手機如今早已不再是僅用來通話的工具了,而是具備了多種功能的綜合性便攜終端。你的手機都能做什麼?即時通信、玩遊戲、上網、看視頻、聽音樂等等,這些實際上都是通過手機處理器晶片的強大運算能力實現的。那麼手機上還有一堆感測器,都是用來做什麼的呢?
手機上的感測器主要作用是什麼?
為了能夠令手機可以與外界進行交互,感知自然環境資料,這是就會用到感測器了。那麼接下來咱們就來認識一些常見的手機感測器吧。
一、光線感測器:
光線感測器也叫做亮度感測器,通常位於手機或平板螢幕上方,它能根據環境光線亮度,自動調節手持設備螢幕亮度,給使用者帶來最佳的視覺效果。例如在黑暗的環境下,手持設備螢幕背光燈就會自動變暗,否則很刺眼。也可用于拍照時自動白平衡。還可以配合下面的距離感測器檢測手機是否在口袋裡防止誤觸。
二、距離感測器:
距離感測器一般緊挨著光線感測器,通過紅外LED反射,探知距離,有效範圍在10cm以內。主要在用戶通話時檢測人臉位置並及時關閉螢幕以防誤操作。此外也可用于皮套、口袋模式下自動實現解鎖與鎖屏動作。
三、重力感測器:
利用壓電效應實現,簡單來說是測量內部一片重物(重物和壓電片做成一體)重力正交兩個方向的分力大小,來判定水準方向。用來實現手機橫豎屏智慧切換、拍照方向、重力感應類遊戲等(如神廟逃亡)。
四、加速度感測器
原理與重力感測器類似,能夠測量加速度的感測器,通過三個維度確定加速度方向,但功耗更小,但精度低。用於計步、手機擺放位置朝向角度等。
五、地磁感測器
也稱為電子羅盤,利用地磁場與手機內置地磁感測器,感受到微弱的磁場變化時會導致自身電阻產生變化,來實現地理方向定位的。地磁感測器可以對GPS信號進行有效補償,即使是在GPS信號失鎖後也能正常工作,做到“丟星不丟向”。
六、GPS
全球第位元系統,手機GPS模組通過天線接收GPS衛星時時位置資訊,以此確定自己的位置。GPS模組中的晶片根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據,根據衛星發射座標的時間戳記與接收時的時間差計算出衛星與手機的距離,採用空間距離後方交會的方法,確定待測點的位置座標。我們手機上的地圖、導航APP都離不開GPS模組。
七、陀螺儀
當一個正在高速旋轉的物體(陀螺),在旋轉軸沒有受到外力影響時,旋轉軸的指向是不會有任何改變的。陀螺儀就是以這個原理作為依據,用它來保持一定的方向。搖一搖、體感遊戲(平移/轉動/移動手機可在遊戲中控制視角)都會用到它。
說到羅盤儀,就不得不說一下三軸羅盤儀,三軸陀螺儀可以替代三個單軸陀螺儀,可同時測定6個方向的位置、移動軌跡及加速度。不要小看它哦,玩VR就必須三軸羅盤儀才行哦!
八、指紋識別感測器
指紋加密、解鎖、支付都是如今手機的必備功能,當然離不開指紋識別感測器。目前的主流是電容式指紋識別,但從今年開始識別速度更快識別率更高的超聲波指紋識別會逐漸普及。
電容指紋感測器原理:手指構成電容的一極,另一極是矽晶片陣列,通過人體帶有的微電場與電容感測器間形成微電流,指紋的波峰波谷與感應器之間的距離形成電容高低差,從而描繪出指紋圖像。
超聲波指紋感測器原理:超聲波多用於測量距離,比如海底地形測繪用的聲納系統。超聲波指紋識別的原理也相同,就是直接掃描並測繪指紋紋理,甚至連毛孔都能測繪出來。因此超聲波獲得的指紋是3D立體的,而電容指紋是2D平面的。超聲波不僅識別速度更快、而且不受汗水油污的干擾、指紋細節更豐富難以破解。
九、霍爾感應器
作用很簡單負責翻蓋自動解鎖、合蓋自動鎖屏。利用霍爾磁電效應,當電流通過一個位於磁場中的導體的時候,磁場會對導體中的電子產生一個垂直於電子運動方向上的的作用力,從而在導體的兩端產生電勢差。
九、氣壓感測器
當氣壓變化會導致電阻或電容的數值發生變化,氣壓感測器利用這一原理獲得氣壓資料。
氣壓感測器主要用於修正GPS計算海拔時的誤差(誤差降至1米左右),當然也能用來輔助GPS定位立交橋或樓層的位置。
十一、心率、血氧感測器
這兩個感測器主要用於運動、健康APP,都是利用光線來測定相關資料。
當血液被心臟壓入毛細血管時,亮度會呈現如波浪般的週期性變化。利用手機的閃光燈(高亮照射手指)和專用攝像頭,快速捕捉這一規律性變化的間隔,從而測定心率。
血液中血紅蛋白和氧合血紅蛋白對紅外光和紅光的吸收比率不同,用紅外光和紅光兩個LED同時照射手指,測量反射光的吸收光譜,就可以測量血氧含量。
十三、紫外線感測器
利用某些半導體、金屬或金屬化合物的光電發射效應,在紫外線照射下會釋放出大量電子,檢測這種放電效應可計算出紫外線強度。它能告訴我們外界環境是否適宜戶外運動。
當然手機上的感測器肯定不止這些,隨著手機功能的不斷豐富,集成的感測器也會越來越多,當時候手機會成為我們密不可分的私人助理。或許將來生活中的每件事情都離不開它。