當(dāng)今，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)（AR/VR）系統(tǒng)正在各個(gè)領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用，例如在娛樂(lè)、教育、醫(yī)療保健和其他工業(yè)應(yīng)用中。借助這些技術(shù)，用戶(hù)能夠在虛擬空間中模擬復(fù)雜任務(wù)，例如外科手術(shù)。無(wú)論在AR還是VR的系統(tǒng)中，傳感技術(shù)已經(jīng)成為關(guān)鍵技術(shù)之一。

　　傳感技術(shù)通過(guò)先進(jìn)精確的定位/運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，幫助用戶(hù)在虛擬空間中獲得現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)感。TDK最新的AR/VR系統(tǒng)使用飛行時(shí)間（ToF）技術(shù)來(lái)測(cè)量與某個(gè)物體的距離，超聲波傳感器吸引了極大關(guān)注。

　　●讓AR/VR變得更真實(shí)的挑戰(zhàn)：減小超聲波傳感器的尺寸

　　●采用基于MEMS的超小型傳感器的ToF解決方案

　　讓AR/VR變得更真實(shí)的挑戰(zhàn)：減小超聲波傳感器的尺寸

　　2016年開(kāi)始各種頭戴式顯示器（HMD）AR/VR耳機(jī)的價(jià)格下降，全球AR/VR市場(chǎng)得以大幅增長(zhǎng)，到2025年，該市場(chǎng)的規(guī)模很可能超過(guò)110億美元（來(lái)源：“2017AR/VR相關(guān)市場(chǎng)的未來(lái)前景”，富士凱美萊總研）。過(guò)去AR/VR系統(tǒng)主要用于游戲等娛樂(lè)應(yīng)用，但它們?cè)谄渌I(lǐng)域的使用預(yù)期也將會(huì)增加，例如在裝配、制造、交通運(yùn)輸、零售、教育和醫(yī)療保健領(lǐng)域。

　　全球AR/VR市場(chǎng)

　　來(lái)源：“2017AR/VR相關(guān)市場(chǎng)的未來(lái)前景”，富士凱美萊總研。

　　最新模式的AR/VR系統(tǒng)中，用戶(hù)能夠在虛擬空間中模擬復(fù)雜的外科手術(shù)。具有六自由度6-DoF1*的頭戴式顯示器和手部控制器讓這種應(yīng)用成為可能。它可以實(shí)現(xiàn)虛擬空間中的人體運(yùn)動(dòng)與實(shí)際空間中的人體運(yùn)動(dòng)之間的無(wú)縫合成。它的實(shí)現(xiàn)是一種基于位叫做位置跟蹤2*的傳感器技術(shù)和采用ToF方法測(cè)量與物體的距離的功能實(shí)現(xiàn)的。

　　ToF技術(shù)基于光線、紅外線或超聲波從發(fā)射到被物體反射后返回傳感器之間的時(shí)間差，來(lái)測(cè)量與物體的距離。無(wú)論是光學(xué)還是紅外線ToF技術(shù)，雖然它們非常精確，但在存在障礙物的情況下都無(wú)法用于測(cè)量，也不適合測(cè)量與玻璃或其他透明物體的距離。超聲波ToF技術(shù)可以精確測(cè)量與物體的距離，即便這些物體具有很高的反射性，而且這種技術(shù)也不會(huì)受到物體的光照條件、尺寸和顏色的影響。傳統(tǒng)的超聲波ToF傳感器需要復(fù)雜的信號(hào)處理，而且尺寸過(guò)大，無(wú)法嵌入在家用電器中。

　　采用基于MEMS的超小型傳感器的ToF解決方案

　　TDK應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的解決方案是CH-101，它是新型的超小型超聲波ToF傳感器，其體積僅為傳統(tǒng)超聲波ToF傳感器的千分之一。作為全球首款基于MEMS的超聲波傳感器，CH-101在Chirp品牌下銷(xiāo)售，它是一款真正具有突破性的產(chǎn)品，將壓電微機(jī)械超聲波換能器（PMUT3*）、高能效DSP（數(shù)字信號(hào)處理器4*）、低功耗CMOSASIC5*組合在一起，采用尺寸僅為3.5x3.5x1.25mm的小型封裝。

　　體積僅為傳統(tǒng)傳感器千分之一的超小型傳感器

　　CH-101將PMUT、高能效DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）、低功耗CMOSASIC組合在一起，采用尺寸僅為3.5x3.5x1.25mm的小型封裝，其體積僅為傳統(tǒng)超聲波ToF傳感器的千分之一。

　　蝙蝠能夠在黑暗中自由飛行，而不會(huì)撞在物體上，是因?yàn)樗鼈兺ㄟ^(guò)發(fā)出脈沖超聲波并接收物體產(chǎn)生的回音，檢測(cè)物體的位置和相對(duì)速度。這種方法叫回聲定位，超聲波傳感器的位置跟蹤也是應(yīng)用同樣的原理。

　　CH-101帶有嵌入式PMUT，它可以發(fā)出超聲波脈沖，并接收來(lái)自傳感器視場(chǎng)范圍內(nèi)的物體的回聲。結(jié)合各種不同的信號(hào)處理技術(shù)，該產(chǎn)品可在多種應(yīng)用中使用，包括檢測(cè)與物體的距離及其位置，感應(yīng)物體存在并避免碰撞。此外，它需要的功耗也非常低，比傳統(tǒng)超聲波傳感器的功耗低一百倍，具有出色的環(huán)保性能。

　　CH-101超聲波傳感器支持“無(wú)處不在的VR”

　　現(xiàn)有的基于光學(xué)傳感器的VR系統(tǒng)將外部傳感器與有線耳機(jī)和控制器組合在一起，前者發(fā)出紅外線，后者則可響應(yīng)紅外線，從而定位用戶(hù)的位置。采用CH-101的VR系統(tǒng)讓用戶(hù)只需使用耳機(jī)和控制器即可體驗(yàn)VR。CH-101超聲波傳感器可用于HTC開(kāi)發(fā)的獨(dú)立耳機(jī)ViveFocusPlus一體機(jī)。

　　CH-101超聲波傳感器支持最大100cm的傳感范圍，而即將于2019年底投入批量生產(chǎn)的新產(chǎn)品CH-201則支持最大500cm的傳感范圍。由于使用了MEMS技術(shù)，傳感器的尺寸變得空前小巧，我們預(yù)期它們將實(shí)現(xiàn)一系列應(yīng)用，包括在AR/VR耳機(jī)、智能家居、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人、智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備等產(chǎn)品中。

　　超聲波傳感器應(yīng)用于各個(gè)不同領(lǐng)域

　　CH-101：超聲波ToF傳感器

　　CH-101是一款基于MEMS的超聲波ToF傳感器。與光學(xué)ToF傳感器不同，它能夠精確地測(cè)量與物體的距離，而不受物體尺寸、顏色和透明度的影響。此外，它也不會(huì)受到環(huán)境噪聲的影響，例如周邊環(huán)境中的雜音和噪聲。如需獲取詳細(xì)信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)Chirp網(wǎng)站。Chirp（CH-101）