手機上傳感器那么多 你認識幾個?

2017-07-20 10:25:41 來源:n

智能手機給用戶帶來的體驗絕對不僅僅是第三方擴展功能,還有它依靠硬件基礎所實現的人機交互體驗,比如說屏幕旋轉,甩動手機切歌換壁紙等等。很多人都不解在聽筒旁邊的幾個小黑點是做什么用的,其實它們就是這些人性化功能的硬件基石,這些統稱為“傳感器”的配備感知著智能手機對光線,距離,重力,方向等方面的變化,并能讓我們獲得更加智能化人性化的使用體驗。

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今天我們就來聊聊這些眾多的傳感器,它們雖然不似處理器RAM內存等重要核心硬件一樣被經常擺上臺面,但智能手機的不少細節功能都離不開這些傳感器,接下來讓我們來為大家一一展示這些藏在手機當中的傳感器究竟有什么用處。

千元機都少不了的必備款傳感器

智能手機到如今這個成熟階段,一些在初期可能被成本所限的千元甚至百元機拋棄的傳感器已經成為了標配,比如光線距離、加速度陀螺儀等等,你幾乎不會像2011年那樣找到沒有指南針的手機了。所以如何設計成了這方面唯一能做出的亮點,個中翹楚是錘子那引以為傲的P-Sensor與聽筒合一的設計。

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錘子堅果Pro

光線傳感器:手機屏幕顯示亮度忽明忽暗這個現象,就是由手機的光線傳感器所感知。手機當中有一個設置叫做“自動調節亮度”,如果你選擇該功能之后,在光線傳感器的感知下手機會自動感應當下環境光線的強弱程度,并且會自動調節屏幕顯示的明暗效果。當光線強時屏幕顯示就變的更加明亮,當光線弱時屏幕顯示則會變得偏暗,以讓用戶眼睛獲得更適應的視覺感觀。

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距離傳感器:當你進行通話手機放置在耳邊或者臉龐時,手機屏幕會自動關閉變黑,這不是手機壞了,而是距離傳感器在起作用。它會及時判斷手機處于什么樣的狀態,當你打電話時會自動黑屏以防止你在通話過程中耳朵或者臉頰肉不小心觸碰到掛斷鍵或者產生其它操作,同時還可以有效節省電量。

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利用前置攝像頭/傳感器實現的隔空操作

無論是自動調節屏幕顯示的明暗程度,顯然低估了這兩位“元老”的實力,在廠商絞盡腦汁想差異化時代的初期,這兩個傳感器也被賦予了很多“智能”的功能,比如利用它們和前置攝像頭一起實現一些解鎖、掛斷電話等的隔空操作,但一直以來由于使用習慣和準確度的問題,流行程度一般;不少人還會像上車就關掉汽車的發動機啟停技術一樣買到手機就先把這些“智能”功能關掉……

除了前面介紹的幾款之外還有其它方面,像是陀螺儀,溫度傳感器,壓力傳感器等等。陀螺儀從三軸到六軸,加上蘋果iPhone的宣傳也被用戶所熟悉。它的能力更強大,可以視為包含重力/方向等傳感器。簡單來說,重力傳感器是判斷感知線性的動作,方向傳感器則是感知角度,而陀螺儀則是一個立體空間的感應,它可以更好的感知偏轉的動作并測量或重構出完整的3D動作,而其它幾個傳感器比較單項一些。

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封裝于三星S5主板的常見類別傳感器

同時像是方向傳感器與陀螺儀結合在一起,能夠更好的感知手機的狀態。早年有些手機可能配有距離/重力/方向傳感器而沒有陀螺儀,而有的則是各種儀器+陀螺儀配備齊全,這樣的話后者在玩游戲或者其它操控過程中會表現的更好一些。這也是為什么不同的手機在體驗感方面有差別的原因,因為傳感器組合越多越能夠更加精準的感知手機的狀態,你所看到的一些出色人際交互功能,也并不是只有一個傳感器在工作。

突然就被予以重任的指紋傳感器

不得不說國內的移動支付發展遠超了所有人的想象,就在幾年前我們作為所謂的半個“業者”還在討論移動支付會以怎樣的形態出現的時候,到如今幾乎大家出門買個烤地瓜都可以掃碼了……二維碼以及指紋傳感器在其中的作用功不可沒。

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無疑引領了整個行業的iPhone 5s的Touch ID

指紋識別模塊是通過特定的感應模組實現對于個體指紋特征的識別。簡單來說,每一個指紋手機都會擁有一個指紋識別模塊,通過該模塊將用戶的指紋收集并轉化成數據,存儲在手機存儲的特定區域,在使用的時候進行調用,而不同的指紋識別技術收集指紋的方式也有所不同。

根據收集指紋的方式不同,指紋識別模塊目前主要分為光學式指紋模塊、電容式指紋模塊、射頻式指紋模塊。

以目前最普及的電容式指紋模塊為例,是利用硅晶元與導電的皮下電解液形成電場,指紋的高低起伏會導致二者之間的壓差出現不同的變化,借此可實現準確的指紋測定。該方式適應能力強,對使用環境無特殊要求,同時,硅晶元以及相關的傳感原件對空間的占用在手機設計的可接受范圍內,因而使得該技術在手機端得到了比較好的推廣。

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沒趕上新技術的三星S8依然選擇了電容式指紋,還是后置的

電容紋識別模組主要由芯片、“藍寶石”、金屬環、軟板、載板等組成,其中芯片也就是傳感器部分,而“藍寶石”負責作為保護層(有廠商選擇其他材料做為保護層,成本相應會降低),金屬環作為指紋識別的觸發裝置。

而時下智能手機全新的設計趨勢,比如全面屏、防水等對指紋識別傳感器提出了新的挑戰,其中全面屏的設計要求機身正面無開孔、無實體按鍵的存在并且防水,而背部一體化和美觀的要求也對機身背面無開孔提出的需求越來越高,因此高通不久之前推出了第二代超聲波指紋傳感器,能透過厚至1200微米的OLED顯示屏實現指紋的掃描、錄入和匹配,而面向玻璃和金屬的指紋傳感器能夠透過厚至800微米玻璃面板和厚至650微米鋁材質外殼實現掃描,在上一代400微米的玻璃或金屬穿透能力之上實現提升。

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高通屏下超聲波指紋

不過目前高通第二代超聲波指紋傳感器依然僅限于適配OLED屏幕,而對于厚度更高的LCD屏幕來說依然無能為力。第二代超聲波指紋識別傳感器仍然繼承活體識別等安全功能,Seshu提到高通第二代超聲波指紋傳感器不僅能夠適配高通驍龍平臺,也能適配其他平臺,但前者能得到高通原生提供的安全保障。

骨骼清奇的專業領域傳感器

根據有關機構的預計,2014年智能手機內的平均傳感器數量為12顆,而到2021年這一數量將增加到20顆;除了一些必要的同類傳感器數量會增多之外,也有不少針對專業領域的機型會考慮搭載一些普通消費者無法想象的傳感器。

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戶外品牌CAT就曾在去年MWC推出過一款“熱成像”機型,該機的特別之處在于其內建的前視紅外熱獨立成攝像頭,搭配其中的熱圖像傳感器能夠產生實時熱圖像,測量表面溫度,適合救援任務,在煙霧環境中使用并可并檢查輪胎的溫度。除此之外該機還可在5米水深處待上一小時之久,還可以進行濕手指操作。

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而在健康領域,長虹此前也發布過全球首款分子識別手機——長虹H2。通過分子識別手機,用戶能快速檢測果蔬糖分、水分、藥品真偽,以及皮膚年齡,酒水類等物質。

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合作方ADI主要為這款手機提供光譜傳感器以及相關的算法,CP公司則負責提供APP以及成分分析數據。在功能上,可以直接使用這款手機判斷分析水果中的成分、甜度等信息。此外,它還能對更多物體進行成分分析,比如面包、肉以及藥物等。

圍繞著人與生活,H2手機可以在多種場景下發揮其作用。比如,超市購物時,H2手機可以幫助人們判別食品的水分、新鮮程度等;進行日光浴時,H2手機可以告知人們皮膚干燥程度,提醒我們及時補充水分;在健身房,H2手機可以根據鍛煉的狀況,即時分析肌肉纖維、血壓、脈搏等,并結合大數據推薦科學的健康計劃;通過H2手機,人們還可以了解到藥品狀態,避免購買或誤食假藥等行為發生。

類似動物體表的“感受器”,傳感器這種仿生學的發明為智能設備被委以第一步也就是捕獲現實的重任,不止能在手機當中發揮不可估量的幕后作用,廣義上來說可以包括現在以致未來自動駕駛汽車的雷達及攝像頭,智能家居當中監測溫度、亮度、食物新鮮程度的各類傳感器,而物聯網也就是一幅由無數傳感器、高速連接以及大數據的計算中樞所組成的網絡。

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