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盘点手机中的13类传感器:都是怎样运作的?

导读: 摇动手机就可以控制赛车方向;拿着手机在操场散步,就能记录你走了几公里?这些你越来越熟悉的场景,都少不了天天伴你身旁的智能手机。而手机能完成以上任务,主要都是靠内部安装的传感器。你知道手机中的传感器有多少种?又是倚靠那些原理来运作?!

摇动手机就可以控制赛车方向;拿着手机在操场散步,就能记录你走了几公里?这些你越来越熟悉的场景,都少不了天天伴你身旁的智能手机。而手机能完成以上任务,主要都是靠内部安装的传感器。你知道手机中的传感器有多少种?又是倚靠那些原理来运作?!

1、光线传感器(Ambient Light Sensor)

光线传感器类似于手机的眼睛。人类的眼睛能在不同光线的环境下,调整进入眼睛的光线,例如进入电影院,瞳孔会放大来让更多光线进入眼睛。而光线传感器则可以让手机感测环境光线的强度,用来调节手机屏幕的亮度。而因为屏幕通常是手机最耗电的部分,因此运用光线传感器来协助调整屏幕亮度,能进一步达到延长电池寿命的作用。光线传感器也可搭配其他传感器一同来侦测手机是否被放置在口袋中,以防止误触。

2、距离传感器(proximity sensor)

透过红外线LED灯发射红外线,被物体反射后由红外线探测器接受,藉此判断接收到红外线的强度来判断距离,有效距离大约在10米左右。它可感知手机是否被贴在耳朵上讲电话,若是则会关闭屏幕来省电;距离传感器也可以运用在部分手机支持的手套模式中,用来解锁或锁定手机。

iPhone 4/4s与iPhone 5/5s的距离传感器与光传感器位置

3、重力传感器(G-Sensor)

透过压电效应来实现。重力传感器内部有一块重物与压电片整合在一起,透过正交两个方向产生的电压大小,来计算出水平的方向。运用在手机中时,可用来切换横屏与直屏方向,运用在赛车游戏中时,则可透过水平方向的感应,将数据运用在游戏里,来转动行车方向。

4、加速度传感器(Accelerometer Sensor)

作用原理与重力传感器相同,但透过三个维度来确定加速度方向,功耗小但精度低。运用在手机中可用来计步、判断手机朝向的方向。

5、磁(场)传感器(Magnetism Sensor)

测量电阻变化来确定磁场强度,使用时需要摇晃手机才能准确判断,大多运用在指南针、地图导航当中。

6、陀螺仪(Gyroscope)

陀螺仪能够测量沿一个轴或几个轴动作的角速度,是补充MEMS加速度计(加速度传感器)功能的理想技术。事实上,如果结合加速度计和陀螺仪这两种传感器,系统设计人员可以跟踪并捕捉3D空间的完整动作,为终端用户提供更真实的用户体验、精确的导航系统及其他功能。手机中的「摇一摇」功能(例如摇动手机就能抽签…)、体感技术,还有VR视角的调整与侦测,都是运用到陀螺仪的作用。

7、GPS

地球上方特定轨道上运行着24颗GPS卫星,它们会不停的向全世界各地广播自己的位置坐标与时间戳(timestamp,指格林威治 奔 1970年01月01日00 00分00秒到现在为止的总秒数),手机中的GPS模块透过卫星的瞬间位置来起算,以卫星发射坐标的时间戳与接收时的时间差来计算出手机与卫星之间的距离。可运用在定位、测速、测量距离与导航等用途。

8、指纹传感器

目前主流的技术是电容式指纹传感器,然而超音波指纹传感器也有逐渐流行起来趋势。电容式指纹传感器作用时,手指是电容的一极、另一极则是硅芯片数组,透过人体带有的微电场与电容传感器之间产生的微电流,指纹的波峰波谷与传感器之间的距离形成电容高低差,来描绘出指纹的图形。而超音波指纹传感器原理也类似,但不会受到汗水、油污的干扰,辨识速度也更为快速。运用在手机中可用来解锁、加密、支付等等。

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