全面MEMS陀螺仪时代从智能手机开始 - MEMS - 电子工程师俱乐

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近来市场上有个公开的秘密，就是首款内置微机电系统陀螺仪(MEMS gyroscope)的手机将于6月问世。分析师猜测，那支手机的供货商有可能是Apple(所以就是iPhone 4G)、宏达电(HTC) ，也有可能是ST-Ericsson；而无论谁是业界第一，预期到2012年，每家智能手机大厂都会跟上这个趋势。

分析师表示，陀螺仪将在智能手机领域 “无所不在”，因为该种组件能支持新式用户接口、提升在线游戏体验，并透过航位推算法(dead reckoning)提供室内导航；此外还可实现所谓的“扩增实境(augmented-reality)”应用，也就是在用手机的数字相机指向某个目标时，能显示出该物体的相关信息。

iSuppli分析师Jeremie Bouchaud 表示，Apple的iPhone让各家手机供货商见识到MEMS加速计能透过动作控制变换图片显示方向(横式或直式)的功力；任天堂(Nintendo) 的Wii游戏机所使用的MotionPlus游戏杆，则透过证明一个“六轴”解决方案──三轴加速计加上三轴陀螺仪──如何能让动作识别接口更顺畅与精确，激发手机制造商的无限想象。

MEMS陀螺仪供货商 InvenSense的游戏与3D用户接口业务部门营销总监Doug Vargha表示，若只使用加速计：“你不是会得到反应敏捷的、但噪声较大的输出，就是反应慢、但较纯净的输出；但如果将加速计与陀螺仪结合，能得到既纯净又反应敏捷的输出。”

他解释，单只用加速计无法判断动作与重力的分别，但加上了陀螺仪，就能立即感应动作的发生，让用户接口反应更灵敏、也不受残影(artifacts)干扰。InvenSense为Wii的MotionPlus游戏杆附加装置提供芯片；该种附加装置是扣在游戏杆的尾端，能侦测3D全方位的角动量(angular momentum)。(加速计只能量测线性的加速)

根据 iSuppli的统计，以数字相机的防手震功能为应用大宗、在2009年规模为4.47亿美元的整体MEMS陀螺仪市场，将在2012年成长至超过 7.69亿美元。另一家市场研究机构Forward Concepts的创办人Will Strauss则预测，全球手机用MEMS陀螺仪市场将由目前的3,800万美元，在2012年扩充到7,000万美元以上规模。

InvenSense 手机业务部门营销总监Mike Housholder表示，MEMS陀螺仪的第一个市场成功经验是在数字相机领域的应用，目前渗透率几乎达100%：“目前在五百万像素以上的数字相机与数字摄像机产品中，几乎都有内置陀螺仪。”

而在手机领域的状况也类似，MEMS陀螺仪最早也是被用来提供嵌入式数字相机的防手震功能：“随着智能手机继承较高像素的数字相机──从五百、八百、一千万到一千两百万都有，这些手机相机所拍摄出的影像质量非常依赖防手震的功能。”Housholder指出。

不过一旦进驻手机，陀螺仪也能被用来强化在线游戏体验，提供室内导航、扩增实境等功能，以及大幅拓展动作指令的范围；例如通过将手机倒放就能调静音、摇摇手机就能拨出电话，甚至是把手机拿来在半空中“签名”作为交易凭证等。预期在 2010~2012年之间，其他种类的消费性电子装置也会陆续开始采用陀螺仪，来强化它们的用户接口。

陀螺仪也可望在医疗监测设备领域取得一席之地，例如用以作为警报装置的坠饰，或是在蓝牙智能手机里提供为使用者测量卡路里燃烧率。甚至在玩具或是体育用品方面，也能在例如球具中加入结合MEMS加速计与陀螺仪的压力传感器、还有语音合成装置，好在运动进行的过程中矫正使用者的姿势。

作者：R. Colin Johnson