电子产品的感测装置与应用非常广泛，如果不含括电能传递所产生的信号处理与能量转换，就剩下与外界接触的感测组件比较接近一般的认知范围，但为了整体了解，内部的信号传输与混合应用也应该纳入整个感测系统中，否则人们将难以了解，为何感测装置后端还可以产生各种的处理与变化。但内部电路或组件间的信号需透过量测仪器的观察，才能体会其中I/O的感测传输现象，这是因为它们不是一般感官可察觉的东西。所以，感测是一种事相上的对待问题，是纯模拟的事物运作沟通，而且包括许多的层次范畴。

然而针对专门与外界接触的感测组件而言，它也是继逻辑组件与内存组件的高度发展之后，成为各类信息系统的重点发展目标。因为不论是逻辑组件或内存组件，在芯片集积度与速率不断提升下，可以应用的空间也相对扩大许多倍，这些多余的能力就可以用来处理更大量的信号，因此更精密的感测组件就成为行情看涨的发展领域。

感测通讯的整体观

感测与通讯有何关系呢？可以说因为二种东西之间有通讯的需要，所以必须感测讯号；反过来也可以说，因为感测到了信号，所以产生通讯传输的结果。从器物的角度来看，不论内部或外部都有实质的距离存在（小至原子，大至地球中的环境都是如此），而且根据其发生的功用与运作的架构，来了解之间辗转相依的信号是什么。例如电荷透过电子辗转相依而产生电流与反方向的电子流，基本上就是因为有「同性相斥，异性相吸」的感应能力。但是在本文里，谈到太细节已属不必要，所以下面从已构成的组件，以及再组合而成的装置来看整体感测通讯的架构(图一)。

《图一 整体感测通讯架构示意图》

组件与组件之间的通讯

其实组件既有大小，也有简单复杂之分，原则上在这里所定义的组件是指一个系统装置内部所使用的零组件，其中有可能是离散组件，也可能是IC组件。这些组件用来过滤、放大、存取或转换相关信号，也有经过复杂程序再处理而产生的模拟与数字信号。无论如何，它们都具有收发（I/O）信号的功能，以便组件与组件之间能够沟通而相互应用，或者说产生一种感测通讯的作用也可以。

因此，去除能量控制转换的组件是最底层次、材料性质的传输供应外，许多功能性的组件都是在处理电能产生的模拟信号或数字信号，并透过一般电路来传输。以半导体材料（特别是硅、锗）来设计的电路控制最为稳定好用，目前大部份的固态组件都是以半导体材料所制成，有些是用来存取信号的内存组件，有些是用来控制信号的逻辑组件，也有些是纯粹用来传输信号的组件，例如放大器、滤波器，甚至ADC、DAC等，虽然它们有的经过了逻辑运算，但也可以说是装置内部一种专门的感测组件。

装置与外界之间的感测

一个系统装置要与外界取得联系，就要有感测外界特定信号的能力，能够收发外界信号的组件，就是一般所定义的感测组件，例如影像感测、声音感测、温度感测、材质感测、惯性感测等。另外，收发无线电波的射频组件（RF）也是一种对外界信号的感测组件，只是它收发的信号也是人们感官所察觉不到的载体，所以一向不被列入一般感测组件。

大体因为装置是为人所用，而人们想要透过装置感受的信号也以人体感官的需求为主要范围。但感测组件对外界信号可感测的精密程度也不一，就好像有的人马马虎虎，有的人却是明察秋毫，不过基本上耳聪目明是应有的追求目标，也才具有较高的竞争能力。对于外界的信号，例如光感测，如果超过不同的频率范围，则已不是精密与否的问题，而是产生不一样的信号、不一样的结果，红外线或X光的感测就是如此。换句话说，电子产品上的感测装置，就是要与外界非电能产生的信号来沟通。

装置与装置之间的通讯

所以有些信号是专门设计给装置之间沟通用的，例如前面说的RF信号或红外线信号，然后装置再解读转换出给人们可以感受到的信号。但很多装置与装置之间仍是靠一般有线电路来通讯，例如USB、RS232接口或Cable线、电话线等，所以也很类似于系统装置内部组件与组件之间的感测通讯。有些组件或装置还要控制其本身的运作状况，因此还要做一些特别的感测，例如为防止芯片过热，必须在芯片上加装温度传感器，以便适时予以降温处理；还有一些电源管理的装置也是要用到特别的感测组件，以便适时的节电或充电。

装置与装置经过通讯后，也可以说产生了另一种自动化的运作机制，不须要靠人的感官去判断，就能从容的完成一件事。所以这一类的感测组件也是重要的一块辅助领域，有些人类感官无法查觉或不方便，甚至有危险性的环境，都要靠这类感测组件的应用。

感测组件、讯号种类与辨认功能

不管是那一类的感测组件，直接或间接，最后都是要达到服务人类的目的，科技还是以人为本而有所发展应用，所以我们应该先了解人类感官有那些功能，再看看周遭有那些可配合的东西。虽然每个人的感官能力又有些差别，但不外有六种感测能力，这就是电子产品据以为标准与仿效的发展方向(图二)。

《图二 六根、六尘、六识的原理与感测组件发展方向示意图》

感官六根与感测组件的发展

人的感官有六种，分别是眼、耳、鼻、舌、身、意，又叫做六根、六处或六入。这六根可以说是人体里的六种感测组件，并据此接收外界的各种信号，接着再产生认识判断的作用，也就是说因为有六根的中介，才能对外界产生「能识」与「所识」的联系。对于人而言，六根都可以经由训练而更敏锐，某些人还具有特别的天赋，总之不管先天或后天，六根的作用还是人人不同，且可能千差万别。以一般状况来看，人的眼、耳、鼻、舌或身根，很多动物都比人还强，如老鹰的眼、狗的鼻，但意根还是以人类最强。

因为有很多动物的感官比人强，难怪人们要发展机器装置来感测更精细的事物，接着机器再跟机器比，科技人再跟科技人比，所以这是生存竞争后的结果。但这些感测组件的发展也是一步一步来，先从低阶的能力开始应用，接着再超越人体感官的水平，例如影像感测功能，就从数十万画素发展到了千万画素。种类也是从影像感测组件（眼根）、声音感测组件（耳根），再准备发展到香气感测（鼻根）与味道感测（舌根）；现有的温度传感器或压力传感器等则属于身根，这一类的种类繁多，也还有待进一步发展，至于意根则比较抽象，可能要配合软件的应用来达到，如用OCR来对文字的辨识阅读。

境界六尘与信号的种类

六根所相对的境界便是六尘，分别是色、声、香、味、触、法六种缘境，其中眼对色，耳对声，鼻对香，舌对味，身对触，意对法，这就是六根所识别的东西。所以六尘也可以说就是六种信号，实际上一个物体本身就存在这六种信号，只是我们必须用不同的器根去感受，例如一片树叶会发出色相、音波、精香、苦甘、质地与规则等信号，所以从不同感测角度来观察树叶也会有不同的认识与感受。

虽然六尘是依人的感官来观察，但前述组件与组件、装置与外界、装置与装置三种状况的感测通讯，也不离这六种信号类别，只是所要求的精细程度与范围有所不同而已，也就是说，小到一个原子就有这六种信号，但我们都是以电能来控制驱动其背后所代表的、人们感官可接触的、变成方法规则的模拟信号或数字信号罢了，至于若要再把它们分成是Video、Audio或Data等信号形式，那也只是再反过来划分一样的意思。

分别六识与产生的辨认功能

我们知道六根是介于对象的所识与内心的能识中间的官能，所识为六尘，而能识就是背后生起的辨别认识能力，接着可能还会有进一步的处理与信号转移。相对六根与六尘和合产生的能识作用就是六识，分别是眼识、耳识、鼻识、舌识、身识与意识，例如眼根接收色尘而认知看到了红色的东西，那么这个能分别红色或其它颜色的功能就是眼识，眼识可能做直觉性的处理，如遇到强光而缩小瞳孔，也可能把信号再交给意根产生意识，意识又链接记忆信号而判断为遇到红灯了，必须停下来等绿灯亮起再走。

所以，六识是最基本直觉的辨识功能，相对于一般感测组件而言，也都有这样的作用，例如滤光镜会将接收到的色光分成三原色，并把辨识到的信号传给后端的ADC与DSP来做进一步的处理，然后再将信号转移给其它组件应用。有这样一体的感测处理概念后，我们对感测组件的定义与发展方向就更清楚了。

感测的标准与层次

也就是说，感测组件本身就要有认识作用与传递信号的功能。但同一个事物的信号有多元，精密程度也都不相同，因此必须订立相互之间依循的标准，否则信号没有透过协议，就像鸡同鸭讲一样，没有办法沟通。

感测功能的三合一内涵

一个感测组件能够收发信号这是基本的作用，但对信号的认识分别，这也是一种逻辑的作用，至于对信号的暂存与传递现象，当然也可以说是一种记忆的作用。以一个电源开关为例，我们可以说它是感测组件，因为必须感应导体或非导体的信号，但是否接通电流的设计就是其逻辑性质了，又当处于开或关的状况时，也是一种记忆依持的现象。

但在感测组件的设计实务上，也没有必要太呆板固执，应该以主体性为收发信号功能的组件就是感测组件，而配合嵌入的处理器或内存就可以做出更复杂精密的感测组件。所以，我们对感测组件必须充分了解其三合一的内涵。

以人类感官的接受性为标准

订定标准就是为了信号能够相互沟通，但感测组件是模拟工程的设计工夫，通常要靠一些直觉与经验值的调整，不能只有逻辑的Yes/No、Or/And而已，也就是说所设计的感测组件本身就要有误差容错能力，这些误差的底限应以人类感官的接受性为标准，设计误差容错能力，必须小心处理，否则差之毫厘失之千里，可能会造成难以弥补的后果。

建立或依循的标准则端赖所使用材质的精密度，因而材料的研发制作便成为第一要务；第二是要能够控制维持所测试标准的稳定度，因为包括外界与本身材质的环境条件变化快又多，如何排除干扰、维持常态做出正确的感测功能并不容易；第三是信号的传达与处理转换要精确统一。总而言之，越精密的感测组件，误差容错能力就越难控制，而所谓标准毕竟都只是一种虚拟的假设，而我们却处在「测不准定律」所规范的现实世界当中，要如何拿捏掌握得宜并不容易。

超能力感测的应用

前面说过人类的感官是可以训练发展来产生更大的作用，实际上本身都具有无限的潜能存在，当开发到超越一般人的标准时，便是所谓的「超能力」或「特异功能」，而每个人或多或少也都想要拥有「千里眼」或「顺风耳」的梦想吧。有些人在特定状况下也有一些不可思议的感应，例如心电感应或预知未来等现象。无论如何，透过电子产品感测功能的辅助，或多或少也能增进一些能力，就好像有了Web Camera来做影像感测，那么地球另一端的实时影像也能被测知；本来肉眼看不到的身体内部，透过超音波仪器也可以被测知。所以，相信将来感测组件可以做的应用还非常的宽广。

P-Si的直线偏亮度异方特性

无论如何，透过电子产品感测功能的辅助，或多或少也能增进一些能力，就好像有了Web Camera来做影像感测，那么地球另一端的实时影像也能被测知；本来肉眼看不到的身体内部，透过超音波仪器也可以被测知。所以，相信将来感测组件可以做的应用还非常的宽广。