2017慕尼黑电子展上的传感器新鲜事儿
2017-03-19 17:15:36 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
一年一度的电子行业盛会——慕尼黑电子展成为各家传感器厂商亮出绝招的绝好机会。不少产品的首次中国露面选在这个隆重时刻，还有些在今年初发布的新品也抓住这个机遇好好显露下身手。那么，这次慕尼黑电子展上有哪些传感器新鲜事儿呢？让麦姆斯咨询带你一起看看。
一年一度的电子行业盛会——慕尼黑（上海）电子展成为各家传感器厂商亮出绝招的绝好机会。不少产品的首次中国露面选在这个隆重时刻，还有些在今年初发布的新品也抓住这个机遇好好显露下身手。那么，这次慕尼黑（上海）电子展上有哪些传感器新鲜事儿呢？让麦姆斯咨询带你一起看看。
颜色传感器 @ 艾迈斯（ams）
ams在本次展会上惊艳亮相，展示了多款让人眼前一亮的传感器及方案。麦姆斯咨询首先介绍ams最新的颜色传感器：TCS3430，其主要特点是：（1）能够感测环境照度和相关色温的精度达到±10%；（2）小尺寸封装：2.41 x 1.75 x 1.00 mm；（3）先进的干涉滤波技术；（4）宽动态范围和高灵敏度；（5）X、Y和Z三色滤波器；（6）可编程增益和积分时间；（7）1.8V电源供电和I2C总线。
颜色传感器TCS3430及其USB外插式Demo演示：右侧智能手机通过TCS3430感测环境光线颜色分布情况，自动调节屏幕色温，很好地与环境融为一体
TCS3430非常适合在智能手机等移动终端中应用，以改善颜色和环境光的测量能力。该传感器还可以辅助提升智能手机的摄像头CMOS图像传感器的成像能力，改善照片的白平衡效果，以呈现更逼真、更鲜明的完美图像给用户。
脉冲激光雷达（LiDAR）核心器件及方案 @ 艾迈斯（ams）
ams利用其收购的基于时间数字转换器（TDC）技术（德国ACAM公司），联合中国本土模块设计公司共同发布了一款脉冲激光雷达（LiDAR）。ams可以为客户提供该款激光雷达的核心器件及定制化方案。其核心器件包括单光子雪崩二极管阵列（SPAD）、AFE（通道数可定制）、TDC芯片。
脉冲激光雷达（LiDAR）及应用领域
上图左侧黑色圆柱形物体即为ams与合作伙伴一起开发的脉冲激光雷达，红外光源波长为905纳米，旋转速度有600 rpm和300 rpm两种，可以360°全景扫描，测距范围最大可至200米，最高精度可达3~5厘米。该激光雷达扫描的信号经过计算处理后在右侧的电脑屏幕上显示。这款激光雷达可探测方圆200m以内的物体情况，为安防、吸尘器、服务机器人、自动引导车（AGV）、无人机（UAV）等应用提供环境地图建模和路径规划数据。
脉冲激光雷达（LiDAR）参数指标
此外，ams还带来了“能够检测滴水流量的超声波流量传感器”、“超小型医疗成像应用的光学传感器”、“针对冷链物流运输监测的标签式温度传感器”、“室内空气质量传感器”等一大波传感器产品，令人赏心悦目，流连忘返！
气味传感器 @ 太阳诱电（TAIYO YUDEN）
因为气味由多种气体分子组成，所以气味检测通常需要专门的分析仪器设备。而太阳诱电展示的气味传感器则让人“心旷神怡”：一颗小小的传感器芯片即可把笨重的仪器设备取代了。据麦姆斯咨询报道，太阳诱电与Aroma Bit公司合作多年，已经研发出可区分多种气体成分的气味传感器。去年4月，太阳诱电与Aroma Bit公司签署了新的联合开发协议，双方在气味传感器的小型化和灵敏度提高方面展开深入合作。
太阳诱电的气味传感器及其模组
这款气味传感器的感测原理基于石英晶体微天平（Quartz Crystal Microbalances，QCM）和阵列式吸收膜，该膜可以选择性地吸附气体，识别因对象物体而不同的“气味”的吸附比率。通过气味传感器的开发应用，人们可以创造出新的人机交流方法。该传感器主要应用包括可识别气味的机器人、测量人体呼吸或体味以实现健康检查、监测室内外环境气味等。
飞行时间（ToF）测距传感器 @ 意法半导体（STM）
意法半导体展示了基于其专利FlightSense技术的第二代激光测距传感器：VL53L0X。这款产品也是目前世界上最小的飞行时间（ToF）测距传感器。其采用4.4 mm x 2.4 mm x 1 mm回流焊封装，除了尺寸小以外还有以下优势：（1）不到30 ms即可提供最长2米的绝对距离读值（单位为mm）；（2）快速模式：50Hz快速测距操作；（3）高精度（精确度控制在±3%范围内），低功耗（正常工作模式下功耗仅20mW，待机功耗只有5µA）；（4）先进的环境光抑制的设计；（5）采用940nm红外光。
飞行时间（ToF）测距传感器VL53L0X现场演示
当前意法半导体VL53L0X最大的应用市场是智能手机。第一代产品VL6180X就被全球手机厂商，如LG、华硕、OPPO、MEIZU、联想、中兴等，用于自动对焦辅助系统。而VL53L0X已经被应用在联想的MOTO G4+、华为的P9、P9+和V8，LG的G5、HTC的M10、MEIZU的PRO6之中。
麦姆斯咨询认为，随着消费电子、智能手机、智能家居、无人机等产品的发展，在室内环境中对距离感应技术的应用需求越来越多。比如智能家居产品中的水龙头、皂液器、干手机和冲洗器，都需要更精准快速地感应消费者的接近，或者手势，从而实现智能化操作。更加精确快捷的测距感应，可以大幅改进用户体验。未来，这款产品还可以加载在商场的服务机器人。
交互式激光投影微型扫描仪 @ 博世（Bosch）
物联网正在以惊人的速度蓬勃发展，博世同样在不断推动创新。作为一项令人惊叹的全新解决方案，博世子公司Bosch Sensortec全新BML050激光投影虚拟界面为我们开启了一片前所未有的广阔天地。更为重要的是，配合先进的飞行时间技术（TOF），它能实现测距、3D扫描、凌空手势控制等先进的传感应用。
交互式激光投影微型扫描仪：BML050
BML050的核心包括两个独立的气密封装MEMS扫描镜，已经过光学校准，可实现快速简单地集成。BML050中还装有视频处理器、控制电路、激光驱动器和电源管理芯片。通过先进的斑点抑制，以及对MEMS扫描镜和激光二极管的精确控制，Bosch Sensortec解决方案可提供绝佳的投影质量，其本地激光色彩空间大大超过包括Adobe® RGB在内的工业标准。
这款由博世公司首次向中国市场发布的虚拟用户界面解决方案将赋予各种终端设备以独特个性，令技术能够与人员互动，使生活更简单、更精彩。而BML050不仅实现了免聚焦激光投影，更可将所有表面转化为虚拟用户界面（UI），能够用于嵌入式投影仪和增强现实应用程序，如游戏、信息娱乐和车载平视显示器等。
三款MEMS麦克风 @ 博世（Bosch）
由博世于2009年收购的Akustica公司，在本次展会上秀出了今年3月初发布的新款MEMS麦克风：BMU563R、BMU551R和BMU537R。这些产品专为提高智能手机和可穿戴设备不断增长的语音识别应用的精度而设计，使Akustica再一次证明了这支完全设计型团队是如何通过紧密合作实现高层次的创新，并开发出满足或超过客户要求的杰出产品。
据麦姆斯咨询报道，BMU563R和BMU551R提供卓越的电声性能：（1）具备66dB的高信噪比（SNR），同时还提供均匀的灵敏度（+/-1dB）和平坦频响；（2）超低的总谐波失真率（THD），在高达118dB的声压级下，总谐波失真率不到1%，可改善降噪算法的性能，尤其是远场（far-field）应用；（3）BMU551R在全性能模式仅消耗60µA的电流，其功耗不及同类高性能麦克风的一半，有助于延长电池寿命；（4）具备3.50mm x 2.65 mm的行业标准尺寸，是现有设计进行射频抗扰度、鲁棒性及性能升级的理想之选。此外，BMU537R的差分输出还带来其他性能优势。
Akustica三款MEMS麦克风：BMU563R、BMU551R和BMU537R
人类与移动设备的交互正在不断发展。第一次，键盘和输入设备被更直观的触摸屏取代，现在，人机交互正转向更自然的语音方式。对于所有语音应用，语音输入的质量都始于麦克风。Akustica的独特定位是持续为客户语音控制设备的前端，提供性能越来越高的创新MEMS麦克风。
超小型电磁驱动的MEMS微镜 @ 滨松（Hamamatsu）
滨松在本次展会上发布了其超小型、高性能、电磁驱动的MEMS微镜：S12237-03P，其具有功耗低、体积小、扫描角度大、镜面反射率高等优点，主要应用领域包括激光扫描、激光打印、3D摄像头、激光雷达、抬头显示、增强现实、气体检测等。
在这款MEMS微镜中，金属驱动线圈在单晶硅基板上形成，反射镜通过MEMS工艺在金属线圈内部形成，并且在反射镜下方布置磁铁。金属驱动线圈被通入电流后，反射镜可在金属驱动线圈与磁铁相互作用产生的电磁力驱动下绕转梁扭转，进而改变入射在反射镜面上的激光路径，以实现扫描和投影功能。与静电或压电驱动的MEMS微镜相比，电磁驱动的MEMS微镜尺寸更小、驱动电压更低、功耗更低。
滨松的MEMS微镜及线性激光扫描评估板
麦姆斯咨询认为，小尺寸、低功耗的MEMS微镜适用于体积与重量要求高的可穿戴设备领域，例如增强现实（AR）头戴式显示设备，能提供客户更好的设计优势，光源上通过光纤耦合的激光，将得以实现更轻巧、微型化的近眼显示器。此外，微型化3D深度摄像头、无需对焦的微投影仪，以及虚拟交互式设备等也是受益的应用领域。
PM2.5传感器 @ 霍尼韦尔（Honeywell）
针对中国的雾霾天气，中国PM2.5监测通常使用连续监测法来监测近似现场的沉积质量。此类监测法对空气温度、湿度、气流速率等数据的精确度要求十分苛刻，一点细微偏差就可导致监测结果大相径庭。霍尼韦尔拥有针对PM2.5监测设备设计的传感器解决方案，可在PM2.5监测的全过程中为设备“保驾护航”。
霍尼韦尔PM2.5传感器
霍尼韦尔可提供单独的封装传感器分立元件，供客户自行组装设备，也可提供全套解决方案，客户能直接连入系统。霍尼韦尔HIH-6000及HIH-9000系列湿度传感器能够直接安装在空气流经处，可检测并控制气流的温度。
霍尼韦尔PM2.5传感器及解决方案具有以下特点：（1）支持云服务，随时随地检查家中空气质量；（2）采用霍尼韦尔专业PM2.5、温湿度检测技术；（3）实时检测，实时反馈，历史追溯，不留死角。当手机上安装霍尼韦尔“Honeywell IQA”APP，即可随时随地远程查看室内空气环境，可用在家庭、车辆、公共场地等等。
光学式脉搏波传感器 @ 罗姆（ROHM）
罗姆在今年2月发布的光学式脉搏波传感器（BH1790GLC）在本次展会期间向观众显露了其真实的面貌。这款传感器主要应用在可穿戴设备、智能手机和平板电脑等消费类电子产品上。主要特点有：（1）低消耗电流：0.7mA（含LED电流）；（2）搭载高灵敏度光电传感器（支持AlGaInP系LED）；（3）搭载红外截止滤光片、绿色滤光片。
光学式脉搏波传感器：BH1790GLC
这款新品的感光部分搭载颜色传感器，与加速度计相结合进行人体活动检测；以简单构造实现脉搏检测（绿色检测光电二极管、LED驱动器、AFE集成于一枚芯片）；搭配罗姆独有的算法，实现稳定的脉搏测量。
三维视觉解决方案的芯片组、评估和开发套件 @ 迈来芯（Melexis）
Melexis带来了最新发布的可简化并加速实现鲁棒飞行时间（ToF）三维视觉解决方案的芯片组、评估和开发套件。该芯片组相当于一个完整的ToF传感器和控制解决方案，支持QVGA分辨率，并提供无与伦比的日光鲁棒性和高达-40℃至+105℃的工作温度范围。设计人员利用该评估和开发套件，可以测试这款符合汽车要求的芯片组，并开始开发他们自己的定制硬件和应用软件。
ToF三维视觉解决方案的芯片组、评估和开发套件，以及现场人体监测的效果展示
该芯片组将MLX75023 1/3英寸光学格式ToF传感器及控制传感器和照明单元并向主处理器提供数据的配套IC——MLX75123集成在一起。这些器件一起可以最小化元器件数量并减小ToF三维相机的尺寸。该模块化EVK75123 QVGA评估套件旨在实现最大的灵活性——它结合了一个带该芯片组的传感器板、一个照明模块、一个接口板以及一个处理器模块。
MLX75023传感器具有QVGA（320 x 240像素）分辨率及业界领先的高达120klux的背景光抑制能力。这款IC可以在小于1.5ms的时间内提供原始数据输出，因此具有无与伦比的跟踪快速移动的能力。MLX75123控制芯片具有12位并行相机接口和I2C连接，以及4个集成的高速模数转换器（ADC）。集成的功能包括强大的诊断及对感兴趣区域、可配置时序、图像翻转、统计和调制频率的支持。
超低功耗加速度计 @ 明皜传感（MiraMEMS）
苏州明皜传感科技有限公司在慕尼黑电子展上首次公开发布了新一代高性能加速度计系列（da270、da217），其主要特性包括：（1）超低功耗：下探至1.08 uA（ODR 1Hz）的工作电流；（2）超低噪声：低功耗模式下1.8 mg（RMS）；（3）多种量程：2g / 4g / 8g / 16g；（4）输出位数：14bit数字输出；（5）VDD：1.62V ~ 3.6V；（6）总线：支持高速I2C / SPI接口；（7）FIFO：32-Level；（8）内置高精度Step Counter计步器功能；（9）全系列兼容2 mm x 2 mm封装及引脚设置；（10）10000g抗冲击。
明皜传感的公司展板及加速度计产品系列
伴随着去年苹果Air-pods产品的发布，可穿戴产品再一次被推向消费者高度关注的购买方向。由于该类型可穿戴产品对加速度计提出了更小体积，更长待机，更高精度与更低噪声的苛刻要求。早在2016年明皜团队就曾发布ds3553产品，其在系统层面为客户提供了非常优秀的低功耗解决方案。但由于价格与成本方面的压力，ds3553对市场的识别仅限定在一个相对比较狭窄高端用户群体。为了应对更加广泛多样化的应用挑战，经过技术的持续积淀与创新，明皜传感现在正式推出了da270与da217系列产品。在前作da260与da213基础上，该系列增加了全新的Android 6.0柔性需求的支持特性。
单芯片触摸/接近传感芯片及解决方案 @ 安森美（On Semiconductor）
安森美公司带来了今年初推出的触摸/接近传感方案，将领先业界的性能、性价比和便利整合到单个芯片：LC717A30UJ，其具有以下特点：（1）即使潮湿对触摸也有所响应；（2）内置自动校准功能；（3）电容数字转换器用于静电电容式触摸传感器；（4）即使戴着厚手套、有气隙或有厚盖时仍表现出高灵敏度；（5）高输入分辨率可检测到毫微微法拉（fF）的电容变化；（6）互差分感测监测和补偿环境变化，防止电磁干扰。
触摸/接近传感芯片LC717A30UJ及防水触摸解决方案演示
由于该器件的灵敏度范围为150毫米， 超过市场上任何竞争器件的范围，所以它更高的灵敏度支持手势运动及提供传统的触摸功能，从而增加用户的控制选择以解决广泛的应用场景。此外，它在传感器/ PCB和防护罩之间有气隙时仍能工作，因此工程师无需在组件包含导光和降低整体的复杂度。该器件还集成自动校准功能，根据电极、线路电容，和周围的环境优化和自校准总电容，从而大大加快系统开发周期，及增强实地的强固性。
LC717A30UJ提供快速响应，其8个传感通道的响应时间测量为16毫秒，工作电源电压2.6伏至5.5 V，具有1微安的低功耗待机模式。高度集成意味着最大限度地减少所需外部元件，从而进一步减少物料单。为配合汽车应用需求如车辆进入系统和仪表盘控制，该器件符合AEC-Q100标准。它具有高集成度和宽动态范围，可广泛应用于工业和消费终端产品的各种触摸或手势人机接口，如电磁炉、电冰箱、家庭娱乐系统、楼宇自动化设备、工业设备和照明控制。
以上是麦姆斯咨询在2017慕尼黑（上海）电子展上探访到的传感器新鲜事儿。限于篇幅，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。
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