Слабая чувствительность нового сенсора требует большую площадь касания: Как настроить чувствительность экрана телефона Android

Как настроить чувствительность экрана телефона Android

Случается, что сенсор дисплея на телефоне Андроид может отличаться от изначального положения. Из-за этого устройство неправильно определяет места касания на экране. Для решения этого вопроса необходимо выполнить настройку чувствительности экрана телефона.

Данная статья подходит для всех брендов, выпускающих телефоны на Android 10/9/8/7: Samsung, HTC, Lenovo, LG, Sony, ZTE, Huawei, Meizu, Fly, Alcatel, Xiaomi, Nokia и прочие. Мы не несем ответственности за ваши действия.

Внимание! Вы можете задать свой вопрос специалисту в конце статьи.

Как увеличить или уменьшить чувствительность экрана

Чтобы уменьшить или увеличить чувствительность экрана на телефоне Андроид, необходимо перенастроить гаджет с целью точного определения мест касания. Если этим процессом пренебречь, то в будущем могут появиться неисправности или ошибки.

Калибровка сенсора

В оболочке Андроид используется системный калибратор. С его помощью намного проще улучшить чувствительность экрана.

Для начала калибровки выполняем такие действия:

• Жмем «Настройки».
• Выбираем пункт «Дисплей».
• На экране отобразится меню с опциями калибровки.

Нужна помощь?

Не знаешь как решить проблему в работе своего гаджета и нужен совет специалиста? На вопросы отвечает Алексей, мастер по ремонту смартфонов и планшетов в сервисном центре.Напиши мне »

Горизонтальная калибровка

Здесь необходимо отрегулировать в пространстве датчик положения. Таким образом настраивается линия горизонтальной плоскости гаджета.

Этот процесс способен повысить четкость распознавания совершаемых движений. В этом меню в конце списка находится вкладка «Горизонтальная калибровка». Найдя этот раздел, выполняем все указания телефона.

Девайс нужно положить на горизонтальную поверхность, затем выбираем нужную опцию. Утилита самостоятельно выполнит настройку чувствительности. Когда настройка будет завершена, на дисплее отобразится соответствующее сообщение.

Калибровка гиродатчика

Теперь нам нужно выполнить регулировку гироскопа, отвечающего за навигацию. Данный элемент гаджета отвечает за определение пространственного положения телефона.

Гироскоп реагирует на осуществленные в пространстве изменения. К примеру, вращая гаджет в разных проекциях, происходит адаптация отображенной на экране картинки в зависимости от положения девайса.

Инструкция:

• Переходим в «Настройки».
• Жмем меню «Дисплей».
• В отображенном меню находим «Калибровка гиродатчика».

После завершения выполнения все вышеописанных действий, настройка чувствительного экрана на телефоне Андроид будет успешно завершена.

Приложение Touchscreen Calibration

Инсталлировать утилиту можно в Плей Маркете.

Выполняем такие шаги:

• Запускаем софт.
• Жмем «Calibrate».
• Теперь нам необходимо выполнить все те действия, которые предлагает предложение.
• После завершения калибровки будет продемонстрировано соответствующее сообщение.

Приложение Quick TuneUp

Программа выполняет аналогичные задачи, что и предыдущий софт, но иным способом:

• Устанавливаем Quick TuneUp из Плей Маркета.
• Запускаем софт из меню гаджета.
• Жмем «Display Calibration».
• Ожидаем завершения калибровки.
• Перезагружаем телефон.

Почему пропала чувствительность/отклик экрана на действия

Причины поломки

Существует много причин, почему дисплей телефона перестает работать. Давайте рассмотрим самые распространенные виды проблем:

• Физическая поломка, повреждение сенсора телефона. Причиной поломки может быть воздействие магнита, влажность, холод, повышенная температура или статическое электричество.
• Сбой в работе ОС Андроид после некорректной перезагрузки, обновления прошивки, недостаточного количества внутренней или оперативной памяти.
• Воздействие вирусов, которые существенно понижают производительность. На гаджет они воздействуют так, что у сенсора пропадает чувствительность. Для решения вопроса рекомендуется использовать антивирусный софт. Читайте Как проверить Android на вирусы через компьютер (ПК).
• Неверные настройки.

Возврат настроек до заводских позволит вернуть настройки по умолчанию, что устраняет практически все перечисленные выше проблемы. Если чувствительность пропала без определенной причины, то данная проблема связана с работой ПО.

Решаем проблемы ПО

Рассмотрим наиболее действенные способы решения проблемы. Перед началом устранения иных проблем выполняем перезагрузку телефона:

• Жмем и удерживаем клавишу питания. Экран должен стать черным.
• Спустя 1 минуту жмем снова на клавишу питания для включения девайса. Зачастую гаджет после перезагрузки на прикосновения будет реагировать нормально.
• Извлекаем СИМ карту и карту памяти. В некоторых случаях именно СИМ карта является причиной проблемы.
• Перезагружаем устройство и проверяем, заработал ли сенсор экрана.
• Переводим девайс в безопасный режим.

В безопасном режиме сторонний софт отключается, функционировать будут только стандартные утилиты. Если в безопасном режиме дисплей функционирует нормально, то нужно удалить программы, особенно недавно установленные.

Физические повреждения

Если телефон упал или был поврежден, после чего пропала чувствительность экрана, то перед заменой дисплея попробуйте выполнить предварительную диагностику. Таким образом можно убрать проблему.

Диагностический тест позволит определить, какие именно области на экране не реагируют на нажатия. На скриншоте ниже показаны проверочные коды для разных моделей производителей.

Например, для телефона Самсунг Galaxy следует выполнить такие действия (может отличаться в зависимости от версии Андроид):

• Переходим в телефонный набор.
• Для входа в раздел диагностики вводим такую комбинацию символов: *#7353#.
• Выбираем TSP Grid Mode или TSP Dot Mode, чтобы протестировать сенсорный дисплей.

\
ри выборе режима TSP Dot будут демонстрироваться небольшие точки во время нажатия на экран. В режиме TSP Grid Mode будет выполнена проверка всех областей экрана в наложенной сетке. При помощи данных двух режимов можно найти ту часть экрана, которая больше всего пострадала от физического воздействия.

Еще один распространенный случай поломки – это когда отошел шлейф. Если гаджет упал, то шлейф может ослабиться, после чего сенсорный экран теряет чувствительность.

Для решения проблемы необходимо слегка постучать по всем углам экрана телефона несколько раз. Этот способ помогает в 50% ситуаций. Но лучше обратиться в сервисный центр, чтобы они устранили поломку навсегда.

АвторМастер Николай

Инженер по ремонту мобильной и компьютерной техники в специализированном сервисном центре, г. Москва. Непрерывный опыт работы с 2010 года.
Есть вопросы? Задавайте в комментариях к статье. Отвечать стараюсь максимально быстро вам на указанную почту. Каждый случай индивидуален и поэтому очень важно, чтобы вы максимально расписали свою проблему и какая у вас модель устройства.

Как настроить чувствительность сенсора на айфоне

3D Touch – новая удобная функция, появившаяся в iPhone 6s и 6s Plus. С помощью неё система распознаёт интенсивность нажатия и позволяет вывести взаимодействие со устройством на совершенно новый уровень. Однако чтобы привыкнуть к новинке, требуется время, и на первых порах от случайных нажатий никуда не деться. Снизить вероятность последних легко при помощи настроек iOS.

Меню «Универсальный доступ» давно превратилось в место размещения различных любопытных опций, позволяющих настроить интерфейс системы по своему вкусу. Одной из таких опций является чувствительность 3D Touch, позволяющая настроить, насколько сильным должно быть нажатие для срабатывания функции. Делается это в несколько простых шагов.

• Переходим в раздел «Основные» меню «Настройки» iOS-устройства
• Выбираем подраздел «Универсальный доступ»
• Открываем пункт «3D Touch»

В появившемся меню можно выбрать уровень давления, необходимый для включения 3D Touch.

Система предлагает три варианта: слабый, средний и сильный; в случае если вы часто вызываете опцию случайным образом, приемлемым вариантом может оказаться последний. В этом же меню можно протестировать работу 3D Touch на выбранном уровне, а также вовсе отключить функцию, передвинув первый переключатель в положение «выключено». Впрочем, это едва ли целесообразно — на мой взгляд, 3D Touch на порядок ускоряет работу с устройством, и для вашего покорного слуги она успела превратиться в отличного помощника на каждый день.

Надеемся, этот совет поможет сделать интерфейс iOS ещё удобнее. Приятных вам касаний!

Зачастую возникает необходимость откалибровать экран айфона 5. С чем это связано? Как правило причиной тому является неисправность сенсорного экрана. Например, вы нажимаете пальцем на конкретное окно, однако, никаких действий не происходит и приходится по нескольку раз нажимать на окно. Самое частое явление, когда вам звонят, а вы тапаете на клавиши, а они не срабатывают с первого раза, и поэтому вы не можете быстро ответить на звонок.

Также признаком того, что айфон плохо откалиброван, является долгое срабатывание смартфона на клик. Например, когда вы нажимаете на иконку, а действие совершается с заметным замедлением после прикосновения.

Если экран не откалиброван, то как правило, в некоторых местах невозможно активировать экран, а в иных местах оконное меню достаточно активное. То есть не вся поверхность дисплея одинаково восприимчива к прикосновению.

Также, если вы заметили, что некоторые действия на экране смартфона бывает совершаются без вашего непосредственного участия, когда вы не водите пальцем по экрану, а смартфон живет своей жизнью, то скорее всего нарушен сенсор.

Все вышеперечисленные действия могут происходить на айфоне одновременно или по отдельности, через некоторое время негативная симптоматика может пропадать и снова возвращаться.

В таком режиме использовать функцию тачскрина в нормальном порядке не представляется возможным, поэтому возникшие проблемы необходимо устранить без замедления. Как же это исправить? Возможно произошел сбой программного обеспечения. Нужна калибровка экрана iPhone 5S и iPhone 5.

Поэтому для начала попробуйте избавиться от проблемы путем жесткой перезагрузки вашего айфона. С этой целью одновременно зажмите кнопку Power и кнопку Home на секунд 10-20 до того момента, пока айфон совсем не выключится, при этом на дисплей появится значок «Apple». Далее через минуту снова включите айфон и можно приступить к тестированию экрана девайса.

Как же сделать калибровку экрана на айфоне 5

В принципе, производитель не предлагает самостоятельно пользователям калибровать экран, да и в самих настройках смартфона такой функции нет. Поэтому, как свидетельствуют официальные документы на устройства, выполнять калибровку имею право только квалифицированные специалисты сервисных служб.

Но все же некоторые настройки тачскрина на айфоне 6 можно выполнить самостоятельно. Дело в том, что опция тачскрина может регулироваться в настройках смартфона. В частности, регулируется чувствительность сенсора при нажатии на экран.

Для этого на айфоне войдите в меню «Настройки», где активируйте раздел «Основные». В открывшемся списке действий выберите функцию «Универсальный доступ», а далее активируйте опцию «3D Touch». С помощью данной опции отрегулируйте чувствительность экранного меню в ту или иную сторону.

В iPhone 5 и 5S можно откалибровать кнопку Home следующим образом. Включите айфон и зажмите любое из часто используемых иконок приложения, например, вызов. Откройте данное приложение и зажмите кнопку Power. На экране должен появиться красный бегающий свайбер. Теперь зажмите кнопку «Домой», пока свайбер не исчезнет. После того как возникнет экранное меню, данная кнопка вызова будет откалиброванной. Также можно откалибровать и кнопки остальных приложений на iPhone.

Справедливые, не завышенные и не заниженные. На сайте Сервиса должны быть цены. Обязательно! без «звездочек», понятно и подробно, где это технически возможно – максимально точные, итоговые.

При наличии запчастей до 85% процентов сложных ремонтов можно завершить за 1-2 дня. На модульный ремонт нужно намного меньше времени. На сайте указана примерная продолжительность любого ремонта.

Гарантия и ответственность

Гарантию должны давать на любой ремонт. На сайте и в документах все описано. Гарантия это уверенность в своих силах и уважение к вам. Гарантия в 3-6 месяцев – это хорошо и достаточно. Она нужна для проверки качества и скрытых дефектов, которые нельзя обнаружить сразу. Видите честные и реальные сроки (не 3 года), вы можете быть уверены, что вам помогут.

Половина успеха в ремонте Apple – это качество и надежность запчастей, поэтому хороший сервис работает с поставщиками на прямую, всегда есть несколько надежных каналов и свой склад с проверенными запчастями актуальных моделей, чтобы вам не пришлось тратить лишнее время.

Это очень важно и уже стало правилом хорошего тона для сервисного центра. Диагностика – самая сложная и важная часть ремонта, но вы не должны платить за нее ни копейки, даже если вы не ремонтируете устройство по ее итогам.

Ремонт в сервисе и доставка

Хороший сервис ценит ваше время, поэтому предлагает бесплатную доставку. И по этой же причине ремонт выполняется только в мастерской сервисного центра: правильно и по технологии можно сделать только на подготовленном месте.

Если Сервис работает для вас, а не для себя, то он открыт всегда! абсолютно. График должен быть удобным, чтобы успеть до и после работы. Хороший сервис работает и в выходные, и в праздники. Мы ждем вас и работаем над вашими устройствами каждый день: 9:00 – 21:00

Репутация профессионалов складывается из нескольких пунктов

Возраст и опыт компании

Надежный и опытный сервис знают давно.
Если компания на рынке уже много лет, и она успела зарекомендовать себя как эксперта, к ней обращаются, о ней пишут, ее рекомендуют. Мы знаем о чем говорим, так как 98% поступающих устройств в СЦ восстанавливется.
Нам доверяют и передают сложные случаи другие сервисные центры.

Сколько мастеров по направлениям

Если вас всегда ждет несколько инженеров по каждому виду техники, можете быть уверены:
1. очереди не будет (или она будет минимальной) – вашим устройством займутся сразу.

2. вы отдаете в ремонт Macbook эксперту именно в области ремонтов Mac. Он знает все секреты этих устройств

Если вы задаете вопрос, специалист должен на него ответить максимально точно.
Чтобы вы представляли, что именно вам нужно.
Проблему постараются решить. В большинстве случаев по описанию можно понять, что случилось и как устранить неисправность.

Компания Apple следит за качеством деталей, из которых собираются ее устройства. Практически каждый элемент дорабатывается в новом поколении девайсов, но от брака или возникновения проблем в процессе эксплуатации не застрахован никто. Одной из наиболее распространенных неисправностей для iPhone и iPad является выход сенсора из строя. Тачскрин может отказать полностью или частично, не реагируя на касания пользователя по всей поверхности экрана или только по определенной зоне. Если не работает сенсор на iPhone или iPad, не следует сразу относить устройств в сервисный центр, часто проблему можно решить самостоятельно.

Признаки неисправного сенсора в iPhone

В iPhone и iPad дисплейный модуль состоит из трех компонентов: защитное стекло, дисплей и сенсор (тачскрин). Неисправности сенсора проявляются следующими симптомами:

Описанные выше симптомы могут присутствовать постоянно или появляться на некоторое время, после чего iPhone вновь начнет работать нормально.

Пользоваться сенсорным устройством с неисправным тачскрином невозможно, и необходимо устранить проблему сразу после ее возникновения. При этом не всегда она вызвана неправильной работой сенсора, в ряде случаев ошибки в обработке касаний возникают на программном уровне.

Что делать, если плохо работает сенсор на iPhone

Если проблема с обработкой касаний вызвана программным сбоем, то устранить ее пользователь устройства может самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов. Для этого необходимо выполнить «жесткую перезагрузку» устройства, зажав одновременно кнопки «Домой» и «Выключение/включение устройства».

Спустя 15-20 секунд экран смартфона погаснет, после чего на нем загорится значок Apple – это значит, что перезагрузка произошла успешно. После того как iPhone загрузится, можно тестировать его на качество работы сенсора.

Кроме того, если плохо работает сенсор на iPhone, следует убедиться, что проблема не связана с чехлом (или бампером) устройства. Часто самопроизвольные нажатия на сенсор связаны с неправильно наклеенной на экран пленкой. При ошибках в работе тачскрина лучше снять все защитные аксессуары и посмотреть, как отзывается на прикосновения сенсор без них.

Калибровка сенсора iPhone

Компания Apple не предусматривает возможность калибровки сенсора iPhone или iPad пользователями. В настройках устройств нет инструментов, которые отвечали бы за калибровку, и выполнить ее могут только специалисты сервисного центра, о чем сказано в официальной документации к смартфонам и планшетам Apple.

При этом некоторые настройки тачскрина в iPhone предусмотрены, но касаются они только модели старше iPhone 6S и iPhone 6S Plus. Речь идет о регулировке чувствительности функции 3D Touch. Чтобы настроить силу нажатия для выполнения различных действий при использовании 3D Touch, необходимо сделать следующее:

Как заменить тачскрин на iPhone

Замена сенсора на iPhone или iPad является сложной процедурой, которая требует специальных навыков, инструментов и наличия запасной детали. В большинстве случаев попытки самостоятельной замены тачскрина в смартфоне приводят к повреждению других компонентов устройства, появлению трещин/царапин на корпусе и прочим проблемам. Именно поэтому лучше доверять ремонт iPhone специалистам проверенных сервисных центров.

Важно для замены тачскрина правильно выбрать сервисный центр, для этого предварительно ознакомившись с отзывами в интернете. При обращении в непроверенный сервис велик риск, что в смартфон будет установлен некачественный сенсор на замену, который быстро выйдет из строя. Проверенные сервисы дают гарантию на выполненные работы по замене тачскрина, которая может пригодиться, если сенсор вновь начнет работать неисправно.

Всем пламенный привет! Честно говоря, я даже не знаю с чего начать эту инструкцию. Почему? Потому что. впрочем, сейчас объяснять ничего не буду – ближе к концу статьи вы сами поймете, что конкретно вызывает у меня такие сильные затруднения. А пока давайте уже переходить к делу. И сразу же самый главный вопрос – вам нравится экран iPhone? Или есть желание его отрегулировать и каким-то образом настроить «под себя»?

Мне кажется, что откалибровать дисплей своего iPhone хотели бы многие (ну, я бы точно не отказался от такой возможности:)). Ведь всегда что-то не устраивает и хочется сделать его еще лучше. Да и помимо обычной «доработки до идеала», есть множество других, более существенных проблем, для решения которых калибровка бы очень даже пригодилась! Какие это проблемы?

Ну, например, вот такие:

1. Не нравится оттенки цвета дисплея – сам экран может «уходить» как в холодные (синие), так и в теплые (желтые) тона. Было бы неплохо влиять на это каким-то образом.
2. Сильная желтизна. Однако, если она выражается «только» пятнами – то вот .
3. Не всегда корректная обработка нажатий. При нажатии в одну часть экрана, срабатывает где-то рядом.
4. Не возможность ответить на звонок – ну и даже нашли решение.

Да мало-ли что еще может быть – всего не перечислить. Ну а теперь подбираемся к самой сути вопроса и вот здесь самая главная мысль, которую надо запомнить:

В том виде, к которому все привыкли, калибровку дисплея iPhone сделать нельзя. Нет никаких программ (на компьютер или телефон) и скрытых команд для выполнения этой процедуры. Вот нет и все. Можно даже не тратить время на поиски.

В связи с этим, очень забавляют некоторые заметки, на которые удалось наткнуться при написании этой статьи. Где пишут, что калибровку выполнить легко (хоть цвет, хоть обработку нажатий) нужно только найти специальную программу. Где ее искать – никто не рассказывает:) Скрытные какие-то.

Немного теории. В iOS есть замечательный файл – цветовой ICC-профиль для экрана. Именно его конфигурация отвечает за то, какие цвета мы видим на экране iPhone или iPad. Если бы существовала возможность его настройки, то не было бы никаких проблем откалибровать дисплей устройства. Но Apple не дает «поправить» профиль ICC и использовать «модифицированный» файл в своей системе. Поэтому, все «довольствуются» стандартным цветовым профилем и отсутствием возможности откалибровать экран.

Правда, для тех у кого установлен джейлбрейк, возможности немного расширяются – существует специальный твик (Color Profiles), который позволяет изменить температуру экрана (сделать его более «холодным» или «теплым»). Плюс еще несколько цветовых схем. Это, конечно, не полноценная калибровка, но все же лучше чем ничего.

Внимание! Твик, насколько я понимаю, давно не обновлялся и совместимость его с новыми устройствами не гарантируется.

Ну хорошо, ведь не каждый захочет делать джейлбрейк () – можно ли выполнить какую-либо калибровку «стандартными» способами? Как я уже говорил – нет. Есть несколько приемов, но назвать их полноценной возможностью откалибровать дисплей точно нельзя.

Пожалуй, все. Никаким другим образом настройку и калибровку экрана iPhone выполнить нельзя (если я вдруг что-то забыл – добро пожаловать в комментарии!). Теперь вы поняли, почему начало статьи у меня вызывало такие затруднения?

Все правильно – потому что про подобную процедуру писать-то особо и нечего. Хотя. в итоге получилась неплохая обобщающая заметка и что более важное – полностью правдивая, где читатель не посылается на поиски непонятных программ в ожидании чуда.

Достаточно часто системы планшета iPad могут со временем утратить стабильность работы, в результате чего

падает энергоэффективность и другие показатели работы устройства. Отладка устройств, работающих в iPad, на языке техников называется калибровкой. И достаточно у многих пользователей, определившихся с тем, что им необходимо для успешной отладки работы своего устройства, возникает вполне законный вопрос: «Как сделать калибровку iPad?».

Калибровка батареи iPad

Процедура калибровки являет собой обнуление контроллера, благодаря которому осуществляется управление батареей. Он определяет, до каких граничных показателей батарея может зарядиться или разрядиться. Максимальная емкость батареи – число непостоянное. Со временем ее качество ухудшается и работать она может меньше, а контроллер не может учесть данные изменения самостоятельно. Еще нарушение работы батарей наблюдается после перепрошивки устройства. Именно поэтому калибровка является чрезвычайно предпочтительной мерой, призванной стабилизировать работу аккумуляторов.

Чтобы произвести калибровку батареи следует:

1. Свести заряд батареи iPad до нуля. То есть, конкретно до того момента, когда устройство уже не сможет быть запущено. Проще всего разрядить устройство, просматривая видео и играя в установленные игры.
2. После этого нужно провести полную зарядку батареи, то есть до того момента, когда устройство сообщит о том что батарея заряжена полностью. Лучше всего для этого подойдет сетевое зарядное устройство.
3. Контроллер может ошибаться, поэтому следует подержать планшет подключенным к зарядному устройству еще час-другой.
4. Теперь следует еще раз разрядить устройство в обычных рабочих условиях. При этом нельзя подключать устройство к зарядному устройству или ПК, иначе калибровка будет нарушена.
5. Повторяем пункты 2 и 3.

После этих мер, батарея планшета будет полностью откалибрована. Как видите, для этого не нужны программы, специальные средства или устройства. Однако предложенный порядок действий должен быть в точности соблюден. В результате даже «повидавшая виды» батарея будет работать на всю доступную ей мощность, и сможет прослужить дольше.

Калибровка экрана iPad

Также встречаются проблемы и в работе экранов iPad. Сенсорные экраны могут перестать реагировать на касания, как на всей его площади, так и на отдельных его участках. Экран также может долго отвечать на команды пользователя и в целом работать нестабильно.

В такой ситуации также можно произвести самостоятельную калибровку экрана, не используя для этого каких-либо вспомогательных средств. Здесь следует последовательно произвести несколько действий, каждое из которых может убрать возникшую проблему:

• Перезагрузка устройства. Для этого нужно произвести стандартные действия для перезагрузки, но если они не работают, можно сбросить параметры устройства, одновременно задержав клавиши «Режим сна/Пробуждение» и «Домой» на 10 секунд.
• Протирание экрана. Иногда подобные проблемы связаны с веществами, попавшими на экран и мешающими взаимодействию пользователя с устройством. Лучше всего для этого подходит влажная и не ворсистая ткань.
• Снять защитную пленку. Смешно, но иногда именно она является основной причиной плохой работы дисплея. Если после ее снятия устройство будет работать нормально, достаточно будет установить новую защитную пленку .

Если же все это не помогло, то далее самостоятельных действий предпринимать не следует, так как они связаны с полноценной диагностикой устройства и его разборкой. В такой ситуации гораздо лучше будет обратиться в сервисный центр Apple или в другую сервисную службу.

С помощью функции «Адаптация касания» можно настроить то, как экран вашего устройства реагирует на касания, смахивания и другие жесты.

Включение функции «Адаптация касания»

Вы можете настроить функцию «Адаптация касания» с учетом особенностей своей моторики. Рекомендуется задать желаемые настройки перед включением функции «Адаптация касания», так как она изменяет то, как ваше устройство реагирует на касания.

На iPhone, iPad или iPod touch выполните указанные ниже действия.

1. Перейдите в меню «Настройки» и выберите «Универсальный доступ».
2. Выберите пункт «Касание», а затем — «Адаптация касания».

После включения эта функция автоматически добавится в меню «Быстрые команды».

На Apple Watch выполните указанные ниже действия.

1. Перейдите в меню «Настройки» и выберите «Универсальный доступ».
2. Выберите пункт «Адаптация касания».

Чтобы включить функцию в программе Watch на iPhone, выполните указанные ниже действия.

1. Откройте программу Watch на iPhone.
2. Перейдите на вкладку «Мои часы», а затем выберите пункт «Универсальный доступ».
3. Выберите пункт «Адаптация касания».

Настройка функции «Адаптация касания»

Вы можете настроить функцию «Адаптация касания» с помощью четырех основных параметров, чтобы ваше устройство лучше реагировало на касания.

Время фиксации

Используйте параметр «Время фиксации», чтобы указать длительность нажатия на экран, необходимую для распознавания касания. Если выбрано время фиксации более 0,3 секунды, при касании экрана будет отображаться циклическое время. После истечения таймера устройство распознает ваше касание как специальный жест.

Чтобы включить параметр «Время фиксации», выполните указанные ниже действия.

1. Перейдите в меню «Настройки» и выберите пункт «Универсальный доступ».
2. Выберите пункт «Касание», а затем — «Адаптация касания».
3. Включите параметр «Время фиксации».
4. Изменить время можно с помощью кнопок «+» и «–».

Жесты смахивания

Чтобы использовать функцию «Жесты смахивания», на устройстве необходимо включить параметры «Время фиксации» и «Помощь при касании». Если функция «Жесты смахивания» включена, вы можете выполнять жесты смахивания, не дожидаясь истечения таймера «Время фиксации». Вы можете также указать длину движения пальца при смахивании, необходимую для распознания жеста. Для этого включите параметр «Необходимое движение», который появляется, если включена функция «Жесты смахивания».

Чтобы включить функцию «Жесты смахивания», выполните указанные ниже действия.

1. Перейдите в меню «Настройки» и выберите «Универсальный доступ».
2. Выберите пункт «Касание», а затем — «Адаптация касания».
3. Включите параметр «Жесты смахивания».

Пропуск повтора

Вы можете настроить распознавание нескольких случайных или непроизвольных касаний как одно касание. Для этого выберите время при нескольких касаниях. Чтобы включить эту функцию, выполните указанные ниже действия.

1. Перейдите в меню «Настройки» и выберите «Универсальный доступ».
2. Выберите пункт «Касание», а затем — «Адаптация касания».
3. Включите параметр «Пропуск повтора».

Помощь при касании

Если функция «Помощь при касании» включена и вы случайно выполнили жест смахивания, устройство может определить, является ли первое место касания или последнее касание намеренным.

Если в качестве предпочитаемого параметра выбран «Точка первого касания», вы можете коснуться экрана и выполнять движение пальцем до истечения таймера «Задержка для жеста «Помощь при касании»».

Если в качестве предпочитаемого параметра выбран «Точка последнего касания», вы можете коснуться экрана в любом месте и провести пальцем к нужной точке касания до истечения таймера.

Чтобы включить функцию «Помощь при касании», выполните указанные ниже действия.

1. Перейдите в меню «Настройки» > «Универсальный доступ» > «Касание» и выберите пункт «Адаптация касания».
2. Нажмите «Точка первого касания» или «Точка последнего касания».

После включения функции «Помощь при касании» устройство будет реагировать на касание в тех случаях, если вы снимете палец с экрана в течение определенного времени, называемого задержкой жеста. Устройство может реагировать на другие жесты, например перетаскивание, если они выполняются по истечении этого времени.

Изменить задержку жеста можно с помощью кнопок «+» и «–».

Задержка для жеста «Помощь при касании»

Этот параметр доступен, если вы используете одну из настроек функции «Помощь при касании». При использовании в сочетании с параметром «Время фиксации» обратный отсчет таймера «Задержка для жеста «Помощь при касании»» начнется сразу после истечения таймера «Время фиксации».

Калибровка экрана Андроид — как увеличить или уменьшить чувствительность сенсора на Android 4.4.2, 4.4, 5.1 через инженерное меню, настройки тачскрина для смартфона и планшета, что делать если глючит, как откалибровать + видео

19 мая, 2017

Автор: Maksim

Как любое устройство, телефон рано или поздно начинает ломаться и глючить. Существует большое количество проблем, которые могут возникнуть на Android. Одна из них — неадекватное реагирование экрана на нажатия.

Если сенсор вашего Андроид-устройства некорректно выполняет порученные ей задания, то, скорее всего, на телефоне сбились настройки калибровки экрана.

Что обозначает «калибровка экрана» на смарфоне или планшете Android

Калибровка экрана — это настройки сенсорного экрана устройства. То есть, если вы провели по дисплею пальцем или стилусом, то он должен с большой точностью отобразить ваши движения. В том случае, когда ваши действия и то, что в итоге произошло на экране, отличаются, следует откалибровать устройство заново. Проблемы, связанные с калибровкой, могут возникнуть при замене экрана, изменение настроек устройства или из-за программных и физических повреждений устройства.

Калибровка экрана Андроид — пошаговые действия

Существует несколько путей для калибровки Android-устройств. Одни ведут через программы, которые изначально заложены в телефон, другие — потребует закачку специальных приложений из Play Market. Начнем с тех, которые требует как можно меньше действий.

Через настройки устройства

Поскольку проблемы с калибровкой возникает у пользователей довольно часто, разработчики добавили возможность откалибровать устройство через настройки устройства:

• Открываем настройки телефона.

  Заходим в настройки телефона

• Заходим в раздел «Дисплей» или «Экран».

  Заходим в раздел «Экран»

• Переходим в пункт «Калибровка экрана» или схожий по названию раздел. Если у вас такого раздела нет — то это значит, что данный способ для вашего устройства не подходит.
• Проходим процесс калибровки экрана, который представляет собой тест, где нужно нажимать на точки в разных местах экрана.

  Проходим процесс калибровки

Калибровка тачскрина Android через инженерное меню

На Android-устройствах существует специальное меню, благодаря которому можно совершить много вещей, недоступных в обычном режиме.

• Для начала нужно войти в меню. Для этого наберите один из специальных кодов в месте, где обычно вводите номера телефонов — *#*#3646633#*#*, *#*#4636#*#* или *#15963#*.

  Вводим код и добавляем *

• Открываем раздел Hardware Testing.

  Переходим в раздел Hardware Testing

• Переходим в раздел Sensor.

  Переходим в раздел Sensor

• Далее переходим в раздел Sensor Celibration.

  Переходим в раздел Sensor Celibration

• Нажимаем на кнопку Clear Calibration.

  Нажимаем кнопку Clear Calibration

• Нажимаем на кнопку Do calibration (20% tolerance).

  Нажимаем кнопку Do calibration (20% tolerance)

• Выходим из инженерного меню, несколько раз нажав кнопку «Назад» на телефоне.

  Нажимаем на кнопку «Назад» несколько раз

Через приложение Touchscreen Calibration

В Play Market можно найти много приложений, отвечающих за калибровку экрана, одно из них — Touchscreen Calibration.

• В Play Market находим и устанавливаем приложение.

  Устанавливаем приложение

• Запускаем его из меню устройства.

  Запускаем приложение

• Нажимаем кнопку Calibrate.

  Нажимаем кнопку Calibrate

• Выполняем действия, которые предлагает сделать программа.

  Выполняем несложные задачи

• Получаем уведомление о том, что калибровка выполнена успешно.

  Уведомление о том, что калибровка закончена

Через приложение Quick TuneUp

Это приложение выполняет те же задачи, что и предыдущие, но другим способом.

• Устанавливаем приложение из Play Market.

  Устанавливаем приложение

• Открываем его из меню телефона.

  Запускаем приложение

• Нажимаем на кнопку Display Calibration.

  Нажимаем кнопку Display Calibration

• Ждем некоторое время завершения процесса, а после перезагружаем телефон.

  Ждем окончания процесса калибровки и перезагружаем телефон

Видео: как увеличить или уменьшить чувствительность сенсора

Как настроить акселерометр или G-сенсор

Также на всех современных устройствах присутствует акселерометр, который определяет положение телефона относительно ровной горизонтальной и вертикальной поверхности. Это функция используется во многих играх, чаще всего гонках, когда вы управляете машиной, поворачивая телефон, и в некоторых других приложениях.

Через специальное приложение — GPS Status & Toolbox

Откалибровать G-сенсор можно при помощи бесплатного приложения из Play Market:

• Устанавливаем приложение GPS Status & Toolbox из Play Market.

  Устанавливаем приложение

• Открываем его и заходим в раздел «Инструменты».

  Нажимаем на кнопку «Инструменты»

• Выбираем раздел «Калибровка акселерометра».

  Выбираем раздел «Калибровка акселерометра»

• Кладем телефон на ровную поверхность, например, на стол или подоконник. Нажимаем кнопку «Откалибровать».

  Нажимаем на кнопку «Откалибровать»

• Дожидаемся завершения процесса и получаем уведомление об удачной калибровке акселерометра.

  Уведомление о удачной калибровке акселерометра

Есть второй способ откалибровать G-sensor — через Engineering Menu:

• Наберите один из специальных кодов в месте, где обычно вводите номера телефонов — *#*#3646633#*#*, *#*#4636#*#* или *#15963#*.

  Вводим специальный код и добавляем *

• Открываем раздел Hardware Testing.

  Переходим в раздел Hardware Testing

• Переходим в раздел Sensor.

  Переходим в раздел Sensor

• Переходим в раздел Sensor Celibration.

  Переходим в раздел Sensor Celibration

• Нажимаем на кнопку Celibration Gsensor.

  Нажимаем кнопку Gsensor Celibration

• Проходим процесс калибровки сенсора и выходим из инженерного меню.

  Нажимаем несколько раз кнопку «Назад», чтобы выйти из инженерного меню

Видео: настройка G-сенсора на Андроид

Что делать, если сенсор срабатывает самопроизвольно

Иногда случается, что экран в некоторых точках начинает нажиматься сам по себе. Такое может случиться, если было повреждено сенсорное стекло, из-за чего в определенных местах оно слишком сильно прилегает к дисплею. В этом случае нужно нести устройство в сервис и просить заменить стекло новым. Сенсорные стекла делятся на два типа:

• Резистивные — это сенсоры, которые реагируют на изменение давления, то есть срабатывают при нажатии. На таком стекло можно работать с помощью ногтя, стилуса и других предметов.
• Емкостные — это сенсоры, которые реагируют только на прикосновение пальцами.

Если экран перестал точно отображать то, что вы хотите сделать, значит, настало время провести повторную калибровку дисплея. Если телефон неправильно реагирует на изменение его расположения в пространстве, то стоит откалибровать G-sensor. И только если все предыдущие настройки не помогли, то стоит задуматься о смене сенсорного стекла, которое могло сломаться или поцарапаться.

Тенденции в цифровой фотографии. Часть 3 (ПЗС-матрицы) / Фото и видео

Основные параметры ПЗС-матриц

В последние годы в околокомпьютерной (и не только) прессе довольно часто встречаются восторженные обзоры, посвящённые очередному «технологическому чуду, призванному революционным образом повлиять на будущее цифровой фотографии»— это обобщённый вариант фразы, в той или иной форме встречающейся в каждой из подобного рода статей. Но что характерно— спустя всего год первоначальный ажиотаж постепенно сходит на «нет», а большинство производителей цифровой фототехники вместо «передовой разработки» предпочитают использовать проверенные решения.

Рискну предположить, что причина такого развития событий довольно проста — достаточно обратить внимание на «гениальную простоту» того или иного решения. В самом деле, разрешения матрицы недостаточно? А давайте пикселы не столбцами и строками, а диагональными линиями располагать, а потом «повернём» программным путём «картинку» на 45 градусов— вот у нас разрешение сразу в два раза вырастет! Неважно, что таким образом повышается чёткость только строго вертикальных и горизонтальных линий, а наклонные и кривые (из которых и состоит реальное изображение) остаются без изменений. Главное, что эффект наблюдается, значит и громогласно заявить об этом можно.

К сожалению, современный пользователь «избалован мегапикселями». Ему невдомёк, что каждый раз при увеличении разрешения разработчикам «классических» ПЗС-матриц приходится решать сложнейшую задачу по обеспечению приемлемого динамического диапазона и чувствительности сенсора. А вот «решения» вроде перехода с прямоугольной на октагональную форму пикселов рядовому фотолюбителю кажутся вполне понятными и обоснованными— ведь об этом так доступно написано в рекламных буклетах…

Цель данной статьи — попытаться на самом простом уровне объяснить, от чего зависит качество изображения, получаемого на выходе с ПЗС-матрицы. При этом от качества оптики совершенно спокойно можно абстрагироваться— появление уже второй по счёту «зеркалки» стоимостью менее 1000 долларов (Nikon D 70) позволяет надеяться, что дальнейший рост разрешения сенсоров для камер приемлемой ценовой категории не будет ограничиваться «мыльничными» объективами.

Внутренний фотоэффект

Итак, сформированное объективом изображение попадает на ПЗС-матрицу, то есть лучи света падают на светочувствительную поверхность ПЗС-элементов, задача которых—преобразовать энергию фотонов в электрический заряд. Происходит это примерно следующим образом.

Для фотона, упавшего на ПЗС-элемент, есть три варианта развития событий— он либо «срикошетирует» от поверхности, либо будет поглощён в толще полупроводника (материала матрицы), либо «пробьёт насквозь» её «рабочую зону». Очевидно, что от разработчиков требуется создать такой сенсор, в котором потери от «рикошета» и «прострела навылет» были бы минимизированы. Те же фотоны, которые были поглощены матрицей, образуют пару электрон-дырка, если произошло взаимодействие с атомом кристаллической решётки полупроводника, или же только фотон (либо дырку), если взаимодействие было с атомами донорных либо акцепторных примесей, а оба перечисленных явления называются внутренним фотоэффектом. Разумеется, внутренним фотоэффектом работа сенсора не ограничивается— необходимо сохранить «отнятые» у полупроводника носители заряда в специальном хранилище, а затем их считать.

Элемент ПЗС-матрицы

В общем виде конструкция ПЗС-элемента выглядит так: кремниевая подложка p — типа оснащается каналами из полупроводника n -типа. Над каналами создаются электроды из поликристаллического кремния с изолирующей прослойкой из оксида кремния. После подачи на такой электрод электрического потенциала, в обеднённой зоне под каналом n -типа создаётся потенциальная яма , назначение которой— хранить электроны. Фотон, проникающий в кремний, приводит к генерации электрона, который притягивается потенциальной ямой и остаётся в ней. Большее количество фотонов (яркий свет) обеспечивает больший заряд ямы. Затем надо считать значение этого заряда, именуемого также фототоком, и усилить его.

Считывание фототоков ПЗС-элементов осуществляется так называемыми последовательными регистрами сдвига, которые преобразовывают строку зарядов на входе в серию импульсов на выходе. Данная серия представляет собой аналоговый сигнал, который в дальнейшем поступает на усилитель.

Таким образом, при помощи регистра можно преобразовать в аналоговый сигнал заряды строки из ПЗС-элементов. Фактически, последовательный регистр сдвига в ПЗС-матрицах реализуется с помощью тех же самых ПЗС-элементов, объединённых в строку. Работа такого устройства базируется на способности приборов с зарядовой связью (именно это обозначает аббревиатура ПЗС) обмениваться зарядами своих потенциальных ям. Обмен осуществляется благодаря наличию специальных электродов переноса (transfer gate), расположенных между соседними ПЗС-элементами. При подаче на ближайший электрод повышенного потенциала заряд «перетекает» под него из потенциальной ямы. Между ПЗС-элементами могут располагаться от двух до четырёх электродов переноса, от их количества зависит «фазность» регистра сдвига, который может называться двухфазным, трёхфазным либо четырёхфазным.

Подача потенциалов на электроды переноса синхронизирована таким образом, что перемещение зарядов потенциальных ям всех ПЗС-элементов регистра происходит одновременно. И за один цикл переноса ПЗС-элементы как бы «передают по цепочке» заряды слева направо (или же справа налево). Ну а оказавшийся «крайним» ПЗС-элемент отдаёт свой заряд устройству, расположенному на выходе регистра— то есть усилителю.

В целом, последовательный регистр сдвига является устройством с параллельным входом и последовательным выходом. Поэтому после считывания всех зарядов из регистра есть возможность подать на его вход новую строку, затем следующую и таким образом сформировать непрерывный аналоговый сигнал на основе двумерного массива фототоков. В свою очередь, входной параллельный поток для последовательного регистра сдвига (то есть строки двумерного массива фототоков) обеспечивается совокупностью вертикально ориентированных последовательных регистров сдвига, которая именуется параллельным регистром сдвига, а вся конструкция в целом как раз и является устройством, именуемым ПЗС-матрицей.

«Вертикальные» последовательные регистры сдвига, составляющие параллельный, называются столбцами ПЗС-матрицы, а их работа полностью синхронизирована. Двумерный массив фототоков ПЗС-матрицы одновременно смещается вниз на одну строку, причём происходит это только после того, как заряды предыдущей строки из расположенного «в самом низу» последовательного регистра сдвига ушли на усилитель. До освобождения последовательного регистра параллельный вынужден простаивать. Ну а сама ПЗС-матрица для нормальной работы обязательно должна быть подключена к микросхеме (или их набору), подающей потенциалы на электроды как последовательного, так и параллельного регистров сдвига, а также синхронизирующей работу обоих регистров. Кроме того, нужен тактовый генератор.

Полнокадровая матрица

Данный тип сенсора является наиболее простым с конструктивной точки зрения и именуется полнокадровой ПЗС-матрицей (full-frame CCD — matrix). Помимо микросхем «обвязки», такой тип матриц нуждается также в механическом затворе, перекрывающем световой поток после окончания экспонирования. До полного закрытия затвора считывание зарядов начинать нельзя— при рабочем цикле параллельного регистра сдвига к фототоку каждого из его пикселов добавятся лишние электроны, вызванные попаданием фотонов на открытую поверхность ПЗС-матрицы. Данное явление называется «размазыванием» заряда в полнокадровой матрице (full — frame matrix smear).

Таким образом, скорость считывания кадра в такой схеме ограничена скоростью работы как параллельного, так и последовательного регистров сдвига. Также очевидно, что необходимо перекрывать световой поток, идущий с объектива, до завершения процесса считывания, поэтому интервал между экспонированием тоже зависит от скорости считывания.

Существует усовершенствованный вариант полнокадровой матрицы, в котором заряды параллельного регистра не поступают построчно на вход последовательного, а «складируются» в буферном параллельном регистре. Данный регистр расположен под основным параллельным регистром сдвига, фототоки построчно перемещаются в буферный регистр и уже из него поступают на вход последовательного регистра сдвига. Поверхность буферного регистра покрыта непрозрачной (чаще металлической) панелью, а вся система получила название матрицы с буферизацией кадра (frame — transfer CCD).

Матрица с буферизацией кадра

В данной схеме потенциальные ямы основного параллельного регистра сдвига «опорожняются» заметно быстрее, так как при переносе строк в буфер нет необходимости для каждой строки ожидать полный цикл последовательного регистра. Поэтому интервал между экспонированием сокращается, правда при этом также падает скорость считывания— строке приходится «путешествовать» на вдвое большее расстояние. Таким образом, интервал между экспонированием сокращается только для двух кадров, хотя стоимость устройства за счёт буферного регистра заметно возрастает. Однако наиболее заметным недостатком матриц с буферизацией кадра является удлинившийся «маршрут» фототоков, который негативно сказывается на сохранности их величин. И в любом случае между кадрами должен срабатывать механический затвор, так что о непрерывном видеосигнале говорить не приходится.

Матрицы с буферизацией столбцов

Специально для видеотехники был разработан новый тип матриц, в котором интервал между экспонированием был минимизирован не для пары кадров, а для непрерывного потока. Разумеется, для обеспечения этой непрерывности пришлось предусмотреть отказ от механического затвора.

Фактически данная схема, получившая наименование матрицы с буферизацией столбцов (interline CCD -matrix), в чём-то сходна с системами с буферизацией кадра— в ней также используется буферный параллельный регистр сдвига, ПЗС-элементы которого скрыты под непрозрачным покрытием. Однако буфер этот не располагается единым блоком под основным параллельным регистром— его столбцы «перетасованы» между столбцами основного регистра. В результате рядом с каждым столбцом основного регистра находится столбец буфера, а сразу же после экспонирования фототоки перемещаются не «сверху вниз», а «слева направо» (или «справа налево») и всего за один рабочий цикл попадают в буферный регистр, целиком и полностью освобождая потенциальные ямы для следующего экспонирования.

Попавшие в буферный регистр заряды в обычном порядке считываются через последовательный регистр сдвига, то есть «сверху вниз». Поскольку сброс фототоков в буферный регистр происходит всего за один цикл, даже при отсутствии механического затвора не наблюдается ничего похожего на «размазывание» заряда в полнокадровой матрице. А вот время экспонирования для каждого кадра в большинстве случаев по продолжительности соответствует интервалу, затрачиваемому на полное считывание буферного параллельного регистра. Благодаря всему этому появляется возможность создать видеосигнал с высокой частотой кадров— не менее 30кадров секунду.

Матрица с буферизацией столбцов

Зачастую в отечественной литературе матрицы с буферизацией столбцов ошибочно именуют «чересстрочными». Вызвано это, наверное, тем, что английские наименования «interline » (буферизация строк) и «interlaced» (чересстрочная развёртка) звучат очень похоже. На деле же при считывании за один такт всех строк можно говорить о матрице с прогрессивной разверткой (progressive scan), а когда за первый такт считываются нечётные строки, а за второй— чётные (или наоборот), речь идёт о матрице с чересстрочной разверткой(interlace scan).

Хотя фототоки основного параллельного регистра сдвига сразу же попадают в буферный регистр, который не подвергается «фотонной бомбардировке», «размазывание» заряда в матрицах с буферизацией столбцов (smear) также происходит. Вызвано это частичным перетеканием электронов из потенциальной ямы «светочувствительного» ПЗС-элемента в потенциальную яму «буферного», особенно часто это происходит при близких к максимальному уровнях заряда, когда освещённость пикселя очень высока. В результате на снимке вверх и вниз от этой яркой точки протягивается светлая полоса, портящая кадр. Для борьбы с этим неприятным эффектом при проектировании сенсора «светочувствительный» и буферный столбцы располагают на большей дистанции друг от друга. Разумеется, это усложняет обмен зарядом, а также увеличивает временной интервал данной операции, однако вред, который наносит изображению «размазывание», не оставляет разработчикам выбора.

Как уже было сказано ранее, для обеспечения видеосигнала необходимо, чтобы сенсор не требовал перекрытия светового потока между экспозициями, так как механический затвор в таких условиях работы (около 30 срабатываний в секунду) может быстро выйти из строя. К счастью, благодаря буферным строкам есть возможность реализовать электронный затвор, который, во-первых, позволяет при необходимости обойтись без механического затвора, а во-вторых, обеспечивает сверхмалые (до 1/10000секунды) значения выдержки, особенно критичные для съемки быстротекущих процессов (спорт, природа ит.д.). Однако электронный затвор требует также, чтобы матрица обладала системой удаления избыточного заряда потенциальной ямы, впрочем, обо всём будет рассказано по порядку.

За всё приходится платить, и за возможность сформировать видеосигнал— тоже. Буферные регистры сдвига «съедают» значительную часть площади матрицы, в результате каждому пикселю достаётся лишь 30% светочувствительной области от его общей поверхности, в то время как у пикселя полнокадровой матрицы эта область составляет 70%. Именно поэтому в большинстве современных ПЗС_матриц поверх каждого пиксела располагается микролинза. Такое простейшее оптическое устройство покрывает большую часть площади ПЗС-элемента и собирает всю падающую на эту часть долю фотонов в концентрированный световой поток, который, в свою очередь, направлен на довольно компактную светочувствительную область пиксела.

Микролинзы

Поскольку с помощью микролинз удаётся гораздо эффективнее регистрировать падающий на сенсор световой поток, со временем этими устройствами стали снабжать не только системы с буферизацией столбцов, но и полнокадровые матрицы. Впрочем, микролинзы тоже нельзя назвать «решением без недостатков».

Являясь оптическим устройством, микролинзы в той или иной мере искажают регистрируемое изображение чаще всего это выражается в потере чёткости у мельчайших деталей кадра— их края становятся слегка размытыми. С другой стороны, такое нерезкое изображение отнюдь не всегда нежелательно — в ряде случаев изображение, формируемое объективом, содержит линии, размер и частота размещения которых близки к габаритам ПЗС-элемента и межпиксельному расстоянию матрицы. В этом случае в кадре зачастую наблюдается ступенчатость (aliasing)— назначение пикселу определённого цвета, вне зависимости от того, закрыт ли он деталью изображения целиком или только его часть. В итоге линии объекта на снимке получаются рваными, с зубчатыми краями. Для решения этой проблемы в камерах с матрицами без микролинз используется дорогостоящий фильтр защиты от наложения спектров (anti -aliasing filter), а сенсор с микролинзами в таком фильтре не нуждается. Впрочем, в любом случае за это приходится расплачиваться некоторым снижением разрешающей способности сенсора.

Если объект съёмки освещён недостаточно хорошо, рекомендуется максимально открыть диафрагму. Однако при этом резко возрастает процент лучей, падающих на поверхность матрицы под крутым углом. Микролинзы же отсекают значительную долю таких лучей, поэтому эффективность поглощения света матрицей (то, ради чего и открывали диафрагму) сильно сокращается. Хотя надо отметить, что падающие под крутым углом лучи тоже являются источником проблем— входя в кремний одного пиксела, фотон с большой длиной волны, обладающий высокой проникающей способностью, может поглотиться материалом другого элемента матрицы, что в итоге приведёт к искажению изображения. Для решения этой проблемы поверхность матрицы покрывается непрозрачной (например, металлической) «решёткой», в вырезах которой остаются только светочувствительные зоны пикселов.

Исторически сложилось так, что полнокадровые сенсоры применяются в основном в студийной технике, а матрицы с буферизацией столбцов— в любительской. В профессиональных камерах встречаются сенсоры обоих типов.

В классической схеме ПЗС-элемента, при которой используются электроды из поликристаллического кремния, чувствительность ограничена по причине частичного рассеивания света поверхностью электрода. Поэтому при съёмке в особых условиях, требующих повышенной чувствительности в синей и ультрафиолетовой областях спектра, применяются матрицы с обратной засветкой (back -illuminated matrix). В сенсорах такого типа регистрируемый свет падает на подложку, а чтобы обеспечить требуемый внутренний фотоэффект подложка шлифовалась до толщины 10–15 микрометров. Данная стадия обработки сильно удорожала стоимость матрицы, кроме того, устройства получались очень хрупкими и требовали повышенной осторожности при сборке и эксплуатации.

Матрица с обратной засветкой

Очевидно, что при использовании светофильтров, ослабляющих световой поток, все дорогостоящие операции по увеличению чувствительности теряют смысл, поэтому матрицы с обратной засветкой применяются по большей части в астрономической фотографии.

Чувствительность

Одной из важнейших характеристик регистрирующего устройства, будь то фотоплёнка или ПЗС-матрица, является чувствительность — способность определенным образом реагировать на оптическое излучение. Чем выше чувствительность, тем меньшее количество света требуется для реакции регистрирующего устройства. Для обозначения чувствительности применялись различные величины (DIN ,ASA), однако в конечном итоге прижилась практика обозначать этот параметр в единицах ISO (International Standards Organization— Международная организация стандартов).

Для отдельного ПЗС-элемента под реакцией на свет следует понимать генерацию заряда. Очевидно, что чувствительность ПЗС-матрицы складывается из чувствительности всех её пикселов и в целом зависит от двух параметров.

Первый параметр — интегральная чувствительность, представляющий собой отношение величины фототока (в миллиамперах) к световому потоку (в люменах) от источника излучения, спектральный состав которого соответствует вольфрамовой лампе накаливания. Этот параметр позволяет оценить чувствительность сенсора в целом.

Второй параметр — монохроматическая чувствительность, то есть отношение величины фототока (в миллиамперах) к величине световой энергии излучения (в миллиэлектронвольтах), соответствующей определённой длине волны. Набор всех значений монохроматической чувствительности для интересующей части спектра составляет спектральную чувствительность — зависимость чувствительности от длины волны света. Таким образом, спектральная чувствительность показывает возможности сенсора по регистрации оттенков определённого цвета.

Понятно, что единицы измерения как интегральной, так и монохромной чувствительности отличаются от популярных в фототехнике обозначений. Именно поэтому производители цифровой фототехники в характеристиках изделия указывают эквивалентную чувствительность ПЗС-матрицы в единицах ISO. А для того, чтобы определить эквивалентную чувствительность, производителю достаточно знать освещённость объекта съёмки, диафрагму и выдержку, и использовать пару формул. Согласно первой, экспозиционное число вычисляется как log ₂(L *S /C), где L — освещённость, S — чувствительность, а C — экспонометрическая константа. Вторая формула определяет экспозиционное число равным 2*log ₂K — log ₂t ., где K — диафрагменное число, а t —выдержка. Нетрудно вывести формулу, позволяющую при известных L , C , K и t вычислить, чему равняется S .

Чувствительность матрицы является интегральной величиной, зависящей от чувствительности каждого ПЗС-элемента. Ну а чувствительность пиксела матрицы зависит, во-первых, от «подставленной под дождь фотонов» площади светочувствительной области (fill factor), а во-вторых, от квантовой эффективности (quantum efficiency), то есть отношения числа зарегистрированных электронов к числу упавших на поверхность сенсора фотонов.

В свою очередь, на квантовую эффективность влияет ряд других параметров. Во-первых, это коэффициент отражения — величина, отображающую долю тех фотонов, которые «отрикошетируют» от поверхности сенсора. При возрастании коэффициента отражения доля фотонов, участвующих во внутреннем фотоэффекте, уменьшается.

Не отражённые от поверхности сенсора фотоны поглотятся, образуя носители заряда, однако часть из них «застрянет» у поверхности, а часть проникнет слишком глубоко в материал ПЗС-элемента. Очевидно, что в обоих случаях они не примут никакого участия в процессе формирования фототока. «Проникающая способность» фотонов в полупроводник, именуемая коэффициентом поглощения, зависит как от материала полупроводника, так и от длины волны падающего света — «длинноволновые» частицы проникают гораздо глубже «коротковолновых». Разрабатывая ПЗС-элемент, необходимо для фотонов с длиной волны, соответствующей видимому излучению, добиться такого коэффициента поглощения, чтобы внутренний фотоэффект происходил вблизи потенциальной ямы, повышая тем самым шанс для электрона попасть в неё.

Нередко вместо квантовой эффективности используют термин «квантовый выход» (quantum yield), но в действительности данный параметр отображает количество носителей заряда, высвобождаемых при поглощении одного фотона. Разумеется, при внутреннем фотоэффекте основная масса носителей заряда всё же попадает в потенциальную яму ПЗС-элемента, однако определённая часть электронов (или дырок) избегает «ловушки». В числителе формулы, описывающей квантовую эффективность, оказывается именно то количество носителей заряда, которое попало в потенциальную яму.

Важной характеристикой ПЗС-матрицы является порог чувствительности — параметр регистрирующего свет устройства, характеризующий минимальную величину светового сигнала, который может быть зарегистрирован. Чем меньше этот сигнал, тем выше порог чувствительности. Главным фактором, ограничивающим порог чувствительности, является темновой ток (dark current). Он является следствием термоэлектронной эмиссии и возникает в ПЗС-элементе при подаче потенциала на электрод, под которым формируется потенциальная яма. «Темновым» же данный ток называется потому, что складывается из электронов, попавших в яму при полном отсутствии светового потока. Если световой поток слаб, то величина фототока близка, а порой и меньше, чем величина темнового тока.

Существует зависимость темнового тока от температуры сенсора— при нагревании матрицы на 9 градусов по Цельсию её темновой ток возрастает в два раза. Для охлаждения матрицы используются различные системы теплоотвода (охлаждения). В полевых камерах, массогабаритные характеристики которых сильно ограничивают применение систем охлаждения, иногда в качестве теплообменника используется металлический корпус камеры. В студийной технике ограничений по массе и габаритам практически нет, более того, допускается достаточно высокое энергопотребление охлаждающей системы, которые, в свою очередь, делятся на пассивные и активные.

Пассивные системы охлаждения обеспечивают лишь «сброс» избыточного тепла охлаждаемого устройства в атмосферу. При этом система охлаждения играет роль максимум проводника тепла, обеспечивающего более эффективное его рассеивание. Очевидно, что температура охлаждаемого устройства не может стать ниже, чем температура окружающего воздуха, в чём и заключается основной недостаток пассивных систем.

Простейшим примером системы пассивного теплообмена является радиатор (heatsink), изготавливаемый из материала с хорошей теплопроводностью, чаще всего— из металла. Поверхность, контактирующая с атмосферой, имеет форму, обеспечивающую как можно большую площадь рассеивания. Общепризнанно максимальной площадью рассеивания обладают игольчатые радиаторы, по форме напоминающие «ежа», утыканного рассеивающими тепло «иголками». Нередко для форсирования теплообмена поверхность радиатора обдувается микровентилятором— похожие устройства, называемые кулерами (cooler, от слова cool— охлаждать), в персональных компьютерах охлаждают процессор. На основании того, что микровентилятор потребляет электроэнергию, использующие его системы называются «активными»., что совершенно неправильно, так как кулеры не могут охладить устройство до температуры меньшей, чем атмосферная. При высокой температуре окружающего воздуха (40градусов и выше) эффективность пассивных систем охлаждения начинает падать.

Активные системы охлаждения за счет электрических либо химических процессов обеспечивают устройству температуру ниже окружающего воздуха. Фактически, активные системы «вырабатывают холод», правда, при этом в атмосферу выделяется как тепло охлаждаемого устройства, так и тепло системы охлаждения. Классическим примером активного охладителя является обычный холодильник. Впрочем, несмотря на довольно высокий КПД, его массогабаритные характеристики неприемлемы даже для студийной фототехники. Поэтому ее активное охлаждение обеспечивается системами Пельтье , работа которых основана на использовании одноименного эффекта, когда при наличии разности потенциалов на концах двух проводников, изготовленных из разных материалов, на стыке этих проводников (в зависимости от полярности напряжения) будет выделяться, либо поглощаться тепловая энергия. Причиной тому ускорение либо замедление электронов за счет внутренней контактной разности потенциалов стыка проводников.

При использовании комбинации полупроводников n-типа и p-типа, в которых теплопоглощение производится за счет взаимодействия электронов и «дырок», возникает максимальный теплопроводный эффект. Для его усиления можно применить каскадное объединение элементов Пельтье, причём, поскольку происходит как поглощение тепла, так и выделение, элементы необходимо комбинировать так, чтобы одна сторона охладителя была «горячей», а другая— «холодной». В результате каскадного комбинирования температура «горячей» стороны наиболее удалённого от матрицы элемента Пельтье значительно выше, чем у окружающего воздуха, а его тепло рассеивается в атмосфере при помощи пассивных устройств, то есть радиаторов и кулеров.

Использующие эффект Пельтье активные системы охлаждения могут понизить температуру сенсора вплоть до нуля градусов, кардинально снижая уровень темнового тока. Однако чрезмерное охлаждение ПЗС-матрицы грозит выпадением конденсата влаги из окружающего воздуха и коротким замыканием электроники. А в ряде случаев предельная разность температур между охлаждаемой и светочувствительной плоскостями матрицы может привести к её недопустимой деформации.

Однако ни радиаторы, ни кулеры, ни элементы Пельтье не применимы к полевым камерам, ограниченным по весу и габаритам. Вместо этого для такой техники используется метод, основанный на так называемых черных пикселах (dark reference pixels).Эти пикселы представляют собой покрытые непрозрачным материалом столбцы и строки по краям матрицы. Усредненное значение для всех фототоков черных пикселов считается уровнем темнового тока. Очевидно, что при разных условиях эксплуатации (температура окружающей среды и самой камеры, ток аккумуляторов и т. д.), уровень темнового тока будет разным. При использовании его в качестве «точки отсчёта» для каждого пиксела, то есть вычитая его значение из фототока, можно определить, какой именно заряд создан упавшими на ПЗС-элемент фотонами.

Подавляя тем или иным способом темновой ток, следует помнить о другом факторе, ограничивающем порог чувствительности. Им является тепловой шум (thermal noise), создаваемый даже при отсутствии потенциала на электродах одним лишь хаотичным движением электронов по ПЗС-элементу. Выдержки большой длительности ведут к постепенному накапливанию блуждающих электронов в потенциальной яме, что искажает истинное значение фототока. И чем «длиннее» выдержка, тем больше «заблудившихся» в яме электронов.

Технология производства ПЗС-матриц обладает рядом особенностей. В частности, практически в каждом ПЗС-элементе уровни как темнового тока, так и теплового шума не такие, как в соседних пикселах. Поэтому степень искажения фототоков паразитными зарядами распределена по матрице хаотическим образом. Положение усугубляется практически всегда присутствующей несогласованностью в подаче перемещающих потенциалов на электроды переноса. Всё это ведёт к появлению у каждого отдельного сенсора присущего только ему шума фиксированного распределения (fixed pattern noise), выражающегося в виде раскиданных по всему кадру пикселов постороннего цвета, яркость которых напрямую связана с выдержкой — чем дольше длится экспонирование, тем резче выделяются на снимке точки с паразитными зарядами. Наиболее заметные пикселы называются «горячими» (hot pixels).

Существует «народное средство», позволяющее частично нейтрализовать шум фиксированного распределения— съемка последнего в серии кадра при закрытом крышкой объективе. Полученную «маску» из раскиданных на черном фоне горячих пикселов затем можно использовать для «изъятия» паразитных зарядов из кадра. Метод показался простым и эффективным и потому послужил базой для аппаратного решения в виде системы шумоподавления с помощью «темного кадра» (dark frame). Большинство современных любительских камер снабжается такой системой—фотоаппарат сначала делает обычный снимок, а затем при закрытом затворе считывает «маску», полученную с той же выдержкой. Однако если уровень паразитного заряда пиксела слишком велик, то нельзя судить о достоверности «остатков» его фототока, образовавшихся после «вычитания» «маски». Поэтому в некоторых фотоаппаратах функция шумоподавления «тёмным кадром» модифицирована, так что при высоком уровне паразитного заряда «дефектный» пиксел в формировании кадра не участвует, вместо него используется интерполированное значение яркости и цвета, основанное на соседних элементах матрицы. Проблема в том, что при избытке горячих пикселов кадр становится слишком «размытым». Поэтому следует помнить, что любая система шумоподавления— отнюдь не панацея, а вынужденное и не всегда эффективное средство.

Как известно, светочувствительность плёнки в пределах одной кассеты остаётся постоянной, иными словами— не может изменяться от кадра к кадру. А вот цифровая камера позволяет для каждого снимка устанавливать самое оптимальное значение эквивалентной чувствительности. Достигается это посредством усиления видеосигнала, исходящего с матрицы— в чём-то такая процедура, называемая «повышением эквивалентной чувствительности», напоминает вращение регулятора громкости проигрывателя.

В тех случаях, когда диафрагма максимально открыта, а выдержку «удлинять» больше нельзя, только повышение чувствительности может обеспечить нормальную экспозицию кадра. Однако данная функция имеет и негативный эффект. Параллельно с усилением фототока растёт и уровень паразитных зарядов, говоря в терминах проигрывателя— чем громче звук, тем слышнее шорох от пылинок на пластинке.

Таким образом, при слабом освещении перед пользователем встаёт дилемма— либо повышать эквивалентную чувствительность, либо увеличивать выдержку. При этом в обоих случаях не избежать порчи кадра шумом фиксированного распределения. Правда, опыт показывает, что при «длинной» выдержке снимок портится не так сильно, как при усилении сигнала матрицы. Однако большая продолжительность экспонирования грозит другой проблемой— пользователь может «сдёрнуть» кадр. Поэтому, если пользовать планирует частую съёмку в помещении, то ему следует выбирать фотоаппарат с высокой светосилой объектива, а также мощной и «интеллектуальной» вспышкой.

Динамический диапазон

От матрицы требуется способность регистрировать свет как при ярком солнце, так и при слабом комнатном освещении. Поэтому потенциальные ямы матрицы должны быть весьма ёмкими, а также уметь как удерживать минимальное количество электронов при слабой освещенности, так и вмещать большой заряд, получаемый при попадании на сенсор мощного светового потока. Да и изображение, формируемое объективом, зачастую состоит как из ярко освещенных участков, так и из глубоких теней, а сенсор должен уметь регистрировать все их оттенки.

Возможность сенсора формировать хорошей снимок при разной освещённости и высокой контрастности определяется параметром «динамический диапазон», характеризующим способность матрицы различать в изображении, проецируемом на её регистрирующую поверхность, самые темные тона от самых светлых. При расширении динамического диапазона количество оттенков снимка будет увеличиваться, а переходы между ними будут максимально соответствовать изображению, формируемому объективом.

Влияние динамического диапазона на качество кадра (А — широкий динамический диапазон, Б — узкий динамический диапазон)

Характеристика, описывающая способность ПЗС-элемента накопить определённой величины, называется «глубиной потенциальной ямы» (well depth), и именно от неё зависит динамический диапазон матрицы. Разумеется, при съёмке в условиях слабого освещения на динамический диапазон влияет также порог чувствительности, который, в свою очередь, определяется величиной темнового тока.

Очевидно, что потери электронов, составляющих фототок, происходят не только в процессе накопления заряда потенциальной ямы, но и при его транспортировке к выходу матрицы. Потери эти вызваны дрейфом электронов, «оторвавшихся» от основного заряда при его перетекании под следующий электрод переноса. Чем меньше количество «оторвавшихся» электронов, тем выше эффективность переноса заряда (charge transfer efficiency). Данный параметр измеряется в процентах и показывает долю заряда, сохранившуюся при «переправе» между ПЗС-элементами.

Влияние эффективности переноса можно продемонстрировать на следующем примере. Если для матрицы 1024 X 1024 величина данного параметра составит 98%, то чтобы определить значение фототока центрального пиксела на выходе матрицы необходимо 0,98 (объём переносимого заряда) возвести в степень 1024 (количество «переправ» между пикселами) и умножить на 100 (проценты). Результат совершенно неудовлетворительный — от исходного заряда останется каких-то 0.0000001 %. Очевидно, что при росте разрешения требования к эффективности переноса становятся ещё более жёсткими, так как количество «переправ» возрастает. Кроме того, падает скорость считывания кадра, потому что наращивание скорости переноса (для компенсации увеличившегося разрешения) ведёт к неприемлемому росту числа «оторвавшихся» электронов.

Для того, чтобы достичь приемлемых скоростей считывания кадра при высокой эффективности переноса заряда при конструировании ПЗС-матрицы планируют «заглублённое» размещение потенциальных ям. Благодаря этому электроны не так активно «прилипают» к электродам переноса, и именно для «глубокого залегания» потенциальной ямы в конструкцию ПЗС-элемента вводят n-канал.

Возвращаясь к вышеприведённому примеру: если в данной матрице 1024 X 1024 эффективность переноса заряда составит 99.999 %, то на выходе сенсора от фототока центрального заряда останется 98.98 % его первоначальной величины. Если разрабатывается матрица с более высоким разрешением, то требуется эффективность переноса заряда 99,99999%.

Блюминг

В тех случаях, когда внутренний фотоэффект приводит к избыточному количеству электронов, превышающему глубину потенциальной ямы, заряд ПЗС-элемента начинает «растекаться» по соседним пикселам. На снимках это явление, именуемое «блюмингом» (от английского blooming — размывание), отображается в виде пятен белого цвета и правильной формы, и чем больше избыточных электронов, тем крупнее пятна.

Подавление блюминга осуществляется посредством системы электронного дренажа (overflow drain), основная задача которой— отвод избыточных электронов из потенциальной ямы. Наиболее известны варианты вертикального дренажа (Vertical Overflow Drain, VOD) и бокового дренажа (Lateral Overflow Drain, VOD).

В системе с вертикальным дренажом на подложку матрицы подаётся потенциал, значение которого подбирается так, чтобы при переполнении глубины потенциальной ямы избыточные электроны вытекали из неё на подложку и там рассеивались. Минусом такого варианта является уменьшение глубины потенциальной ямы и, соответственно, сужение динамического диапазона ПЗС-элемента. Очевидно также, что данная система неприменима в матрицах с обратной засветкой.

Вертикальный электронный дренаж

Система с боковым дренажом использует электроды, препятствующие проникновению электронов потенциальной ямы в «дренажные канавки», из которых происходит рассеивание избыточного заряда. Потенциал на этих электродах подбирается в соответствии с барьером переполнения потенциальной ямы, при этом её глубина не меняется. Однако за счёт электродов дренажа сокращается светочувствительная площадь ПЗС-элемента, поэтому приходится использовать микролинзы.

Боковой электронный дренаж

Конечно, необходимость добавлять в сенсор дренажные устройства усложняет его конструкцию, однако искажения кадра, вносимые блюмингом, нельзя игнорировать. Да и электронный затвор невозможно реализовать без дренажа— он играет роль «шторки» при сверхкоротких выдержках, длительность которых меньше интервала, затрачиваемого на перенос заряда из основного параллельного регистра сдвига в буферный параллельный регистр. «Шторка», то есть дренаж, предотвращает проникновение в ямы буферных ПЗС-элементов тех электронов, что образовались в «светочувствительных» пикселах после того, как прошло заданное (и очень короткое) время экспонирования.

«Залипшие» пикселы

Из-за технологических погрешностей в некоторых ПЗС-элементах даже самая короткая выдержка ведёт к лавинообразному накоплению электронов в потенциальной яме. На снимке такие пикселы, именуемые «залипшими» (stuck pixels), очень сильно отличаются от окружающих точек как по цвету, так и по яркости, причём, в отличие от шума фиксированного распределения, они появляются при любой выдержке и вне зависимости от нагрева матрицы.

Удаление залипших пикселов осуществляется посредством встроенного программного обеспечения камеры, обеспечивающего поиск дефектных ПЗС-элементов и запоминание их «координат» в энергонезависимой памяти. При формировании изображения значения дефектных пикселов в расчёт не берутся, их заменяют интерполированным значением соседних точек. Чтобы определить дефектность пиксела в процессе поиска, его заряд сравнивается с эталонным значением, которое тоже хранится в энергонезависимой памяти камеры.

Размер матрицы по диагонали

Иногда в ряду прочих параметров какой-либо цифровой камеры указывается размер ПЗС-матрицы по диагонали (чаще всего в долях дюйма). В первую очередь эта величина связана с характеристиками объектива— чем больше габариты сенсора, тем крупнее должно быть формируемое оптикой изображение. Чтобы данное изображение полностью накрывало регистрирующую поверхность матрицы, размеры оптических элементов приходится увеличивать. Если этого не делать и созданная объективом «картинка» окажется меньше сенсора, то периферийные области матрицы окажутся невостребованными. Однако в ряде случаев производители фотокамер не стали указывать, что в их моделях определенная доля мегапикселей оказалась «не у дел».

А вот в цифровых «зеркалках», созданных на базе 35-милиметровой техники, практически всегда встречается обратная ситуация— изображение, формируемое объективом, перекрывает светочувствительную область матрицы. Вызвано это тем, что сенсоры с габаритами кадра 35-милииметровой плёнки слишком дороги, а приводит к тому, что часть изображения, формируемая объективом, оказывается в буквальном смысле слова «за кадром». В результате характеристики объектива смещаются в «длиннофокусную» область. Поэтому при выборе сменной оптики для цифровой «зеркалки» следует учитывать коэффициент увеличения фокусного расстояния — как правило, он составляет около 1,5. Например, при установке вариообъектива 28–70мм его рабочий диапазон составит 42–105мм.

Упомянутый коэффициент обладает как положительным, так и негативным влиянием. В частности, усложняется съёмка с большим углом охвата, требующая короткофокусных объективов. Оптика с фокусным расстоянием 18мм и менее стоит очень дорого, а в цифровой «зеркалке» она превращается в тривиальные 27мм. Впрочем, длиннофокусные объективы стоят тоже очень дорого, и при большом фокусном расстоянии, как правило, уменьшается относительное отверстие. А вот недорогой 200- миллиметровый объектив при коэффициенте 1,5 превращается в 300-миллиметровый, при этом у «настоящей» 300-миллиметровой оптики диафрагма порядка f/5,6, у 200-миллиметровой светосила выше— f/4,5.

Кроме того, для любого объектива характерны такие аберрации, как кривизна поля и дисторсия, выражающиеся в размытости и искривлении изображения в краевых областях кадра. Если габариты матрицы меньше, чем размер формируемого объективом изображения, «проблемные области» просто не будут зарегистрированы сенсором.

Следует отметить, что чувствительность матрицы связана с габаритами её регистрирующей области. Чем обширнее светочувствительная площадь каждого элемента, тем больше света попадает на него и тем чаще происходит внутренний фотоэффект, таким образом, возрастает чувствительность всего сенсора. Кроме того, пиксел больших габаритов позволяет создать потенциальную яму «повышенной вместимости», что положительно сказывается на широте динамического диапазона. Наглядный тому пример— матрицы цифровых «зеркалок», сравнимые по габаритам с кадром 35-миллиметровой плёнки. Эти сенсоры традиционно отличаются чувствительностью порядка ISO 6400 (!), а динамический диапазон требует АЦП с разрядностью 10-12-бит.

В то же время матрицы любительских камер обладают динамическим диапазоном, для которого достаточно 8-10-битного АЦП, а чувствительность редко превышает ISO 800. Причиной тому особенности конструкции данной техники. Дело в том, что у фирмы Sony очень мало конкурентов по части производства малогабаритных (1/3, 1/2 и 2/3 дюйма по диагонали) сенсоров для любительской техники, а вызвано это было грамотным подходом к развитию модельного ряда матриц. При разработке очередного поколения матриц с разрешением «на мегапиксел больше» обеспечивалась почти полная совместимость с предыдущими моделями сенсоров, причём как по габаритам, так и по интерфейсу. Соответственно, проектировщикам фотоаппаратов не приходилось «с нуля» разрабатывать объектив и «электронную начинку» камеры.

Впрочем, с увеличением разрешения буферный параллельный регистр сдвига захватывает всё большую долю площади сенсора, в результате и светочувствительная область, и «вместимость» потенциальной ямы сокращаются.

Уменьшение светочувствительной области ПЗС-матрицы при росте разрешения.

Поэтому за каждым «N +1 мегапикселом» кроется кропотливый труд разработчиков— к сожалению, не всегда успешный.

Аналого-цифровой преобразователь

Видеосигнал, прошедший сквозь усилитель, необходимо перевести в понятный микропроцессору камеры цифровой формат. Для этого используется аналого-цифровой преобразователь, АЦП (analog to digital convertor, ADC)— устройство, преобразующее аналоговый сигнал в последовательность цифр. Его главной характеристикой является разрядность, то есть количество распознаваемых и кодируемых дискретных уровней сигнала. Чтобы вычислить количество уровней, достаточно возвести двойку в степень разрядности. Например, «разрядность 8 бит» обозначает, что преобразователь в состоянии определить 2 в восьмой степени уровней сигнала и отобразить их в виде 256 различных значений.

При большой разрядности АЦП можно (теоретически) достигнуть большей глубины цвета (color depth), то есть разрядности обработки цвета, описывающей максимальное количество цветовых оттенков, которое можно воспроизвести. Глубина цвета обычно выражается в битах, а количество оттенков вычисляется так же, как и количество уровней сигнала АЦП. К примеру, при 24-битной глубине цвета можно получить 16777216 оттенков цвета.

В действительности же глубина цвета для файлов в форматах JPEG либо TIFF, которые используются компьютером для обработки и хранения изображений, ограничена 24 битами (по 8 бит на каждый цветовой канал — синий, красный и зеленый). Поэтому используемые иногда АЦП с разрядностью 10, 12 и даже 16 бит (то есть глубиной цвета 30, 36 и 48 бит) можно ошибочно посчитать «избыточными». Однако динамический диапазон матрицы некоторых моделей цифровой фототехники достаточно широкий, и если фотоаппарат оборудован функцией сохранения кадра в нестандартном формате (30–48 бит), то при дальнейшей компьютерной обработке есть возможность использовать «лишние» биты. Как известно, ошибки в расчёте экспозиции по частоте проявления уступают лишь неточностям фокусировки. И потому возможность компенсировать такие ошибки с помощью «нижних» (в случае недодержки) либо «верхних» (при передержке) бит оказывается весьма кстати. Ну а если экспозиция рассчитана без ошибок, то «сжать» без искажений 30–48 бит в стандартные 24 не представляет собой особо сложную задачу.

Очевидно, что динамический диапазон ПЗС-матрицы должен являться основанием для повышения разрядности АЦП, так как при узком динамическом диапазоне АЦП с 10-12 битами на канал просто нечего будет распознавать. И зачастую нельзя назвать иначе, чем рекламным трюком упоминания «36-битного» и даже «48-битного» цвета скромной «мыльницы» с матрицей в полдюйма по диагонали, ведь даже 30-битный цвет требует, как минимум, сенсор с диагональю 2/3 дюйма.

Дополнительные материалы:

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

all_articles:mtouch [PICkit2.ru]

Часть 1. Обзор методов измерения емкости. Аппаратные методы повышения помехоустойчивости, экранирование.

Наверняка каждый из нас хоть раз сталкивался, а многие уже давно пользуются приборами с емкостными сенсорными кнопками и емкостными экранами. Сенсорные панели используются в бытовых приборах (кухонные варочные поверхности и вытяжки, телевизоры), компьютерной технике (Touch Pad ноутбуков), платежных терминалах, планшетных компьютерах, смартфонах и других массовых приборах. Преимущества сенсорных технологий очевидны – увеличение надежности по сравнению с контактными кнопками, улучшение внешнего вида приборов.

Компания Microchip уделяет большое внимание сенсорным технологиям. Сенсорные технологии Microchip, объединенные под общим названием mTouch, предлагают разработчикам различные методы работы с сенсорами, микроконтроллеры поддержанные библиотеками программ, специализированные микросхемы для работы, как с одиночными емкостными сенсорами, так и с емкостными экранами с поддержкой multi Touch, распознавания 2D и 3D жестов. В статье представлен анализ предлагаемых компанией Microchip Technology Inc. технологий под общим наименованием «mTouch™»

Основы работы емкостной кнопки и сенсоров приближения (Proximity)

В основе работы с емкостными сенсорами лежит измерение емкости. Емкость конденсатора описывается формулой:

C = εr ε0 S/d	{1}
где
εr – диэлектрическая проницаемость материала,
S – площадь конденсатора,
d – расстояние между обкладками конденсатора.

Обычно емкостной сенсор – это участок металлизации на печатной плате (хотя это не обязательно так – рассмотрим другие варианты позже). Емкость такого сенсора определяется базовой (паразитной) емкостью сенсора (C_P) и емкостью C_F, вносимой при «касании» сенсора или покрывающего его лицевой панели или при приближении к сенсорной поверхности в случае реализации датчика приближения. Таким образом, задача детектирования касания сенсора, это задача измерения емкости C_F, причем нам не нужно знать абсолютное значение вносимой емкости, главное детектировать изменение емкости.

Общая емкость сенсора C_SENSOR определяется как:

CSENSOR = CF + CP	{2}
где
CF – емкость, вносимая при «касании» сенсора,
CP – паразитная емкость сенсора.

В зависимости от конфигурации печатной платы величина паразитной емкости может достигать значений 50-100пФ, в то время как вносимая при касании емкость лежит в диапазоне 1-15пФ. Таким образом, задача определения «касания» сенсора состоит в детектировании достаточно малых изменений емкостей.

Методы измерения емкости.

Существует несколько методов измерения емкости, рассмотрим некоторые из них. Самый простой способ измерения емкости, это частотный метод. В данном методе емкостной сенсор является частотозадающим элементом генератора. Для построения такого генератора может использоваться интегрированная в PIC микроконтроллеры периферия – от простого компаратора ¹⁾, до связки компараторов с RS-триггером ²⁾ или специализированного периферийного модуля CSM ³⁾.

Простейшую емкостную кнопку или датчик приближения можно сделать на одном 6-и выводном микроконтроллере с интегрированным компаратором PIC10F и двух внешних элементах – диоде и резисторе [1]. Более совершенные схемы для реализации многоканального сенсорного управления могут быть построены с использованием встроенного RS-триггера и двух компараторах или специализированного периферийного модуля CSM – Capacitive Sensing Module (тоже частотный метод измерения, не требует внешних элементов).

Рис 1. Пример реализации сенсорной кнопки на встроенных в микроконтроллер RS-триггере и двух компараторах.

Рис. 2. Увеличение числа емкостных кнопок за счет использования встроенного мультиплексора.

Недостатком частотного метода является сравнительно низкое быстродействие и бОльший уровень генерируемых шумов.
Подробно о применении частотного метода при построении емкостных клавиатур описано в ⁴⁾. Так же на нашем сайте есть пример реализации сенсорных кнопок на этом принципе с исходными кодами.

Другой метод измерения емкости основан на заряде емкости и измерении полученного напряжения по истечении фиксированного интервала времени. Напряжение на конденсаторе определяется выражением:

V=I t/C	{3}
где
I – ток,
t – время заряда,
C — емкость.

Многие микроконтроллеры семейств PIC18, PIC24 и PIC32 имеют аппаратный модуль измерения времени заряда (CTMU – Charge Time Measurement Unit), который имеет программируемый источник тока. При постоянном токе и заданном времени заряда напряжение на конденсаторе будет зависеть только от емкости конденсатора (см. рис.3).

Рис. 3. Измерение емкости с помощью CTMU.

Подробно об измерении емкости с помощью модуля CTMU описано в ⁵⁾.

Емкостной делитель напряжения.

Более подробно хотелось бы остановиться на методе измерения емкости с помощью емкостного делителя напряжения (Capacitive Voltage Divider). Метод основан на уравнивании зарядов двух емкостей. Например, мы имеем два конденсатора, емкость одного из них постоянна (С1), емкость другого (С2) – может меняться. Если зарядить С1 до напряжения VDD и подключить к разряженному C2, то часть заряда «перетечет» из С1 в С2 и изменится общее напряжение на обоих конденсаторах. Результирующее напряжение будет зависеть от соотношения емкостей С1 и С2 и при изменении одной из емкости так же будет меняться и напряжение. Для применения метода CVD для построения сенсорных клавиатур в качестве С1 используют емкость устройства выборки и хранения – УВХ АЦП (CHOLD), а в качестве С2 – емкость сенсора (CSENSOR = CP + CF). Метод CVD имеет несколько преимуществ:

• используется только модуль АЦП микроконтроллера, что позволяет использовать этот метод для большинства микроконтроллеров;

• низкая температурная зависимость: при изменении температуры от -20С до +60С смещения сигнала изменяется лишь на 1-3%;

• низкое влияние изменения напряжения питания;

• возможность дифференциального измерения, для увеличения чувствительности и фильтрации низкочастотных помех.

Метод CVD позволяет измерять емкость сенсора относительно емкости устройства выборки и хранения АЦП. Спецификация PIC микроконтроллеров определяет типовое значение емкости УВХ АЦП, однако из-за технологических особенностей производства микроконтроллеров величина емкости в зависимости от экземпляра микроконтроллера может отличаться на величину до 20%. По этой причине метод CVD не рекомендован для измерения абсолютного значения емкости. Емкостные сенсоры приближения и касания не требуют измерения абсолютного значения емкости – главное точно измерить изменение емкости. Именно с этой задачей отлично справляется метод CVD.

Рассмотрим последовательность действий при измерении емкости с помощью метода CVD.

• Предварительный заряд (рис.4а). Обе емкости заряжаются до фиксированных разнополярных значений напряжений (CHOLD заряжен до напряжения питания VDD, CSENSOR до VSS – вывод МК настроен как выход с уровнем лог. «0»). Тогда заряды на емкостях:

Q_HOLD = V_HOLD C_HOLD
Q_SENSOR = V_SENSOR C_SENSOR {4}

• Выравнивание зарядов (рис. 4б). АЦП подключается к входу с сенсором, т.е. емкость УВХ подключается параллельно с емкостью сенсора. Вывод микроконтроллера с сенсором настраивается как вход.

C_TOTAL = C_HOLD + C_SENSOR {5}

V_SAMPLE = (V_HOLD C_HOLD + V_SENSOR C_SENSOR) / (C_HOLD + C_SENSOR) {6}

Как выбрать дозиметр?

Сразу оговорюсь, что я не буду рассматривать здесь дорогие профессиональные и лабораторные приборы стоимостью в тысячи долларов. Однако в данном обзоре Вы сможете узнать не только про современные бытовые дозиметры, но и про другие типы приборов — поисковики, измерители, в том числе старые либо узкоспециальные, которые тем не менее могут оказаться полезными.
Если Вы хотели бы узнать больше про дозиметры, прояснить для себя, что нужно именно Вам среди существующего многообразия моделей — добро пожаловать вот краткая справка.

Счетчик Гейгера – это деталь, датчик ионизирующего излучения в дозиметрической аппаратуре. Он сам неспособен что-то измерять и показывать.
Дозиметр – прибор, определяющий накопленную дозу ионизирующего излучения.
Радиометр – прибор, показывающий мощность дозы ионизирующего излучения в данный момент времени в данной точке. Собственно говоря, приборы, которые мы привыкли называть бытовыми дозиметрами, часто следует называть именно радиометрами.
Рентгенометр – радиометр для измерения рентгеновского и гамма-излучения.

Многие современные дозиметры имеют также и функцию радиометра. Поэтому в статье я буду употреблять общее название «дозиметр» как прибор для измерения радиации, а при необходимости, конкретизировать.

Сначала определитесь, для чего Вам нужен дозиметр. Универсальных приборов не существует, каждый из них имеет свои характеристики и приспособлен для решения только определенного круга задач. Моделей дозиметров тысячи, попробуем разобраться.

Дозиметры подразделяются на несколько основных категорий:

Индикаторы. Простые приборы с невысокой чувствительностью и малой точностью. Способны определять выраженные радиоактивные аномалии. Стоимость их не высока. 
Если Вы хотите просто проверить некоторые предметы на наличие повышенного радиоактивного фона, тут подойдет обычный индикатор. Он без труда отличит старые радиоактивные часы с радиевой светомассой или радиоактивные запчасти от радиоаппаратуры, определит контрольный источник. Это самая распространенная и широкоупотребительная группа приборов на случай, если вам надо «найти что-то радиоактивное». Стандартному обывателю зачастую хватает одной из моделей этой группы.

Сигнализаторы. Можно сказать, что это разновидности индикаторов, способные различать резкие колебания радиационного фона вокруг. Сигнализаторы отличаются тремя характерными чертами: они имеют четко-устанавливаемый порог сигнализации, большой ресурс батареи питания и небольшие размеры. 
Когда, радиационный фон рядом с сигнализатором резко изменяется, выше установленного порога, прибор включает звуковую или световую сигнализацию и сообщает о возможной опасности. Стоимость хороших сигнализаторов может составлять от полутора до трех сотен долларов. Часто сигнализаторы соединяют в себе так же качества примитивных измерителей и индикаторов.
Если Вы планируете побывать в местах, где есть вероятность подвергнуться действию ионизирующего излучения – тут Вам нужен именно Сигнализатор. Он тихо и мирно будет лежать в кармане, а в нужный момент при помощи звука или виброзвонка сообщит, что Вы попали в опасную зону.

Измерители. Эти приборы предназначены для измерения радиационного фона окружающей среды и конкретных объектов. Они снабжены достаточно чувствительными и совершенными датчиками, требуют значительного времени на замер, обладают высокой чувствительностью и точностью измерений. Измерители могут использоваться и как индикаторы. Цена составляет до нескольких сотен долларов.
Если Вам нужно измерять уровень радиационного фона от стройматериалов, товаров, ювелирных украшений, уровень загрязненности почвы или продуктов питания – тут требуется Измеритель.

Поисковики. Обычно это типичные радиометры. Они обладают низкой точностью измерения, собственно говоря, измерители из них вообще никакие. Зато у них очень высокая чувствительность и скорость реакции на изменение окружающего фона. Они предназначены для поиска радиоактивных аномалий, предметов, рудных минералов и т.д. Хорошие поисковики очень дорогие.
Поисковик требуется для поиска радиоактивных источников, например в металлоломе, для обнаружения радиоактивных руд,.

Типы датчиков

Основа любого дозиметра из вышеприведенных категорий – это его датчик, который непосредственно чувствителен к ионизирующему излучению. Самые чувствительные датчики — сцинтилляционные кристаллы, они обычно применяются в поисковиках, а иногда в измерителях и сигнализаторах.

Затем идут торцевые слюдяные счетчики Гейгера-Мюллера – они очень чувствительны к бета-излучению и, иногда, к альфа. Применяются в первую очередь, в измерителях, иногда в сигнализаторах и поисковиках.

Ну и наконец, самый распространенный тип детектора – трубки типа СБМ. Они хорошо детектируют гамма-излучение и частично жесткое бета-излучение. Но совершенно не чувствительны к альфе и «мягкой» бете. Наиболее употребительный из них – СБМ-20 и его разновидности. Есть ещё модели типа СБМ-10 и СБМ-21 – это трубки для портативных приборов, маленького размера, но по чувствительности они значительно уступают СБМ-20.

Имеются также и различные модификации вышеозначенных детекторов, на которых я не буду сейчас подробно останавливаться.

Обратимся к конкретным моделям.

Индикаторы

В 90-хх годах прошлого века и начале 2000-хх на рынке появилось огромное количество бытовых дозиметров-сигнализаторов. Отчасти это было связано с чернобыльской трагедией, отчасти с тем, что с темы о радиации сняли гриф «секретно». И вот подобные приборчики начали делать все кому не лень. Тут и маститые заводы радиоэлектронной аппаратуры, и военные предприятия, работающие по конверсии, и даже малоизвестные кооперативы. Общей чертой у них было использование одного счетчика типа СБМ-20, зачастую со встроенным несъемным энергокомпенсирующим экраном. Таким прибором можно только определить радиоактивный предмет и очень приблизительно оценить уровень его радиоактивности.

Вот отдельные примеры этих приборов
Белла, Мастер-1, ДРГБ-01 Сигнал, ДБГБ-01У Фон, Кипарис, автомобильный ДБГБ-04 ИРА-1, Регул ИИИ-1, ГРИФ-1, ДБГ-04А, ИРИС, дозиметр-шагомер Полынь-101 и многие другие.

Некоторые из них были настолько примитивны, что даже не имели дисплея, на который выводились бы цифровые данные замера, а сигнализировали при помощи частоты морганий светодиода и звукового сигнала, либо простого стрелочного индикатора с цветовой шкалой зеленый/желтый/красный:
УДРБГ-Б, ИРГ-02А, ИБГИ-01, АБИС, ИРИ-1 БЕРЕГ, ПОИСК, ДБГ-05Б, ДРСБ-01 Кварц.

Современные бытовые индикаторы более совершенны. В них используется микропроцессорная схема обработки сигнала, более энергоэкономная схема, что позволило значительно увеличить время работы от батареи и достичь большей точности измерения.
Радекс РД1503, Радекс 1706, СОЭКС, ДКГ-04Д Грач, МКС-03Д Стриж, Эколог, Радекс РД1212, Радиаскан-501

В принципе, с функцией определения радиоактивных предметов может справиться практически любой из них. Выбирайте исходя из цены, размеров и технического состояния.
Единственный совет: не берите прибор с маленьким верхним пределом измерения. Например, приборы с пределом в 1000 мкр/ч очень часто, при «встрече» с мощными источниками, обнуляются или показывают низкие значения, что может быть крайне опасным. Ориентируйтесь на верхний предел (Мощность экспозиционной дозы) минимум 10000 мкр/ч (10мр/ч или 100мкЗв/ч), а лучше, 100000мкр/ч (100мр/ч или 1мЗв/ч).
Прибор с двумя счетчиками СБМ-20 будет работать быстрее, чем с одним, и поэтому более предпочтителен. Эти данные указываются в технических характеристиках прибора. Иногда встречаются индикаторы со слюдяными датчиками типа СБТ-11, СБТ-9 или Бета, они также весьма чувствительны и хороши.

Идем дальше.

Сигнализаторы.

Сигнализаторы – это те же индикаторы, но у них есть одно полезное свойство – срабатывание сигнализации при достижении определенного порога фона. Полезны для сталкеров, диггеров и работников, связанных по долгу службы с ИИИ. 
Самая распространенная из этой серии – Терра.

Обычная желтая Терра-П недорога и вполне удовлетворяет основные потребности неискушенного пользователя. Ресурса батареи в «спящем» режиме хватает примерно на 1,5 года. Это практически рекорд среди сигнализаторов.
Терра-П+ удобнее, наличием подсветки и более высокого порога измерения, возможностью измерения плотности бета-потока.
Есть ещё профессиональные черные Терры, но это уже, что называется, для гурманов. Имеют расширенный функционал, но и цена впечатляет.
Меня особенно радует в Терре возможность установки порога сигнализации с разрешением до микрорентгена. Можно, например, установить порог на 15 мкр/ч и прибор будет реагировать даже на незначительные колебания фона.
Но не переоценивайте Терру. Это хороший сигнализатор и индикатор и не более. Как поисковик она слишком медленная, а как измеритель – малочувствительная.

Часы-дозиметр «СИГ-РМ1208М» 

Стильная игрушка. Датчик очень малочувствительный. Пригодится разве что работникам атомной индустрии. Может просигнализировать, если рядом запустят атомный реактор или вы попадете под луч дефектоскопа.
За ту цену, по которой её продают, можно взять хороший сцинтиллятор. В общем, скорее дорогие понты, чем полезный прибор.

Карточка ДКГ-21

Собственно, вариация на тему предыдущих часов. Тот же малочувствительный датчик СБМ-21, та же медленная реакция на изменение фона. Основные два преимущества: предельная компактность и очень высокий «потолок» измерений – до 100Р/ч. И та же абсолютно негуманная и несуразная цена.

Polimaster ДКГ-РМ1621

Очень удачная модель. Чувствительный торцевой слюдяной датчик, высокий предел измерения, компактность, возможность использовать в качестве поисковика, быстрая реакция на изменение фона. Единственный минус – высокая цена. Но это действительно хороший и функциональный прибор. 

Измерители

Основное требование к измерителям – чувствительный датчик. Соответственно, готовьтесь к «кругленьким суммам».
Но, если бюджет совсем ограничен, то можете взять старые модели, например 
РКСБ-104 или Припять.

Они, хотя бы, определят явное поверхностное загрязнение радионуклидами и возможную радиоактивность стройматериалов.

Однако я все же рекомендую приборы с торцевыми слюдяными датчиками, которые способны детектировать «мягкое» бета-излучение, чего не могут СБМ-20.
Из старых моделей это МС-04 «Эксперт», ИРД-02Б1, ИРД-02, ДРГБ-1 ЭКО-1М.

Из новых:
Радиаскан-701. Номинально индикатор, но по факту – неплохой измеритель, за весьма скромную цену.

Радекс РД1008 и РД1009. МКС01СА1, МКС02СА1, МКС03СА1
МКС-08П.

Если повезёт, можете ещё купить на вторичном рынке радиометр Бета без свинцового домика с датчиком СБТ-10А.

Важно! Хрупкость датчиков.
Помните, что все торцевые слюдяные датчики очень хрупки! Они боятся ударов, вибрации, прикосновения к слюде и паров воды. Иногда лопаются при резких перепадах давления.

Следующая группа.

Поисковики

Запомните сразу: хороший поисковик дорог. Если Вы не фанат-радиофил и не работник профильной организации, то поисковик Вам вряд ли понадобится.
Практически все поисковики используют сцинтилляционные детекторы на кристаллах йодида натрия или цезия. Иногда встречаются поисковики с пластиковым детектором, но их чувствительность меньше.
Поисковики не подходят для точных измерений. Большинство поисковиков видит только гамму и практически слепы к бете. «Верхний» предел поисковиков весьма низок и ограничен обычно несколькими миллирентгенами, зато чувствительность на околофоновом уровне очень высокая, это позволяет обнаруживать слабые источники радиации с расстояния 0,5…2 метра.

Из старых моделей следует упомянуть СРП-2.

Пульт похож на ДП-5. К сожалению, в настоящий момент трудно найти рабочий экземпляр. Геологоразведочный прибор.

Самый ходовой на вторичном рынке – СРП-68-01.

Пожалуй, самый распространенный геологоразведочный прибор. Достаточно тяжелый, но чувствительный. 

Есть ещё две его модификации – СРП-68-02 и СРП-68-03.

Пульты у них аналогичные, но вот зонды изготовлены либо под измерение в массе жидкости (сельхозпродукция), либо в скважинном исполнении с длинным кабелем. Обе эти последние модификации не подходят для обычной поисковой работы.

Тут я должен обязательно упомянуть об очень важном ахтунге!
Сейчас крайне трудно найти СРП в хорошем рабочем состоянии. Самая частая поломка – дефекты кристалла – они трескаются, рассыпаются, мутнеют, напитываются влагой. Всё это происходит от времени и ненадлежащих условий хранения (влажность, перепады температур, удары). Также часто встречаются поломки кабеля, пульта, «севшие» ФЭУ.
Ремонт СРП очень дорогой и может обойтись до нескольких сотен долларов. Поэтому, при покупке, обязательно требуйте полной проверки работоспособности, согласно правилам технической эксплуатации.
Да, и вот ещё что: обычными сцинтилляторными поисковыми приборами замерять «радиацию в продуктах» нельзя!

Поздняя модификация – СРП-88.

Очень неудачная модель. Низкая чувствительность, медленное время реакции, неудобное отображение результатов. Не рекомендую, будете разочарованы.

Более современные модели: ПОИСК-07, ДКС-96, РИТМ-1.

Хорошие чувствительные приборы, но цена их оставляет мало шансов даже для очень заинтересованного радиофила. Вероятность купить б/у за полцены практически равна нулю.

Что же остается страждущим?
Стора ТУ и стора-ТУ обновленная. Не путать с обычной Сторой и Сторой-Т.

Это хоть и не сцинтиллятор, но всё равно, очень хороший и чувствительный прибор. Детектор – 4 счетчика СБМ-20 имеет большую площадь и позволяет обнаруживать слабые источники радиации, типа часов с радиевой краской-СПД на циферблате на расстоянии до 1 метра. Цена весьма бюджетная и доступна по сравнению со сцинтилляторами. Можно найти вариант «незначительно б/у» за ещё более скромные деньги.
Я сам уже несколько лет пользуюсь Сторой-ТУ и вполне доволен её работой.

РИТМ-5

Поисковый портативный сцинтиллятор с хорошим объемом кристалла 10 куб.см. Производится на Украине. Цена 600$. Вполне может составить конкуренцию знаменитому Exploranium GR-100.

Exploranium GR-100

Хороший импортный портативный поисковый сцинтиллятор. Часто встречается на Ибее, иногда на российских и украинских аукционах. Цена может колебаться от 250 до 1000$. Вопрос стоит в проверке полной работоспособности при покупке, ибо чинить такой прибор – занятие неблагодарное.

Полимастер РМ1703

Продукт белорусского бренда Полимастер. Это что-то среднее между поисковиком и сигнализатором. Портативный прибор, довольно чувствительный, несмотря на небольшой (4 куб.см) объем сцинтиллятора. Поступает для использования на таможни. Достойный прибор, но цена за новый совсем не гуманная. Если кому-то повезет взять с рук недорого – берите!

Ну и конечно же, доступные и распространенные завсегдатаи Ибея, импортные
Eberline, Ludlum, Bicron

Можно купить за 250…500$. Только ищите с датчиком 44-3 – хороший гамма-поисковик или 44-9 – чувствительный к бете. Естественно, заручитесь гарантией работоспособности.

Вообще, я хочу сказать, что поисковики со стрелочными индикаторами более предпочтительны – они быстрее отображают изменение фона. Ещё у поисковика обязательно должно быть озвучивание гамма-квантов – иногда на слух искать быстрее и удобнее.

Отдельная тема – портативные спектрометры. Это не просто сцинтилляторные поисковики, но и спектроанализаторы. Т.е. такой прибор позволяет не только обнаружить повышенный фон, но и определить по спектру, какой изотоп вызвал это повышение фона.
Самый распространенный из спектрометров на вторичном рынке – Exploranium GR-130.

Отличный и надежный прибор. К сожалению, достаточно дорог. На Ибее можно купить за 800…1500$. Этот девайс только для истинных радиофилов!

Скажу несколько слов о неудачных моделях и о том, что покупать не стоит.

Пример первый – дозиметр Air counter. Острые языки ещё именуют его «тест на беременность».

Дешевая японская поделка. В качестве датчиков применены малочувствительные пин-диоды. О-о-очень инерционный и тормозной. Чувствителен практически только к гамме, и то, если приткнуть вплотную к источнику. После всплеска показания крайне долго возвращаются к фоновому значению. Очень низкий предел измерения – всего 1000 мкр/ч.
В общем, это даже не игрушка, это неудачная игрушка.

Следующий экспонат — Smart geiger для телефонов.

Представляет собой приставку в виде штекера для мобильного телефона, питается от того же телефона. Данные выводит на экран, используя специальное приложение. Его низкая цена не оправдывает его убогость. Если в аэр-кантере применено несколько пин-диодов в качестве датчика, то тут вообще один. Даже непонятно, реагирует ли он на что-нибудь или нет. Крайне низкая чувствительность, огромная инерционность и время измерения. Напрасно выброшенные деньги. Не ведитесь на дешевизну и маленькие размеры!

Камера смартфона

В последнее время появилось приложение, оценивающее внешний радиационный фон по количеству артефактов на матрице камеры мобильного телефона с закрытым объективом. Всё, что для этого нужно – установить соответствующее приложение и заклеить объектив камеры кусочком черной изоленты. Принцип работы основан на том, что радиация вызывает артефакты на изображении с камеры смартфона, которые можно подсчитать программно. Что можно сказать по этому поводу? Да, эффект имеет место быть, но эффективность такого детектора будет оправдана только в том случае, если рядом с вами окажется кусок ТВЭЛа из реактора или Вы попадете под луч мощной рентгеновской трубки. В остальных случаях – это не более, чем красивая игрушка на экране телефона. Говорить про какую-либо точность измерений смысла нет.

Брелки БИРИ

Простенькие сигнализаторы-моргалки. По вспышкам светодиода можно прикинуть радиационный фон. Тоже из серии игрушек. Будет полезна только в случае атомного взрыва или иной радиационной катастрофы. В устройстве использован очень малочувствительный датчик – СБМ-10.

Отдельно скажу о военных моделях дозиметров.
Да, они сейчас дешевы и доступны, но практически все бесполезны в современных бытовых условиях. Эти дозиметры, а точнее, радиометры, рассчитаны на условия ядерного взрыва и огромные мощности ионизирующих излучений. Небольшие превышения фона они могут попросту не заметить. 
Некоторого внимания заслуживают модели серии ДП-5. Это модификации ДП-5А, ДП-5Б, ДП-5В.
Они могут показать видимое превышение на характерных радиоактивных источниках типа СПД или даже гранита. 
Из этой серии мне особенно нравятся ДП-5ВБ и ДП-5М.

ДП-5ВБ — это гражданский прибор для ГО, он не содержит контрольного источника радиации. Но, окно бета-фильтра у него просто огромное, в результате чего его чувствительность примерно в 4 раза выше, чем у остальных моделей.
ДП-5М – радиометр со слюдяным торцевым счетчиком высокой чувствительности, но он очень редко встречается.

Неплохо себя показали флотские радиометры КРБ-1 и КРБГ.

В них также использованы торцевые слюдяные счетчики. Они хорошо определяют даже незначительные поверхностные загрязнения радиоактивными веществами, а также отличают радиоактивные предметы. Однако очень инерционны и не пригодны в качестве поисковиков.

Беда всех старых военных радиометров – «просевшие» радиодетали. От длительного и, зачастую, неправильного хранения многие детали в схемах приходят в негодность, и поэтому больше половины экземпляров «военки» оказывается нерабочими.
А ещё практически все они большие, тяжелые и их неудобно таскать с собой.
Отдельно следует обратить внимание на то, что присутствующий в таких военных приборах контрольный источник неизбежно вступает в конфликт с законодательством, так что покупка, продажа, хранение и пересылка такого прибора может обернуться серьёзными неприятностями.
Кроме этого, шкалы некоторых старых приборов покрыты радиоактивной краской-СПД, содержащей радий, которая от времени и радиолиза осыпается, что очень опасно. Микроскопическая пылинка такой краски, попавшая в лёгкие либо желудочно-кишечный тракт, способна привести к язве и раковой опухоли.

Приведу список дозиметров-радиометров военных моделей, которые совсем бесполезны в быту, из-за своей малой чувствительности. Ими можно померить разве что последствия атомного взрыва. Они годятся только как экспонат на полку.
ДП-1, ДП-2, ДП-3Б, ДП-4, ДП-11, ДП-12, ДП-62, ДП-64.

В быту, с практической точки зрения, бесполезны все накопительные дозиметры типа «Карандаш» — ДП-22, ДП-24, ИД-1 и аналоги. Не более, чем сувениры.

Воздержитесь и от покупки промышленных специальных радиометров типа ДКС-04, ДРГ-01Т1, ДРГЗ, ДРГ-05, Сура

Они имеют очень низкую чувствительность и предназначены для решения специальных задач в отдельных областях промышленности. Если Вы обратите внимание, то шкала у них проградуирована в мкр/сек, а не мкр/ч, а используемый сцинтиллятор – воздухоэквивалентный пластик с малой чувствительностью. Нижний порог измерения таких приборов обычно начинается от 100мкр/ч или даже от 1000мкр/ч. Они предназначены для контроля работы рентгеновских установок, гамма-дефектоскопов и манипуляций с ядерным топливом. Для бытовых и околофоновых замеров бесполезны.

Скажу ещё несколько слов о госреестре и госповерке.
Если Вы обычный пользователь, то они вашему прибору не нужны. Более того, приборы, включенные в госреестр и прошедшие госповерку, будут стоить на 30-40% больше своих собратьев с аналогичными характеристиками, но не включёнными в госреестр. Другое дело, если прибор Вам нужен для предпринимательской или иной лицензированной деятельности. Тогда эти два условия являются обязательными. О наличии госповерки и состава в госреестре вы можете узнать у продавца прибора.
Обычно бытовые приборы проходят поверку единожды при изготовлении на заводе и в дальнейших поверках не нуждаются.

Упомяну общепризнанные бренды-производители дозиметров. 
Это действительно уважаемые торговые марки. Покупая их приборы, Вы не ошибётесь и приобретете качественный и надёжный товар.
Экотест – украинский производитель. Отличные сигнализаторы Терра и поисковики Стора.
СНИИП АУНИС – российский производитель. Замечательные измерители серии МКС01СА1…МКС01СА3 с чувствительными торцевыми счетчиками.
Кварта-Рад – российский производитель линейки Радекс.
Polimaster – белорусский производитель. Качественные и отличные сцинтилляторы, сигнализаторы, поисковики, индикаторы. Цены, однако, оставляют желать лучшего.
Eberline, Ludlum, Bicron, Exploranium – зарубежные производители. Отличные приборы на вторичном рынке и аукционах. Классный товар по умеренным ценам, универсальные приборы.
Радиаскан – молодой российский бренд. Недорогие, но чувствительные и качественные приборы.

Ну и, наконец, последний вопрос.

Проверка дозиметра

Вы купили дозиметр и не знаете, как его проверить. Обычному рядовому пользователю не положено иметь контрольных источников, для этого нужна специальная лицензия.

При желании для проверки дозиметра можно найти радиоактивные предметы из прошлого. Так, дозиметр прекрасно сработает на старые (до 70-х годов выпуска) часы, компасы, измерительные головки (манометры, вольтметры и т.п.) с циферблатом и стрелками, покрытыми горчично-жёлтой краской-СПД с радием, на некоторые тумблеры со стеклянной бусинкой на конце рычажка, некоторые старые пожарные датчики дыма с плутонием и прочие артефакты. Но имейте в виду, что во-первых приобретение подобных вещей может повлечь неприятности со стороны правоохранительных органов и уголовного кодекса (ст. 220 УК РФ), а во-вторых, подобные предметы не стоит бездумно тащить в дом, так как радий испускает радон, а светомасса постоянного действия с радием со временем осыпается и в виде пыли попадает в пищу и лёгкие.

Есть ряд предметов с повышенным радиационным фоном, с помощью которых вполне можно проверить работу Вашего прибора, не нарушая при этом закон и не подвергая себя опасности. Перед проверкой не забудьте снять или сдвинуть крышку фильтра на датчике, если таковая имеется.

Гранит.

Облицовка памятников, станций метро и набережных. Зачастую гранит имеет фон 30…90 мкр/ч. На таком граните вполне можно проверить работоспособность дозиметров. Бывает, правда, гранит, фон которого не отличается от природного – 10…15мкр/ч.

Вольфрам-ториевые сварочные электроды WT-20 с красными головками.

Не спутайте с другими электродами другого цвета! Содержат около 2% радиоактивного тория. Свободно продаются в сварочных ларьках на базаре или магазинах сварочных принадлежностей. Лучше для теста использовать пачку электродов (5шт), а не один. Фон – 40….250мкр/ч. Для большей точечности источника можно порезать электроды кусочками по 5…10 см и сложить кучкой.

Хлорид калия

Радиоактивен за счет природного изотопа К-40, но радиоактивность эта слабая и опасности не представляет.
Купите пакет лабораторного хлорида калия или на базаре упаковку удобрения «Хлористый калий».
Таким образом, можно проверить измерители со слюдяными датчиками, а также приборы со съемными фильтрами. Не забудьте, кстати, эти фильтры снять перед измерением или открыть шторки датчиков. Прибор покажет фон 18…40 мкр/ч или 10…25 распадов/кв.см*мин. по бете. Приборы с встроенными компенсационными несъемными фильтрами типа Беллы могут вообще ничего не показать из-за малой чувствительности.

Ещё измерители можно проверить на обычном хрустале, сняв крышку фильтра. Хрусталь тоже содержит изотоп К-40 и дает незначительное превышение над фоном, как и хлорид калия. Приборы на СБМ-20, правда, плохо видят К-40.

Я буду очень рад, если моя статья помогла Вам определиться с выбором и покупкой дозиметра. 
Удачи Вам и нормального радиационного фона!
Ваш Олег Айзон.

Мастерская творчества

Знакомство с EOS M50

Что сегодня представляет собой продвинутая камера? Полнокадровый сенсор с большим разрешением, сверхвысокая скорость серийной съёмки, продолжительное время работы от одного аккумулятора и ценник подержаного автомобиля? Не всегда.

Поворотный экран со столь привычным нам сенсорным управлением, запись видео в формате 4К, компактность, возможность обрабатывать снимки сразу в камере и передавать их по Wi-Fi на принтер, смартфон или планшет? А вот это — пожалуй. Мы живём в век технологий, и именно они определяют популярность того или иного продукта, и то, станет ли он хитом продаж или же пройдёт незамеченным в ряду себе подобных.

Фотокамера Canon EOS M50, о которой пойдёт речь в нашем большом обзоре, обладает всем необходимым для того чтобы уверенно называться современной камерой. Она компактна и обладает набором характеристик, который удовлетворит широкие потребности как современного фотографа, так и видеоблоггера. Но давайте обо всём по порядку.

Основные возможности и особенности

Canon EOS M50 — это логическое продолжение моделей линейки M с индексами 5, 6 и 100. За тем лишь исключением, что М50 — это первая беззеркальная камера Canon, пишущая видео в формате 4К. Заметим, что это камера начального уровня, в отличие от флагманской М5. Но это не всё, чем может выделиться новая камера среди своих братьев и сестёр. Тут, пожалуй, работает правило совокупности. Инженеры компании постарались взять всё лучшее от предыдущих моделей, объединить вместе, но так, чтобы не сделать камеру слишком дорогой и громоздкой. И им это удалось.

Если говорить о других ключевых особенностях Canon EOS M50, то они следующие: датчик изображения формата APS-C с разрешением 24,1 Мп, новый процессор DIGIC 8, технология фокусировки Dual Pixel CMOS AF, от 99 до 143 точек автофокуса, скорость серийной съёмки до 10 кадров/с, встроенный электронный видоискатель, 3-дюймовый сенсорный экран с поворотным механизмом, обработка RAW-снимков в камере, модули Wi-Fi, NFC, Bluetooth, печать изображений напрямую из камеры, вес всего 390 граммов и корпус из поликарбоната. Неплохо для камеры начального уровня стоимостью ниже 1000$, согласитесь?

Давайте более подробно остановимся на технических характеристиках и после этого перейдём к дизайну, эргономике и управлению. В конце концов, камеру мы себе выбираем именно по её возможностям.

В Canon EOS M50 установлен датчик изображения типа CMOS с разрешением 24,1 Мп и физическим размером 22,3×14,9 мм — всем уже привычный формат APS-C. Он имеет систему встроенной очистки от пыли.

Canon EOS M50 / EF-M 18-150mm f/3.5-6.3 IS STM Установки: ISO 100, F6.3, 1 с, 74.0 мм экв.

Благодаря новому процессору DIGIC 8 скорость серийной съёмки достигает 10 кадров в секунду при постоянном фокусе и 7 кадров в секунду с автоматическим для каждого кадра. Впечатляющий результат даже для камер продвинутого уровня. Второе, и, пожалуй, главное из преимуществ нового процессора — это поддержка видеосъёмки в формате 4К. Но тут не обошлось без особенностей, о которых мы детально расскажем в соответствующем разделе.

Ко всему этому в Canon EOS M50 реализована технология Dual Pixel CMOS AF для автофокусировки, работающая по фазовому принципу. Каждый пиксель датчика изображения состоит из двух отдельных светодиодов, с которых по отдельности считывается информация о регистрируемом изображении, позволяющая вычислить фазовые сдвиги.

Canon EOS M50 / EF-M 18-150mm f/3.5-6.3 IS STM Установки: ISO 1000, F6.3, 1/200 с, 100.0 мм экв.

Количество областей фокусировки, которые покрывают 80% площади кадра, увеличено до 99 (с 49 точек в камерах EOS М предыдущих поколений). При использовании определённых объективов, в частности EF-M 18-150mm f/3.5-6.3 IS STM, EF-M 28mm f/3.5 Macro IS STM и EF-M 55-200mm f/4.5-6.3 IS STM, количество областей автофокуса возрастает до 143, а охват площади кадра становится равен 80% по ширине и 100% по высоте.

Добавьте сюда возможность подключения внешнего микрофона для записи качественного звука в процессе подготовки влогов, возможность обработки изображений в камере и отправки их напрямую из камеры на печать или на компьютер/ смартфон/планшет непосредственно в процессе съёмки и вы получите камеру под самый широкий круг задач современного фотографа и видеографа.

Canon EOS M50 снимает как в формате JPEG, так и в RAW. В ней впервые для камер EOS M применён новый 14-битный формат RAW — CR3. Он включает в себя новый алгоритм сжатия RAW-файлов — C-RAW, который заменяет M-RAW и S-RAW, при этом разрешение файла остаётся максимальным, а его размер уменьшается на 30-40%.

Canon EOS M50 питается от литий-ионного аккумулятора формата LP-E12. Его всегда хватает на съёмку заявленных 235 кадров (по паспорту) и более, при активной съёмке он садится за 2−3 часа. Если перевести камеру в экономичный режим, то можно выиграть ещё около часа работы или 150−200 кадров. Подзарядка камеры по USB, к сожалению, не предусмотрена. В комплекте идёт сетевое зарядное устройство для аккумулятора.

Дизайн, эргономика, управление

Корпус Canon EOS M50 выполнен из поликарбоната, что прямым образом влияет на небольшой вес (390 г). Камера к тому же довольно компактна: 116,3×88,1×58,7 мм. С такими объективами как EF-M 15-45mm f/3.5-6.3 IS STM или EF-M 22mm f/2 STM она способна поместиться в карман куртки и пробыть в нем целый день, не сильно напоминая о себе.

Дизайн — вещь субъективная, но по мнению редакции Prophotos.ru, Canon EOS M50 выглядит ярко и современно. Производитель предлагает камеру в двух цветовых решениях: традиционном чёрном и, привлекающем взгляды, белом с серыми вставками, что, согласитесь, встречается не так уж часто. У нас на тесте побывал светлый образец.

Обратите внимание на то, как элементы управления органично вписаны в дизайн. Камера, особенно в комплекте с серебристыми версиями объективов, должна очень понравиться поклонникам всем известной космической саги.

При продолжении осмотра камеры обращаешь внимание на встроенный видоискатель и сенсорный экран с поворотным механизмом. Снова повторюсь, что Canon EOS M50 — беззеркальная камера начального уровня, а данные атрибуты к начальному уровню можно отнести с большой натяжкой. Что ж, спасибо Canon.

Видоискатель здесь электронный, с разрешением 2,36 Мп. Картинка в нём выглядит живой и насыщенной. Помимо непосредственно фотографируемого изображения, можно вывести всю необходимую информацию: выдержка, диафрагма, баланс белого, ISO, режим фокусировки, серийная или покадровая съёмка, режим съёмки, количество кадров, сетка, гистограмма, электронный уровень и т.д.

Есть диоптрийная коррекция изображения, полезная для людей с не 100%-ым зрением. Соответствующий регулятор расположен под самим видоискателем на корпусе камеры. Работать с видоискателем комфортно, он не стробит и показывает живую картинку без ощутимых задержек.

Жидкокристаллический экран с диагональю 3 дюйма — емкостного типа, с разрешением 1,04 Мп, имеет регулировку яркости с 7 градациями. То, что он сенсорный и с поворотным механизмом, позволит снимать самые разные сюжеты, вплоть до селфи, выбирая при этом точку фокусировки простым нажатием на экран.

Canon EOS M50 / Canon EF-M 11-22mm f/4-5.6 IS STM Установки: ISO 250, F4, 1/60 с, 11.0 мм экв.

Отдельно отмечу, что экран можно повернуть лицом к корпусу и тем самым защитить его во время переноски или транспортировки. Приятный плюс в копилку бонусов камеры.

Отсек для аккумулятора и карты памяти находится снизу. Рядом — резьбовое штативное гнездо. Оно расположено точно по центру нижней панели (на оптической оси объектива), и при установке штативной площадки доступ к аккумулятору и карте памяти будет заблокирован.

Рукоятка-хват удобная для столь компактного корпуса. Она унаследована от Canon EOS M5. Камера удобно лежит в руке, особенно с объективами наподобие Canon EF-M 18-150mm f/3.5-6.3 IS STM. За счёт размеров такого объектива появляется дополнительный хват и повышается устойчивость камеры в руках. Впрочем, при съёмке объективами со встроенной системой стабилизации это не так важно.

Элементов управления на корпусе не много, но все основные присутствуют и расположены там, где они и должны быть. Диск выбора режимов съёмки объединён с курком включения и выключения камеры. Рядом расположены кнопка быстрой записи видео и программируемая кнопка M-Fn. Кнопка спуска затвора обрамлена управляющим диском, который принимает на себя различные функции в зависимости от режима съёмки, например, выбор значения диафрагмы или выдержки.

На правом торце корпуса расположена кнопка включения Wi-Fi и отсек с разъёмами micro-USB и micro-HDMI, закрытый эластичной заглушкой.

Сверху посередине находятся разъём «горячий башмак» для подключения аксессуаров и встроенная вспышка. Последняя поднимается и опускается вручную.

На задней панели на выступе-упоре для большого пальца находятся кнопки фиксации экспозиции и активации функции выбора точки фокусировки. При просмотре они служат для масштабирования снимков.

Ниже расположен навипад. Его центральная кнопка обеспечивает доступ к быстрому меню настроек и подтверждение действий. Боковые зоны обрамляющего кольца отвечают за переключение режима фокусировки AF/MF (автоматическая и ручная), ввод экспокоррекции, управление встроенной вспышкой и удаление фотографий.

Многим кнопкам можно назначить другие, необходимые фотографу функции, например: автокоррекция яркости, режим замера экспозиции, выбор стиля изображения и многих других.

Управление требует некоторого привыкания, поскольку некоторые полезные функции при недостаточной внимательности способны откровенно мешать съёмке. В частности, это касается выбора области фокуса по экрану: любое случайное прикосновение может сместить её в непредсказуемое место. Также, в достаточно интенсивном процессе съёмки, возможны случайные касания управляющего диска, расположенного под кнопкой спуска, что может привести к изменению настроек выдержки или диафрагмы.

Меню и настройки

Пора заглянуть в основное меню. Для владельцев камер Canon там всё привычно. Для остальных скажу, что меню хорошо продумано и структурировано — всё, что касается фотосъёмки, в одном разделе, а то, что относится к настройкам управления камерой — в другом. Разделы разбиты на отдельные вкладки, поэтому пролистывать экраны не требуется. Привыкнуть к такой системе совсем несложно, и находить нужные настройки легко.

Сенсорный экран позволяет с лёгкостью управлять настройками так же, как мы с вами привыкли делать это на смартфонах. Все пункты и строчки кликабельны, всё можно поменять касанием пальца. Время отклика минимальное, всё работает очень плавно и быстро. Но стоит помнить, что дисплеи емкостного типа не реагируют на прикосновения в обычных перчатках, поэтому зимой придётся управлять кнопками навипада или приобрести перчатки для работы с сенсорными дисплеями.

В Canon EOS M50 реализовано быстрое меню. Вызывается оно кнопкой Q/SET, расположенной в центре навипада.

С его помощью можно настроить работу всех необходимых параметров съёмки: область фокусировки, серийная или одиночная съёмка, баланс белого и много чего ещё. Изучив данное меню, вы с лёгкостью сможете оперировать всеми настройками и управлять съёмочным процессом, как профи. Сенсорный экран работает здесь так же быстро и точно. Вы можете настраивать меню под себя, добавляя или удаляя те, или иные параметры, меняя их местами простым перетаскиванием иконки параметра.

В Canon EOS M50 реализован режим Auto-ISO, где задаётся верхнее значение ISO, за которое автоматика не сможет выходить при подборе светочувствительности под условия съёмки.

Также в EOS M50 реализована функция автоматической фокусировки по глазам, которая активируется в режиме следящего автофокуса. Но, к сожалению, данный режим не в состоянии отслеживать глаза людей, находящихся в движении.

Камера в работе

Скоростные показатели

Canon EOS M50 / EF-M 18-150mm f/3.5-6.3 IS STM Установки: ISO 3200, F6.3, 1/160 с, 150.0 мм экв.

Скорость включения и готовности EOS M50 к съёмке вполне стандартная для подобного типа камер и составляет порядка 1,5−2 секунд.

Что касается скорости серийной съёмки, то она достигает 10 кадров/с при фиксированной автофокусировке (AF-S) для очереди до 25 кадров в формате JPEG. Если потребуется автофокусировка перед каждым кадром (AF-С), то скорость будет чуть ниже: 7 кадров/с. Этого достаточно для большинства динамичных сцен, кроме самых быстрых видов спорта, таких как бейсбол и настольный теннис.

Canon EOS M50 / EF-M 11-22mm f/4-5.6 IS STM Установки: ISO 2000, F5.6, 1/80 с, 22.0 мм экв.

Мы также провели замеры объёма и скорости заполнения буфера, используя карту памяти SDXC UHS-I Class 3 объёмом 128 ГБ. При съёмке в формате JPEG (размер L) скорость серийной съёмки снижается после 24−25 кадров. При съёмке в формате RAW (несжатом), камера делает серию из 10 кадров и далее снимает по 1 кадру в секунду, пока не отпустишь кнопку спуска. При съёмке сразу в двух форматах JPEG + RAW, ситуация схожа, но камера делает порядка 7 кадров и далее снимает по 1 кадру в секунду.

Фокусировка

Работу системы автоматической фокусировки с уверенностью можно назвать точной и быстрой. Даже сложные условия освещения камере не помеха.

Canon EOS M50 / EF-M 18-150mm f/3.5-6.3 IS STM Установки: ISO 320, F6.3, 1/80 с, 32.0 мм экв.

Методов автофокусировки три: слежение за объектом, зональный и автофокусировка по определённой точке.

В первом случае камера будет фокусироваться на выбранных лицах или объектах и отслеживать их положение в процессе съёмки. Подобный способ полезен при съёмке репортажей, динамичных объектов или детских портретов. Камера точно отслеживает положение объекта в пространстве и ведёт его до самого края кадра.

Зональный режим и фокусировка по определённой точке придут на помощь при съёмке архитектуры или в предметной съёмке, когда требуется точная фокусировка по определённой области объекта или конкретной точке.​

Отметим большой плюс сенсорного экрана — он обеспечивает удобство фокусировки одним касанием экрана и отлично с этим справляется.

Ускорить процесс съёмки также позволяет функция автоматического спуска при касании экрана. Функция работает очень точно и будет полезной при архитектурной, интерьерной и пейзажной съёмке, когда вы одновременно со спуском затвора меняете область автофокусировки.

Canon EOS M50 / EF-M 18-150mm f/3.5-6.3 IS STM Установки: ISO 2500, F6.3, 1/250 с, 150.0 мм экв.

Съёмка в автоматических режимах

Давайте перейдём непосредственно к съёмке и разберёмся, на что способна Canon EOS M50. У меня с собой несколько объективов системы EF-M. Первым я использовал зум EF-M 18-150mm f/3.5-6.3 IS STM. Его универсальный диапазон фокусных расстояний идеально подойдёт для ежедневной съёмки, при этом объектив сравнительно компактен.

Canon EOS M50 / Canon EF-M 15-45mm f/3.5-6.3 IS STM Установки: ISO 100, F8, 1/320 с, 45.0 мм экв.

Традиционные творческие режимы съёмки — P (программный), Tv (приоритет выдержки), Av (приоритет диафрагмы), М (полностью ручной режим) хорошо знакомы опытным фотографам, но начинать с них знакомство с фотографией непросто.

Для тех, кто только начинает постигать азы фотографии, Canon EOS M50 предлагает несколько автоматических режимов, которые призваны облегчить работу с камерой и сам процесс съёмок

Полностью автоматическая съёмка

Canon EOS M50 / EF-M 15-45mm f/3.5-6.3 IS STM Установки: ISO 100, F9, 1/320 с, 45.0 мм экв.

Первым по степени важности и уровню оказываемой помощи является «Интеллектуальный сценарный режим».

Это полностью автоматический режим который самостоятельно определяет снимаемый сюжет и условия съёмки, подбирает настройки. Также он подскажет, когда задействовать вспышку, если камера определила лицо, а света недостаточно.

При помощи функции «Творческий помощник» также есть возможность настраивать параметры съёмки на уровне: темнее/светлее, ярче/нейтральнее, резче/нерезче. Всё интуитивно понятно, и главное, результат вы тут же видите на экране. Подробности — ниже.

Canon EOS M50 / EF-M 15-45mm f/3.5-6.3 IS STM Установки: ISO 800, F4.5, 1/320 с, 28.0 мм экв.

Отмечу, что интеллектуальный сценарный режим хорошо справляется с цветопередачей при разном освещении, с выставлением правильной экспозиции и с фокусировкой на сюжетах, где главный объект довольно большой и контрастный.

Canon EOS M50 / EF-M 15-45mm f/3.5-6.3 IS STM Установки: ISO 100, F8, 1/320 с, 44.0 мм экв.

Функция «Творческий помощник»

Когда способностей искусственного интеллекта вам покажется мало, захочется вмешаться в процесс и подправить некоторые параметры. Всё-таки автоматика, есть автоматика, а художник видит по-своему.

На помощь вам придут восемь параметров: предустановка по цвету, размытие фона, яркость, контрастность, насыщенность, две настройки цвета тона (от синего к красному, от пурпурного к зеленому) и монохромность изображения (ч/б, сепия и т.д.).

Тут уже есть где разгуляться и покреативить.

Функция «Творческий помощник» будет весьма полезна новичкам — она помогает лучше освоиться в настройках и понять, что к чему в мире фотографии.

Сюжетные программы

Второй по значимости режим — SCN (от англ. scene — сцена), также называемый режимом сюжетных программ.

Он также полностью автоматический, тоже призван облегчить работу с камерой начинающим фотографам. В нём доступно 11 предустановленных сюжетных программ (сцен): Автопортрет, Портрет, Сглаживание кожи, Пейзаж, Спорт, Крупный план (макро), Еда, Съёмка с проводкой, Съёмка с рук ночью, HDR контрового света, Бесшумный режим.

Съёмка в программе «Автопортрет». Canon EOS M50 / Canon EF-M 15-45mm f/3.5-6.3 IS STM Установки: ISO 100, F3.5, 1/160 с, 15.0 мм экв.

Хотя этот режим и является полностью автоматическим, в каждой из сцен есть параметры, которые можно отрегулировать на своё усмотрение. К примеру, в сцене «Автопортрет» можно настроить уровень эффекта гладкой кожи, в сцене «Еда» осуществить регулировку цветового тона от холодного к тёплому, в сцене «Съёмка с проводкой» — отрегулировать уровень размытия фона.

Сюжетный режим поможет начинающим фотографам сконцентрироваться на творческой составляющей процесса под названием фотография и меньше думать о настройках камеры.

Гибридный авторежим

Весьма интересен режим Hybrid Auto, который раньше уже встречался в фотокамерах Canon. Он позволяет сделать фотоснимок, одновременно с ним сохраняя небольшой видеофрагмент с событиями, предшествующими нажатию на кнопку спуска. После окончания съёмки все видеофрагменты, снятые за день, можно автоматически объединить в готовый видеоролик.

Съёмка в сложных условиях

В вечернее время можно как следует проверить, как поведёт себя датчик изображения Canon EOS M50 при съёмке в вечернее время и вообще в условиях сложного освещения.

Canon EOS M50 / EF-M 18-150mm f/3.5-6.3 IS STM Установки: ISO 100, F6.3, 1 с, 150.0 мм экв.

По опыту работы с другими фотокамерами Canon, я уже знаю примерные возможности сенсора, установленного в Canon EOS M50. Обычно, психологический порог ISO для таких сенсоров — 3200 единиц, и у меня есть отличная возможность это проверить.

89-й этаж башни «Федерация» на закате вполне для этого подойдёт. Установим камеру на штатив и проведём наш традиционный тест на ISO.

Начнём со значения в 100 единиц ISO. Здесь, как мы видим, шумы полностью отсутствуют, картинка целостная, и наличия каких-либо артефактов мы не наблюдаем. Все детали архитектуры гостиницы «Украина» и Белого Дома отчётливо видны.

Canon EOS M50 / Canon EF-M 18-150mm f/3.5-6.3 IS STM Установки: ISO 100, F6.3, 1/2 с, 84.0 мм экв.

Идём далее — 200 и 400 ISO. Картинка сохраняет свою целостность. Если какой-либо мелкий шум и появился, то лишь на однородном фоне Москвы-реки, и его можно увидеть только при детальном рассмотрении в редакторе.

Далее — 800 ISO. Это, пожалуй, первое значение, на котором появляются признаки мелкого шума, но существенной потери в детализации картинки мы не наблюдаем. Фотография полностью подходит как для публикации в сети, так и для печати на больших форматах, особенно после обработки в фоторедакторе, где поработали с параметрами шумоподавления.

 

Canon EOS M50 / Canon EF-M 18-150mm f/3.5-6.3 IS STM Установки: ISO 800, F6.3, 1/15 с, 84.0 мм экв.

Следующий этап — 1600 и 3200 ISO. Это как раз те значения, при которых уже приходится идти на компромиссы по качеству или резкости картинки. Вариативность данных значений напрямую зависит от условий съёмки и уровня освещённости. Шумы заметны, но не настолько, чтобы лезть в глаза, и их несложно поправить в редакторе. Но повторюсь, это предельные психологические значения, и в режиме AUTO-ISO я рекомендую выставлять именно их и не поднимать планку выше.

Но давайте посмотрим, что предложит нам сенсор ближе к заявленному максимуму по светочувствительности — на значениях 6400, 12800 и 25600 ISO. Если значение 6400 единиц ISO ещё можно назвать удобоваримым и стоит попробовать напечатать мелким и средним форматом, то 12800 и 25600 это, скорее, демонстрация чисто технических возможностей камеры. Картинка стала рыхлой, наблюдается как яркостный, так и цветной шум, деградация цвета, а все текстуры потеряны.

В целом — отличный результат для любительской камеры. Не каждая полупрофессиональная APS-C камера способна показать рабочее ISO 3200, а тут у нас — беззеркальная камера стоимостью ниже $1000.

Примеры снимков с умеренно высокими значениями ISO:

Мы в Prophotos глубоко убеждены, что фотография становится настоящей лишь после того, как будет напечатана на бумаге.

Распечатанный на фотобумаге снимок воспринимается по-другому. Это уже осязаемая вещь — семейная ценность или предмет искусства, а не простой набор пикселей.

В рамках этого обзора для печати снимков мы использовали два принтера Canon: PIXMA PRO-100S и PIXMA TS8140. Для одного из снимков, сделанного в очень сложных по свету условиях на ISO 3200, мы выбрали принтер Canon PRO-100S и формат бумаги A4. Как показал результат, данное значение ISO полностью подходит для печати крупным форматом, зернистость видна только с очень близкого расстояния, с которого обычно фотографии подобных форматов и не рассматривают. А те шумы, которые были заметны невооружённым глазом, скорее похожи на эффект кинематографической плёнки и лишь придают определённый шарм картинке. Цвета переданы точно в соответствии с оригиналом. Детализации для формата А4 достаточно.

За счёт использования в принтере Canon PRO-100S отдельного чёрного и серого картриджа, снимки получаются более насыщенными, живыми, контрастными. Принтер поддерживает работу с бумагой формата до А3+, позволяет печатать на разных типах фотобумаги: от матовой до глянцевой. Мы использовали текстурированную полуглянцевую бумагу Pro Luster.

Для высокодетализированных снимков мы выбрали МФУ Canon PIXMA TS8140, формат бумаги А4 (глянцевая Canon Photo Paper Plus Glossy II). Результат не разочаровал и в этом случае. Картинка полностью соответствует оригинальному цифровому кадру, детали переданы резко и точно.

Фотографы также оценят удобство печати напрямую с фотоаппарата при помощи Wi-Fi. Эту возможность поддерживают и PIXMA TS8140, и Canon EOS M50. Модуль беспроводной связи по Wi-Fi позволяет печатать фото и документы с мобильных устройств, а также подключаться к вашей беспроводной сети и располагать печатающее устройство там, где вам удобно. Можно и просто вставить в принтер карту памяти и напечатать с неё напрямую. Сенсорный дисплей в этом случае здорово упрощает процесс выбора снимков.

Динамический диапазон

В Canon EOS M50 реализованы две функции, позволяющие корректировать яркость и контрастность снимаемого изображения, а также переходы полутонов из темного в светлое и наоборот.

Первая — «автокоррекция яркости» — помогает скорректировать тёмные и светлые участки кадра для получения более сбалансированной картинки. Функция имеет три степени компенсации: слабая, стандартная и высокая, и может быть отключена вовсе. Её вызов можно назначить на многофункциональную кнопку M-Fn.

Вторая функция называется «приоритет светов». Она позволяет не терять детали на светлых участках кадра. Как известно, светлые участки в редакторе обычно «тянутся» хуже, чем тёмные.

Но стоит помнить, что при активности этой функции минимальное ISO ограничивается 200 единицами.

Надо сказать, что динамический диапазон у Canon EOS M50, даже без применения упомянутых выше функций, достаточно широк и при не слишком контрастном свете позволяет точно передавать тонкие переходы и тона вечернего неба, тумана и т.п.

Canon EOS M50 / Canon EF-M 18-150mm f/3.5-6.3 IS STM Установки: ISO 100, F4, 1/125 с, 24.0 мм экв.

Если же поработать с RAW-версией снимка (новый формат CR3), то результат будет ещё лучше. При сохранении тонких тоновых переходов удастся полностью избавиться от цветного шума.

Также при обработке «сырого» формата получится вытянуть много деталей из глубоких теней.

Цветопередача

При съёмке в условиях смешанного и сложного освещения с хорошей стороны проявил себя автоматический замер баланса белого.

Canon EOS M50 / Canon EF-M 11-22mm f/4-5.6 IS STM Установки: ISO 100, F8, 1/6 с, 11.0 мм экв.

В подавляющем количестве случаев камера верно определяла цветовую температуру сцены и подбирала соответствующее значение коррекции.

Canon EOS M50 / EF-M 18-150mm f/3.5-6.3 IS STM Установки: ISO 800, F6.3, 1/250 с, 150.0 мм экв.

Также в камере присутствуют стандартные предустановки баланса белого, соответствующие наиболее распространённым источникам освещения.

Однако встречаются ситуации (например, при съёмке в студии), которые автоматике неподвластны. В этом случае Canon EOS M50 позволяет установить баланс белого самостоятельно, в том числе, вводя вручную значение в кельвинах.

Специальные и творческие возможности

В данном разделе я расскажу про несколько функций Canon EOS M50, позволяющих работать особым образом как с камерой, так и со снимками, не прибегая при этом к помощи сторонних устройств, таких как компьютер или планшет.

Тонкие настройки

Начнём, пожалуй, с внутрикамерных особенностей. Во-первых, камера автоматически определяет подключенный современный объектив Canon и показывает возможные варианты коррекции его аберраций: хроматических, дифракционных, геометрических искажений или виньетирования (периферийного освещения).

Приятно осознавать, что все неидеальные моменты оптики можно исправить в самой камере, причём уже при съёмке.

«Имитация экспозиции» — функция, позволяющая отображать на экране в режиме Live View именно то изображение, которое вы в итоге получите. Эту функцию можно включить или выключить, например, при работе с импульсным светом в студии.

Быстро выбирать область автофокуса, не отрывая глаза от видоискателя, поможет функция «Активная сенсорная область». Активировав её и указав зону работы сенсора, вы сможете визировать сцену через видоискатель, а рамку автофокуса перемещать пальцем, двигая его без отрыва по экрану.

Для облегчения ручной фокусировки есть возможность выделить цветом (красный, синий, жёлтый) контрастные края предметов, находящихся в области резкости — использовать фокус-пикинг.

Среди манипуляций над готовыми (отснятыми) изображениями отмечу: защиту от удаления, присвоение оценки от 1 до 5 звёзд, применение художественных фильтров (см. ниже), поворот, изменение размера или кадрирование с возможностью сохранить результат в новый файл, поиск по параметрам (оценка, дата, защищённые, только фото, только видео).

Но самое интересное, пожалуй, это редактирование RAW-изображений прямо в камере — при помощи функции «Творческий помощник».

Творческий помощник

С помощью функции «Творческий помощник» можно обработать RAW-файл прямо в камере (по сути — проявка) и сохранить результат в формате JPEG на карте памяти.

Для облегчения обработки имеются готовые фильтры и пресеты.

Впрочем, можно и самостоятельно корректировать яркость, контрастность, насыщенность, цвета или перевести изображение в монохромное и затонировать (ч/б, сепия, синий, пурпурный, зелёный).

После выбора нескольких изображений вы можете задать их размер после конвертации в JPEG, скорректировать баланс белого, яркость, цветовое пространство, применить шумоподавление.

Художественные фильтры

Отдельного упоминания заслуживает режим «Художественные фильтры». Выбираем один из 10 фильтров: «Зернистый Ч/Б», «Мягкий фокус», «Эффект рыбьего глаза», «Эффект Акварель», «Эффект игрушечной камеры», «Эффект миниатюры», «HDR художественный стандартный», «HDR художественный яркий», «HDR художественный масло» и «HDR художественный рельеф».

Можно вести съёмку сразу с применением эффекта. Результаты сохранятся в формате JPG. Большую часть фильтров можно скорректировать, усилив или, наоборот, ослабив применяемый эффект. Применяются фильтры и к уже готовым фотографиям, снятым в других съёмочных режимах.

Беспроводные возможности. Видеосъёмка

Беспроводные возможности

Используя беспроводные интерфейсы Canon EOS M50 (Bluetooth, Wi-Fi и NFC), фотографы имеют возможность тут же поделиться полученными фотографиями или загрузить их в соцсети. Помимо смартфонов и планшетов, поддерживаются фотокамеры и принтеры Canon. Фотографии можно распечатывать напрямую с камеры, минуя персональный компьютер.

Беспроводные интерфейсы позволяют управлять камерой дистанционно. Загрузив на смартфон или планшет приложение Canon Camera Connect (для iOS и Android), фотографы смогут управлять съёмкой, настройками и передачей снимков.

Интерфейс Bluetooth 4.1 поддерживает технологию Low energy и применяется для дистанционного управления камерой со смартфона. Такое подключение будет здорово экономить заряд аккумулятора, но взамен немного ограничит функциональность. Дистанционно получится лишь осуществлять спуск затвора при фотосъёмке, запускать видеосъёмку и листать фотографии в режиме просмотра.

Также с помощью приложения можно пересылать фотографии из камеры в мобильное устройство или передавать оттуда GPS-координаты, которые будут записаны в EXIF фотоснимка. В некоторых RAW-конвертерах (например, Adobe Lightroom) таким образом можно привязать фотографии к локации на спутниковой карте.

При наличии поблизости доступной Wi-Fi-сети, камера способна выйти в интернет напрямую и переслать уже сделанные фотографии в облачные сервисы. Их список не слишком обширен, однако в него входят не только родные Irista и CANON iMAGE GATEWAY, но и популярные Facebook, Twitter, YouTube, Google Drive и Flickr.

Видеосъёмка

Самое время напомнить, что Canon EOS M50 является первым беззеркальным фотоаппаратом компании с возможностью записи видео в формате 4К. Поддерживаемые форматы видеосъёмки: 3840×2160 точек при 25 кадров/с, 1920×1080 точек при 50/25 кадров/с и 1280×720 точек при 50 кадров/с.

Запись в формате 4К возможна только при переводе камеры в режим «Видео» диском выбора режимов съёмки.

   

Ложкой дёгтя в этой компактной баночке мёда является тот факт, что технология автофокусировки Dual Pixel CMOS AF не поддерживается при записи 4К-видео. Вместо неё используется метод определения контрастности со следящей автофокусировкой (Servo AF).

Впрочем, просматривая уже отснятый материал, догадаться об этом непросто. Следящий автофокус здесь так же цепок, как и во время фотосъёмки, но работает более плавно. Прикосновением к экрану можно назначить (или поменять) объект для слежения.

   

Не смущают автофокус и препятствия наподобие стекла, расположенного под углом к оси объектива.

     

Отлично справляется со своей работой во время съёмки улучшенная встроенная цифровая динамическая стабилизация изображения (Dynamic IS), которая поддерживает совместную работу с оптическими стабилизаторами в объективах. Это позволяет не только полностью компенсировать тряску камеры, но и добиться плавной картинки во время панорамирования сцены, а также автоматического выравнивания горизонта.

Автоматический режим видеосъёмки не позволяет изменять какие-либо параметры съёмки. В ручном режиме становится доступна настройка выдержки, диафрагмы и ISO, причём непосредственно во время видеосъёмки.

Для качественной записи звука, что особенно важно для видеоблоггеров, к камере можно подключить внешний микрофон через 3,5-мм разъём на левом торце корпуса.

Помимо стандартной видеозаписи, в Canon EOS M50 реализована съёмка в формате HD (1280×720 точек) со скоростью 100 кадров/c, что обеспечивает замедленное воспроизведение. Правда, в этом режиме видеосъёмки отключается следящий автофокус и предварительный автофокус, а также цифровая стабилизация видео. Объект съёмки можно выбрать касанием экрана, а кнопкой спуска — навестись на фокус.

Выводы

Canon EOS M50 можно смело рекомендовать всем фотографам, которым нужна компактная и лёгкая фотокамера со сменной оптикой, хорошо справляющаяся со всеми типовыми сюжетами и умеющая снимать видео 4К.

Canon EOS M50 / EF-M 18-150mm f/3.5-6.3 IS STM Установки: ISO 800, F6.3, 1/250 с, 150.0 мм экв.

Важные плюсы EOS M50 — скорость работы и гибкость настроек, которой позавидуют многие зеркалки. Управление понятное, интуитивное, легкое, и главное, — быстрое. Датчик изображения формата APS-C с физическим размером 22,3×14,9 мм и высоким разрешением 24,1 Мп, вкупе с процессором DIGIC 8 обеспечивают высокодетализированную картинку.

Canon EOS M50 / EF-M 18-150mm f/3.5-6.3 IS STM Установки: ISO 100, F6.3, 1/100 с, 35.0 мм экв.

Камера вполне способна справиться со съёмкой динамичных сюжетов благодаря скорости серийной съёмки до 10 кадров/с и уверенному и быстрому автофокусу с технологией Dual Pixel CMOS AF. При этом опытные фотографы, благодаря сенсорному дисплею, смогут управлять настройками так же гибко, как и на зеркальных фотоаппаратах с множеством кнопок. ЖК-дисплей, к тому же, поворотный, что позволит снимать практически с любого угла и легко реализовать любую творческую задумку. Электронный видоискатель с высоким разрешением обеспечит удобную съёмку даже при ярком солнце.

Canon EOS M50 / EF-M 11-22mm f/4-5.6 IS STM Установки: ISO 100, F14, 1/160 с, 11.0 мм экв.

Малый вес и компактность позволяют всегда брать камеру Canon EOS M50 с собой, поэтому она станет идеальным спутником в путешествии. Её корпус в светлом исполнении украсит любой отпускной наряд, а черный позволит не привлекать к себе ненужного внимания. Беспроводное управление, в том числе через энергоэффективное соединение по Bluetooth, обеспечит удобное дистанционное управление и быструю отправку снимков друзьям и в интернет.

Впрочем, есть у Canon EOS M50 и некоторые недостатки. Один из них — более высокое (по сравнению с зеркалками) энергопотребление и отсутствие поддержки зарядки через USB. Поэтому владельцу камеры перед путешествием стоит запастись дополнительными аккумуляторами. Буфер при съемке RAW не слишком большой, как и у всех любительских моделей.

Плюсы:

• большой датчик изображения формата APS-C;
• запись видео в формате 4К;
• уверенная работа в авторежиме;
• развитая функциональность, настраиваемое управление;
• широкие творческие возможности;
• высокая скорость серийной съёмки;
• технология Dual Pixel CMOS AF для быстрой и точной фокусировки;
• высокое качество снимков до ISO 3200;
• сенсорный 3-дюймовый дисплей с поворотным механизмом;
• удобный электронный OLED-видоискатель с разрешением 2 360 000 точек;
• компактный и лёгкий корпус;
• встроенные модули Wi-Fi, Bluetooth, NFC, возможность геотеггинга с помощью смартфона.

Минусы:

• Dual Pixel CMOS AF не работает в режиме записи 4К-видео;
• непродолжительное время работы от аккумулятора;
• не поддерживается зарядка по USB;
• блокировка отсека карты памяти и аккумулятора при съёмке со штатива.

Как сенсорный экран распознает? Базовое понимание сенсорных панелей

Технологии сенсорных панелей являются ключевой темой современных цифровых устройств, включая смартфоны, планшеты, такие как iPad, экраны на задней панели цифровых камер, Nintendo DS и устройства с Windows 7. Термин «сенсорная панель» включает в себя различные технологии для определения касания пальцем или стилусом. На этом занятии мы рассмотрим основные методы распознавания сенсорной панели и познакомимся с характеристиками и оптимальным применением каждого из них.

Примечание. Ниже приводится перевод с японского языка статьи ITmedia «Как сенсорный экран? Основные сведения о сенсорных панелях», опубликованной 27 сентября 2010 г. Copyright 2011 ITmedia Inc. Все права защищены.

Сенсорные панели стали частью повседневной жизни

Сенсорная панель — это часть оборудования, которая позволяет пользователям взаимодействовать с компьютером, напрямую касаясь экрана. Включение в монитор таких функций, как датчики, определяющие действия касания, позволяет давать компьютеру инструкции, определяя положение пальца или стилуса.По сути, он становится устройством, сочетающим в себе две функции отображения и ввода. Возможно, мы не часто думаем об этом, но сенсорные панели интегрированы во все аспекты нашей жизни. Люди, которым нравится использовать цифровые устройства, такие как смартфоны, постоянно взаимодействуют с сенсорными панелями в повседневной жизни, но то же самое делают и другие: в таких устройствах, как банковские банкоматы, автоматы по продаже билетов на железнодорожных станциях, электронные киоски в магазинах шаговой доступности, цифровые фотопринтеры в магазинах массовых товаров и т. Д. библиотечные информационные терминалы, копировальные аппараты и автомобильные навигационные системы.

На этом занятии обсуждаются системы с сенсорными панелями

Основным фактором, способствующим распространению сенсорных панелей, являются преимущества, которые они предлагают в виде интуитивно понятного управления. Поскольку их можно использовать для ввода посредством прямого контакта со значками и кнопками, их легко понять и легко использовать даже для людей, не привыкших к работе с компьютерами. Сенсорные панели также способствуют миниатюризации и упрощению устройств за счет объединения дисплея и ввода в единую часть оборудования.Поскольку кнопки сенсорной панели являются программными, а не аппаратными, их интерфейсы легко изменить с помощью программного обеспечения.

Основные области применения ЖК-мониторов с сенсорными панелями. Эти устройства используются во многих распространенных сферах.

Хотя сенсорной панели требуется широкий спектр характеристик, включая, прежде всего, видимость дисплея, а также точность определения положения, быструю реакцию на ввод, долговечность и стоимость установки, их характеристики сильно различаются в зависимости от методов, используемых для распознавания сенсорного ввода.Некоторые типичные методы обнаружения сенсорной панели обсуждаются ниже.

Сенсорные панели резистивные пленочные

По состоянию на 2010 год резистивная пленка представляла собой наиболее широко используемый метод измерения на рынке сенсорных панелей. Сенсорные панели, основанные на этом методе, называются чувствительными к давлению или аналогово-резистивными пленочными сенсорными панелями. Помимо автономных ЖК-мониторов, эта технология используется в большом количестве устройств малого и среднего размера, включая смартфоны, мобильные телефоны, КПК, автомобильные навигационные системы и Nintendo DS.

При использовании этого метода положение на экране, к которому прикасаются пальцем, стилусом или другим предметом, определяется по изменению давления. Монитор имеет простую внутреннюю структуру: стеклянный экран и пленочный экран, разделенные узким зазором, к каждому из которых прикреплена прозрачная электродная пленка (электродный слой). При нажатии на поверхность экрана электроды в пленке и стекле соприкасаются, в результате чего возникает электрический ток. Точка контакта идентифицируется по изменению напряжения.

К преимуществам этой системы можно отнести дешевизну производства благодаря простой конструкции. Система также потребляет меньше электроэнергии, чем другие методы, и получаемые в результате конфигурации устойчивы к пыли и воде, поскольку поверхность покрыта пленкой. Поскольку ввод включает давление, прикладываемое к пленке, его можно использовать для ввода не только голыми пальцами, но даже в перчатках или с помощью стилуса. Эти экраны также можно использовать для ввода рукописного текста.

К недостаткам относятся более низкий коэффициент пропускания света (снижение качества отображения) из-за пленки и двух электродных слоев; относительно меньшая прочность и ударопрочность; и уменьшенная точность обнаружения с экранами большего размера. (Точность можно поддерживать другими способами — например, разделив экран на несколько областей для обнаружения.)

Емкостные сенсорные панели

Емкостные сенсорные панели представляют собой второй наиболее широко используемый метод измерения после резистивных пленочных сенсорных панелей.В соответствии с терминами, используемыми для вышеупомянутых аналоговых резистивных сенсорных панелей, они также называются аналоговыми емкостными сенсорными панелями. Помимо автономных ЖК-мониторов, они часто используются в тех же устройствах с резистивными пленочными сенсорными панелями, как смартфоны и мобильные телефоны.

При использовании этого метода точка, в которой происходит прикосновение, идентифицируется с помощью датчиков, которые определяют незначительные изменения электрического тока, возникающего при контакте с пальцем, или изменения электростатической емкости (нагрузки).Поскольку датчики реагируют на статическую электрическую емкость человеческого тела, когда палец приближается к экрану, ими также можно управлять аналогично перемещению указателя в области, к которой прикасаются на экране.

Этот метод используют два типа сенсорных панелей: поверхностные емкостные сенсорные панели и проекционные емкостные сенсорные панели. Внутренние структуры этих двух типов различаются.

Поверхностные емкостные сенсорные панели
Поверхностные емкостные сенсорные панели часто используются в относительно больших панелях.Внутри этих панелей поверх стеклянной подложки помещена прозрачная электродная пленка (электродный слой), покрытая защитной крышкой. Электрическое напряжение подается на электроды, расположенные в четырех углах стеклянной подложки, создавая однородное низковольтное электрическое поле по всей панели. Координаты положения, в котором палец касается экрана, определяются путем измерения результирующих изменений электростатической емкости в четырех углах панели.

Хотя этот тип емкостной сенсорной панели имеет более простую структуру, чем проекционная емкостная сенсорная панель, и по этой причине предлагает более низкую стоимость, конструктивно сложно обнаружить контакт в двух или более точках одновременно (мультитач).

Проекционные емкостные сенсорные панели
Проекционные емкостные сенсорные панели часто используются для экранов меньшего размера, чем поверхностные емкостные сенсорные панели. Они привлекли к себе большое внимание в сфере мобильных устройств. В iPhone, iPod Touch и iPad этот метод используется для достижения высокоточной мультисенсорной функции и высокой скорости отклика.

Внутренняя структура этих сенсорных панелей состоит из подложки, включающей микросхему для обработки вычислений, поверх которой расположен слой множества прозрачных электродов, расположенных в виде определенных рисунков.Поверхность закрывается изолирующим стеклом или пластиковой крышкой. Когда палец приближается к поверхности, электростатическая емкость между несколькими электродами изменяется одновременно, и положение, в котором происходит контакт, можно точно определить путем измерения соотношений между этими электрическими токами.

Уникальной характеристикой проецируемой емкостной сенсорной панели является тот факт, что большое количество электродов позволяет точно определять контакт в нескольких точках (мультитач).Однако проектируемые емкостные сенсорные панели с оксидом индия и олова (ITO), используемые в смартфонах и аналогичных устройствах, плохо подходят для использования на больших экранах, поскольку увеличение размера экрана приводит к увеличению сопротивления (т. Е. Более медленной передаче электрического тока), что увеличивает количество ошибок и шума при обнаружении точек касания.

В более крупных сенсорных панелях используются емкостные сенсорные панели с выступом по центру провода, в которых очень тонкие электрические провода проложены в виде сетки в виде прозрачного электродного слоя.В то время как более низкое сопротивление делает проекционные емкостные сенсорные панели с центральным проводом очень чувствительными, они менее подходят для массового производства, чем травление ITO.

Выше мы суммировали различия между двумя типами емкостных сенсорных панелей. Общие характеристики таких панелей включают тот факт, что в отличие от сенсорных панелей с резистивной пленкой, они не реагируют на прикосновения одеждой или стандартными щупами. Они обладают высокой устойчивостью к пыли и каплям воды, а также высокой прочностью и устойчивостью к царапинам.Кроме того, их светопропускание выше, чем у резистивных пленочных сенсорных панелей.

С другой стороны, для этих сенсорных панелей требуется палец или специальный стилус. С ними нельзя работать в перчатках, и они чувствительны к воздействию ближайших металлических конструкций.

Сенсорные панели на поверхностных акустических волнах (SAW)

Сенсорные панели с поверхностной акустической волной (SAW) были разработаны в основном для устранения недостатков, связанных с низким коэффициентом пропускания света в сенсорных панелях с резистивной пленкой, то есть для получения ярких сенсорных панелей с высоким уровнем видимости.Их также называют сенсорными панелями с поверхностной волной или акустической волной. Помимо автономных ЖК-мониторов, они широко используются в общественных местах, в таких устройствах, как торговые терминалы, банкоматы и электронные киоски.

Эти панели определяют положение экрана, в котором происходит контакт с пальцем или другим предметом, с помощью затухания ультразвуковых упругих волн на поверхности. Внутренняя структура этих панелей спроектирована таким образом, что несколько пьезоэлектрических преобразователей, расположенных в углах стеклянной подложки, передают ультразвуковые поверхностные упругие волны в виде колебаний на поверхности панели, которые принимаются преобразователями, установленными напротив передающих.При прикосновении к экрану ультразвуковые волны поглощаются и ослабляются пальцем или другим предметом. Местоположение определяется путем обнаружения этих изменений. Естественно, пользователь не ощущает этих вибраций при прикосновении к экрану. Эти панели очень просты в использовании.

К сильным сторонам сенсорной панели этого типа относятся высокий коэффициент пропускания света и превосходная видимость, поскольку конструкция не требует наличия пленки или прозрачных электродов на экране. Кроме того, поверхность стекла обеспечивает лучшую прочность и устойчивость к царапинам, чем емкостная сенсорная панель.Еще одно преимущество состоит в том, что даже если поверхность каким-то образом поцарапается, панель остается чувствительной к прикосновениям. (На емкостной сенсорной панели царапины на поверхности могут иногда прерывать сигналы.) Конструктивно этот тип панели обеспечивает высокую стабильность и длительный срок службы, без изменений с течением времени или отклонений в положении.

Слабые стороны включают совместимость только с пальцами и мягкими предметами (например, перчатками), которые поглощают ультразвуковые поверхностные упругие волны. Эти панели требуют специальных стилусов и могут реагировать на такие вещества, как капли воды или мелких насекомых на панели.

В целом, однако, у этих сенсорных панелей относительно мало недостатков. Последние разработки, такие как усовершенствование производственных технологий, также повышают их рентабельность.

Оптические сенсорные панели (сенсорные инфракрасные сенсорные панели для оптических изображений)

Категория оптических сенсорных панелей включает несколько методов обнаружения. Количество продуктов, в которых используются сенсорные панели инфракрасного оптического изображения на основе инфракрасных датчиков изображения для определения положения посредством триангуляции, в последние годы выросло, в основном среди более крупных панелей.

Сенсорная панель в этой категории имеет по одному инфракрасному светодиоду на левом и правом краях верхней части панели, а также датчик изображения (камеру). Световозвращающая лента, отражающая падающий свет вдоль оси падения, прикреплена вдоль оставшейся левой, правой и нижней сторон. Когда палец или другой объект касается экрана, датчик изображения улавливает тени, образующиеся при блокировании инфракрасного света. Координаты места контакта выводятся путем триангуляции.

Сенсорные панели с электромагнитной индукцией

Хотя этот тип несколько отличается от вышеупомянутых сенсорных панелей, давайте коснемся темы сенсорных панелей с электромагнитной индукцией. Этот метод используется в таких устройствах, как графические ЖК-планшеты, планшетные ПК и кабины для наклеек Purikura.

Этот метод ввода для графических планшетов, который изначально не имел мониторов, обеспечивает высокоточную сенсорную панель за счет комбинации сенсора с ЖК-панелью.Когда пользователь касается экрана специальным стилусом, который генерирует магнитное поле, датчики на панели принимают электромагнитную энергию и используют ее для определения положения пера.

Поскольку для ввода используется специальное перо, ввод пальцем или универсальным пером невозможен, и этот метод имеет ограниченное применение. Тем не менее, в этом есть как положительные, так и отрицательные стороны. Это исключает ошибки ввода, связанные с окружающей средой или непреднамеренными манипуляциями с экраном.Поскольку эта технология была предназначена для использования в графических планшетах, она обеспечивает превосходную точность сенсора, что позволяет, например, плавно изменять ширину линии, точно определяя давление, с которым стилус прижимается к экрану (электростатическая емкость). Такой подход к дизайну также придает экрану высокую светопропускаемость и долговечность.

Сводка тенденций в методах обнаружения сенсорных панелей

В таблице ниже приведены характеристики рассмотренных нами сенсорных панелей.Имейте в виду, что даже в устройствах, основанных на одном и том же методе обнаружения, производительность и функции реальных продуктов могут сильно различаться. Используйте эту информацию только как введение в общие характеристики продукта. Кроме того, учитывая ежедневный прогресс в области технологических инноваций сенсорных панелей и снижение затрат, приведенная ниже информация представляет собой лишь краткое изложение текущих тенденций на сентябрь 2010 года.

Отличия и характеристики основных методов распознавания сенсорной панели
Метод измерения	Резистивная пленка	Емкостный	ПИЛА	Инфракрасно-оптическое изображение	Электромагнитная индукция
Коэффициент пропускания света	Не очень хорошо	Хорошо	Хорошо	Отлично	Отлично
Касание пальцем	Отлично	Отлично	Отлично	Отлично	Нет
Перчатка Touch	Отлично	Нет	Хорошо	Отлично	Нет
Стилус сенсорный	Отлично	Не очень хорошо (стилус специальный)	Хорошо (в зависимости от материала)	Хорошо (в зависимости от материала)	Отлично (специальный стилус)
Прочность	Не очень хорошо	Отлично	Отлично	Отлично	Отлично
Устойчивость к каплям воды	Отлично	Отлично	Не очень хорошо	Хорошо	Отлично
Стоимость	Разумный	Не так уж и разумно	Разумный	Не так уж и разумно	Не так уж и разумно

У каждого типа сенсорной панели есть свои сильные и слабые стороны.В настоящее время ни один метод зондирования не предлагает подавляющего превосходства во всех аспектах. Выбирайте продукт с учетом предполагаемого использования и факторов окружающей среды.

Работа с сенсорными областями графических объектов

Обработка сенсорного экрана на уровне приложений принципиально отличается от интерфейса, в котором используется мышь, шаровой манипулятор или другое устройство вне экрана. В этой статье будут рассмотрены различные алгоритмы для определения точной точки предполагаемого касания, а также будет ли это касание применяться к объекту в этом месте или рядом с ним.

На более низком уровне преобразование события касания в координаты x, y на дисплее достигается с помощью процесса калибровки (1) и драйвера (2) для преобразования аналоговых сигналов от сенсорного устройства в координаты на выходе. отображаются как координаты x, y в пикселях.

Для целей этой статьи мы будем предполагать, что у нас есть позиции x, y, но затем программа решает, как инициировать событие на основе этого чтения. Существуют фильтры и модификации, которые могут быть применены к этой позиции x, y, чтобы учесть тот факт, что она исходит от сенсорного экрана, а не от мыши.

Существует фундаментальное различие между вводом с сенсорного экрана и вводом с помощью мыши, трекбола или другого внеэкранного устройства. Мышь создает местоположение, которое затем отображается, обычно с маленькой стрелкой или курсором, указывающим на текущее местоположение.

Поскольку местоположение отображается, и пользователь может видеть это местоположение, это абсолютное измерение без ошибок. Если есть ошибка в считывании движения мыши, эта ошибка отражается в позиции курсора, поэтому пользователь может видеть новую позицию.

Если ошибка требует исправления, пользователь просто перемещает мышь в нужном направлении, чтобы исправить перерегулирование. Человек находится в контуре обратной связи, и это обеспечивает исправление ошибок аналогового считывания показаний мыши или ошибок, сгенерированных пользователем при чрезмерной или недостаточной стрельбе движением руки.

Сенсорный экран не имеет этого управления с обратной связью. Когда пользователь касается экрана пальцем, он может видеть предмет, к которому он пытался прикоснуться, но нет никаких указаний на то, где, по мнению программного обеспечения, произошло касание.

Всегда будет элемент ошибки из-за воздействия температуры на экран, неточной калибровки или нелинейной электроники. Эта ошибка представляет собой расстояние от места физического прикосновения пользователя и координаты x, y, которые драйвер сенсорного экрана вернул приложению. Ошибка может быть обнаружена, если приложение делает курсор видимым, как показано на рис. 1 под .

Рис. 1: a) точно показывает положение курсора, в котором палец на самом деле коснулся, в то время как b) показывает ошибку как по оси x, так и по оси y, поэтому курсор отображается вдали от центра касания пальцев на экране

Если есть небольшая вертикальная ошибка, то, когда пользователь перемещает палец, курсор будет отображаться на небольшом расстоянии над пальцем.Если вам удастся попробовать этот эксперимент, то также может быть интересно посмотреть, как быстрое скольжение пальца может отображать курсор, который следует за ним.

Это связано с фильтрацией, обычно выполняемой в драйвере, которая добавляет временную задержку к позиции касания. Фильтрация заставляет курсор перемещаться более плавно, поскольку устраняет некоторые электрические помехи, но также может добавить эффект запаздывания.

Еще один артефакт, который может быть заметен в этом эксперименте, — это то, что курсор может дрожать. Этот шум может быть вызван рядом факторов.Во-первых, человеческий палец не такой устойчивый. Частично это может быть шум в аналоговой электронике, который можно уменьшить с помощью фильтрации, электронной или программной.

Другая возможность, связанная с резистивными экранами, заключается в том, что изменения давления, прикладываемого пользователем, немного изменяют положение курсора. В этом случае большую часть дрожания можно устранить, игнорируя события касания, когда давление ниже определенного порога.

Это означает, что очень легкие прикосновения к экрану вообще не регистрируются, но при обнаружении прикосновений они будут стабильными и точными.Здесь важно найти хороший баланс, потому что вы не хотите заставлять пользователя оказывать сильное давление для регистрации касания.

Тестовые экраны
Я не предлагаю, чтобы ваши приложения с сенсорным экраном имели видимый курсор, но очень полезно иметь возможность включать его во время тестирования и отладки алгоритмов обработки событий касания.

Если вы реализуете этот курсор самостоятельно, вы можете обнаружить, что большой крест работает лучше, чем маленькая стрелка, используемая в окнах », стрелка, вероятно, будет полностью закрыта пальцем пользователя, что затрудняет оценку точности.

Полезно также распечатать координаты x, y на дисплее. Когда вы видите курсор на экране, вы будете знать его точное положение в пикселях. Если вы нарисуете несколько целевых объектов на экране, например, небольшой круг с центром в 100 200.

Если вы нажмете на этот кружок, а позиция, определенная программным обеспечением, будет 105, 198, то вы получите ошибку 5, -2. Эта ошибка может различаться в разных частях экрана. Измерение этой погрешности пальцем не очень точно.

Щуп будет немного более точным, и в некоторых случаях стоит построить механическое испытательное приспособление, которое гарантирует воспроизводимое прикосновение к нескольким заранее заданным точкам.

Сенсорные кнопки
Даже если все ошибки могут быть устранены путем калибровки всех производственных различий, существуют определенные человеческие факторы, которые нельзя устранить с помощью электроники.

Первая проблема — это параллакс, который представляет собой ошибку, вызванную углом обзора.Вторая проблема заключается в том, что размер человеческого пальца означает, что есть область касания, в которой плоть пальца упирается в экран, и обнаруженная точка касания будет в середине этой области.

Это означает, что пользователь не может видеть точку, которой он коснулся, и поэтому точное место, которое, по его мнению, он коснулся, может отличаться от того, что обнаружило программное обеспечение.

Учитывая, что с некоторыми ошибками нужно мириться, что мы можем сделать, чтобы минимизировать их влияние на взаимодействие с пользователем? В большинстве сенсорных событий пользователь нажимает графическую кнопку.С помощью мыши видимая область кнопки является активной областью. Пользователь может видеть, находится ли точка курсора внутри или за пределами графической кнопки, и поэтому они знают, активирует ли ее щелчок кнопкой мыши.

Пользователь сенсорного экрана не имеет такой уверенности. Таким образом, можно сделать сенсорную область больше, чем видимые размеры кнопки. Если пользователь нажимает довольно близко к кнопке, разумно предположить, что он намеревался нажать эту кнопку.

Если некоторые кнопки расположены близко друг к другу, существует вероятность того, что их чувствительные к касанию области могут перекрываться, как показано на рис. 2 ниже . Если пользователь затем коснется между кнопкой A и кнопкой B, на какую из них должно реагировать программное обеспечение?

Лучший ответ — ни то, ни другое. Обычно для приложения лучше ничего не делать, чем рисковать сделать что-то неправильно. Нечувствительная область между двумя соседними кнопками заставит пользователя выполнить ретушь в менее неоднозначном месте.

Рис. 2: Пунктирные линии показывают границы сенсорных областей. A и B имеют перекрывающиеся области, поэтому прикосновение к заштрихованной области не активирует ни одну из них.

Есть некоторые особые случаи, когда можно принять более разумное решение, когда событие касания происходит между двумя объектами. Если отображается экранная клавиатура, каждая кнопка представляет собой букву алфавита. Если пользователь коснется между двумя буквами, тогда приложение интеллектуального ввода текста может угадать, какая буква более вероятна, на основе предшествующих букв.

Отпустите меня
Кнопку можно запрограммировать так, чтобы она реагировала на прикосновение или реагировала при отпускании. Я предпочитаю отвечать на релиз. Это дает возможность дать визуальную обратную связь при прикосновении к объекту.

В интерфейсе на основе мыши это может быть тонким, как пунктирная линия, появляющаяся вокруг объекта. Для сенсорного экрана лучше быть менее тонким. Некоторые, а возможно, и все кнопки, к которым прикасаются, не видны пальцем или рукой пользователя.

Требуется полное изменение цвета кнопки, так что если пользователю видна только небольшая часть кнопки, то это будет заметное изменение. Некоторые системы также отображают рамку вокруг объекта, к которому прикоснулись, в надежде сделать указание видимым за пределами пальца пользователя.

Экранная клавиатура — особый случай. Некоторые приложения отображают букву, к которой прикоснулись, с увеличенным размером изображения в области над пальцем. Это позволяет пользователю точно увидеть, какая буква будет активирована после отпускания клавиши.

Если прикосновение не привело к тому, что кнопка выполнила свое основное действие, то у пользователя все еще есть возможность убрать палец с кнопки, чтобы отменить действие.

Конечный автомат кнопки
Разрешение пользователю убрать палец с кнопки дает ему возможность отменить это действие кнопки. Мы также хотим, чтобы они возвращались к выбранной кнопке. Основную мотивацию для этого можно увидеть в следующем сценарии.

Представьте, что пользователь касается края сенсорной области кнопки.Дрожание пальцев или электрический шум могут привести к тому, что палец выйдет из чувствительной области кнопок и снова войдет в него.

Если мы отменим выбор, когда выдвинемся, то кнопка будет отменена до того, как пользователь сможет выполнить отпуск, подняв палец. Предпочтительное взаимодействие — позволить кнопке снова выбираться, когда они вставляются в эту кнопку.

Я видел реализации, которые позволяют пальцу скользить по другой кнопке, чтобы выбрать ее, но я не поддерживаю такой подход.Я думаю, что это увеличивает вероятность того, что дисплей будет выполнять действия с кнопками из-за случайного касания, например, когда человек трется об экран, когда проходит мимо. Принуждение к касанию и отпусканию в чувствительной области кнопки делает случайные прикосновения менее опасными.

Это приводит нас к простому конечному автомату для кнопки, как показано на рис. 3 ниже . Это также похоже на работу типичной кнопки в Microsoft Windows.

Рисунок 3. Конечный автомат сенсорной кнопки

В конечном автомате выделение означает визуальное изменение цвета или контура кнопки, чтобы указать, что кнопка собирается выполнить свое действие, как только пользователь убирает палец с сенсорного экрана.

Сохранение формы
Одно из указаний, вытекающих из закона Фитта (3), состоит в том, что кнопки, расположенные по краям или углам дисплея, являются гораздо более легкой мишенью, чем кнопки, расположенные далеко от краев.

При использовании мыши возможен промах при движении к кнопке, но если кнопка находится на краю дисплея и мышь не может пройти мимо этого края, то промах в этом направлении невозможен. Углы еще лучше, потому что перерегулирование невозможно в двух направлениях, отсюда и выбор нижнего левого угла для кнопки «Пуск» в Windows.

На сенсорном экране нет экранного курсора, который нужно переместить с его текущего местоположения, которое могло бы быть в любом месте экрана. Вместо этого палец пользователя перемещается откуда-то над экраном вниз к нужной кнопке.

Края по-прежнему остаются привлекательными целями. Если кнопка находится внизу экрана, пользователь может коснуться приподнятого края корпуса экрана, и это гарантирует, что палец случайно не соскользнет при нажатии кнопки.

При нажатии кнопок в нижней части экрана рука пользователя будет закрывать минимум экрана.С другой стороны, кнопки вверху могут привести к тому, что большая часть дисплея будет закрыта рукой и рукой пользователя, поэтому нижний край является более привлекательным местом для кнопок.

Точно так же кнопки на правом краю не будут блокировать линию обзора пользователя так же сильно, как кнопки на левом краю. Предполагается, что пользователь правша. Хотя я бы не стал защищать дизайн, который сильно дискриминирует пользователей-левшей, если вашими вариантами являются кнопки слева или кнопки справа, тогда разумно выбрать вариант дизайна, который отдает предпочтение большинству.

Иногда визуально приятнее держать кнопки на расстоянии нескольких пикселей от края дисплея. Большая часть преимуществ размещения кнопки рядом с краем теряется, если пользователь может приложить палец к приподнятому краю и эффективно коснуться между кнопкой и последним пикселем на дисплее.

Вы можете подумать, что палец пользователя будет слишком большим, чтобы вызвать событие касания в последней паре пикселей, но помните, что могут быть ошибки калибровки, которые означают, что эффективное положение касания находится в нескольких пикселях от центра пальца. .В качестве альтернативы можно использовать стилус, который допускает прикосновение к этому труднодоступному краю дисплея.

Есть один хороший компромисс, если сенсорная область кнопки больше, чем ее видимая область. Затем можно отобразить кнопку на расстоянии пары пикселей от края дисплея, но достаточно близко, чтобы чувствительная к прикосновению область доходила до края, как показано на рис. 4 под .

Для механической конструкции важно, чтобы выступающий край не находился настолько далеко от дисплея, чтобы между дисплеем и выступающим краем оставалась «мертвая», нечувствительная к касанию область.Для резистивных сенсорных экранов это может быть непросто.

Если рамка действительно касается сенсорного экрана, то она эффективно генерирует события касания по всему краю сенсорного экрана. Сначала это может быть незаметно, но давление на раму может меняться в зависимости от использования, вызывая фантомные прикосновения.

По краю
Одна из аномалий преобразования аналогового сигнала касания в местоположение на экране заключается в том, что можно коснуться позиции, которая затем преобразуется в местоположение пикселя, которого нет на экране.

Например, предположим, что ошибка по горизонтали добавляет три пикселя к каждому местоположению x. Если у меня экран 1024 × 1024 пикселей, и я физически касаюсь местоположения 1023, 100, тогда программа определит это как местоположение 1026, 100.

Когда я ищу в своем списке экранных объектов, чтобы определить, какой из них активирован, мое программное обеспечение должно допускать такое расположение, как это, за пределами дисплея. По аналогичным причинам отрицательные значения x или y должны быть допустимы.

Рассмотрим пример, в котором сенсорная область кнопки останавливается на краю дисплея, в пикселе 1023 (мы проиндексируем 1024 пикселя от 0 до 1023).Событие касания на 1026, 100 превышает 1023, и поэтому это промах.

Скорее всего, пользователь пытался прикоснуться к кнопке, расположенной напротив края дисплея. Усечение позиции вне диапазона до ближайшего края решит эту проблему. Таким образом, позиция 1026, 100 должна быть усечена до 1023, 100, прежде чем пытаться найти объект, которого коснулись.

Имейте в виду, что некоторые типы резистивных сенсорных экранов обладают нелинейными характеристиками, и нелинейность наиболее заметна по краям экрана.

Таким образом, вы можете разместить все кнопки рядом с краем, чтобы их было легче касаться, но тогда обнаружите, что ваши самые большие ошибки определения местоположения касания также находятся рядом с краями. Поэтому важно оценить, страдает ли ваша сенсорная панель такой нелинейностью.

Debouncing
Одно прикосновение пользователя к экрану можно интерпретировать как два касания. На резистивном дисплее, чувствительном к давлению, давление пальца пользователя может быть неравномерным, что приведет к более чем одному касанию.Или пользователь может начать убирать палец, а затем колеблется, приводя к действию, подобному двойному щелчку кнопки мыши.

В некоторых случаях нажатие кнопки приводит к переходу на другой экран, и кнопка, которая была нажата, чтобы вызвать навигацию, теперь исчезает. Затем палец пользователя остается зависшим над нечувствительной областью, или, возможно, палец касается новой кнопки, которая не связана с только что нажатой кнопкой. Очень легко случайно активировать эту новую кнопку вторым «отскоком» в том же месте.

Отчасти этого можно избежать с помощью алгоритма, подобного блокировке механических кнопок. Если действие нажатия происходит через очень короткий промежуток времени после выпуска, относитесь к нему так, как если бы произошло только одно нажатие.

Хотя это полезный подход, может быть сложно определить некоторые пороговые значения. Альтернативный вариант — отключить все кнопки на 0,25 секунды после их первого появления. Это всегда разумно, поскольку вы не хотите, чтобы пользователь нажимал кнопку, которую он не успел прочитать.

Ориентация
При размещении сенсорных кнопок учитывайте тот факт, что горизонтальное управление пальцем пользователя намного лучше, чем его вертикальное управление.

Пользователи склонны слегка тянуть вниз, возможно, из-за того, как сгибаются суставы пальцев, когда они отрывают палец от сенсорного экрана. Это повышает опасность того, что они могут коснуться кнопки чуть ниже той, которую они намеревались.

Таким образом, кнопка в горизонтальном ряду кнопок, как показано на рис. 5 под , будет более легкой целью, чем кнопка того же размера в вертикальном ряду.Если вам нужно использовать вертикально расположенные кнопки, попробуйте дать им больше разделения, чем вы используете для горизонтально расположенных рядов кнопок.

Эта проблема с вертикально расположенными элементами является причиной того, что раскрывающиеся меню работают нормально в интерфейсе, управляемом мышью, но не передаются на сенсорный экран. Я заметил другое поведение, которое может привести к ошибке с вертикальными списками кнопок. Пользователи склонны касаться нижней половины предполагаемой кнопки.

Возможно, это для того, чтобы текст внутри кнопки все еще можно было прочитать.Какой бы ни была причина, это увеличивает вероятность того, что обнаруженная позиция касания будет ниже видимой области кнопки. Прикосновение может быть в нечувствительной области, не ведущей к действию, или в чувствительной области кнопки ниже предполагаемой.

Один из способов сделать поправку на это — сделать так, чтобы чувствительная область кнопки выходила на большее расстояние за нижний край кнопки и на меньшее расстояние над верхом.

Windows 7 реализовала интересное усовершенствование сенсорного управления.Некоторые вертикальные меню открываются с большим интервалом между элементами, когда Windows обнаруживает, что меню было открыто с помощью события касания, а не мыши.

Это освежающее признание в мире настольных операционных систем, что вы не можете просто заменить мышь сенсорным экраном и ожидать хорошего взаимодействия с пользователем.

Мультитач — или нет
Хотя iPhone сделал обнаружение нескольких одновременных касаний модной темой, во многих приложениях это имеет ограниченное применение.Если ваш графический интерфейс состоит из кнопок и простого ввода данных, вам может не понадобиться распознавание жестов, подходящее для устройства, поддерживающего манипуляции с изображениями.

Если ваш экран может обнаруживать только одно касание, важно учитывать возможность того, что пользователь может случайно коснуться более чем одного места на экране одновременно.

Если экран установлен близко к горизонтали, пользователь может положить ладонь на дисплей, касаясь предмета пальцем.Вертикальная ориентация заставляет пользователей класть руку, которую они не используют, поверх дисплея, и иногда эта рука будет касаться сенсорного экрана, в то время как активная рука нажимает кнопки ниже.

Для этих сценариев не существует идеального решения, и наиболее распространенные сенсорные экраны не позволяют определить, что это произошло. Если вы можете обнаружить, что на экране несколько касаний далеко друг от друга, то лучшая политика — игнорировать все касания, пока вы снова не получите одно касание.

Если вы не можете сказать, как с резистивным сенсорным экраном, то есть несколько сценариев, которые вы должны рассмотреть и внести их в свой набор тестов. На резистивном сенсорном экране касание двух точек, которые находятся далеко друг от друга, обычно приводит к тому, что водитель возвращает точку, которая находится между двумя точками касания.

Рассмотрим сценарий, в котором палец находится на кнопке, которую пользователь нажал, но еще не отпустил. Если затем пользователь случайно коснется другой части экрана, программа увидит это, поскольку точка касания внезапно переместится в место на полпути между предполагаемым касанием и случайным касанием.

Предполагая, что случайное прикосновение было коротким, положение вернется в правильное положение после того, как случайное прикосновение закончится. Это второй мотиватор, позволяющий точке касания перемещаться из кнопки и обратно, поскольку внезапный отскок точки касания от кнопки и обратно все равно позволяет пользователю активировать эту кнопку.

Другие виджеты
До сих пор мы обсуждали кнопки. Более сложные осязаемые объекты, такие как ползунки, также создают интересные задачи.Как и в случае с кнопками, каждый объект должен быть больше, чем эквивалентный виджет в интерфейсе, управляемом мышью. На горизонтальном слайдере вы хотите, чтобы палец пользователя отклонялся немного выше или немного ниже, не теряя управления слайдером.

Популярность емкостных сенсорных экранов в недавних потребительских товарах означает, что многие пользователи имеют опыт использования очень мягких движений по сенсорному экрану для перемещения ползунка или перелистывания страниц.

Емкостные экраны не требуют от пользователя давления вниз, поэтому эти легкие прикосновения хорошо подходят.Если у вашего продукта резистивный сенсорный экран, вы можете обнаружить, что пользователи выполняют аналогичные действия на вашем экране и не видят ответа. Это более заметно для объектов, требующих перетаскивания, таких как ползунки, чем для простых кнопок.

Наборы инструментов сторонних разработчиков
Насколько мне известно, ни один из доступных графических наборов инструментов, даже нацеленных на рынок встраиваемых систем, не реализует какой-либо из описанных выше механизмов или их эквивалентов. Кажется, они счастливы преобразовать события касания в тот же формат, что и события мыши, и позволить всем взаимодействиям быть одинаковыми для обоих.

Из-за принципиальных различий, указанных в начале этой статьи, здесь упущена возможность поднять стандарт сенсорных интерфейсов.

Если ваш инструментарий доступен в исходной форме, у вас может быть возможность реализовать некоторые или все методы, описанные здесь. Ни один из них не является сложным для кодирования, если у вас есть доступ к коду управления событиями и к коду, который определяет местонахождение активированного объекта.

В инструментах C ++, таких как PEG или Qt, у вас есть возможность перегрузить виртуальную функцию, которая вызывается в ответ на событие мыши.Это позволяет вам реагировать на другую чувствительную область, отличную от настройки по умолчанию. Это позволяет изменять размер чувствительной области.

Однако требуется дальнейшая модификация исходного кода библиотеки для обработки ситуации, когда касание произошло в области перекрытия двух или более чувствительных объектов. Amulet Technologies также продает программируемые графические модули, которые также имеют крючки, позволяющие изменять чувствительную к прикосновению область.

Ретушь
Ощущение отзывчивости пользовательского интерфейса часто сводится к деталям управления отдельными событиями.Если пользователь иногда думает: «Я нажал эту кнопку, но ничего не произошло», ну ладно, я просто нажму ее еще раз », тогда интерфейс, вероятно, просто потерял событие, которое не было должным образом обработано.

Это может быть из-за немного неточного тачскрина. Это может быть связано с тем, что пользователь коснулся вне объекта, но пользователь все еще чувствует, что он коснулся кнопки. Эти пропущенные события вызывают общее недовольство интерфейсом, что, в свою очередь, создает ощущение низкого качества.

Большинству пользователей будет трудно понять, почему они не чувствуют себя комфортно с интерфейсом. С другой стороны, осторожное использование описанных здесь методов может помочь пользователю почувствовать, что он все контролирует, и что все его сенсорные команды приведут к желаемой реакции.

Найл Мерфи занимается проектированием пользовательских интерфейсов более 14 лет. Он является автором книги Front Panel: Designing Software for Embedded User Interfaces. Мерфи обучает и консультирует по созданию лучших пользовательских интерфейсов.Он приветствует отзывы, с ним можно связаться по адресу [email protected] . Его веб-сайт www.panelsoft.com.

Ссылки
1. Как калибровать сенсорные экраны, Карлос Э. Видалес, Программирование встроенных систем, июнь 2002 г.

2. Написание драйверов для стандартного аппаратного обеспечения интерфейса сенсорного экрана, Кеннет Г. Максвелл, Программирование встроенных систем, июль 2005 г.

3. Викторина, разработанная, чтобы дать вам примерку, AskTog, февраль 1999 г.

Продолжить чтение

Дать роботу осязание непросто

У нас есть роботы, которые могут ходить, видеть, говорить и слышать, а также манипулировать объектами в своих роботизированных руках.Есть даже робот, который чует.

А как насчет осязания? Это легче сказать, чем сделать, и есть ограничения на некоторые из текущих методов, но мы разрабатываем новую технику, которая может решить некоторые из этих проблем.

Для людей прикосновение играет жизненно важную роль при движении тела. Прикосновение в сочетании со зрением имеет решающее значение для таких задач, как поднятие предметов — твердых или мягких, легких или тяжелых, теплых или холодных — без их повреждения.

В области манипуляций с роботами, когда рука робота или захват должны подбирать объект, добавление осязания может устранить неопределенность при работе с мягкими, хрупкими и деформируемыми объектами.

---

Прочитайте больше: Почему всегда нужно пожимать руку роботу

---

В поисках умной кожи

Для количественной оценки прикосновения с инженерной точки зрения требуется не только точное знание величины внешней силы, приложенной к сенсорному датчику, но также необходимо знать точное положение силы, ее угол и то, как она будет взаимодействовать с объектом, которым манипулируют.

Тогда возникает вопрос, сколько таких датчиков понадобится роботу.Разработка кожи робота, которая могла бы содержать сотни или даже тысячи сенсорных датчиков, — сложная инженерная задача.

Понимание физических механизмов сенсорного восприятия в биологическом мире дает большое понимание, когда дело доходит до создания роботизированного эквивалента, умной кожи.

Но серьезным препятствием для развития умной кожи является необходимая электроника.

Кожа человека имеет множество сенсоров.

Ежедневное измерение силы и касания

Чувство осязания обычно измеряется датчиком, который может преобразовывать давление в небольшой электрический сигнал.Когда вы используете цифровые весы для взвешивания или измерения ингредиентов на кухне, в весах, вероятно, используется пьезоэлектрический преобразователь.

Это устройство, которое превращает силу в электричество. Крошечный электрический ток от преобразователя затем проходит по проводам к небольшому микрочипу, который считывает силу тока, преобразует это в значимое измерение веса и отображает его на экране.

Несмотря на то, что эти электронные устройства способны воспринимать различные уровни силы, они имеют несколько ограничений, которые делают их непрактичными для умной кожи.В частности, у них относительно медленное время реакции на силу.

Существуют и другие типы сенсорных датчиков, в основе которых лежит изменение других электрических характеристик материала, таких как емкость или сопротивление. Эта технология может быть встроена в экран вашего мобильного телефона, и если вы используете трекпад на своем компьютере, он обязательно будет использовать сенсорные датчики.

---

Прочитайте больше: Робот, который может касаться, есть и спать? Реальность киборгов, таких как Алита: Боевой ангел

---

Мягкий и гибкий датчик силы

В последние годы был достигнут большой прогресс в создании сенсорных датчиков, которые можно встраивать в мягкие и гибкие материалы.Это именно то, что нужно для умной кожи.

Но многие из этих разработок полностью не работают (из-за чувствительного типа) в присутствии влаги. (Вы когда-нибудь пробовали касаться сенсорного экрана смартфона мокрым пальцем?)

Вода и некоторые типы сенсорных технологий несовместимы.

Медицинские приложения в настоящее время являются основной движущей силой спроса на гибкие и надежные датчики силы. Например, умная кожа может использоваться для восстановления сенсорной обратной связи для пациентов с повреждением кожи или периферической невропатией (онемение или покалывание).Его также можно использовать, чтобы дать протезам руки базовую способность распознавать прикосновения.

Недавно исследователи из Массачусетского технологического института и Гарварда разработали масштабируемую тактильную перчатку и объединили ее с искусственным интеллектом. Датчики, равномерно распределенные по руке, можно использовать для идентификации отдельных объектов, оценки их веса и изучения типичных тактильных паттернов, возникающих при их захвате.

Исследователи создали перчатку с 548 датчиками, собранными на трикотажном полотне, содержащем пьезорезистивную пленку (которая также реагирует на давление или деформацию), соединенную сетью электродов с проводящей нитью.

Это первая успешная попытка крупномасштабной записи таких сигналов, раскрывающая важные идеи, которые могут быть использованы при разработке будущих протезов и захватных инструментов для роботов.

Но, как и почти все другие сенсорные интерфейсы, разработанные с использованием емкостных, резистивных или пьезоэлектрических технологий, эта тактильная технология плохо работает с мокрыми пальцами или под водой.

---

Прочитайте больше: Секс-роботы уже здесь, но законы не отвечают тем вопросам этики и конфиденциальности, которые они поднимают

---

Определение оптической силы на горизонте

Чтобы решить эту проблему, мы разработали новую форму тактильного датчика, в котором используются тонкие нанометровые пленки органических светодиодов (OLED) и органических фотодиодов (OPD) для измерения мягкого прикосновения.

Технология

OLED обычно используется в экранах телевизоров и смартфонов. Наш подход к измерению осязания основан на измерении оптической силы.

Элементы OLED (называемые диодами или пикселями) фактически полностью обратимы. Это означает, что эти пиксели могут не только излучать свет (как на экране телевизора), но и обнаруживать свет.

Используя этот принцип, мы можем изготовить крошечный непрозрачный гибкий купол с отражающим покрытием, который помещается над некоторыми пикселями OLED.Свет, излучаемый центральным пикселем, равномерно распределяется по всем остальным пикселям под куполом, если купол не нарушен.

Единый сенсорный элемент, состоящий из купола над несколькими пикселями OLED. Вверху, когда ничто не касается купола, равное количество света отражается от светоизлучающего пикселя B к пикселям A и C, обнаруживающим свет. Внизу, когда что-то касается купола, он деформируется, и количество отраженного света изменяется между пикселями A и С. Аджай Пандей, автор предоставил

Но если на купол надавить — от прикосновения — он деформируется, что приведет к неравномерному отклику пикселей, используемых для обнаружения отраженного света.Объединяя отклики от десятков этих куполов в зоне контакта, можно будет оценить приложенную силу.

Этот подход является значительным шагом на пути к упрощению компоновки смарт-скина для приложений большой площади, и мы надеемся, что скоро мы увидим роботов, которые могут чувствовать все тело в воздухе, во влажном состоянии или даже под водой.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Heraeus, SigmaSense® и Xymox Showcase PEDOT, гибкий сенсорный датчик

Heraeus, SigmaSense® и Xymox Showcase PEDOT, гибкий сенсорный датчик

Датчики PEDOT большого размера с революционной в отрасли чувствительностью, продемонстрированные на выставке C-Touch & Display 2019

ШЭНЬЧЖЭНЬ, Китай — 20 ноября 2019 г. — Компания SigmaSense® LLC, лидер на рынке емкостной визуализации, и Xymox Technologies объявляют о первом в отрасли сенсорном датчике шириной канала 3 мм с использованием технологии PEDOT от Heraeus Group.Теперь возможна гибкая опора датчика большого размера, работающая от напряжения до 0,73 В. Перемещение руки более чем на один дюйм достигается только при напряжении привода 2,2. В датчике используется стандартный пленочный процесс PEDOT без каких-либо сложных и дорогостоящих добавлений металлизации, которые ранее часто требовались для обеспечения емкостного определения касания на больших пленочных датчиках PEDOT. Технология SigmaDrive® способна управлять датчиками PEDOT с сопротивлением канала более 300 кОм, где альтернативные емкостные методы измерения не обеспечивают требуемого отношения сигнал / шум (SNR) и чувствительности.Теперь более дешевые оптически прозрачные сенсоры большого размера PEDOT: PSS доступны OEM-производителям в качестве альтернативы многим другим проводящим прозрачным пленкам, включая оксид индия и олова (ITO).

Проводящие полимеры Heraeus Clevios ™ PEDOT: PSS — это гибкие и прочные материалы для сенсорных датчиков, которые позволяют создавать складные и сворачиваемые сенсорные экраны. При нанесении мокрого покрытия они предлагают рентабельные сенсорные решения », — сказал д-р Армин Зауттер, руководитель глобального технического обслуживания дисплеев Heraeus Epurio.«Масштабирование сенсорных датчиков на основе Clevios ™ до больших размеров, таких как 43 дюйма или больше, долгое время было проблемой для сенсорных контроллеров. Технология сенсорного контроллера SigmaDrive® компании SigmaSense® преодолела прошлые барьеры, создав точные сенсорные решения независимо от размера датчика. Мы очень рады этому скачку в нашей отрасли ».

Это меняет все Технология

SigmaDrive® обеспечивает надежную работу со всеми крупными датчиками, даже с сопротивлением канала более 300 кОм.Традиционные емкостные контроллеры формирования изображений не могут поддерживать эти требовательные спецификации с надежной работой. SigmaDrive® побил девять отраслевых рекордов по соотношению сигнал / шум (SNR), не имеющему аналогов в отрасли. SNR при заданном напряжении привода, нормированном по времени, более чем в 340 раз превосходит результаты, возможные сегодня. Эта революционная возможность обеспечивает чувствительность и использование новых гибких материалов сенсора большого размера, что ранее считалось невозможным. Более низкое энергопотребление, более высокая производительность достигается без утомительного, долгого и дорогостоящего процесса настройки, обычного в отрасли.Для настройки SigmaDrive® требуются минуты или часы вместо обычно требуемых недель или месяцев.

«Благодаря технологии емкостной визуализации SigmaSense® размер больше не является для нас ограничивающим фактором, открывая новые рынки и захватывающие возможности», — сказал Дин Хответ, директор по развитию бизнеса Xymox Technologies. «Мы разработали ведущие в отрасли возможности химической переработки пленки Kodak Estar HCF в кристально чистые проективные емкостные датчики, подходящие для современных больших дисплеев.Более высокое поверхностное сопротивление датчиков Clevios PEDOT: PSS ограничивало их применение традиционными сенсорными контроллерами. SigmaSense® устраняет это препятствие, делая отличную технологию доступной для гораздо более широкого рынка ».

Теперь возможно горизонтальное интерактивное отображение.

SigmaVision® емкостное изображение всего экрана обеспечивает представление данных с частотой 300 Гц об объектах и ​​прикосновениях к сенсорному датчику или рядом с ним. Данные изображения предоставляются для категоризации объектов на основе ИИ, что обеспечивает превосходное взаимодействие с пользователем и наглядное отображение.Воспринимающие дисплеи — это следующая волна в пользовательском опыте, выходящем на рынок. Обнаружение касания на больших горизонтальных дисплеях до сих пор не было успешным из-за технических препятствий, таких как помехи, создаваемые объектами, жидкостями на поверхности дисплея или всегда присутствовавшим шумом окружающей среды и системы. Высокое SNR SigmaSense® обеспечивает чувствительность, которая преодолевает эти ограничения за счет емкостной визуализации SigmaVision® на всей поверхности дисплея. Жидкости и различные предметы на поверхности больше не являются препятствием для приложений, требующих надежного сенсорного решения на горизонтальных поверхностях.Интерактивные кухонные столы, журнальные столики, рабочие столы, игровые столы и столы в классах теперь возможны, обеспечивая более эффективный и отзывчивый человеко-машинный интерфейс (HMI). Эта прорывная способность является благом для OEM-производителей, которые нацелены на новые быстрорастущие сегменты рынка. Это достижение в области производительности — еще одно первое достижение в постоянно растущем списке достижений SigmaSense®.

«SigmaSense® обеспечивает интерактивность столов, рабочих столов для студентов, столешниц, журнальных столиков, рабочих поверхностей, белых досок, гибких телевизоров и даже окон.Наша технология емкостной визуализации SigmaVision® обеспечивает комбинацию возможностей, которая действительно меняет правила игры для рынков, которые ждали, когда технология догонит потребности рынка », — сказал Рик Сегер, генеральный директор SigmaSense®. «Наша революционная технология емкостной визуализации разрушает барьеры и открывает новые рынки, которые раньше были просто невозможны».

Демонстрация будет представлена ​​на стенде Heraeus, зал 1, V01, выставочный и конференц-центр Шэньчжэня, 21-23 ноября 2019 года.

О компании SigmaSense® LLC

SigmaSense®, мировой лидер в области сенсорных характеристик, меняет мир традиционных аналоговых сенсорных решений с помощью нового передового цифрового подхода. Мы являемся первопроходцами в области комплексной сенсорной технологии, которая обеспечивает на порядок улучшенные характеристики, которые ранее были невозможны. Технология емкостной визуализации SigmaVision® обеспечивает обнаружение как прикосновений, так и объектов на чувствительной поверхности или в непосредственной близости от нее, что позволяет создавать интерактивные и увлекательные устройства восприятия нового поколения.Продукты, в которых используются сенсорные поверхности размером от небольших носимых устройств до поверхностей размером более 100 дюймов, теперь могут использовать превосходные сенсорные возможности, которые сокращают затраты и снижают риски проектирования. Компания SigmaSense®, штаб-квартира которой находится в Остине, штат Техас, предоставляет продукты на уровне полупроводников и плат с инструментами разработки и поддержкой.

О компании Xymox Technologies

Xymox обеспечивает силу прикосновения, создавая инновационные гибкие схемы для интеграции электроники в повседневную жизнь.Наша основная цель — обеспечить исключительный пользовательский интерфейс с помощью сенсорной технологии PEDOT PCAP и традиционных мембранных переключателей. Компания Xymox, штаб-квартира которой находится в Милуоки, штат Висконсин, работает с 1979 года и стремится стать признанным экспертом в области печатной электроники, уделяя особое внимание обеспечению исключительного качества пользовательского интерфейса для производителей оригинального оборудования (OEM).

Проектирование с емкостным сенсорным экраном для товарных приложений

Предоставляет вам инструменты, необходимые для замены старой механической кнопки на гладкий емкостный датчик

Взаимодействие с такими устройствами, как смартфоны, бытовая техника и автомобили, стало краеугольным камнем высокотехнологичного промышленного дизайна.Гладкие, отполированные интерфейсы, которые когда-то ограничивались высокопроизводительными устройствами, такими как смартфоны, теперь нашли свое место в обычных продуктах, которые мы используем ежедневно. Мотивация для этого включает широкий спектр положительных моментов, связанных с удалением механической кнопки из вашего пользовательского интерфейса:

• Вы получаете чистый, высококачественный интерфейс, а также надежность устранения точки отказа, которая в большинстве случаев является механической кнопкой;
• Это позволяет промышленным дизайнерам проявить творческий подход к компоновке и дизайну своих интерфейсов для продуктов, традиционно не известных своей эстетикой, таких как интерфейс стиральной машины; и
• Наконец, и это, вероятно, наиболее важно, вы получаете номинальное снижение затрат на каждую кнопку, поскольку кнопка не является мембранным или механическим переключателем в сборе; они обычно требуют времени на сборку, которое только усугубляется при проектировании массовых товаров.

Обладая этими очевидными преимуществами, неудивительно, что емкостные сенсорные интерфейсы используются не только в наших смартфонах. Однако создать хороший дизайн с емкостным сенсорным экраном не так просто, как заменить кнопки на устаревшем интерфейсе духовки и надеяться, что он будет работать. Успешный дизайн основан на:

• Понимание технологии, лежащей в основе периферийных устройств, поскольку реализация каждого микроконтроллерного блока (MCU) немного отличается, и они бы сказали, что она уникальна;
• Понимание паразитной емкости и того, как такие вещи, как плавающие провода, влияют на систему;
• Понимание программного обеспечения, управляющего периферийным аппаратным блоком; и
• Понимание того, как спроектировать свой продукт таким образом, чтобы при прохождении традиционного тестирования на ЭМС (чтобы получить желанный знак CE) вы могли пройти мимо него.

Из-за необходимости понимать больше, чем просто стандартное отключение простого механического переключателя, емкостные сенсорные конструкции сложнее, чем их традиционные механические аналоги. В этой статье будут рассмотрены проблемы проектирования, с которыми столкнется инженер по аппаратному обеспечению при реализации новой конструкции с емкостным сенсорным управлением или модернизации существующей стандартной конструкции. Во-первых, мы рассмотрим вопросы, связанные с дизайном, такие как принцип работы такого устройства и компоненты, составляющие емкостную сенсорную систему.Затем мы перейдем к отзывам пользователей, подчеркнув, как простые вещи, такие как отключение нескольких светодиодов от нерегулируемого источника питания или оставление следов светодиодов плавающими, могут негативно повлиять на производительность системы.

Далее мы коснемся тестирования на уровне системы на соответствие требованиям стандартов серии IEC 61000. Проблемы, связанные с получением желанного знака CE, связаны с кондуктивной чувствительностью или тем, как интерфейс датчика реагирует на создание шума в системе. Обычно это усугубляется тем фактом, что сеть переменного тока обычно не фильтруется, фильтруется от платы в какой-либо другой точке системы или плохо фильтруется из-за ограничений по стоимости.Наконец, после понимания общих проблем дизайна, мы предоставим контрольный список. Это связано с тем, что каждый производитель микроконтроллеров реализует эту технологию по-своему, с помощью примечаний к приложениям, руководств по компоновке и реализации программного обеспечения.

Хотя большинство из этих тем широко применимы к любой емкостной сенсорной системе (а их много), эти приемы проектирования и советы были предназначены для универсальных микроконтроллеров с периферийным устройством, построенным для емкостного прикосновения, а не на технологии сенсорного экрана. вы видите на смартфоне.Чтобы понять, что это означает, мы сначала сосредоточимся на компонентах, составляющих и функции емкостной сенсорной системы.

Основы емкостного касания

При поиске емкостных сенсорных систем каждый поставщик микроконтроллеров будет указывать вам на свои собственные серии замечаний по применению, программных драйверов и эталонных проектов, чтобы помочь вам погрузиться в свою экосистему. В целом, однако, большинство этих руководств по дизайну имеют схожую тему и все содержат следующие общие компоненты, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1: Общий обзор проблемных областей в макете емкостного сенсорного экрана

Функциональность начинается с аппаратного обеспечения MCU, которое немного отличается от производителя к производителю. Сигналы, которые генерирует это устройство, создают электростатическое поле, связанное с датчиком, подключенным к MCU, которое затем MCU измеряет с помощью специального оборудования. Следы и маршруты, по которым эти измерительные сигналы передаются на площадку, составляют следующую часть системы.Во многих примечаниях по применению они будут указаны и заявлено, что необходимо соблюдать осторожность с обоими:

• След паразитной емкости; и
• Насколько близко следы друг к другу и к другим сенсорным площадкам. Это помогает избежать возможных ложных касаний из-за того, что человек не касается нужного места на печатной плате.

По этим причинам конструктивные параметры печатной платы (PCB), такие как толщина, высота и ширина дорожек, являются важными факторами при проектировании.Наконец, после того, как поле сформировано в подушке, на ее характеристики могут влиять различные конструктивные факторы, в том числе форма площадки и используемое покрытие.

Пример номинальной емкостной сенсорной системы показан на рисунке 2.

Рисунок 2: Пример номинальной емкостной сенсорной системы

При исследовании разновидностей емкостных сенсорных систем неизбежно следующее решение, которое должен принять проектировщик, — это реализовать либо взаимную емкость, либо собственную емкость в качестве средства измерения.Это просто означает, хотите ли вы, чтобы электростатическое поле создавалось между пластинами или между пластиной и окружающими компонентами. У каждого подхода есть свои недостатки, и они будут рассмотрены в следующем разделе.

Самостоятельное и взаимное емкостное касание

Самая простая модель емкостного касания моделируется как конденсатор с параллельными пластинами, который образуют дорожка и пластина с опорным / обратным путем. Электростатическое поле, создаваемое микроконтроллером, сопряжено с любой металлической структурой, которая может включать в себя любое из следующего, которое существует рядом с сенсорной площадкой или следом:

• Металлический корпус
• Базовая плоскость
• Остальные следы
• Другая сенсорная площадка
• Плавающие светодиоды (я не могу этого особо подчеркнуть!)

Собственная емкость основана на том простом факте, что связь между датчиком и окружающей средой не меняется кардинально со временем.В результате связь между сенсорной площадкой и окружающей средой представляется как постоянная емкость C _p (типичные значения включают в себя 10-50 пФ ).

Однако у есть одно большое предостережение — это плавающие дорожки, обычно приписываемые тому, как встроенный инженер управляет сигнальными светодиодами (светодиодами). Если MCU рассматривает смещение этих диодов как «плавающее до активации», то паразитные параметры на уровне платы действительно меняются, очень резко , когда MCU переводит любой конец светодиода в режим питания или 0 В, в зависимости от схемы. аппаратное использование (популярные методы — расширители портов или транзисторный привод).Решением для этого является поддержание любых плавающих дорожек при постоянном потенциале, либо путем приведения дорожек к возврату или VCC, либо путем подачи импульсов на соответствующие порты до среднего напряжения.

В целом, наибольшие изменения емкости печатной платы происходят, когда палец взаимодействует с сенсорной площадкой, а паразитные емкости изменяют общую емкость, добавляя к ней собственную емкость, равную C _f (примерно 10 пФ ). С добавлением емкости пальца общая емкость в системе становится равной (1).Это формирует основу для емкостного прикосновения.

C _всего = C _палец + C _{паразитный} (1)

Измеряя это увеличение емкости, MCU может определить состояние датчика. Этот тип сценария описывает метод определения прикосновения с помощью собственной емкости, поскольку он измеряет емкость, которую человеческое тело добавляет к емкости, уже сформированной между ним (сенсорной площадкой) и окружающей средой, и показано на рисунке 3.

Рис. 3. Схема типичной саморазъемной сенсорной конструкции

Форма сенсорной площадки проста и основана на том, что система не имеет большой паразитной емкости между площадкой и окружающей средой для повышения ее чувствительности. Большие металлические конструкции, такие как медные возвратные плоскости, являются самым большим ущербом для чувствительности.

Формы датчиков, которые подключаются к оборудованию, различаются в зависимости от производителя, примеры которых приведены на рис. 4.

Рисунок 4: Некоторые образцы форм сенсорных площадок

Хотя каждый производитель имеет свои собственные формы, на практике их важность сводится к минимуму, если они разработаны так, чтобы соответствовать форме человеческого пальца, обычно круга или квадрата, и которые достаточно велики, чтобы облегчить человеческий контакт.

В отличие от метода самоемкости, большинство аппаратных IP-устройств способно управлять парой сенсорных каналов, подключенных к соответствующим контактным площадкам, для создания электрического поля не только между пластинами и окружающей средой, но и между самими двумя контактными площадками; это обычно называется взаимной емкостью.

Электростатическое поле в этом методе существует таким образом, что оно удерживается между пластинами датчика и функционирует так, что аппаратное обеспечение ощущает уменьшение емкости в системе при прикосновении.Это показано на рисунке 5.

Рис. 5. Схема типичной конструкции взаимно-емкостного сенсорного экрана

Опять же, сенсорная панель может быть специфичной для производителя. Но, как правило, все они имеют общую тему дизайна блокировки между передающей и приемной площадками, как показано на рисунке 6.

Рисунок 6: Образцы конструктивных форм взаимной емкостной блокировки

Прежде чем описывать, как схема может существенно повлиять на измерения, проводимые оборудованием, важно понять, как паразитная емкость, общая для обоих методов измерения, представлена ​​в системе.

Что такое паразитная емкость и какие факторы ее контролируют?

Паразитная или паразитная емкость — это то, что инженеры по аппаратному обеспечению учитывают при проектировании обратного пути для токов, которые возникают между двумя проводящими структурами — обычно токопроводящими дорожками и медными поверхностями под областями печатной платы. Многие печатные платы контролируют этот тип паразитной емкости в определенных областях платы, чтобы токи имели как можно более короткий обратный путь к источнику за счет создания областей коротких петель.Однако в емкостной сенсорной системе те же методы могут привести к снижению чувствительности из-за того, как работает оборудование.

Как показано в начале этого раздела с помощью уравнения (1), общая емкость контактной площадки, которую измеряет микроконтроллер, состоит как из этой паразитной емкости, так и из емкости, которую человеческое тело формирует между пальцем и землей. Однако емкость человеческого тела, которую он должен измерить, обычно представляет собой процент паразитной емкости, которая образуется между проводниками.

Это приводит к двум важным характеристикам, которые необходимо учитывать при проектировании:

• Чем выше процентное значение емкости тела, тем более чувствительной к прикосновению будет система. Обычно это приводит к уменьшению паразитной емкости из-за отсутствия сплошной медной возвратной плоскости позади контактных площадок или непараллельного прохождения дорожек.
• Слишком большая емкость в системе помешает аппаратным средствам точно оценить общую емкость в системе, поскольку драйвер не сможет управлять общей емкостью системы или управлять ею в течение периода измерения.

Поскольку емкость тела находится вне контроля разработчика, уменьшение паразитной емкости между контактной площадкой / дорожкой и окружающими объектами достигается с помощью таких методов, как отказ от протягивания сплошной плоскости под площадкой или непроведение длинных параллельных дорожек. Именно по этой причине вы видите примечания к дизайну, ограничивающие следующее:

• Длина дорожки, особенно длина дорожки на сплошном куске меди, так как это увеличивает паразитную связь между дорожкой и пластиной;
• Высота следа над обратным трактом; или
• Какая часть контактной площадки находится на сплошной медной плоскости (часто вы можете увидеть, как чувствительные к ЭМС конструкции обходят это, создавая сетку на обратной плоскости).

В любой из этих ситуаций цель состоит в том, чтобы уменьшить связь дорожки и контактной площадки с сплошным медным обратным каналом, поскольку это увеличивает общую емкость, связанную с этим датчиком. Короче говоря, сенсорная система составляет не только датчик. Эти варианты дизайна имеют большое влияние на маршрутизацию и наращивание стека и будут кратко обсуждены ниже.

Длина следа

Длина дорожки по-разному влияет на системы собственной и взаимной емкости.Во-первых, мы сосредоточим наше обсуждение на системе собственной емкости.

В системе собственной емкости длина следа контактной площадки собственной емкости и самой площадки образуют отношение. Производители обычно устанавливают верхний предел (например, 7 дюймов или 170 мм) для длины дорожки и рекомендуют не превышать его. Это связано с тем, что более длинные дорожки будут нести с собой большую паразитную емкость, что приведет к снижению чувствительности датчика. Для измерительного устройства это будет выглядеть как датчик меньшего размера, с которым будет труднее взаимодействовать.И наоборот, более короткие трассы несут с собой меньшую паразитную емкость и, следовательно, будут иметь большую чувствительность, поскольку результирующая паразитная емкость мала. Это часто называют электрически большим на ощупь. На рисунке 7 показана эта ситуация, когда датчики A и B расположены ближе к MCU и изображены крупнее, чем D, который расположен дальше от MCU.

Рисунок 7: Схема, показывающая, как датчики «выглядят» на ощупь в зависимости от того, насколько близко датчики находятся к MCU

Если линии датчиков должны пересекать линии других датчиков или другие «зашумленные» сигналы, рекомендуется пересекать их с противоположных сторон платы и под прямым углом, как показано на рисунке 8.Это уменьшает связь между трассой агрессора и трассой жертвы, обычно трассой измерения.

Рисунок 8: Схема подключения шумной линии и контактной площадки

При проектировании с учетом взаимной емкости применяются те же правила трассировки. Но, поскольку оборудование измеряет взаимодействие между двумя пластинами, важно не прокладывать линии приема и передачи рядом друг с другом. Это предотвращает емкостные перекрестные помехи между двумя дорожками или другими дорожками, несущими импульс (т.е., ШИМ, связь, линии часов). Поэтому следует позаботиться о том, чтобы прокладывать приемную проводку как можно дальше от этих трасс.

Минимальное расстояние между ними должно составлять один палец, чтобы случайно не допустить возникновения пути связи во время взаимодействия с устройством. Это правило важно соблюдать, когда следы приближаются к соседним контактным площадкам, поскольку зазор снижает риск неправильного обнаружения из-за неточного касания, например, которое может происходить по дорожкам вместо контактной площадки.Пример этого показан на рисунке 9.

Рисунок 9: Пример непредусмотренного пути перекрестных помех между трассировками приема и отправки посредством взаимодействия с пользователем

Рекомендуемые размеры и компоновка показаны почти в каждом руководстве по проектированию аппаратного обеспечения производителя, поэтому они не будут включены здесь. Но общая цель этих правил — 1) предотвратить перекрестные помехи; 2) предотвратить непреднамеренные прикосновения из-за случайных пальцев и 3) минимизировать емкостную нагрузку датчика и трассировки.Если следы должны пересекаться из-за ограничений платы, избегайте длинных параллельных проходов. И, если им нужно пересечься, они должны сделать это под углом 90 градусов, чтобы свести к минимуму возможность перекрестных помех между двумя трассами.

Другие методы предотвращения обнаружения ложных клавиш в раскладке включают:

• Защита двух дорожек с помощью защитной дорожки, позволяющей подключиться к зашумленной линии;
• Проложите линии приема на противоположной стороне платы, разделенные контрольной трассой; и
• Проложите линии приема под плоскостью возврата.

Рис. 10: (Слева) Трасса передачи, пересекающая трассу приема под углом 90 градусов, (в центре) передача и прием, разделенные защитной трассой, (справа) передача и прием, разделенные толщиной печатной платы и защитной трассой.

Самолеты возврата

Следует проявлять осторожность при прокладке и размещении плоскостей возврата, поскольку их близость к любому датчику увеличивает паразитную емкость этой контактной площадки. По этой причине рекомендуется не включать сплошную плоскость позади контактных площадок и соблюдать требования к расстоянию при приближении к контактным площадкам для повышения чувствительности.

Однако для многослойных применений рекомендуется использовать возвратную плоскость сетки за контактными площадками при заполнении не более 30-40%, чтобы помочь в устранении проблем кондуктивного шума. Компромисс между незначительным снижением чувствительности и повышением устойчивости к электрическим помехам делает эту конструкцию полезной при необходимости. Возврат должен быть привязан непосредственно к обратному каналу MCU ( Vss ), чтобы обеспечить обратный путь с низким импедансом (пример этих рекомендаций показан на рисунке 11), а дорожки должны быть размещены перпендикулярно линиям сетки, если это возможно для дальнейшего минимизировать сцепление.

Рисунок 11: Пример схемы обратного пути для решения с автоматическим касанием

Обычный стек для многослойной сенсорной платы включает четыре слоя. В зависимости от реализуемой конструкции рекомендуется, чтобы сенсорная панель находилась по крайней мере в одной или двух плоскостях в наборе. Если возможно, не расширяйте сплошную медную поверхность возвратной плоскости на каком-либо слое под датчиками, так как это увеличит паразитную емкость и приведет к снижению чувствительности. См. Пример на Рисунке 12.

Рисунок 12: Пример многослойного стека на плате собственной емкости

Хотя взаимный метод более устойчив к паразитным емкостям из-за метода измерения, многие из тех же методов, которые существуют для улучшения характеристик автономной системы, одинаково хорошо работают и в общей системе. Следовательно, если используется сплошная плоскость отражения для уменьшения паразитных эффектов, важно направить трассу приема как можно дальше от слоя отражения, чтобы избежать потери чувствительности.Эта ситуация проиллюстрирована на Рисунке 13.

Рисунок 13: Пример маршрутизации трассировки Rx при наличии уровня возврата

Теперь, когда мы обсудили, как разлить наши пути возврата, спроектировать стек и развести трассировки, последнее, что нужно затронуть, — это включение внешних компонентов.

Внешние компоненты

Внешние компоненты, из которых состоят емкостные сенсорные системы, являются самыми разнообразными среди поставщиков емкостного сенсорного оборудования.Это связано с тем, что каждый аппаратный дизайн реализует активность восприятия немного по-разному. Некоторые используют метод на основе напряжения, который формирует волну, в то время как другие используют ток, который измеряет цикл заряда / разряда паразитной емкости. И поэтому вы часто будете видеть и то, и другое:

• Резисторы — которые используются вместе с паразитной емкостью или физическим конденсатором для формирования измерительного импульса (в методе измерения на основе напряжения) или для ограничения скачков напряжения, исходящих из измерительного порта (в методе измерения тока) .
• Конденсаторы — которые используются вместе с ранее упомянутым резистором для создания постоянной времени для измерительного импульса (в методе измерения на основе напряжения).

Наконец, при специализированных разработках могут быть случаи, когда может оказаться слишком маленькой емкостью для того, чтобы оборудование было правильно смещено для измерения импульсов. Чтобы решить эту проблему, разработчики часто добавляют небольшие конденсаторы (в диапазоне пФ) на стороне датчика трассы для правильного смещения оборудования, как показано на рисунке 14.

Рис. 14. Схема измерения номинальной собственной емкости с дополнительным конденсатором смещения / формирования сигнала на стороне датчика линейного сопротивления

Наконец, важно отметить, что конструкция, которая строго следует рекомендациям по проектированию, также может повлиять на производительность системы.

Работа с внешними влияниями

Емкостные сенсорные системы, разработанные для замены своих механических аналогов, подвержены шуму от множества различных источников.Например, кнопки, прикрепленные к портам GPIO, с относительно небольшим программным откликом, по своей сути устойчивы к широкому спектру источников, таких как источники ШИМ, реле и плохо развязанные источники питания. Чтобы правильно охарактеризовать любые проблемы с шумом, можно использовать модель ЭМС источника / тракта / приемника, чтобы правильно разбить систему на части.

Рис. 15: Модель шумопропускающего приемника для шума в емкостной сенсорной системе

Большинство источников шума происходит либо от высших гармоник ШИМ, либо от гармоники 60 Гц от плохо развязанного источника питания, либо от линий связи / синхронизации.Каждый из этих источников, вместе с их каналом связи, может влиять на конечное измерение одним из следующих способов:

• Кондуктивный — Кондуктивный шумовой канал — это канал, который формирует гальваническое соединение с системой.
  Примером источников шума является низкочастотный шум переменного тока 50/60 Гц от источника питания или гармоники импульсного источника питания.
• Излучаемый — Канал излучаемого шума — это канал, который соединяется по беспроводной сети из-за близлежащих следов через емкостные / магнитные поля с дорожкой или контактной площадкой.Примерами источников, перемещающихся по этому типу шумового канала, являются драйверы светодиодного или ЖК-интерфейса и интерфейсы связи.
• Окружающая среда — Этот тип шума обычно не считается проблемой ЭМС, он возникает со временем, поскольку изменения окружающей среды, такие как вода, влажность или температура, влияют на характеристики измеряемой паразитной емкости. Кроме того, факторы окружающей среды могут также включать взаимодействие клиента с сенсорной системой (что может привести к непреднамеренному соединению, не замеченному ранее) или непредвиденное взаимодействие во время возбуждения HMI (т.е., освещение, включение экрана и т. д.).

По мере того, как эти источники и каналы шума становятся более явными, они могут сильно влиять на измерение касания, вызывая ошибки, которые затмевают пороговые значения касания и отсутствия касания.

Работа с традиционными источниками шума

Тема борьбы с кондуктивными и излучаемыми шумами на печатной плате, особенно такой чувствительной к электрическим помехам, как емкостное прикосновение, может быть предметом отдельной книги.Однако есть несколько приемов, которые можно использовать при проведении кондуктивных и излучаемых испытаний, чтобы ограничить влияние электрических помех.

Наиболее распространенный тест на электрические помехи при емкостном прикосновении содержится в стандарте IEC61000‑4‑6, который проверяет устройство на переходные процессы и скачки напряжения, возникающие в электросети. Из-за этого первый и лучший способ борьбы с электрическим шумом — уменьшить его в точке входа и использовать фильтрацию в источнике питания. Это приводит к некоторой комбинации:

• Фильтр линии питания в виде фильтра PI (пример показан на рисунке 16).Представляющие интерес частоты, на которые должен быть настроен фильтр, обычно используются для блокирования шума в диапазоне 10 МГц и ниже. Кроме того, полного сопротивления системы достаточно, чтобы устранить проблему.
• Если шум попадает в фильтр линии питания или фильтр не такой устойчивый, следующим вариантом является включение байпасных конденсаторов, которые направляют шум в сторону от области печатной платы, в которой находятся датчики. Обход с правильной плоскостью возврата — мощный инструмент снижения шума (иногда за счет чувствительности).
• Следует проявлять осторожность при прокладке более длинных трасс, особенно тех, которые проходят через обратную плоскость, поскольку они начинают приближаться к резонансным длинам волн монополя в однополюсной самозарядной схеме.

Рисунок 16. Номинальный PI-фильтр, обычно устанавливаемый на блоке питания приложения

.

Однако, если фильтрующие компоненты выходят за рамки бюджета вашего товарного дизайна или если пространство является проблемой, вы можете добавить программную фильтрацию и устранение неполадок. Примеры включают скользящее усреднение и фильтрацию с бесконечной импульсной характеристикой, эффекты которых показаны на рисунке 17.

Рисунок 17: Пример данных, искаженных шумом, отфильтрованных БИХ-фильтром в программном обеспечении

Работа с нетрадиционными источниками шума

В то время как источники электрического шума традиционно вызывают наибольшую озабоченность у емкостных сенсорных устройств, другой основной проблемой являются внешние факторы окружающей среды, которые обычно связаны с тем, как конструкция взаимодействует с водой и влажностью. Вода имеет высокую диэлектрическую проницаемость, которая создает емкость в пространстве, в котором она существует.Это означает, что капли могут распространяться по покрытым датчикам. Пример этого показан на рисунке 18, на котором левое изображение показывает воду над датчиком собственной емкости, который вызывает прикосновение к верхнему правому датчику без присутствия пальца. Правый рисунок представляет собой сценарий взаимной емкости, при котором вода скапливается над двумя верхними датчиками, ситуация, в которой оба датчика срабатывают при прикосновении к любому из них.

Рис. 18: (слева) датчики собственной емкости с водой над одним датчиком, (справа) датчики взаимной емкости с водой, соединяющие два датчика вместе, вызывая касание обоих.

Это распространенная проблема на интерфейсах варочных панелей и холодильников, где может накапливаться влага и вызывать любую из этих двух ситуаций. Поскольку это физическое ограничение способа проведения измерения в большинстве систем, надлежащие методы смягчения последствий основываются на:

• Интеллектуальная схема расположения датчиков, при которой продуманно размещение датчиков в местах, где вода не может скапливаться. Если ожидается проточная вода, рассмотрите возможность размещения следов и датчиков перпендикулярно потоку воды.
• Если окружающая среда не считается слишком экстремальной, успешный отвод воды иногда может быть достигнут с помощью программного обеспечения, выполнив отвод с помощью нескольких касаний.
• В других случаях использование защитного следа вокруг уязвимых датчиков может привести к отключению других кнопок.

Контрольный список, охватывающий ключевые моменты дизайна для емкостного прикосновения, может быть полезен для быстрого выявления потенциальных проблем во время анализа дизайна.

Создание контрольного списка для анализа проекта

Информация, содержащаяся в этой статье, охватывает множество различных аспектов конструкции емкостного сенсорного экрана, а более конкретную информацию можно найти в руководстве по проектированию аппаратного обеспечения выбранного вами MCU.Если вы инженер, проверяющий проект, важно изучить руководство и выявить следующие проблемы, чтобы подготовиться к проверке проекта:

1. Все дорожки имеют рекомендуемую длину? Если нет, то есть ли что-нибудь, что можно сделать для смягчения эффекта, например, обрезать плоскости или изменить настройки сенсорного оборудования.
2. Подушечка имеет рекомендованную форму? Хотя обычно это не вызывает беспокойства, важно учитывать форму площадки, поскольку слишком большая емкость, связанная с площадкой и оборудованием, может вызвать проблемы с ее управлением.
3. Какой метод измерения был реализован? Проверяющий проекта должен быть готов отстаивать свой выбор относительно того, почему он выбрал собственную или взаимную емкость в качестве метода измерения.
4. Требовались ли для вашей конструкции внешние компоненты, и если да, то были ли они размещены на печатной плате в правильном порядке? Это правильное значение?
5. Был ли учтен соответствующий счетчик внешних воздействий, таких как нагнетаемый шум или вода, при прокладке трасс? Датчики, расположенные так, что вода может легко скапливаться над одним или несколькими датчиками, могут ложно сработать, и необходимо позаботиться о проектировании печатной платы, чтобы смягчить эту ситуацию
6. Созданы ли какие-либо петли и как выглядят возвратная плоскость и наложение? В отличие от традиционных механических конструкций, электрический шум вызывает изменение потенциала окружающих металлов по мере прохождения шума через систему.
7. Есть ли у вас плавающие светодиодные дорожки и используются ли они совместно с MCU?

Обращение внимания на эти вопросы при рассмотрении проекта в соответствии с рекомендациями поставщика измерительного оборудования позволит сэкономить на дорогостоящих и трудоемких обсуждениях с разработчиками приложений.

Заключение

Емкостные сенсорные кнопки становятся все более распространенными по мере того, как чувствительное оборудование и производственные процессы становятся более надежными. И поэтому их все чаще и чаще используют в качестве замены более дорогих и подверженных сбоям коммутаторов.При замене этих конструкций важно:

• Узнайте, что такое емкостное определение касания и как оно реализовано производителем оборудования;
• Понять, как выбор конструкции печатной платы влияет на производительность системы; и
• Определите среду, в которой будет использоваться ваше устройство.

Понимая и обращаясь к этим ключевым моментам, я надеюсь, что вы сможете достичь наиболее эффективного и экономичного процесса проектирования для своей конструкции с емкостным сенсорным экраном.

Кристофер Семансон работает в Renesas Electronics America Inc. в качестве менеджера по системам функциональной безопасности в Дареме, Северная Каролина, поддерживает проектирование PMIC и других полупроводников для производства электроэнергии в автомобильной промышленности в соответствии с ISO26262. Он имеет пятилетний опыт работы в сфере EMC Education в Мичиганском университете, преподавая EMC и электронику с Марком Стеффкой. Он имеет степень бакалавра электротехники и вычислительной техники и степень магистра электротехники в Мичиганском университете Дирборн.С Крисом можно связаться по телефону [email protected] .

Цветная камера для цифрового микроскопа

| Olympus LS

Расширьте свое видение наук о жизни с камерой научного микроскопа. Ассортимент Olympus предлагает широкий выбор цветных цифровых камер для микроскопов для различных приложений и бюджетов. Выбор правильного баланса характеристик важен при выборе камеры, соответствующей вашим потребностям; наш обширный диапазон охватывает приложения от общих биологических исследований и обучения до патологии, культуры клеток, эмбриологии и открытия лекарств.Наши камеры для микроскопов предлагают различные датчики изображения и размеры пикселей, а методы наблюдения включают флуоресценцию, светлое поле и инфракрасное излучение. В Olympus мы знаем, что ваше изображение имеет значение, и наши цифровые камеры микроскопа помогают вам видеть детали и повышать качество вашей работы за счет ультрасовременной оптики, превосходной детализации и быстрой визуализации в реальном времени. Связаться с нами

Цветные камеры для цифровых микроскопов

Максимальный предел сравнения 5 элементов

Измените свой выбор, чтобы одновременно сравнивать не более 5 элементов.

Часто задаваемые вопросы о цифровых камерах для микроскопов

Что такое цифровое изображение?

Цифровое изображение — это широкий термин, используемый для описания электронной записи изображений.Вы можете запечатлеть в цифровом виде все, что угодно — от заката до образца микроскопа и отсканированного документа.

Что такое цифровое изображение?

Цифровое изображение состоит из серии пикселей или элементов изображения. Компьютер считывает файл изображения и отображает пиксели для формирования изображения на вашем мониторе.

Каковы преимущества цифровых изображений?

Цифровое изображение для микроскопии дает четыре основных преимущества:

• Постоянная запись: Вы можете делать бесконечное количество копий одного и того же цифрового изображения без потери качества.В результате цифровая обработка изображений помогает сохранить исследовательские слайды и избежать проблем, связанных с ухудшением качества образцов.
• Обмен изображениями: Цифровые изображения могут быть отправлены в электронном виде удаленным коллегам, что поможет вам сэкономить на отправке слайда по почте для совместного проекта.
• Настройка изображения: Используя программы редактирования, такие как наше программное обеспечение для обработки изображений CellSens для микроскопов, вы можете легко исправить цифровые изображения, чтобы исправить такие проблемы, как плохой контраст и чрезмерный шум, всего за несколько щелчков мышью.
• Количественный анализ: Цифровая визуализация предоставляет данные для количественного анализа изображений, который может помочь вам получить новые идеи. Например, вы можете сравнить точки данных с предыдущими результатами визуализации в вашей базе данных.

Как можно улучшить качество цифровых изображений для микроскопии?

Чтобы улучшить качество изображений при микроскопии, выберите подходящую оптику и камеры с возможностями, которые подходят для вашего приложения.

Мы предлагаем онлайн-ресурсы, которые помогут вам найти объективы микроскопов и камеры для вашего эксперимента.Отличное место для начала — наш блог. Обязательно ознакомьтесь с этими сообщениями в блоге, чтобы получить рекомендации: Как выбрать правильный микроскоп Цель: 10 вопросов, которые нужно задать, и 4 инструмента для выбора правильной камеры для микроскопа.

Какие возможности цифровой камеры микроскопа наиболее важны?

На качество изображения влияет множество факторов. В общем, можно начать с разрешения и чувствительности камеры. Чувствительность — это то, насколько хорошо датчик камеры определяет свет от образца.Разрешение — это количество деталей, которые может запечатлеть камера. Но, как мы упоминали ранее, эти возможности должны соответствовать вашей оптике, системе и приложению.

Рассмотрим следующий пример: камера с высоким разрешением плохо подходит для объективов с низкой числовой апертурой, поскольку не может восстановить информацию о структуре образца, потерянную через оптику. Причина в том, что свет распространяется шире, чем шаг пикселя камеры. В этом случае камера с более низким разрешением будет работать с объективом с более низкой числовой апертурой.

Или, скажем, вам нужно наблюдать в диапазоне длин волн 700–900 (нм).Важно выбрать камеру, которая может обнаруживать эти более длинные волны.

Есть много других факторов, которые следует учитывать, поэтому обязательно ознакомьтесь с нашим техническим документом: Что следует учитывать при выборе камеры для микроскопа.

Какой тип сенсора камеры микроскопа выбрать?

Есть несколько типов датчиков со своими плюсами и минусами:

• CCD — это аббревиатура от устройства с зарядовой связью. Проще говоря, ПЗС — это полупроводниковый чип со светочувствительными участками, который используется в качестве датчика в цифровых камерах.Датчики CCD работают, улавливая свет и преобразуя его в электрический заряд, который предоставляет цифровые пиксельные данные, формирующие изображение. Исторически CCD-сенсоры были лучшим выбором для научных приложений. Но по мере появления новой сенсорной технологии эта старая технология постепенно становится менее распространенной.
• EMCCD — устройства электронного умножения с зарядовой связью. EMCCD — это тип датчика CCD, который усиливает сигналы слабого освещения выше шума чтения CCD. В обычных ПЗС очень низкие уровни сигнала обычно ниже уровня шума считывания сенсора, что ограничивает их возможности визуализации в приложениях, требующих быстрого захвата с частотой кадров при чрезвычайно низком уровне освещенности.Камеры
  EMCCD известны своей способностью обнаруживать слабый свет, поэтому вы можете услышать, что их называют камерами для слабого освещения. Поскольку они обладают высокой чувствительностью, они являются полезными инструментами для съемки быстрых биологических явлений при очень слабом освещении.
• CMOS обозначает дополнительный металл-оксидный полупроводник и является преемником технологии CCD. Первое и самое важное различие между CMOS и CCD — это архитектура считывания сигнального электрона.
  Благодаря усилителю множественного считывания для отдельного светочувствительного диода, CMOS имеет значительно более высокую скорость считывания, чем CCD.Компромисс быстрого считывания — искажение, связанное со скользящим затвором. Поскольку CMOS быстро сканирует изображение, чтобы собрать данные, а не захватывать каждый пиксель сразу, разница во времени экспозиции может иногда приводить к искажению.
  В отличие от этого, ПЗС-датчики могут избежать этого искажения, собирая входящие фотоны при сохранении заряда, что позволяет считывать каждый пиксель одновременно.
  Хотя раньше CMOS обеспечивала более низкое отношение сигнал / шум по сравнению с CCD, сегодня вы можете найти множество высококачественных камер CMOS.Кроме того, внедрение CMOS с глобальным затвором позволило преодолеть искажения, вызванные рольставнями.
• sCMOS — это аббревиатура от научного комплементарного металлооксидного полупроводника, часто сокращаемого до научного CMOS. sCMOS — это тип CMOS-сенсора с большим размером пикселя и низким уровнем шума. Он предлагает большую чувствительность, чем обычная CMOS. Датчики sCMOS часто охлаждаются, чтобы минимизировать темновой ток для достижения более высокого отношения сигнал / шум, аналогично охлаждаемым датчикам CCD.
  Наиболее важное различие между камерами sCMOS и EMCCD заключается в том, что камеры sCMOS не имеют возможности длительной выдержки. Камеры EMCCD предпочтительны для приложений получения изображений с длительной выдержкой или биолюминесценции со слабыми сигналами флуоресценции, в то время как камеры sCMOS популярны благодаря своей способности работать с различными методами обработки изображений.