Багато хто з нас, напевно, стикався з ситуацією, коли екран смартфона включався прямо під час розмови, і ви випадково запускали щокою різні програми, включали гучний зв’язок або клали трубку. Таке може статися практично з будь-яким гаджетом з будь-якої цінової категорії, а винуватцем цього, як уже багато хто здогадався, виявляється датчик наближення.
Що таке датчик наближення
Датчик наближення вперше з’явився в смартфонах в 2007 році і був конструкцією з ІЧ-лампочки і фотодіода над екраном гаджета, який вимірював кількість світла, що потрапило на нього. Якщо поруч із датчиком не було жодних об’єктів, світло розсіювалося в просторі, а при наближенні до нього якоїсь перешкоди (наприклад, щоки) світло відбивалося і потрапляло на фотодіод. Він фіксував різку зміну освітленості та давав знати смартфону про необхідність вимкнути екран.
Згодом сенсори ставали все сучаснішими, позбавляючись своїх дитячих болячок. Спочатку вони почали враховувати лише пульсацію лампочки, фільтруючи природний світловий фон, а потім стали використовувати дані, отримані від датчика освітленості. Він дав смартфону інформацію про загальний рівень яскравості, позбавляючи датчик наближення помилок, пов’язаних з яскравим сонячним світлом.
Зрештою, необхідність вимкнення екрану смартфона стала визначатися цілою сукупністю сенсорів – до датчиків наближення та освітленості підключився ще й акселерометр, що дозволяє проаналізувати рух смартфона по трьох осях. Наприклад, якщо акселерометр фіксує рух смартфона вгору та його характерний поворот до вуха, датчик освітленості говорить про збереження колишнього освітлення, а датчик наближення відзначає збільшення інтенсивності відбитого світла, смартфон отримує сигнал відключення екрана.
Коли датчика просто немає
Все було добре, доки в 2016 році один стартап не запропонував виробникам трохи заощадити, прибравши з цієї схеми, власне, сам датчик наближення. Для його заміни було запропоновано використовувати вже наявний у смартфоні набір сенсорів (датчик освітленості та акселерометр), сенсорний екран, мікрофон, динамік та можливості нейромереж.
Новий алгоритм отримав назву Inner Beauty і вперше показав себе у смартфоні Xiaomi Mi Mix. Роль датчика наближення з класичними лампочкою та фотодіодом взяли на себе випромінюючий ультразвук динамік та мікрофон, що вловлює його відображення. Для правильної інтерпретації відбитого сигналу використовувалася нейромережа, яку навчили тисячі прикладів.
Проблема в тому, що нейромережа просто не може врахувати всіх нюансів. Зрештою, вона працювала не надто коректно, і екран смартфона часто міг включатися під час розмови або зовсім не відключатися, коли його підносили до вуха.
[tie_full_img]
[/tie_full_img]
Тим не менш, сама ідея заощадити припала до душі багатьом виробникам. І з того часу на ринку з’явилося чимало смартфонів без фізичного датчика наближення . Серед них, наприклад, виявилися Redmi Note 10 і 10 Pro, Samsung Galaxy S20 FE, Xiaomi Mi 11 Lite, OnePlus 7 Pro та OPPO Find X. У деяких смартфонах і зовсім вирішили не використовувати ультразвук, обмежившись сенсорним екраном і акселерометром.
Інші способи економії
Виробники все частіше відносяться до датчика наближення за залишковим принципом. Багато хто з них економлять, встановлюючи в смартфони максимально дешеві датчики з усіма наслідками, що звідси випливають. Інші використовують цілком непогані сенсори, але встановлюють їх «кудись доведеться». Наприклад, у тому ж Honor 20 датчик наближення знаходиться на торці пристрою, тому говорити про його нормальну роботу не доводиться в принципі.
[tie_full_img]
[/tie_full_img]
Виникають проблеми і в тому випадку, якщо виробник вирішить рознести датчики освітленості та наближення на велику відстань один від одного. У цьому випадку дані, що отримуються з них, можуть виглядати суперечливо, порушуючи роботу всієї системи.
Чи є світло в кінці тунелю
Останнім часом у смартфонах все частіше використовуються комбіновані рішення, що поєднують на одній платі датчик наближення, датчик освітленості та RGB-датчик кольору. Така система може встановлюватися безпосередньо під AMOLED-дисплей і дозволяє виконувати обов’язки як класичного датчика наближення, так і керувати екраном, підлаштовуючи рівень його яскравості і регулюючи баланс білого.
[tie_full_img]
[/tie_full_img]
Але найбільше у цій картині виділяється американська Apple. Починаючи з iPhone 7, у смартфонах купертинівців використовується так званий однофотонний лавинний діод (SPAD). Принцип його роботи мало відрізняється від класичного датчика наближення з лампочкою та фотодіодом. Ось тільки роль лампочки тут виконує лазер, що випромінює фотони з певною довжиною хвилі. Після того, як фотони стикаються з перешкодою, вони відбиваються від неї та потрапляють на SPAD-сенсор (фотодіод у звичайних датчиках). Система визначає час польоту фотона та точно обчислює відстань до перешкоди. Причому все це відбувається з точністю до пікосекунд, а для спрацьовування сенсора достатньо єдиного фотона.
Висновки
Більшість проблем із датчиками наближення пов’язані з бажанням виробників смартфонів заощадити. В результаті в гаджетах часто стали використовуватися копійчанні датчики, їх стали замінювати віртуальними рецепторами на основі нейромереж, а іноді й зовсім спрощувати роботу такої системи по максимуму. А разом з цим, користувачі все частіше стикаються з дисплеєм, що вмикається або зовсім не вимикається під час розмови.
Втім, звинувачувати у всьому виробників також неправильно. Часто в некоректно спрацьовуючому датчику наближення бувають винні й самі користувачі, які використовують чохли, що заважають нормальній роботі.
