意法半导体副总:MEMS即阴阳太极,阳极微执行器蓄势待发

发布时间:2015-9-17 17:29    发布者:eechina
关键词: 微执行器 , 微镜 , MEMS
太极者,阴阳也。阴为静,阳为动。万物皆有阴阳。MEMS亦复如是。

欧洲人也懂太极。意法半导体(STMicroelectronics,简称ST)执行副总裁及模拟器件、MEMS及传感器产品事业部总经理Benedetto Vigna就用中国的传统哲学来讲解ST MEMS技术的发展及前景。与以往不同,这次的重点是MEMS微执行器,MEMS的阳极。

微执行器(Micro Actuator)也称作微致动器或微推进器。我们熟知的MEMS器件大多属于传感器,是被动、静态的感测器件,其性阴。执行器则属于主动、运动的器件,其性阳。传感器和执行器是MEMS器件的阴阳两面,性质互补,用途各异。

感测与执行.jpg

如今,MEMS传感器在消费类电子设备上已经等待普遍的应用。几乎所有的智能手机都离不开MEMS运动传感器、环境传感器和音频传感器。相比之下,MEMS微执行器的进展比较缓慢。好消息是,这一状况正在发展改变。

Vigna先生首先举例说明了MEMS微执行器的最新应用,那就是联想Yoga笔记本电脑上的Intel RealSense 红外投影器。该红外投影器与红外影像传感器、图像处理器想配合,可以完成3D影像构建,实现人脸识别、手势识别等无接触人机交互行为。

realsense.jpg

Yoga笔记本电脑上的红外投影器正是MEMS微执行器的一种:MEMS微型反射镜,或微镜,其原理是通过静电或磁力驱动一个微型镜片转动。据Vigna先生介绍,根据驱动原理,MEMS微执行器可分为以下几种:

压电式微执行器:用于相机的自动对焦和打印机的打印头。与音圈电机(VCM)相比,压电微执行器功耗更低、速度更快,更适合智能手机上相机的自动对焦。ST与镜头创新企业PoLight公司合作,使用薄膜式压电执行器开发智能手机相机自动对焦执行器。压电式MEMS打印头支持高粘稠打印材料的使用,适应性强,可用于商业和工业高速喷墨打印机,也可以用于3D打印。

在医疗领域,压电微执行器也得到了创新应用。ST与Debiotech公司合作开发了一款称作Jewel Pump的微型胰岛素泵,其中的MEMS微流控技术可精确控制胰岛素液的注射量。Jewel Pump比市场上现有的胰岛素泵更小、更薄、更轻,可改善糖尿病患者的生活品质。

热学微执行器:用于喷墨打印机的打印头,称作MEMS微射流执行器。

静电式微执行器:用于驱动微型反射镜,正如前面提到的联想Yoga笔记本电脑上的红外投影器。光学投影微执行器也可用于汽车的抬头显示、手机投影显示和浸入式显示装置等。

Vigna先生介绍说,ST的微镜与美国德州仪器(TI)的DLP工作原理完全不同。他说,DLP为微镜阵列,而ST的微镜只有一片。DLP微镜是数字式的,只有0和1两种模式,而ST的微镜是模拟的,可实现逐行扫描。

磁力微执行器:用途与静电式微执行器类似。

在以上的各类ST MEMS微执行器中,只有热学的微射流执行器应用较早,起始于2000年。而压电式的微执行器和微反射镜则刚刚起步。然而我们看到,MEMS微执行器的创新应用不乏亮点。在今后的十年当中,也许MEMS微执行器会迅速普及,到时候Vigna先生就可以骄傲地说:我们的MEMS做到阴阳平衡,静动皆宜了。

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