用了那么多年手机,你真的知道这些传感器吗

在手机的发展过程中，手机也更加的智能化。从1876年贝尔发明的电话，在长达一个多世纪的发展，电话走近了千家万户。

诺基亚、摩托罗拉、黑莓的年代，我们用着各式各样的按键机，小灵通小屏幕的2/3G手机，再到现在飞速发展的全面屏似的5G手机，打电话已经不再是手机的最主要功能，像是一台集相机，游戏，电视，网络，MP3,MP4，画画，计算器，书本等等于一身的一个会打电话的智能机器，就像似一台迷你微型手持电脑。

但是这个智能化的手机里，却离不开许许多多的传感器，通过这些传感器，手机实现了许多的功能，也更加的智能化。

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1.接近光传感器 2.姿态感应器 3.激光对焦传感器 4. 霍尔感应器 5.陀螺仪 6. 加速度感应器 7.电子罗盘 8.色温传感器 9.人脸识别 10.气压计

1.接近光传感器

这个传感器（光线和距离感应器集成）主要用于感应光线强弱，传感器会捕捉周围环境光线强度的变化，自动调整手机亮度，以实现省电，防止误触。功能可用于接听电话时屏幕保持黑屏且防止误触挂掉电话，自动调节屏幕亮度，如夜间降低屏幕亮度等。防误触模式等。

光线感应器:直白来理解就是感应设备周围光线的这么一个装置，光线感应器又叫亮度感应器（Light-Sensor），大量用于手机、平板上，光线感应器能够根据使用设备时周围所处的光线亮度情况，自动调节屏幕亮度，能够降低设备耗电量（省电）的同时给使用者带来最佳的视觉效果。

华为P40 PRO光线、距离感应器示意图

距离感应器:直白来说就是检测物体距离的一个装置，距离感应器也叫位移传感器，可以感应物体间的距离，用于其他应用。例如手机中接听电话时，距离感应器会监视耳朵与屏幕之间的距离。当耳朵过于靠近手机屏幕，距离感应器感应到距离过近，就会关闭屏幕防止误触挂掉电话。

2.姿态感应器

姿态感应器不是传感器，只是一颗低像素、低功耗镜头，可以用于全天候的人脸和手势动作识别，不影响手机续航。如p40 pro/+里的前置tof镜头集成了姿态感应功能，姿态感应器有什么用呢？可以感应姿势和手势的控制，比如华为的隔空手势，注视不息屏。

P40 PRO姿态感应器示意

3.激光对焦传感器

该传感器主要用于对焦，通常位于手机后置镜头模组，作用是在拍照过程中起到辅助作用，在相机预览拍照录像像方面加快对焦速度，快速对焦，带来更好的拍照体验。

4.霍尔感应器

霍尔传感器是根据霍尔效应（美物理学家霍尔研究发现的一种电磁效应）制作的一直磁场传感器。在手机上最直接的应用就是皮套，在现在有很多皮套手机壳，当合上盖时，手机会自动息屏，即合上皮套关屏。那其原理是什么呢？

某宝皮套手机壳

原因是手机中内置了一个霍尔传感器，皮套上内置有磁铁，当皮套靠近屏幕时，会触发霍尔传感器

5.陀螺仪感应器

陀螺仪感应器又叫角速度感应器，和加速度感应器不同，陀螺仪感应器可以感应到手机任何方向的转动的角度，测量偏转和倾斜时的转动角速度，然后再经过处理器运算得到手机旋转角度。

手机中的应用:

（1）驾驶类游戏中更加真实，通过陀螺仪能够实现游戏画面变化和控制车辆转向速度，提升游戏体验。

（2）可以在手机拍照中辅助摄像头进行防抖，经过陀螺仪计算测量手机抖动角度，根据角度校正拍照过程中镜头的抖动，防止照片过于模糊，成片差。

（3）和平精英中也使用了陀螺仪来控制枪支瞄准镜准心。

（4）地图导航时，遇到隧道等信号较差的地方，手机因为网络差的缘故，位置会有延迟。为了改善这个原因，陀螺仪会利用进隧道之前的定位的地点和陀螺仪检测到的运动速度、时间以及方向，判断出当前的位置，实现暂时定位。

（5）手机摇一摇（最令人头疼的广告摇一摇）功能等等

6.加速度感应器

加速度感应器也叫运动感应器，用来测量加速力（物体在加速过程中作用在物体上的一种力如地球引力）。加速度感应器测试多个维度，x、y、z方向上的加速度值，测试瞬时加速和减速动作。当我们使用手机跑步时，手机会出现上下摆动的动作，加速度感应器会检测手机在某个方向上的摆动，使得加速度产生一定的来回变化，测量这个来回变化次数就可以计算出我们的行走步数。能够捕捉到手机的运动模式，比如晃动，甩动……

手机中通常应用于运动健康软件、计算步数、重力类游戏、车类游戏转向、手机翻转静音等

7.电子罗盘

电子罗盘也叫数字罗盘，在手机中不仅是一个软件也是一个硬件，比较适合不会使用地图的人使用，和传统罗盘一样，可以大致估计当前所处位置。作用是根据手机位置的不同显示方位和俯仰角。如华为手机中的指南针

华为指南针

8.色温传感器

拍照过程中可以检测环境的色温情况，使我们拍出的照片色彩更加的准确不会偏色，让照片层次清晰、细节更饱满，在黑暗中可以补光，准确还原图片色彩。一般色温传感器就是我们所指的闪光灯。其中多光谱色温传感器中的多光谱，是指包含可见光和不可见光，一般我们也说双色温闪光灯。作为拍照补光的工具，如今也是被大家拿来当手电筒用了。

HUAWEI P40 PRO多光谱色温传感器展示

9.人脸识别

手机中有两种人脸识别方式，3D结构光和tof。

手机厂商说的景深摄像头也叫TOF摄像头，TOF包括两部分（激光发射器+镜头）

华为P30 PRO拆机 tof模组

直白来说就是测距的摄像头，识别距离在0.1m-100m之间，tof全称Time of Flight（飞行时间测距技术）。当我们在使用手机拍照时，场景多且复杂，加上环境干扰对拍照的影响，普通摄像头拍照得到的照片没有层次感，看起来也不自然，虚化效果较差，对焦速度较慢，特别是夜间成像效果不理想（tof工作是不需要借助外界光线的，可以自主发射红外光线），这时候就需要tof镜头来辅助，通过主摄+tof摄像头的方式可以改善这些缺点。那我们来看看原理是什么样呢？如下所示:

结构光和tof原理

TOF工作原理: 传感器发出一定波长的的脉冲红外光线（面光源），在遇到被拍摄物体后反射，反射回来的红外光线会被传感器接收。这时候传感器会计算光线发射的时间和反射的时间差或相位差，来换算被拍摄物体的距离，产生被拍物体的深度信息，再结合传统相机拍摄，就得到了被拍物体的一个三维模型。

华为p40 pro+陶瓷白 tof示意图

值得注意的是，①tof比3D结构光能够识别更远的距离（0.1-100m）。②但tof也有缺点，比如在3D成像精度、深度图分辨率方面较低。③结构光技术目前仍有一些难以突破限制的地方，比如容易受到阳光的影响，参照点有限（跟厂家有关会有一定差异）大约为3-30万（过密就无法拍到距离），结构光拍摄图像需要系统额外运算，这样会增加处理器的负担导致识别时间过长。④结构光的制造成本高于tof。⑤结构光体积要大于tof。

结构光工作原理:

结构光（识别距离0.1-10m），比较适合近距离检测，精度高于tof，广泛用于人脸识别、考古建模等工业检测方面。目前国产中最早为华为mate20 pro搭载，还有小米8，OPPO find x，其工作原理类似于使用声纳系统，再通过反射信息来确定海底深度，从而绘制海底地图。手机上的3D结构光是通过人脸深度表现反射光线来确定深度信息。工作过程为:

结构光原理

红外光线投射器，将具有一定结构特征的光线投射到被拍摄物体上，再由专门的红外摄像头进行采集。这种具备一定结构的光线，会因被摄物体的不同深度区域，而采集不同的图像相位信息，然后通过运算单元将这种结构的变化换算成深度信息，以此来获得三维结构。直白来说就是通过光学手段来获得被拍摄物体的三维结构，再将这个信息用于更深入的应用。

搭载的tof镜头，比较适合对焦+景深检测的应用场景。由于带有一颗红外功能的摄像头，在光线不足和黑暗场景中会获得更加准确的景深信息，提高3D图像精准度，这样可以带来最佳的人像模式拍照体验。也可用于3D建模、人脸支付、3D表情以及3D人脸识别，甚至是未来VR类游戏，后置tof也用于测量物体长度（如华为AR测量功能）。

华为AR测量

华为Mate30 pro结构光展示

小米8结构光展示

10.气压计传感器

也叫气压计，气压计用来测量大气压强。主要功能是通过大气压强高低来判断当前高度，通常用来辅助定位，准确快速定位所在位置。应用在地图导航方面准确性上，如开车是在高架上还是高架下道路，室内定位（在几层楼）