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COMPONENTS OPTICAL SENSING 66 - ELETTRONICA OGGI 481 - OTTOBRE 2019 Molti veicoli ibridi moderni azionano e utilizzano il mo- tore a combustione interna per ricaricare le batterie quando queste ultime sono quasi esaurite. Essendo fa- cile lasciare un veicolo acceso, dato che ormai la chiave di accensione vecchio stile appartiene al passato, esso può azionarsi automaticamente quando è incustodito. Ciò è potenzialmente pericoloso, soprattutto in uno spa- zio confinato, ma può essere facilmente impedito grazie al rilevamento degli occupanti basato sulla tecnologia ToF. Oltre ai miglioramenti nella sicurezza dei veicoli, lo stesso sistema ToF è anche in grado di aggiungere un’intera gamma di opzioni per il comfort e la praticità all’interno dell’abitacolo a vantaggio dei conducenti e dei passeggeri. Ad esempio, sarebbe possibile spostare i sedili e avvicinare le cinture di sicurezza quando un passeggero entra nel veicolo, illuminare gli scomparti- menti del bagagliaio quando una mano cerca di rag- giungerli, oppure sarebbe possibile modificare il funzio- namento del sistema di infotainment in base al numero e alla posizione degli occupanti del veicolo. Man mano che i veicoli diventano più sofisticati, le interfacce uomo- macchina (HMI) nell’abitacolo diventano più complesse. Un sensore ToF in combinazione con un proiettore di luce potrebbe fornire un pannello di controllo su qualsi- asi superficie disponibile, offrendo una maggiore prati- cità e flessibilità. Chiaramente, la tecnologia ToF si appre- sta a introdurre un cambiamento radicale nelle soluzioni di rilevamento a bordo dei veicoli, offrendo funzionalità più sofisticate al loro interno, con un conseguente au- mento sia della sicurezza che del comfort. Tecnologia ToF di ultima generazione Il chipset di seconda generazione di Melexis compren- de un sensore ToF dedicato e un companion chip che controlla il sistema e si interfaccia con il microcontrollo- re o il serializzatore esterno (Fig. 2). Pur mantenendo lo stesso package compatto da 5,5 mm x 6,5 mm e lo stes- so formato ottico delle generazioni precedenti, il nuovo chipset offre una sensibilità doppia e il guadagno se- lezionabile a livello di pixel, che migliora le prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione. Il supporto all’il- luminazione a 940 nm consente al sistema di operare a frequenze impercettibili dagli esseri umani, il che costi- tuisce un vantaggio prezioso per il funzionamento du- rante le ore notturne negli abitacoli dei veicoli, e inoltre consente di sfruttare i vantaggi legati alla minore emis- sione di luce solare a questa lunghezza d’onda. Il nuovo sensore è più efficiente rispetto alle versioni precedenti e consuma 30% in meno, con una minore generazione di calore che consente di ridurre i consumi energetici. Un rapporto segnale/rumore migliorato consente al si- stema di operare su una distanza maggiore del 65% con lo stesso livello di illuminazione o sulla stessa distanza rispetto i prodotti di precedente generazione con meno illuminazione (Figg. 3a/3b). In questo modo il costo del- le sorgenti luminose come LED o VCSEL si riduce. È ora possibile realizzare una head-camera doppia con un singolo companion chip. Una nuova funzionalità, il binning dei pixel, consente di unire quattro (2x2) o se- dici (4x4) pixel in cui è richiesta una risoluzione minore, riducendo la quantità dei dati trasmessi e consentendo l’utilizzo di un processore host più economico. La rilevazione ToF all’interno dell’abitacolo consentirà quindi ai produttori di veicoli di soddisfare i requisiti normativi futuri, comprese le proposte del programma NCAP 2025 relative alla rilevazione degli occupanti del veicolo, oltre a migliorarne al contempo l’esperienza. Melexis sviluppa soluzioni ToF da oltre un decennio e la sua soluzione di seconda generazione offre prestazioni migliorate, e inoltre assicura il funzionamento con bassi consumi energetici e costi di sistema ridotti, che sempli- ficando notevolmente le sfide che i progettisti dovranno fronteggiare. Fig. 2 – I principali elementi funzionali della soluzione ToF di 2ª generazione di Melexis Fig. 3a e 3b – Un rapporto segnale/rumore più elevato migliora le prestazioni e riduce i requisiti di illuminazione