揭秘手機傳感器

智能手機發(fā)展到今天，很多人都感受到了它帶給我們的便利--一部智能手機可以在我們橫屏看照片時，非常智能地把照片一起橫過來并且把照片放大。有電話來時，當我們把電話貼近自己的耳朵，屏幕就會自動關閉。我們的手機甚至可以自動感受到周圍的溫度、氣壓。在用手機玩游戲時，我們只需要左右晃動手機，屏幕里的賽車就可以左右躲避障礙物，就好像我們手中的手機不是一部手機，而是賽車方向盤一樣。

與此同時，卻很少有人會去思考：智能手機為什么智能？答案其實就在手機中安裝的各種傳感器里。這些傳感器可以感知到我們將要使用手機進行的動作，并幫助我們更輕松地使用手機。

什么是手機傳感器？

什么是手機傳感器？國家標準GB7665-87中對手機傳感器下的定義是：能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件或轉換元件組成。

怎么樣？這句話是不是聽起來特別拗口，其實我們把它翻譯得再直白一些就是：手機中有那么一些元器件，它們對周圍環(huán)境進行判斷后會做出相應的反應，并將這種反應最終轉化成能被我們感覺到的信號。

現(xiàn)在的智能手機相比于之前功能手機來說，不僅在手機性能硬件上有了很大的提高，還為手機上使用多種傳感器創(chuàng)造了更好的發(fā)展平臺。也正是由于傳感器的加入，使得用戶與手機有了更深層次的互動。隨著智能手機應用軟件生態(tài)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，采用各種傳感器的應用APP也讓很多手機玩家趨之若鶩。

那么，在我們的手機中，到底都有哪些類型的傳感器？它們的作用又是什么？

加速度傳感器

其實，我們可以將加速度傳感器與重力感應器看做是同一類型的傳感器。從功能上來說，加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設備。加速力是當物體在加速過程中作用在物體上的力，就像地球引力，也就是我們所說的重力。如果我們是以重力來說的話，那么它便是一個常量，但是當我們很快速的完成一個動作時，加速度也可以是一個變量。

雖然在功能上加速度傳感器與重力感應器一樣，但在使用范圍上，加速度傳感器要比重力感應器使用范圍更廣。這也就是為什么加速度傳感器是要獨立存在的原因，不過隨著技術的發(fā)展，在將來加速度傳感器與重力感應器會被整合成一個傳感器也說不定。

重力感應器

說到重力感應器，它的首次應用是在第一代iPhone上面，還記得當時喬布斯將手機橫轉90度之后，手機屏幕頁面一下子變成橫屏嗎？是的，這就是重力感應器所起的作用，從技術層面來說，手機重力感應是利用壓電效應實現(xiàn)的，簡單來說就是通過測量內部一片重物（重物與壓電片做成一體）重力正交兩個方向的分力大小，來判定手機的水平方向。

說的簡單一些，你原本是將手機豎直地拿在手里，當你將手機橫轉90度時，手機內部的重力感應器會檢測到手機重力位置的變換，從而將屏幕頁面隨著手機的重心橫轉90度。或者當手機處在一個水平面的時候，手機內的重力感應器會根據(jù)手機細小的重力變化來做出相應的反應。這其中比較經(jīng)典的例子是當年風靡一時的《重力金屬球》游戲，玩過這款游戲的朋友相信可以一瞬間明白手機重力感應器的作用。

方向感應器

賽車類游戲一直都是智能手機上非常受歡迎的一類競速類游戲，究其原因是因為我們在玩賽車類游戲時，使用有方向感應器的手機可以讓手機瞬間變身方向盤，非常真實的體驗到賽車的臨場感。雖然單純的使用重力感應器也能玩賽車類游戲，但是在操作體驗上遠遠不如方向感應器。

有些人可能會認為方向感應器就是通常理解的指南針功能，其實不然，手機中的方向感應器是指用于檢測手機本身處于何種方向狀態(tài)的部件，包括正豎、倒豎、左橫、右橫、仰、臥等狀態(tài)。比如當我們將手機旋轉后，屏幕圖像可以自動跟著旋轉并切換長寬的比例，同時，包括文字或者菜單之類的頁面也會隨之自動旋轉。

也許有人會說，方向感應器不是跟之前說的那個重力感應器一樣嗎？其實，對于方向感應器來說，叫它應用角速度傳感器更合適，因為對于方向傳感器來說，它還能感應到水平面上的方位角、旋轉角和傾斜角。

三軸陀螺儀

在說到三軸陀螺儀之前，還是要先知道陀螺儀為何物。

陀螺儀是用于測量或維持方向的設備，它能基于角動量守恒原理，判斷物體在空間中的相對位置、方向、角度以及水平的變化作用，最終根據(jù)用戶的動作輸出相對應的指令。也就是說，在一定的初始條件和一個外力的作用下，陀螺會在不停自轉的同時，還繞著另一個固定的轉軸不停旋轉，這就是陀螺的旋進，也稱為回轉效應。在我們日常生活中，陀螺旋進的現(xiàn)象隨處可見，比如我們小時候玩的陀螺就是一個非常典型的例子。

三軸陀螺儀可以同時測定6個方向的位置、運動軌跡、加速。通常意義上我們所說的單軸陀螺只能測量一個方向上的量，而6個方向則便需要三個單軸陀螺才能夠測量，所以三軸陀螺儀誕生之后便可以一下子代替3個單軸陀螺，同時三軸陀螺的體積更小、重量更輕、可靠性更高。

距離感應器和光線感應器

說完了手機內部的幾個非常重要的傳感器之后，我們再來看一下那些我們能用肉眼直接觀察到的傳感器。

或許很多人都知道，當我們拿起手機時，會發(fā)現(xiàn)在手機正面額頭的地方除了有聽筒、前置攝像頭之外，還有一個感應器群。

在這個感應器群里，主要包括了距離感應器和光線感應器兩個傳感器裝置。而這兩個感應器其實都是為了隨時調節(jié)屏幕從而節(jié)省手機電量而生的。

我們先來看一下距離感應器。距離感應器是利用測時間來實現(xiàn)測距離的原理，以檢測物體距離的一種傳感器。這種感應器通過發(fā)射特別短的光脈沖，并測量所發(fā)射的光脈沖從發(fā)射到被物體反射回來的時間來檢測手機與物體之間的距離。

在實際應用中，當我們打電話時，手機屏幕會在你的臉貼在手機上時自動熄滅，而當手機離開臉部時屏幕又會自動亮起，也就是說通過距離感應器，手機的屏幕可以做到自動鎖屏與解鎖。雖然這就是距離感應器的全部功能，但這樣一個細小的功能卻是現(xiàn)在每一部智能手機的必備功能。

光線傳感器出現(xiàn)的時間比較早。早在2002年，諾基亞7650就將光線感應器運用在手機上。

光線感應器可根據(jù)手機所處環(huán)境的光線來自動調節(jié)屏幕的亮度。比如在光線充足的情況下，為了保證人眼對屏幕內容的正常識別，光線感應器就可以將屏幕亮度調高。相反，在暗處，我們不需要那么亮的屏幕，光線感應器又會將屏幕亮度調暗。這一傳感器最大的好處在于它既保護了我們的眼睛，同時又節(jié)省了手機的功耗，可以說是一個一舉兩得的傳感器。

寫了那么多，我們不難發(fā)現(xiàn)，智能手機之所以智能，其實最大的功臣就是手機中的這些傳感器，正是因為它們的存在，才讓手機從功能機時代步入智能機時代。當我們每天都在大談手機CPU是幾個核芯、多大功率時，卻往往忽視了那些真正給我們帶來方便的手機傳感器們。如果說CPU是一部手機的心臟的話，那么集成在手機內的各種傳感器就是手機的靈魂，正是因為有了它們的存在，才讓我們的手機變得更加智能、更加好用。（來源：機鋒網(wǎng) 責任編輯/清揚）endprint