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超小尺寸6軸IMU問世 可匹配任一款智能手機

發布時間:2012-5-31 11:19    發布者:李寬
關鍵詞: IMU , 慣性 , 陀螺儀
Bosch Sensortec開發出一種結合三軸加速度計、三軸陀螺儀的慣性測量元件(Inertial measurement units ,IMU)而且號稱其封裝尺寸非常小、僅3.0mmx4.5mm,適合手機、平板電腦與數碼相機等消費電子產品應用。

目前市面上每一款智能手機都內建了三軸加速度計以追蹤運動──主要用途是可自動切換手機顯示畫面的橫向或直向──但若要支持高端游戲操作,以及手勢識別、室內導航(indoor navigational)等功能,就還需要一顆三軸陀螺儀。

加速度計僅能追蹤線性運動,但陀螺儀可追蹤原地翻轉運動,因此能更精確地追蹤使用者的動作;而將加速度計與陀螺儀一起封裝成3.0mmx4.5mm尺寸的元件,意味著任何一款智能手機都能升級采用完整六自由度(six-degree-of-freedom)IMU。

“Bosch Sensortec現在可以提供市面上最小的IMU;”Bosch Sensortec全球營銷總監Leopold Beer表示:“我們現在是唯一同時具備加速度計、陀螺儀、磁力計與氣壓計(barometer)等元件自制能力的MEMS供應商。”

Bosch在德國擁有一座8吋與一座6吋MEMS廠房,每日產能分別可達1,500片0.5微米工藝晶圓,以及800片0.18微米工藝晶圓。此外該公司也號稱是唯一可運用自制芯片生產六自由度元件的MEMS供應商──包括結合加速度計與磁力計提供電子羅盤與導航功能,以及現在可結合加速度計與陀螺儀提供游戲與手勢識別功能。

而若再加上其氣壓計芯片提供海拔測量,Bosch Sensortec亦可提供完整的10自由度、雙芯片慣性導航裝置(inertial navigation unit,INU)方案。


Bosch Sensortec以打線3D堆疊方式結合MEMS元件與ASIC在單一封裝中

Bosch的陀螺儀具備數種運作模式,可節省電力;休眠時耗電量減至五成,而喚醒僅需10毫秒(milliseconds),藉由加速度計所偵測到的使用者動作就可觸發。其加速度計與陀螺儀都可中斷驅動(interrupt driven),并包含芯片上先進先出(first-in-first-out,FIFO)存儲器,支持在輪詢(polling)期間錄入數據值。

其加速度計Gs值為正負2~16,陀螺儀的角速度值為每秒125~2000度;元件分辨率從加速度計的12位,到陀螺儀的16位。

Bosch還有傳感器融合程序庫,包括所有加速度計與陀螺儀常見的例行程序,例如可讓所有傳感器保持一致的背景校準,支持即時動作感測的群體延遲補償(group delay compensation) ,以及游戲與指向功能應用的顫動取消(tremor cancellation),可增強室內導航穩定性的抗失真、抗磁擾等等。該公司還可提供與Android整合的API解決方案。
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