指紋識(shí)別，光線感應(yīng)，測(cè)量步數(shù)、脈搏、體溫，如今有越來越多的功能被應(yīng)用于手機(jī)，平板，筆記本等移動(dòng)終端上面。我們使用這些功能，體會(huì)著被科技懷抱的感覺。你可曾想過，在這些功能的背后，隱藏著多少科技以及故事。

今天，筆者將和大家聊一聊移動(dòng)平臺(tái)傳感器的那些事兒，看看它們?nèi)绾胃淖兾覀兊纳睢?/p>

科技革命，傳感器的地位舉足輕重

一個(gè)傳感器加上使用它的創(chuàng)意能夠獲得什么?答案是一個(gè)革命性的產(chǎn)品。2007年，蘋果發(fā)布iPhone。它重新定義了傳統(tǒng)手機(jī)的使用方式。通過兩手指的開 合，便可以將屏幕上的圖片放大縮小，這在當(dāng)時(shí)就像魔法一樣吸引著全世界的人去體驗(yàn)。而實(shí)現(xiàn)這一功能的，便是iPhone上的多點(diǎn)觸摸傳感器。

2007年蘋果發(fā)布第一代iPhone，魔法般的觸控操作成為該機(jī)最大看點(diǎn)

如今，大熱的智能穿戴設(shè)備，能夠全天候的監(jiān)測(cè)我們每天行走的步數(shù)，睡眠質(zhì)量，消耗的卡路里甚至還有脈搏，心率等信息。由于不需要醫(yī)生便可以對(duì)我們的身體狀態(tài)有一個(gè)直觀的了解，所以它們受到熱捧便在情理之中。由此可以感到傳感器在科技產(chǎn)業(yè)的地位多么重要。

創(chuàng)新的傳感器是提升產(chǎn)品賣點(diǎn)的硬道理

在微軟剛剛發(fā)布不久的智能手環(huán)內(nèi)部，竟然設(shè)計(jì)有多達(dá)十種傳感器。這些傳感器聽起來就令人覺得神奇，比如可以測(cè)量陽光強(qiáng)度的紫外線傳感器，測(cè)量體溫的皮膚溫度傳感器，以及脈搏傳感器，三軸陀螺儀等等。如今，這款產(chǎn)品已經(jīng)在市場(chǎng)上銷售，創(chuàng)新的功能令其供不應(yīng)求。

微軟手環(huán)設(shè)計(jì)有10款傳感器

創(chuàng)新的傳感器為微軟手環(huán)帶來了充足的賣點(diǎn)。同樣剛推出的iPhone 6以及iPad Air2，由于首次搭載氣壓計(jì)可測(cè)量海拔高度，從而成為戶外運(yùn)動(dòng)員的福音。

搭載創(chuàng)新的傳感器，可為產(chǎn)品帶來或新穎或便捷的功能

如今很多科技廠商意識(shí)到，搭載創(chuàng)新的傳感器，可為產(chǎn)品帶來或新穎或便捷或安全的功能，但想要發(fā)明一個(gè)創(chuàng)新的傳感器卻并不是一件容易的事情，而需要耗費(fèi)巨大的 研發(fā)成本。所以很多研發(fā)實(shí)力相對(duì)較弱的廠商都是等到某款傳感器上市并達(dá)到一定產(chǎn)量之后，才將其配備到自家的產(chǎn)品上的。這也是為什么指紋識(shí)別技術(shù)才剛剛在手 機(jī)上普及開來的原因。

門檻較高，軟硬結(jié)合是王道

如今困擾科技廠商的問題并不僅僅在于自己弄不到創(chuàng)新的傳感器，而是就算產(chǎn)品搭載了這些傳感器，但卻無法實(shí)現(xiàn)他們想要的功能。

目前健康應(yīng)用沒有普及的很大原因在于僅僅記錄傳感器數(shù)據(jù)，缺少挖掘信息提供建議的能力

我們知道傳感器本身，只是一個(gè)檢測(cè)裝置，它能夠感受到被測(cè)量的信息，并將這些信息傳遞給設(shè)備進(jìn)行處理，從而得出相應(yīng)的結(jié)論或者給出應(yīng)對(duì)措施。而這個(gè)處理的過程是需要設(shè)備制造商通過反復(fù)測(cè)量試驗(yàn)，最終寫入程序中的。

將傳感器數(shù)據(jù)利用程序軟件的算法從而得出對(duì)佩戴者有益的結(jié)論，才是其存在的價(jià)值

目前很多產(chǎn)品的軟件僅顯示傳感器數(shù)據(jù)，但對(duì)數(shù)據(jù)的挖掘較為薄弱

如果寫入機(jī)身內(nèi)的程序不準(zhǔn)確，輕則影響產(chǎn)品體驗(yàn)，重則導(dǎo)致這項(xiàng)功能成為雞肋，增加了產(chǎn)品成本，卻遭到用戶詬病。所以，如今很多評(píng)測(cè)者會(huì)把屏幕觸摸精準(zhǔn)度，重力感應(yīng)靈敏度，成像質(zhì)量等作為評(píng)測(cè)內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)。

前面筆者通過這么多篇幅，闡述了傳感器之于移動(dòng)平臺(tái)的重要地位以及面臨的問題，那么接下來我們就一起探討一下傳感器本身吧。

指紋識(shí)別傳感器：不止安全

筆者清楚，介紹太多傳感器的工作原理不僅會(huì)讓文章晦澀難懂而且也不是讀者感興趣的內(nèi)容，所以本文將著重介紹移動(dòng)終端傳感器的用途以及面臨的問題。也希望網(wǎng)友能夠多與編輯互動(dòng)探討，在本文底部回復(fù)@作者即可得到我的回復(fù)。

指紋識(shí)別傳感器及其功能

隨著iPhone以及iPad搭載Touch ID指紋識(shí)別傳感器，拉動(dòng)了越來越多廠商將指紋識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于自家產(chǎn)品上。這一功能已經(jīng)不僅僅局限于解鎖屏幕了，我們還可以用它進(jìn)行掌上支付，令移動(dòng)終端成為你的錢包。

指紋識(shí)別安全是因?yàn)槿说闹讣y只有50億分之一的重復(fù)概率

人的指紋有50億分之一的重復(fù)概率，奠定了指紋識(shí)別技術(shù)極高的安全性。以前，這一技術(shù)僅僅應(yīng)用于刑事偵查案件中，而如今普通大眾也可使用搭載指紋識(shí)別技術(shù)的終端啦。

滑動(dòng)指紋識(shí)別技術(shù)多用于電腦

手機(jī)平板廠商更青睞按壓式指紋傳感器

目前，應(yīng)用于移動(dòng)終端的指紋識(shí)別技術(shù)共有兩大類，分別是滑動(dòng)式與按壓式，代表機(jī)型有三星S5和iPhone 6。滑動(dòng)式需要用手指在傳感器上滑動(dòng)才能識(shí)別，而按壓試只要手指放在傳感器上便可以識(shí)別。

代表設(shè)備：iPhone 6/plus，iPad Air 2，Galaxy S5，魅族MX4 Pro

對(duì)于指紋識(shí)別傳感器，我們必須明白的事：

1:滑動(dòng)式傳感器因?yàn)槊恳淮味紩?huì)掃描較大面積指紋，所以安全性和識(shí)別率更高，但也犧牲了識(shí)別速度。

2:滑動(dòng)式傳感器相比按壓式更節(jié)省空間。

3:按壓式傳感器擁有比滑動(dòng)式相對(duì)較快的識(shí)別速度。

4:按壓式傳感器不管手指從哪個(gè)方向按壓都能夠識(shí)別，隨意性更高?；瑒?dòng)式則只能上下滑動(dòng)識(shí)別。

皮電傳感器及其功能

相信每一位讀者都有這樣的經(jīng)歷，當(dāng)你要從事一項(xiàng)非常重要的任務(wù)之前，你會(huì)覺得緊張，焦慮以至于手腳冒汗。這種心理反應(yīng)轉(zhuǎn)化成生理反應(yīng)的過程，我們是可以通過皮電傳感器探測(cè)出來。

Sensoree的心情毛衣利用皮電反應(yīng)感知人們的心情，并用不同顏色燈光表現(xiàn)

皮電傳感器是測(cè)謊儀的重要組成部分

需要注意的是皮電傳感器并不能測(cè)試出用戶的喜怒哀樂，只能感受到用戶心理狀態(tài)是否變化，而通過這種變化，我們可以得到一些結(jié)論。例如通過測(cè)謊儀的皮電傳感器感應(yīng)被測(cè)者說話時(shí)的心理變化，從而斷定是否說謊。

例如有研究表明，人們?cè)谝惶斓幕顒?dòng)中，早晨剛醒以及晚上睡覺時(shí)候人體皮電反應(yīng)水平較低，而上午和下午的某一個(gè)時(shí)段的皮電水平相對(duì)較高，而這一時(shí)段正是我們學(xué)習(xí)或者工作效率最高的時(shí)段。

目前智能穿戴設(shè)備開始搭載皮電傳感器，例如：微軟手環(huán)

如果通過皮電傳感器檢測(cè)我們幾天的人體皮電反應(yīng)水平，通過皮電波形高低，我們就可以得知自己每天哪一個(gè)時(shí)段的工作效率最高了。以此依據(jù)來安排我們的工作在狀態(tài)最佳的時(shí)段，豈不可以令效率事半功倍?!

代表設(shè)備：測(cè)謊儀，微軟手環(huán)

對(duì)于皮電傳感器，我們必須明白的事：

1.人體皮電反應(yīng)受溫度，人體活動(dòng)以及心理反應(yīng)三個(gè)因素影響，皮電傳感器因此會(huì)收到影響，準(zhǔn)確性有待檢驗(yàn)。

2.人們一天會(huì)擁有眾多情緒，每一天所產(chǎn)生情緒的時(shí)間、情緒類別皆不同，就算我們準(zhǔn)確測(cè)量出皮電反應(yīng)情況，歸類整理這些數(shù)據(jù)并給出科學(xué)的建議依然是廠商最頭痛的問題。

3.目前微軟手環(huán)已經(jīng)搭載該傳感器，該項(xiàng)技術(shù)很快便會(huì)走入我們的生活中。

光線傳感器及其功能

光線傳感器是一種光敏元件，通過感受機(jī)身環(huán)境光的強(qiáng)度以及變化，從而調(diào)整機(jī)器屏幕的亮度，鍵盤背景燈亮度以及其它拓展功能。

光線傳感器一般都設(shè)計(jì)在手機(jī)的頂部，不是很顯眼且不易觸摸到的位置

由于平板的使用姿態(tài)較不固定，蘋果在iPad Air2頂部左右兩邊分別設(shè)計(jì)了光線感應(yīng)器

光線傳感器早在十年前，便已經(jīng)應(yīng)用于移動(dòng)產(chǎn)品身上。它盡管功能相對(duì)單一，僅僅用于根據(jù)不同環(huán)境光線，調(diào)整屏幕亮度以及鍵盤背景燈開關(guān)，但由于功能實(shí)用，所以成為目前大屏手機(jī)以及平板電腦的必備元件。

代表設(shè)備：iPhone，iPad，MacBook Air三星S系列等配備大屏的移動(dòng)終端。

對(duì)于光線傳感器，我們必須明白的事：

1.它可以控制屏幕的亮度，令你在戶外可以看清屏幕，室內(nèi)也不會(huì)因?yàn)橛X得刺眼。

2.如果你的移動(dòng)終端有鍵盤，那么它還可以控制鍵盤背景燈的開關(guān)以及亮度

3.差的光線傳感器降低移動(dòng)終端的使用體驗(yàn)，例如會(huì)出現(xiàn)在黑暗的環(huán)境下，屏幕依然很亮;在光線條件變化較大的戶外，屏幕亮度變化較為遲鈍等現(xiàn)象。

4.光線傳感器一般設(shè)計(jì)在機(jī)身頂部手不宜覆蓋的部位，以防影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。

心率傳感器：告訴你心跳背后的秘密

心率傳感器及其功能

心率監(jiān)測(cè)是目前十分熱門的功能。三星Galaxy S5，微軟手環(huán)以及明年春季將會(huì)推出的蘋果手表都具備這一功能。

移動(dòng)設(shè)備上目前皆為光電心率傳感器

作為個(gè)人健康設(shè)備的超級(jí)武器，該功能可以通過監(jiān)測(cè)心率來追蹤運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，不同的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練模式等，并可以針對(duì)這一數(shù)據(jù)推算睡眠周期等與之關(guān)聯(lián)的健康行動(dòng)數(shù)據(jù)。

睡眠時(shí)心率變化與睡眠狀態(tài)的關(guān)系圖(圖片來自網(wǎng)絡(luò))

由于脈率隨著睡眠周期的變化而改變，睡眠加深時(shí)脈率減小，所以我們可以由睡眠時(shí)間的心率變化來監(jiān)測(cè)睡眠質(zhì)量。但由于目前移動(dòng)設(shè)備上的心率傳感器準(zhǔn)確度偏低，所以可信度有待考量。據(jù)傳，為了保證心率測(cè)量的可信度，蘋果手表設(shè)計(jì)了四個(gè)心率傳感器用以準(zhǔn)確測(cè)量心率。

目前醫(yī)院常用的為電極式心率傳感器，精度更高

三星S5手機(jī)上配備光電心率傳感器(圖片來自優(yōu)酷視頻)

目前心率傳感器有兩種，一種是通過光反射測(cè)量的光電心率傳感器以及利用人體不同部位電勢(shì)測(cè)量的電極式心率傳感器。前者盡管測(cè)量準(zhǔn)確度欠佳，但優(yōu)勢(shì)在于體積小，所以目前所有的移動(dòng)終端都用該種方式測(cè)量。后者在醫(yī)院中測(cè)量心電圖的時(shí)候我們經(jīng)常會(huì)看到，通過測(cè)量人體不同點(diǎn)的電勢(shì)變化，從而測(cè)量出心率變化，該方法測(cè)量精準(zhǔn)，但必須同時(shí)監(jiān)測(cè)人體的兩個(gè)部位，而我們平時(shí)用手機(jī)和手表的時(shí)候都是單手接觸產(chǎn)品，所以無法做到持續(xù)監(jiān)測(cè)。

代表設(shè)備：微軟手環(huán)，松拓 VECTOR HR運(yùn)動(dòng)腕表，三星Galaxy S5手機(jī)

對(duì)于心率傳感器，我們必須明白的事：

1.單純給出心率數(shù)值對(duì)你并沒有太大意義，如果能夠持續(xù)測(cè)量，并通過一段時(shí)間的心率數(shù)據(jù)給出睡眠質(zhì)量/休息時(shí)間等健康建議則會(huì)對(duì)用戶有很大幫助。

2.目前絕大部分移動(dòng)終端用的都是光電心率傳感器，相比電極式心率傳感器誤差幾率較大。

3.電極式心率傳感器目前還無法應(yīng)用于較小的穿戴設(shè)備上，但目前已經(jīng)有廠商在為此而努力了。相信未來會(huì)成為高端設(shè)備的標(biāo)志配件。

氣壓計(jì)：感知你的高度

氣壓計(jì)及其功能

氣壓計(jì)是一個(gè)被埋沒但非常實(shí)用的小東西。很久以前便已經(jīng)有手機(jī)搭載，例如三星Galaxy S3，Galaxy note 2，而目前iPhone 6/plus也將其納入懷中，為機(jī)器提供氣壓數(shù)據(jù)。

氣壓計(jì)雖然僅能夠測(cè)量氣壓數(shù)據(jù)，但通過該數(shù)據(jù)我們可以精確得知機(jī)器的海拔高度。如果監(jiān)測(cè)一段時(shí)間內(nèi)的氣壓變化，還能獲得機(jī)器高度變化數(shù)據(jù)，從而為進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理做準(zhǔn)備。

有了氣壓計(jì)，得知高度，走在這樣的雙層路上就不用擔(dān)心無法導(dǎo)航了(圖片來自網(wǎng)絡(luò))

運(yùn)動(dòng)腕表配備氣壓計(jì)，可為運(yùn)動(dòng)員提供海拔高度數(shù)據(jù)

那 么氣壓計(jì)到底通過測(cè)量出來的高度數(shù)據(jù)，能給用戶帶來什么好處呢?戶外運(yùn)動(dòng)員可以直觀的了解自己所在的高度;未來導(dǎo)航地圖不僅可以知道我們所在的平面位置， 甚至還能知道我們所在的樓層，而這絕對(duì)是未來導(dǎo)航發(fā)展的必然趨勢(shì);現(xiàn)在穿戴設(shè)備只能偵測(cè)人們每天所走的步數(shù)，而擁有氣壓計(jì)還能偵測(cè)所走過的樓梯數(shù)，從而令 消耗卡路里數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。

代表設(shè)備：LG G Watch R，iPhone 6/plus，三星Galaxy S3，Galaxy note 2

對(duì)于氣壓計(jì)，我們必須明白的事：

1.既然是測(cè)量氣壓的元件，那么氣壓變化異常也勢(shì)必會(huì)影響用戶得到信息的有效性。例如在飛機(jī)飛行的時(shí)候，為了乘客舒適都會(huì)為機(jī)艙加壓，此時(shí)飛機(jī)內(nèi)部的氣壓值與外部不同，我們也就無法得到正確的高度信息了。

2.目前氣壓計(jì)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于移動(dòng)終端中，但由于缺乏應(yīng)用軟件支持，它們經(jīng)常被用戶冷落。

3.氣壓計(jì)是非常實(shí)用的元件，我們登山時(shí)可以利用搭載它的設(shè)備讀取海拔高度信息。

圖像傳感器：像素太高未必好

圖像傳感器及其功能

圖像傳感器是攝像頭內(nèi)部用于接收光學(xué)信號(hào)的元件。配合鏡片組以及圖像處理器(ISP)可以實(shí)現(xiàn)拍攝照片的功能。這三者共同決定成像質(zhì)量的好壞。

圖像傳感器通過鏡頭組接收外部的光學(xué)信號(hào)

圖像傳感器上面擁有眾多接收光線信號(hào)的像素點(diǎn)，它們將自己接收到的光線信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并通過ISP轉(zhuǎn)化成我們?cè)谄聊恢锌吹降恼掌Ｋ赃@些“小家伙”才是決定圖像效果最重要的因素。

優(yōu)良的鏡頭組，出色的圖像傳感器以及強(qiáng)大的ISP將共同決定攝像頭的成像質(zhì)量

如果圖像傳感器中集成了很多像素點(diǎn)，那么它拍出的照片將會(huì)存留更多信息，細(xì)節(jié)會(huì)更好。如果像素越大，那么每個(gè)像素接收光線的能力就越強(qiáng)，最大的好處就是降低了曝光時(shí)間，增加暗光環(huán)境拍攝成功率，色彩也會(huì)更豐富銳利。

由于腕表對(duì)元件體積要求高，所以只能使用體積較小的低像素圖像傳感器

代表設(shè)備：目前市面上幾乎所有手機(jī)，平板，筆電皆有配備，三星智能腕表

對(duì)于圖像傳感器，我們必須明白的事：

1.并非像素越高越好。因?yàn)槭謾C(jī)體積決定圖像傳感器不能設(shè)計(jì)過大，所以如果像素過高，單個(gè)像素面積便會(huì)減小。

2.除了像素，鏡頭同樣可以影響畫質(zhì)，有些鏡頭帶有鍍膜，可以阻擋紅外線干擾，降低炫光以及紫邊等現(xiàn)象。

3.光學(xué)防抖可以通過延長曝光時(shí)間的方式提升暗光環(huán)境的拍攝能力，以及防止拍攝視頻時(shí)抖動(dòng)。

本文總結(jié)：

通讀全文可以看出，移動(dòng)終端對(duì)傳感器的應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到難舍難分的地步，在如今配置流，價(jià)格戰(zhàn)，拼外觀已經(jīng)無法再賺足眼球的年代，傳感器成為廠商增加產(chǎn)品賣點(diǎn)的大救兵，而消費(fèi)者則享受在它們悉心敏感的“關(guān)照”中。

但我們也必須意識(shí)到，決定傳感器發(fā)展的壁壘并不在于傳感器本身，而是如何用程序去分析傳感器積累的數(shù)據(jù)，并為人所用。很多廠商都是花費(fèi)數(shù)年研究才有所建樹。

放眼未來，伴隨著越來越多創(chuàng)新的傳感器植入移動(dòng)終端設(shè)備中，我們可以輕松掌握身體的狀態(tài)，情緒以及能量消耗，這些數(shù)據(jù)將會(huì)助力我們的身體健康，調(diào)整情緒以及工作效率提升，如此設(shè)備難道不能稱為科技革命嗎?