据外媒消息称，弗劳恩霍夫光子微系统研究所（IPMS）的一个研究小组近日使用了一种新型的超声波传感器来检测距离变化、运动模式和长达半米的手势动作。这个组件除了非常迷你而且生产成本低，它可以提供高声压并提供灵活的频率设计来实现距离和灵敏度的最佳平衡。
随着智能手机的普及，简单的手势动作已经变得很常见，但这类手势控制都需要触屏才可以。在没有触摸屏或者不能使用手和手指的情况下，需要使用非接触式人机通信解决方案。特别是语音识别和口译的系统已经越来越受欢迎。然而，这些系统都依赖于没有外部噪声干扰的安静环境下，不适合在公共区域使用。
FraunhoferIPMS研究人员正在研究另一种方法，提供与机器人以及手术区域和家庭系统进行通信的距离，运动和姿势的非接触式三维记录。科学家近日开发出一种微芯片架构，可以生成和接收高达kHz的超声波。通过测量发现，超声波在传感器系统和反射物体之间行进多长时间，或者由于多普勒效应如何移动频率来分析反射的声波。超声波的评估为亚厘米范围内的自然运动和手势提供了空间分辨率，距离可达半米。
FraunhoferIPMS代表表示，超声换能器优于其他光学传感器。根据集团领导人SandroKoch的说法，“基于摄像头的系统相比，我们的超声波传感器能够在信号传输时间较长的情况下建造成本更低的电子和软件系统。传感器不易受杂散光的影响，可以在光学透明表面上进行可靠的数据采集。我们的系统与CMOS兼容，联系更加紧密并且可以大批量生产。”
研究人员正在实施一种新型的静电微电子机械（MEMS）弯曲执行器。自年以来，这种执行器在微扬声器和微泵中在声音方面不断取得进展。FraunhoferIPMS专利的纳米e-drive(NED)原理利用了纳米尺寸电极间隙中强静电场的力量，使机械运动的位移范围达到几微米。声音产生是由芯片表面以及完整的组件积累产生。
Koch解释说：“使用整个芯片体积进行声音生成使我们能够生产非常小的元件。由于数百个此类器件可以安装在单个晶圆上，并且可以在单个工艺步骤中同时处理多个晶圆，因此制造大批量的成本可能很低。”
弗劳恩霍夫研究人员认为，已经转换为高声压的高风量流将支持进一步发展，这将为低频超声换能器提供更高的信噪比。共振频率以及检测范围和空间分辨率可以由NED弯曲执行器的几何形状定义。超声波非接触运动检测的可能应用领域包括自动化、安全和医疗技术以及汽车、娱乐和家用电子工业。
文章编译来源：Newelectronics
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