全球最小的超声波系统级芯片，意欲取代智能手机所有实体按键
2019-12-18 09:13:26 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
据麦姆斯咨询报道，近日一家名为UltraSense Systems的新公司脱颖而出，宣布为触摸用户界面带来了新风潮。UltraSense独特的超声波传感技术可以通过几乎任何厚度的广泛材料完成多功能触摸交互，从而经济高效地在任意表面上构建虚拟按键或实现手势操作。
■ 这款全球最小的超声波系统级芯片（System-on-Chip，SoC）正在为智能手机制造商送样，其芯片尺寸为1.4 mm x 2.4 mm x 0.49 mm（仅约笔尖大小），已在12月做好投产准备，预计于2020年在智能手机中应用。
■ 为智能手机、汽车、物联网、医疗和家用电器中的虚拟按键提供了全新的设计可能，可针对特定功能打造时尚的设计和独特的触摸体验。
■ 其感知功能不受水分、污垢、油脂和洗涤剂的影响，可通过任何厚度的金属、玻璃、木材、陶瓷和塑料等材料实现触摸。
据麦姆斯咨询报道，近日一家名为UltraSense Systems的新公司脱颖而出，宣布为触摸用户界面带来了新风潮。UltraSense独特的超声波传感技术可以通过几乎任何厚度的广泛材料（包括金属、玻璃、木材、陶瓷和塑料）完成多功能触摸交互，从而经济高效地在任意表面上构建虚拟按键或实现手势操作。该公司发布的TouchPoint系列超声波传感器已经开始提供样品，预计将在2020年整合到多种消费类设备中。
UltraSense将应美盛（InvenSense）的前高管聚集在了一起。UltraSense的联合创始人兼首席执行官Mo Maghsoudnia以及首席业务官Dan Goehl在InvenSense一起供职了六年，并共同见证了InvenSense的IPO。当时，Maghsoudnia是InvenSense技术和全球制造副总裁，而Goehl是全球销售副总裁。
InvenSense一直在为苹果等智能手机制造商提供运动传感器，然后在2016年被日本TDK以约13亿美元收购。据麦姆斯咨询此前报道，日本TDK子公司Chirp Microsystems不久前推出了MEMS超声波飞行时间（ToF）传感器Chirp SmartSonic™系列。该系列ToF传感器利用MEMS超声波换能器芯片发射超声波脉冲，然后接收从传感器视场中的目标返射的回波。通过计算超声波飞行时间，传感器可以确定某一物体相对于器件的位置，从而提供测距、存在/接近感应、物体检测/避障以及位置跟踪。
UltraSense的这款超声波系统级芯片包括了一颗ASIC芯片和一颗MEMS超声波换能器。Goehl指出，这颗ASIC芯片包括微控制器、低压差稳压器、存储器和模拟前端，而MEMS是一款压电微机械换能器（PMUT）。Goehl表示：“我们设计了解决方案，通过与格芯（GlobalFoundries）以及台积电（TSMC）合作来制造MEMS超声波换能器以及整个系统级芯片。”
UltraSense创始人兼首席执行官Mo Maghsoudnia表示：“我们已经经历了一次由数字化取代机械键盘的交互革命，而进一步向虚拟按键以及手势操作的变革也正在加速。到目前为止，还没有在触摸用户界面中应用如此新颖的超声波方案。我们的TouchPoint超声波传感系列解决方案能够实现一系列新的用例，使OEM可以在任何材料以及材料厚度的表面，通过多种触摸和手势功能带来差异化的用户体验。”
广泛的用例
与应变计、力度传感和表面声波解决方案等其它竞争技术不同，这些技术往往具有各种工业和机械设计限制（例如材料厚度、集成复杂度和生产标定时间等），UltraSense的TouchPoint系列解决方案集成简便，仅需几秒钟的生产标定。这种简便性为许多新的用例创造了可能，例如：
■ 去除智能手机上的机械按键，以实现毫米波5G手机所需要的新工业设计；
■ 在智能手机背面实现多功能触摸交互界面，以支持单手自拍操作；
■ 在智能手机侧面无缝嵌入游戏按键和拍照键；
■ 智能手表、耳机以及增强现实/虚拟显示（AR/VR）等可穿戴设备中的触摸或滑动交互；
■ 为采用不锈钢、玻璃、塑料和陶瓷等各种厚度材料的家用电器产品，提供全新的无处不在的触摸交互；
■ 轻触车门把手，即可打开或锁定车门；
■ 方向盘以及车门面板上采用更坚固的表面材料，实现虚拟按键，使设备更耐久且易于清洁。
TouchPoint系列产品及供货情况
UltraSense广泛的产品线可以满足智能手机、物联网、汽车和工业领域的交互界面需求。TouchPoint系列传感器是世界上最小的超声波系统级芯片，可提供各种厚度表面的高度本地化的触摸传感。该系列传感器的封装尺寸很小，在始终开启（always-on）模式下消耗的电流仅为微安级。
TouchPoint系列传感器主要性能参数
TouchPoint系列传感器的所有算法处理都嵌入在传感器中，独立于产品的主处理器运行。它可以作为独立的电源按钮，以及用于触摸唤醒感应的其它用途（例如音量控制、快捷键等），通过简单的触摸即可接通整个产品的电源。并且，它还可以执行多功能的用户交互，例如连续轻击、按住和滑动等。TouchPoint系列传感器可以直接与电源管理和触觉驱动器IC连接。
TouchPoint系列传感器采用3D Z-force超声波传感，可在需要手套、外部覆盖/外壳以及防水/防冰的应用中提供克力（gram-force）测量。对于不要求低功耗的应用，具有较高工作电压驱动器的TouchPoint超声波传感器，可以将超声波束通过非常厚的固态金属等材料传输。此外，还可以用传感器驱动压电材料，经济高效地支持大区域的触摸感应，例如笔记本电脑的触控面板或汽车中控台触控板等。
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