揭秘手機傳感器

智能手機發展到今天，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：能感受規定的被測量并按照一定規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造了更好的發展平臺。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系統的不斷發展，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?；蛘弋斒謾C處在一個水平面的時候，手機內的重力感應器會根據手機細小的重力變化來做出相應的反應。這其中比較經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的部件，包括正豎、倒豎、左橫、右橫、仰、臥等狀態。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，會發現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屏幕從而節省手機電量而生的。

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。這種感應器通過發射特別短的光脈沖，并測量所發射的光脈沖從發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在每一部智能手機的必備功能。

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

光線感應器可根據手機所處環境的光線來自動調節屏幕的亮度。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，我們不難發現，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 責任編輯/清揚）endprint