石英加速度计将为感测领域带来全新风貌

　　石英晶体被喻为“产业之塩”，拥有高准确性、极低耗电量，以及绝佳稳定性等卓越特性，使其特别适合用于感测相关市场领域，创造出许多客户能够安心采用的全新应用产品，并进一步为我们的日常生活带来重大改变。本文将从传感器在装置中扮演的角色谈起，探讨优良的传感器应具备的基本要素，并以Epson Toyocom原创的“double-T”架构为例，说明以石英晶体为材质制造的陀螺仪，如何为感测领域带来崭新的风貌。

　　优良传感器的“5S”标准

　　若拿“以量尺量测物体”为例，探讨何谓优良的传感器，则可以归纳出五项前缀均为S开头的标准，我们姑且称之为“5S”。

　　首先，为了准确地测量物体的长度，我们必须先把量尺的原点校准受测物体的末端(图1)。若量尺的长度不及受测物体，我们通常会进行多段式测量：第一次测量先在量尺长度所及之处先做记号，然后再将量尺的原点对准记号处进行第二次测量，以此类推。但是，这样的方式可能产生各式各样的错误，譬如量尺摆放的角度倾斜、原点校准的偏差、移动量尺时所做的记号偏离，甚至量尺本身刻度是不正确等等。

　　将上述概念应用在传感器上，为了避免可能的误差产生，优良的传感器无论在任何情况下，都必须确保“原点”的固定，绝不能出现原点偏移，刻度也不能因为温湿度等外部环境影响而变化、绝对不能出现磁滞现象(hysteresis)，或与其它轴线(噪声)出现相互干扰的现象。

　　再以“汽车紧急煞车”的例子进一步说明，当驾驶踩下煞车踏板时，系统便会产生线性地产生煞车作用。也就是说，系统将会立即以改变物理量的方式，响应煞车这项指令，而感测的结果将与变化程度成正比，而这样的特性对感测装置来说至关重要。

　　基于以上两个例子，我们可以归纳出5个以S为前缀的传感器特性，包括Speed(回应物理量变化的速度)、Sensitivity(对变化响应程度的敏感度)、Selectivity(只针对特定变化响应的选择能力)、Straight Response(回应物理变化量的准确性)，以及Stability(保持不受外部环境影响的稳定性)。5S同时也可以作为衡量传感器效能的重要标准。

　　更佳的归零特性

　　陀螺仪传感器(gyro-sensor)正好符合上述的5S标准，并且已被广泛运用在数字单眼相机(digital single-lens reflex，泛称DSLR)中，大幅改善数位单眼相机的影像稳定效能。

　　陀螺仪传感器目前在数位单眼相机中，是专门用来侦测角速度(angular velocity)，也就是相机震动的幅度。之后再透过致动器(actuator)，将侦测到的相机震动幅度数据回传到镜头。10年前相机防手震功能首度问世时，陀螺仪传感器的5S效能远逊于目前的水平，且只能提升约一级的快门速度。然而，时至今日，陀螺仪传感器的5S效能已大幅提升。以Epson Toyocom于2005 年推出的XV-3500CB超小型振动陀螺仪传感器为例，即便在持续震动的环境中，也能准确地进行归零的动作，将快门速度一举提升4级。

　　Epson Toyocom为专业的石英晶体组件制造商，是由日本精工爱普生公司(Seiko Epson Corp.)的石英组件事业部，以及日本东洋通信机公司(Toyocom Corp.)合并组成。由于该两家公司在设计生产石英晶体电子组件方面，均拥有十分丰富的经验，透过整合两家公司优势所带来的综效，进一步促使产业大量开发以石英单晶体为材料的创新产品。