目錄一、簡介

智能手機技術的發(fā)展速度是難以想象的，其中就包括傳感器技術。手機中的傳感器能夠極大地改變我們的生活方式。

手機中的傳感器是指那些可以被芯片感應到的元件，例如響應距離、光值、溫度值、亮度值和壓力值。與所有電子元件一樣，這些傳感器越來越小，性能更強，成本更低。

通過傳感器采集的各種數(shù)據，通過手機程序軟件的分析計算，生成各種應用。今天的手機在我們的社交、金融支付、運動監(jiān)控、娛樂、學習等方面都提供了極其便捷的功能。

Ⅱ 手機中的傳感器類型2.1 加速度傳感器

加速度傳感器和重力傳感器的概念略有重疊，但實際上是不同的。加速度傳感器是多維測量的，是指X、Y、Z方向的加速度值。它主要測量瞬時加速或減速的一些動作。

比如測量手機的速度和方向，當用戶拿著手機時，它會上下擺動，這樣就可以檢測到加速度在某個方向來回變化，步數(shù)可以通過檢測來回變化的次數(shù)來計算。在游戲中，加速度傳感器可以觸發(fā)特殊指令。這種傳感器還用于一些日常應用，例如搖晃和切歌、轉動和靜音。

加速度傳感器功耗小，但精度低。一般用在手機上，可以用來測量步數(shù)，判斷手機的方向。

2.2 重力傳感器

重力傳感器是通過壓電效應實現(xiàn)的。重力傳感器中集成了重物和壓電片。水平方向由兩個正交方向產生的電壓計算。手機中使用的重力感應器可以用來切換橫豎屏方向。

在一些游戲中，還可以使用重力傳感器來實現(xiàn)更多的交互控制，比如平衡球、汽車游戲等。

2.3 光傳感器

光傳感器類似于手機的眼睛。人眼可以在不同的光環(huán)境中調節(jié)進入眼睛的光線。而光線感應器可以讓手機感知環(huán)境光的強度，用來調節(jié)手機屏幕的亮度。因為屏幕通常是手機最耗電的部分，所以利用光傳感器來幫助調節(jié)屏幕亮度可以進一步延長電池壽命。光線傳感器還可以與其他傳感器配合使用，檢測手機是否放在口袋里，防止意外接觸。

2.4 接近傳感器

它由紅外LED燈和紅外輻射光探測器組成。距離傳感器位于手機聽筒附近。當手機靠近耳朵時，系統(tǒng)通過距離傳感器知道用戶正在通話，然后關閉顯示屏，防止用戶誤操作影響通話。距離傳感器的工作原理是紅外LED發(fā)出的不可見紅外光被附近的物體反射，被紅外輻射光探測器探測到。距離傳感器通常與光傳感器一起使用。

2.5 磁性傳感器

磁場傳感器利用磁阻測量平面磁場，從而檢測磁場的強度和方向。磁場傳感器通常用于常見的指南針或地圖導航中，幫助手機用戶實現(xiàn)準確定位。

通過磁場傳感器，可以獲得手機在X、y、Z方向的磁場強度。當你旋轉手機直到只有一個方向的值不為零時，你的手機就指向了右邊的南方。手機上的許多指南針應用程序都使用該傳感器的數(shù)據。同時，可以根據三個方向的磁場強度不同，計算出手機在三維空間中的具體方位。

2.6 陀螺儀

陀螺儀可以測量沿一個或多個軸的角速度，是補充MEMS加速度計功能的理想技術。事實上，如果將加速度計和陀螺儀結合起來，系統(tǒng)設計人員可以跟蹤和捕捉 3D 空間的完整動作，并為最終用戶提供更真實的用戶體驗、準確的導航系統(tǒng)等功能。手機中的“搖一搖”功能（例如搖一搖手機可以抽簽），體感技術，以及VR角度調整和檢測，都應用在陀螺儀上。

陀螺儀傳感器是一些感應游戲的必備組件。有了這個傳感器，手游的交互有了革命性的變化。用戶可以通過身體的多方向操作來反饋游戲，而不僅僅是簡單的按鈕。

通常，標準手機配備了三軸陀螺儀，可以跟蹤六個方向的位移變化。三軸陀螺儀可以獲取當前手機在X、y、Z方向的角加速度，用于檢測手機的旋轉方向。有些轉動手機和接聽電話的功能是通過角加速度的變化來實現(xiàn)的。

2.7 GPS 位置傳感器

有 24 顆 GPS 衛(wèi)星在地球上空的特定軌道上運行。他們將不斷向世界各地廣播他們的位置坐標和時間戳（自 1970 年 1 月 1 日，格林威治標準時間 00:00:00 以來的總秒數(shù)）。手機中的GPS模塊從衛(wèi)星的瞬時位置出發(fā)，通過衛(wèi)星****坐標的時間戳與接收時間的時間差，計算出手機與衛(wèi)星的距離?？捎糜诙ㄎ弧y速、測距和導航等。

GPS模塊主要用于通過天線接收衛(wèi)星坐標信息，幫助用戶定位。隨著4G網絡的普及，GPS的應用場景越來越多，比如通過智能硬件進行遠程位置監(jiān)控，或者設備丟失后的位置搜索。

2.8 霍爾傳感器

霍爾傳感器的工作原理是霍爾磁電效應。當電流通過位于磁場中的導體時，磁場會對導體中的電子產生垂直于電子運動方向的力，從而在導體兩端產生電位差。

安裝在手機上的霍爾傳感器的主要功能是使用智能皮套（磁性皮套）。皮套扣好后，屏幕會在皮套上留下的小窗中顯示一個小窗界面，用于接聽電話或閱讀****。

2.9 氣壓傳感器

當氣壓變化時，電阻或電容值會發(fā)生變化，從而測量氣壓數(shù)據。GPS也可以用來測量高度，但是會有10米左右的誤差。如果安裝氣壓傳感器，誤差可以修正到1米左右，有助于提高GPS（全球定位系統(tǒng)）的精度。

此外，當一些戶外應用需要測量氣壓時，也可以使用帶有氣壓傳感器的手機。在IOS健康應用中，你可以計算你爬了多少層樓。

2.10 心率傳感器

用高亮度LED燈照射手指，因為當心臟向毛細血管輸送血液時，亮度（紅光的深度）會周期性變化。然后通過攝像頭捕捉這些有規(guī)律的變化，并將數(shù)據傳輸?shù)绞謾C進行計算，進而判斷心臟收縮頻率，得到每分鐘的心跳次數(shù)。

用戶的心率數(shù)據是通過檢測用戶手指上血管每分鐘的搏動次數(shù)獲得的。心率傳感器在可穿戴設備中很常見。

2.11 血氧傳感器

④ 徠卡雙攝像頭

2.12 紫外線傳感器

一些半導體、金屬或金屬化合物的光電****效應在紫外線照射下會釋放大量電子。通過檢測這種放電效應，可以計算出紫外線強度。紫外線傳感器還用于運動和健康領域以及檢測環(huán)境中的輻射水平。

目前使用這種傳感器的手機很少，測量的穩(wěn)定性有待進一步觀察。

2.13 溫度傳感器

許多智能手機都配備了溫度傳感器，有些甚至不止一個。不同的是，它們的目的是監(jiān)測手機和電池內部的溫度。如果發(fā)現(xiàn)某個部位溫度過高，手機就會關機，以防損壞。在擴展功能方面，溫度傳感器還可以檢測外界空氣的溫度變化，甚至是用戶當前的溫度。

2.14 指紋傳感器

目前主流技術是電容式指紋傳感器，但超聲波指紋傳感器也逐漸普及。電容式指紋傳感器工作時，手指是電容的一個極，另一個是硅芯片陣列。通過人體微電場與電容傳感器之間產生的微電流，指紋峰谷與傳感器之間的距離形成電容高度差來描述指紋圖案。

超聲波指紋傳感器原理類似，但不會受到汗水和油污的干擾，識別速度更快?？捎糜谑謾C解鎖、加密、支付等。它可以自動收集用戶指紋以保護隱私，通常用作安全措施。

三、傳感器在手機中的集成應用

如今，智能手機的技術水平快速更新，很大程度上得益于手機中傳感器技術的創(chuàng)新和突破。借助基礎傳感器的集成應用和軟件支持，手機研究人員開發(fā)了許多酷炫的手機功能。

① 超安全3D超聲波指紋識別

手機集成了驍龍820芯片組和驍龍Sense ID。其中，驍龍sense ID采用高通最新研發(fā)的超聲波技術，實現(xiàn)3D指紋識別。

指紋按壓識別技術已經成為部分智能手機的標配。與之前的技術不同，高通驍龍sense ID即使在用戶手指上有少許污垢或水分時也能工作，甚至可以穿透玻璃、鋁、不銹鋼、藍寶石、塑料等設備進行識別。這意味著手機制造商可以將傳感器和設備集成在一起，而無需將指紋識別單元制成單個按鈕。

因此，可以將超聲波指紋識別技術放入平板的屏幕窗口中。另外，在安全性方面，也有了很大的提升。超聲波在專業(yè)生物識別領域的應用由來已久。可穿透表皮，檢測指紋三維細節(jié)，讓黑客難以復制指紋入侵用戶手機。

②手機虹膜識別

人眼的虹膜比指紋復雜，所以用虹膜識別解鎖手機比指紋識別更安全。用戶只需通過專門的APP捕捉眼球，將眼睛的虹膜圖案記錄到終端上，即可安全使用。Iris手機將成為大家支付的錢包、****的金卡、開門的鑰匙、通關憑證、醫(yī)保憑證，開啟新一代互聯(lián)網身份認證。

手機內置的微虹膜識別產品由成像模塊、照明模塊和軟件算法組成。它可以通過內置攝像頭掃描用戶的虹膜特征，用戶只需盯著屏幕一小段時間。有效識別距離20~30cm，識別速度1s。基于展訊自主研發(fā)的辣椒防偽芯片和元中心雙操作系統(tǒng)，從系統(tǒng)成像、特征描述與匹配、安全防偽、用戶交互等方面優(yōu)化虹膜識別方案，實現(xiàn)精準識別.

③ RWB 技術打造智能美圖

采用RWB技術的手機配備f1.8光圈和6p鏡頭。與以往RGB技術機型拍攝的照片相比，降噪能力提升80%，感光度提升40%，面積減少23%。較小的后置攝像頭鏡體積用于獲取更多光線，弱光下的細節(jié)會更好。

拜耳陣列的圖像傳感器通常采用RGB（紅、綠、藍）技術。平均而言，整個傳感器會阻擋三分之二的入射光，造成很大的浪費。RWB（紅白藍）與傳統(tǒng)拜耳陣列傳感器相比提升最大的就是高感光度拍攝性能。由于綠色像素被白色像素取代，傳感器接收到的有效光強幾乎翻倍，RWB的高靈敏度指標也得到了顯著提升。

④ 徠卡雙攝像頭

Leica Summit 系列雙鏡頭擁有更好的亮度和清晰度，讓拍照和視頻更輕松。后置 12 兆像素黑白和彩色雙攝像頭擁有不止兩個 12 兆像素鏡頭。拍攝過程中，雙攝像頭同時工作，黑白鏡頭捕捉細節(jié)，讓畫面更清晰；彩色鏡頭捕捉色彩，使色彩更飽滿，圖像合成算法使細節(jié)與色彩更加融合，畫面栩栩如生，令人驚嘆。

利用激光聚焦、深度聚焦、對比度聚焦的混合聚焦技術，瞬間拍出畫面清晰、層次分明的精彩畫面。

手機全面健康運動監(jiān)測

這款手機非常重視用戶的健康。搭載十大專業(yè)傳感器，低功耗，可實現(xiàn)用戶24小時使用專業(yè)運動應用。此外，更多的傳感器讓手機能夠還原用戶的真實運動，精確到三步運動，同時還能測量心率、血氧和紫外線。在應用算法的支持下，還可以準確識別用戶的步幅和步頻。

⑤眼球追蹤技術的3D視覺感官體驗

“全屏手機”的概念前面有兩個攝像頭。一個用于像普通手機一樣拍照，另一個用于眼球追蹤和捕捉人眼的位置。根據您的眼睛位置和瞳距，實時定制生成匹配人眼位置的合理視角圖像。無論是左右運動還是前后運動，全程都能獲得舒適清晰的3D視覺感官體驗。

“一屏兩核三攝”是全屏手機的標配?！耙黄痢睘槁阊?D柱面光柵液晶屏，用戶無需佩戴3D眼鏡即可體驗3D和VR視覺的震撼，實現(xiàn)2D/3D的自由切換。“雙核”就是除了CPU，還有獨立的VR視覺運動芯片，提升3D/VR渲染速度?！叭龜z像頭”是在傳統(tǒng)攝像頭的基礎上，增加了眼球追蹤攝像頭。

⑥視頻集成手機2D/VR自由轉換

手機實現(xiàn)了VR攝像頭與手機的一體化。配備四顆攝像頭，前兩后兩，可滿足360度全景拍攝需求，實現(xiàn)3D立體效果，同時可在VR鏡頭和2D平面鏡頭之間自由切換.

VR攝像頭模組CMOS圖像傳感器像素達到2600萬，采用索尼感光器件。超薄VR全景鏡頭攝像頭模組最厚處僅23.8mm，是目前世界上最薄的移動VR攝像頭模組。VR手機攝像頭采用單眼鋸齒二合一超廣角攝像頭模組。該 VR 攝像頭模組包含兩個結構相同的成像系統(tǒng)。每個成像系統(tǒng)由一個200度超廣角鏡頭和一個成像傳感器組成。鏡頭光路采用90度之字形雙光路設計。兩臺相機光軸一致，大大縮小鏡頭體積，實現(xiàn)超薄超輕一體化結構。

VR攝像頭模組還通過圖像識別、拼接等算法，將前后VR攝像頭場景融合成一個球體，使兩個半球的像素大小、顏色、亮度等參數(shù)一致，從角度來說是第一的技術。

四、總結

未來傳感器的發(fā)展，肯定會更多地了解周圍的環(huán)境，也就是說，傳感器的種類將遠不止這些。更大膽的假設是，在未來，傳感器不僅會感知，還會有一定的處理能力。傳感器傳輸?shù)牟粌H僅是數(shù)據，還有一些智能的運算和判斷。

在傳感器技術方面，傳感器集成度越來越高是整個行業(yè)的共識。更高的集成度為傳感器的擴展留下了更多的可能性，大大節(jié)省了設備空間，更有利于移動設備向便攜性方向發(fā)展。

相信在可以預見的未來，我們的手機對用戶的感知會更加精準，未來的應用也將遠比我們現(xiàn)在想象的豐富。

五、常見問題

1. 手機有哪些傳感器？

? 加速度計。

? 環(huán)境光傳感器。

? 環(huán)境溫度傳感器。

? 空氣濕度傳感器。

? 氣壓計傳感器。

? 指紋傳感器。

? 陀螺儀傳感器。

? 有害輻射傳感器等。

2. 手機有多少個傳感器？

當今的移動設備裝有近 14 個傳感器，可生成有關運動、位置和我們周圍環(huán)境的原始數(shù)據。這是通過使用微機電系統(tǒng) (MEMS) 實現(xiàn)的。

3. 電容式觸摸傳感器分為幾類？

有兩種類型的電容式觸摸傳感器：表面電容式感應和投射式電容式感應。在表面電容傳感中，絕緣體在其表面的一側涂有導電涂層。在這種導電涂層的頂部，涂有一層薄薄的絕緣體。

4. 手機上的接近傳感器是什么？

在 Android 中，接近傳感器主要用于檢測用戶的面部何時靠近屏幕。... 這就是電話屏幕似乎知道在通話期間將其放在耳邊時關閉的方式，以防止任何錯誤的按鈕按下。

5. 手機有運動傳感器嗎？

大多數(shù) Android 驅動的設備都有一個加速度計，現(xiàn)在許多設備都包含一個陀螺儀?；谲浖膫鞲衅鞯目捎眯宰兓?，因為它們通常依賴一個或多個硬件傳感器來獲取數(shù)據。

6. 觸摸屏使用哪種傳感器？

光學觸摸屏使用紅外****結合紅外圖像傳感器來連續(xù)掃描觸摸屏。當物體與觸摸屏接觸時，它會阻擋傳感器接收到的一些紅外光。

7. 什么是簡單的觸摸傳感器？

觸摸傳感器對觸摸、壓力和力都很敏感。觸摸傳感器的工作原理類似于簡單的開關。當觸摸傳感器的表面有接觸或接觸時。它就像一個閉合的開關，允許電流流過它。

8. 如何在手機上找到傳感器代碼？

要讓球滾動，只需打開您的三星手機應用程序。從那里，使用撥號盤輸入 *#0*#，電話將立即進入其秘密診斷模式。請注意，該過程是自動的，因此無需點擊綠色呼叫按鈕即可輸入命令。

9. 手機陀螺儀的準確度如何？

他們使用了一種算法，該算法專為重復的、定義明確的和有界的蹬腿腿運動而設計。他們的結果表明，蹬車時陀螺儀角度跟蹤的實現(xiàn)精度在 2.2°–6.4° 的范圍內。已經發(fā)表了許多關于高爾夫揮桿運動跟蹤的作品。

10. 什么是手機中的深度傳感器？

DepthVision 相機是新型 Galaxy 手機（包括 Galaxy S20+ 和 S20 Ultra）上的飛行時間 (ToF) 相機，可以判斷深度和距離，將您的攝影提升到新的水平。... 使用 Quick Measure，相機就像一臺 3D 相機，當您將一個物體放入框架中時，它可以判斷寬度、高度、面積、體積等。