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作者：郭慶春 村田制作所是日本的一家電子元器件廠商，創(chuàng)立于1944年。村田以陶瓷電容起家，目前涉及的領(lǐng)域涵蓋無(wú)源器件、通信組件、傳感器、連接器、濾波器、電源等諸多方面。 日本廠商通常以工藝精良著稱，村田也不例外。不僅如此，正如其口號(hào)“innovator in electronics”那樣，村田在熱點(diǎn)領(lǐng)域的一些創(chuàng)新也令人矚目。下面就介紹一下村田在今年的高交會(huì)電子展上展示的最新產(chǎn)品技術(shù)。 3D手勢(shì)識(shí)別超聲波傳感器 手勢(shì)識(shí)別是近期的熱門技術(shù)。手勢(shì)識(shí)別一般通過(guò)對(duì)攝像頭加算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。但這里介紹的手勢(shì)識(shí)別技術(shù)不是基于攝像頭，而是基于超聲波傳感器。村田和Elliptic Labs攜手為便攜式消費(fèi)類設(shè)備（如智能手機(jī)和平板電腦）提供3D超聲波傳感器非接觸式操作。 
圖1：村田3D手勢(shì)識(shí)別超聲波傳感器尺寸僅5.2 x 5.2 x 1.2mm 我們都知道蝙蝠是利用超聲波的高手，精確的聲納定位幫助它在黑夜中能捕食運(yùn)動(dòng)中的昆蟲。人類也在各行各業(yè)廣泛利用超聲波，如醫(yī)療影像和軍事偵察。村田將超聲波用于便攜電子設(shè)備，這得益于其高超的小型化技術(shù)。村田研發(fā)的微型低功耗超聲波傳感器，特別適用于對(duì)功耗要求很高的小型、便攜式產(chǎn)品。村田的超小型表面貼裝超聲波傳感器可實(shí)現(xiàn)高聲壓，在便攜設(shè)備上安裝多個(gè)超聲波傳感器不僅能實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)距，而且能實(shí)現(xiàn)3D手勢(shì)識(shí)別。 與基于攝像頭的手勢(shì)識(shí)別技術(shù)相比，超聲波可提供高分辨率、寬視野和低功耗。村田的3D手勢(shì)識(shí)別超聲波傳感器尺寸僅5.2 x 5.2 x 1.2mm，工作電壓6Vp-p，聲壓100dB，指向性60°，最大工作電流10mA。
圖2：以多點(diǎn)接收反射回來(lái)的超聲波便可計(jì)算出目標(biāo)的3D位置和動(dòng)作 村田的表面貼裝型超聲波傳感器已經(jīng)被Elliptic Labs公司的Touchless Gesture Software所采用。Elliptic Labs的軟件為消費(fèi)類設(shè)備（包括電腦、平板電腦和智能手機(jī)）提供超聲波非接觸式操作方案，使這些設(shè)備圍繞屏幕180°都能響應(yīng)自然的手勢(shì)動(dòng)作。在村田公司的展臺(tái)，工作人員演示了以手勢(shì)操作的“水果忍者”游戲，切削的準(zhǔn)確度相當(dāng)高。據(jù)介紹，配備超聲波傳感器3D手勢(shì)識(shí)別技術(shù)的手機(jī)明年有望上市。 手機(jī)NFC天線 帶有NFC功能的手機(jī)越來(lái)越流行。村田開發(fā)了兩種NFC手機(jī)天線，分別適用于塑料外殼手機(jī)和金屬外殼手機(jī)。適用于塑料外殼手機(jī)的NFC天線采用特殊的ZB結(jié)構(gòu)（鐵氧體斜插進(jìn)線圈），增強(qiáng)了導(dǎo)磁的效率，尺寸更小，而且可以將天線放在手機(jī)的頂部和側(cè)面。
圖3：鐵氧體斜插進(jìn)線圈的ZB結(jié)構(gòu)使得天線尺寸更小 一些高端智能手機(jī)傾向于采用金屬外殼，但金屬外殼會(huì)影響NFC天線的性能。為此，村田的PB型NFC天線以金屬外殼作為booster，利用手機(jī)金屬后蓋的攝像頭開孔實(shí)現(xiàn)NFC信號(hào)的傳輸。
圖4：PB型NFC天線適合金屬外殼的智能手機(jī) 村田NFC手機(jī)天線的尺寸和厚度可根據(jù)客戶要求定制。天線厚度為0.2mm至0.5mm，諧振頻率為13.56MHz。 組合式陀螺儀傳感器 村田獨(dú)特的3D-MEMS技術(shù)向市場(chǎng)提供了高性能、高可靠的MEMS傳感器。此次展出的組合式陀螺儀傳感器將陀螺儀與加速度計(jì)合二為一，適用于多種穩(wěn)定控制系統(tǒng)，如汽車的防滑控制系統(tǒng)（ESC）、防側(cè)翻控制（ARC）、翻滾檢測(cè)傳感器（ROV）、導(dǎo)航系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、慣性測(cè)量裝置、平臺(tái)控制、控制運(yùn)動(dòng)分析和機(jī)器控制系統(tǒng)等。型號(hào)為SCC1300-D04的器件尺寸為8.5 x 18.7 x 4.5mm。器件具有理想的線性和穩(wěn)定的偏置特性，噪聲低，能去除MEMS部分的高頻振動(dòng)成分，并具有高度的自我診斷功能。
圖5：組合式傳感器結(jié)合了1軸陀螺儀和3軸加速度計(jì) 適用于心臟檢測(cè)的MEMS加速度傳感器+無(wú)線通信模塊 常規(guī)的心臟健康檢測(cè)方法是心電圖分析。但獲取心電圖必須在人體上安放多個(gè)電極，操作比較繁瑣。村田的心臟檢測(cè)技術(shù)則完全不同，它通過(guò)測(cè)量承載人體的座椅或床的輕微振動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，無(wú)需直接接觸人體，因而十分方便。
圖6：村田用于心臟檢測(cè)的MEMS加速度傳感器+無(wú)線通信模塊 模塊的原理圖如下。模塊安裝在病床上，其中的MEMS加速度傳感器采集病床振動(dòng)信號(hào)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)給微控制器進(jìn)行分析，其結(jié)果通過(guò)有線接口（SPI、I2C、UART）或無(wú)限通信的方式傳送給監(jiān)控端設(shè)備。該模塊每50ms檢測(cè)一次人體皮膚的機(jī)械振動(dòng)，靈敏度高。模塊的尺寸為40 x 40 x 7mm，輸入電源電壓為7~50V，接口電壓3~5V，電耗為10mA。
圖7：心臟監(jiān)測(cè)模塊原理圖 據(jù)工作人員介紹，此類模塊最早的應(yīng)用是沃爾沃S80型汽車的后備箱，它可以檢測(cè)后備箱內(nèi)的生命信息，如盜賊的生理特征或嬰兒的存在，以幫助破案或預(yù)防危險(xiǎn)情況的發(fā)生。現(xiàn)在看來(lái)，MEMS加速度計(jì)用于病人監(jiān)測(cè)更為實(shí)用。
圖8：BCG模塊更適合病人和老年人的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù) 檢測(cè)環(huán)境光、接近和運(yùn)動(dòng)的光學(xué)傳感器 村田的這個(gè)光接口集成了光發(fā)射器、光接收器和數(shù)字輸出IC，尺寸僅3.1 mm x 3.1mm，可以檢測(cè)目標(biāo)物體的上下、左右和遠(yuǎn)近運(yùn)動(dòng)。據(jù)工作人員介紹，該光接口采用激光而非紅外光，所以它對(duì)距離不敏感，安裝的時(shí)候特別方便。該器件的功耗低，工作電流僅10μA。據(jù)介紹，村田的一軸光接口已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的三軸光接口正在開發(fā)中。 表1：村田光傳感器的電氣特性
圖9：光接口尺寸僅3.1 mm x 3.1mm
圖10：光接口可檢測(cè)物體的位置和運(yùn)動(dòng) 嵌入式Wi-Fi模塊 村田的嵌入式模塊搭載了Wi-Fi通信所需的必要功能，內(nèi)嵌MCU，最適合家電這樣的CPU處理能力低的設(shè)備，方便它們實(shí)現(xiàn)Wi-Fi功能，是智能家居、物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)的關(guān)鍵組成部分。該模塊攜帶的硬件和軟件使得安裝目標(biāo)設(shè)備中處理能力很低的MCU或未搭載RTOS/OS的MCU都能實(shí)現(xiàn)Wi-Fi功能，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存取、與MCU之間的通信和對(duì)傳感器的控制。該模塊已經(jīng)搭載了Wi-Fi天線，也可以根據(jù)需求外接天線。其結(jié)構(gòu)與參數(shù)如圖12所示。
圖11：村田嵌入式Wi-Fi模塊最適合為家電等嵌入式設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信
圖12：村田嵌入式Wi-Fi模塊的參數(shù)及結(jié)構(gòu)圖 智能照明系統(tǒng) 前面提到的嵌入式Wi-Fi模塊是以Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)是Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)在家庭中已經(jīng)普及，而且Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)具有很好的帶寬。但Wi-Fi有它的局限性，沒有很好的組網(wǎng)能力，所以覆蓋范圍有限。相比之下，屬于網(wǎng)狀網(wǎng)的ZigBee則具有覆蓋范圍大的特點(diǎn)，更適合用于智能照明系統(tǒng)。雖然ZigBee網(wǎng)絡(luò)的帶寬較窄，但足以應(yīng)付智能照明的通信要求。在村田的展位，工作人員演示了多種方法實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光的控制。
圖13：村田的智能照明系統(tǒng)方案 又見村田頑童 村田的展位當(dāng)然少不了村田頑童，而且他總是觀眾矚目的焦點(diǎn)。這回村田頑童可爽了，有美女和他對(duì)話，當(dāng)然他也很樂(lè)意應(yīng)答。所以他堂妹村田婉童（騎獨(dú)輪車的那個(gè)）就不用來(lái)了，他已經(jīng)不孤單了。村田頑童展示了村田的尖端技術(shù)，如用于姿勢(shì)控制的陀螺傳感器、傳送接收命令的藍(lán)牙模塊、眼部攝相機(jī)所使用的透光性陶瓷鏡頭、超薄型壓電揚(yáng)聲器、蓄電池裝置、電源模塊等。隨著村田技術(shù)的進(jìn)步，頑童的本領(lǐng)也越來(lái)越大。當(dāng)我們下次再看到村田頑童的時(shí)候，不知道他又會(huì)增添了什么新本事呢。
圖14：村田頑童總是最吸引眼球的明星 最后，我們?cè)賮?lái)欣賞幾幅圖片，領(lǐng)略一下村田的尖端技術(shù)：
世界最小片狀鐵氧體磁珠008004尺寸 詳見http://www.murata.com.cn/new/news_release/2013/0917/index.html
世界首創(chuàng)、世界最小尺寸片狀電感器 (0.25 x 0.125mm) 詳見http://www.murata.com.cn/new/news_release/2012/0925/index.html
世界首創(chuàng)、世界最小尺寸獨(dú)石陶瓷電容器 (0.25×0.125mm) 詳見http://www.murata.com.cn/new/news_release/2012/0905/index.html |
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| 什么時(shí)候中國(guó)的資本市場(chǎng)和人才都去研究一些基礎(chǔ)性的東西，就不用老說(shuō)：“我要抗議，我要抗議了”。 |
| 村田的東西做的確實(shí)很出色 |
| 村田發(fā)布東西確實(shí)有新意。 |
| 村田給力啊 什么時(shí)候國(guó)內(nèi)有這些好東西呢 |
