目錄

一、簡介

Ⅱ 手機中的感測器型別 2.1 加速度感測器 2.2 重力感測器 2.3 光感測器 2.4 接近感測器 2.5 磁性感測器 2.6 陀螺儀 2.7 GPS 位置感測器 2.8 霍爾感測器 2.9 氣壓感測器 2.10 心率感測器 2.11 血氧感測器 2.12 紫外線感測器 2.13 溫度感測器 2.14 指紋感測器

三、感測器在手機中的整合應用

四、總結

五、常見問題

一、簡介

智慧手機技術的發展速度是難以想象的，其中就包括感測器技術。手機中的感測器能​夠極大地改變我們的生活方式。

手機中的感測器是指那些可以被晶片感應到的元件，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，這些感測器越來越小，效能更強，成本更低。

透過感測器採集的各種資料，透過手機程式軟體的分析計算，生成各種應用。今天的手機在我們的社交、金融支付、運動監控、娛樂、學習等方面都提供了極其便捷的功能。

Ⅱ 手機中的感測器型別

2.1 加速度感測器

加速度感測器和重力感測器的概念略有重疊，但實際上是不同的。加速度感測器是多維測量的，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，它會上下襬動，這樣就可以檢測到加速度在某個方向來回變化，步數可以透過檢測來回變化的次數來計算。在遊戲中，加速度感測器可以觸發特殊指令。這種感測器還用於一些日常應用，例如搖晃和切歌、轉動和靜音。

加速度感測器功耗小，但精度低。一般用在手機上，可以用來測量步數，判斷手機的方向。

2.2 重力感測器

重力感測器是透過壓電效應實現的。重力感測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。

在一些遊戲中，還可以使用重力感測器來實現更多的互動控制，比如平衡球、汽車遊戲等。

2.3 光感測器

光感測器類似於手機的眼睛。人眼可以在不同的光環境中調節進入眼睛的光線。而光線感應器可以讓手機感知環境光的強度，用來調節手機螢幕的亮度。因為螢幕通常是手機最耗電的部分，所以利用光感測器來幫助調節螢幕亮度可以進一步延長電池壽命。光線感測器還可以與其他感測器配合使用，檢測手機是否放在口袋裡，防止意外接觸。

2.4 接近感測器

它由紅外LED燈和紅外輻射光探測器組成。距離感測器位於手機聽筒附近。當手機靠近耳朵時，系統透過距離感測器知道使用者正在通話，然後關閉顯示屏，防止使用者誤操作影響通話。距離感測器的工作原理是紅外LED發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。距離感測器通常與光感測器一起使用。

2.5 磁性感測器

磁場感測器利用磁阻測量平面磁場，從而檢測磁場的強度和方向。磁場感測器通常用於常見的指南針或地圖導航中，幫助手機使用者實現準確定位。

透過磁場感測器，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式都使用該感測器的資料。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，系統設計人員可以跟蹤和捕捉 3D 空間的完整動作，併為終端使用者提供更真實的使用者體驗、準確的導航系統等功能。手機中的“搖一搖”功能（例如搖一搖手機可以抽籤），體感技術，以及VR角度調整和檢測，都應用在陀螺儀上。

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，用於檢測手機的旋轉方向。有些轉動手機和接聽電話的功能是透過角加速度的變化來實現的。

2.7 GPS 位置感測器

有 24 顆 GPS 衛星在地球上空的特定軌道上執行。他們將不斷向世界各地廣播他們的位置座標和時間戳（自 1970 年 1 月 1 日，格林威治標準時間 00:00:00 以來的總秒數）。手機中的GPS模組從衛星的瞬時位置出發，透過衛星發射座標的時間戳與接收時間的時間差，計算出手機與衛星的距離。可用於定位、測速、測距和導航等。

GPS模組主要用於透過天線接收衛星座標資訊，幫助使用者定位。隨著4G網路的普及，GPS的應用場景越來越多，比如透過智慧硬體進行遠端位置監控，或者裝置丟失後的位置搜尋。

2.8 霍爾感測器

霍爾感測器的工作原理是霍爾磁電效應。當電流透過位於磁場中的導體時，磁場會對導體中的電子產生垂直於電子運動方向的力，從而在導體兩端產生電位差。

安裝在手機上的霍爾感測器的主要功能是使用智慧皮套（磁性皮套）。皮套扣好後，螢幕會在皮套上留下的小窗中顯示一個小窗介面，用於接聽電話或閱讀簡訊。

2.9 氣壓感測器

當氣壓變化時，電阻或電容值會發生變化，從而測量氣壓資料。GPS也可以用來測量高度，但是會有10米左右的誤差。如果安裝氣壓感測器，誤差可以修正到1米左右，有助於提高GPS（全球定位系統）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感測器的手機。在IOS健康應用中，你可以計算你爬了多少層樓。

2.10 心率感測器

用高亮度LED燈照射手指，因為當心髒向毛細血管輸送血液時，亮度（紅光的深度）會週期性變化。然後透過攝像頭捕捉這些有規律的變化，並將資料傳輸到手機進行計算，進而判斷心臟收縮頻率，得到每分鐘的心跳次數。

使用者的心率資料是透過檢測使用者手指上血管每分鐘的搏動次數獲得的。心率感測器在可穿戴裝置中很常見。

2.11 血氧感測器

④ 徠卡雙攝像頭

2.12 紫外線感測器

一些半導體、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大量電子。透過檢測這種放電效應，可以計算出紫外線強度。紫外線感測器還用於運動和健康領域以及檢測環境中的輻射水平。

目前使用這種感測器的手機很少，測量的穩定性有待進一步觀察。

2.13 溫度感測器

許多智慧手機都配備了溫度感測器，有些甚至不止一個。不同的是，它們的目的是監測手機和電池內部的溫度。如果發現某個部位溫度過高，手機就會關機，以防損壞。在擴充套件功能方面，溫度感測器還可以檢測外界空氣的溫度變化，甚至是使用者當前的溫度。

2.14 指紋感測器

目前主流技術是電容式指紋感測器，但超聲波指紋感測器也逐漸普及。電容式指紋感測器工作時，手指是電容的一個極，另一個是矽晶片陣列。透過人體微電場與電容感測器之間產生的微電流，指紋峰谷與感測器之間的距離形成電容高度差來描述指紋圖案。

超聲波指紋感測器原理類似，但不會受到汗水和油汙的干擾，識別速度更快。可用於手機解鎖、加密、支付等。它可以自動收集使用者指紋以保護隱私，通常用作安全措施。

三、感測器在手機中的整合應用

如今，智慧手機的技術水平快速更新，很大程度上得益於手機中感測器技術的創新和突破。藉助基礎感測器的整合應用和軟體支援，手機研究人員開發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晶片組和驍龍Sense ID。其中，驍龍sense ID採用高通最新研發的超聲波技術，實現3D指紋識別。

指紋按壓識別技術已經成為部分智慧手機的標配。與之前的技術不同，高通驍龍sense ID即使在使用者手指上有少許汙垢或水分時也能工作，甚至可以穿透玻璃、鋁、不鏽鋼、藍寶石、塑膠等裝置進行識別。這意味著手機制造商可以將感測器和裝置整合在一起，而無需將指紋識別單元製成單個按鈕。

因此，可以將超聲波指紋識別技術放入平板的螢幕視窗中。另外，在安全性方面，也有了很大的提升。超聲波在專業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，讓駭客難以複製指紋入侵使用者手機。

②手機虹膜識別

人眼的虹膜比指紋複雜，所以用虹膜識別解鎖手機比指紋識別更安全。使用者只需透過專門的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、銀行的金卡、開門的鑰匙、通關憑證、醫保憑證，開啟新一代網際網路身份認證。

手機內建的微虹膜識別產品由成像模組、照明模組和軟體演算法組成。它可以透過內建攝像頭掃描使用者的虹膜特徵，使用者只需盯著螢幕一小段時間。有效識別距離20~30cm，識別速度1s。基於展訊自主研發的辣椒防偽晶片和元中心雙作業系統，從系統成像、特徵描述與匹配、安全防偽、使用者互動等方面最佳化虹膜識別方案，實現精準識別.

採用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%。較小的後置攝像頭鏡體積用於獲取更多光線，弱光下的細節會更好。

拜耳陣列的影象感測器通常採用RGB（紅、綠、藍）技術。平均而言，整個感測器會阻擋三分之二的入射光，造成很大的浪費。RWB（紅白藍）與傳統拜耳陣列感測器相比提升最大的就是高感光度拍攝效能。由於綠色畫素被白色畫素取代，感測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，讓拍照和影片更輕鬆。後置 12 兆畫素黑白和彩色雙攝像頭擁有不止兩個 12 兆畫素鏡頭。拍攝過程中，雙攝像頭同時工作，黑白鏡頭捕捉細節，讓畫面更清晰；彩色鏡頭捕捉色彩，使色彩更飽滿，影象合成演算法使細節與色彩更加融合，畫面栩栩如生，令人驚歎。

利用鐳射聚焦、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測

這款手機非常重視使用者的健康。搭載十大專業感測器，低功耗，可實現使用者24小時使用專業運動應用。此外，更多的感測器讓手機能夠還原使用者的真實運動，精確到三步運動，同時還能測量心率、血氧和紫外線。在應用演算法的支援下，還可以準確識別使用者的步幅和步頻。

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。一個用於像普通手機一樣拍照，另一個用於眼球追蹤和捕捉人眼的位置。根據您的眼睛位置和瞳距，實時定製生成匹配人眼位置的合理視角影象。無論是左右運動還是前後運動，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。“一屏”為裸眼3D柱面光柵液晶屏，使用者無需佩戴3D眼鏡即可體驗3D和VR視覺的震撼，實現2D/3D的自由切換。“雙核”就是除了CPU，還有獨立的VR視覺運動晶片，提升3D/VR渲染速度。“三攝像頭”是在傳統攝像頭的基礎上，增加了眼球追蹤攝像頭。

⑥影片整合手機2D/VR自由轉換

手機實現了VR攝像頭與手機的一體​​化。配備四顆攝像頭，前兩後兩，可滿足360度全景拍攝需求，實現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影象感測器畫素達到2600萬，採用索尼感光器件。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手機攝像頭採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。每個成像系統由一個200度超廣角鏡頭和一個成像感測器組成。鏡頭光路採用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，實現超薄超輕一體化結構。

VR攝像頭模組還透過影象識別、拼接等演算法，將前後VR攝像頭場景融合成一個球體，使兩個半球的畫素大小、顏色、亮度等引數一致，從角度來說是第一的技術。

四、總結

未來感測器的發展，肯定會更多地瞭解周圍的環境，也就是說，感測器的種類將遠不止這些。更大膽的假設是，在未來，感測器不僅會感知，還會有一定的處理能力。感測器傳輸的不僅僅是資料，還有一些智慧的運算和判斷。

在感測器技術方面，感測器整合度越來越高是整個行業的共識。更高的整合度為感測器的擴充套件留下了更多的可能性，大大節省了裝置空間，更有利於移動裝置向便攜性方向發展。

相信在可以預見的未來，我們的手機對使用者的感知會更加精準，未來的應用也將遠比我們現在想象的豐富。

五、常見問題

1. 手機有哪些感測器？

• 加速度計。

• 環境光感測器。

• 環境溫度感測器。

• 空氣溼度感測器。

• 氣壓計感測器。

• 指紋感測器。

• 陀螺儀感測器。

• 有害輻射感測器等。

2. 手機有多少個感測器？

當今的移動裝置裝有近 14 個感測器，可生成有關運動、位置和我們周圍環境的原始資料。這是透過使用微機電系統 (MEMS) 實現的。

3. 電容式觸控感測器分為幾類？

有兩種型別的電容式觸控感測器：表面電容式感應和投射式電容式感應。在表面電容感測中，絕緣體在其表面的一側塗有導電塗層。在這種導電塗層的頂部，塗有一層薄薄的絕緣體。

4. 手機上的接近感測器是什麼？

5. 手機有運動感測器嗎？

大多數 Android 驅動的裝置都有一個加速度計，現在許多裝置都包含一個陀螺儀。基於軟體的感測器的可用性變化更大，因為它們通常依賴一個或多個硬體感測器來獲取資料。

6. 觸控式螢幕使用哪種感測器？

光學觸控式螢幕使用紅外發射器結合紅外影象感測器來連續掃描觸控式螢幕。當物體與觸控式螢幕接觸時，它會阻擋感測器接收到的一些紅外光。

7. 什麼是簡單的觸控感測器？

觸控感測器對觸控、壓力和力都很敏感。觸控感測器的工作原理類似於簡單的開關。當觸控感測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. 如何在手機上找到感測器程式碼？

9. 手機陀螺儀的準確度如何？

他們使用了一種演算法，該演算法專為重複的、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精度在 2.2°–6.4° 的範圍內。已經發表了許多關於高爾夫揮杆運動跟蹤的作品。

10. 什麼是手機中的深度感測器？

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。