传感器如何求变求新顺应新潮流

原创 李映 2018-03-28
标签 传感器

  无论是在消费电子、物联网、汽车等领域,传感器都被视为“硬通货”,成为重要的使能技术。然而,市场需求在其中不断演变,技术也要不断进阶,传感器需不断“创新”激发新的价值。

  应用转向可穿戴、VR/AR、物联网

  在传感器主力应用——智能手机市场出货量增长趋缓的情形下,业界迫切需要新的产业驱动力,市场更加明朗化的是可穿戴设备将日益盛行,增强现实将融入日常生活,物联网将更加无处不在。

  博世(Bosch)十分看好上述市场。Bosch Sensortec亚太区总裁百里博(Leopold Beer)引用IDC数据表示,到2021年,可穿戴设备出货量将超2.2亿部,几乎是2017年数字的两倍。 而VR/AR头盔市场将以56%的复合增长率快速攀升到2021年的8120万出货量,VR头盔占据九成。而物联网市场在2020年将突破 1兆美元大关,2020年会有超过300亿设备连接在物联网上。



  “未来不仅智能手机将会引入新的传感器应用,而且可穿戴设备、VR/AR、物联网等产生了很多不同的方向,这些方向都需要更好的解决方案甚至是系统级的方案,以应对市场痛点。” 百里博分析说。

  如今业界已经看到了三大趋势:第一,Sensors和Sensors的整合。如加速度计和陀螺仪的整合,甚至跨类型传感器的整合,如惯性传感器、环境传感器、光学传感器的相互整合。第二,Sensors与MCU或算法的整合。它们的整合将为客户提供更低功耗、体积更小的模块化产品,方便使用者灵活开发。第三,Sensors与无线通信模块的整合。Bosch Sensortec在这方面“双管齐下”,一是加强技术整合创新,另一个则是多方位市场需求的融合,快速推动市场化应用。

  创新方案直击痛点

  上述市场虽然量大面广,但也面临一些解决的“痛点”。百里博认为,可穿戴设备需要更小尺寸、更低功耗,辅以多种功能、时尚设计,如从手表、耳环到珠宝等,解决频繁充电、功能有限、设计乏味等痛点;而VR/AR的易晕眩、严重延迟、不稳定性等问题为市场渗透提出了额外的挑战,需要低时延、延长使用时间等来应对。

  虽然针对这些市场的传感器五花八门,但博世新推出超级小巧但功能强大的MEMS加速度传感器BMA400,只有2.0 x 2.0 x 0.95mm体积大小,易于集成各种微小的手表、耳环甚至眼镜当中;仅4μA的超低耗电量,和其智能电源管理功能能前所未有延长电池的使用寿命。同时可提供更多计步以及活动识别的功能。



  如此融高性能和超低功耗于一体,Bosch Sensortec MEMS产品领域全球负责人Ralf Schellin介绍说,这是通过MEMS感测元件和控制器的特别设计和配合,让信噪比实现最高,同时降低功耗,并且集合了博世在汽车、消费类不同经验的技术。

  虽然VR/AR市场在增长,但最常遇到的问题就是容易晕眩,大幅影响体验。为应对这一挑战,博世带来了创新的BMI085,集一个16位MEMS陀螺仪和MEMS加速度计于一体。Ralf Schellin介绍,在硬件上融合了加速度计和陀螺仪,在算法上做了优化:陀螺仪具有强大的闭合回路模数转换机制,确保极低漂移;加速度计实现了低噪声,时延缩至3ms,可显著减少晕眩,同时温度补偿到位,在长时间使用之后不会影响性能。

  低功耗和紧凑方案物联网

  而从“人与人的互联”到“万物互联”、再到“全面感知、智能交互、自动处理”造就了物联网的繁荣,嵌入式低功耗和紧凑方案的需求明显,特别是具备可视化用户界面的智能家居设备需求明显增强。

  “其中交互式投影模块具有实现这一愿景所需的技术特征,包括免对焦投影、紧凑尺寸和低功耗,解决了以往那种占用空间的大显示屏、频繁充电、精准投放不完善等挑战。”百里博强调。

  博世为此开发出独家MOEMS激光扫描的投影模块。据介绍,该模块的高度是7mm,宽度是30mm,长度是30mm。主要特色在于免聚焦、高集成、低功耗,在50公分内通过激光扫描可灵活地将任何表面转变为UI,可随时在不同的使用场景应用,适用于智能家居、AR、可穿戴设备等。”

  “新的市场需要新的解决方案,Bosch Sensortec在MEMS技术领域的创新一定会在这场根本性变革中发挥重要作用,并最终实现‘打造更加智能的世界’的目标。”百里博最后总结说。
  

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