Philips lumify превращает смартфон или планшет в прибор для медицинской ультразвуковой диагностики

Устройство экрана, работающего как динамик

Вне зависимости от разновидности динамика (разговорный или громкоговоритель), принцип его устройства един. Даже тем, кто с тонкостями электроники не знаком, но в детстве разбирал всякие электронные игрушки, типа тетриса, тамагочи или знаменитых часов Montana, он может быть хорошо известен. Видели круглые пищалки, установленные внутри таких гаджетов? Вот это и есть тот самый элемент, что сейчас превращает дисплей в источник звука.

Твердотельные динамики (хотя, если говорить научно-корректно, динамиком является только динамический излучатель с магнитом и мембраной) используют для генерации акустической волны обратный пьезоэлектрический эффект. Он заставляет некоторые вещества деформироваться под воздействием тока. Генератор звуковых волн покрыт именно таким веществом, и при подаче электрических волн начинает колебаться, создавая вибрации.

Пьезоэлектрический элемент в Mi Mix Xiaomi

Будучи жестко прикрепленным к матрице, пьезоэлектрический излучатель передает вибрации на нее, заставляя сотрясаться всю поверхность. Эти колебания имеют небольшую амплитуду, поэтому смартфон или телевизор не дрожит. Но их интенсивность и площадь достаточно велики для того, чтобы звуковые волны могли передаваться во внутреннее ухо не только через кости, но и традиционным воздушным путем.

Генератор под матрицей LG

Snapdragon 855: характеристики и особенности флагманского процессора

Плюсы и минуса экрана в роли динамика

Одним из основных преимуществ использования экрана в качестве динамика является корректная направленность волн. В большинстве смартфонов, а также телевизоров без саундбара, прорези громкоговорителей направлены вниз. При этом, в тонких устройствах сами громкоговорители расположены параллельно дисплею. Акустической волне приходится преодолевать лабиринт, что может вносить искажения и уменьшать громкость. При использовании дисплея для вывода звука – он всегда направлен в лицо слушателю.

Телевизор LG с Crystal Sound Cnet

Для водозащищенных устройств (а таковые сейчас – большинство флагманских смартфонов) динамик в экране – это минус одна щель, через которую внутрь могут попасть влага и грязь. Когда устройство мокрое, можно совершать звонки, и разговорный спикер не будет хрипеть или булькать.

Современные тенденции к уменьшению рамок вокруг дисплеев требуют у производителей экономить пространство, и пьезо-динамик в экране этому способствует. Выдвижная фронтальная камера, сканер отпечатка в матрице, миниатюрные сенсоры освещения и приближения, отказ от спикера – и можно делать смартфон, у которого нет никаких «челок», «монобровей», «капель» и прочих вырезов.

Недостатком экрана, используемого в роли динамика, является ограниченный частотный диапазон. Этот минус характерен не только для пьезоэлектрических, но и любых других малоамплитудных источников звука (сбалансированный якорь-арматура, электромагнитный громкоговоритель). Проблема вызвана тем, что для генерации низкочастотного звука достаточно высокой громкости требуется колебание с большой амплитудой.

LG G8 euro.com.pl

Если заставить телевизор или смартфон качественно играть басы – сила колебаний будет очень большой, девайс будет вибрировать. Помимо неудобств от тряски, колебания поверхности способны вносить искажения в картинку, заставляя дисплей дрожать, а также могут нанести вред устройству. Из-за этого хорошо слышимый диапазон АЧХ дисплея, воспроизводящего звук, ограничен диапазонами СЧ и ВЧ, и чем меньше матрица – тем слабее бас.

В случае с ТВ проблема дефицита НЧ легко решается путем использования дополнительного саундбара или сабвуфера, предназначенного для воспроизведения басов. Он расширяет частотный диапазон, тем самым делая звучание более насыщенным и естественным.

Что такое Quad Bayer и TetraCell в камере: особенности, плюсы и минусы технологии

В смартфон полноценный бас-динамик поместить весьма сложно, поэтому производителям приходится устанавливать традиционный громкоговоритель. Именно такой «тандем» реализован в упомянутом LG G8, который лишился разговорного, но не музыкального громкоговорителя.

Частично решить проблему дефицита частот мог бы бездиффузорный излучатель, вроде того, что используется в Sven Impulse или Cisor. Подобный девайс способен воспроизводить даже басы, заставляя поверхность, на которой лежит устройство, вибрировать. Но он, как и динамический громкоговоритель, имеет немаленькие габариты, и места под такой в смартфоне не найти.

Ограниченный частотный диапазон пока что не позволяет полностью отказаться от динамических излучателей в смартфоне. Экран, воспроизводящий звук – это круто, но не очень практично. Так что пока подобного решения ждать не стоит. А вот в телевизорах, у которых и дисплей много больше, и есть возможность подключить серьезный сабвуфер, дисплей, генерирующий звуковые волны, уместен гораздо больше.

А как вы думаете, приживется ли эта технология, станет популярной, или так и останется эксклюзивом для редких гаджетов?

Цена Samsung Galaxy S10e

Маркетологи любят козырять фразой «бескомпромиссное решение». В Galaxy S10e некоторым компромиссам место нашлось. Тем не менее устройство получилось мощным и компактным, с большинством актуальных на рынке «фишек»: двойной камерой, мощным процессором и большим объемом памяти, помещенной внутрь экрана фронтальной камерой. Яркие цвета корпуса понравятся молодежи.

Официальная цена на Galaxy S10e составляет 56 990 рублей.

Маркетологи Samsung демонстрируют такой ценник потенциальным покупателям iPhone XR, предлагая облегченный флагман на Android с удобным плоским экраном за меньшую цену. При этом непонятно, что может заставить фанатов Android выбирать именно Galaxy S10e, а не топовые модели от Huawei или Xiaomi. Сможет ли эта модель от Samsung «растолкать» конкурентов и отвоевать себе место под солнцем или останется компромиссом с неудачным позиционированием, мы со временем узнаем.

Вреден ли ультразвук

Ультразвуком называют звуковые волны, частота которых превышает 20 тыс. герц. Человеческое ухо эти волны не воспринимает. Постоянное воздействие ультразвука вызывает стресс и беспокойство у мелких животных, которые могут его улавливать, на чем и основано действие ультразвуковых отпугивателей. Ультразвук воспринимается техникой, оборудованной микрофонами, а техника, где есть спикеры, может его издавать. В сентябре CNews писал, что голосовым помощникам — таким как Siri (компании Apple), Alexa (Amazon), Cortana (Microsoft), Google Now (Google) и другие — можно отдавать неслышимые для человеческого уха ультразвуковые команды, которые они будут выполнять, как обычные голосовые распоряжения.

Несмотря на широкое применение в медицине, воздействие ультразвука на человеческий организм изучено не до конца. Однако известно, что интенсивные ультразвуковые волны могут приводить к появлению сильных болей, кровоизлияниям в органах и тканях, разрушению нервных клеток, серьезным нарушениям слуха и другим негативным последствиям.

  • Короткая ссылка
  • Распечатать

Марсианские сканеры

Ультразвуковая технология уже давно рассматривается как исследовательский инструмент. При достаточно высокой мощности ультразвуковые колебания могут использовать для бурения достаточно плотного материала. Это использование предлагалось при поиске подземных нефтяных и газовых месторождений. Ультразвуковую эхолокацию также можно использовать в качестве датчика, который помогает воздушным беспилотным аппаратам избегать препятствия, чтобы их можно было отправлять в опасные и труднодоступные места.

Однако исследовательские применения не ограничиваются планетой Земля. Если люди когда-либо навестят Марс, нам понадобятся новые способы анализа марсианской среды. Из-за малой гравитации на Марсе обычные сверла не смогут работать с обычной силой, поэтому ученые рассматривают вариант использования ультразвуковых приборов для сбора образцов.

Притягивающие лучи

Имея достаточную мощность, можно с помощью ультразвука заставить объекты левитировать при помощи одних только звуковых волн и перемещать их в разные стороны, подобно притягивающему лучу из области научной фантастики. Ученые из Бристольского университета показали, что контролируя и фокусируя звуковые волны от массива ультразвуковых источников, можно создать достаточно силы, чтобы поднять объект размером с бусину с земли.

Подъем более крупных объектов, таких как человек, потребует очень высоких уровней мощности, и до конца непонятно, какой вред акустические силы могут нанести человеку. Но у такой технологии есть потенциал преобразовать область медицины. Например, ее можно использовать для перемещения лекарств по телу в направлении целевых клеток.

Размеры, дизайн и цвета Samsung Galaxy S10e

Смартфон Sasung Galaxy S10e получился чуть меньших размеров, чем Galaxy S10. Но это связано с уменьшенным размером экрана. Galaxy S10e имеет размеры 142,2 мм × 69,9 мм × 7,9 мм и весит 150 грамм. И хотя в целом вся серия «десяток» выпущена в одном стиле, некоторые визуальные отличия от более старших собратьев у S10e все же есть. Прежде всего стоит отметить отказ от изогнутого экрана. Последний раз в линейке Galaxy подобные модели были в седьмой серии. Такой шаг имеет свой смысл. Аппарат лишился премиальной «фишки», не конкурируя со старшими собратьями, и у плоского экрана попросту нет теперь ложных срабатываний, характерных для S10/S10+.

Сканер отпечатков пальцев переместился на правую боковую грань – ультразвуковое решение под экраном досталось лишь флагманам. Отсутствует в S10e и датчик пульса. Система распознавания лиц тоже присутствует, как дополнительный инструмент безопасности.

Скромные относительно собратьев размеры позволяют S10e удобно лежать в руке. Фактически, своими габаритами модель полностью повторяет элегантный S7.

Веселые и яркие расцветки подразумевают выбор аппарата активной молодежью. Samsung дала цветам стильные названия: перламутр, оникс, аквамарин и цитрус.

Предусмотрена стандартная для линейки защита от воды и пыли IP68 (подробно).

Комбинированный лоток позволит установить две nanoSIM карты или заменить одну из них картой памяти microSD.

Стереодинамики AKG реализуют технологию Dolby Atmos.

Кроме того, необходимо отметить наличие 3,5 мм аудио разъема, от которого в 2016 году навсегда отказалась Apple в своих смартфонах.

ПО ТЕМЕ: 15 нестандартных продуктов Samsung, о которых вы могли не знать.

Производительность и память Samsung Galaxy S10e

«Сердцем» смартфона является 8-ядерный Exynos 9820, выполненный по 8-нанометровой технологии – лучшее решение Samsung на текущий момент. На американском рынке можно ожидать появления Galaxy S10e на основе чуть более быстрого Snapdragon 855. Модель получила самые производительные решения, как и старшие представители линейки. А вот объем оперативной памяти у Galaxy S10e оказался уменьшенным – 6 ГБ против 8 ГБ у S 10/S10+. Огорчаться по этому поводу не стоит – такого объема хватит с запасом надолго. Зато встроенной памяти – 128 ГБ, которые к тому же можно расширить еще на 512 ГБ с помощью карты памяти. Galaxy S10e получил, с одной стороны, высокопроизводительную флагманскую платформу, с другой, ее незначительно урезали ради иного позиционирования продукта.

ПО ТЕМЕ: Сравнение первого iPhone и первого смартфона на Android (видео).

Акустические голограммы

Ультразвук давно используется для создания двухмерных изображений тела, которые могут изучать врачи. Но только недавно появилась разработка, которая может занять видное место в медицине в будущем, — ультразвуковая акустическая голограмма.

В этом методе ультразвук используется для перемещения микрочастиц в определенной среде для формирования желаемого изображения. Например, проецирование звуковых волн через специально сконструированную пластину с рисунком в воду, содержащую пластмассовые частицы, приводит их к определенному выравниванию. Ученые считают, что акустическая голограмма такого рода может быть полезна для улучшения медицинской визуализации и для разработки улучшенных способов ультразвукового лечения.

Коммуникации Samsung Galaxy S10e

Зарядка осуществляется через расположенный в нижнем торце разъем USB 3.1 (Type C). Остался и аудиоразъем 3,5 мм, что дает устройству небольшой бонус относительно отказавшихся от такого решения конкурентов от Apple. Все Samsung S10 работают с Wi-Fi последних спецификаций: 802.11 a/b/g/n/ac/ax на 2,4 и 5 ГГц. Поддерживается Bluetooth 5-й версии, многочисленные звуковые кодеки, в т.ч. aptX. Это позволяет одновременно подключать две гарнитуры или колонки. При условии поддержки операторами LTE cat.20 в теории возможна передача данных на скорости до 2 Гбит/с. Флагман от Samsung не мог выйти без NFC, поддерживая платежи Samsung Play и Google Play.

Приложения с ультразвуком

В Google Play и AppStore размещены десятки приложений с функцией ультразвука. Многие из них позиционируются как отпугиватели для насекомых и грызунов, другие — как свистки для собак и кошек. Часть приложений описаны разработчиками нейтрально, просто как генераторы ультразвуковых волн, без определенного назначения.

На смартфоне можно включить ультразвук, раздражающий окружающих людей

Приложение «Раздражающий звук» разработчика Moonshot Software предлагает развлечься, включив в кругу друзей раздражающий ультразвук, источник которого они не смогут найти. В качестве рекламы также показано фото страдающего человека с закрытыми ушами. Разработчик VooAps дал своему продукту говорящее название — «Оглуши друга. Шутка-симулятор». Список подобных приложений можно продолжить.

Очки для слепых

Еще одно возможное медицинское применение ультразвука может помочь слепым людям «видеть» так же, как летучие мыши видят при помощи эхолокации. Вместо того чтобы фиксировать отраженные световые волны, чтобы увидеть объекты, летучие мыши посылают ультразвуковые волны и используют отраженный звук для ориентации в пространстве. Это эхо дает информацию о размере и положении объекта.

Ученые из Калифорнии создали ультразвуковой шлем, который посылает похожие ультразвуковые волны. Затем он преобразует отраженные сигналы в слышимые звуки, которые человеческий мозг может научиться превращать в подробный мысленный снимок окружающей среды. Со временем эта технология может стать более практичной и компактной. Возможно, на ее основе даже сделают специальные очки.

Дисплей Samsung Galaxy S10e

Диагональ экрана составляет 5.8 дюйма с соотношением сторон 19:9. К счастью, в Samsung не решили сэкономить на дисплее. Все же устройство относится к топовой линейке, а не к серии А, M или J. Разве что разрешение экрана уменьшилось до FullHD+ (2280 × 1080 пикселей и 438 ppi). Но с учетом именно такого решения у большинства присутствующих на рынке флагманов огорчаться не стоит. Да и на старших моделях по умолчанию и выставлено бережливое FullHD+.

Точность цветопередачи и высокая яркость такие же, как и у S10/S10+. Экран точно также поддерживает HDR10+ и динамический AMOLED. В правом верхнем углу экрана сделан вырез для камеры. Такое решение является элегантной альтернативой «челке».

ПО ТЕМЕ: Чем OLED экраны лучше LCD и какие дисплеи у iPhone.

По-настоящему неосязаемые телефоны

Мы стоим на пороге появления по-настоящему бесконтактной альтернативы сенсорным технологиям. Устройства вроде Microsoft Kinect могут обнаруживать, где вы находитесь, и использовать эту информацию в качестве инструкций. Но расположить ваши руки в нужном месте, чтобы дать правильные инструкции, все еще достаточно трудно, и эта управляемая жестами система пока не используется широко.

Одна компания использует ультразвук для эффективного создания невидимых кнопок в воздухе, которые можно почувствовать. Массив ультразвуковых передатчиков производит и формирует звуковые волны, создавая небольшие участки с тактильными ощущениями на коже в определенных местах. Поэтому вместо того, чтобы махать рукой и надеяться, что она находится в нужном месте, вы сразу же узнаете, когда активировали распознавание жеста.

Это может сделать повседневные устройства, такие как смартфоны, полностью водонепроницаемыми, бесконтактными и осведомленными об окружающей среде. Эта технология также может быть совмещена с системами виртуальной реальности, чтобы вы могли почувствовать свое искусственно созданное окружение, что привнесет новое измерение в видеоигры и развлечения.

Ходят слухи, что следующее поколение смартфонов будет использовать ультразвуковое распознавание отпечатков пальцев, поэтому вам даже не нужно прикасаться к телефону, чтобы разблокировать его. Эти телефоны могут даже включать ультразвук для беспроводной зарядки, когда энергия ультразвука будет преобразовываться в электрическую энергию в телефоне. Эта энергия будет проецироваться из передающего устройства, хранящегося, например, на стене вашего дома.

Основные параметры ультразвука

Основными параметрами волны являются длина волны и период. Число циклов совершенных за одну секунду называется частотой и измеряется в Герцах (Гц). Время, требуемое чтобы совершить полный цикл, называется периодом и измеряется в секундах. Взаимосвязь между частотой и периодом волны приведено в формуле:

, (1)

  • где f – частота, Гц,
  • T – период, с

Рисунок 1 – Основные параметры ультразвуковой волны

Скорость звука в идеальном упругом материале при заданной температуре и давлении является постоянной. Связь между скоростью ультразвука и длиной волны следующая:

, (2)

  • где – длина волны, м,
  • с – скорость звука, м/с

В твердых веществах для продольных волн скорость звука

, (3)

  • где – скорость звука для продольных волн, м/c,
  • E – модуль упругости, Па,
  • – коэффициент Пуассона,
  • – плотность, кг/м3

Для поперечных волн она определяется по формуле

, (4)

  • где – скорость звука для поперечных волн, м/с,
  • G – модуль сдвига, Па

Дисперсия звука — зависимость фазовой скорости монохроматической звуковых волн от их частоты . Дисперсия скорости звука может быть обусловлена как физическим свойствами среды, так и присутствием в ней посторонних включений и наличием границ тела, в котором звуковая волна распространяется.

Как передается звук

Звук – это колебания окружающей среды (обычно воздуха, но не обязательно), которые ухо улавливает с помощью барабанной перепонки. Далее они поступают в среднее ухо, а из него – во внутреннее. Оно содержит жидкость и специальные рецепторы – волосковые клетки. Жидкость возбуждает эти клетки, передающие сигнал в мозг.

Устройство уха

Обычный динамический громкоговоритель генерирует звуковые волны за счет движения мембраны излучателя. Она сотрясает воздух, колебания от которого и проникают в ухо. Но помимо воздушной, существует также и телесная (костная) проводимость звука. При ней акустические волны достигают внутреннего уха за счет вибраций не барабанной перепонки, а хрящей и костей. Разговорные излучатели в дисплее используют именно этот принцип.

Другие девайсы, использующие экран в качестве динамика как громкоговорителя, способны создавать слышимый на расстоянии звук все тем же методом колебаний окружающей среды. Разница только в том, что у них нет мягкой мембраны для высокоамплитудных колебаний, а воздух сотрясается твердыми деталями конструкции.

Ссылка на основную публикацию