磁性傳感器用于3D近距離感應(yīng)

 近日，Apple已經(jīng)提交了一項(xiàng)基于磁傳感器的接近感應(yīng)系統(tǒng)的專利申請(qǐng)，蘋果的這項(xiàng)專利涉及一種基于磁性傳感器的3D近距離感應(yīng)，能夠測(cè)量單個(gè)手指和拇指骨頭的運(yùn)動(dòng)。蘋果公司的發(fā)明主要涉及一種基于磁傳感器的近距離感應(yīng)結(jié)構(gòu)，接近感測(cè)架構(gòu)使得電子設(shè)備能夠精確定位在調(diào)制磁源附近，對(duì)準(zhǔn)以檢測(cè)不同場(chǎng)方向軸上的磁場(chǎng)變化的多個(gè)磁傳感器也可用于確定磁場(chǎng)的3D位置，并且可以在定位手指和手時(shí)提供更多信息。

接近傳感器是非接觸式傳感器，當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入傳感器的場(chǎng)時(shí)，該傳感器檢測(cè)物體的存在(通常稱為“目標(biāo)”)。取決于接近傳感器的類型，傳感器可以利用聲音、光、紅外輻射(IR)或電磁場(chǎng)來檢測(cè)目標(biāo)。接近傳感器用于電話、回收設(shè)備、自動(dòng)駕駛汽車、防空系統(tǒng)和裝配線。有許多類型的接近傳感器，它們各自以不同的方式感知目標(biāo)。

一種潛在的應(yīng)用是具有指尖節(jié)點(diǎn)的設(shè)備，其包括多個(gè)磁傳感器以跟蹤一個(gè)或多個(gè)手指或手部分的運(yùn)動(dòng)。 例如，在指尖上放置磁傳感器，利用磁傳感器檢測(cè)到的周邊信號(hào)，用來計(jì)算物體的方位、位置和角度(例如手指)。具有指尖節(jié)點(diǎn)的控制設(shè)備還包括一個(gè)或多個(gè)其他電子組件，例如用于實(shí)現(xiàn)電容式觸摸的電極，或指尖之間的接觸感測(cè)。它還可以包括力傳感器，用于觸覺反饋的執(zhí)行器、溫度傳感器和加熱器。其中的一個(gè)主機(jī)控制器，可以感知手的輪廓。利用無線技術(shù)，將來自指尖的信號(hào)傳輸?shù)街鳈C(jī)控制器。

另一方面，電容式接近傳感器不限于金屬目標(biāo)。這些接近傳感器能夠檢測(cè)任何可攜帶電荷的物體，電容式傳感器通常用于液位檢測(cè)，電容式傳感器的目標(biāo)包括但不限于：玻璃、塑料、水、木材、金屬和其他材料等。另一種類型的接近傳感器稱為光電接近傳感器。有兩種主要類型的光電接近傳感器：反射和直通光束。當(dāng)從傳感器發(fā)出的光在光電接收器處反射回來時(shí)，反射接近傳感器檢測(cè)物體。當(dāng)目標(biāo)破壞傳感器發(fā)射器和接收器之間的光束時(shí)，對(duì)射式傳感器檢測(cè)目標(biāo)。

另外兩種常用的接近傳感器是磁接近傳感器和超聲波接近傳感器。磁性接近傳感器僅用于檢測(cè)永磁體;超聲波接近傳感器發(fā)出高音調(diào)聲音，傳感器和目標(biāo)之間的距離取決于聲音反射回傳感器所需的時(shí)間。

工采網(wǎng)提供的MaxBotix 高性能超聲波接近傳感器 - MB1444零距離對(duì)象探測(cè)，接近探測(cè)范圍從1mm至設(shè)置觸發(fā)距離約6英寸至125英寸的距離信息。擁有USB接口，便于安裝和與電腦相連一旦接通或上電，即獲悉周圍環(huán)境，MB1444的USB微型接頭與當(dāng)前大部分智能手機(jī)接口匹配簡單的True/False輸出和可選范圍輸出，可使用自由模式運(yùn)行，持續(xù)測(cè)量和輸出接近信息，經(jīng)篩選的距離輸出允許測(cè)距和多傳感器(45KHz的傳感器工作頻率)操作，約2.5秒的對(duì)象距離采集時(shí)間，約1.5秒的對(duì)象距離恢復(fù)時(shí)間，可應(yīng)用于多傳感器矩陣、接近區(qū)域探測(cè)、中自動(dòng)鎖電腦助手等環(huán)境中。

另一款美國Migatron Corporation 自主式超聲波接近傳感器 - RPS-400-30有一個(gè)22毫米的筒體外殼, 供電電壓為12-30VDC。在惡劣環(huán)境中，密封傳感器是防塵和防濕的。傳感器是由迭爾林塑膠和硅橡膠傳感面構(gòu)成的。這個(gè)傳感器對(duì)范圍或距離很敏感，使其只能檢測(cè)期望范圍內(nèi)的物體，而排斥期望范圍外的物體。

其實(shí)在智能化場(chǎng)景中最常用的兩種接近傳感器是電感式接近傳感器和電容式接近傳感器。電感式接近傳感器只能檢測(cè)金屬目標(biāo)。這是因?yàn)閭鞲衅骼秒姶艌?chǎng)，當(dāng)金屬靶進(jìn)入電磁場(chǎng)時(shí)，金屬的電感特性改變了場(chǎng)的特性，從而警告接近傳感器存在金屬靶，根據(jù)金屬的感應(yīng)方式，可以在更大或更短的距離處檢測(cè)目標(biāo)。未來這項(xiàng)專利可能用于游戲和軍事訓(xùn)練的虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)手套，以及混合現(xiàn)實(shí)(MR)頭顯設(shè)備。