Датчык ультрагукавога пераўтваральніка MEMS: спрыяйце прагрэсу тэхналогій AR / VR

Сістэмы дапоўненай рэальнасці / віртуальнай рэальнасці (AR / VR) усё часцей выкарыстоўваюцца ў розных галінах, такіх як забавы, адукацыя, ахова здароўя і іншыя прамысловыя прымянення. З дапамогай гэтых тэхналогій карыстальнікі могуць мадэляваць складаныя задачы або хірургічныя аперацыі ў віртуальнай прасторы. Тэхналогія зандзіравання дазваляе карыстальнікам атрымліваць рэалістычныя ўражанні ў віртуальнай прасторы з дапамогай пашыранага і дакладнага пазіцыянавання / выяўлення руху. Апошняя сістэма AR / VR выкарыстоўвае тэхналогію часу палёту (ToF) для вымярэння адлегласці да аб'екта, а ультрагукавы датчык вымярэння глыбіні прыцягнуў вялікую ўвагу.

Сістэмы дапоўненай рэальнасці / віртуальнай рэальнасці (AR / VR) усё часцей выкарыстоўваюцца ў розных галінах, такіх як забавы, адукацыя, ахова здароўя і іншыя прамысловыя прымянення. З дапамогай гэтых тэхналогій карыстальнікі могуць мадэляваць складаныя задачы або хірургічныя аперацыі ў віртуальнай прасторы. Тэхналогія зандзіравання дазваляе карыстальнікам атрымліваць рэалістычныя ўражанні ў віртуальнай прасторы з дапамогай пашыранага і дакладнага пазіцыянавання / выяўлення руху. Найноўшая сістэма AR / VR выкарыстоўвае тэхналогію часу палёту (ToF) для вымярэння адлегласці да аб'екта, а ультрагукавыя датчыкі прыцягнулі вялікую ўвагу.

Задача зрабіць AR / VR больш рэальнымі: паменшыць памер ультрагукавых датчыкаў.
З рознымі накладнымі дысплеямі (HMD) гарнітуры AR / VR, яны пачынаюць быць даступныя па даступных цэнах у 2016 годзе, сусветны рынак AR / VR істотна вырас, і да 2025 памер рынку, верагодна, перавысіць 11 мільярдаў долараў ЗША (Крыніца: 'Future Prospects for 2017 AR' / VR Related Markets', Fuji Camry General Research). Сістэмы AR / VR у мінулым у асноўным выкарыстоўваліся для забаўляльных праграм, такіх як гульні, але чакаецца, што іх выкарыстанне павялічыцца ў іншых сферах, такіх як зборка, вытворчасць, транспарт, рознічны гандаль, адукацыя і ахова здароўя.
Глабальны рынак AR / VR

Выкарыстоўваючы апошнюю мадэль сістэмы AR / VR, карыстальнікі могуць імітаваць складаныя хірургічныя аперацыі ў віртуальнай прасторы. Накладны дысплей з шасцю ступенямі свабоды (6-DoF1) і ручной кантролер робяць гэта прымяненне магчымым. Такім чынам можа быць дасягнуты бесперашкодны сінтэз паміж рухам чалавека ў віртуальнай прасторы і рухам чалавека ў рэальнай прасторы. Гэта звязана з тэхналогіяй на аснове сэнсараў пад назвай адсочванне пазіцыі 2, якая выкарыстоўвае метад ToF для вымярэння адлегласці да аб'екта.

Тэхналогія ультрагукавога датчыка адлегласці ToF вымярае адлегласць да аб'екта на аснове розніцы ў часе паміж момантам, калі святло, інфрачырвоныя або ультрагукавыя хвалі адлюстроўваюцца ад аб'екта і вяртаюцца да датчыка. Няхай гэта будзе аптычная або інфрачырвоная тэхналогія ToF, хоць яны вельмі дакладныя, іх нельга выкарыстоўваць для вымярэння пры наяўнасці перашкод, яны падыходзяць для вымярэння адлегласці ад шкла або іншых празрыстых аб'ектаў. Ультрагукавая тэхналогія ToF можа дакладна вымяраць адлегласць да аб'ектаў, нават калі гэтыя аб'екты маюць высокую адбівальную здольнасць, і на гэтую тэхналогію не паўплываюць умовы асвятлення, памер і колер аб'екта. Традыцыйныя ультрагукавыя датчыкі ToF патрабуюць складанай апрацоўкі сігналаў і занадта вялікія для ўбудавання ў бытавую тэхніку

Рашэнне ToF з звышмалымі датчыкамі на аснове MEMS
Рашэннем TDK для гэтай задачы з'яўляецца CH-101, які з'яўляецца новым звышмалым ультрагукавым датчыкам ToF, які складае ўсяго адну тысячную памеру ад традыцыйных ультрагукавых датчыкаў ToF. Як першы ў свеце ультрагукавой датчык на аснове MEMS. Гэта сапраўды прарыўны прадукт, які аб'ядноўвае п'езаэлектрычныя мікрамеханічныя ультрагукавыя пераўтваральнікі (PMUT3) і энергаэфектыўны DSP (лічбавая апрацоўка сігналаў) 4), маламагутны CMOS ASIC5, аб'яднаны ў невялікую ўпакоўку памерам усяго 3,5 x 3,5 x 1,25 мм.

CH-101 аб'ядноўвае PMUT, высокаэфектыўны DSP (лічбавы працэсар сігналаў) і CMOS ASIC з нізкім энергаспажываннем у невялікім корпусе памерам усяго 3,5 x 3,5 x 1,25 мм. адзін.Кажаны могуць свабодна лётаць у цемры, не сутыкаючыся з прадметамі, таму што яны вызначаюць становішча і адносную хуткасць аб'ектаў, пасылаючы імпульсныя ультрагукавыя хвалі і прымаючы рэха ад аб'ектаў. Гэты метад называецца эхолокацией, і той жа прынцып выкарыстоўваецца для адсочвання становішча ультрагукавых датчыкаў.

CH-101 мае ўбудаваны PMUT, які можа выпраменьваць ультрагукавыя імпульсы і прымаць рэха ад аб'ектаў у полі зроку датчыка. У спалучэнні з мноствам розных апрацоўкі сігналаў, прадукт можа быць выкарыстаны ў розных прыкладаннях, у тым ліку вызначэння адлегласці і месцазнаходжання аб'ектаў, адчуванне прысутнасці аб'ектаў і пазбяганне сутыкненняў. Акрамя таго, ён патрабуе вельмі нізкага энергаспажывання, якое ў сто разоў ніжэй, чым энергаспажыванне традыцыйных ультрагукавых датчыкаў, што забяспечвае выдатныя экалагічныя характарыстыкі.

Існуючы аптычны ультрагукавой датчык на аснове сістэмы VR аб'ядноўвае знешні датчык з правадной гарнітурай і кантролерам. Першы выпраменьвае інфрачырвоныя прамяні, а другі рэагуе на інфрачырвоныя прамяні, каб вызначыць месцазнаходжанне карыстальніка. Сістэма віртуальнай рэальнасці з выкарыстаннем ультрагукавога пераўтваральніка 200 кГц дазваляе карыстальнікам адчуваць віртуальную рэальнасць толькі з гарнітурай і кантролерам. Ультрагукавой датчык CH-101 можа выкарыстоўвацца для факусоўкі плюс усё-у-адным, незалежная гарнітура, распрацаваная HTC.

Ультрагукавой датчык CH-101 падтрымлівае максімальны дыяпазон зандзіравання 100 см, а новы прадукт CH-201, які будзе запушчаны ў масавую вытворчасць у канцы 2019 года, падтрымлівае максімальны дыяпазон зандзіравання 500 см. З-за выкарыстання тэхналогіі MEMS памер датчыкаў стаў беспрэцэдэнтна малым, мы чакаем, што яны змогуць рэалізаваць шэраг прыкладанняў, уключаючы прадукты ў гарнітурах AR / VR, разумных дамах, беспілотніках, робатах, смартфонах і носных прыладах.

CH-101 - гэта ультрагукавой датчык на аснове MEMS. У адрозненне ад аптычных датчыкаў ToF, ён можа дакладна вымяраць адлегласць да аб'екта без уплыву на памер, колер і празрыстасць аб'екта. Акрамя таго, на яго не паўплывае шум навакольнага асяроддзя, напрыклад, шум і шум у навакольным асяроддзі.