從日常生活到產(chǎn)業(yè)各界，通過(guò)壓力、慣性、流量、溫度、聲音、光線(xiàn)檢測(cè)到自然界各種各樣現(xiàn)象的傳感器正在被廣泛應(yīng)用。
比如使用通過(guò)體溫檢測(cè)到人體的紅外傳感器，就可以只在有人的地方進(jìn)行照明和提供冷氣，從而大大削減用電量的浪費(fèi)。而地震傳感器可以檢測(cè)出強(qiáng)烈的地震，從而中止裝置和設(shè)備的使用，避免機(jī)器發(fā)生故障和引發(fā)火災(zāi)等次生災(zāi)害。
而隱藏在智能手機(jī)中的麥克風(fēng)其實(shí)也是傳感器的一種，能夠檢測(cè)到從高音到低音廣域的音頻，通過(guò)內(nèi)置傳感器將通話(huà)音量和音色進(jìn)行清晰地傳遞。
這些傳感器的特點(diǎn)是非常小。在只有幾毫米大小的硬件中，聚集著檢測(cè)裝置、控制器等各種組件，可將檢測(cè)到的機(jī)械數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)進(jìn)行傳輸。這些微小的機(jī)器，被稱(chēng)作MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)。
MEMS作為新世紀(jì)的關(guān)鍵技術(shù)正在各類(lèi)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備相關(guān)的應(yīng)用程序變得種類(lèi)繁多也與MEMS小型化、高精度有著直接的關(guān)系。當(dāng)智能手機(jī)處于傾斜的狀態(tài)時(shí)，手機(jī)屏幕的方向也會(huì)隨之變化，而使用的地圖app仍會(huì)正確地標(biāo)示出使用者所在的地理位置。而在步行中，無(wú)論怎樣活動(dòng)，智能手機(jī)也能讀取出使用者真正的運(yùn)動(dòng)量。這些功能都得益于MEMS。
近年來(lái)，MEMS傳感器已能夠收集到“高度”的信息，這也引起人們的廣泛關(guān)注。在位置信息上添加高度信息，就可以定位(navigation)人在建筑物的所在高度和具體位置。而即使是上下臺(tái)階產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，也會(huì)被計(jì)入真正的運(yùn)動(dòng)量。
那么，如何評(píng)估“高度”呢?關(guān)鍵就是掌握氣壓差。眾所周知，氣壓隨高度的上升而下降。據(jù)計(jì)算，珠穆朗瑪峰頂峰的氣壓只有地面的30%。不止在高處，日常生活中，我們也經(jīng)常接觸到由極小的空氣分子質(zhì)量差引起的氣壓變化。而能夠檢測(cè)出同真空狀態(tài)下相比，所產(chǎn)生的細(xì)小氣壓差，就是絕對(duì)壓力傳感器。如下圖所示:
2.0mm×2.5mm×0.85mm，在如同筆尖般大小的包裝里，附帶著能夠檢測(cè)氣壓和實(shí)現(xiàn)控制效果的IC芯片。它能夠檢測(cè)出相當(dāng)于高度±5cm的±0.6Pa的氣壓變化。人們?cè)谏舷屡_(tái)階每一步所產(chǎn)生的移動(dòng)距離，都能夠被精準(zhǔn)地檢測(cè)到。
如此精密且小巧的機(jī)器尺寸也達(dá)到了世界級(jí)水平。
通過(guò)無(wú)限組合，集結(jié)不同領(lǐng)域的成員
在僅有2平方毫米大小的包裝里制造能夠捕捉到細(xì)微氣壓變化的機(jī)器要比想象中還要困難。
在封裝內(nèi)部，裝有懸掛在真空環(huán)境中的硅薄膜(隔膜)，檢測(cè)外部空氣進(jìn)入隔膜后所產(chǎn)生的氣壓變化。為了提高傳感器的檢測(cè)精度，硅膜片必須做到盡可能薄，以便在感觸細(xì)微的氣壓后可以產(chǎn)生巨大的變形。
另外，在根據(jù)薄膜形狀變化處理電子信號(hào)的回路上，為了提高傳輸精度，如何降低噪音也成為一大課題。
即使這些問(wèn)題都能解決，由于傳感器精度提高而產(chǎn)生的溫度變化所引發(fā)的殼體輕微變形的問(wèn)題依然存在。
歐姆龍的MEMS是在融合了‘過(guò)去技術(shù)的傳承 ’ 和‘新技術(shù)的創(chuàng)新 ’中誕生。能夠順利完成和發(fā)布了世界級(jí)水平的傳感器，也是歐姆龍?jiān)诓粩噙M(jìn)行挑戰(zhàn)的成果。創(chuàng)造出新型傳感器，為社會(huì)提供能新價(jià)值。
通過(guò)制造，使MEMS從期望變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)
絕對(duì)壓力傳感器以極小的體型和能夠檢測(cè)±0.6Pa氣壓變化的高性能，將在未來(lái)實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用。對(duì)于站立、端坐、睡覺(jué)、跌倒以及上下樓梯時(shí)人們的動(dòng)作和位置變化都能夠進(jìn)行檢測(cè)，包括三維空間精確的高度變化。充分利用絕對(duì)壓力傳感器進(jìn)行動(dòng)作和位置判斷這些特點(diǎn)，將會(huì)開(kāi)發(fā)出越來(lái)越多的應(yīng)用，特別是在智能手機(jī)和各種穿戴設(shè)備方面。
比如，不知道在商場(chǎng)走失的孩子在第幾層時(shí)，或是無(wú)法確定災(zāi)害發(fā)生時(shí)等待救援的幸存者在建筑內(nèi)的具體位置，在這些情況下，MEMS可以在GPS信號(hào)無(wú)法達(dá)到的室內(nèi)空間中，準(zhǔn)確把握相應(yīng)的位置，為防盜、兒童保護(hù)、受災(zāi)救助起到安心、安全的功效。
除此以外，MEMS還可以為健康領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)。比如可穿戴設(shè)備通過(guò)高精度測(cè)量上下臺(tái)階或坡道所產(chǎn)生的距離，進(jìn)而計(jì)算出相關(guān)的運(yùn)動(dòng)量。
通過(guò)檢測(cè)自然界的各種現(xiàn)象，如壓力，慣性，流量，溫度，聲音和光線(xiàn)，與歐姆龍的傳感技術(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)合，轉(zhuǎn)換成具有價(jià)值的信息，我們可以為人類(lèi)創(chuàng)造出更加便利且前所未有的產(chǎn)品。歐姆龍將共同努力，通過(guò)MEMS，將未來(lái)從期望轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
