揭秘手機(jī)傳感器

智能手機(jī)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(jī)可以在我們橫屏看照片時(shí)，非常智能地把照片一起橫過(guò)來(lái)并且把照片放大。有電話來(lái)時(shí)，當(dāng)我們把電話貼近自己的耳朵，屏幕就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。我們的手機(jī)甚至可以自動(dòng)感受到周圍的溫度、氣壓。在用手機(jī)玩游戲時(shí)，我們只需要左右晃動(dòng)手機(jī)，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(jī)不是一部手機(jī)，而是賽車方向盤(pán)一樣。

與此同時(shí)，卻很少有人會(huì)去思考：智能手機(jī)為什么智能？答案其實(shí)就在手機(jī)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(jī)進(jìn)行的動(dòng)作，并幫助我們更輕松地使用手機(jī)。

什么是手機(jī)傳感器？

什么是手機(jī)傳感器？國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87中對(duì)手機(jī)傳感器下的定義是：能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件或轉(zhuǎn)換元件組成。

怎么樣？這句話是不是聽(tīng)起來(lái)特別拗口，其實(shí)我們把它翻譯得再直白一些就是：手機(jī)中有那么一些元器件，它們對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行判斷后會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng)，并將這種反應(yīng)最終轉(zhuǎn)化成能被我們感覺(jué)到的信號(hào)。

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

那么，在我們的手機(jī)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(shí)，我們可以將加速度傳感器與重力感應(yīng)器看做是同一類型的傳感器。從功能上來(lái)說(shuō)，加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備。加速力是當(dāng)物體在加速過(guò)程中作用在物體上的力，就像地球引力，也就是我們所說(shuō)的重力。如果我們是以重力來(lái)說(shuō)的話，那么它便是一個(gè)常量，但是當(dāng)我們很快速的完成一個(gè)動(dòng)作時(shí)，加速度也可以是一個(gè)變量。

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

重力感應(yīng)器

說(shuō)到重力感應(yīng)器，它的首次應(yīng)用是在第一代iPhone上面，還記得當(dāng)時(shí)喬布斯將手機(jī)橫轉(zhuǎn)90度之后，手機(jī)屏幕頁(yè)面一下子變成橫屏嗎？是的，這就是重力感應(yīng)器所起的作用，從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，手機(jī)重力感應(yīng)是利用壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是通過(guò)測(cè)量?jī)?nèi)部一片重物（重物與壓電片做成一體）重力正交兩個(gè)方向的分力大小，來(lái)判定手機(jī)的水平方向。

說(shuō)的簡(jiǎn)單一些，你原本是將手機(jī)豎直地拿在手里，當(dāng)你將手機(jī)橫轉(zhuǎn)90度時(shí)，手機(jī)內(nèi)部的重力感應(yīng)器會(huì)檢測(cè)到手機(jī)重力位置的變換，從而將屏幕頁(yè)面隨著手機(jī)的重心橫轉(zhuǎn)90度?；蛘弋?dāng)手機(jī)處在一個(gè)水平面的時(shí)候，手機(jī)內(nèi)的重力感應(yīng)器會(huì)根據(jù)手機(jī)細(xì)小的重力變化來(lái)做出相應(yīng)的反應(yīng)。這其中比較經(jīng)典的例子是當(dāng)年風(fēng)靡一時(shí)的《重力金屬球》游戲，玩過(guò)這款游戲的朋友相信可以一瞬間明白手機(jī)重力感應(yīng)器的作用。

方向感應(yīng)器

賽車類游戲一直都是智能手機(jī)上非常受歡迎的一類競(jìng)速類游戲，究其原因是因?yàn)槲覀冊(cè)谕尜愜囶愑螒驎r(shí)，使用有方向感應(yīng)器的手機(jī)可以讓手機(jī)瞬間變身方向盤(pán)，非常真實(shí)的體驗(yàn)到賽車的臨場(chǎng)感。雖然單純的使用重力感應(yīng)器也能玩賽車類游戲，但是在操作體驗(yàn)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如方向感應(yīng)器。

有些人可能會(huì)認(rèn)為方向感應(yīng)器就是通常理解的指南針功能，其實(shí)不然，手機(jī)中的方向感應(yīng)器是指用于檢測(cè)手機(jī)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(dāng)我們將手機(jī)旋轉(zhuǎn)后，屏幕圖像可以自動(dòng)跟著旋轉(zhuǎn)并切換長(zhǎng)寬的比例，同時(shí)，包括文字或者菜單之類的頁(yè)面也會(huì)隨之自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

也許有人會(huì)說(shuō)，方向感應(yīng)器不是跟之前說(shuō)的那個(gè)重力感應(yīng)器一樣嗎？其實(shí)，對(duì)于方向感應(yīng)器來(lái)說(shuō)，叫它應(yīng)用角速度傳感器更合適，因?yàn)閷?duì)于方向傳感器來(lái)說(shuō)，它還能感應(yīng)到水平面上的方位角、旋轉(zhuǎn)角和傾斜角。

三軸陀螺儀

在說(shuō)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(cè)量或維持方向的設(shè)備，它能基于角動(dòng)量守恒原理，判斷物體在空間中的相對(duì)位置、方向、角度以及水平的變化作用，最終根據(jù)用戶的動(dòng)作輸出相對(duì)應(yīng)的指令。也就是說(shuō)，在一定的初始條件和一個(gè)外力的作用下，陀螺會(huì)在不停自轉(zhuǎn)的同時(shí)，還繞著另一個(gè)固定的轉(zhuǎn)軸不停旋轉(zhuǎn)，這就是陀螺的旋進(jìn)，也稱為回轉(zhuǎn)效應(yīng)。在我們?nèi)粘Ｉ钪校勇菪M(jìn)的現(xiàn)象隨處可見(jiàn)，比如我們小時(shí)候玩的陀螺就是一個(gè)非常典型的例子。

三軸陀螺儀可以同時(shí)測(cè)定6個(gè)方向的位置、運(yùn)動(dòng)軌跡、加速。通常意義上我們所說(shuō)的單軸陀螺只能測(cè)量一個(gè)方向上的量，而6個(gè)方向則便需要三個(gè)單軸陀螺才能夠測(cè)量，所以三軸陀螺儀誕生之后便可以一下子代替3個(gè)單軸陀螺，同時(shí)三軸陀螺的體積更小、重量更輕、可靠性更高。

距離感應(yīng)器和光線感應(yīng)器

說(shuō)完了手機(jī)內(nèi)部的幾個(gè)非常重要的傳感器之后，我們?cè)賮?lái)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(dāng)我們拿起手機(jī)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)在手機(jī)正面額頭的地方除了有聽(tīng)筒、前置攝像頭之外，還有一個(gè)感應(yīng)器群。

在這個(gè)感應(yīng)器群里，主要包括了距離感應(yīng)器和光線感應(yīng)器兩個(gè)傳感器裝置。而這兩個(gè)感應(yīng)器其實(shí)都是為了隨時(shí)調(diào)節(jié)屏幕從而節(jié)省手機(jī)電量而生的。

我們先來(lái)看一下距離感應(yīng)器。距離感應(yīng)器是利用測(cè)時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)距離的原理，以檢測(cè)物體距離的一種傳感器。這種感應(yīng)器通過(guò)發(fā)射特別短的光脈沖，并測(cè)量所發(fā)射的光脈沖從發(fā)射到被物體反射回來(lái)的時(shí)間來(lái)檢測(cè)手機(jī)與物體之間的距離。

在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)我們打電話時(shí)，手機(jī)屏幕會(huì)在你的臉貼在手機(jī)上時(shí)自動(dòng)熄滅，而當(dāng)手機(jī)離開(kāi)臉部時(shí)屏幕又會(huì)自動(dòng)亮起，也就是說(shuō)通過(guò)距離感應(yīng)器，手機(jī)的屏幕可以做到自動(dòng)鎖屏與解鎖。雖然這就是距離感應(yīng)器的全部功能，但這樣一個(gè)細(xì)小的功能卻是現(xiàn)在每一部智能手機(jī)的必備功能。

光線傳感器出現(xiàn)的時(shí)間比較早。早在2002年，諾基亞7650就將光線感應(yīng)器運(yùn)用在手機(jī)上。

光線感應(yīng)器可根據(jù)手機(jī)所處環(huán)境的光線來(lái)自動(dòng)調(diào)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(duì)屏幕內(nèi)容的正常識(shí)別，光線感應(yīng)器就可以將屏幕亮度調(diào)高。相反，在暗處，我們不需要那么亮的屏幕，光線感應(yīng)器又會(huì)將屏幕亮度調(diào)暗。這一傳感器最大的好處在于它既保護(hù)了我們的眼睛，同時(shí)又節(jié)省了手機(jī)的功耗，可以說(shuō)是一個(gè)一舉兩得的傳感器。

寫(xiě)了那么多，我們不難發(fā)現(xiàn)，智能手機(jī)之所以智能，其實(shí)最大的功臣就是手機(jī)中的這些傳感器，正是因?yàn)樗鼈兊拇嬖?，才讓手機(jī)從功能機(jī)時(shí)代步入智能機(jī)時(shí)代。當(dāng)我們每天都在大談手機(jī)CPU是幾個(gè)核芯、多大功率時(shí)，卻往往忽視了那些真正給我們帶來(lái)方便的手機(jī)傳感器們。如果說(shuō)CPU是一部手機(jī)的心臟的話，那么集成在手機(jī)內(nèi)的各種傳感器就是手機(jī)的靈魂，正是因?yàn)橛辛怂鼈兊拇嬖?，才讓我們的手機(jī)變得更加智能、更加好用。（來(lái)源：機(jī)鋒網(wǎng) 責(zé)任編輯/清揚(yáng)）endprint