村田：着眼于小型化和柔性设计的先进技术

日前在高交会上，村田制作所的“村田顽童寻找村田婉童”的舞台秀吸引了许多工程师朋友的围观。其中的一大特点是，主持人佩戴的集成了村田可穿戴元器件设计解决方案的概念手环，能够检测到主持人的心率、位移、体温等一系列生命体征。本文就详细分享村田着眼于小型化和柔性设计的一些先进技术及其产品，以上产品由PINNACE代理，如对一下产品感兴趣，请与我们的客服联系。

此外，村田这届高交会的主题是“致生活 ‘智’未来”，会场布置了可穿戴/智能医疗、物联网、移动与通信和电容四大专区。

图1：村田顽童和村田婉童表演秀。

村田的工程师向笔者介绍道，这款可穿戴设备参考设计集成了村田的传感器、蓝牙以及电源管理模块。传感器有检测皮肤温度的柔性传感器、检测心率的光传感器，以及检测高度的气压计。这些数据采集后，可以通过村田的低功耗蓝牙模块发送到电脑或是手机上显示。此外，它还具有高效率的电源转换模块、小尺寸的电容和电感。

图2：村田可穿戴设备整体解决方案（Murata概念手环）。

这些传感器的功耗都非常低，对MCU的要求也就非常低，能够适配市场上各种主流的MCU芯片。这款智能手环Demo采用小型的2032纽扣电池设计，在所有功能全开的情况下，续航时间可达3到4天。其中的电源管理模块在非常小的体积内集成了芯片、电容、电感以及其他器件。与医疗和智能家居相关的产品有适用于心脏检测器的MEMS加速度传感器与无线通信结合的模块。村田工程师介绍说，这是专业级、医院用的产品，比如可通过加速度传感器，用非接触的方法测量心率。

另一款产品是小型风扇，通过压电效应产生风量，从小孔出来。通过这种方法，可以使风扇变得非常薄、非常小，并且不需要电机驱动，因此能够为客户节省部件，从而降低成本。另外一个优势是有非常低的噪声。这款产品可以应用于数码相机的镜头除雾，以及酒精测试仪、实验室设备和美容设备，都可以利用它驱动空气的特性。在介绍NFC相关的天线和模块时，村田工程师表示：“苹果现在也在设计中加入了NFC功能，而NFC中很重要的一个部分是天线设计，所以我们在这里面的创新就是这种小型的NFC天线。它完全突破了原先一圈一圈那种表贴天线的特性，把它集成在这么小的器件上。这其中使用的是堆叠技术。HTC就用了这款天线，它很重要的一点是可以透过金属。”村田展台另一款主推的技术是压电薄膜制动器技术。压电薄膜制动器是由振动板和压电薄膜组成，通过特殊工艺制造。这个产品的好处是，制动器做在键盘的最底层，它可以提供触觉反馈。

图3：村田压电薄膜制动器技术演示。

“现在压电薄膜技术很常见，但是把压电薄膜和振动板融合在一起的只有村田一家。压电薄膜收缩时，振动板会向上振动；压电薄膜伸张时，振动板会向下振动。村田利用这个振动原理，制成的这个超薄的薄膜键盘仅有2mm，未来可以做到1.5mm。这个薄膜键盘可以提供触觉反馈（可以做到触摸屏中，而且是超薄的），而硅胶键盘触感很差，没有反馈，用户按键时不知道按了没有（有振动也是外加的）。“这个振动板，村田日本的工程师正在改良材料，把它做成可弯曲的，从而可以用于柔性屏设计中（三星正在开发柔性屏）。用户在触摸手机时，更倾向于有一定振动反馈。（把这个技术用来做键盘，也可以做成可弯曲的。）把它用在柔性屏中，现在手机里的振动是用振动马达做成的，然而振动马达不能弯曲，但是这个技术可以。

也就是说，当把手机做成可弯曲的时候，利用这个技术同样可以提供振动反馈。又比如说，某个客户要做医疗设备，实现局部按摩，也可以用它。并且，相对于普通键盘，它的功耗很低，开发普通键盘也可以。但是它的成本比普通键盘要贵，因而普通键盘不是薄膜键盘的目标竞争对象。如果和笔记本键盘（竞争对象）相比，可能贵不了太多，但可以做到超薄和可弯曲。”村田工程师向笔者详细介绍道。村田的智能照明产品是以ZigBee协议来开发的。智能照明可以对LED亮度、颜色和色温进行调节。除了智能照明外，其智能家居方案中还有通过手机、平板、遥控器等，对窗帘、门铃、空调等设备的控制。

此外，村田展示了世界最小的RFID标签，可以用于防伪、计数以及PCB板生产流程的追踪。这款标签是超高频（860~925MHz）的标签，它和PCB结合可以传输1至5米。另外村田还有13.56MHz的高频标签，在其中加入了天线。“市面上流行的是二维码和纸张RFID标签，而村田的标签是几乎看不见的、可以表贴的标签。该标签还有一定存储空间，相对于二维码，其读写范围更远，且可以封装在塑料设备之内，不会由于油污染、人为损坏等而造成不能读写。另外还有加了I2C接口的标签，它可以和MCU通信，读取MCU信息并对MCU进行控制。”村田工程师表示。