Capteur transducteur ultrasonique MEMS: Promouvoir les progrès de la technologie AR / VR

Les systèmes de réalité augmentée / réalité virtuelle (AR / VR) sont de plus en plus utilisés dans divers domaines, tels que le divertissement, l'éducation, les soins de santé et d'autres applications industrielles. Avec ces technologies, les utilisateurs peuvent simuler des tâches complexes ou des opérations chirurgicales dans un espace virtuel. La technologie de détection permet aux utilisateurs d'obtenir une expérience réaliste dans un espace virtuel grâce à une détection de positionnement / de mouvement avancé et précis. Le dernier système AR / VR utilise la technologie du temps de vol (TOF) pour mesurer la distance à un objet, et le transducteur de mesure de la profondeur à ultrasons a attiré une grande attention.

Les systèmes de réalité augmentée / réalité virtuelle (AR / VR) sont de plus en plus utilisés dans divers domaines, tels que le divertissement, l'éducation, les soins de santé et d'autres applications industrielles. Avec ces technologies, les utilisateurs peuvent simuler des tâches complexes ou des opérations chirurgicales dans un espace virtuel. La technologie de détection permet aux utilisateurs d'obtenir une expérience réaliste dans un espace virtuel grâce à une détection de positionnement / de mouvement avancé et précis. Le dernier système AR / VR utilise la technologie du temps de vol (TOF) pour mesurer la distance à un objet, et les capteurs à ultrasons ont attiré une grande attention.

Le défi de rendre AR / VR plus réel: réduire la taille des capteurs à ultrasons
Avec les différents casques AR / VR montés sur la tête (HMD), il commence à être disponible à des prix abordables en 2016, le marché mondial AR / VR a augmenté de manière substantielle et d'ici 2025, la taille du marché devrait dépasser les $ US $ 11 milliards (source: \"Prospects futurs pour les marchés liés à l'AR / VR 2017 \", Fuji Camry General Research). Les systèmes AR / VR étaient principalement utilisés pour les applications de divertissement telles que les jeux dans le passé, mais leur utilisation devrait augmenter dans d'autres domaines, tels que l'assemblage, la fabrication, le transport, la vente au détail, l'éducation et les soins de santé.
Marché mondial AR / VR

En utilisant le dernier modèle du système AR / VR, les utilisateurs peuvent simuler des opérations chirurgicales complexes dans l'espace virtuel. Un affichage et un contrôleur de main montés à tête (6-DOF1) à six degrés (6-DOF) rendent cette application possible. De cette façon, une synthèse transparente entre le mouvement humain dans l'espace virtuel et le mouvement humain dans l'espace réel peut être réalisée. Cela est dû à une technologie basée sur un capteur appelé Position Tracking 2, qui utilise la méthode TOF pour mesurer la distance à un objet.

La technologie du transducteur à distance Ultrasonic Distance mesure la distance à un objet basé sur la différence de temps entre le moment où les ondes de lumière, infrarouge ou ultrasonores sont réfléchies à partir de l'objet et retournées au capteur. Qu'il s'agisse de la technologie TOF optique ou infrarouge, bien qu'ils soient très précis, ils ne peuvent pas être utilisés pour la mesure en présence d'obstacles, ils conviennent à mesurer la distance du verre ou d'autres objets transparents. La technologie TOF à ultrasons peut mesurer avec précision la distance aux objets, même si ces objets ont une réflectivité élevée, et cette technologie ne sera pas affectée par les conditions d'éclairage, la taille et la couleur de l'objet. Les capteurs TOF à ultrasons traditionnels nécessitent un traitement du signal complexe et sont trop grands pour être intégrés dans les appareils électroménagers

Solution TOF avec des capteurs basés sur des MEMS ultra-petites
La solution de TDK à ce défi est le CH-101, qui est un nouveau capteur TOF ultra-petit ultrasonore, qui ne représente qu'un millième de taille des capteurs TOF ultrasoniques traditionnels. En tant que premier capteur à ultrasons basé sur MEMS au monde. Il s'agit d'un produit vraiment révolutionnaire qui combine des transducteurs ultrasoniques micromécaniques piézoélectriques (PMUT3) et du DSP économe en énergie (traitement du signal numérique) 4), CMOS à faible puissance ASIC5 combinée dans un petit paquet mesurant seulement 3,5 x 3,5 x 1,25 mm.

Le CH-101 combine le PMUT, le DSP à haute efficacité (processeur de signal numérique) et le CMOS à faible puissance dans un petit paquet mesurant seulement 3,5 x 3,5 x 1,25 mm. Un.Bats peut voler librement dans l'obscurité sans frapper des objets, car ils détectent la position et la vitesse relative des objets en envoyant des vagues échographiques pulsées et en recevant des échos des objets. Cette méthode est appelée écholocation, et le même principe est également utilisé pour le suivi de position des capteurs à ultrasons.

Le CH-101 a un pMut intégré qui peut émettre des impulsions à ultrasons et recevoir des échos d'objets dans le champ de vision du capteur. Combiné avec une variété de traitements de signal différents, le produit peut être utilisé dans une variété d'applications, notamment en détectant la distance et l'emplacement des objets, la détection de la présence d'objets et d'éviter les collisions. De plus, il nécessite une très faible consommation d'énergie, qui est cent fois inférieure à la consommation d'énergie des capteurs ultrasoniques traditionnels, offrant ainsi d'excellentes performances environnementales.

Le capteur ultrasonique optique existant basé sur le système VR combine un capteur externe avec un casque câblé et un contrôleur. Le premier émet des rayons infrarouges, et le second répond aux rayons infrarouges pour localiser l'emplacement de l'utilisateur. Le système VR utilisant un transducteur à ultrasons 200KHz permet aux utilisateurs de vivre VR avec juste un casque et un contrôleur. Le capteur à ultrasons CH-101 peut être utilisé pour le focus plus tout-en-un, un casque indépendant développé par HTC.

Le capteur à ultrasons CH-101 prend en charge une plage de détection maximale de 100 cm, et le nouveau produit CH-2010, qui sera mis en production de masse à la fin de 2019, prend en charge une plage de détection maximale de 500 cm. En raison de l'utilisation de la technologie MEMS, la taille des capteurs est devenue sans précédent, nous nous attendons à ce qu'elles réalisent une série d'applications, y compris des produits dans des casques AR / VR, des maisons intelligentes, des drones, des robots, des téléphones intelligents et des appareils portables.

CH-101 est un capteur à ultrasons basé sur MEMS. Contrairement aux capteurs TOF optiques, il peut mesurer avec précision la distance à un objet sans être affecté par la taille, la couleur et la transparence de l'objet. De plus, il ne sera pas affecté par le bruit environnemental, comme le bruit et le bruit dans l'environnement environnant.