接近和手势检测IC使汽车人机界面更靠谱

一个不争的事实是“智能化”愈演愈烈，汽车市场也不例外。放眼汽车市场，各种车辆都配备有导航系统、舒适、娱乐和安全系统，但同时需要越来越多的纯粹机械的功能控制开关。汽车制造商和系统集成商一直致力于打造更智能、更直观的人机界面（HMI）,以方便客户面对这些功能开关时能同时、轻松、快速地控制各种系统或者访问信息。

为响应客户对基于光学技术的汽车HMI需求，迈来芯研制开发出高可靠性传感器接口IC MLX75030/MLX75031系列，具有电磁兼容和小占位面积的特点，很适合空间受限的用户界面设计用。这款产品是基于CMOS工艺技术的接近和手势检测IC ，集成专有的不受静态和动态变化的背景光影响的环境光抑制技术。目前，该产品已由世强代理并供应。

 
图1：迈来芯公司的MLX75030

MLX7503x系列传感器IC能够轻松访问多通道、近距离光学感测系统。每个IC有两个独立的、同时工作的光测量通道。这些通道可对目标对象（以用户的手为例）进行有源光发射检测，其中内置的环境光抑制机制使这些通道免受光干扰影响。图2显示了一个基于MLX7503x的HMI基本结构。发光二极管发出一个短脉冲串，被用户的手所反射的光再由光电二极管检测到，同时背景光被硬件去除，而从光电二极管产生的电流被转换成一个16位的数字信号。这里机电一体化集成问题可以不去考虑，因为所需要的电子产品不需要控制台设计 ，只有LED和光电二极管需要部署在控制台前表面，其它则可以放置在控制台背后的任何可用空间内。

 
图2：采用一个MLX7503x器件的汽车HMI基本结构图

MLX75030允许使用外部开关来驱动LED，峰值电流可高达1A。MLX75031 LED拥有内置驱动器，以尽量减少所需的额外元器件，从而降低材料清单成本。此外，内部控制逻辑、可配置的用户寄存器和一个SPI接口可确保简单且完全可编程地工作。所有这些IC都集成有一个16位ADC（模数转换器），可以生成数字输出，测得的有源光和环境光水平等数据被传送到系统微控制器并被处理（每个测量通道高达700赫兹的测量速率可以实现平滑的界面响应时间）。之后，通过外部微控制器的软件算法，系统可以区分不同的手势（例如左/右/上/下扫和圆周运动）。由于环境光已经被接口IC分解出来，微控制器的处理资源可以集中用于其他任务。

基于光学的接近感测给汽车行业提供了更广泛应用触摸人机界面和信息娱乐控制元件的技术途径。这项技术可以使一些简单的手势得到区分，但同时可确保司机不分心。因此，司机可以在驾驶时经常地参与某些任务，但他们以及同车乘客的安全问题却丝毫不受影响。展望未来，一种可能的前景是，一旦用户都熟悉了这项技术，汽车制造商可能会在HMI中开始采用全光学的方式，用更高性能的光学实施方案替代昂贵的多点触控触摸屏技术。