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體感控制帶來新一代人機(jī)交互模式的革命

承載賽靈思駛向藍(lán)海的宿命之舟
體感控制

體感控制帶來新一代人機(jī)交互模式的革命

【專題導(dǎo)語】2006 年 4 月 28 日，任天堂正式公布開發(fā)代號 “Nintendo Revolution” 的新主機(jī)名稱為 “Wii” 。其內(nèi)置的動作感應(yīng)裝置，為用戶帶來了全新的互動體驗(yàn)并幫助 wii 擊敗強(qiáng)勁的對手成為新一代游戲機(jī)市場的霸主；

6 月 8 日， apple 推出了新一代手機(jī) iphone4 ，內(nèi)置 3 軸陀螺儀，將體感控制引入移動市場；

6 月 15 日，北美老牌游戲展會 E3 游戲展上 SONY 索尼公司終于正式透露了旗下體感控制器 PlayStation Move 的發(fā)布計(jì)劃，其中包括了具體的發(fā)布日期以及上市價(jià)格等外界普遍關(guān)注的關(guān)鍵細(xì)節(jié)；

而另一位游戲巨頭微軟公司也選擇這一場合發(fā)布了采用光感技術(shù)的體感控制系統(tǒng) Kinect 。

至此，由任天堂引發(fā)的體感控制革命已經(jīng)從單純的游戲市場延伸至掌上設(shè)備，可以預(yù)見將繼續(xù)延伸到家電與移動領(lǐng)域。 各路豪杰紛紛布下重兵，一場新一代人機(jī)交互模式的征戰(zhàn)昭然若揭…… [查看全文]
體感控制（技術(shù)篇）

MEMS陀螺儀（gyroscope）的工作原理
      傳統(tǒng)的陀螺儀主要是利用角動量守恒原理，因此它主要是一個(gè)不停轉(zhuǎn)動的物體，它的轉(zhuǎn)軸指向不隨承載它的支架的旋轉(zhuǎn)而變化。但是MEMS陀螺儀（gyroscope）的工作原理不是這樣的，因?yàn)橐梦C(jī)械技術(shù)在硅片襯底上加工出一個(gè)可轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)可不是一件容易的事。MEMS陀螺儀利用科里奧利力——旋轉(zhuǎn)物體在有徑向運(yùn)動時(shí)所受到的切向力。 [查看全文]

MEMS陀螺儀(gyroscope)的結(jié)構(gòu)
陀螺儀結(jié)構(gòu)       MEMS陀螺儀（gyroscope）的設(shè)計(jì)和工作原理可能各種各樣，但是公開的MEMS陀螺儀均采用振動物體傳感角速度的概念。利用振動來誘導(dǎo)和探測科里奧利力而設(shè)計(jì)的MEMS陀螺儀沒有旋轉(zhuǎn)部件、不需要軸承，已被證明可以用微機(jī)械加工技術(shù)大批量生產(chǎn)。 絕大多數(shù)MEMS陀螺儀依賴于由相互正交的振動和轉(zhuǎn)動引起的交變科里奧利力。振動物體被柔軟的彈性結(jié)構(gòu)懸掛在基底之上。整體動力學(xué)系統(tǒng)是二維彈性阻尼系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中振動和轉(zhuǎn)動誘導(dǎo)的科里奧利力把正比于角速度的能量轉(zhuǎn)移到傳感模式。[查看全文]

MEMS壓力傳感器的封裝
陀螺儀封裝       不同的傳感器其壓力范圍、輸出方式等有所不同。但是，MEMS壓力傳感器大體上有兩種類型：電容型和壓電電阻型。前者的工作原理是，當(dāng)壓力作用在電容板上，兩板間距會變化，從而電容也會不同，因此可以通過測量電容來測量壓力。后者利用壓力作用在壓電體上引起電阻變化。MEMS壓力傳感器中最為復(fù)雜的是輪胎氣壓傳感器（TPMS），因?yàn)樗仨毻ㄟ^RF射頻跟主控系統(tǒng)聯(lián)系，還有因?yàn)樗ㄟ^獨(dú)立電池供電所以必須省電，以及封裝必須考慮到高速轉(zhuǎn)動問題等。[查看全文]

MEMS陀螺儀的關(guān)鍵技術(shù)——粒子吸收和真空

MEMS 陀 螺儀通過驅(qū)動活動部件發(fā)生共振，然后當(dāng)垂直于共振方向上發(fā)生轉(zhuǎn)動時(shí)，科里奧利力就會誘發(fā)第三方向上振動。這個(gè)傳感振動是非常微弱的，只有當(dāng)處于共振狀態(tài)時(shí) 才可能有比較好的信噪比。由此可見，共振是 MEMS 陀螺儀能正常工作的一個(gè)很重要的條件。

一般高性能的 MEMS 陀螺儀的驅(qū)動 Q 值大于 15000 ，傳感 Q 值大于 1000 。要達(dá)到這樣的 Q 值，振動阻尼必須很小， MEMS 必須處在真空當(dāng)中。即使把 MEMS 封在真空中，由于機(jī)械結(jié)構(gòu) 在活動過程中會產(chǎn)生碎末，這些碎末又會影響 MEMS 的共振 Q 值。因此，在 MEMS 空腔中必須添加粒子吸收層（ getter ）。圖一是硅微管共振器示 意圖。在懸臂上方有一層粒子吸收材料。[查看全文]

解讀MEMS慣性感測技術(shù)

MEMS雖然MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))技術(shù)被用于安全氣囊和汽車壓力傳感器領(lǐng)域已有二十年左右，但卻是任天堂Wii和蘋果iPhone的熱銷使人們更廣泛地了解慣性傳感器的用途，這些產(chǎn)品使用了基于運(yùn)動感測技術(shù)的用戶界面。

盡管如此，在一定程度上業(yè)界的觀念仍停留在慣性傳感器主要是用于終端產(chǎn)品檢測加速度和減速度的應(yīng)用。從純粹的科學(xué)角度來看，這種說法完全正確，但這樣的觀點(diǎn)卻忽略了許多MEMS 加速計(jì)和陀螺儀的擴(kuò)展應(yīng)用，包括在醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備、消費(fèi)電子產(chǎn)品和汽車電子等領(lǐng)域。[查看全文]
相關(guān)知識

什么是科氏力
      即科里奧利力（Coriolis force），是對旋轉(zhuǎn)體系中進(jìn)行直線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)由于慣性相對于旋轉(zhuǎn)體系產(chǎn)生的直線運(yùn)動的偏移的一種描述。.[查看全文]

強(qiáng)悍！自己制作簡易陀螺儀
      最近瀏覽一個(gè)電子元件經(jīng)營網(wǎng)頁時(shí)候發(fā)現(xiàn)一種陀螺儀傳感器，看到上面一個(gè)大大的玻璃試管和里面的液體、引腳我就知道肯定是通過液體擺動跟觸角接觸面積引起的阻值變化測量角度的！[查看全文]
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