STマイクロエレクトロニクス 高精度3次元測位を可能とする世界最小の圧力センサを発表

～ 革新的なMEMS技術を採用した量産中のデジタル圧力センサが正確に高度を測定 ～

エレクトロニクス分野の多種多様なアプリケーションに半導体を提供する世界的
半導体メーカーで、世界トップクラスのMEMS製造メーカーおよびコンスーマ・
携帯型機器向けMEMSの主要サプライヤ(1)であるSTマイクロエレクトロニクス
（NYSE:STM、以下ST）は、携帯電話やその他携帯型機器向けに、極めて高い精度
で海抜高度を検出することができる新しい圧力センサ LPS331APを発表しました。
これにより、携帯型機器が建物内の何階にあるかだけでなく、階段の何段目にある
かも分かるようになります。

モバイル業界で急成長することが広く期待されている位置情報に基づく様々な
サービスを実現する上で、携帯型機器による正確な測位が非常に重要であると
考えられています。課題は、相反する様々な制約（空間的解像度、信頼性、
物理的な大きさ、堅牢性、コストなど）に対応する形で携帯型機器の位置を
3次元的に特定する手段を提供することです。

水平位置（緯度・経度）を求めるために広く採用されているソリューションは、
4機以上の衛星から信号を受信できる最適な条件で機器の水平位置を1メートル
以内で計算可能な全地球航法衛星システム（GNSS）です。STがCSR社と開発した
実証済みの屋内ナビゲーション向けソリューションは、衛星からの信号を全く
受信できない状況でも、機器の水平・垂直位置を求めることができます。

3次元方向（垂直高度）に関しては、高度が上がるとともに圧力は徐々に下がる
ため、信号を受信できる衛星が4機未満の場合、大気圧の方がGNSSより高い
精度で測位することができます。STの新しい圧力センサは、260ヘクトパスカル
（高度1万メートルの空気圧:エベレスト頂上より約1500メートル高い）から
1260ヘクトパスカル（海面下1800メートルの空気圧:最も深い坑道の約半分の
深さ）の空気圧を測定することができます。低電圧かつ超低消費電力の新製品は
小型パッケージ（3 x 3mm）に搭載され、スマートフォン、スポーツ・ウォッチ、
その他携帯型機器、気象観測所、車載・産業機器に最適です。LPS331APは、
Samsung社の最先端スマートフォンの最新機種に採用されています。

STのエグゼクティブ・バイスプレジデント 兼 アナログ・MEMS・センサ グルー
プ ジェネラル・マネージャであるBenedetto Vignaは、次の様にコメントして
います。「コンスーマ分野にMEMS製品が広く使われるようになって以来、STは
重力、加速度、角速度および地球の磁場の検出が可能な製品を開発・供給して
きました。これらのセンサはいずれも、スマート・コンスーマ機器における
モーション検出とそれに伴う反応に役立ちます。今回当社は、コンスーマ機器
向けに、大気の重さを検出することで人や物体の上下移動を検出する製品を発表
しました。」

LPS331APには、圧力センサをモノリシック・シリコン・チップ上で組み立てること
ができるST独自のMEMS技術「VENSENS」が採用されています。この手法で圧力センサ
を製造すると、ウェハ間のボンディングが不要になり、信頼性を最大化することがで
きます。LPS331APのセンサ素子は、ギャップをコントロールし、内部圧力を規定した
エア・キャビティ上に形成された、柔軟性のあるシリコン膜をベースにしています。
そのシリコン膜は、従来のシリコン微細加工膜よりはるかに薄く、内蔵された機械式
ストッパにより破損から保護されています。外圧の変化に応じて膜が収縮するたびに
電気抵抗が変わる小さな構造体である、ピエゾ・レジスタが膜に組み込まれています。
抵抗の変化が測定されると温度補正を施した後、業界標準のI2C / SPIインタフ
ェースを介して機器のホスト・プロセッサが読み取ることができるデジタル圧力値に
変換されます。

LPS331APの特徴

・高解像度・低ノイズな圧力センサ : 数十センチの高度変化も検出可
・VENSENS技術 : フル・スケールの最大20倍の高いバースト耐性
・ODR : 1 Hz～25 Hz（選択可）
・低消費電力（低解像度モード時:5.5μA、高解像度モード時:30 μA）
・供給電圧:1.71V～3.6 V
・温度範囲:-40℃～+85℃
・温度補正用温度センサを集積
・工場出荷時に圧力・温度をキャリブレーション済み
・HCLGA-16Lパッケージ（3 x 3 x 1mm） : パッケージ孔より外圧をセンシング・
エレメントに印加

現在、LPS331APは量産中です。単価は1000個購入時に約2.6ドルです。設計なら
びに製品開発期間を短縮するサンプルおよび評価キットを提供しています。STの
圧力センサ用評価キットは、マザーボード（STEVAL-MKI109V2）、プラグイン・
モジュールおよび圧力センサ（LPS331AP）を含むアダプタ （STEVALMKI120V1）
で構成されています。

(1) IHS iSuppli社:「MEMS Competitive Analysis 2012」

STマイクロエレクトロニクスについて
STは、Sense & Powerおよびマルチメディア・コンバージェンス分野の多種多様
なアプリケーションに半導体を提供する世界的な総合半導体メーカーです。
エネルギー管理・省電力からデータ・セキュリティ、医療・ヘルスケアから
スマート・コンスーマ機器まで、そして、家庭、自動車、オフィスおよび仕事や
遊びの中など、人々の暮らしのあらゆるシーンにおいてSTの技術が活躍して
います。STは、よりスマートな生活に向けた技術革新を通し、「life.augmented」
の実現に取り組んでいます。2011年の売上は97.3億ドルでした。さらに詳しい情
報はSTのウェブサイト（ http://www.st-japan.co.jp ）をご覧ください。

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