传感器在手机里的应用
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指纹识别传感器是手机市场上非常Байду номын сангаас 行的一类传感器,主要应用在各手机厂 商的旗舰设备上,典型的有按压式指纹 传感器和滑动式指纹传感器。
工作原理:首先你需要多次录入指纹 信息,由于每次力度和方位的不同,传 感器收集到的信息也不同,这样产生多 种模糊指纹,这些信息通过处理电路的 预处理、二值化、细化等环节提取出正 确的信息加密后保存在cpu里。用户使 用设备时,只需要把手指放在传感器上 即可,传感器把识别到的信息与储存的 信息进行比对,只要信息一致即可方便 解锁。
传感器行业方兴未艾,大到国防,航空航天,小到生活的各个方面都离 不开它,传感器已经融入到社会各个角落,起着越来越重要的作用。现在 传感器正在向着集成化(元器件集成度越来越高,成千上万元件被集成到 一起)、微型化(传感器功能越来越强大,体积却越来越小,越来越方便 使用)、智能化(传感器与微处理器结合到一起,使其具有逻辑判断能力, 越来越智能化)方向发展。
机1204班 刘同
2015.3.6
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。
重力加速度传感器的原理是根据压 电效应的原理来工作的:利用加速度 可以使传感器上的晶体产生变形,进 而晶体内电场变化输出电信号,再把 电信号进行放大,滤波,模数转换后 传给CPU进行处理,从而进行相应的 动作。
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原理:因为手机内设有「电子罗盘」的晶片。 它与传统罗盘一样,感应地球磁场来分别南 极和北极,只不过电子罗盘把磁针换成了磁 阻传感器,磁阻传感器应用了霍尔效应,利 用洛伦兹力会造成电流中电子的偏向,来测 得电压变化,电压变化信号经相应的处理电 路后,传送给存储器或者屏幕,用以存储和 显示方向。
提取指纹的传感器主要有三种: 电容式指纹采集器:通过对皮肤和屏幕 的接触,识别指纹的纹路来记录和验证 指纹。 光学式指纹采集器:通过光反射成像来 记录和验证指纹。 压感式指纹采集器:是通过感知半导体 压敏材质来感知指纹凹凸而成像。
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新型传感器不断在手机上进行新的尝 试,心率感应传感器就是其中的一种, 它可以感应人体的心率状况,根据心率 情况来判断身体健康状况,而使用也很 简单,只需要打开相应软件,在把手放 在传感器上即可,方便实用。
工作原理:以三星S5为例,三星 Galaxy S5心率传感器的原理是内置了能 够照射到皮下毛细血管的光源和检测器 (传感器),把手指按在光源和摄像头 上,当心脏将新鲜的血液压入毛细血管 时,血液的颜色(红色的发亮程度)呈 现出周期性变化,通过传感器监测这一 变化的间隔,再通过手机内应用进行扫 描以及换算,从而判断出心脏的收缩频 率,于是就得出了心率。
传统和电子罗盘的区别:统罗盘和电子罗盘 都同样会被干扰。区别在于如果传统罗盘的 磁针受不正确的磁化破坏,基本上要回厂重 新充磁或报废;而电子罗盘可由用户来校正, 以取得高精确度的读数。 另外,电子罗盘和传统罗盘相比,除了不会 因为震动造成指向摇晃问题外,也可以对杂 散场进行补偿。加上它可以对GPS信号进行 有效补偿,保证导航定向讯息有效。即使失 去了GPS信号,也能正常工作,做到“丢星 不丢向”。
图像传感器 光线感应传感器 重力加速度传感器 电子罗盘传感器 指纹识别传感器 心率感应传感器
相机已经是手机上不可或缺的 一部分,从早前的几十万像素 到现在的几百甚至几千万像素, 以至于现在人们出行都不在携 带传统相机,因为一部好的手 机就足够了。而手机相机的发 展归根结底还是取决于图像传 感器的发展,当今市场上主流 图像传感器包括ccd和cmos两种, 二者有所差别但原理大致相同, 其核心都是一个感光二极管, 受光照后产生电流,不同光强 对应电流强弱不同,但是产生 的电流比较微弱而且是模拟信 号,不能被直接利用,因此还 需要把信号经放大和A/D转换后 才能将二进制信号传给DSP处理, 在结合以RGB颜色方案就形成了 图像。
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重力加速度传感器是智能手机重要 的组成部分,严格来说它包括两种不 同的传感器:重力传感器和加速度传 感器,比如只要改变手机方向能实现 的屏幕横竖切换,各种跑酷类游戏应 用的就是重力传感器;而比如微信摇 一摇,甩动切歌等需要产生一定加速 度才能实现的应用的就是加速度传感 器。但是在手机上二者不做严格区分。
CCD
CMOS
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光电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,传输 到受光器的透镜,再至接收感应 器,感应器将收到之光线讯号转 变成电器信号,此电信号经处理 后可进一步作各种不同的开关 及控制动作,其基本原理是对投 光器受光器间之光线做遮蔽动 作所获得的信号加以运用以完 成各种自动化控制.感应器的核 心部件主要是硅晶体,有光敏 晶体管,光二极管及光敏电阻等, 具体应用:手机屏幕亮度调成 自动后可以根据光线强弱自行 调整亮度;支持光线感应的手 机装上手机套后掀开手机套可 以自行点亮屏幕等等。
我国的传感器行业发展较晚,核心技术依旧被美国这样的国家垄断, 高端传感器依旧需要大量进口。
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