感測(cè)器(Sensor)可以說(shuō)是物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings,IoT)架構(gòu)下，讓智慧自動(dòng)化設(shè)備與智慧聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，像是智慧機(jī)器人、智慧工廠、智慧電動(dòng)車(chē)、智慧手環(huán)、智慧醫(yī)療裝置、智慧家電、智慧行動(dòng)電話(huà)等，執(zhí)行即時(shí)互動(dòng)的關(guān)鍵元件。

感測(cè)器可以定義為：“能夠感知并檢測(cè)欲量測(cè)對(duì)象物的物理量或化學(xué)量，并將其轉(zhuǎn)換成可以計(jì)量的輸出訊號(hào)之裝置”。其中，量測(cè)的物理量，包括溫度、壓力、磁性、光等；而化學(xué)量則包括pH值、濃度、純度、濕度等。

近年來(lái)隨著自動(dòng)化設(shè)備及自動(dòng)化控制系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展，做為電子裝置“感官”元件的感測(cè)器應(yīng)用領(lǐng)域也大幅擴(kuò)展，包括運(yùn)輸、機(jī)械、建筑、化學(xué)、食品、醫(yī)療、家電、資通訊、制造加工等。

感測(cè)器種類(lèi)多樣

以下介紹幾款可配備于自動(dòng)化設(shè)備與控制系統(tǒng)的感測(cè)器，并進(jìn)一步說(shuō)明其技術(shù)特點(diǎn)、技術(shù)發(fā)展方向以及應(yīng)用領(lǐng)域。

影像感測(cè)器

影像感測(cè)器(ImageSensor)可從一整幅圖像捕獲光線(xiàn)的數(shù)以千計(jì)圖元，基本原理是透過(guò)光電效應(yīng)將光線(xiàn)能量轉(zhuǎn)換成電荷，光線(xiàn)越強(qiáng)電荷越多，這些電荷就成為判斷光線(xiàn)強(qiáng)弱的依據(jù)。

影像感測(cè)器應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用，像是檢驗(yàn)、計(jì)量、測(cè)量、定向、瑕疵檢測(cè)。未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向?qū)⒊秃碾娏?、更廣光線(xiàn)波長(zhǎng)擷取范圍、更高精密度檢測(cè)辨識(shí)、更快檢測(cè)辨識(shí)速度等邁進(jìn)。

壓力感測(cè)器

壓力感測(cè)器(PressureSensor)是檢測(cè)氣體或液體之壓力強(qiáng)度，并將壓力強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成輸出訊號(hào)；已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自動(dòng)控制環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智慧建筑、生產(chǎn)自動(dòng)控、航空航太等。未來(lái)技術(shù)將朝更微型MEMS腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、更高靈敏度檢測(cè)能力發(fā)展。

位置感測(cè)器

位置感測(cè)器(PositionSensor)主要應(yīng)用于機(jī)器人控制系統(tǒng)，如線(xiàn)性編碼器、旋轉(zhuǎn)編碼器、伺服馬達(dá)等；技術(shù)發(fā)展是朝更高精確度控制、加速度感測(cè)控制、更微型MEMS腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方向前進(jìn)。

位移感測(cè)器

位移感測(cè)器(LevelSensor)，又稱(chēng)為線(xiàn)性感測(cè)器，分為電感式位移感測(cè)器、電容式位移感測(cè)器、光電式位移感測(cè)器、超音波式位移感測(cè)器、霍爾式位移感測(cè)器；主要應(yīng)用在自動(dòng)化裝備生產(chǎn)線(xiàn)對(duì)模擬量的智慧控制。技術(shù)發(fā)展朝更微型MEMS腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、非接觸檢測(cè)技術(shù)開(kāi)發(fā)、數(shù)位式檢測(cè)技術(shù)開(kāi)發(fā)、更高精確度控制等方向演進(jìn)。

力量感測(cè)器

力量感測(cè)器(ForceSensor)是用來(lái)檢測(cè)氣體、固體、液體等物質(zhì)間相互作用力的感測(cè)器，多應(yīng)用在力度檢測(cè)，如機(jī)器人手臂抓取物件力度大小的控制。技術(shù)發(fā)展朝更低耗電量、更快的檢測(cè)反應(yīng)時(shí)間、更高精確度檢測(cè)辨識(shí)等方向前進(jìn)。

氣體感測(cè)器

氣體感測(cè)器(GasSensor)能針對(duì)可燃性氣體、毒性氣體成分進(jìn)行測(cè)定，并將其轉(zhuǎn)換成輸出訊號(hào)，可用于工業(yè)自動(dòng)化、礦產(chǎn)資源探測(cè)、氣象觀測(cè)和遙測(cè)、生鮮保存、防盜、節(jié)能等領(lǐng)域。技術(shù)發(fā)展朝更快的監(jiān)測(cè)反應(yīng)時(shí)間、更短的監(jiān)測(cè)距離、更多氣體類(lèi)型連續(xù)監(jiān)測(cè)等方向精進(jìn)。

半導(dǎo)體感測(cè)器

半導(dǎo)體感測(cè)器(SemiconductorSensor)系利用半導(dǎo)體材料各種物理、化學(xué)和生物學(xué)特性制成的感測(cè)器。應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋工業(yè)自動(dòng)化、遙測(cè)、工業(yè)型機(jī)器人、家用電器、環(huán)境污染監(jiān)測(cè)、醫(yī)療保健、醫(yī)藥工程、生物工程等。技術(shù)發(fā)展朝更微型MEMS腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、更高靈敏度檢測(cè)能力、降低制造成本等方向邁進(jìn)。

光纖感測(cè)器

光纖感測(cè)器(FiberOpticSensor)可將來(lái)自光源的光經(jīng)過(guò)光纖送入調(diào)制器(Modulator)，使待測(cè)參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，稱(chēng)為被調(diào)制的訊號(hào)光，再經(jīng)過(guò)光纖送入光探測(cè)器，經(jīng)解調(diào)后，獲得被測(cè)參數(shù)。主要用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，像是磁力、聲波、壓力、溫度、加速度、陀螺儀、位移、液體、轉(zhuǎn)矩、聲光、電流及應(yīng)變力等物理量之檢測(cè)。技術(shù)發(fā)展朝更短監(jiān)測(cè)距離、提高量測(cè)光能量強(qiáng)度的準(zhǔn)確性等方向精進(jìn)。

因應(yīng)全球趨勢(shì)與市場(chǎng)變化，廠商積極提出研發(fā)計(jì)畫(huà)進(jìn)行創(chuàng)新技術(shù)開(kāi)發(fā)，重要的技術(shù)成果必須加以保護(hù)，避免因競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手抄襲或模仿而喪失競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。對(duì)此，科技界主要是透過(guò)專(zhuān)利申請(qǐng)程序進(jìn)行技術(shù)成果保護(hù)，其他廠商藉由系統(tǒng)化專(zhuān)利探勘與分析，可以了解特定領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)趨勢(shì)以及特定廠商專(zhuān)利布局動(dòng)向，同時(shí)，也得以避免或是提早因應(yīng)未來(lái)可能招致的專(zhuān)利侵權(quán)威脅。

本文以美國(guó)專(zhuān)利暨商標(biāo)局(USPTO)公告的核準(zhǔn)專(zhuān)利做為專(zhuān)利檢索資料來(lái)源，并透過(guò)“資策會(huì)專(zhuān)利地圖探勘分析平臺(tái)”，進(jìn)行專(zhuān)利檢索、專(zhuān)利分析以及專(zhuān)利資料下載與整理。

針對(duì)感測(cè)器進(jìn)行專(zhuān)利分析，藉此掌握感測(cè)器國(guó)際研發(fā)投入情形，進(jìn)一步了解專(zhuān)利技術(shù)動(dòng)向以及對(duì)產(chǎn)業(yè)可能造成之影響。

專(zhuān)利檢索以感測(cè)器關(guān)鍵廠商為基礎(chǔ)，并佐以關(guān)鍵字及關(guān)鍵欄位等項(xiàng)目進(jìn)行檢索。其中，關(guān)鍵廠商包括：RobertBosch、Denson、Honeywell、InfineonTechnologies、STMicrolectronics、AnalogDevices、FreescaleSemiconductor等；關(guān)鍵字為Sensor等；分類(lèi)項(xiàng)為73*(UPC)；關(guān)鍵欄位則以請(qǐng)求項(xiàng)為主。

針對(duì)專(zhuān)利檢索結(jié)果進(jìn)行研判與調(diào)整，最后，篩選出22,612件感測(cè)器美國(guó)核準(zhǔn)專(zhuān)利進(jìn)行分析。

首先，透過(guò)資料探勘(DataMining)功能并針對(duì)22,612件感測(cè)器專(zhuān)利進(jìn)行國(guó)家別(Country)、行業(yè)別(Sector)以及領(lǐng)域別(Field)分析。其次，針對(duì)22,612件感測(cè)器專(zhuān)利進(jìn)行技術(shù)分類(lèi)項(xiàng)目比對(duì)分析，藉此掌握感測(cè)器專(zhuān)利涉及的重要技術(shù)分類(lèi)項(xiàng)目分布情形。

醫(yī)療/半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)＠苤匾?/strong>