根据 MEMS 的微型“硅芯片声呐”设备供给了毫米级精度的间隔传感功用，并具有业界最低的功耗。这种 MEMS 超声波传感器可用于间隔丈量、方位追寻、人员存在检测以及消费电子、机器人、无人机等范畴的避障运用。
超声波飞翔时刻 （ToF） 传感器通常被认为是适用于轿车、工业以及无人机和机器人运用的最佳间隔传感器。比较于光学传感器或红外传感器，它具有许多优势。它可供给最准确的间隔丈量， 不受方针物体的尺度或色彩的影响，也不受环境噪音的搅扰，而且可以在阳光直射的环境下运用。这些长处以及坚固耐用、准确和牢靠的特色让超声波传感器广泛运用于工业及轿车运用。 但是，直至今日，超声波传感器仍需求杂乱的信号处理，因为尺度巨大而无法适用于消费电子产品。
千分之一的尺度，百分之一的功耗
现在，TDK 公司推出了一个根据 MEMS 的微型超声波传感器产品，比较于传统的超声波传感器，它可以供给相同的功用和牢靠性，但其尺度只要传统产品的千分之一，功耗低至传统产品 的百分之一。这种微型传感器尺度细小，可以集成到紧凑的消费品中使其具有超声波检测才能，例如，用于智能手机和可穿戴设备中。丈量间隔时，这种传感器首要发射超声波脉冲，然后监 听传感器视场规模内方针物的反射回声。每个回声均以声速传达，经过丈量回声的飞翔时刻可准确地丈量传感器至方针物的间隔。
图1：MEMS 超声波传感器的顶面和底面（左图）。
此传感器方框图显现了与压电式 MEMS 超声波传感器（PMUT）相连的CMOS片上体系（SoC）。
现在，有两种产品可向客户供给工程样品，即最大传感规模为 100 cm 的 CH-101 型和最大传感规模为 500 cm 的 CH-201 长间隔型传感器。这些微型设备选用了紧凑的 3.5 mm x 3.5 mmLGA 封装，将压电式 MEMS 超声波传感器（PMUT）与定制的 CMOS 片上体系 （SoC） 结合在一起，完成了一切超声波 ToF 信号处理进程（图 1）。CH-101 和 CH-201 均选用 1.8 V 电源供电，并具有便利的 I2C 接口，可便利地集成到消费电子产品中。
高精度间隔丈量功用和宽视场
虽然尺度细小，这种全新的 MEMS 超声波传感器仍具有杰出的功用。例如，CH-201 在 120 cm 处的间隔丈量信号噪音仅为 0.35 mm （1σ），是竞品红外ToF 传感器噪音的百分之一。此外， CH-101 和 CH-201 可供给视场（FoV）最高可到达 180 °，因而只需一个部件就可以完成对整个空间规模的检测。还有多种外壳参阅规划可供挑选，使得客户能经过改动传感器声学端口周围区域的形状以聚集和引导超声波束，然后完成所需的水平缓笔直视场。
120cm 处的间隔噪音
方针间隔
带有窄视场外壳时的视场
图 2：CH-201 型传感器的间隔噪音仅为传统红外 ToF 传感器的百分之一（左图）。
窄视场外壳是可用的参阅规划之一，可将传感器超声波束整形以完成预期的视场（右图）。
超低功耗的片上体系 （SoC） 操控整个 ToF 处理进程：发送超声波脉冲，将接纳的超声回波数字化，检测 ToF 到最近方针并经过 I2C 回来 16 位 ToF 信号。片上体系 （SoC） 使唤醒检测运用可以一直处于作业情况；在每秒 1 次采样丈量的情况下，总电流耗费低至 8 µA。因为驱动程序选用 C 言语编写，开发者可以在嵌入式体系中轻松运用 CH-101 和 CH-201。此外，单个微操控器即可操控多个 CH-101 和 CH-201 传感器，有助于完成杂乱的多传感器丈量功用。
极端广泛的潜在运用
全新的 MEMS 超声波传感器是无人机及机器人等运用注定要挑选的产品，在这类运用中，其它类型的间隔传感器无法供给所需的功用。它们也是智能音箱等才智家庭产品的抱负挑选，在这类运用中，被迫红外（PIR）和光学挨近传感器都没有超声波传感器有用。这种微型超声波传感器还可以准确地追寻方针物，例如，在虚拟实际和增强实际（VR/AR）体系中，追寻手持式游戏操控器。智能手机是另一个重要的运用范畴：因为 CH-101 具有宽视场，即便装置在手机的顶部或底部仍可以完成准确的间隔丈量，因而规划师可以省掉手机前面的光学挨近传感器，然后完成手机全面屏规划。
在间隔丈量和物体勘探运用中，曾经被迫在大尺度超声传感器与根据激光的红外 ToF 传感器之间挑选的规划师们现在可以获益于新式超声波传感器的才能：
• 供给准确、低延时的间隔丈量成果，丈量速度高达每秒采样100次，方位噪音小于1mm
• 在人员挨近、移动和活动检测等运用中可完成传感器一直保持作业情况，功耗低至15µW
• 勘探物体的视场高达 180°，因而一个传感器就可以检测整个房间场景
• 在一切照明条件下均能完美作业，即便在阳光直射的环境下
• 可勘探任何色彩的物体，包含通明物体，提高了方针物勘探才能
• 经过防止运用根据激光的红外传感器来维护眼睛
