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弄潮可穿戴,博世祭出三款MEMS传感器
wangying | 2018-04-09 17:42:48    阅读:7069   发布文章

                 ——涵盖手表手环、AR/VR等应用
        在不久前的“2018慕尼黑上海电子展”的嘉宾采访团上,BOSCH Sensortec亚太区总裁Leopold Beer、MEMS产品领域总负责人Ralf Schellin及大中华销售总监谢秉育先生接受了电子产品世界的采访。
                    博世从手机向可穿戴、物联网转型
BOSCH Sensortec是BOSCH集团的子公司,专门销售消费类的MEMS传感器。“目前BOSCH Sensortec(博世)很多业务来自于手机。但是因为手机业务已经到了逐渐饱和的状态,所以BOSCH Sensortec也开始往其他方向扩展。”BOSCH Sensortec亚太区总裁Leopold Beer先生称。 

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       目前,世界范围内的增长是与中国市场同步的,主要的市场来自于在可穿戴式产品、耳机式产品,还有智能家居的产品。
        在可穿戴产品方面,需要非常低功耗的产品/传感器来支持。一大类是像earpods、手表手环等应用。
         另一大类是AR/VR市场,需要高性能的传感器,特别专注于低噪声以及高灵感度的表现。
所以在这些可穿戴产品中,通常是每种不同的应用需要不同类别的产品。BOSCH有这样的特色以及能力去设计、生产制造不同类型的传感器。包括低功耗传感器,也有高性能的如AR/VR用传感器;同时在某种程度上,BOSCH又有能力做到,同时具备高性能、却又低功耗的产品。
                                      力推三款产品
        BOSCH Sensortec的MEMS产品领域总负责人Ralf Schellin介绍了公司最新的低功耗产品和高性能传感器,以及同时具备高性能、低功耗的产品。它们分别是:
    •BMA400:适用于可穿戴设备和物联网的超低功耗加速度计;
•BMI085:用于增强和虚拟现实的高性能惯性测量单元(IMU);
•用于物联网中虚拟用户界面的交互式投影模块。

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                                           低功耗的BMA400传感器

其诉求第一是超低功耗,功耗只有目前大部分传感器的1/10。第二是体积小,只有2 mm×2 mm,可以用在可穿戴这种微小产品上。所以可以设计于手环、手表甚至耳机里。

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       到底BMA400有多省电?有3个具体指标,第一是在全时运作的时候,消耗电流在10 mA以内;如果是待机状态,能够去侦测到传感器的运作,同时去启动一些微控制器(MCU)运行的时候,功耗可以低于1 mA以下。因为有的传感器里还同时内置了计步器的功能使用,那么在内置的计步器运行的模式下,BMA400的耗电大概是4 mA以内。
                               高性能的BMI085

        这是一个高性能的IMU(高性能惯性测量单元)——在一个传感器中整合了加速度传感器及陀螺仪。它具备了低噪声、低延时以及高性能的表现。专门针对AR/VR的大批量使用。它也是BOSCH在继CES发布的一款BMI088产品(注:BMI088具备低抖动性的特色。)之后的又一款高性能、针对不同市场的产品。

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        同时,BMI085也是BMI055的后继产品(注:BMI055已经广泛使用在IMU的高性能的产品里。)。当然BMI085比BMI055更高。
        BMI055现在已经大量使用在VR产品里。在各种知名的AR/VR的Glass(眼镜)里或者遥控器里头的应用都已经可以看到其展示。
        那么,BMI085和BMI055提升了哪些性能?主要的改进来自于加速度传感器。BMI085里面新设计了MEMS,还同时具备了低噪声、高稳定性以及低漂移。具体地,陀螺仪与BMI055比较接近,但是新的BMI085让加速度传感器以及陀螺仪之间的同步功能更强,以及让这两个之间的误差更小。

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                            交互式的投影模块

        主要应用在人机交互界面方面。特色在于体积小、低功耗,最大的优势是自动对焦——不需要像之前去做对焦的动作,它随时在不同的高度都可以做自动对焦。再有,它投影的表面可以是不同的颜色、材质、形状等,所以它是一款方便携带和设计的产品。

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        那么,它为什么能自动对焦呢?因为它是通过激光去做投影,所以它是多个直线(笔者注:激光线束)去把它(笔者注:图案)投影上去的,并不是光线透过镜片,因此需要不同的焦距,需要人为对焦。具体地,投影模块是每一个点直接透过里面的一个MEMS镜片在做很快速的运动,就是做投射的动作,所以它不需要去做对焦,因为它每个点都是实体的焦点。
最大优势是:由于无需对焦,所以整个体积可以设计得非常小。
        例如,投影一般要有一个很平的屏幕,它不用,它直接可以投在弯曲的表面,而且不用对焦,你可以看得一清二楚。所以在一些可穿戴,或者是头盔、眼镜等产品上,所以带来很大的应用和方便性。
        在展台里有一个手表就是整合了互动式投影模块产品。如下图,可以看到这个产品可以做得很小,它的交互界面很有趣,可以直接投影,在手上可以去很多操作,例如可以在手上做一些基本的活动,以及游戏。

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图:在2018“慕展”上,工作人员向媒体记者演示手表投影方案

        那么功耗如何?BOSCH Sensortec大中华销售总监谢秉育先生称,主要根据应用有不同。因为激光可以从几瓦甚至上百瓦的功耗,主要看是在哪个方面的应用。

        投影的距离和精度是多少?可远可近,因为它都是直线的投影,所以在很近的时候,你看到很小的一个区块,清晰度会很高;你也可以投得很远,但是清晰度就会降低。同时图案的大小等比例都是可以调整的。
        原理上,激光是目前发光亮度和效率是最高的,它与传统的光比起来,效率高很多。同时跟其他友商设计的投影仪来比,因为友商的方案是把光投上来之后,吸收掉一部分光,只让需要的影像输出,所以会把原来输出的光减掉一部分。但BOSCH的激光方案不是这样,可直接用镜面的反射去成像,即用扫描的方式,所以它不会浪费掉任何光的来源,所以它是最有效率的,所以可以做得很小,同时又很亮。

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        “可穿戴产品因为通常体积很小,所以不容易有一个实体的交互界面,那么在这方面,交互界面成了一个怎样使你的可穿戴产品有更多应用、更多跟使用者互动的机会。”BOSCH Sensortec亚太区总裁Leopold Beer先生指出。

         这个交互界面,BOSCH  Sensortec在2017年就已发布,今年更是BOSCH展示的一个焦点。

                                                   小结

         手机市场已趋于饱和,可穿戴(手表手环、耳机、AR/VR等)是新的增长点,尽管其应用及市场仍处于萌芽状态,但作为产品的先行者——传感器已经在积极探索。

        BOSCH  Sensortec此次发布了三款MEMS传感器,实现了更低的功耗、更高的性能,或兼具更低功耗和更高性能,分别用于手表手环、AR/VR或IoT产品。

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               图:2018“慕展”上的BOSCH

参考文章:
[1]wangying1.厉害了, 博世看好消费类传感器, 力推可穿戴、AR/VR及IoT新品[R/OL]. (2018-3-30). http://wangying1.spaces.eepw.com.cn/articles/article/item/147825  

(欢迎关注本文作者的微信公众号:王莹主编)  

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