使用村田声学传感器,Xenoma开发“穿衣式心音心电图仪”

Release time:2025-05-22
author:AMEYA360
source:村田
reading:1301

  2023年,在村田制作所的共创项目“KUMIHIMO Tech Camp with Murata”上,一款名为“穿衣式心音心电图仪(e-skin ECG)”的智能服装获得了大奖。Xenoma公司总裁兼e-skin事业部负责人网盛一郎先生为我们介绍了Xenoma公司,什么是e-skin ECG?该智能服装的灵感来源?与村田合作并参加KUMIHIMO的经过和收获等话题。

使用村田声学传感器,Xenoma开发“穿衣式心音心电图仪”

  01、什么是“e-skin ECG”?

  据Xenoma公司的Co-Founder网盛先生介绍,穿衣式心音心电图仪是一种集心电图仪和心音图仪于一体的服装,一旦穿上这种衣服,就能获取心电和心音双方的数据,就诊后可在家中进行心电图和心音图检查。

  由于可以在家中进行检查,因此可以增加检测频率,作为预防心血管疾病的理想检查工具。另外,e-skin ECG可从医院邮寄到患者家中,并在检查后邮寄回医院,从而实现在家24小时心电图检查。

  就诊后可在家中进行心电图和心音图检查

  02、Xenoma公司做什么产品?

  Xenoma公司是东京大学和JST ERATO染谷生物和谐电子项目的衍生公司,成立于2015年11月。基于村田KUMIHIMO共创项目的可伸缩电子技术,Xenoma开发了穿戴舒适、患者可自行穿脱并能采集心电图的智能服装“e-skin ECG”;可方便地实现高精度动作捕捉的“e-skin MEVA”;通过肌肉电刺激提高健身效率的EMS训练服“e-skin EMStyle”等产品并实现了商品化。

  Xenoma公司员工不仅包括硬件电子电路工程师、创建智能手机应用程序和构建服务器的软件工程师,还有设计外壳的产品设计师和负责机构设计的机械设计师,并有临床检查技术人员等医疗领域的专业人员参加。

  03、为什么参与村田KUMIHIMO项目?

  穿衣式心音心电图仪当初并不是为KUMIHIMO而策划的,e-skin ECG原来就是Xenoma公司的一项策划,网盛先生感言道:“我们认为KUMIHIMO中展示的传感器在我们的策划中不可或缺,这就是我们申请参加该项目的原因。而且,我们还非常荣幸地获得了大奖。我们计划用奖金购买设备,推进穿衣式心音心电图仪的开发。我们还觉得这是一个机会,可以让我们在许多方面拓展合作关系。”

  04、如何与村田声学传感器“偶遇”?

  e-skin ECG项目大范围征集使用了村田硬件的创意,并且Xenoma与村田共同合作实现该创意。网盛先生介绍说,这个策划已经设想了一段时间,因此,要开发的产品的规格和商品化过程的大致印象已经完成,“也就是说,这不是为了参赛而进行的策划,而是经过深思熟虑后自行开发和商品化的策划。我想这就是我们能够获奖的原因。”

  那么,是什么机缘和动机促使Xenoma公司参加村田KUMIHIMO项目呢?

  Xenoma公司以前就与村田在电子元件领域有信息交流。关于穿衣式心音心电图仪,开始也考虑使用灵敏度高、可进行推压检测的薄型传感器。然而,在2023年10月的CEATEC展会上,Xenoma研发人员有机会与村田的工作人员进行了交流。村田介绍说声学传感器可能更适合并且已成为KUMIHIMO的募集主题,因此,邀请Xenoma加入了KUMIHIMO。

  动态ECG是为了对心血管疾病进行检查。心血管疾病主要分为两大类:“心律失常”和“血虚”。一般来说,心律失常通过24小时动态心电图检查进行诊断,而血虚则通过超声心动图进行诊断,两者分别进行诊断。但事实上,如果同时进行这两种检查,疾病的检出率会更高。如果在已经商业化的心电图检查用e-skin ECG上配备可以检测心音的传感器,就有可能同时诊断心律失常和血虚。正是在CEATEC展会上与村田的“偶遇”和交流促使Xenoma公司获得了在穿衣式心音心电图仪中使用声学传感器这种想法。

  可测量从身体声音到机械声音的薄型、高灵敏度、低噪声的村田声音传感器

  05、与村田合作有哪些收获与感想?

  Xenoma公司与许多不同领域、不同文化和不同规模的企业有过合作,或在合作项目中发表过演示。网盛先生介绍说,与村田合作并参与村田的KUMIHIMO共创项目,有两点独特之处。

  首先是沟通上的安心感。

  Xenoma与村田的合作已有4-5年时间,在此期间,我们一直保持着信息交流,特别是在我们无法获得的传感器的使用方法和功能方面,村田提供的建议非常有用。事实上,很少有这样的企业,我觉得这是因为村田尊重Xenoma公司。而且,从我们建立合作关系之初就担任负责人的人至今仍在参与等方面也让我们在交流中倍感放心。

  其次,村田制作所具有开放的企业文化。

  这是我初次感到村田在多种多样的技术资产方面拥有开放利用的文化,这令人感到非常有趣。例如,在将提供的传感器连接到Xenoma公司的系统并提取信号时,需要传感器电路的信息。在许多情况下,其他公司并不提供详细的传感器电路规格。在这种情况下,接口部分也由Xenoma公司生产。然而,这样就很难实现理想的功能。在这方面,村田制作所积极为我们提供试制品和技术信息。因此,我们能够了解传感器电路的细节,从而开发出功能更强、更方便的产品。我们认为这对合作非常有吸引力。

  我对村田制作所的技术能力并不担心,因为村田公司迄今为止一直与我们进行了非常认真的沟通,所以我不担心他们会像大公司中常有的那样把全部工作都扔给我们负责。由于涉及到开发,所以我们有时会在性能方面要求改进,但我们认为可以在实际可能的范围内共同推进。

  网盛先生认为,与村田制作所合作,声学传感器共创项目将向预防医疗发起挑战。

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新品 | 村田量产7款车载MLCC,实现按额定电压与尺寸分类的特大静电容量
  近年来,随着自动驾驶技术的不断深化,车载系统的数量与性能持续升高。因此,IC周边所需的低额定电压MLCC容量呈现增长趋势,所使用的MLCC数量也在增加,进一步加剧了电路板内的空间限制。另一方面,从车载电源稳定性及提高安装密度的角度出发,对车载系统电源线路中使用的中额定电压MLCC的小型化与高容量化的需求也在不断上升。尤其是在AD/ADAS相关系统中,无论是IC周边还是电源线路,对高容量化与小型化的需求均进一步增强。  为应对上述市场需求,村田通过自主研发的陶瓷材料以及微粒化与均一化技术,开始量产7款实现特大静电容量的车载多层陶瓷电容器(MLCC)产品,这些产品按额定电压与尺寸划分,实现了特大静电容量。  本次量产的7款产品分为两类:  用于自动驾驶(AD,Autonomous Driving)/ 高级驾驶辅助系统(ADAS,Advanced Driver-Assistance Systems) IC周边电路、额定电压为2.5~4Vdc的低额定电压MLCC(以下简称“低额定电压MLCC”),以及  用于电源线路、额定电压为25Vdc的中额定电压MLCC(以下简称“中额定电压MLCC”)构成。  对应参数如下表:  在本新闻稿中,将用于IC周边用途的2.5~4Vdc产品记载为“低额定电压”,将用于电源线路用途的25Vdc产品记载为“中额定电压”。表中不同料号参数规格,请移步村田官网查询。  在低额定电压MLCC方面,村田扩充了100μF以上的高容量产品阵容,将此前在1210inch尺寸(即外形尺寸的长度×宽度为0. 12inch×0. 10inch)中实现的100μF静电容量,成功缩小至1206inch,从而使电路板占用面积减少约36%。  此外,针对0201inch的小尺寸汽车用MLCC,静电容量由以往的1μF增至2.2μF。  在中额定电压MLCC方面,也将此前在0603inch中实现的1μF静电容量缩小至0402inch,使电路板占用面积减少约61%。  通过组合使用本系列产品,可同时应对汽车市场中IC周边高容量化、电路板空间紧张以及电源线路稳定化等多种课题,助力系统整体稳定运行的同时提高设计自由度。  此外,通过减少MLCC的使用数量,还可降低电路板材料用量及制造工序中的电力消耗,有助于减轻环境负担。各产品型号均符合AEC Q200标准,具备较高的可靠性。  村田长期致力于车载MLCC的开发,已为从IC周边到动力总成及安全设备等多个领域提供了多款性能优良的产品。今后,村田也将持续通过贴合市场需求的产品开发,为汽车的高性能化与多功能化作出贡献。
2026-05-22 10:52 reading:350
村田丨电动汽车充电架构与安全保护解决方案分析
  随着电动汽车日益普及,充电设备和技术成为关注的焦点,特别是在充电安全方面,这对于确保电动汽车的安全运营至关重要。这包括选择合适的充电设备、采用合理的操作方法以及在充电过程中实施安全防护措施。  本文介绍通过村田(Murata)的一系列DC-DC转换器来实现电动汽车充电安全保护架构和系统。  指数增长的全球电动车充电应用市场  全球电动车充电应用市场正经历着指数级增长。为了支持各国政府的环境碳中和目标,全球电动汽车充电应用市场目前正经历指数级增长,预计250kW和350kW充电设备的数量将增加33%。电动汽车充电应用具有特定的技术要求,例如需要超低隔离电容,通常低于5pF,最好为3pF。此外,设计还必须考虑共模瞬态抗扰度(CMTI)要求。随着开关频率的不断提高,新一代碳化硅(SiC)现在需要更高水平的dV/dt抗扰能力。在局部放电方面,SiC必须能够支持1200V,某些应用甚至可能增加至1500V。  此外,随着电动汽车的广泛普及,快充技术得到了显著提升。例如,直流快速充电(DCFC)技术可以在短时间内为电池充满电,从而提升了用户的便利性和体验。  因此,高效电池技术的研究与应用至关重要。例如,锂离子电池和固态电池等新型电池技术的出现,大幅提升了能量密度以及充放电效率。  为了吸引更多消费者购买电动汽车并抓住充电站市场的机遇,各国政府和企业正在加大对充电基础设施的投资力度。这包括扩大充电站和充电桩的数量,以满足日益增长的电动汽车需求。此外,智能充电管理系统的应用也变得越来越普遍,使充电效率最大化并实现对充电设备的智能化管理。  随着可再生能源的开发和应用,电动汽车充电系统也开始整合可再生能源,如太阳能充电站和风能充电设施,从而进一步减少充电过程中的碳排放。此外,无线充电技术是未来发展的重要方向。通过传感器和电磁场,可以无需插拔即可为电动汽车充电,从而提升用户便利性和充电安全性。  确保快速且安全的电动车充电架构  全面的电动车充电架构确保快速且安全的充电。电动车充电的技术架构包括若干关键组件和技术,包括充电器、充电控制系统、充电接口、充电网络与智能系统以及充电设备的安全保护。这些组件相互配合,以确保电动车充电的高效、有效和安全。  充电器是一种将交流电转换为直流电以给电动车电池充电的设备。充电器类型包括家庭充电器、公共充电站、快速充电器和车载充电器。家庭充电器通常用于住宅或工作场所,功率较低,充电速度较慢。公共充电站位于公共场所或商业区域,供大众使用。快速充电器具有更高的输出功率,可以实现快速充电,从而提高效率和便利性。车载充电器安装在车辆内部,用于给电池或内部电子设备充电。  充电控制系统在充电过程中管理电流和电压,以确保电动车电池的安全充电和正常运行。它监测电池的温度、电压和电流,并根据需要调整充电速率,以防止过充或放电。  充电接口是电动汽车与充电设备之间的连接点,通常位于车辆车身或充电端口上。常见的充电接口包括Type 1、Type 2、CHAdeMO、CCS以及其他标准,这些标准可能因地区和车辆类型而有所不同。  充电网络由充电站、充电点和充电管理系统组成,形成了完整的充电基础设施。智能系统通过互联网连接、软件和传感器,实现智能管理、远程监控和用户服务,从而提升充电系统的效率和便捷性。  充电设备通常配备安全保护功能,例如过流保护、过压保护和过温保护,以确保充电过程中的安全性和可靠性。电动汽车充电系统通常设计有防水、防尘和防火功能,以满足在不同环境和场景下的多样化使用需求。  这些组件和技术(如下图的村田NXJ1SxxMC系列电源模块)共同构成了电动汽车充电的技术架构,为电动汽车充电提供了必要的基础设施和安全保障。  电动汽车充电安全与可靠至关重要  在充电过程中,需要考虑和解决多个与安全和保护架构相关的关键方面,包括充电设备的安全性、电池保护、防火防爆设计、正确的充电方法、充电环境以及操作流程,以确保充电过程的安全性和可靠性。  关于充电设备的安全性,必须使用合格且经过认证的充电设备,避免使用损坏或未经授权的设备,以确保充电过程的安全。对充电设备进行定期检查和维护也是至关重要的,例如检查充电站、充电电缆和接口的状态,以确保其正常运行和安全性能。  电池安全保护也至关重要。在充电过程中,必须确保电池的温度和电压保持在安全范围内,避免过热、过冷、过充或过放电。使用配备电池管理系统 (BMS) 的充电设备尤为重要,因为它可以在充电过程中监测和调节电流与电压,从而确保电池的安全性和使用寿命。  此外,充电设备应采用防火和防爆设计,例如防止短路、过载和过电压的保护措施,以降低火灾和爆炸的风险。使用防火和防爆材料及结构设计也可以提高充电设备的安全性和可靠性。  此外,根据电动车的型号和规格选择合适的充电方式和充电设备至关重要,以避免因不当充电方式引发的安全问题。应避免长期高速充电或过度放电,以确保电池的安全性和使用寿命。  在充电过程中,确保充电设备和电池处于安全环境中是十分重要的,需避免潮湿、高温环境或在存在爆炸风险的区域进行充电。操作充电设备时,应保持专注,并遵循操作指南,以防因操作错误或不当处理而引发的安全隐患。  EV充电器用栅极驱动DC-DC转换器  村田(Murata)推出了一系列专为栅极驱动电路设计的门极驱动DC-DC转换器,这些电路通常用于可再生能源、运动控制、移动技术以及医疗解决方案。  该系列产品具有3pF的超低隔离电容,为IGBT/SiC和MOS栅极驱动优化的双输出电压,最大承受直流链路电压为3KV。它们在部分放电方面具有高度可靠性,并能提供高达1.6kV下80kV/µS的dv/dt干扰抗扰性。  村田适用于电动汽车充电应用的主要产品包括MGJ1 SIP、MGJ2B、MGJ1/MGJ2、MGJ3/MGJ6、NXE和NXJ系列。  村田最新推出的MGJ1 SIP系列和MGJ2B系列DC-DC转换器,非常适合为桥式电路中IGBT/MOSFET、SiC和GaN的“高侧”和“低侧”门驱动电路供电。选择不对称的输出电压可以实现最佳驱动水平,从而实现最佳系统效率和EMI控制。  MGJ1 SIP和MGJ2B系列的特点是满足电机驱动和逆变器中桥式电路常见的高隔离度和dv/dt要求。它们的高工作温度等级和坚固结构提供了更长的使用寿命和可靠性。  MGJ1 SIP系列和MGJ2B系列均具有2.4kV的连续隔离耐压,以及6mm的爬电距离和电气间隙。这些优化的输出电压专为满足主流IGBT/SiC和MOSFET器件的需求而设计。MGJ1 SIP系列支持额定为300Vrms的强化绝缘,功率为1W,而MGJ2B系列则支持额定为300Vrms的强化绝缘,功率为2W。  MGJ1 SIP系列和MGJ2B系列均为IGBT/MOSFET、SiC和GaN栅极驱动器提供优化的双极性输出电压。这些产品的加强绝缘符合UL62368-1标准认证,但尚未符合如ANSI/AAMI ES60601-1、1 MOPP/2 MOOP等标准的要求。  MGJ1 SIP系列经过5.2kVDC隔离电压的耐压测试,而MGJ2B系列则经过5.4kVDC隔离电压的测试。这两个系列均具有超低的隔离电容,并支持5V、12V、15V和24V的输入电压。  MGJ1 SIP 系列提供输出选项,例如 +6V/-3V、+15V/-3V、+15V/-5V、+15V/-9V、+18V/-2.5V 和 +20V/-5V。MGJ2B 系列则提供的输出选项包括 +15V/-3V、+15V/-5V、+15V/-8.7V、+15V/-15V、+17V/-9V、+18V/-2.5V、+18V/-5V3、+20V/-3.5V 和 +20V/-5V。这两个系列可在最高 105°C 的温度下运行,具有超过 200kV/µS 的共模瞬变抗扰度 (CMTI)。它们还支持持续 2.4kVDC 的隔离耐压,并具有部分放电性能特性,采用 SIP 封装形式。  总 结  电动汽车充电的安全性是确保电动汽车正常运行和用户安全的关键方面。这需要全面考虑充电设备的安全性、电池管理、防火防爆设计以及正确的充电操作。有效地解决这些方面的问题可以提高充电过程的安全性和可靠性。本文所描述的电动汽车充电安全保护架构和系统可以通过村田(Murata)的一系列DC-DC转换器来实现。
2026-05-14 10:06 reading:468
村田丨没错!新型“散装”的MLCC包装,节省99%包装材料~
  株式会社村田制作所在片状多层陶瓷电容器(MLCC)的包装领域,开发出了一种名为“散装盒”的新型包装形式。与以往包装相比,该形式可使包装材料用量最多减少99%。目前,本公司已将该包装形式应用于部分适用尺寸的产品,过去几年中面向本公司集团旗下公司累计出货量已超过1,000万个。在量产过程中,本公司也已确认了其质量的稳定性。  散装盒是一种将MLCC容纳在配套盒体中,并在贴装时通过散装供料器进行排列后供应给贴装机的包装方式。适用尺寸为0402M(0.4mm×0.2mm)及0603M(0.6mm×0.3mm)。  随着MLCC需求的扩大,包装材料的使用量也在增加。为此,本公司将降低制造和物流过程中的环境负荷视为重要课题,并持续推进对包装形式的改进。散装盒正是该举措的一部分,是本公司开发的新型包装方式。  在环境方面,以包装10,000个0603M尺寸的产品为例,与本公司以往的编带包装规格相比,包装材料重量最多可减少约99%。这不仅能大幅减少塑料和纸张的使用量,还有助于降低废弃物税、焚烧费用及碳税等环境应对成本。此外,也有助于减少包装材料在制造、运输和废弃过程中产生的温室气体(GHG)排放量。  在生产效率方面,以0402M尺寸为例,以往的编带规格平均每卷盘仅能装20,000个,而散装盒则每盒可容纳500,000个。也就是说,可将相当于以往25个卷盘材料所容纳的产品数量集中收纳到一个散装盒中。因此,该方式有望通过减少材料管理和保管空间,以及降低换卷次数来提高作业效率。此外,通过提高包装数量密度,还能减少生产过程中的搬运次数,从而有助于提高工厂内的运输效率。  各适用尺寸的容纳数量如下:  0402M:500,000个/盒(约为以往的25倍)  0603M:150,000个/盒(约为以往的10倍)  散装盒与以往的编带规格对比如下图:  本包装规格正由本公司以及参与JEITA贴装元件容器包装新型散装盒(用于微小尺寸)规格制定PG活动(2021年成立)的贴装设备制造商、包装材料制造商、元件制造商及整机组装制造商通力合作,共同推进。本包装规格已作为IEC技术规格书(IEC TS 60286-6-1)发布,并计划对标准化规格提供免费许可。  补充说明  关于引进本包装规格,需要补充说明的是,散装盒并非完全取代以往的编带形式,而是根据产品及生产、使用条件可选的一种包装形式。即使尺寸相同,适用性及引进条件也会因产品系列、详细规格和生产工艺的不同而有所差异,因此在引进时,需要确认具体条件。  本公司也提供评估用样品。关于量产的应对,将结合评估结果和市场反馈,逐步建立生产体制。  此外,要实现这种包装形式的贴装,需要配备支持散装盒的供料器。关于是否支持以及详细规格,请咨询各贴装机制造商。  此外,元件价格预计将维持与以往同等的水平。  村田制作所致力于将经过生产现场验证的降低环境负荷的举措转化为产品并推广至社会,以此力求实现“社会价值”与“经济价值”的兼顾。散装盒便是其中一个具体例子,今后,本公司也将继续推进相关技术开发,助力包括制造和物流过程在内的整个供应链降低环境负荷。
2026-05-14 09:40 reading:490
村田面向车载UWB推出高准确度晶体谐振器与热敏电阻组合方案,并提供电路设计支持
  株式会社村田制作所(以下简称“村田”)开始提供面向车载UWB(Ultra Wide Band)用途的组合方案与电路设计支持。该方案在分立构成中将晶体谐振器「XRCGE55M200MZF1BR0」与热敏电阻「NCU03XH103F6SRL」组合使用,并提供相应编号建议及电路设计支持。本提案及支持主要面向利用UWB的车载应用,如数字钥匙、CPD(Child Presence Detection)、传感器以及Wireless BMS等。  近年来,在车载UWB应用中,随着数字钥匙和安全功能的不断升级,对宽带通信中的高准确度定时控制需求不断增加。然而在高温环境下,仅依靠晶体谐振器本体较难满足所需精度,因此通常需要利用晶体谐振器内置的温度传感器进行补偿。  另一方面,为了优化成本结构,部分客户希望采用晶体谐振器与外置热敏电阻的分立构成方式,但在电路设计及温度补偿方面存在一定难度。  为此,村田开始提供晶体谐振器「XRCGE55M200MZF1BR0」与热敏电阻「NCU03XH103F6SRL」在分立构成中的组合方案,并提供用于温度特性补偿的电路设计支持。  在本支持服务中,客户可通过支持链接进行咨询。村田可借用客户的安装基板,对安装本产品后的温度特性参数进行测量,并提供相关数据。  通过上述支持,即使在分立构成条件下,也可以使用针对安装基板优化后的补偿参数,从而有助于实现客户的性能目标,并提高设计流程效率。  此外,本组合方案中的晶体谐振器「XRCGE55M200MZF1BR0」为新产品,已于2026年3月开始量产。该产品实现了2016的小型尺寸、高可靠性以及低故障率,有助于车载应用设备的小型化以及安全功能的升级。  组合提案产品的主要特点  1.晶体谐振器「XRCGE55M200MZF1BR0」  <特点>  ①支持高准确度温度补偿:通过专有切割技术,对高温环境下的温度特性曲线进行优化  ②面向车载应用的高可靠性: 确保工作温度115℃,低故障率(无微粒)  ③设计支持:通过温度补偿电路的技术支持,使分立构成的设计更加容易实现  ④稳定供应  ⑤无铅  <规格>  2. 热敏电阻「NCU03XH103F6SRL」  <特点>  ①适用于汽车等需要高可靠性部件的设备。  ②采用铜电极实现小型化:0.02 × 0.01英寸(0.6 × 0.3 mm)。  ③由于体积较小,可实现迅速响应。  <规格>
2026-05-11 14:19 reading:451
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