Как работает датчик приближения в смартфоне

Одним из самых распространенных датчиков, без которых не обходится практически ни один современный смартфон, является датчик приближения. Основная функция этого сенсора – регистрация наличия/отсутствия объектов в поле своего действия. Обычно эта особенность используется для автоматической блокировки экрана при разговоре, для предотвращения случайных нажатий сенсора ухом или щекой.

Оптические датчики

Конструкционно датчик приближения в смартфоне близок к детекторам движения, устанавливаемых в помещениях для автоматического управления дверью или освещением. Он представляет собой оптический (обычно инфракрасный) приемопередатчик, излучающий и регистрирующий волны в невидимом глазу диапазоне. Работая по принципу лазерного дальномера, сенсор регистрирует время, за которое сигнал отражается от объекта (если отражается вообще). При наличии в поле зрения сторонних объектов – это время становится ничтожно малым и датчик посылает смартфону команду, по которой тот блокирует экран.

Так как регистрация отраженного сигнала требует точной калибровки приемной части сенсора (время отражения составляет микро- и наносекунды) – в датчиках приближения смартфонов используется упрощенный принцип работы. Излучатель имеет ничтожно малую мощность, поэтому сигнал очень быстро угасает на расстоянии. Для того, чтобы мощности отраженного импульса хватило для регистрации приемником – препятствие должно находиться очень близко к нему. Как правило, датчики откалиброваны так, что способны уловить отраженный сигнал только на расстоянии 1-5 см.

Датчик приближения в смартфоне

Ультразвуковые датчики

Второй тип датчика приближения в смартфоне – ультразвуковой. Он работает по схожему принципу, но вместо оптического излучения использует акустические волны, которые человеческое ухо не слышит. Такой сенсор функционирует подобно сонару или эхолоту. Он посылает звуковой сигнал и регистрирует факт его отражения.

Как и в случае с оптическим датчиком приближения смартфона, для упрощения конструкции и снижения энергопотребления (чем слабее импульс – тем меньше расход заряда), излучатели таких сенсоров имеют очень малую мощность. При отсутствии предметов в зоне досягаемости (1-5 см) – сигнал рассеивается и поглощается окружающими предметами. Если смартфон поднесен близко к лицу (или другому препятствию) – ультразвук мгновенно отражается от поверхности. Контроллер фиксирует это и посылает команду блокировки.

Ультразвуковой сенсор – пока относительно новое изобретение в смартфонах и широко не используется. Другие датчики (емкостные, индуктивные, тепловые) – не применяются в смартфонах для фиксации приближения, так как не очень подходят для этого. Тем не менее, датчики Холла или магнетометры устанавливают для взаимодействия с аксессуарами. А принцип фиксации приближения путем регистрации силы утечки заряда – тоже нашел свое применение. Он лежит в основе работы емкостных сенсорных экранов, чувствительных к силе касания.