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村田制作所高交会上打造“微精致”的用户体验




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2014年11月16日,第十六届高交会电子展(简称“高交会”)在深圳会展中心拉开了帷幕。在为期一周的展会现场,作为全球领先的电子元器件制造商村田制作所(以下简称“村田”)携其最新的可穿戴设备的整体解决方案以“致生活 ‘智’未来”为主题重磅亮相了本次高交会。其舞台表演区,村田顽童和村田婉童演绎的登山故事向观众展示了可穿戴设备的解决方案融入未来生活的场景。

村田制作所高交会上打造“微精致”的用户体验

  舞台表演区

  舞台表演区域,在陪同村田顽童去找婉童的过程中佩戴概念手环的主持人完成了体温、心率、移动高度等一系列监测。能够快速准确地完成并展示这些信息的主要归功于集成在该手环内的各样最尖端的传感器、通信模块等器件。村田始终致力于超小型化、低功耗、高精准的技术追求,力图为业界提供更加高品质、高可靠性的各项产品及解决方案,打造“微精致”的用户体验。

  高精度、反应灵敏的薄膜温度传感器

  基于多功能以及“微”体积的发展趋势,可穿戴产品对于其中的元器件有着体积小、功耗低、精准度高等要求。顺应这一市场发展需求,村田在概念手环中融入的薄膜温度传感器采用了村田SMD型的NTC热敏电阻和厚度大约100µm的FPC (Flexible Printed Circuit) ,将小型化技术优势发挥至极(长度可以在10~70mm之间定制,厚度仅为0.55mm),同时其弯曲性较好可以在在复杂的构造和狭窄的空间里也能够灵活地进行布线。与普遍的金属导线型材质的温度传感器相比,由于村田的薄膜温度传感器具有良好测温精度和灵敏度,能在最短时间内达到误差不大于0.4℃的温度监测。当该产品应用在可穿戴设备中监测体表温度时,可以保证测量的精准度、的同时帮助用户缩短的监测时间,提高效率。另外,伴随着智能手机以及平板电脑的小型化、高性能化,在有限的机体空间里的热设计成为了重要的问题。村田的薄膜温度传感器的另一个大应用便是可以检测移动设备的机体温度,实现机体的过热保护,增加设备的使用寿命。此款产品已于今年10月开始量产,国际知名的穿戴设备公司已经采用了该传感器,产品将很快发售。

村田制作所高交会上打造“微精致”的用户体验村田制作所高交会上打造“微精致”的用户体验

  薄膜温度传感器                                              热响应性原理图

  “主动预防”的光传感器

  “主动预防”一直是村田站在用户角度,提出的智能医疗解决方案的方向。基于此方向,村田概念手环中监测到的人体心率是由其中的超小型光传感器完成的。该传感器采用了VCSEL技术,用户可以进行自我心率监测,实现心血管疾病的主动预防。

  村田的光传感器,将发光元件与光接收元件一起封装,实现了小型化。同时具备数字输出功能。该传感器是利用光学体积描记术通过对光线吸收的变化率,来进行心率监测。将该传感器应用在可穿戴的设备上,用户可以通过对手指、耳后或手腕的轻松测量,随时随地了解心率状况,实现心血管疾病的“主动预防”。

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  光传感器 心率监测原理图

  精准定位的MEMS气压传感器

  村田通过应用村田芬兰的静电容量型MEMS技术,内置温度补偿、不受温度变化影响,降低噪音等级0.5Parms,开发出了可以更精准地检测高度变化的MEMS气压传感器。内置信号处理ASIC,大大简化开发难度,其低功耗特性为装载设备的节能提供了有效条件。我们可以看到,在舞台表演区主持人仅仅走了一个台阶的高度,气压的变化也随之迅速地展示在了屏幕上。该产品可以通过测量的气压值变化换算出海拔高度再结合GPS导航就能实现精准定位,室内导航等功能。同时,还可以对所测得的气压值进行分析收集气象数据。进一步拓展该产品的应用, 可以结合其他传感器就根据气压值的变化,准确地判断穿戴者的运动模式(平地移动还是攀登运动等),从而更精准地计算出实际消耗的卡路里。

村田制作所高交会上打造“微精致”的用户体验

  MEMS气压传感器

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  温度变化与气压数据                          对应海拔高度的气压数据与噪音等级

  超小型、低功耗Bluetooth Smart模块

  无线通信方面,村田已推出了Bluetooth Smart模块、蓝牙/Wi-Fi模块、NFC天线、RFID标签模块等元器件。其中Bluetooth Smart模块的尺寸和功耗仅为村田以往产品的四分之一。是易于贴装的连接型,并内置天线,可以大幅减少客户在RF设计时所需要投入的资源。值得称道的是,村田的该模块是目前世界最小级别的低功耗蓝牙模块。

  基于“微精致”的技术追求、时刻考虑用户的细节体验,该模块只需纽扣电池就可以工作数个月甚至数年,能够与支持Bluetooth Smart Ready的产品进行通信,备有小型SMD和内置天线SMD两种形式,还可以支持Network Processor以及Stand Alone的两种结构,并且取得了电波法以及Bluetooth?认证,大幅度地降低了用户的开发成本。该款产品不仅被广泛应用于智能手机、平板终端等移动终端设备,而且基于可穿戴式设备对内置设备的小型化和低功耗的需求,在可穿戴领域也有很好的应用前景。

村田制作所高交会上打造“微精致”的用户体验

  Bluetooth Smart模块

  世界最小的DC-DC转换器

  专注从用户细节体验出发,村田综合利用了其独有的材料设计、电路设计技术和多层陶瓷基板制造技术,研发出世界最小的微封装DC-DC转换器。产品将电源IC和电感器集为一体,运用具有抗电磁干扰 性能的铁氧体基板,不仅实现了小型化、高功能化,同时也实现了低EMI噪音及抗干扰的性能。此款产品不仅可以满足可穿戴设备小型化、高功能化的要求,而且同样非常适用于智能手机等智能设备。

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  微型DC-DC转换器                                             DC-DC转换器结构图

 

  毋庸置疑,在不久的将来,可穿戴设备将在各个领域得到广泛应用的同时也将会逐渐进入大众的日常生活中。这不禁需要归功于诸如村田这样的“幕后英雄”不遗余力的技术开拓和研发。秉承小型化、低功耗、高可靠性的“微精致”的技术追求,村田将不断变化与创新,相信终将在电子元器件的道路上给人们带来更多的惊喜体验!

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