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ameya360:AR 设备应用场景多元化 传感器朝高精度

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发表于 2022-12-26 13:57:13 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  2022卡塔尔世界杯比赛正式落下帷幕。但是因世界杯而再次激起水花的AR/VR行业进入新的发展阶段。IDC预测,2021年全球AR/VR总投资规模接近125.4亿美元,预计在2026年增至508.8亿美元,五年复合增长率达32.3%。其中,AR行业将随着疫情影响的降低,以及AR硬件市场韧性不断增强,整体AR硬件支出和增速都将有所恢复。

  AR市场的持续增长,让产业链上下游再次成为关注对象,传感器作为关键元器件亦是如此。

  在AR硬件中以AR眼镜为例,可以将其分为计算、光学、传感三大功能模块。传感器包括光学传感器摄像头、IMU传感器、GPS等,负责跟踪定位功能、手势识别、姿态定位等。

  IMU传感器IMU(惯性测量单元)由加速度计和陀螺仪组成,能够便捷、快速地收集运动数据,这也是最明显的优势之一。在AR领域,IMU传感器的使用有利于增加虚拟/增强现实体验。由于AR设备比VR设备的体积更加小型化,也就意味着用于AR设备的IMU传感器需要有更高的集成度。

  此外,AR设备的应用领域正在从娱乐向工业、医疗不断延伸,例如工业领域中利用AR设备协助进行巡检、运维等;在航空领域,可以用AR设备协助技术人员为飞机布线;医疗领域,用AR设备辅助诊疗等等。严苛的应用场景要求IMU传感器必须具备更高精度、高可靠性的特点。

  博世作为业内MEMS传感器的龙头企业,面向可穿戴设备领域推出了多款产品.就在2018年,博世推出6轴IMU传感器BMI085,集成了一个加速度传感器和一个MEMS陀螺仪,封装尺寸为3.0x 4.5 x 0.95mm,专为AR/VR应用设计。低运动至光子延迟仅为3 ms,能够减少晕动病效应。

  在2019年,博世针对可穿戴和耳穿戴设备优化,推出主打智能超低功耗的BMI270,拥有用于陀螺仪校准的静止组件重新校正(CRT)功能,LGA封装尺寸仅2.5 x 3.0 x 0.8 mm³,可用于动作识别、手势识别,全功率运行功耗仅为685μA。

  超声波传感器

  相较于光学传感器和红外传感器,因为不受尺寸、颜色、环境噪音、光照等环境因素的影响,超声波传感器能够提供更加精确的距离测量。但是超声波传感器一直受限于尺寸过大很难在消费电子领域适用,小型化也就因此成为超声波传感器的迭代方向。

  2019年,TDK推出了首款MEMS超声波ToF传感器,搭载了超声波传感器芯片,产品分别是CH-101(最大传感范围为1.2m),CH-201(最大传感范围为5m),采用3.5mm x 3.5mm LGA封装。官方介绍,尺寸是传统产品的千分之一,功耗是传统产品的1/500。

  基于功耗和产品尺寸优势,CH-101和CH-201都能用于VR/AR设备中。例如在手柄中加入超声波ToF传感器可以带来更加精确的控制,提高游戏体验。
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