Dal doppio display alla chiave intelligente

AUTOMOTIVE –

Sharp preannuncia una serie di soluzioni di visualizzazione innovative rivolte agli autoveicoli. Tra le nuove tecnologie sviluppate dalla società giapponese sono compresi display capaci di visualizzare due immagini distinte sotto due diverse angolazioni.

La crescente diffusione dei sistemi di infointrattenimento installati a bordo delle automobili comporta ovviamente un maggiore impiego di display piatti a colori, dispositivi destinati ad assumere un'importanza sempre maggiore come interfaccia tra il conducente e il veicolo. Uno dei produttori principali in questo settore, Sharp Microelectronics, stima che il tasso di penetrazione dei display Tft a colori rispetto al totale delle auto vendute salirà dal 40% del 2010 a quasi 100% nel 2016. Sempre secondo la società giapponese, nei prossimi anni il tasso di crescita dei display per applicazioni automobilistiche sarà superiore a quello delle vendite di automobili, ovviamente perché alcuni modelli verranno equipaggiati con due o più display. Decisa a cogliere queste interessanti opportunità di mercato, Sharp sta investendo notevoli risorse di ricerca e sviluppo per sviluppare nuove soluzioni di visualizzazione rivolte al settore automobilistico, anche con il contributo dei propri laboratori di Oxford, in Gran Bretagna. I principali risultati di questa attività sono stati illustrati alla stampa nel corso di un incontro tenutosi recentemente nei pressi di Monaco.

Due utilizzatori per un solo display
Una delle idee più interessanti riguarda la possibilità di utilizzare un singolo display per visualizzare due immagini diverse, ciascuna delle quali visibile da una diversa angolazione. Un unico pannello collocato al centro del cruscotto può quindi servire sia come interfaccia per il navigatore satellitare, sia come televisore: la mappa sarà visibile solo da sinistra, cioè dal conducente, mentre il video solo da destra, cioè dal passeggero. In realtà nel display le due immagini sono totalmente mescolate: diciamo, per semplicità, che una è riprodotta dalle colonne di pixel pari, l'altra dalle colonne dispari. Ma grazie a una sorta di griglia (“parallax barrier”)collocata sul pannello, da sinistra è possibile vedere solo le colonne pari mentre da destra solo le colonne dispari. Il meccanismo ricorda certe figurine di plastica che circolavano negli anni sessanta e che, ruotate di pochi gradi, consentivano all'osservatore di vedere due immagini diverse. Il “dual directional viewing Lcd” è già stato lanciato sul mercato, ma Sharp ha ora introdotto innovazioni che consentono di allargare gli angoli di visione ottimali per i due utilizzatori e di eliminare la sovrapposizione delle due immagini nella zona centrale. La società ha messo a punto anche una versione che consente di visualizzare addirittura tre immagini su tre diverse angolazioni; la zona centrale è rivolta in questo caso a un passeggero seduto sul sedile posteriore.

Alto contrasto, bassa riflettività
Altre innovazioni studiate da Sharp riguardano il rapporto di contrasto e la riflettività della superficie dei display. Il primo dei due parametri è importante non solo ai fini della leggibilità, ma anche dell'aspetto estetico. Nel caso di un blocco strumenti di colore nero, ad esempio, per ottenere una perfetta uniformità dello sfondo occorre che anche il display appaia realmente nero nelle aree non utilizzate per rappresentare gli strumenti. Se il rapporto di contrasto è basso (500:1, ad esempio), lo sfondo del display appare invece grigiastro e quindi la sua sagoma rettangolare si staglia in modo visibile rispetto al resto del blocco strumenti. Alcuni costruttori tentano di risolvere questo problema ricorrendo a vetri fumè, che però richiedono una potente retroilluminazione. La soluzione migliore, ovviamente, consiste nell'utilizzare display ad alto contrasto; per questo Sharp ha realizzato dispositivi che superano un rapporto di 2500:1. La società ha inoltre messo a punto una tecnologia denominata Super Low Reflection che riduce la riflettività del display allo 0,2% senza alterare le tinte.

Immagini “in rilievo”
In alternativa alla visualizzazione tridimensionale vera e propria, caratterizzata da un angolo utile molto stretto, Sharp ha realizzato un particolare display che consente di fare apparire le immagini su due piani diversi; in questo modo determinati elementi grafici (ad esempio i punti di interesse su una cartina) possono essere visualizzati “in rilievo”, risultando molto più evidenti. La tecnologia, denominata Dual-Depth Lcd, impiega un normale display a cristalli liquidi sul quale sono applicati un'ottica di polarizzazione e un riflettore parziale. L'aggiunta di questi elementi consente di creare due percorsi diversi per la luce proveniente dal display: un percorso diretto, corrispondente al livello di immagine più vicino all'osservatore, e un percorso comprendente due riflessioni interne, che consente di creare un'immagine virtuale collocata alle spalle del display. Ovviamente l'aggiunta di strati comporta una perdita di luminosità.

Nuova tecnologia touch screen
I touch screen stanno facendo il loro ingresso anche nel settore automobilistico: secondo Sharp, attualmente questi dispositivi riscuotono l'interesse di una metà dei produttori di auto. Anche in questo settore, quindi, potrà forse trovare applicazione la nuova tecnologia touch screen su cui stanno conducendo ricerche i laboratori della società giapponese. Denominata In-Cell, la soluzione si basa su un rilevamento di tipo ottico e rappresenta pertanto un'alternativa rispetto alle due tecnologie normalmente utilizzate per rilevare il contatto del dito, resistiva e capacitiva. Sharp non ha diffuso molti dettagli su questo tema; pare di capire che il rilevamento sia basato sull'integrazione di un sensore ottico in ogni pixel, per “vedere” il dito dell'utilizzatore. La soluzione consentirebbe di semplificare il sandwich di strati necessario per realizzare il display touch screen, con effetti positivi sulla sua luminosità.

La chiave intelligente
Sharp sta inoltre promuovendo il concetto di “chiave intelligente” (smart key), un'evoluzione del telecomando oggi utilizzato per l'apertura delle portiere. Si tratta di un piccolo dispositivo portatile dotato di un display per visualizzare informazioni riguardanti lo stato del veicolo, quali lo stato delle serrature (bloccate o sbloccate) e la quantità di carburante presente nel serbatoio (per prevedere la necessità di rifornimento). L'idea della chiave intelligente consente a Sharp di proporre al mercato automobilistico dispositivi che sono stati sviluppati per i telefoni cellulari, in particolare un display da 1,35 pollici dotato di memoria e un piccolo pannello solare. Il primo dei due prodotti è utilizzato attualmente come display esterno per i telefoni cellulari a conchiglia, molto diffusi in Giappone. In queste applicazioni il dispositivo - utilizzato per visualizzare alcune informazioni che cambiano poco frequentemente - deve assicurare un consumo molto basso. Per soddisfare questa esigenza Sharp ha affiancato a ogni pixel una cella di memoria che ne conserva l'informazione di stato; grazie a questo accorgimento, il dispositivo consuma energia soltanto quando l'immagine viene aggiornata. Il display, denominato Memory Lcd, si basa sulla tecnologia Continuous Grain Silicon e ha uno spessore di soli 1,4 millimetri. È realizzato in due varianti, caratterizzate da colori leggermente diversi: Polymer Network Liquid Crystal (senza polarizzatore) e High Reflection (con polarizzatore). La durata delle batterie della chiave intelligente può essere prolungata tramite l'integrazione di un piccolo pannello solare, anch'esso sviluppato per i telefoni cellulari. Ancora in tema di energia solare, Sharp ha illustrato ricerche riguardanti pannelli fotovoltaici destinati ad essere integrati nella carrozzeria, al posto del tettuccio. Sono semitrasparenti e consentono di generare una potenza di 150-200 watt, utile ad aumentare la durata delle batterie nei veicoli elettrici.

Altre innovazioni in arrivo
Sharp sta studiando anche la possibilità di realizzare display di forma diversa rispetto al tradizionale rettangolo, poco adatto ad essere integrato in automobili caratterizzate da un design che privilegia le linee curve. Le alternative proposte comprendono l'arrotondamento di uno dei quattro angoli (in versione sinistra e destra), oltre a display di forma circolare (ideali per imitare singoli strumenti analogici). Allo studio anche la possibilità di realizzare display concavi. Alcune delle innovazioni recentemente introdotte da Sharp sono finalizzate alla riduzione dei costi: tra esse la semplificazione della struttura meccanica necessaria per installare il display e una maggiore integrazione dell'elettronica di pilotaggio. Per quanto riguarda quest'ultimo aspetto, la società ha sviluppato una soluzione denominata “One Chip System Driver” nella quale un unico dispositivo riunisce i driver di gate e di source.

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