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接近傳感器揭秘：智能手機(jī)是否真的智能
2013-07
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讓智能手機(jī)變得智能的方法之一是使用環(huán)境光傳感器和接近傳感器。環(huán)境光傳感器會(huì)根據(jù)光線(xiàn)水平優(yōu)化LCD顯示屏的可視性。這樣，就可以根據(jù)你是在一個(gè)昏暗的地方或是在明亮的光線(xiàn)下，調(diào)整背光的亮度。當(dāng)手機(jī)靠近你的耳朵時(shí)，接近傳感器被用來(lái)關(guān)閉顯示屏的背光，并禁用觸摸功能，防止你的臉頰意外地掛斷電話(huà)。環(huán)境光傳感器和接近傳感器的功能是減少功耗，并延長(zhǎng)電池壽命。
這些傳感器通常放在靠近喇叭的黑色玻璃后面。接近傳感器發(fā)射紅外光，光再?gòu)奈矬w上反射回光電二極管。如果沒(méi)有物體，就不會(huì)發(fā)生反射，在光電二極管上就沒(méi)有信號(hào)。然而，物體的紅外反射率是不同的。事實(shí)上，你的皮膚或頭發(fā)的顏色對(duì)反射信號(hào)的數(shù)量有重要影響。
我們使用白色、灰色和黑色三個(gè)光卡，檢查一部高檔智能手機(jī)的性能。在大約2厘米的距離上，智能手機(jī)的接近傳感器在感測(cè)白色和灰色卡時(shí)沒(méi)有碰到問(wèn)題。但是傳感器“看”不到黑色卡。如果你的頭發(fā)是黑色的，用手機(jī)長(zhǎng)時(shí)間通話(huà)，手機(jī)的接近傳感器就可能無(wú)法禁用觸摸屏，你的手機(jī)功耗也降不下來(lái)。
為解決這個(gè)反射率問(wèn)題，Vishay近期推出了VCNL4020和VCNL3020。VCNL4020是全集成的環(huán)境光和接近傳感器，包含了接近感測(cè)的紅外發(fā)射器和光探測(cè)器，環(huán)境光傳感器和信號(hào)處理功能，全部集成在單片表面貼裝封裝里。VCNL3020的功能與VCNL4020類(lèi)似，但是去掉了環(huán)境光感測(cè)功能。我們用VCNL4020對(duì)同一部手機(jī)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果傳感器順利地“看”到了黑色卡，沒(méi)碰到任何問(wèn)題。
人們對(duì)人體皮膚的反射率進(jìn)行了大量研究。皮膚顏色的主要來(lái)源是在表皮底層產(chǎn)生的黑色素。在被稱(chēng)為色素粒的生物細(xì)胞里，黑色素朝皮膚表面的方向發(fā)展。美國(guó)空軍的MajorAbelS.Nunez發(fā)明了一種算法，可以根據(jù)波長(zhǎng)預(yù)測(cè)后面的反射率。當(dāng)色素粒的水平增加時(shí)，可見(jiàn)光和近紅外光的皮膚反射會(huì)減少。可見(jiàn)光波段的皮膚反射減少量大于在近紅外波段的減少量。
這個(gè)算法預(yù)計(jì)，白皮膚的人的反射幾乎是膚色較深的人的兩倍。正如我們前面用色卡所做試驗(yàn)顯示得那樣，色卡反射智能手機(jī)紅外信號(hào)的能力是變化的，對(duì)皮膚來(lái)說(shuō)也是一樣。智能手機(jī)接收反射信號(hào)的能力在很大程度上取決于所用接近傳感器的靈敏度。你可以自己做一下這個(gè)試驗(yàn)。站在鏡子前，用你的手機(jī)打電話(huà)，并把手機(jī)靠近你的耳朵。觸摸屏關(guān)了嗎?如果沒(méi)關(guān)，可能你的智能手機(jī)并沒(méi)有你想得那么智能。
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