手機(jī)血氧傳感器：手機(jī)里竟然有這么多傳感器！終于都搞懂了

隨著技術(shù)的進(jìn)步，手機(jī)已經(jīng)不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的通信工具，而是具有綜合功能的便攜式電子設(shè)備。手機(jī)的虛擬功能，比如交互、游戲、都是通過(guò)處理器強(qiáng)大的計(jì)算能力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的功能，則是通過(guò)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。本文就為大家整理了手機(jī)中常見(jiàn)的傳感器，幫助大家了解其原理和用途。
一、光線(xiàn)傳感器：
原理：光敏三極管，接受外界光線(xiàn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)弱不等的電流，從而感知環(huán)境光亮度。
用途：通常用于調(diào)節(jié)屏幕自動(dòng)背光的亮度，白天提高屏幕亮度，夜晚降低屏幕亮度，使得屏幕看得更清楚，并且不刺眼。也可用于拍照時(shí)自動(dòng)白平衡。還可以配合下面的距離傳感器檢測(cè)手機(jī)是否在口袋里防止誤觸。
二、距離傳感器：
原理：紅外LED燈發(fā)射紅外線(xiàn)，被近距離物體反射后，紅外探測(cè)器通過(guò)接收到紅外線(xiàn)的強(qiáng)度，測(cè)定距離，一般有效距離在10cm內(nèi)。距離傳感器同時(shí)擁有發(fā)射和接受裝置，一般體積較大。
用途：檢測(cè)手機(jī)是否貼在耳朵上正在打電話(huà)，以便自動(dòng)熄滅屏幕達(dá)到省電的目的。也可用于皮套、口袋模式下自動(dòng)實(shí)現(xiàn)解鎖與鎖屏動(dòng)作。
題外話(huà)：光線(xiàn)傳感器與距離傳感器的位置
光線(xiàn)傳感器和距離傳感器一般都是放在一起的，位于手機(jī)正面聽(tīng)筒周?chē)@樣就存在一個(gè)問(wèn)題，手機(jī)的額頭上開(kāi)了太多洞或黑色長(zhǎng)條不太好看，所以蘋(píng)果一直在想方設(shè)法減少開(kāi)孔、或者隱藏開(kāi)孔。黑色面板的手機(jī)可以輕易隱藏這兩個(gè)傳感器，但白色面板就有點(diǎn)難度了：
蘋(píng)果從iPhone5開(kāi)始，將光線(xiàn)傳感器做成了白色，很好的隱藏了起來(lái)，但很多國(guó)產(chǎn)手機(jī)廠(chǎng)商暫時(shí)無(wú)法做到，他們只能選用更小尺寸的傳感器，將光線(xiàn)+距離傳感器放在一起做成更小的長(zhǎng)條形，或者和攝像頭一樣大的大圓形，這樣相對(duì)好看一些。錘子的傳感器也是長(zhǎng)條形，但直接放在了聽(tīng)筒里面，也算是隱藏了起來(lái)。
三、重力傳感器：
原理：利用壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)，傳感器內(nèi)部一塊重物和壓電片整合在一起，通過(guò)正交兩個(gè)方向產(chǎn)生的電壓大小，來(lái)計(jì)算出水平方向。
用途：手機(jī)橫豎屏智能切換、拍照照片朝向、重力感應(yīng)類(lèi)游戲（如滾鋼珠）。
四、加速度傳感器
原理：與重力傳感器相同，也是壓電效應(yīng)，通過(guò)三個(gè)維度確定加速度方向，但功耗更小，但精度低。
用途：計(jì)步、手機(jī)擺放位置朝向角度。
五、磁場(chǎng)傳感器：
原理：各向異性磁致電阻材料，感受到微弱的磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)導(dǎo)致自身電阻產(chǎn)生變化，所以手機(jī)要旋轉(zhuǎn)或晃動(dòng)幾下才能準(zhǔn)確指示方向。
用途：指南針、地圖導(dǎo)航方向、金屬探測(cè)器APP。
六、陀螺儀：
原理：角動(dòng)量守恒，一個(gè)正在高速旋轉(zhuǎn)的物體（陀螺），它的旋轉(zhuǎn)軸沒(méi)有受到外力影響時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸的指向是不會(huì)有任何改變的。陀螺儀就是以這個(gè)原理作為依據(jù)，用它來(lái)保持一定的方向。三軸陀螺儀可以替代三個(gè)單軸陀螺儀，可同時(shí)測(cè)定6個(gè)方向的位置、移動(dòng)軌跡及加速度。
用途：體感、搖一搖（晃動(dòng)手機(jī)實(shí)現(xiàn)一些功能）、平移/轉(zhuǎn)動(dòng)/移動(dòng)手機(jī)可在游戲中控制視角、VR虛擬現(xiàn)實(shí)、在GPS沒(méi)有信號(hào)時(shí)（如隧道中）根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)慣性導(dǎo)航。
七、GPS
原理：地球特定軌道上運(yùn)行著24顆GPS衛(wèi)星，每一顆衛(wèi)星都在時(shí)刻不停地向全世界廣播自己的當(dāng)前的位置坐標(biāo)及時(shí)間戳信息。手機(jī)GPS模塊通過(guò)天線(xiàn)接收到這些信息。GPS模塊中的芯片根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，根據(jù)衛(wèi)星發(fā)射坐標(biāo)的時(shí)間戳與接收時(shí)的時(shí)間差計(jì)算出衛(wèi)星與手機(jī)的距離，采用空間距離后方交會(huì)的方法，確定待測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
用途：地圖、導(dǎo)航、測(cè)速、測(cè)距。
八、指紋傳感器：
目前的主流是電容式指紋識(shí)別，但從今年開(kāi)始識(shí)別速度更快識(shí)別率更高的超聲波指紋識(shí)別會(huì)逐漸普及。
電容指紋傳感器原理：手指構(gòu)成電容的一極，另一極是硅晶片陣列，通過(guò)人體帶有的微電場(chǎng)與電容傳感器間形成微電流，指紋的波峰波谷與感應(yīng)器之間的距離形成電容高低差，從而描繪出指紋圖像。
超聲波指紋傳感器原理：超聲波多用于測(cè)量距離，比如海底地形測(cè)繪用的聲納系統(tǒng)。超聲波指紋識(shí)別的原理也相同，就是直接掃描并測(cè)繪指紋紋理，甚至連毛孔都能測(cè)繪出來(lái)。因此超聲波獲得的指紋是3D立體的，而電容指紋是2D平面的。超聲波不僅識(shí)別速度更快、而且不受汗水油污的干擾、指紋細(xì)節(jié)更豐富難以破解。
用途：加密、解鎖、支付……
九、霍爾感應(yīng)器
原理：霍爾磁電效應(yīng)，當(dāng)電流通過(guò)一個(gè)位于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體的時(shí)候，磁場(chǎng)會(huì)對(duì)導(dǎo)體中的電子產(chǎn)生一個(gè)垂直于電子運(yùn)動(dòng)方向上的的作用力，從而在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差。
用途：翻蓋自動(dòng)解鎖、合蓋自動(dòng)鎖屏
十、氣壓傳感器
原理：分為變?nèi)菔交蜃冏枋綒鈮簜鞲衅鳎瑢⒈∧づc變阻器或電容連接起來(lái)，氣壓變化導(dǎo)致電阻或電容的數(shù)值發(fā)生變化，從而獲得氣壓數(shù)據(jù)。
用途：GPS計(jì)算海拔會(huì)有十米左右的誤差，氣壓傳感器主要用于修正海拔誤差（將至1米左右），當(dāng)然也能用來(lái)輔助GPS定位立交橋或樓層位置。
十一、心率傳感器：
原理：用高亮度LED光源照射手指，當(dāng)心臟將新鮮的血液壓入毛細(xì)血管時(shí)，亮度（紅色的深度）呈現(xiàn)如波浪般的周期性變化，通過(guò)攝像頭快速捕捉這一有規(guī)律變化的間隔，再通過(guò)手機(jī)內(nèi)應(yīng)用換算，從而判斷出心臟的收縮頻率。
用途：運(yùn)動(dòng)、健康。
十二、血氧傳感器：
原理：血液中血紅蛋白和氧合血紅蛋白對(duì)紅外光和紅光的吸收比率不同，用紅外光和紅光兩個(gè)LED同時(shí)照射手指，測(cè)量反射光的吸收光譜，就可以測(cè)量血氧含量。
用途：運(yùn)動(dòng)、健康。
十三、紫外線(xiàn)傳感器：
原理：利用某些半導(dǎo)體、金屬或金屬化合物的光電發(fā)射效應(yīng)，在紫外線(xiàn)照射下會(huì)釋放出大量電子，檢測(cè)這種放電效應(yīng)可計(jì)算出紫外線(xiàn)強(qiáng)度。
用途：運(yùn)動(dòng)、健康。
總結(jié)：
前七個(gè)傳感器，幾乎是每個(gè)智能手機(jī)的標(biāo)配；
第八個(gè)傳感器——指紋識(shí)別，現(xiàn)在有全面普及的趨勢(shì)，六七百元的手機(jī)也開(kāi)始標(biāo)配了，主要?dú)w功于移動(dòng)支付時(shí)代的到來(lái)，安全與便捷性要求提高所致；
第九個(gè)傳感器，官方賣(mài)皮套的手機(jī)或平板一般都支持；
最后四個(gè)比較少見(jiàn)，主要針對(duì)戶(hù)外、運(yùn)動(dòng)、健康一類(lèi)的特殊用戶(hù)群體，多見(jiàn)于三星高端手機(jī)，其實(shí)在智能手表手環(huán)一類(lèi)的產(chǎn)品上更常見(jiàn)。
手機(jī)早已不是通信工具，簡(jiǎn)直是一個(gè)全能的個(gè)人助理工具，人們巴不得手機(jī)可以集成任何功能，常用的實(shí)用的要集成，不常用的偶爾有用的也要集成，可以想象未來(lái)的手機(jī)會(huì)集成越來(lái)越多的傳感器。

手機(jī)血氧傳感器：智能手機(jī)有哪些傳感器？

隨著技術(shù)的進(jìn)步，手機(jī)已經(jīng)不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的通信工具，而是具有綜合功能的便攜式電子設(shè)備。手機(jī)的虛擬功能，比如交互、游戲、都是通過(guò)處理器強(qiáng)大的計(jì)算能力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的功能，則是通過(guò)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。本文就為大家整理了手機(jī)中常見(jiàn)的傳感器，幫助大家了解其原理和用途。
1、光線(xiàn)傳感器：
原理：光敏三極管，接受外界光線(xiàn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)弱不等的電流，從而感知環(huán)境光亮度。
應(yīng)用：通常用于調(diào)節(jié)屏幕自動(dòng)背光的亮度，白天提高屏幕亮度，夜晚降低屏幕亮度，使得屏幕看得更清楚，并且不刺眼。也可用于拍照時(shí)自動(dòng)白平衡。還可以配合下面的距離傳感器檢測(cè)手機(jī)是否在口袋里防止誤觸。
2、距離傳感器：
原理：紅外LED燈發(fā)射紅外線(xiàn)，被近距離物體反射后，紅外探測(cè)器通過(guò)接收到紅外線(xiàn)的強(qiáng)度，測(cè)定距離，一般有效距離在10cm內(nèi)。距離傳感器同時(shí)擁有發(fā)射和接受裝置，一般體積較大。
應(yīng)用：檢測(cè)手機(jī)是否貼在耳朵上正在打電話(huà)，以便自動(dòng)熄滅屏幕達(dá)到省電的目的。也可用于皮套、口袋模式下自動(dòng)實(shí)現(xiàn)解鎖與鎖屏動(dòng)作。
3、陀螺儀：
原理：陀螺儀它是一種用于測(cè)量角度以及維持方向的設(shè)備,原理是基于角動(dòng)量守恒原理。陀螺儀中間金色的轉(zhuǎn)子就是陀螺，它的慣性作用是不會(huì)受到影響的，而周邊三個(gè)鋼圈則會(huì)因?yàn)樵O(shè)備改變姿態(tài)而跟著改變，通過(guò)這樣來(lái)檢測(cè)設(shè)備當(dāng)前的狀態(tài)。而這三個(gè)鋼圈所在的軸，也就是三軸陀螺儀里面的三軸即X軸、Y軸、Z軸。三個(gè)軸圍成的立體空間聯(lián)合檢測(cè)手機(jī)的各種動(dòng)作，陀螺儀最主要的作用在于它可以測(cè)量角速度。現(xiàn)在手機(jī)采用的都是MEMS微機(jī)電陀螺儀，利用科里奧利力測(cè)量角速度。
科里奧利力——讓自然中的流體變得如此美妙！
應(yīng)用：手機(jī)導(dǎo)航，防抖，游戲控制
附：從2010年iPhone 4首次引入陀螺儀后，手機(jī)游戲便發(fā)生了翻天覆地的變化。此前，陀螺儀技術(shù)更多的被應(yīng)用于飛機(jī)中，飛行中可以充分保持平衡。在智能手機(jī)、游戲中的展現(xiàn)主要得益于MEMS應(yīng)用半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展。它是一種能制作極小機(jī)械構(gòu)造的微型加工技術(shù)。總的來(lái)看，MEMS三重陀螺儀和MEMS三軸加速度計(jì)有著精準(zhǔn)、小巧、成本低廉的特點(diǎn)。
4、加速度傳感器：
原理：工程師在芯片里用硅做成微笑的加速度計(jì)，如下圖所示：
加速度傳感器就是利用其內(nèi)部芯片的由于加速度造成的晶體形變這個(gè)特性，由于這個(gè)變形會(huì)產(chǎn)生電壓，所以只要計(jì)算出產(chǎn)生電壓與所施加加速度之間的關(guān)系，就可以將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。
應(yīng)用：
加速度傳感器可以用來(lái)檢測(cè)角度。 加速度傳感器還可以用于記步器，檢測(cè)并記錄走路或跑步的步數(shù)，從而計(jì)算路程。 加速度傳感器還可以使手機(jī)具有應(yīng)急報(bào)警功能。
5、電子羅盤(pán)(數(shù)字指南針)：
電子羅盤(pán)是利用地磁場(chǎng)來(lái)定北極的一種方法。古代稱(chēng)為羅經(jīng)，現(xiàn)代利用先進(jìn)加工工藝生產(chǎn)的磁阻傳感器為羅盤(pán)的數(shù)字化提供了有力的幫助。
ST集成傳感器方案實(shí)現(xiàn)電子羅盤(pán)功能-基礎(chǔ)電子-維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng)
6、圖像傳感器：
圖像傳感器，又稱(chēng)感光元件，是一種將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)的設(shè)備，它被廣泛地應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)和其他電子光學(xué)設(shè)備中。近年來(lái)，隨著智能手機(jī)的發(fā)展和圖像處理技術(shù)的發(fā)展，使圖像傳感器有了更廣闊的應(yīng)用空間。
應(yīng)用：名片識(shí)別、面部識(shí)別。
7、指紋傳感器：
原理：半導(dǎo)體指紋傳感器的基本原理是在一塊集成有成千上萬(wàn)半導(dǎo)體器件的“平板”上，手指貼在其上與其構(gòu)成了電容（電感）的另一面。比如半導(dǎo)體電容式指紋采集的原理是根據(jù)脊和谷與半導(dǎo)體感應(yīng)顆粒形成的電容值大小不同來(lái)判斷什么位置是脊什么位置是谷，其工作過(guò)程是通過(guò)對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)上的電容感應(yīng)顆粒預(yù)先充電到某一參考電壓，當(dāng)手指觸摸到半導(dǎo)體電容表面上時(shí)，因?yàn)榧故峭蛊鸬墓仁前枷碌模鶕?jù)電容與距離的關(guān)系，會(huì)在脊和谷的地方形成不同的電容值，然后與參考電壓相比較，再講數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)處理器中進(jìn)行一定的處理，從而獲得指紋數(shù)字圖像信號(hào)。
應(yīng)用：指紋掃描系統(tǒng)
指紋掃描系統(tǒng)有兩項(xiàng)基本工作：一是需要獲得手指的圖像，二是需要確定該圖像中的嵴紋和波谷是否與以前掃描圖像中的嵴紋和波谷相吻合。
附：自從iPhone 5s首次裝配了指紋識(shí)別傳感器后，指紋識(shí)別傳感器迅速在智能手機(jī)界漫延……
8、電容式觸摸屏：
電阻式觸摸屏屬于早期產(chǎn)品，現(xiàn)在智能手機(jī)均為電容式觸摸屏，故只討論電容式……
原理：電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長(zhǎng)的電極，在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場(chǎng)。在觸摸屏幕時(shí)，由于人體電場(chǎng)，手指與導(dǎo)體層間會(huì)形成一個(gè)耦合電容，四邊電極發(fā)出的電流會(huì)流向觸點(diǎn)，而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏幕后的控制器便會(huì)計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱，準(zhǔn)確算出觸摸點(diǎn)的位置。
優(yōu)點(diǎn)：
1.操作新奇。電容式觸摸屏支持多點(diǎn)觸控，操作更加直觀(guān)、更具趣味性；2.不易誤觸。由于電容式觸摸屏需要感應(yīng)到人體的電流，只有人體才能對(duì)其進(jìn)行操作，用其他物體觸碰時(shí)并不會(huì)有所相應(yīng)，所以基本避免了誤觸的可能；3.耐用度高。比起電阻式觸摸屏，電容式觸摸屏在防塵、防水、耐磨等方面有更好的表現(xiàn)。
9、氣壓傳感器：
原理：大多數(shù)氣壓傳感器主要的傳感元件是一個(gè)對(duì)氣壓傳感器內(nèi)的強(qiáng)弱敏感的薄膜和一個(gè)頂針開(kāi)控制，電路方面它連接了一個(gè)柔性電阻器。當(dāng)被測(cè)氣體的壓力降低或升高時(shí)，這個(gè)薄膜變形帶動(dòng)頂針，同時(shí)該電阻器的阻值將會(huì)改變。電阻器的阻值發(fā)生變化。從傳感元件取得0-5V的信號(hào)電壓，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換由數(shù)據(jù)采集器接受，然后數(shù)據(jù)采集器以適當(dāng)?shù)男问桨呀Y(jié)果傳送給計(jì)算機(jī)。很多氣壓傳感器的主要部件為變?nèi)菔焦枘ず小．?dāng)該變?nèi)莨枘ず型饨绱髿鈮毫Πl(fā)生變化時(shí)頂針動(dòng)作，單晶硅膜盒隨著發(fā)生彈性變形，從而引起硅膜盒平行板電容器電容量的變化來(lái)控制氣壓傳感器。
數(shù)字氣壓計(jì)
應(yīng)用：海拔高度測(cè)量、導(dǎo)航輔助、室內(nèi)定位。
10、熱電偶溫度傳感器：
原理：兩種不同成份的導(dǎo)體（稱(chēng)為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成回路，當(dāng)兩個(gè)接合點(diǎn)的溫度不同時(shí)，在回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱電效應(yīng)，而這種電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為熱電勢(shì)。熱電偶就 是利用這種原理進(jìn)行溫度測(cè)量的，其中，直接用作測(cè)量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱(chēng)為測(cè)量端），另一端叫做冷端（也稱(chēng)為補(bǔ)償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會(huì)指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)。
應(yīng)用：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手機(jī)發(fā)熱情況。
11、聲音傳感器：
原理：手機(jī)中一般使用的是駐極體話(huà)筒，它的基本結(jié)構(gòu)由一片單面涂有金屬的駐極體薄膜與一個(gè)上面有若干小孔的金屬電極（背稱(chēng)為背電極）構(gòu)成。駐極體面與背電極相對(duì)，中間有一個(gè)極小的空氣隙，形成 一個(gè)以空氣隙和駐極體作絕緣介質(zhì)，以背電極和駐極體上的金屬層作為兩個(gè)電極構(gòu)成一個(gè)平板電容器。電容的兩極之間有輸出電極。由于駐極體薄膜上分布有自由電荷。當(dāng)聲波引起駐極體薄膜振動(dòng)而產(chǎn)生位移時(shí)；改變了電容兩極板之間的距離，從而引起電容的容量發(fā)生變化，由于駐極體上的電荷數(shù)始終保持恒定，根據(jù)公式：Q=CU 所以當(dāng)C變化時(shí)必然引起電容器兩端電壓U的變化，從而輸出電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)聲—電的變換。
應(yīng)用：手機(jī)話(huà)筒。
12、GNSS接收機(jī)（傳感器）：
全球定位系統(tǒng)_百度百科
應(yīng)用：室外定位、A-GPS等
13、NFC：
原理：支持NFC的設(shè)備可以在主動(dòng)或被動(dòng)模式下交換數(shù)據(jù)。在被動(dòng)模式下，啟動(dòng)NFC通信的設(shè)備，也稱(chēng)為NFC發(fā)起設(shè)備(主設(shè)備)，在整個(gè)通信過(guò)程中提供射頻場(chǎng)(RF-field)。它可以選擇106kbps、212kbps或424kbps其中一種傳輸速度，將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一臺(tái)設(shè)備。另一臺(tái)設(shè)備稱(chēng)為NFC目標(biāo)設(shè)備(從設(shè)備)，不必產(chǎn)生射頻場(chǎng)，而使用負(fù)載調(diào)制(load modulation)技術(shù)，即可以相同的速度將數(shù)據(jù)傳回發(fā)起設(shè)備。此通信機(jī)制與基于ISOA、MIFARE和FeliCa的非接觸式智能卡兼容，因此，NFC發(fā)起設(shè)備在被動(dòng)模式下，可以用相同的連接和初始化過(guò)程檢測(cè)非接觸式智能卡或NFC目標(biāo)設(shè)備，并與之建立聯(lián)系。
應(yīng)用：NFC支付。
14、心率傳感器：
原理：用亮度很高的射燈，比如攝像頭的LED閃光燈或者像是三星Galaxy S5一樣內(nèi)置一顆能夠照射到皮下毛細(xì)血管的光源和檢測(cè)器，把手指按在光源和攝像頭上，當(dāng)心臟將新鮮的血液壓入毛細(xì)血管時(shí)，亮度（紅色的深度）呈現(xiàn)如波浪般的周期性變化，通過(guò)攝像頭快速捕捉或者檢測(cè)器監(jiān)測(cè)這一有規(guī)律變化的間隔，再通過(guò)手機(jī)內(nèi)應(yīng)用的掃描放大，再換算，從而判斷出心臟的收縮頻率。原理與紅外線(xiàn)監(jiān)測(cè)心率相似。
應(yīng)用：測(cè)量用戶(hù)心率、脈搏。
15、霍爾傳感器、血氧傳感器、等……

手機(jī)血氧傳感器：盤(pán)點(diǎn)手機(jī)中13種常見(jiàn)的傳感器

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，智能手機(jī)已經(jīng)成為人們生活不可獲取的一部分，同時(shí)其職能也從一開(kāi)始的通訊發(fā)展到現(xiàn)在的娛樂(lè)、社交甚至生產(chǎn)。
手機(jī)已經(jīng)不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的通信工具，而是具有綜合功能的便攜式電子設(shè)備。手機(jī)的虛擬功能，比如交互、游戲、都是通過(guò)處理器強(qiáng)大的計(jì)算能力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的功能，則是通過(guò)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。本文為大家整理了手機(jī)中常見(jiàn)的傳感器，幫助大家了解其原理和用途。
1、光線(xiàn)傳感器(Ambient Light Sensor)
光線(xiàn)傳感器類(lèi)似于手機(jī)的眼睛。人類(lèi)的眼睛能在不同光線(xiàn)的環(huán)境下，調(diào)整進(jìn)入眼睛的光線(xiàn)，例如進(jìn)入電影院，瞳孔會(huì)放大來(lái)讓更多光線(xiàn)進(jìn)入眼睛。而光線(xiàn)傳感器則可以讓手機(jī)感測(cè)環(huán)境光線(xiàn)的強(qiáng)度，用來(lái)調(diào)節(jié)手機(jī)屏幕的亮度。而因?yàn)槠聊煌ǔＪ鞘謾C(jī)最耗電的部分，因此運(yùn)用光線(xiàn)傳感器來(lái)協(xié)助調(diào)整屏幕亮度，能進(jìn)一步達(dá)到延長(zhǎng)電池壽命的作用。光線(xiàn)傳感器也可搭配其他傳感器一同來(lái)偵測(cè)手機(jī)是否被放置在口袋中，以防止誤觸。
2、距離傳感器(proximity sensor)
透過(guò)紅外線(xiàn)LED燈發(fā)射紅外線(xiàn)，被物體反射后由紅外線(xiàn)探測(cè)器接受，藉此判斷接收到紅外線(xiàn)的強(qiáng)度來(lái)判斷距離，有效距離大約在10米左右。它可感知手機(jī)是否被貼在耳朵上講電話(huà)，若是則會(huì)關(guān)閉屏幕來(lái)省電;距離傳感器也可以運(yùn)用在部分手機(jī)支持的手套模式中，用來(lái)解鎖或鎖定手機(jī)。
3、重力傳感器(G-Sensor)
透過(guò)壓電效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。重力傳感器內(nèi)部有一塊重物與壓電片整合在一起，透過(guò)正交兩個(gè)方向產(chǎn)生的電壓大小，來(lái)計(jì)算出水平的方向。運(yùn)用在手機(jī)中時(shí)，可用來(lái)切換橫屏與直屏方向，運(yùn)用在賽車(chē)游戲中時(shí)，則可透過(guò)水平方向的感應(yīng)，將數(shù)據(jù)運(yùn)用在游戲里，來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)行車(chē)方向。
4、加速度傳感器(Accelerometer Sensor)
作用原理與重力傳感器相同，但透過(guò)三個(gè)維度來(lái)確定加速度方向，功耗小但精度低。運(yùn)用在手機(jī)中可用來(lái)計(jì)步、判斷手機(jī)朝向的方向。
5、磁(場(chǎng))傳感器(Magnetism Sensor)
測(cè)量電阻變化來(lái)確定磁場(chǎng)強(qiáng)度，使用時(shí)需要搖晃手機(jī)才能準(zhǔn)確判斷，大多運(yùn)用在指南針、地圖導(dǎo)航當(dāng)中。
6、陀螺儀(Gyroscope)
陀螺儀能夠測(cè)量沿一個(gè)軸或幾個(gè)軸動(dòng)作的角速度，是補(bǔ)充MEMS加速度計(jì)(加速度傳感器)功能的理想技術(shù)。事實(shí)上，如果結(jié)合加速度計(jì)和陀螺儀這兩種傳感器，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以跟蹤并捕捉3D空間的完整動(dòng)作，為終端用戶(hù)提供更真實(shí)的用戶(hù)體驗(yàn)、精確的導(dǎo)航系統(tǒng)及其他功能。手機(jī)中的「搖一搖」功能(例如搖動(dòng)手機(jī)就能抽簽…)、體感技術(shù)，還有VR視角的調(diào)整與偵測(cè)，都是運(yùn)用到陀螺儀的作用。
7、GPS
地球上方特定軌道上運(yùn)行著24顆GPS衛(wèi)星，它們會(huì)不停的向全世界各地廣播自己的位置坐標(biāo)與時(shí)間戳(timestamp，指格林威治 奔 1970年01月01日00 00分00秒到現(xiàn)在為止的總秒數(shù))，手機(jī)中的GPS模塊透過(guò)衛(wèi)星的瞬間位置來(lái)起算，以衛(wèi)星發(fā)射坐標(biāo)的時(shí)間戳與接收時(shí)的時(shí)間差來(lái)計(jì)算出手機(jī)與衛(wèi)星之間的距離。可運(yùn)用在定位、測(cè)速、測(cè)量距離與導(dǎo)航等用途。
8、指紋傳感器
目前主流的技術(shù)是電容式指紋傳感器，然而超音波指紋傳感器也有逐漸流行起來(lái)趨勢(shì)。電容式指紋傳感器作用時(shí)，手指是電容的一極、另一極則是硅芯片數(shù)組，透過(guò)人體帶有的微電場(chǎng)與電容傳感器之間產(chǎn)生的微電流，指紋的波峰波谷與傳感器之間的距離形成電容高低差，來(lái)描繪出指紋的圖形。而超音波指紋傳感器原理也類(lèi)似，但不會(huì)受到汗水、油污的干擾，辨識(shí)速度也更為快速。運(yùn)用在手機(jī)中可用來(lái)解鎖、加密、支付等等。
9、霍爾傳感器(Hall Sensor)
作用原理是霍爾磁電效應(yīng)，當(dāng)電流通過(guò)一個(gè)位于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體時(shí)，磁場(chǎng)會(huì)對(duì)導(dǎo)體中的電子產(chǎn)生一個(gè)垂直于電子運(yùn)動(dòng)方向上的的作用力，從而在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差。主要運(yùn)用在翻蓋解鎖、合蓋鎖定屏幕等功能當(dāng)中，蘋(píng)果的Smart cover還有多個(gè)品牌的官方手機(jī)配件，都運(yùn)用了這項(xiàng)技術(shù)。
10、氣壓傳感器(氣壓計(jì)，barometer)
將薄膜與變組器或電容連接在一起，當(dāng)氣壓產(chǎn)生變化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電阻或電容數(shù)值發(fā)生變化，藉此量測(cè)氣壓的數(shù)據(jù)。GPS也可用來(lái)量測(cè)海拔高度但會(huì)有10米左右的誤差，若是搭載氣壓傳感器，則可以將誤差校正到1米左右;也可用來(lái)輔助GPS定位，來(lái)確認(rèn)所在樓層位置等信息。蘋(píng)果的iPhone 6/6s系列都搭載了氣壓傳感器。
11、心率傳感器
透過(guò)高亮度的LED燈照射手指，因心臟將血液壓送到毛細(xì)血管時(shí)，亮度(紅光的深度)會(huì)呈現(xiàn)周期性的變化。再透過(guò)攝影機(jī)捕捉這一些規(guī)律性的變化，并將數(shù)據(jù)傳送到手機(jī)中進(jìn)行運(yùn)算，進(jìn)而判斷心臟的收縮頻率，得出每分鐘的心跳數(shù)。
12、血氧傳感器
血液當(dāng)中血紅蛋白與氧合血紅蛋白對(duì)于紅光的吸收比率不同，用紅外光與紅光LED同時(shí)照射手指，并測(cè)量反射光的吸收光譜，藉此量測(cè)血含氧量。可用于運(yùn)動(dòng)或健康領(lǐng)域的應(yīng)用。
13、紫外線(xiàn)傳感器
某些半導(dǎo)體、金屬或金屬化合物的光電發(fā)射效應(yīng)，在紫外線(xiàn)照射下會(huì)釋放出大量電子，透過(guò)檢測(cè)這種放電效應(yīng)可計(jì)算出紫外線(xiàn)強(qiáng)度。主要用途也在運(yùn)動(dòng)與健康領(lǐng)域。
上面介紹的7種傳感器，通常都是現(xiàn)代智能手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配備，而后面介紹的霍爾傳感器、心率傳感器、血氧傳感器、紫外線(xiàn)傳感器則更多的是應(yīng)用在智能手環(huán)或是比較高端的手機(jī)中。
手機(jī)早已不是通信工具，簡(jiǎn)直是一個(gè)全能的個(gè)人助理工具，人們巴不得手機(jī)可以集成任何功能，常用的實(shí)用的要集成，不常用的偶爾有用的也要集成，可以想象未來(lái)的手機(jī)會(huì)集成越來(lái)越多的傳感器。
 

手機(jī)血氧傳感器：血氧傳感器

A61B5/1455;

權(quán)利要求說(shuō)明書(shū)
說(shuō)明書(shū)
幅圖

（
54
）發(fā)明名稱(chēng)

血氧傳感器

（
57
）摘要

?
本發(fā)明公開(kāi)了一種血氧傳感器，包括傳感
器和綁帶，傳感器包括本體、橫梁及光電元件，
本體具有內(nèi)表面和外表面，內(nèi)表面圍出具有開(kāi)口
的測(cè)量空間，橫梁設(shè)于本體上并與本體之間形成
供綁帶穿過(guò)的配合孔，光電元件固設(shè)于本體的內(nèi)
表面，綁帶分為一體連接的安裝段和纏繞段，該
安裝段與橫梁可拆卸連接，該安裝段具有穿過(guò)配
合孔的第一連接段及貼靠橫梁并防止綁帶在纏繞