穿戴式裝置感測器元件 需求4.66億顆(2019年)!

感測技術對穿戴式裝置發展的影響 2015/03/23-DIGITIMES企劃 穿戴式裝置的主要應用，除了作為智慧手機的「第二螢幕」，提供訊息通知或通訊等功能外，身心自我量測更是主要的應用功能。如何善用既有的感測技術，也因此成為穿戴式裝置的重要發展方向。 目前穿戴式裝置常用的感測技術，主要是MEMS運動感測器、使用者介面感測器、生理健康感測器以及環境感測器，其中運動感測器是穿戴式裝置感測器中最常見的，包括陀螺儀(Gyroscope)感測水平改變、三軸重力加速器(3-axis Accelerometer)感測動作、走路或姿勢的變化、計步器(Pedometer)計算步數，全球定位系統(GPS)感測所在地理位置。使用者介面MEMS感測器，則包括MEMS麥克風、距離感測器以及MEMS顯示器，至於生理健康感測器則是量測脈搏、血氧、水合作用以及皮膚溫度的感測器，環境感測器包括濕度、環境溫度以及紫外線感測元件。前述的感測技術應用於穿戴式裝置，主要是用在運動、健身、減肥及睡眠品質等生理的量測應用。未來還有可能加入體溫、脈搏血氧濃度、心率、心電圖、酒精濃度量測、血壓、血糖等生理感測器，以便隨時隨地量測及追蹤使用者的健康狀態。

感測需求愈來愈多系統單晶片整合技術重要性日增 但愈來愈多的感測需求，也對穿戴式裝置設計形成巨大壓力，低成本、低功耗的系統單晶片完整解決方案，也因此成為眾所矚目的焦點。如神念科技推出的心電感測系統單晶片(SoC)，就整合了先進的低噪音類比前端放大電路、16位元高精確類比數位轉換器以及高效能的數位訊號處理器，可以精準採集從uV到mV的心電訊號。此外，該晶片還內建了高通濾波器、低通濾波器以及50Hz與60Hz的陷頻濾波器。除了抗高頻雜訊，也內建有直流漂移消除濾波器，可以進一步消除因為輸入端阻抗不匹配所產生的直流飄移，不需要額外整合一些被動元件或是處理器，就能快速輸出心跳以及準確的初始心電訊號。工研院生醫所林楨喨博士的團隊，則是利用自行開發的電路模組與演算法，結合三導程心電圖、反射式血氧量測系統、以及高分子壓電電子聽診器，設計成穿戴式生理監測裝置，除了能直接測量出心電、血氧、心音與心跳，也可利用血氧和心電圖來估算血壓趨勢。過去的血壓計，雖也有手腕式的設計方式，然而氣壓加壓的方式，並不適合應用於穿戴式裝置，而用血氧值和心電圖來估計，就能實現穿戴式血壓監測的目標。

生理感測技術對穿戴裝置發展影響深遠 根據研究機構HIS統計，應用在穿戴式裝置的感測器元件出貨量，在2013年僅為6,700萬顆，去年則約在8,500萬顆左右，不過預估2015年則可望倍增至1.75億顆，而到2019年，更可望到達4.66億顆的規模。換言之，應用在穿戴式裝置的感測器元件出貨量，在短短6年內市場規模可望暴增7倍之多。相較於智慧型手機或平板，穿戴式裝置顯然更適合行動醫療照護，使用者可以更方便的掌握各種即時的基礎生理資訊，包括血壓、心跳、脈搏等，再透過各種無線通訊協定，如藍牙、Zigbee等，即可與家中的網路閘道器串聯，將相關資訊儲存至網路後端的資料庫，或是傳送至醫療院所，完成初步的生理資訊監測，尤其在老年化社會日趨明顯的國家，具有生理感測能力的穿戴裝置，發展前景更受期待。