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CES 2022值得關注的感測器設計亮點

作者 : Majeed Ahmad，EDN/Planet Analog主編

「感測器」(sensor)在國際消費電子展(CES)向來佔據特殊地位，今年的展會也不例外。本文重點介紹CES 2022上值得關注的一些感測裝置設計。

「感測器」(sensor)在國際消費電子展(Consumer Electronics Show；CES)向來佔據特殊地位，今年的展會也不例外。本文重點介紹CES 2022上值得關注的一些感測裝置設計。

首款量產MEMS光達

來自中國深圳的速騰聚創(RoboSense)聲稱已經贏得了全球汽車10% 的預裝光達(LiDAR)市場，它在CES 2022推出其第二代智慧固態光達——RS-LiDAR M1 (M1)，這家中國公司並稱其為全球首個量產的車規MEMS光達。

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M1標誌著用於汽車設計的可量產前置固態光達。(圖片來源：RoboSense)

M1 具有凝視功能，可在遠場和近場感知之間動態切換。這反過來又提升了智慧駕駛系統在不同場景中的性能。RoboSense 與世界各地使用其 LiDAR 的汽車公司建立了設計關係，包括 GAC Aion、WM Motor、ZEEKR、Lotus Cars 和 Inceptio Technology。

智慧型手機深度感測器

德國超小型3D深度感測攝影機製造商OQmented展示的手機感測器解決方案，可將智慧型手機配備的常規RGB攝影機轉換為3D LiDAR攝影機。它盡能地減少了用於深度重建的硬體和人工智慧(AI)演算法，以確保成本效率以及裝置的緊湊性。

相較於傳統的低解析度IR點投影儀，LiDAR相機採用專利的Lissajous雷射掃描技術來投射動態變化的紅外線模式。(圖片來源：OQmented)

3D感測解決方案採用雙軸MEMS雷射掃描器，克服了標準3D LiDAR相機與固定紅外線(IR)點投影儀的典型深度範圍和解析度限制。除了智慧型手機，LiDAR攝影機還可用於擴增實境/混合實境/虛擬實境(AR/MR/VR)情境架構、手勢辨識以及計算人數等用例。

森林中的數位鼻子

博世(Bosch)的氣體感測技術整合Dryad的Silvanet Wildfire感測器，有助於及早偵測到森林火災的發生。這些附著在樹上的氣體感測器持續監測當地的微氣候(microclimate)，以檢測到初發的火災；他們可以早在攝影機或衛星系統之前，透過無線方式通知地方當局。除了防止火災造成的破壞以外，還可以減少森林火災造成的全球碳排放。

使用AI與無線技術，氣體感測器可以及時挽救生命、房屋，並防止大量二氧化碳(CO₂)進入大氣。(圖片來源：Dryad)

精準的室內氣體感測器

CES 2022上另一個值得關注的氣體感測裝置是英飛凌科技(Infineon Technologies)的XENSIV二氧化碳(CO₂)感測器，它採用了光聲光譜學(photoacoustic spectroscopy；PAS)技術。

最先採用這種感測設計的應用是一款由慕尼黑科技業者eesy-innovation與英飛凌合作生產的可攜式CO₂感測器co2go。這種感測器可以連接到智慧型手機或筆記型電腦上。

該氣體感測器將於2022年1月底上市。(圖片來源：Infineon)

在這種氣體感測器中——測量尺寸是傳統 CO₂非色散紅外線(NDIR)感測器的四分之一——微控制器(MCU)直接將CO₂測量值轉換為ppm值，該值可透過三個介面獲得：串列I²C、UART和脈衝寬度調變(PWM)。廣泛的使用案例包括通風、空調系統、可攜式室內空氣監測裝置和智慧音箱。

六軸動作感測器

TDK在 CES 2022上展示的感測器包括SmartMotion ICM-45xxx 6軸系列裝置，採用其該公司的BalancedGyro技術，可實現消費類陀螺儀前所未有的振動抑制和溫度穩定性。這些動作感測器具備晶片自校準功能，可用於智慧型手機和掃地機器人等應用。

BalancedGyro陀螺儀MEMS架構，有利於實現強大的振動抑制和溫度穩定性能。(圖片來源：TDK)

超音波ToF感測器

TDK還展示了用於短距離和遠端檢測的ICU-10201和ICU-20201超音波飛行時間(ToF)感測器。這些感測器基於TDK的SmartSonic平台，嵌入了晶片處理器以提高運算能力。除了強大的處理能力，這些感測器還提供擴展的儲存空間，可讓廣泛的應用演算法在晶片上安裝和執行，從而減輕系統MCU的負載。