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接近传感器揭秘：智能手机是否真的智能
2013-07
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让智能手机变得智能的方法之一是使用环境光传感器和接近传感器。环境光传感器会根据光线水平优化LCD显示屏的可视性。这样，就可以根据你是在一个昏暗的地方或是在明亮的光线下，调整背光的亮度。当手机靠近你的耳朵时，接近传感器被用来关闭显示屏的背光，并禁用触摸功能，防止你的脸颊意外地挂断电话。环境光传感器和接近传感器的功能是减少功耗，并延长电池寿命。
这些传感器通常放在靠近喇叭的黑色玻璃后面。接近传感器发射红外光，光再从物体上反射回光电二极管。如果没有物体，就不会发生反射，在光电二极管上就没有信号。然而，物体的红外反射率是不同的。事实上，你的皮肤或头发的颜色对反射信号的数量有重要影响。
我们使用白色、灰色和黑色三个光卡，检查一部高档智能手机的性能。在大约2厘米的距离上，智能手机的接近传感器在感测白色和灰色卡时没有碰到问题。但是传感器“看”不到黑色卡。如果你的头发是黑色的，用手机长时间通话，手机的接近传感器就可能无法禁用触摸屏，你的手机功耗也降不下来。
为解决这个反射率问题，Vishay近期推出了VCNL4020和VCNL3020。VCNL4020是全集成的环境光和接近传感器，包含了接近感测的红外发射器和光探测器，环境光传感器和信号处理功能，全部集成在单片表面贴装封装里。VCNL3020的功能与VCNL4020类似，但是去掉了环境光感测功能。我们用VCNL4020对同一部手机进行测试，结果传感器顺利地“看”到了黑色卡，没碰到任何问题。
人们对人体皮肤的反射率进行了大量研究。皮肤颜色的主要来源是在表皮底层产生的黑色素。在被称为色素粒的生物细胞里，黑色素朝皮肤表面的方向发展。美国空军的MajorAbelS.Nunez发明了一种算法，可以根据波长预测后面的反射率。当色素粒的水平增加时，可见光和近红外光的皮肤反射会减少。可见光波段的皮肤反射减少量大于在近红外波段的减少量。
这个算法预计，白皮肤的人的反射几乎是肤色较深的人的两倍。正如我们前面用色卡所做试验显示得那样，色卡反射智能手机红外信号的能力是变化的，对皮肤来说也是一样。智能手机接收反射信号的能力在很大程度上取决于所用接近传感器的灵敏度。你可以自己做一下这个试验。站在镜子前，用你的手机打电话，并把手机靠近你的耳朵。触摸屏关了吗?如果没关，可能你的智能手机并没有你想得那么智能。
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