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該傳感器旨在支持智能家居技術，可以使用9伏電池供電

圖片：王定康

MEMS鏡的掃描電子顯微鏡圖像。

光檢測和測距（LiDAR）技術依賴于快速，精確定時的激光脈沖–對各種傳感器（包括支持物聯網（IoT）的傳感器）有用。但是，許多目前依賴LiDAR的傳感器價格昂貴，體積龐大，笨重且耗電。

一組研究人員正在為基于LiDAR的傳感器提出一種新穎的設計，該設計既價格合理，又需要很少的功率。該傳感器依靠一組微機電（MEMS）反射鏡來實現高效率-足以由9伏電池供電。該設計在7月2日發表于IEEE Sensors Letters的一項研究中進行了描述。

“該系統特別適合智能建筑，”佛羅里達大學教授謝慧凱說，他共同設計了新的基于LiDAR的傳感器。“例如，該系統可以使暖氣，通風和空調（HVAC）系統通過估計人口分布并跟蹤人們的活動來控制氣流。”

然而，一個突出的問題是創建可在不消耗過多能量的情況下實現寬視野的LiDAR傳感器。現有設計傾向于依靠電動光機械掃描儀來分散LiDAR信號并獲得更寬的視野-但是這些設備通常消耗約10瓦的功率。

圖片：王定康

便攜式外殼中的低功耗MEMS LiDAR

Xie小組的新設計取代了電動光機械掃描器，而是依靠MEMS反射鏡來控制LiDAR信號。與通常使用的笨重的電動掃描儀相比，這些反射鏡所需的操作功率大大減少。此外，無源紅外傳感器可確保僅當有人在場時才激活整個系統。

Xie說，他希望在將來，這種傳感器不僅可以用于檢測智能家居中的人，還可以用于從機器人技術到小型無人飛行器的各種應用。

目前，該設計依賴于現成的飛行時間（TOF）引擎來分析返回的激光信號，謝說這是體積最大，能耗最高的組件。展望未來，他的團隊計劃開發自己的，使用更少能源的小型（TOF）設備。他還說：“我們將通過制造具有更大光學孔徑，更大掃描角度和更快掃描頻率的MEMS反射鏡來繼續推進MEMS技術。”

“整個MEMS LiDAR系統可由電池供電，最大功耗為2.7 W，”謝說。“被動式紅外傳感器可使系統進入空閑模式，從而將電池壽命延長三倍或更多。”

Xie說，他希望在將來，這種傳感器不僅可以用于檢測智能家居中的人，還可以用于從機器人技術到小型無人飛行器的各種應用。