मोबाइल उपकरणों में प्रॉक्सिमिटी संसूचक — यह क्या है, प्रकार और कार्य सिद्धांत

फोन में प्रॉक्सिमिटी संसूचक क्या है

प्रॉक्सिमिटी संसूचक एक गैर-संपर्क इन्फ्रारेड संसूचक है जो स्मार्टफोन के फ़्रंट पैनल के ओपरी भाग में, इयरपीस स्पीकर के बगल में स्थित होता है। इसमें एक इन्फ्रारेड LED (IR LED) और एक फोटोडिटेक्टर (फोटोडायबॉड या फोटोट्रांजिस्टर) होता है। प्रॉक्सिमिटी संसूचक वाला पहला बड़े पैमाने का स्मार्टफोन Apple iPhone (2007) था — तब से, यह संसूचक सभी आधुनिक फोनों में अनिवार्य घटक बन गया है।

स्थान और डिज़ाइन

संसूचक आमतौर पर डिस्प्ले ग्लास के नीचे छिपा होता है और केवल एक निश्चित कोण से एक छोटे बिंदु के रूप में दिखाई देता है। आधुनिक मॉडल ग्लास पर परावर्तन से गलत ट्रिगर को रोकने के लिए एक संकीर्ण बीम कोण (15–30 डिग्री) के साथ एक ऑप्टिकल मॉड्यूल का उपयोग करते हैं। निर्माताओं में Sharp, ams OSRAM (TMD श्रृंखला), Silicon Labs और उनके अनुबंधित भागीदार शामिल हैं।

दो प्रकार के संसूचक

मोबाइल उपकरणों में डिस्क्रीट संसूचक (एक अलग चिप IR LED + फोटोडायबॉड) और एकीकृत मॉड्यूल (एक ही चिप पर दोनों तत्व) का उपयोग किया जाता है। एकीकृत समाधान (ams TMD2635, आकार 1×1×0.5 मिमी) आधुनिक फ्लैगशिप के अल्ट्रा-पतले केसिंग में उपयोग होते हैं और बोर्ड पर न्यूनतम जगह लेते हैं।

इन्फ्रारेड संसूचक कैसे काम करता है

प्रॉक्सिमिटी संसूचक का कार्य सिद्धांत परावर्तित IR विकिरण की तीव्रता के मापन पर आधारित है। इन्फ्रारेड LED एक प्रकाश पुल्स (850–940 नैनोमीटर) उत्सार्जित करता है, और फोटोडायबॉड किसी वस्तु से परावर्तित प्रकाश की मात्रा मापता है। यदि परावर्तित सिग्नल एक सीमा से अधिक हो जाता है, तो वस्तु को पास (तीन से पाँच सेमी से कम) माना जाता है।

बाहरी रोशनी दमन

मुख्य तकनीकी चुनौती सूर्य हस्तक्षेप और अन्य IR स्रोतों से शोर है। समाधान उत्सर्जन मॉडुलेशन है: IR LED 10–100 kHz की आवृत्ति पर पुल्स उत्सार्जित करता है, और फोटोडिटेक्टर DC घटक को फ़िल्टर करते हुए सिंक्रोनिक रूप से सिग्नल का पता लगाता है। ams Application Note AN000610 (2024) के अनुसार, सिंक्रोनिक डिटेक्शन पृष्ठभूमि प्रकाश को 40–60 dB तक दबाता है।

अंशांकन और सीमाएं

ट्रिगर सीमा निर्माता द्वारा अंशांकन के दौरान निर्धारित की जाती है और डिस्प्ले ग्लास पारदर्शिता पर निर्भर करती है। एक विशिष्ट सीमा 2–4 सेमी की परावर्तन दूरी से मेल खाती है। जब एक उंगली या कान सीमा से कम दूरी पर रखा जाता है, तो संसूचक 0 (पास) आउटपुट करता है; अन्यथा, यह अधिकतम सीमा मान (मॉडल के आधार पर 8–10 सेमी) लौटाता है।

प्रॉक्सिमिटी संसूचक और ToF संसूचक में अंतर

IR प्रॉक्सिमिटी संसूचक परावर्तन तीव्रता को मापता है — दो अवस्थाओं वाला एक बाइनरी संसूचक। Time-of-Flight (ToF) प्रकाश को किसी वस्तु तक जाने और वापस आने में लगने वाले समय को मापता है, जो कई मीटर तक सटीक दूरी मापन की अनुमति देता है। मोबाइल उपकरणों में, ToF संसूचक (STMicroelectronics से VL53L5) कामरा ऑटोफ़ोकस और AR एप्लिकेशनों के लिए उपयोग होते हैं।

IR Proximity और ToF का उपयोग कब करें

कॉल के दौरान स्क्रीन बंद करने के कार्य के लिए, एक सरल बाइनरी IR संसूचक पर्याप्त है — इसकी लागत ToF मॉड्यूल के $1–$3 की तुलना में $0.10–$0.30 है। ToF संसूचक सटीक दूरी मापन जोड़ता है, लेकिन मूल कार्य के लिए अतिरिक्त है। कुछ फ्लैगशिप (Samsung Galaxy S23 Ultra) दोनों तकनीकों को संयुक्त करने वाले संयुक्त मॉड्यूल का उपयोग करते हैं।

Android में संसूचक तक प्रोग्राम्मिग पहुंच

Android Sensor.TYPE_PROXIMITY के माध्यम से प्रॉक्सिमिटी संसूचक तक पहुंच प्रदान करता है। API की एक मुख्य विशेषता यह है कि संसूचक केवल दो व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण मान लौटाता है: 0 (वस्तु पास) और अधिकतम सीमा मान (आमतौर पर 5–10 सेमी) जब कोई वस्तु मौजूद नहीं है। आंतरिक एल्गोरिदम सिग्नल की एनालॉग प्रकृति को छुपाते हैं।

संसूचक के साथ कार्य करना

संसूचक की बाइनरी प्रकृति का मतलब है कि एप्लिकेशन किसी वस्तु की सटीक दूरी प्राप्त नहीं कर सकता — केवल यह कि संवेदन क्षेत्र में कोई बाधा मौजूद है या नहीं। यह एक हार्डवेयर सीमा है। अधिक सटीक माप के लिए, मानक TYPE_PROXIMITY API के माध्यम से ToF संसूचक (यदि उपलब्ध है) का उपयोग करें, लेकिन ToF वाले उपकरणों पर यह एनालॉग मान लौटाता है।

val proximitySensor = sensorManager
    .getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY)

sensorManager.registerListener(
    object : SensorEventListener {
        override fun onSensorChanged(event: SensorEvent) {
            val distance = event.values[0]
            val maxRange = proximitySensor?.maximumRange ?: 10f

            when {
                distance < maxRange -> lockScreen()
                else -> unlockScreen()
            }
        }

        override fun onAccuracyChanged(
            sensor: Sensor, accuracy: Int
        ) {}
    },
    proximitySensor,
    SensorManager.SENSOR_DELAY_UI
)

Wake Lock और पावर मैनेजमेंट

प्रॉक्सिमिटी संसूचक को पंजीकृत करते समय, SCREEN_OFF_WAKE_LOCK का उपयोग करना महत्वपूर्ण है यदि एप्लिकेशन को स्क्रीन बंद होने पर भी चलता रहना है (उदाहरण के लिए, कॉल रिकॉर्डिंग)। Wake Lock के बिना, CPU नींद मोड में जा सकता है और संसूचक डेटा प्राप्त करना बंद कर सकता है। SENSOR_DELAY_UI फ़्लैग (200 मिलीसेकंड) अधिकांश परिदृश्यों के लिए पर्याप्त है।

एप्लिकेशनों में प्रॉक्सिमिटी संसूचक का उपयोग

हालाँकि संसूचक का प्राथमिक कार्य कॉल के दौरान स्क्रीन बंद करना है, डिवेलपर अधिक रचनात्मक उपयोग ढूंढते हैं। Glimmer एप्लिकेशन स्क्रीन के सामने हाथ लहराकर ट्रैक छोड़ने के लिए प्रॉक्सिमिटी संसूचक का उपयोग करती है — एक गाना छोड़ने के लिए अपनी हतेली को स्वाइप करें। बैटरी प्रभावित नहीं होती: संसूचक केवल 0.3–0.7 mA की खपत करता है।

• ऑटो-उत्तर और कॉल रिकॉर्डिंग — एप्लिकेशन पता लगाती है कि फोन कान के पास है और स्पीकर या रिकॉर्डिंग चलू करती है।
• जेब मोड — फोन जेब में होने पर स्क्रीन को लॉक करता है और वायब्रेशन बंद करता है। संसूचक हर 1–2 सेकंड में पूछता है।
• प्रीव्यू के लिए निकटता — गैलरी एप्लिकेशनों में, स्क्रीन के पास हाथ लाने से छिपे हुए नियंत्रण दिखाई देते हैं।
• बिना छुए गेमिंग — सरल गेम्स जहाँ संसूचक के सामने हाथ की गति बटन दबाने की जगह ले लेती है।

समस्याएँ और सीमाएं

प्रॉक्सिमिटी संसूचकों की मुख्य समस्या गलत ट्रिगर है स्क्रीन प्रोटेक्टर और केस का उपयोग करते समय। कुछ निर्माता (Google Pixel 8, 2023) IR के बजाय अल्ट्रासॉनिक प्रॉक्सिमिटी संसूचक का उपयोग करते हैं — यह किसी भी स्क्रीन प्रोटेक्टर और किसी भी मोटाई के डिस्प्ले के माध्यम से काम करता है, लेकिन इसकी सटीकता कम और विलंब अधिक (तकरीबन् 100 मिलीसेकंड) होता है। मोटा ग्लास (0.5 मिमी से अधिक) IR विकिरण को बिखेर देता है, जिससे लगातार ट्रिगर होता है। समाधान संसूचक के लिए सटीक कटआउट वाले केस का उपयोग करना है। दूसरी खामी परिवर्तनशील पारदर्शिता (अंडर-डिस्प्ले संसूचक) वाले OLED डिस्प्ले के माध्यम से काम करने में असमर्थता है।

अंडर-डिस्प्ले प्रॉक्सिमिटी संसूचक

2024–2025 में, निर्माताओं ने अंडर-डिस्प्ले प्रॉक्सिमिटी संसूचक लागू करना शुरू किया, जिससे ओपरी बेजल घटाकर 1–2 मिमी हो गया। अंडर-डिस्प्ले प्रॉक्सिमिटी संसूचक वाला पहला बड़े पैमाने का उपकरण Xiaomi 14 Ultra (2024) था, उसके बाद OnePlus 12 और Samsung Galaxy S25 ने इसे अपनाया। यह तकनीक 940 नैनोमीटर पर IR विकिरण का उपयोग करती है, जो OLED पिक्सल से आंशिक रूप से गुजरती है। Samsung Display Technical Paper (2024) के अनुसार, IR विकिरण के लिए OLED पारदर्शिता 15–25% है — 600 cd/m² तक की स्क्रीन ब्राइटनेस पर संसूचक के संचालन के लिए पर्याप्त है। अधिक चमकत पर, मैट्रिक्स IR के लिए अपारदर्शी हो जाता है, और संसूचक को माप के लिए 1–2 फ़्रेम के लिए बैकलाइट बंद करने की आवश्यकता होती है।

प्रॉक्सिमिटी संसूचक का सॉफ़्टवेयर एमुलेशन

Android एप्लिकेशन विकसित करते समय, एमुलेटर प्रॉक्सिमिटी संसूचक का समर्थन नहीं करता — इसे सॉफ़्टवेयर में एमुलेट किया जाना चाहिए। एक भौतिक उपकरण पर, आप adb कमांड का उपयोग कर सकते हैं: adb shell sendevent /dev/input/eventX उपयुक्त ABS_MT_TOUCH_MAJOR कोड के साथ। परीक्षणों में कॉल के दौरान स्क्रीन-ऑफ़ का अनुकरण करने के लिए, एक mock ऑब्जेक्ट के साथ SensorManager का उपयोग करें जो onSensorChanged कैल होने पर 0 लौटाता है।

प्रॉक्सिमिटी संसूचक का परीक्षण

Android उपकरण पर प्रॉक्सिमिटी संसूचक का परीक्षण करने के लिए, फोन एप्लिकेशन खोलें, *#0*# (Samsung पर) डायल करें और Sensor चुनें। अपनी उंगली को स्क्रीन के ओपरी भाग के पास लाने पर, संसूचक का मान “Far” से “Near” में बदल जाना चाहिए। यदि संसूचक प्रतिक्रिया नहीं करता, तो स्क्रीन के ओपरी भाग को साफ़ करें और संसूचक को ढकने वाले स्क्रीन प्रोटेक्टर की जाँच करें। iPhone पर, परीक्षण सेटिंग्स में सिस्टम डायगनॉस्टिक्स के माध्यम से किया जाता है।