TDK 应对这一挑战的解决方案是 CH-101,它是新型的超小型超声波 ToF 传感器,其体积仅为传统超声波 ToF 传感器的千分之一。作为全球首款基于 MEMS 的超声波传感器,CH-101 在 Chirp 品牌下销售,它是一款真正具有突破性的产品,将压电微机械超声波换能器 (PMUT3)、高能效 DSP(数字信号处理器4)、低功耗 CMOS ASIC5组合在一起,采用尺寸仅为 3.5 x 3.5 x 1.25 mm 的小型封装。

MEMS超声波传感器的应用分析

CH-101 将 PMUT、高能效 DSP(数字信号处理器)、低功耗 CMOS ASIC 组合在一起,采用尺寸仅为 3.5 x 3.5 x 1.25 mm 的小型封装,其体积仅为传统超声波 ToF 传感器的千分之一。

蝙蝠能够在黑暗中自由飞行,而不会撞在物体上,是因为它们通过发出脉冲超声波并接收物体产生的回音,检测物体的位置和相对速度。这种方法叫回声定位,同样的原理也用于超声波传感器的位置跟踪。

CH-101 带有嵌入式 PMUT,它可以发出超声波脉冲,并接收来自传感器视场范围内的物体的回声。结合各种不同的信号处理,该产品可在多种应用中使用,包括检测与物体的距离及其位置,感应物体存在并避免碰撞。此外,它需要的功耗也非常低,比传统超声波传感器的功耗低一百倍,从而提供了出色的环保性能。

MEMS超声波传感器的应用分析

现有的基于光学传感器的 VR 系统将外部传感器与有线耳机和控制器组合在一起,前者发出红外线,后者则可响应红外线,从而定位用户的位置。采用 CH-101 的 VR 系统让用户只需使用耳机和控制器即可体验 VR。CH-101 超声波传感器可用于 HTC 开发的独立耳机 Vive Focus Plus 一体机。

CH-101 超声波传感器支持最大 100 cm 的传感范围,而即将于 2019 年底投入批量生产的新产品 CH-201 则支持最大 500 cm 的传感范围。由于使用了 MEMS 技术,传感器的尺寸变得空前小巧,我们预期它们将实现一系列应用,包括在 AR/VR 耳机、智能家居、无人机、机器人、智能手机和可穿戴设备等产品中。

MEMS超声波传感器的应用分析

CH-101 是一款基于 MEMS 的超声波 ToF 传感器。与光学 ToF 传感器不同,它能够精确地测量与物体的距离,而不受物体尺寸、颜色和透明度的影响。此外,它也不会受到环境噪声的影响,例如周边环境中的杂音和噪声。