第六章手机中的传感器
第一节手机中的磁控传感器
一、手机中的干簧管传感器
二、手机中的霍尔传感器
第二节手机中的光线传感器
一、光敏三极管的外形及符号
二、光敏三极管的工作原理
三、光敏三极管在手机中的应用
四、手机光线传感器电路详解
第三节手机中的触摸传感器
一、电阻式触摸屏
二、电容式触摸屏
第四节手机中的摄像头
一、手机摄像头的工作原理
二、手机摄像头的结构
三、图像传感器
四、手机摄像头电路详解
第五节手机中的电子指南针
一、电子指南针工作原理
二、电子指南针电路
第六节手机中的三轴陀螺仪
一、三轴陀螺仪工作原理
二、三轴陀螺仪的应用
三、iphone手机中的三轴陀螺仪
本章导读
随着技术的进步，手机已经不再是一个简单的通信工具，而是具有综合功能的便携式的电子设备。你可以用手机听音乐，看电影，拍照等。手机变得无所不能。在这种情况下，各种传感器在手机中的应用应运而生。
本章主要介绍了几种典型的传感器及其在手机中的应用，如磁控传感器、光线传感器、触摸传感器（触摸屏的典型应用）、图像传感器（手机摄像头的应用）、磁阻传感器（电子指南针）、加速传感器（iphone4的三轴陀螺仪）等。这些传感器的应用为智能手机增加感知能力，使手机能够知道自己做什么，甚至做什么的动作。
知识目标
1、了解各种传感器的工作原理；
2、掌握各种传感器功能的熟练使用；
3、了解传感器电路的功能、特点；
4、能够识别手机中使用的各种传感器电路。
技能目标
1、能简单判断各传感器电路的故障；
2、了解传感器的特性及性能；
3、能够识别传感器实物并排除简单故障。
第一节 手机中的磁控传感器
在手机中磁控传感器主要包括干簧管和霍尔元件，干簧管和霍尔元件都是通过磁信号来控制线路通断的传感器，主要用在翻盖、滑盖手机的控制电路中。由于干簧管易碎等原因，现在手机中很少见到干簧管传感器了，使用最多的是霍尔传感器（也叫霍尔元件）。
一、手机中的干簧管传感器
由于干簧管传感器主要应用于老式的手机中，在新型手机中已经很少采用了，所以只对干簧管传感器进行简单介绍。
1、干簧管传感器的外形特征
干簧管传感器就是一个密闭的玻璃管内有两个簧片，干簧管传感器分为常开型和常闭型，下图是干簧管传感器的常见外形。
干簧管传感器的常见外形
2、干簧管传感器的工作原理
干簧管传感器是利用磁场信号来控制的一种线路开关器件。干簧管传感器又被称为磁控管传感器。干簧管传感器的外壳一般是一根密封的玻璃管，在玻璃管中装有两个铁质的弹性簧片电极，玻璃管中充有某种惰性气体。平时玻璃管中的两个簧片是分开的，当有磁性物质靠近玻璃管时，在磁场磁力线的作用下，管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触，使两个引脚所接的电路连通。外磁场消失后，两个簧片由本身的弹性而分开，线路就断开。
干簧管传感器的工作原理如图所示。
干簧管传感器的工作原理
在实际运用中，通常使用磁铁采控制这两根金属片的接通与否，所以，又称其为磁控管传感器。磁控管传感器在手机中常常被用于翻盖手机、折叠式手机电路中，特别是早期的摩托罗拉、爱立信、三星手机使用最多。通过翻盖的动作，使翻盖上磁铁控制磁控管传感器闭合或断开，从而挂断电话或接听电话等。
在采用干簧管传感器结构的手机中，除有一个干簧管传感器外，还有有一个辅助磁铁，手机在通话时，磁铁应远离干簧管传感器，故这类手机有个共同的特点，就是磁铁在翻盖上(翻盖式手机)或听筒旁(折叠式手机)。如果手机既不是折叠式，又不是翻盖式，则不需采用干簧管传感器。
3、干簧管传感器的故障特征
干簧管传感器本身是一种玻璃管，而玻璃易碎，所以干簧管传感器很容易损坏，特别是摔过的手机尤其如此，因此，目前一些新式的折叠式和翻盖式手机已不再采用干簧管传感器，而采用了原理与干簧管传感器类似的霍尔传感器。
当干簧管传感器损坏时，手机会出现一些很复杂的故障，如部分或全部按键失灵、开机困难、不显示等。因此，在检修手机开机困难、按键失灵、不显示等故障时，不可忘记对干簧管传感器的检查。
二、手机中的霍尔传感器
霍尔传感器一个使用非常广泛的电子器件，在录像机、电动车、汽车、电脑散热风扇中都有应用。
在手机中主要应用在翻盖或滑盖的控制电路中，通过翻盖或滑盖的动作来控制挂掉电话或接听电话、锁定键盘及解除键盘锁等。
1、霍尔传感器的外形特征
霍尔传感器的作用与干簧管传感器一样，工作原理非常相似的，都是在磁场
作用下直接产生通与断的动作。霍尔传感器是一种电子元件，其外型封装很似三极管，但看起来比三极管更胖一些。
手机中霍尔传感器的外形如图所示。在手机中，霍尔传感器的封装有3个引脚的，也有4个引脚的。
手机中霍尔传感器的外形
2、霍尔效应
所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。
金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时，若在垂直于电流的方向施加磁场，则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显，而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。利用霍尔效应可以设计制成多种传感器。
由于通电导线周围存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔元件测量出磁场，就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。
如果把霍尔传感器集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上，当装在运动物体上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数，则可以确定其运动速度。
3、霍尔传感器
利用霍尔效应做成的半导体元件就是霍尔元件（霍尔传感器）。
霍尔传感器可用多种半导体材料制作，如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP 以及多层半导体异质结构量子阱材料等等。
霍尔传感器具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安
装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。
相对于干簧管传感器来说，霍尔传感器寿命较长，不易损坏。且对振动，加速度不敏感。作用时开关时间较快，一般为0.1～2ms，较干簧管传感器的1～3ms 快得多。
4、霍尔传感器分类
霍尔传感器分为线性型霍尔传感器件和开关型霍尔传感器两种。
（1）线性霍尔传感器
线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。
（2）开关型霍尔传感器
开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。
手机中使用的霍尔传感器是微功耗开关型霍尔传感器。
5、手机霍尔传感器电路详解
下图是NOKIA N73滑盖手机的霍尔传感器电路，当磁场作用于霍尔元件时产生一微小的电压，经放大器放大及施密特电路后使三极管导通输出低电平；当无磁场作用时三极管截止，输出为高电平。
在滑盖手机中，霍尔传感器件在上盖对应的方向有一个磁铁，用磁铁来控制霍尔传感器传感信号的输出，当合上滑盖的时候，霍尔传感器输出低电平做为中断信号到CPU，强制手机退出正在运行的程序（例如正在通话的电话），并且锁定键盘、关闭LCD背景灯，当打开滑盖的时候，霍尔传感器输出1.8V高电平，手机解锁、背景灯发光、接通正在打入的电话。
在翻盖或滑盖手机中霍尔传感器也比较容易找，它的位置一般在磁铁对应的主板的正面或反面，只要找到磁铁就一定能找到霍尔传感器。直板手机中没有这个电路。
NOKIA N73滑盖手机的霍尔传感器电路
第二节 手机中的光线传感器
从2002年，NOKIA 7650手机开始使用光线传感器，到最新款的iphone 手机中使用光线传感器。光线传感器在手机中的使用给人们增加了更多的便利。
在手机中使用的光线传感器件一般是光敏三极管，也叫光电三极管，光敏三极管有电流放大作用，所以比光敏电阻和光敏二极管应用更广泛。
一、光敏三极管的外形及符号
光敏三极管有2个PN 结，其基本原理与光敏二极管相同，但是它把光信号变成电信号的同时，还放大了信号电流，因此具有更高的灵敏度，一般光敏三极管的基极已在管内连接，只有C 和E 两根引线引出（也有将基极引出的）。
在使用光敏三极管时，不能从外形来区分是光敏二极管还是光敏三极管，只能从型号来进行区分。
光敏三极管的外形及符号如图所示，一般只有两个引脚引出，样子非常像普通的发光二极管。
供电电压
手机中的光敏三极管及符号
二、光敏三极管的工作原理
光敏三极管与普通半导体三极管一样，是采用半导体制作工艺制成的具有NPN 或PNP 结构的半导体管。它在结构上与半导体三极管相似，它的引出电极通常只有两个，也有三个的。
光敏三极管的结构如图所示。为适应光电转换的要求，它的基区面积做得较大，发射区面积做得较小，入射光主要被基区吸收。和光敏二极管一样，管子的芯片被装在带有玻璃透镜金属管壳内，当光照射时，光线通过透镜集中照射在芯片上。
光敏三极管的芯片结构示意图
将光敏三极管接在图所示的电路中，光敏三极管的集电极接正电位，其发射极接负电位。当无光照射时，流过光敏三极管的电流，就是正常情况下光敏三极管集电极与发射极之间的穿透电流Iceo 它也是光敏三极管的暗电流，其大小
为：Iceo =(1 + hFE) I（式中: Icbo---集电极与基极间的饱和电流;hFE ---共发射极直流放大系数）。
光敏三极管等效电路图
当有光照射在基区时，激发产生的电子--空穴对增加了少数载流子的浓度，使集电结反向饱和电流大大增加，这就是光敏三极管集电结的光生电流。该电流注入发射结进行放大，成为光敏三极管集电极与发射极间电流，它就是光敏三极管的光电流。可以看出，光敏三极管利用普通半导体三极管的放大作用，将光敏二极管的光电流放大了( I + hFE) 倍。所以，光敏三极管比光敏二极管具有更高的灵敏度。
三、光敏三极管在手机中的应用
光敏三极管在手机上应用主要是根据环境光线明暗来判断用户的使用条件，从而对手机进行智能调节，达到节能和方便用户使用的目的。
黑暗环境下自动降低背光亮度，以免背光太亮刺眼。太阳下自动增加屏幕亮度，使显示更清楚。
手机移动到耳边打电话时，自动关闭屏幕和背光，可以延长手机的续航时间，同时关闭触屏，又可以达到防止打电话过程中误触屏幕挂断电话的误操作。
甚至还有手机设计成利用光线亮度控制铃声音量的功能，即通过外界光线的强弱，来控制铃声的大小，如手机装在衣服口袋或是皮包里时，就大声振铃，而取出时，环境光线改变了，振铃就随着减小，这个功能很有意思，一方面可以避免铃声过小误接电话，一方面又可以适应环境的需要，避免影响他人，同时还能节省电量。
以NOKIA N73手机为例，光敏三极管位于前摄像头旁边，如果在光线充足的情况下（室外或者是灯光充足的室内），大概在2-3秒之后，键盘灯会自动熄灭，即使你再操作手机，键盘灯也不会亮，除非到了光线比较暗的地方，键盘灯才会
自动的亮起来；如果在光线充足的情况下，你试着用手将光线感应器遮上2-3秒之后，键盘灯会自动亮起来，这个就是光线感应器的作用。
四、手机光线传感器电路详解
NOKIA N73手机的光线传感器电路如图所示，光敏三极管V6501将感应到的光线变成电信号送到电源管理/音频IC中的检测电路中，然后输出控制信号，控制LCD背光灯，使之能够随环境光线的强弱变换亮度，以达到节省电量满足视觉需要的目的。
NOKIA N73手机的光线传感器电路
第三节手机中的触摸传感器
在手机中使用的触摸传感器（touch sensor）就是平时我们俗称的触摸屏（Touch panel）,又称为触控面板，触摸传感器的使用使人机交互更加方便和直观，增加了人机交流的乐趣。触摸传感器的使用减少了手机菜单按键，操作更加简单、便捷。
在手机中使用的触摸传感器分为两类，第一类是电阻式触摸传感器，其代表就是国产大部分手机采用；第二类是电容式触摸传感器，其代表就是iphone手机等采用。
一、电阻式触摸屏
电阻式触摸屏是一种传感器，它将矩形区域中触摸点(X,Y)的物理位置转换为代表X坐标和Y坐标的电压。
很多LCD模块都采用了电阻式触摸屏，这种屏幕可以用四线、五线、七线或八线来产生屏幕偏置电压，同时读回触摸点的电压。
电阻式触摸屏基本上是薄膜加上玻璃的结构，薄膜和玻璃相邻的一面上均涂有ITO(纳米铟锡金属氧化物)涂层，ITO具有很好的导电性和透明性。当触摸操作时，薄膜下层的ITO会接触到玻璃上层的ITO，经由感应器传出相应的电信号，经过转换电路送到处理器，通过运算转化为屏幕上的X、Y值，而完成点选的动作，并呈现在屏幕上。
1、电阻式触摸屏的工作原理
触摸屏包含上下叠合的两个透明层，四线和八线触摸屏由两层具有相同表面电阻的透明阻性材料组成，五线和七线触摸屏由一个阻性层和一个导电层组成，通常还要用一种弹性材料来将两层隔开。
触摸屏的结构如图所示。
触摸屏的结构
当触摸屏表面受到的压力(如通过笔尖或手指进行按压)足够大时，顶层与底层之间会产生接触。所有的电阻式触摸屏都采用分压器原理来产生代表X坐标和Y坐标的电压。如图3，分压器是通过将两个电阻进行串联来实现的。上面的电阻(R1)连接正参考电压(VREF)，下面的电阻(R2)接地。两个电阻连接点处的电压测量值与下面那个电阻的阻值成正比。
触摸屏的分压原理
为了在电阻式触摸屏上的特定方向测量一个坐标，需要对一个阻性层进行偏置：将它的一边接VREF，另一边接地。同时，将未偏置的那一层连接到一个ADC的高阻抗输入端。当触摸屏上的压力足够大，使两层之间发生接触时，电阻性表面被分隔为两个电阻。它们的阻值与触摸点到偏置边缘的距离成正比。触摸点与接地边之间的电阻相当于分压器中下面的那个电阻。因此，在未偏置层上测得的电压与触摸点到接地边之间的距离成正比。
2、四线电阻式触摸屏
在手机中使用电阻式触摸屏几乎全部都是四线触摸屏。
四线触摸屏包含两个阻性层。其中一层在屏幕的左右边缘各有一条垂直总线，另一层在屏幕的底部和顶部各有一条水平总线，如图所示。
四线电阻式触摸屏工作原理
在触摸屏幕后，起到电压计作用的触摸管理芯片首先在X+点上施加电压梯
度VDD，在X-点上施加接地电压GND。然后，检测Y轴电阻上的模拟电压，并把模拟电压转化成数值，用模数转换器计算X坐标。在这种情况下，Y-轴变成感应线。同样地，在Y+和Y-点分施加电压梯度，可以测量Y轴坐标。
3、电阻式触摸屏的外观及结构
电阻式触摸屏是覆盖在LCD上面一层玻璃结构的透明的材料，它与LCD是可以分离的，可以单独进行更换，有些手机的触摸屏和LCD做在一起，如果触摸屏损坏的时候只能一起更换。
部分手机会在触摸屏上面加一个屏幕面板，用来保护触摸屏和LCD。触摸屏的外形结构如图所示。
电阻式触摸屏外形结构
4、电阻式触摸屏电路详解
下图是是一款手机的电阻式触摸屏电路，电路由触摸检测部件、触摸屏控制芯片、CPU组成，触摸屏安装在LCD的前面，用户检测用户的触摸位置，当手指触摸图标或菜单位置时，触摸屏将检测的信息送入触摸屏控制芯片，触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。
手机的电阻式触摸屏电路
二、电容式触摸屏
电容式触摸屏是在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质。当手指触摸在金属层上时，触点的电容就会发生变化，使得与之相连的振荡器频率发生变化，通过测量频率变化可以确定触摸位置获得信息。
1、电容式触摸屏工作原理
电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。
电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场。在触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器，更有效地防止外在环境因素对触摸屏造成影响，就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍，电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置。
电容式触摸屏
电容式触摸屏工作原理
2、电容式触摸屏的特性
电容式触摸屏的感应屏是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层导电层，最外层是一薄层矽土玻璃保护层。当我们用手指触摸在感应屏上的时候，人体的电场让手指和和触摸屏表面形成一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。
相比传统的电阻式触摸屏，电容式触摸屏的优势主要有以下几个方面：
（1）操作新奇。电容式触摸屏支持多点触控，操作更加直观、更具趣味性。而电阻式触摸屏只支持单点触控。
（2）不易误触。由于电容式触摸屏需要感应到人体的电流，只有人体才能对其进行操作，用其他物体触碰时并不会有所相应，所以基本避免了误触的可能。
（3）耐用度高。比起电阻式触摸屏，电容式触摸屏在防尘、防水、耐磨等方面有更好的表现。
作为目前正当红的触摸屏技术，电容式触摸屏虽然具有界面华丽、多点触控、只对人体感应等优势，但与此同时，它也有以下几个缺点：
（1）精度不高。由于技术原因，电容式触摸屏的精度比起电阻式触摸屏还有所欠缺。而且只能使用手指进行输入，在小屏幕上还很难实现辨识比较复杂的
手写输入。
（2）易受环境影响。温度和湿度等环境因素发生改变时，也会引起电容式触摸屏的不稳定甚至漂移。例如用户在使用的同时将身体靠近屏幕就可能引起漂移，甚至在拥挤的人群中操作也会引起漂移。这主要是由于电容式触摸屏技术的工作原理所致，虽然用户的手指距离屏幕更近，但屏幕附近还有很多体积远大于手指的电场同时作用，这样就会影响到触摸位置的判断。
（3）成本偏高。此外，当前电容式触控屏在触控板贴附到LCD 面板的步骤中还存在一定的技术困难，所以无形中也增加了电容式触控屏的成本。
3、电容式触摸屏外观结构
下图是iphone 手机的纯平触摸屏（touch lens ，中文俗称有“镜面式触摸屏”、“纯屏触摸屏”）的外观，iphone 手机使用的电容式触摸屏，屏幕面板和触摸屏合二为一，透光率高，使用寿命长，适合手机的超薄化设计，加上可以多点触摸功能，深受iphone 用户的喜爱。
Iphone 手机的电容式触摸屏
触摸传感器除了以上介绍的电阻式触摸屏和电容式触摸屏，还有其他类型的触摸屏，在此不再累述。
第四节 手机中的摄像头
手机的摄像功能指的是手机是否可以通过内置或是外接的摄像头进行拍摄静态图片或短片拍摄，作为手机的一项新的附加功能，手机的摄像功能得到了迅速的发展。
手机的摄像功能离不开摄像头，摄像头是组成数码相机功能的重要部件，
现
在使用的手机中，没有摄像功能的可能寥寥无几。
一、手机摄像头的工作原理
1、主要原理
景物通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过CPU进行处理后，通过显示屏（LCD）就可以看到图像了。
摄像头工作流程图
2、摄像头的分类
摄像头分为数字摄像头和模拟摄像头两大类。
数字摄像头可以直接捕捉影像，然后通过数字信号处理芯片进行处理后，送到CPU，通过显示屏显示出来。现在手机上的摄像头基本以数字摄像头为主。
手机中的数字摄像头如图所示。
手机中的数字摄像头
模拟摄像头可以将视频采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号，进而将其储存在计算机里。模拟摄像头捕捉到的视频信号必须经过特定的视频捕捉
卡将模拟信号转换成数字模式，并加以压缩后才可以转换到计算机上运用。
二、手机摄像头的结构
手机摄像头的结构如图所示，一般由镜头、图像传感器、接口、数字信号处理器、CPU、显示屏等组成。
1、镜头（LENS）
手机摄像头镜头通常采用钢化玻璃或PMMA(有机玻璃，也叫亚克力），镜头固定在图像传感器的上方，可以通过手动调节镜头来改变聚焦，不过大部分手机不能手动调节聚焦，手机摄像头镜头在出厂时已经调好固定。
2、图像传感器（SENSOR）
传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体，而数码相机的“胶卷”就是其成像感光器件，而且是与相机一体的，是数码相机的心脏。图像传感器是数码相机的核心，也是最关键的技术。目前手机数码相机的核心成像部件有两种：一种是广泛使用的CCD（电荷藕合）元件；另一种是CMOS（互补金属氧化物导体）器件。
3、接口
手机中内置的摄像头本身是一个完整的组件，一般采用排线、板对板连接器、弹簧卡式连接方式与手机主板进行连接，将图像信号送到手机主板的数字信号处理芯片中进行处理。
4、数字信号处理芯片（DSP）
数字信号处理芯片DSP（DIGITAL SIGNAL PROCESSING）的作用是，通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理。
数字信号处理芯片在手机主板上，将图像进行处理后，在CPU的控制下送到显示屏，然后就能够在显示屏上到镜头捕捉的景物了。
三、图像传感器
图像传感器，是组成数字摄像头的重要组成部分。根据元件的不同，可分为CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合元件）和CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体元件）两大类。
1、CCD
CCD(Charge Coupled Device)，即“电荷耦合器件”，以百万像素为单位。数码相机规格中的多少百万像素，指的就是CCD的分辨率。CCD是一种感光半导体芯片，用于捕捉图形，广泛运用于扫描仪、复印机以及无胶片相机等设备。与胶卷的原理相似，光线穿过一个镜头，将图形信息投射到CCD上。但与胶卷不同的是，CCD既没有能力记录图形数据，也没有能力永久保存下来，甚至不具备“曝光”能力。所有图形数据都会不停留地送入一个“模-数”转换器，一个信号处理器以及一个存储设备(比如内存芯片或内存卡)。CCD有各式各样的尺寸和形状，最大的有2×2平方英寸。
2、CMOS
CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)，即“互补金属氧化物半导体”。CMOS传感器便于大规模生产，且速度快，成本较低，是数码相机关键器件的发展方向之一。
互补性氧化金属半导体CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带–电）和 P（带+电）级的半导体，这两个互补效应
所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而，CMOS 的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS 在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。
四、手机摄像头电路详解
下图是MTK 芯片组手机的摄像头电路，当手机进入拍照或摄像状态时，电源会分别提供2.8V 和1.8V 供电电压给摄像头组件接口的2脚和19脚，同时CPU 送出复位信号到摄像头组件接口的4脚使摄像头复位， I2C 总线信号送到摄像头组件接口的9脚、10脚，摄像头的控制信号分别送到摄像头组件接口的3脚、5脚、6脚、7脚、8脚。
此时摄像头组件进入工作状态，摄像头捕捉的景物在图像传感器上转化成电信号后，经过摄像头组件U500的11脚—18脚数据通信接口，送至CPU MT6225内部，在CPU 内部的数字信号处理器中处理后，送至LCD 显示出摄像头捕捉的景物。
MTK 芯片组手机的摄像头电路
第五节 手机中的电子指南针
指南针是重要的导航工具，在很多领域都有广泛的应用。电子指南针将替代
关于手机传感器的认识 1、加速传感器（重力感应） 原理：现代加速传感器有单轴、两轴、三轴之分。手机上常见的是电容式芯片三轴加速传感器，主要由双芯片构成，即重力测量单元和控制电路单元。在每个方向上，封装部分内有一小块可移动的电极板和两块不可移动的电极板，当可移动电极板受到加速作用时，会产生惯性力，从而影响与左右两个不可移动电极板的间隔，使得电容值改变，促进电容电压值的变化，以此可以计算出加速度。 功能：加速度有两种，一个是静态的加速度，把加速度传感器倾斜一个角度，重力场会在感应场上产生一个分量，通过这个分量，可以测量出手机倾斜了多少角度，由此实现一些前后左右的控制；另外一种就是所谓的动态加速度，可以侦测速度、撞击等．手机通过加速传感器能够实时的获得手机的移动状态，其最初的用途是用来检测手机是竖放还是横放，从而决定是横屏显示还是竖屏显示。随着三轴加速器普及，手机能够识别横放竖放，正面横放、背面横放，正面竖放、背面竖放状态，从而可以实现摇晃手机操作，翻转静音功能等；加速传感器另一个重大用处就是利用手机摇晃来玩游戏，戏中得到充分表现，从而代替传统游戏手柄。 2、距离传感器 工作原理：距离感应器又叫位移传感器，距离感应器一般都在手机听筒的两侧或者是在手机听筒凹槽中，这样便于它的工作。通过发射特别短的光脉冲，并测量此光脉冲从发射到被物体反射回来的时间，通过测时间来计算与物体之间的距离。用各种元件检测对象物的物理变化量，通过将该变化量换算为距离，来测量从传感器到对象物的距离位移的机器。根据使用元件不同，分为光学式位移传感器、线性接近传感器、超声波位移传感器等。 应用:这个传感器在手机上的应用是当我们打电话时，手机屏幕会自动熄灭，当你脸离开，屏幕灯会自动开启，并且自动解锁。这个对于待机手机较短的智能手机来说是相当实用的。现在很多智能手机都装备的这个传感器。此外，距离感应还可应用到一些特殊的功能，例如Galaxy Note II中的”快速一览”功能。 3、气压传感器 原理：气压传感器的工作是通过一个对压强很敏感的薄膜元件工作，薄膜连接了一个柔性电阻，当大气压变化时候，就会导致电阻阻值产生变化。气压传感器的作用主要用于检测大气压、当前高度以及辅助GPS定位。
Android手机中的智能传 感器及其应用 随着技术的进步，手机已经不再是一个简单的通信工具，而是具有综合功能的便携式电子设备。手机的虚拟功能，比如交互、游戏、都是通过处理器强大的计算能力来实现的，但与现实结合的功能，则是通过传感器来实现。本文介绍了几种手机中常见的传感器的原理和用途。 Android智能手机自推出以来，其内置传感器逐渐增多，传感器所能实现的功能也日益多样化，极大的满足了用户对智能手机功能的需求，从依赖于重力传感器的各种游戏，到依靠距离传感器实现的通话灭屏，再到指南针功能下的电子罗盘等等，小小的一个Android智能手机以各种传感器为依托实现了许多有趣的功能。 1.距离传感器 这个传感器在手机上的应用是当我们打电话时，手机屏幕会自动熄灭，同时触摸屏无效，能够防止误操作。当脸离开屏幕时屏幕灯会自动开启，并且自动解锁,因此距离传感器位于手机屏幕上方。这个对于待机手机较短的智能手机来说是相当实用的,现在很多智能手机都装备的这个传感器。距离传感器和光线传感器位置如图.1
图1.距离和光线传感器 距离传感器原理：红外LED灯发射红外线，被近距离物体反射后，红外探测器通过接收到红外线的强度，并测量光脉冲从发射到被物体反射回来的时间，测定距离，一般有效距离在10cm内。距离传感器同时拥有发射和接受装置，一般体积较大。 2.光线传感器 光线传感器，也就是感光器，是能够根据周围光亮明暗程度来调节屏幕明暗的装置。光线传感器可以使用光敏三极管作为感光元件，接受外界光线时，会产生强弱不等的电流，从而感知环境光亮度。在光线强的地方手机屏幕会变暗，达到节电并更好观看屏幕的效果，在光线暗的地方自动将屏幕变亮。可以在工具设置中设置自动调节屏幕亮度。这个传感器也主要起到节省手机电力的作用，自动调节屏幕亮度也能起到保护眼睛的作用。光线传感器位置如图1 光线传感器和距离传感器一般都是放在一起的，位于手机正面听筒周围，这样就存在一个问题，手机的额头上开了太多洞或黑色长条不太好看，所以一些厂商为了减少开孔、或者隐藏开孔，将两个传感器集成到一个窗口下，或者使用黑色面板，黑色面板的手机可以轻易隐藏这两个传感器。 3.方向传感器 方向传感器就是陀螺仪，陀螺仪的测量物理量是偏转，倾斜时的转动角度。陀螺仪传感器最早应用于航空、航天和航海等领域。随着陀螺仪传感器成本的下降，现在很多智能手机都集成有陀螺。陀螺仪是一种用来传感与维持方向的装置，基于角动量守恒的理论设计出来的。陀螺仪主要是由一个位于轴心且可旋转的轮子构成，一旦开始旋转，由于轮子的角动量，陀螺仪就具有了抗拒方向改变的能
手机中的传感器 如今，智能手机在生活中已经是必不可少的了，人人都能使用手机，但我们对手机中的传感器又了解了多少呢？ 手机传感器是手机上通过芯片来感应的元器件，如温度值、亮度值和压力值等。 随着技术的进步，手机已经不再是一个简单的通信工具，而是具有综合功能的便携式电子设备。手机的虚拟功能，比如交互、游戏、都是通过处理器强大的计算能力来实现的，但与现实结合的功能，则是通过传感器来实现。 一、光线传感器 光线感应器也叫做亮度感应器，英文名称为Light-Sensor ，很多平板电脑和手机都配备了该感应器。一般位于手持设备屏幕上方，它能根据手持设备目前所处的光线亮度，自动调节手持设备屏幕亮度，给使用者带来最佳的视觉效果。例如在黑暗的环境下，手持设备屏幕背光灯就会自动变暗，否则很刺眼。 原理：光线感应器是由两个组件即投光器及受光器所组成，利用投光器将光线由透镜将之聚焦，经传输而至受光器之透镜，再至接收感应器，接收感应器将收到之光线讯号转变成电信号，此电信讯号更可进一步作各种不同的开关及控制动作，其基本原理即对投光器受光器间之光线做遮蔽之动作所获得的信号加以运用以完成各种自动化控制。 用途：通常用于调节屏幕自动背光的亮度，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。也可用于拍照时自动白平衡。还可以配合下面的位移传感器检测手机是否在口袋里防止误触。 二、位移传感器 位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。在生产过程中，位移的测量一般分为测量 实物尺寸和机械位移两种。按被测变量变换的形式不同，位移传感器可分为模拟 式和数字式两种。模拟式又可分为物性型和结构型两种。常用位移传感器以模拟 式结构型居多，包括电位器式位移传感器、电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器、霍尔式位移传感器等。数字式位移传感器的一个重要优点是便于将信号直接送入计算机系统。这种传感器发展迅速，应用日益广泛。
手机中常用传感器的介绍 它们的设计者是如何想到这样的设计的呢？我们又该如何从中学习？也许我在下面介绍的会是一种可能的思路。 摇一摇和Bump等优秀的设计都是离不开一种叫做传感器的装置的，它们是实现这些功能所依赖的基础，因此我觉得开发者们有必要从人机交互设计的根源处进行思考，或许深入根源就能得到不一样的启示。 传感器（transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。国标GB7665-87对传感器的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。我们的手机中，早就装备了各种各样的微型传感器，因此有必要充分利用这些传感器给我们带来的价值！以下将简要介绍几类常见的传感器。 重力传感器 工作原理：重力传感器是根据压电效应的原理来工作的。所谓的压电效应就是“对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外，还将改变晶体的极化状态，在晶体内部建立电场，这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应”。 重力传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会产生电压，只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出。 简单来说是测量内部一片重物(重物和压电片做成一体)重力正交两个方向的分力大小，来判定水平方向。通过对力敏感的传感器，感受手机在变换姿势时，重心的变化，使手机光标变化位置从而实现选择等功能。 应用案例：手机横竖屏幕切换、翻转静音、平衡球、各种射击、赛车游戏等。 重力传感器可谓是我们最熟悉的传感器了，一些非智能机上也有安装，基于重力传感器创造的各种应用与游戏也非常的多，可以说重力传感器已经被充分开发了，但是我们仍然能看见各种基于重力传感器的创意层出不穷，因此只要肯动脑子、有创意，它还是非常值得开发者关注的。 加速度传感器
你的手机到底有多少传感器13种传感器的介绍和工作原理概述摇动手机就可以控制赛车方向;拿着手机在操场散步，就能记录你走了几公里?这些你越来越熟悉的场景，都少不了天天伴你身旁的智能手机。而手机能完成以上任务，主要都是靠内部安装的传感器。你知道手机中的传感器有多少种?又是倚靠那些原理来运作? 1、光线传感器(Ambient Light Sensor) 光线传感器类似于手机的眼睛。人类的眼睛能在不同光线的环境下，调整进入眼睛的光线，例如进入电影院，瞳孔会放大来让更多光线进入眼睛。而光线传感器则可以让手机感测环境光线的强度，用来调节手机屏幕的亮度。而因为屏幕通常是手机最耗电的部分，因此运用光线传感器来协助调整屏幕亮度，能进一步达到延长电池寿命的作用。光线传感器也可搭配其他传感器一同来侦测手机是否被放置在口袋中，以防止误触。 2、距离传感器(proximity sensor) 透过红外线LED灯发射红外线，被物体反射后由红外线探测器接受，藉此判断接收到红外线的强度来判断距离，有效距离大约在10米左右。它可感知手机是否被贴在耳朵上讲电话，若是则会关闭屏幕来省电;距离传感器也可以运用在部分手机支持的手套模式中，用来解锁或锁定手机。 iPhone 4/4s与iPhone 5/5s的距离传感器与光传感器位置。 3、重力传感器(G-Sensor) 透过压电效应来实现。重力传感器内部有一块重物与压电片整合在一起，透过正交两个方向产生的电压大小，来计算出水平的方向。运用在手机中时，可用来切换横屏与直屏方向，运用在赛车游戏中时，则可透过水平方向的感应，将数据运用在游戏里，来转动行车方向。 4、加速度传感器(Accelerometer Sensor) 作用原理与重力传感器相同，但透过三个维度来确定加速度方向，功耗小但精度低。运用在手机中可用来计步、判断手机朝向的方向。
电容式传感器的应用实例 ——电容式传感器在手机上的应用 制作人：
摘要：随着传感器不断的发展与成熟，电容式传感器广泛应用于压力、液位、位移等各种检测中，在农业、工业等领域的发展作出突出贡献。电容式传感器作为一项前途广阔的新型技术，日益受到人们的重视。 电容式感测技术在手机触摸屏中的应用 引言 电容传感技术投入应用已长达一个世纪，它具有结构简单、动态响应快、易实现非接触测量等突出的优点，具有着十分广泛的应用前景，它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值，在未来还将在许多新兴领域体现其优越性。 电容式感测用户界面正作为手机中机械按键的一种实用的创新替代方案脱颖而出。虽然电容式传感器可被视作传统按键的简易替代方案，但该技术不仅仅是半球型开关的一种升级。当手机采用触摸式传感器来实现时，手机制造商在设计中可获得一种令人激动的崭新的外观感觉选择。 利用电容式传感器，手机按键，即键垫（key mat），无需移动式元件就可以实现，这样会形成平顺光滑的接触表面。此外，设计人员还可在机械按键顶端选用电容式感测，轻按会触发电容式传感器，重按则激活机械开关。 整合了这种技术的手机不仅能感测手指的位置，还能感测到手指对按键施加压力的轻重。轻按可能与电话号码簿翻页有关，重按则可能是往选定号码拨打电话。 近年来手机设计中出现的最引人注目的趋势之一是电容式传感器和透明导体的结合。这种透明键垫为设计人员提供了许多具创造性的选择。 手指电容 所有电容式触摸传感系统的核心部分都是一组与电场相互作用的导体。在皮肤下面，人体组织中充满了传导电解质(一种有损电介质)。正是手指的这种导电特性，使得电容式触摸传感成为可能。
第六章手机中的传感器 第一节手机中的磁控传感器 一、手机中的干簧管传感器 二、手机中的霍尔传感器 第二节手机中的光线传感器 一、光敏三极管的外形及符号 二、光敏三极管的工作原理 三、光敏三极管在手机中的应用 四、手机光线传感器电路详解 第三节手机中的触摸传感器 一、电阻式触摸屏 二、电容式触摸屏 第四节手机中的摄像头 一、手机摄像头的工作原理 二、手机摄像头的结构 三、图像传感器 四、手机摄像头电路详解 第五节手机中的电子指南针 一、电子指南针工作原理 二、电子指南针电路 第六节手机中的三轴陀螺仪 一、三轴陀螺仪工作原理 二、三轴陀螺仪的应用 三、iphone手机中的三轴陀螺仪 手机中的重力传感器 补充：重力传感器 距离传感器 温度传感器
本章导读 随着技术的进步，手机已经不再是一个简单的通信工具，而是具有综合功能的便携式的电子设备。你可以用手机听音乐，看电影，拍照等。手机变得无所不能。在这种情况下，各种传感器在手机中的应用应运而生。 本章主要介绍了几种典型的传感器及其在手机中的应用，如磁控传感器、光线传感器、触摸传感器（触摸屏的典型应用）、图像传感器（手机摄像头的应用）、磁阻传感器（电子指南针）、加速传感器（iphone4的三轴陀螺仪）等。这些传感器的应用为智能手机增加感知能力，使手机能够知道自己做什么，甚至做什么的动作。 知识目标 1、了解各种传感器的工作原理； 2、掌握各种传感器功能的熟练使用； 3、了解传感器电路的功能、特点； 4、能够识别手机中使用的各种传感器电路。 技能目标 1、能简单判断各传感器电路的故障； 2、了解传感器的特性及性能； 3、能够识别传感器实物并排除简单故障。
手机里的传感器实例解析 智能手机给用户带来的体验绝对不仅仅是第三方扩展功能，还有它依靠硬件基础所实现的人机交互体验，比如说屏幕旋转，甩动手机切歌换壁纸等等。很多人都不解在听筒旁边的几个小黑点是做什么用的，其实它们就是这些人性化功能的硬件基石，这些统称为“传感器”的配备感知着智能手机对光线，距离，重力，方向等方面的变化，并能让我们获得更加智能化人性化的使用体验。
手机里的传感器实例解析
机身顶部的光线/距离感应器 今天我们就来聊聊这些众多的传感器，它们虽然不似处理器RAM内存等重要核心硬件一样被经常摆上台面，但智能手机的不少细节功能都离不开这些传感器。相信并不见得每个人都对它们了如指掌，大多数用户都是存在着一知半解的现象。接下来让我们通过实际演示和通俗解释，来为大家一一展示这些藏在手机当中的传感器究竟有什么用处，以便你能更好的掌控并使用到自己手机的最大效率。 光线/距离传感器 光线传感器：手机屏幕显示亮度忽明忽暗这个现象，很多人都碰到过甚至一度被误认为手机质量问题，其实它就是由手机的光线传感器所感知。手机当中有一个设置叫做“自动调节亮度”，如果你选择该功能之后，在光线传感器的感知下手机会自动感应当下环境光线的强弱程度，并且会自动调节屏幕显示的明暗效果。当光线强时屏幕显示就变的更加明亮，当光线弱时屏幕显示则会变得偏暗，以让用户眼睛获得更适应的视觉感观。并且相比恒定级别的亮度显示，光线传感器还可以达到节省电量的效果。
开启自动亮度利用光线传感器来调节手机亮度 光线感应器可以有效感知所处环境光线的强弱 距离传感器：当你进行通话手机放置在耳边或者脸庞时，手机屏幕会自动关闭变黑，这不是手机坏了，而是距离传感器在起作用。它会及时判断手机处于什么样的状态，当你打电话时会自动黑屏以防止你在通话过程中耳朵或者脸颊肉不小心触碰到挂断键或者产生其它操作，同时还可以有效节省电量。这点在手机普遍都是电容屏幕的当下显得尤为实用，因为在通话时人脸或者耳朵这些皮肤接触比较容易造成误操作。
四核处理器没有用手机内置传感器揭秘去年可谓智能手机的双核年，各大手机厂商都相继推出了各自的多款双核手机，连苹果都没能免俗。而今年，我们又即将迎来多款搭载四核处理器的手机。不得不承认，手机硬件配置的提升必然会带来手机性能的提升，但是，处理器并不是决定手机性能的唯一因素。换句话说，处理器可以决定手机数据处理速度，但不能决定手机的功能。手机多种多样的功能取决于其内置的软件以及各种传感器，然而很多人在购买手机时，只关心处理器等硬件参数，对手机内置的传感器并不了解。以至于买到手机之后才发现没有自己想要的功能，今天笔者就针对手机中比较常见的传感器，进行一下简单的介绍，希望对大家有所帮助。
三轴陀螺仪 陀螺仪(Gyroscope)，是一种用来传感与维持方向的装置，基于角动量守恒的理论设计出来的。陀螺仪主要是由一个位于轴心且可旋转的轮子构成。陀螺仪一旦开始旋转，由于轮子的角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。 陀螺仪有单轴陀螺仪和三轴陀螺仪，单轴的只能测量一个方向的量，也就是一个系统需要三个陀螺仪。而三轴陀螺仪可同时测定6个方向的位置，移动轨迹，加速。所以一个三轴陀螺仪就能替代三个单轴陀螺仪。三轴陀螺仪多用于航海、航天等导航、定位系统，能够精确地确定运动物体的方位。如今也多用于智能手机当中，比如最早采用该技的苹果iPhone 4。 三轴陀螺仪工作原理图 其实iPhone 4采用的“三轴陀螺仪”，也叫微机械陀螺仪也可称作MEMS陀螺仪。芯片内部含有一块微型磁性体，可以在手机进行旋转运动时产生的科里奥力作用下向X,Y,Z
三个方向发生位移，利用这个原理便可以测出手机的运动方向。而芯片核心中的另外一部分则可以讲有关的传感器数据转换为iPhone 4可以识别的数字格式，所以，当该系统运行时，无论你将iPhone 4上移或者甩动，里面的芯片接受指令就会向iPhone 4的CPU传输数据，使得iPhone 4能够做出正确的回应。 利用三轴陀螺仪进行体感控制的游戏 目前手机中采用的三轴陀螺仪用途主要体现在游戏的操控上，有了三轴陀螺仪，我们在玩现代战争等第一人称射击游戏时，可以完全摒弃以前通过方向按键来控制游戏的操控方式，我们只需要通过移动手机相应的位置，既可以达到改变方向的目的，使游戏体验更加真实、操作更加灵活。 电子罗盘 电子罗盘，又称数字罗盘，在现代技术条件中电子罗盘作为导航仪器或姿态传感器已被广泛应用。电子罗盘与传统指针式和平衡架结构罗盘相比能耗低、体积小、重量轻、精度高、可微型化，其输出信号通过处理可以实现数码显示，不仅可以用来指向，其数字信号可直接
电容式传感器的应用实例
——电容式传感器在手机上的应用 摘要：随着传感器不断的发展与成熟，电容式传感器广泛应用于压力、液位、位移等各种检测中，在农业、工业等领域的发展作出突出贡献。电容式传感器作为一项前途广阔的新型技术，日益受到人们的重视。 电容式感测技术在手机触摸屏中的应用 引言 电容传感技术投入应用已长达一个世纪，它具有结构简单、动态响应快、易实现非接触测量等突出的优点，具有着十分广泛的应用前景，它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值，在未来还将在许多新兴领域体现其优越性。 电容式感测用户界面正作为手机中机械按键的一种实用的创新替代方案脱颖而出。虽然电容式传感器可被视作传统按键的简易替代方案，但该技术不仅仅是半球型开关的一种升级。当手机采用触摸式传感器来实现时，手机制造商在设计中可获得一种令人激动的崭新的外观感觉选择。 利用电容式传感器，手机按键，即键垫（key mat），无需移动式元件就可以实现，这样会形成平顺光滑的接触表面。此外，设计人员还可在机械按键顶端选用电容式感测，轻按会触发电容式传感器，重按则激活机械开关。 整合了这种技术的手机不仅能感测手指的位置，还能感测到手指对按键施加压力的轻重。轻按可能与电话号码簿翻页有关，重按则可能是往选定号码拨打电话。 近年来手机设计中出现的最引人注目的趋势之一是电容式传感器和透明导体的结合。这种透明键垫为设计人员提供了许多具创造性的选择。 手指电容 所有电容式触摸传感系统的核心部分都是一组与电场相互作用的导体。在皮肤下面，人体组织中充满了传导电解质(一种有损电介质)。正是手指的这种导电特性，使得电容式触摸传感成为可能。 简单的平行板电容器具有两个导体，其间隔着一层电介质。该系统中的大部分能量直接*在电容器极板之间。少许能量会泄露到电容器极板以外的空间，而由这些泄露能量所形成的电场被称为“边缘场”。制作实用电容式传感器的部分难题在于：需要设计一组印制导线，将上述的边缘场引导到用户易接近的有效感
手机里的传感器
关于手机传感器的认识 1、加速传感器（重力感应） 原理：现代加速传感器有单轴、两轴、三轴之分。手机上常见的是电容式芯片三轴加速传感器，主要由双芯片构成，即重力测量单元和控制电路单元。在每个方向上，封装部分内有一小块可移动的电极板和两块不可移动的电极板，当可移动电极板受到加速作用时，会产生惯性力，从而影响与左右两个不可移动电极板的间隔，使得电容值改变，促进电容电压值的变化，以此可以计算出加速度。 功能：加速度有两种，一个是静态的加速度，把加速度传感器倾斜一个角度，重力场会在感应场上产生一个分量，通过这个分量，可以测量出手机倾斜了多少角度，由此实现一些前后左右的控制；另外一种就是所谓的动态加速度，可以侦测速度、撞击等．手机通过加速传感器能够实时的获得手机的移动状态，其最初的用途是用来检测手机是竖放还是横放，从而决定是横屏显示还是竖屏显示。随着三轴加速器普及，手机能够识别横放竖放，正面横放、背面横放，正面竖放、背面竖放状态，从而可以实现摇晃手机操作，翻转静音功能等；加速传感器另一个重大用处
就是利用手机摇晃来玩游戏，戏中得到充分表现，从而代替传统游戏手柄。 2、距离传感器 工作原理：距离感应器又叫位移传感器，距离感应器一般都在手机听筒的两侧或者是在手机听筒凹槽中，这样便于它的工作。通过发射特别短的光脉冲，并测量此光脉冲从发射到被物体反射回来的时间，通过测时间来计算与物体之间的距离。用各种元件检测对象物的物理变化量，通过将该变化量换算为距离，来测量从传感器到对象物的距离位移的机器。根据使用元件不同，分为光学式位移传感器、线性接近传感器、超声波位移传感器等。 应用:这个传感器在手机上的应用是当我们打电话时，手机屏幕会自动熄灭，当你脸离开，屏幕灯会自动开启，并且自动解锁。这个对于待机手机较短的智能手机来说是相当实用的。现在很多智能手机都装备的这个传感器。此外，距离感应还可应用到一些特殊的功能，例如Galaxy Note II中的”快速一览”功能。
生活中的传感器（论文） 题目手机中的传感器 姓名 学号 年级 专业 二级学院 任课教师 成绩
科技的发展给人们的工作和生活带来了更多的便利，突出的一点就是便携设备越来越多的来到我们的身边。智能手机、数码相机、MP3、MP4、掌上电脑等体积小，功能强的电子设备随处可见，而其中的手智能机更是到了几乎不可缺少的地步全国每年两亿部以上的销量可以证明智能手机在现代生活中已经开始普及了。人们对智能手机的要求也越来越高，电话、短信、多媒体等等，都只是基本应用，更智能，更人性化才是用户的追求的目标。随着技术的进步，手机已经不再是一个简单的通信工具，而是具有综合功能的便携式的电子设备。你可以听音乐，看电影，拍照等。手机变得无所不能。在这种情况下，各种传感器在手机中的应用应运而生。 传感器的定义国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 图像传感器：随着拍照功能成为手机的标准配置，图像传感器继照相机之后在手机上大量应用。用手机拍照、摄像已经成为很多人生活、娱乐的一个重要部分。而图像处理技术的发展，使图像传感器有了更广阔的应用空间。 指纹识别传感器：消费类产品对个人数据安全性的需求日益升高，再加上指纹识别传感器在尺寸、成本及准确度等各方面都获得巨大进展，指纹识别技术被越来越多的应用到多种多样的移动设备中。目前高端商务手机中很多都具备了此类功能。指纹传感器通常被用作一种安全措施。 光电传感器：光电传感器在手机上的应用主要是根据环境光线明暗来判断用户的使用条件，从而对手机进行智能调节，达到节能和方便用户使用的目的。黑暗环境下自动降低背光亮度，以免背光太亮刺眼。太阳下自动增加屏幕亮度，使显示更清楚。手机移到耳边打电话时，自动关闭屏幕和背光，可以延长手机续航时间，同时关闭触摸屏，又可以达到防止打电话过程中误触屏幕挂断电话的误操作。甚至还有手机设计成能利用光线亮度控铃声音量的功能，即通过外界光线的强弱，来控制铃声的大小，如手机装在衣服口袋或是皮包里时，就大声振铃，而取出时，环境光线改变了，振铃就随着减小。这个功能很有意思，一方面可以避免铃声过小误接电话，一方面又可以适应环境的需要，避免影响他人，同时还能节省电量。 加速度传感器：加速度有两种，一个是静态的加速度，把加速度传感器倾斜一个角度，重力场会在感应场上产生一个分量，通过这个分量，可以测量出手机倾斜了多少角度，由此实现一些前后左右的控制；另外一种就是所谓的动态加速度，可以侦测速度、撞击等。加速度传感器可以用来检测角度。手机上下左右摆动，加速度传感器会将对应信息传送给中央处理器，通过软件实现菜单选择、翻页、图像切换等操作。当手机反转90度时，可以自动在竖屏显示与横屏显示之间切换，方便用户使用。在赛车、滑雪等游戏中，加速度传感器甚至可以取代方向键，通过前后左右的角度变换实现转弯、加速、刹车等动作，使游戏更具娱乐性。加速度传感器还可以用于充当记步器，检测并记录走路或跑步的步数，从而计算路程。这样，手机又具备了健身功能。加速度传感器还可以使手机具有应急报警功能这一点对越来越多的老人大有裨益。 重力传感器：手机重力感应技术：利用压电效应实现，简单来说是测量内部
传感器在智能手机上的应用移动互联网因传感器而更美好 何淼机械11k1 111904010107 2014-4-8
首先，非常感谢老师给予一个机会，让我写自己感兴趣的东西。可能说完这句话有很多的不解，我也不希望浪费太多的篇章去解释为什么。所以单独拿出来一面给老师讲一下缘由。 自我介绍：我是一位IT民工，极度的偏执狂和完美主义，稍微的强迫症。对国产手机一直持观望期待的态度，忠实的果粉，加油，魅友。（ps：老师，可能有些看不懂，不过这都不是重点，毕竟这不算入论文内容）现在是一论坛版主。考虑到老师说可以写不是自己组的东西，所以这次斗胆写了一篇关于传感器的文章。我会尽量的通俗，让老师可以认可。再次感谢老师给予我这次写自己感兴趣的文章的机会！ 毕竟全篇不能只以智能手机的例子来完成这篇论文，对于论文中的概念性问题只有找”度娘“了。所以这篇文章是半写半搜索的结果了，希望老师理解一下。
传感器在智能手机上的应用 关键字：传感器智能机移动互联网苹果 在智能手机的带动下，以陀螺仪、加速计、压力传感器为代表的传感器得到了快速的发展，而随着应用种类的不断丰富和功能的提高，一台移动终端设备上需要的传感器感测功能越来越多。这使得传感器所能处理的应用场景，远远要高于消费者单独把手机当成一个通信工具，或者当成一个媒体娱乐工具要更复杂。 提到智能手机，不得不提到苹果。每个人，不管你有没有使用过苹果，不管你了不了解IOS。但是我们都记住了一位偏执狂——乔布斯。也许太多的人不明白，乔布斯为何如此的伟大？为何能推入神坛？我想这不仅仅是媒体大肆报道的没有乔布斯就不会有我们现在全屏多点触控的感念。是的，这一点不可否认，在07年以前没有一位会想到你会拿着一款全屏的手机在那里得瑟，然而苹果定义了这一点。苹果让移动互联网有了一个实质性的感念。但是在苹果定义了智能机感念的同时，很核心的创新点就是传感器在智能手机上的应用。所以本篇文章就以苹果产品的发展来絮叨絮叨传感器。 距离传感器 还记得第一代苹果发布时，乔布斯拿着苹果一代把手机放在耳朵旁边，屏幕熄灭了，而当屏幕离开面部时，屏幕突然的亮起来。现在看来这都是习以为常的事情了，但是在07年，这一点看起来很炫。而这一切就是距离传感器的
手机中常用到的十种传感器 时至今日手机已经不再是一个简单的通讯工具，而是具有综合功能的便携式电子设备，发红包、扫码支付、转账等等；这些处理器与现实结合的功能，都通过这些传感器来实现。日常游戏吃鸡中的陀螺仪，小米的红外线控制家用电器，手机中的传感器不止只有这几个。手机中还有各种传感器在虽然不引人注目，但却不可或缺。 一、光线传感器 原理：光敏三极管，接受外界光线时，会产生强弱不等的电流，从而感知环境光亮度 用途：通常用于调节屏幕自动背光的亮度，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。也可用于拍照时自动白平衡。还可以配合下面的距离传感器检测手机是否在口袋里防止误触 技能指标： 1、光谱响应/IR抑制:环境光传感器应该仅对400nm至700nm光谱的范围有感应。 2、最大勒克斯数：大多数应用为1万勒克斯。 3、光敏度：根据光传感器的镜片类别，光线通过镜片后，光衰减可以再25%-50%之间。低光敏度非常关键(<5勒克斯)，必须选择可以再找个范围内工作的光传感器。 二、距离传感器： 原理：红外LED灯发射红外线，被近距离物体反射后，红外探测器通过接收到红外线的强度，测定距离，一般有效距离在10cm内。距离传感器同时拥有发射和接受装置，一般体积较大。 用途：检测手机是否贴在耳朵上正在打电话，以便自动熄灭屏幕达到省电的目的。也可用于皮套、口袋模式下自动实现解锁与锁屏动作。 性能指标: 1. 在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。近红外线或称短波红外线，波长0.76～1.5微米，穿入人体组织较深,约5～10毫米；远红外线或称长波红外线，波长1.5～400微米，多被表层皮肤吸收，
Android操作系统11种传感器介绍 在Android2.3 gingerbread系统中，google提供了11种传感器供应用层使用。 #define SENSOR_TYPE_ACCELEROMETER 1 //加速度 #define SENSOR_TYPE_MAGNETIC_FIELD 2 //磁力 #define SENSOR_TYPE_ORIENTATION 3 //方向 #define SENSOR_TYPE_GYROSCOPE 4 //陀螺仪 #define SENSOR_TYPE_LIGHT 5 //光线感应 #define SENSOR_TYPE_PRESSURE 6 //压力 #define SENSOR_TYPE_TEMPERATURE 7 //温度 #define SENSOR_TYPE_PROXIMITY 8 //接近 #define SENSOR_TYPE_GRAVITY 9 //重力 #define SENSOR_TYPE_LINEAR_ACCELERATION 10//线性加速度 #define SENSOR_TYPE_ROTATION_VECTOR 11//旋转矢量 我们依次看看这十一种传感器 1 加速度传感器 加速度传感器又叫G-sensor，返回x、y、z三轴的加速度数值。 该数值包含地心引力的影响，单位是m/s^2。 将手机平放在桌面上，x轴默认为0，y轴默认0，z轴默认9.81。 将手机朝下放在桌面上，z轴为-9.81。 将手机向左倾斜，x轴为正值。 将手机向右倾斜，x轴为负值。 将手机向上倾斜，y轴为负值。 将手机向下倾斜，y轴为正值。 加速度传感器可能是最为成熟的一种mems产品，市场上的加速度传感器种类很多。 手机中常用的加速度传感器有BOSCH（博世）的BMA系列，AMK的897X系列，ST的LIS3X系列等。 这些传感器一般提供±2G至±16G的加速度测量范围，采用I2C或SPI接口和MCU 相连，数据精度小于16bit。 2 磁力传感器 磁力传感器简称为M-sensor，返回x、y、z三轴的环境磁场数据。 该数值的单位是微特斯拉（micro-Tesla），用uT表示。 单位也可以是高斯（Gauss），1Tesla=10000Gauss。 硬件上一般没有独立的磁力传感器，磁力数据由电子罗盘传感器提供 （E-compass）。 电子罗盘传感器同时提供下文的方向传感器数据。 3 方向传感器 方向传感器简称为O-sensor，返回三轴的角度数据，方向数据的单位是角度。 为了得到精确的角度数据，E-compass需要获取G-sensor的数据， 经过计算生产O-sensor数据，否则只能获取水平方向的角度。 方向传感器提供三个数据，分别为azimuth、pitch和roll。 azimuth：方位，返回水平时磁北极和Y轴的夹角，范围为0°至360°。
传感器在手机中的应用 电器08-2班 张祥
传感器在智能手机中的应用 摘要：介绍了几种典型传感器在手机中的应用，如图像传感器，指纹识别传感器，光电传 感器，加速度传感器等。 关键字：传感器，智能手机 科技的发展给人们的工作和生活带来了更多的便利，而其中的手机更是到了几乎不可缺少的地步，随着技术进步，手机已经不再仅仅是以个通信工具，开始具备越来越多，越来越强大的功能，人们对手机的要求越来越高，电话，短信，多媒体等等，都是基本应用，更智能，更人性化才是用户追求的目标，在此条件下，各种传感器在手机上的应用应运而生。 1 传感器的定义和分类 1.1传感器的定义 能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。 1.2传感器的分类 可以按不同的观点对传感器进行分类： （1）按工作原理，可分为物理传感器和化学传感器。 （2）按传感器的用途，可分为位置传感器，液面传感器，能耗传感器，速度传感器，热敏传感器，加速度传感器，射线辐射传感器，振动传感器，湿敏传感器，气 敏传感器，真空度传感器和生物传感器等。 （3）按传感器应用的材料，可分为以下几类：按其所用的材料的类别分为金属，聚合物，陶瓷和混合物；按材料的物理性质分为导体，绝缘体，半导体和磁性材 料；按材料的晶体结构分为单晶，多晶和非晶材料。 （4）按传感器的输出信号，可分为模拟传感器，数字传感器。 （5）按照传感器制造工艺，可分为：集成传感器，薄膜传感器和陶瓷传感器。 2几种典型传感器在智能手机中的应用 2.1图像传感器 随着拍照功能成为手机的标准配置，图像传感器继照相机之后再手机上大量应用，用手机拍照，摄像应经成为很多人生活，娱乐的一个重要部分。图像处理技术的发展，使图像传感器有了更广的应用空间。 （1）名片识别：用手机给名片拍照，通过图像处理软件对图像信息加以识别处理，后台处理完毕后，名片上的姓名，年龄，电话，公司地址等就自动进入了手机 电话簿的分类目录下，名片识别功能已经成为商务手机的高端应用代表。 （2）面部识别：用户只需注册时对自己的面部进行拍照，图像处理软件会根据照片识别并记录用户的面部特征，作为以后检查用户身份的标准，这样当用户使用 有安全需求的手机是无需再记录复杂的密码，只需自我拍照，有手机鉴别即可，
关于手机传感器的认识 1、加速传感器(重力感应) 原理:现代加速传感器有单轴、两轴、三轴之分。手机上常见的就是电容式芯片三轴加速传感器,主要由双芯片构成,即重力测量单元与控制电路单元。在每个方向上,封装部分内有一小块可移动的电极板与两块不可移动的电极板, 当可移动电极板受到加速作用时,会产生惯性力,从而影响与左右两个不可移动电极板的间隔,使得电容值改变,促进电容电压值的变化,以此可以计算出加速度。 功能:加速度有两种,一个就是静态的加速度,把加速度传感器倾斜一个角度,重力场会在感应场上产生一个分量,通过这个分量,可以测量出手机倾斜了多少角度,由此实现一些前后左右的控制;另外一种就就是所谓的动态加速度,可以侦测速度、撞击等.手机通过加速传感器能够实时的获得手机的移动状态,其最初的用途就是用来检测手机就是竖放还就是横放,从而决定就是横屏显示还就是竖屏显示。随着三轴加速器普及,手机能够识别横放竖放,正面横放、背面横放,正面竖放、背面竖放状态,从而可以实现摇晃手机操作,翻转静音功能等;加速传感器另一个重大用处就就是利用手机摇晃来玩游戏,戏中得到充分表现,从而代替传统游戏手柄。 2、距离传感器 工作原理:距离感应器又叫位移传感器,距离感应器一般都在手机听筒的两侧或者就是在手机听筒凹槽中,这样便于它的工作。通过发射特别短的光脉冲,并测量此光脉冲从发射到被物体反射回来的时间,通过测时间来计算与物体之间的距离。用各种元件检测对象物的物理变化量,通过将该变化量换算为距离,来测量从传感器到对象物的距离位移的机器。根据使用元件不同,分为光学式位移传感器、线性接近传感器、超声波位移传感器等。 应用:这个传感器在手机上的应用就是当我们打电话时,手机屏幕会自动熄灭,当您脸离开,屏幕灯会自动开启,并且自动解锁。这个对于待机手机较短的智能手机来说就是相当实用的。现在很多智能手机都装备的这个传感器。此外,距离感应还可应用到一些特殊的功能,例如Galaxy Note II中的”快速一览”功能。 3、气压传感器 原理:气压传感器的工作就是通过一个对压强很敏感的薄膜元件工作,薄膜连接了一个柔性电阻,当大气压变化时候,就会导致电阻阻值产生变化。气压传感器的作用主要用于检测大气压、当前高度以及辅助GPS定位。 4、光线感应器 原理:利用光敏原件将光信号转化为电信号的传感器,它对光的敏感波长包含可见光与红外 光,当外界光线强度发生变化时,光敏电阻的阻值会随着光强而变化。
传感器在手机中的应用 鲁建全 （郑州外国语学校，河南郑州450001） 贾晓燕 （郑州市第二十四中学，河南郑州450007） 关键词：手机，传感器，应用 摘要：传感器的应用越来越广泛，现在的手机搭载了很多传感器，有声传感器、光传感器、触摸传感器、重力传感器、加速度传感器、方向传感器、距离传感器、磁传感器等。给用户带来了丰富的应用和体验。 正文： 传感器在生活中的应用越来越广泛，现在的智能手机上搭载了很多种类的传感器。依托这些传感器，软件开发者开发出了各种应用程序，使手机的应用范围大大拓展，给用户带来了前所未有的使用体验。 现代技术中，传感器是指这样的一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学物理量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学物理量，或转换为电路的通断。把非电学量转换为电学量，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。 手机上主要搭载的传感器有声传感器、光传感器、触摸传感器、重力传感器、加速度传感器、方向传感器、距离传感器、磁传感器等。 1、声传感器： 就是手机话筒。打电话时，能把声音信号转变为电信号。现在手机常用的是驻极体电容式麦克风。 驻极体话筒体积小，结构简单，电声性能好。其声电转换的关键元件是驻极体振动膜。它是一片极薄的高分子极化塑料膜片，在其中一面蒸发上一层金属薄层。膜片的另一面与金属极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开。这样，金属薄膜与金属极板之间就形成一个电容。高分子塑料膜上生产时就注入了一定的电荷Q，由于没有放电回路，这个电荷量是不变的，在声波的作用下，极化膜随着声音震动，因此和金属极板的距离也跟着变化，电容就随声波变化。 由电容公式 Q C U =，可知 Q U C =。驻极体总的电荷量不变，电容变化时，电容两极间的电 压就会跟着变化，最后再通过阻抗非常高的场效应管将电容两端的电压取出来，同时进行放大，就把声音信号转变为电压信号了。 2、光传感器： 光传感器在手机上有两个应用。一个是用在手机拍照的感光元件。与数码相机一样，感光芯片是拍照手机的最关键光电转换部件，相当于老式照相机的感光底片，能够把拍摄对象的光信号转换为电信号，经过处理，最后生成一幅电子照片。一般手机镜头的感光元件是CMOS传感器，英文全称是“Complementary Metal Oxide Semiconductor”，中文即“互补金属氧化物半导体”，CMOS传感器的每个象素由一个感光二极管和与之连接的一个放大器及A/D转换电路组成。从拍摄对象过来的光线经过镜头的透镜组，成像在CMOS传感器上，利用感光二极管进行光电转换，将图像转换为电信号，通过放大器及A/D转换电路将数据输出。 光传感器的第二个应用是用来探测环境的亮度。手机自动根据所处环境的光线来控制屏幕的亮度和键盘灯的开关。比如在明亮的室外，键盘灯关闭；屏幕更亮，以便能看清屏幕。
解析手机上的传感器 传感器的概念 [日期：2011-07-03] 来源：天极网作者：[字体：大中小] 现在手机，特别一些较高端和智能手机都是讲配置的。在前面小编已经将了CPU、GPU、屏幕分辩率等写了一些整理性的文章。那么这次我们就整理下一些那些买手机的时候，那些常常被人提到的传感器。 对于传感器，学理工科的都不陌生。国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。像我们的楼道的声控灯、数码相机等都有传感器，甚至手机本身就是个将声音转化为数字信号的在转化回来的传感器，其的范围太广泛了，。而小编在这里归纳的则一些将手机的所在状态或者所处的环境，转化成改变手机状态的器件（当然在这里小编就不提几乎每个手机的都有的如摄像头等传感器）。 传感器的作用与意义 [日期：2011-07-03] 来源：天极网作者：[字体：大中小]
现在的智能手机比起之前的智能手机时代不仅仅是手机性能硬件上的提高，除了CPU那类的配置之外，新一代的智能手机在体验感和用户者得互动性上也更加的高。目前智能手机应用软件生态系统不断扩展，传感器这类与用户互动必备的东西功不可没。传感器让用户对应用软体更加着迷。而作为新一代智能手机的标杆——苹果，在这方面也是引领者的角色。（想想当初诺基亚还没大幕触控的时候，wm系统的手机还在用手指戳的时代，iphone一代那能放大缩小图片的电容屏让很多人都流了口水.对，小编没写错，电容屏也是一种传感器) 事实上，目前智能手机应用软件生态系统不断扩展。传感器除了能增加体现感和用户互动这些理念性的东西外。游戏上传感器的应用也成为新的发展方向。就是体感装置在游戏设备的崛起一样，传感器在手机和平板上的发展会越来越快。现在在游戏、健康照护、体能训练以及许多新应用都要用到传感器。 由于智慧手机中加入了各种传感器，使手机也变得越来越智慧化。加速度传感器回应使用者的互动方式，使得传统平淡无奇的输入作业，转变成类似游戏的新奇体验，进而提高使用者使用智慧手机的意愿。过去智慧手机比较的重点在于是否拥有加速度传感器，目前变成比较谁的手机具备了三轴陀螺仪，未来则有更多的新的传感器的加入。 下面小编就列举下大家比较关注也是常见的几种传感器（或者叫感应器） 重力感应器 [日期：2011-07-03] 来源：天极网作者：[字体：大中小] 手机重力感应技术：利用压电效应实现，简单来说是测量内部一片重物(重物和压电片做成一体)重力正交两个方向的分力大小，来判定水平方向。通过对力敏感的传感器，感受手机在变换姿势时，重心的变化，使手机光标变化位置从而实现选择的功能。 手机重力感应指的是手机内置重力摇杆芯片，支持摇晃切换所需的界面和功能，甩歌甩屏，翻转静音，甩动切换视频等，是一种非常具有使用乐趣的功能。 重力感应器说的简单点就是，你本来把手机拿在手里是竖着的，你将它转90度，横过来，它的页面就跟随你的重心自动反应过来，也就是说页面也转了90度，极具人性化。现在基本上智能手机都有内置重力感应器，甚至有些非智能手机也有内置。其常见的应用有玩平衡球了，还有横屏浏览网页、看小说之类的了。