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探访各家厂商的MEMS和传感器新品,真切地感受3D传感和成像的热度持续升温!

来源:日期:2019-04-04 09:27 浏览:

近日,2019慕尼黑上海电子展(以下简称:慕展)盛大开幕。作为国内电子行业最重要的盛事,慕展已成为国内外企业在中国首度发布新品的舞台。麦姆斯咨询的小编们穿梭于各个人头攒动的展馆,探访各家厂商的MEMS和传感器新品。除了以博世为代表的MEMS龙头企业带来的惊喜之外,令人赞叹的是,更多视觉传感器产品的推出,让小编真真切切地感受3D传感和成像的热度持续升温!

面向可穿戴的超低功耗智能IMU、面向汽车导航的新型IMU @ 博世(Bosch

博世洞察物联网(IoT)市场尤其是智能家居和可穿戴应用发展趋势,近几年在高性能惯性测量单元(IMU)推陈出新。在本次慕展上,博世发布了专为可穿戴应用打造的超低功耗智能惯性测量单元BMI270。

BMI270采用最新博世MEMS工艺技术,大大提高了加速度计的偏移和灵敏度性能。结合了在汽车应用中久经验证的陀螺仪和获得显著改进的加速度计。博世独特的静止组件重新调整(CRT)功能提供内置陀螺仪自校准功能,无需旋转激励,从而为原始设备制造商在测试和制造过程中节省宝贵的时间和成本。BMI270的嵌入式即插即用功能有助于大幅缩短产品上市时间。

超低功耗智能IMU:BMI270,专为腕带式可穿戴应用设计

作为超低功耗IMU,BMI270通过处理多个活动跟踪、计步和手势识别功能来延长系统电池寿命,独立于主系统处理器,无需将其唤醒。这些独立于处理器的功能包括诸如在达到一定步数时发送中断,或在用户站起来并开始行走时通过地理围栏激活GPS等任务。因此,在超低功耗域运行强大而准确的手势和活动识别功能,电流消耗仅为30μA。这显著降低了功耗,用户可以从延长的电池充电时间间隔中受益。

BMI270有两种应用特定型版本。“手势”版本可检测手势,包括轻弹进/出,手臂上/下和手腕倾斜。此版本为Wear OS by Google系统所设计,确保为最终用户提供简便快捷且功能丰富的体验。“上下文和活动”版本具有用于识别上下文活动和活动改变的高级功能,例如站立、行走或在车辆中。BMI270的尺寸仅为2.5 mm x 3.0 mm x 0.8 mm,与BMI160、BMI260、BMI261和BMI263引脚兼容。

BMI270可识别背景环境和活动变化

为汽车在GPS信号弱的环境下正常导航应用而诞生的六轴IMU:SMI230,在单个紧凑的封装中精巧地集成了一颗三轴MEMS加速度计及一颗三轴MEMS陀螺仪。两颗传感器采用16比特数据传输。在强大的组合基础上,陀螺仪和加速度计既可以单独运行,也可以为数据同步协同运行。陀螺仪的噪声仅为0.02°/s/√Hz (rms),加速度的噪声仅为0.12 mg/√Hz (rms)。同时,加速度计拥有可靠的温度稳定性,一般为0.2 mg/K的低TCO(偏移温度系数)以及仅为0.002 %/K的TSO(灵敏度温度系数)。一般情况下陀螺仪的累计偏差低于2°/h。SMI230还支持三种节能模式:加速度计:挂起模式;陀螺仪:挂起模式和深度挂起模式。

六轴IMU:SMI230

在驾驶中,GPS信号的丢失通常会导致很多轻松愉悦的自驾旅行扫兴,这款新六轴惯性传感器SMI230提供支持运动数据的导航系统,车辆的当前位置在GPS信号较弱或丢失的情况下仍然可以确定。导航系统将变得更加精确可靠。据博世介绍,这款六轴惯性传感器将于2019年5月正式面向大众供货!

第三代Triaxis霍尔位置传感器、单芯片汽车级VGA ToF图像传感器 @ 迈来芯(Melexis

慕展首日,Melexis(迈来芯)公司在全球首发最新的第三代Triaxis霍尔位置传感器:MLX90374。

第三代Triaxis霍尔位置传感器MLX90374演示板

MLX90374基于Melexis专有的3D霍尔传感技术,可测量移动磁铁的绝对位置,包括360º 旋转角度和线性位移。这些功能通过集成于单芯片解决方案的磁性前端、ADCDSP得以实现,该芯片还搭载有适用于选配外部传感器的温度传感器和信号调节模块。单片MLX90374具有两个可独立配置的输出级,其中主输出以SENT或PWM编码位置数据,次级输出以12位PWM信号编码提供位置数据。MLX90374 ABB的次级输出也可用作带有可编程阈值的开关信号,MLX90374 ABC版本还添加了同样可配置为开关的第三路输出。每路输出均由片上DSP供电,以片上磁场数据或外部传感器输入作为数据源。

MLX90374提供单芯片表面贴装 SOIC-8 封装和单芯片无PCB DMP-4封装,工作温度范围提升至-40℃至+160℃。符合ISO 26262 ASIL C (SEooC)标准,最高+160℃的工作温度范围以及更低的热漂移,是变速器档位选择(TRS)感应或抑制开关等汽车应用的理想选择。MLX90374还可用于检测踏板、方向盘位置或者座椅高度,也可用于传动系统中。

同时,Melexis在展会现场还展示了首款面向汽车内部和外部监控等应用的单芯片汽车级VGA 飞行时间(ToF)图像传感器MLX75027。MLX75027是片上系统(SoC)解决方案,在单一BGA封装中提供 VGA(640 x 480像素)分辨率的3D传感及处理功能。

Melexis单芯片汽车级VGA ToF图像传感器MLX75027的现场演示

MLX75027使用调制光源和光学飞行时间传感功能创建车舱三维图像,可提供对车内人员和物品的监控,并具有手势检测功能。该传感器也可集成至碰撞预警和导航应用中,如检测车外空间和障碍物以及行人等。MLX75027工作温度范围为-40℃至+105℃。

强化驾驶员监测系统的全局快门图像传感器 @ 意法半导体(STM)

“推动汽车应用智能化”是意法半导体在本次展会的主题之一,在此次展会上展出了两款全局快门图像传感器:VG5661和VG5761。通过控制摄像机补光灯拍摄场景影像,避免太阳光、路灯等无法预测的外界因素影响画质,强化汽车系统对驾乘人员的监测能力。无与伦比的画质可提高驾驶员监测系统的响应速度,尤其在使用波长接近940nm的近红外光源补光时灵敏度更高,并且可以实现新功能,例如:评估驾驶员注意力、乘客舒适度或儿童行为。新传感器嵌入了意法半导体的汽车全局快门技术,即使在高动态范围模式下也能大大降低补光功耗。

意法半导体全局快门图像传感器VG5761

意法半导体“推动汽车应用智能化”体验吸引了很多观众

意法半导体的全局快门图像传感器VG5661和VG5761的分辨率可达160万像素和230万像素,不同于每次一行连续直接读取像素数据的卷帘快门,全局快门同时捕获所有像素的数据。VG5661和VG5761采用标准BGA封装或直接集成到量产汽车OEM系统的裸片,符合AEC-Q100 2级标准,并包含汽车安全标准ISO 26262规定的ASIL-B摄像系统需具备的复杂安全完整性功能。

1D ToF传感器、用于激光雷达的VCSEL @ 艾迈斯半导体(ams

艾迈斯半导体(ams)在展会上向观众传递着“传感创造智能生活”的讯息。1D ToF传感器、用于激光雷达的VCSEL等核心元器件则在智能手机和自动驾驶等领域书写着令人惊叹的故事!

1D ToF传感器TMF880配备VCSEL发射器,采用高灵敏度的单光子雪崩二极管(SPAD)进行探测,可识别20~250cm范围内的人脸,即可触发脸部识别系统操作,且在环境昏暗的情况下依然可以使用。带镜头的模块化OLGA封装,尺寸仅2.2 mm x 3.6 mm x 1.0 mm。

ams推出的1D TOF传感器TMF880检测距离可达2.5m

ams在激光雷达领域布局全面,核心器件包括单光子雪崩二极管(SPAD)阵列、AFE(通道数可定制)、TDC芯片。早在2017年,ams以现金收购垂直腔面发射激光器(VCSEL)领先供应商Princeton Optronics公司100%股权。本次展会上,ams展示了对激光雷达的理解:激光雷达为了获得较远的探测距离,需要较高功率的激光源。ams独特的VCSEL阵列功率非常大,最重要的是,ams提供的解决方案可以帮助激光雷达厂商显著减小产品的尺寸,降低成本。据现场技术人员介绍,ams已经和激光雷达厂商合作,让我们期待成熟产品的诞生!

ams用于激光雷达的VCSEL阵列演示

两款Argus系列3D相机 @ 知微传感

西安知微传感在MEMS微振镜领域有着十余载研发经验,是国内首家采用激光动态结构光方案的工业3D相机厂商。在此次展会中展示了完全自主开发、极具性价比的Argus系列3D相机。继去年9月在『第二十四届“微言大义”研讨会:3D视觉技术及应用』发布Argus100之后,知微传感再次推出了工作范围更广的Argus100L以及更高帧率的Argus120产品。

Argus100L是一款基于MEMS微振镜的具备大景深和高精度的产品,工作景深可以从几十厘米到3米多,在2米工作距离内精度优于0.9mm。分辨率达到1280 x 1024像素,在物流行业的拆码垛、包裹尺寸测量以及工业3D bin-picking中被广泛应用。

大景深和高精度的3D相机Argus100L

同时展示的另一款新品Argus120的亮点则是高帧率、高精度,精度同样可以到亚毫米级,但帧率提升到了15Hz,目标应用为人脸识别、3D bin-picking等场景。

高帧率、高精度3D相机Argus120

弯曲传感器、三轴高精度MEMS倾角传感器 @ 村田(Murata)

村田(Murata)在本次展会的主题为“驭见C.A.S.E.制造,智享安心未来”,村田携带了在自动驾驶汽车领域研发出的具有超高竞争优势的产品来参展,其中引人注目的两款产品为弯曲传感器和MEMS倾角传感器。

弯曲传感器是可应用于方向盘的概念性产品,能精确地可检测肌肉振动的超薄型、高速响应的高灵敏度压电陶瓷型传感器。通过识别生物负荷和肌肉振动,可提高触摸检测的可靠性并防止错误操作,并可区分到底是人的接触还是物体的接触。即使是在发动机运转及车辆行驶时,在高信噪比下也可以判断人握住了方向盘,而不受方向盘振动的影响。

村田展出的两款产品:弯曲传感器和MEMS倾角传感器

本次展出的MEMS倾角传感器是村田一款新型三轴倾角传感器SCL3300系列器件,在2018年11月德国慕尼黑电子展上首展,这次也带来了慕尼黑上海电子展一同展出。该器件可适于包括水平仪、倾斜传感、机器控制、结构健康监测、IMU、机器人和定位导航系统等各种要求在内的苛刻应用。出样的SCL3300-D01基于村田经过验证的3D-MEMS传感技术,是一款三轴(XYZ)测斜仪,可用于针对不同应用及其要求优化传感器性能。高度集成的器件包括用于信号处理的混合信号ASIC以及灵活的数字接口,无需外部ADC,从而减小了尺寸、功耗和设计复杂性。SCL3300-D01在传感器内部具有复杂的倾斜角度转换功能,可实现简单而强大的应用软件,并减少所需的工程工作,同时还具有先进的自诊断功能。据展出人员透露,该产品计划本季度开始量产。

村田新型三轴MEMS倾角传感器

双引脚数字输出型温度传感器 @ 纳芯微

纳芯微在本次慕展上带来了众多新品。可直接替换NTC的双引脚数字输出型温度传感器NST1001则是其中一款。NST1001是一款高精度双引脚数字输出型温度传感器芯片,具有脉冲计数型数字输出以及在宽温度范围内高精度的特性,可直接与MCU连接使用,保障测量精度的同时降低MCU开销并减少成本。NST1001的测温范围为-50°C到150°C,满足冷链运输、粮情监测、家用电器、工业物联网等场合对温度的要求。相较于传统的NTC热敏电阻,NST1001具有更简单、更精确、更稳定的特性。NST1001的另一大特点为仅有两个引脚:GND和DQ,使用时可直接替换传统NTC电阻而无需变更外围电路

高精度双引脚数字脉冲温度传感器NST1001(左)和高精度单总线数字温度传感器NS18B20(右)

另一款温度传感器NS18B20为首次展出,其测温范围为-55°C 到+125°C,在全温度范围内最大误差为±1.5°C,可广泛应用在环境监测,温度控制等应用中。

耐受严苛环境的工业压力传感器 @ 泰科电子(TE

泰科电子展出了最新的压力传感器M3200,专为液压和气动系统而设计,能耐受严苛环境,即使在诸如污水、蒸汽、有轻微腐蚀的流体介质内,依然保持优秀性能。该产品结构紧凑,耐振动、耐冲击、抗电磁干扰性能优异。值得一提的是,M3200压力传感器具有模拟或数字输出,可灵活应对客户的不同应用场景。

压力传感器M3200能耐受各种严苛环境

泰科电子专有的Microfused 技术来源于要求严苛的航空航天应用,该技术利用高温微熔玻璃将微机械加工压阻式硅应变片黏贴在不锈钢隔离膜上。可选的压力量程介于 0~100 至 5000 PSI(0~7 bar至0~350 bar)之间。精度为±0.25 % FS BFSL。

以上是麦姆斯咨询在2019慕尼黑上海电子展上探访到的MEMS和传感器新品。限于篇幅和时间,可能会有遗漏。如果您有更有趣的传感器新品,请联系麦姆斯咨询王懿,邮箱:wangyi@memsconsulting.com。

最后,小编也透露一下,2019年麦姆斯咨询规划了三场以“视觉传感器技术及应用”为主题的研讨会,分别针对消费类(如智能手机、VR/AR等)、工业和机器人(如工业检测、货品堆垛、无序分拣、AGV等)、自动驾驶(如激光雷达)的研讨会。

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