手机中传感器的调查报告.ppt

手机内置传感器揭秘关于传感器在智能手机中的应用调查报告引言从iPhone产品的发展路线图来看，每一步都与传感器密不可分。第一代iPhone可以自动调整画面至横向或纵向显示，让加速度传感器得到普遍采用;iPhone3GS采用电子罗盘用于导航;iPhone4以及第一代iPad则为运动感测的陀螺仪创造出一个新市场。一些公开资料显示，2013年，加速度传感器继续保持上升的态势，陀螺仪附带率从10%提升至30%，地磁计附带率上升至70%;湿度传感器首次出现在手机参考设计中。这也说明了，移动终端在满足现有的硬件功能之外，还可以通过增加不同种类的传感器使其自身增加新的功能，从而实现更多的用户需求。5/22/20242一、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。5/22/20243二、传感器在智能手机中的应用现状三陀螺仪电子罗盘重力传感器光线传感器距离传感器图像传感器指纹传感器加速度传感器5/22/20244三轴陀螺仪陀螺仪(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。5/22/20245三轴陀螺仪：即同时测定6个方向的位置，移动轨迹，加速。体积小、重量轻、结构简单、可靠性好，是激光陀螺的发展趋势。对于激光陀螺则更多应用于军事方面。iPhone4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将有关的传感器数据转换为iPhone4可以识别的数字格式，所以，当该系统运行时，无论你将iPhone4上移或者甩动，里面的芯片接受指令就会向iPhone4的CPU传输数据，使得iPhone4能够做出正确的回应。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，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。如果说，重力感应器所能测的是直线的，方面感应器所测的是平面的，那么三轴陀螺仪所测的方向和位置则是立体的。5/22/20246电子罗盘也叫数字指南针、方位传感器。是利用地磁场来定北极的一种方法。一般有用磁阻传感器和磁通门加工而成的电子罗盘电子罗盘图片SEALSVR7内置电子罗盘5/22/20247电子罗盘可以分为平面电子罗盘和三维电子罗盘。平面电子罗盘要求用户在使用时必须保持罗盘的水平，否则当罗盘发生倾斜时，也会给出航向的变化而实际上航向并没有变化。虽然平面电子罗盘对使用时要求很高，但如果能保证罗盘所附载体始终水平的话，平面罗盘是一种性价比很好的选择。三维电子罗盘克服了平面电子罗盘在使用中的严格限制，因为三维电子罗盘在其内部加入了倾角传感器，如果罗盘发生倾斜时可以对罗盘进行倾斜补偿，这样即使罗盘发生倾斜，航向数据依然准确无误。有时为了克服温度漂移，罗盘也可内置温度补偿，最大限度减少倾斜角和指向角的温度漂移。三维电子罗盘由三维磁阻传感器、双轴倾角传感器和MCU构成。三维磁阻传感器用来测量地球磁场，倾角传感器是在磁力仪非水平状态时进行补偿；MCU处理磁力仪和倾角传感器的信号以及数据输出和软铁、硬铁补偿。该磁力仪是采用三个互相垂直的磁阻传感器，每个轴向上的传感器检测在该方向上的地磁场强度。重力传感器重力感应技术：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。5/22/20249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，来给使用者带来最佳视的觉效果。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。它的功能是用来感应光线强弱的，然后反馈到手持设备，自动调节屏幕亮度，从而达到省电的目的。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，经传输而至受光器的透镜，再至接收感应器，感应器将收到的光线讯号转变成电器信号，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的光线做遮蔽的动作所获得的信号加以运用以完成各种自动化控制。5/22/202410距离传感器又叫位移传感器，是利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。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。当用户在接听或拨打电话时，将手机靠近头部，距离感应器可以测出之间的距离到了一定程度后便通知屏幕背景灯熄灭，拿开时再度点亮背景灯，这样更方便用户操作也更为节省电量。距离传感器图片5/22/202411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。名片识别：用手机给名片拍张照片，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条目下，名片识别功能已经成为商务手机的高端应用代表。面部识别：用户只需在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时无需再记录繁复的密码，只需自我拍照，由手机鉴权即可。即方便了用户，同时也给移动设备及其信息得到了更高的安全保障。5/22/202412指纹传感器指纹传感器目前主要分为两类。光学指纹传感器：主要是利用光的折摄和反射原理，光从底部射向三棱镜，并经棱镜射出，射出的光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗就会不一样。CMOS或者CCD的光学器件就会收集到不同明暗程度的图片信息，就完成指纹的采集。半导体指纹传感器：这类传感器，无论是电容式或是电感式，其原理类似，在一块集成有成千上万半导体器件的“平板”上，手指贴在其上与其构成了电容（电感）的另一面，由于手指平面凸凹不平，凸点处和凹点处接触平板的实际距离大小就不一样，形成的电容/电感数值也就不一样，设备根据这个原理将采集到的不同的数值汇总，也就完成了指纹的采集。指纹识别在手机上的应用最初主要是身份识别，即相当于密码识别只有主人的指纹信息得到验证才能允许使用设备。随着半导体和软件技术的发展，手机将逐渐成为一种可随时随地获取个人和公司数据的移动终端，因此需要确保用户访问的安全性，以防止未授权访问。5/22/202413加速度传感器加速度有两种：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。动态加速度，可以侦测速度、撞击等。技术指标1、灵敏度2、带宽（传感器可以测量的有效的频带）3、量程5/22/202414加速度传感器的应用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和横屏显示之间切换，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记步器，检测并记录走路或跑步的步数，从而计算路程。当结合个人特征，如身高，体重等信息，可以通过软件测算热量消耗，看到锻炼效果。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。如果用户经受重大撞击，或者跌到，加速度传感器会立刻将相关信息传送给中央处理器如果事故后一段时间内(如分钟)用户没有动作，则判定用户受到伤害，立刻通过手机自动报警.如果手机中有GPS，还可以自动启动GPS，并将位置信息传送给救援部门，达到急救的目的。这一点对越来越多的老人大有裨益。5/22/202415三、传感器在智能手机中的发展趋势温度传感器在智能手机中的需求高清CMOS图像传感器在智能手机中的需求5/22/202416温度传感器在智能手机中的需求ZIP135SR红外传感器现在，人们对自己的身体健康状况十分关注，都希望自己有一个好的身体。体温是人体的重要生理参数之一，对它的监测十分重要。但是人们不可能在时时刻刻的拿着体温计去测量自己的体温，非常的不方便。假如在人人都用的手机中加一个温度计呢，但是把体温计放在手机中是不可能的！那么就需要有一款更好的温度传感器可以应用于智能手机中。5/22/202417ZTP135SR红外传感器工作原理：ZTP135SR型红外温度传感器是一种专门用于非接触式测量体温的器件。是通过对人体自身辐射红外能量的测量便能准确地测定人体表面温度。由于该波长范围内的光线不被空气所吸收，因而也可利用人体辐射的红外能量精确地测量人体表面温度。所以非常适合应用在智能手机中更方便地、更健康地去关心我们的身体。主要参数如下：芯片尺寸大小：18mmxl8mm；光孔大小：14mmx14mm；作用面积：O7mmx07ram；电偶数：60对；内阻：60kn30；价钱：3070元；优点：现在在市场上的ZTP135SR红外传感器价格也不是很贵，所以ZTP135SR型红外温度传感器是一款非常适用于智能手机的温度传感器，他能更好、更精确、更方便地检测人们的体温的。5/22/202418高清CMOS图像传感器在智能手机中的需求在高速电子产品的社会，人们对电子产品的依赖越来越高。如数码相机在大家日常生活中比较受欢迎但是在不同的群体消费中，人们的购买力却不同。数码相机就不是一般大学生和低收入群体所能购买的。如果有一款手机能满足更高像素的图片和视频处理呢！高清CMOS图像传感器就是很好的研究方向。HC1E上使用的CMOS传感器5/22/202419高清CMOS图像传感器在智能手机上的应用更符合市场发展高清CMOS图像传感器应用领域CMOS图像传感器技术的发展趋势和在四个市场领域的创新，包括移动电话、汽车、监控以及数码相机（DSC）。在每一个市场领域，这些CMOS技术进步已达到或超过了该领域的市场要求，CMOS的优势已使OEM能够研究改进更高手像素机产品。高清CMOS图像传感器市场适应需求相对于传统的电荷耦合器件（CCD）图像传感器，CMOS图像传感器有如下几个明显的优势，包括可制造性、低功耗、易于集成、低成本，以及最近出现的高品质图像质量。总而言之，这些内在优势已促使OEM开发更具有竞争力、能更好地服务最终用户的成像系统。5/22/202420总结以上介绍了各种各样的传感器在智能手机中的作用，并讨论了传感器在智能手机中的发展趋势，以及研究更高清传图像感器和温度传感器在智能手机中的应用。通过分析了各种传感器具有的功能，从而使传感器在现今快速发展的年代给家庭带来更多的便利。并提出和设想了更多更好的传感器在智能手机中的应用来满足人们的各个方面的需求。传感器不管在智能手机或者是在工业、医疗、航天等方面都有其优越性，因此它发展前景非常好，应用也会越来越广泛。5/22/202421注意：要更改此幻灯片上的图片，请选择图片并将其删除。然后在占位符中单击图片图标以便插入自己的图片。谢谢观看！