汽車內(nèi)飾材料也走向了智能化之路。

根據(jù)佐思汽車研究《2023年汽車智能表面研究報(bào)告》最新數(shù)據(jù)，2018年-2023年，國(guó)內(nèi)搭載智能表面的車型逐年增長(zhǎng)，2022年搭載量有5.2萬(wàn)輛，2023年1-9月搭載量已攀升至25.6萬(wàn)輛，其中中控臺(tái)和氛圍燈為搭載智能表面的主要車身部位。 

2023年1-9月主要車型智能表面搭載部位

*圖源：佐思汽研《2023年汽車智能表面研究報(bào)告》

1、理解“廣義”智能表面

你是怎么理解智能表面這個(gè)詞？

艾邁斯歐司朗資深應(yīng)用工程師曹異域認(rèn)為這個(gè)詞有“狹義”和“廣義”之分。

從狹義來(lái)說(shuō)，智能表面，顧名思義，是指具有智能功能的表面。

當(dāng)我們把這個(gè)概念再擴(kuò)展一下，智能表面不光是指這一層表面本身。它通常由一層表面材料組成，如塑膠、織物或皮革等，這些材料下面隱藏著傳感器、光源和執(zhí)行器，基于它們，智能表面能夠感知用戶的操作并提供相應(yīng)的反饋——這可能也是大部分人對(duì)智能表面的理解。

但如果把這個(gè)范圍再擴(kuò)大一下，曹異域認(rèn)為，更廣義的智能表面是指任意結(jié)合了光源和傳感的表面，即使距離該表面一定距離，仍能被感應(yīng)，而使表面做出相應(yīng)的改變?！氨热?，可以用手勢(shì)控制光的傳播方向、亮暗、色溫的閱讀燈。因此，只要有傳感和照明的結(jié)合，都屬于我們所認(rèn)為的智能表面范圍?！?/span>

可以說(shuō)，在人機(jī)交互的世界里，智能表面正逐漸成為新的前沿領(lǐng)域。從汽車內(nèi)飾的觸控交互設(shè)計(jì)到更廣義的智能表面應(yīng)用，智能表面正以前所未有的速度改變著人們的生活。

2、因地制宜的智能表面方案總覽

智能表面首先應(yīng)能感應(yīng)，而感應(yīng)就會(huì)存在不同距離，不同壓力的情況。

當(dāng)距離很遠(yuǎn)時(shí)，用dToF感應(yīng)得心應(yīng)手。作為實(shí)現(xiàn)了多分區(qū)的dToF，艾邁斯歐司朗的TMF882X一顆就可以完成手勢(shì)識(shí)別。

如果在座艙內(nèi)距離稍近，但仍不希望直接接觸時(shí)，可以用紅外發(fā)射器+接收器的組合應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)感知。

以及像AS8579這款電容式傳感器，它不僅可以用作觸摸，也可近距離隔空感知。

當(dāng)接觸表面時(shí)，就需要壓力傳感器。不同于傳統(tǒng)的壓電陶瓷方案，艾邁斯歐司朗的光學(xué)壓力傳感器是一個(gè)純光學(xué)的解決方案。

“因此，上面這張圖就囊括了我們跟智能表面相關(guān)的系列產(chǎn)品，除了上面所提及的，還有可以感受環(huán)境光亮度對(duì)應(yīng)進(jìn)行屏幕調(diào)節(jié)的環(huán)境光傳感器ALS，相應(yīng)的LED產(chǎn)品，比如360°發(fā)光的E1515，以及智能RGB產(chǎn)品RGBi，還有同樣可實(shí)現(xiàn)艙內(nèi)照明/顯示功能艾邁斯歐司朗獨(dú)有的微透鏡陣列（MLA）方案。”

3、4大細(xì)分應(yīng)用呈現(xiàn)

將上述產(chǎn)品應(yīng)用于智能表面，就會(huì)催生4大細(xì)分應(yīng)用：其一，智能手勢(shì)/坐姿控制；其二，智能表面應(yīng)用；其三，顯示屏；其四，氛圍燈照明。

智能手勢(shì)/坐姿控制：dToF主場(chǎng)

比如說(shuō)Matrix Read Lamp的案例，將矩陣概念導(dǎo)入閱讀燈中，同時(shí)結(jié)合TMF882X dToF傳感器，即可實(shí)現(xiàn)智能分區(qū)照亮。

特別是TMF882X還可感知人的手勢(shì)，因此當(dāng)用戶做出不同手勢(shì)時(shí)，也可相應(yīng)對(duì)燈光做出不同控制。將這個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景再擴(kuò)展一下，如果燈下的用戶有著不同坐姿，或者坐在不同位置時(shí)，燈光也會(huì)隨著人的位置/坐姿進(jìn)行主動(dòng)調(diào)整。

TMF882X的體積非常小，尺寸僅為4.6*2*1.4mm，但測(cè)距長(zhǎng)度可達(dá)5m，裝載在汽車中隱蔽性也非常好。“但即使這款dToF能夠做出16個(gè)分區(qū)，我們也僅是通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)的方法識(shí)別出手勢(shì)動(dòng)作，仍不足以看清用戶的相貌等，其實(shí)這也是對(duì)用戶隱私的最好保護(hù)?！?/span>

智能表面：典型應(yīng)用

想象一個(gè)異常簡(jiǎn)潔的座艙環(huán)境，但當(dāng)我們的手在智能表面一揮動(dòng)，即可看見(jiàn)指示燈亮起來(lái)，隨之并行的還有操作界面的顯示，它會(huì)指導(dǎo)用戶相應(yīng)操作步驟，伴隨操作智能表面也會(huì)對(duì)應(yīng)變化。當(dāng)做完所有操作，手離開(kāi)智能表面附近，一切又恢復(fù)如常。

“這是極具科幻色彩的一幕，大家也可以猜一下，這類應(yīng)用中包含幾種感應(yīng)方式？”

看似有離手操作，有觸摸操作，但其實(shí)這兩個(gè)操作都可以用同一顆芯片來(lái)完成——電容式傳感芯片AS8579。

足夠大的動(dòng)態(tài)范圍，IQ分離檢測(cè)算法……潮濕環(huán)境，或者戴手套操作都不會(huì)影響AS8579效果。

“AS8579這款電容式傳感器不僅具備傳感功能，還具備壓力檢測(cè)功能。為什么需要壓力功能，主要是防誤觸。特別是在座艙內(nèi)使用時(shí)，出于安全考慮，即使用戶接觸，也可再確認(rèn)用戶的真實(shí)意圖時(shí)，比如只有他進(jìn)一步按壓相應(yīng)虛擬按鍵，系統(tǒng)才能感知并采取相應(yīng)措施，這也將進(jìn)一步確保艙內(nèi)安全?！?/span>

因此，在智能表面中，壓力傳感器必不可少。那除了AS8579外，艾邁斯歐司朗的光學(xué)式壓力傳感器也已經(jīng)過(guò)車規(guī)，特別是SFH 9206這款產(chǎn)品，集成了發(fā)射端和接收端，只需結(jié)合MCU控制和算法即可使用。

顯示屏應(yīng)用：

若要對(duì)顯示屏進(jìn)行角度調(diào)節(jié)、亮暗變化操作，其實(shí)無(wú)需觸摸，只需近距離離手操作即可。當(dāng)然這種離手的手勢(shì)控制，用dToF或者結(jié)合紅外發(fā)射器+接收器的接近式傳感器皆可。

其次，車載顯示屏不可避免會(huì)碰到各類強(qiáng)/弱環(huán)境光情況，在這些極端條件下，都需要對(duì)屏幕做出一些調(diào)節(jié)，從而匹配人眼舒適度。環(huán)境光傳感器ALS例如SFH 5701和SFH 5711此時(shí)就會(huì)發(fā)揮關(guān)鍵作用。

評(píng)判環(huán)境光傳感器優(yōu)劣的關(guān)鍵，就是它能夠感受到的光譜范圍是否和人眼看得到的光譜范圍完美契合。SFH 5711正是這樣一款產(chǎn)品，完美契合人眼光敏感度曲線，同時(shí)也已經(jīng)通過(guò)汽車認(rèn)證。

按鍵&氛圍燈：

dToF當(dāng)然也可承載調(diào)節(jié)座艙氛圍的“重任”。事實(shí)上，這個(gè)思路已經(jīng)被落地?；赿ToF傳感器檢測(cè)手勢(shì)動(dòng)作，以此來(lái)控制氛圍燈的亮暗、色溫。

此外，通常情況下，類似氛圍燈和虛擬按鈕這類氛圍指示功能，通常是將光源放在智能表面后面。但艾邁斯歐司朗的微透鏡陣列（MLA）可以另辟蹊徑，實(shí)現(xiàn)類似效果。

“大部分情況，我們是將MLA用作汽車外飾的地毯燈，但實(shí)際上它也可以直接用作內(nèi)飾氛圍投影，此時(shí)就不需要將MLA放置在智能表面后面了，這也是它的一大優(yōu)勢(shì)。”

當(dāng)然，氛圍燈市場(chǎng)目前最大的趨勢(shì)就是“大”，追求大面積，這就需要更多數(shù)量，甚至是成百上千顆LED燈珠配合。

但連接數(shù)量如此多的燈，在線路方面有著很大負(fù)擔(dān)?！耙?yàn)槊款wLED都需要驅(qū)動(dòng)、控制，對(duì)它進(jìn)行校準(zhǔn)、測(cè)溫。”內(nèi)置驅(qū)動(dòng)控制的智能LED方案RGBi應(yīng)運(yùn)而生，特別是對(duì)氛圍燈燈珠數(shù)越來(lái)越多的未來(lái)，將形成極大的系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)。