手机血氧传感器：手机里竟然有这么多传感器！终于都搞懂了

随着技术的进步，手机已经不再是一个简单的通信工具，而是具有综合功能的便携式电子设备。手机的虚拟功能，比如交互、游戏、都是通过处理器强大的计算能力来实现的，但与现实结合的功能，则是通过传感器来实现。本文就为大家整理了手机中常见的传感器，帮助大家了解其原理和用途。
一、光线传感器：
原理：光敏三极管，接受外界光线时，会产生强弱不等的电流，从而感知环境光亮度。
用途：通常用于调节屏幕自动背光的亮度，白天提高屏幕亮度，夜晚降低屏幕亮度，使得屏幕看得更清楚，并且不刺眼。也可用于拍照时自动白平衡。还可以配合下面的距离传感器检测手机是否在口袋里防止误触。
二、距离传感器：
原理：红外LED灯发射红外线，被近距离物体反射后，红外探测器通过接收到红外线的强度，测定距离，一般有效距离在10cm内。距离传感器同时拥有发射和接受装置，一般体积较大。
用途：检测手机是否贴在耳朵上正在打电话，以便自动熄灭屏幕达到省电的目的。也可用于皮套、口袋模式下自动实现解锁与锁屏动作。
题外话：光线传感器与距离传感器的位置
光线传感器和距离传感器一般都是放在一起的，位于手机正面听筒周围，这样就存在一个问题，手机的额头上开了太多洞或黑色长条不太好看，所以苹果一直在想方设法减少开孔、或者隐藏开孔。黑色面板的手机可以轻易隐藏这两个传感器，但白色面板就有点难度了：
苹果从iPhone5开始，将光线传感器做成了白色，很好的隐藏了起来，但很多国产手机厂商暂时无法做到，他们只能选用更小尺寸的传感器，将光线+距离传感器放在一起做成更小的长条形，或者和摄像头一样大的大圆形，这样相对好看一些。锤子的传感器也是长条形，但直接放在了听筒里面，也算是隐藏了起来。
三、重力传感器：
原理：利用压电效应实现，传感器内部一块重物和压电片整合在一起，通过正交两个方向产生的电压大小，来计算出水平方向。
用途：手机横竖屏智能切换、拍照照片朝向、重力感应类游戏（如滚钢珠）。
四、加速度传感器
原理：与重力传感器相同，也是压电效应，通过三个维度确定加速度方向，但功耗更小，但精度低。
用途：计步、手机摆放位置朝向角度。
五、磁场传感器：
原理：各向异性磁致电阻材料，感受到微弱的磁场变化时会导致自身电阻产生变化，所以手机要旋转或晃动几下才能准确指示方向。
用途：指南针、地图导航方向、金属探测器APP。
六、陀螺仪：
原理：角动量守恒，一个正在高速旋转的物体（陀螺），它的旋转轴没有受到外力影响时，旋转轴的指向是不会有任何改变的。陀螺仪就是以这个原理作为依据，用它来保持一定的方向。三轴陀螺仪可以替代三个单轴陀螺仪，可同时测定6个方向的位置、移动轨迹及加速度。
用途：体感、摇一摇（晃动手机实现一些功能）、平移/转动/移动手机可在游戏中控制视角、VR虚拟现实、在GPS没有信号时（如隧道中）根据物体运动状态实现惯性导航。
七、GPS
原理：地球特定轨道上运行着24颗GPS卫星，每一颗卫星都在时刻不停地向全世界广播自己的当前的位置坐标及时间戳信息。手机GPS模块通过天线接收到这些信息。GPS模块中的芯片根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，根据卫星发射坐标的时间戳与接收时的时间差计算出卫星与手机的距离，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置坐标。
用途：地图、导航、测速、测距。
八、指纹传感器：
目前的主流是电容式指纹识别，但从今年开始识别速度更快识别率更高的超声波指纹识别会逐渐普及。
电容指纹传感器原理：手指构成电容的一极，另一极是硅晶片阵列，通过人体带有的微电场与电容传感器间形成微电流，指纹的波峰波谷与感应器之间的距离形成电容高低差，从而描绘出指纹图像。
超声波指纹传感器原理：超声波多用于测量距离，比如海底地形测绘用的声纳系统。超声波指纹识别的原理也相同，就是直接扫描并测绘指纹纹理，甚至连毛孔都能测绘出来。因此超声波获得的指纹是3D立体的，而电容指纹是2D平面的。超声波不仅识别速度更快、而且不受汗水油污的干扰、指纹细节更丰富难以破解。
用途：加密、解锁、支付……
九、霍尔感应器
原理：霍尔磁电效应，当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力，从而在导体的两端产生电势差。
用途：翻盖自动解锁、合盖自动锁屏
十、气压传感器
原理：分为变容式或变阻式气压传感器，将薄膜与变阻器或电容连接起来，气压变化导致电阻或电容的数值发生变化，从而获得气压数据。
用途：GPS计算海拔会有十米左右的误差，气压传感器主要用于修正海拔误差（将至1米左右），当然也能用来辅助GPS定位立交桥或楼层位置。
十一、心率传感器：
原理：用高亮度LED光源照射手指，当心脏将新鲜的血液压入毛细血管时，亮度（红色的深度）呈现如波浪般的周期性变化，通过摄像头快速捕捉这一有规律变化的间隔，再通过手机内应用换算，从而判断出心脏的收缩频率。
用途：运动、健康。
十二、血氧传感器：
原理：血液中血红蛋白和氧合血红蛋白对红外光和红光的吸收比率不同，用红外光和红光两个LED同时照射手指，测量反射光的吸收光谱，就可以测量血氧含量。
用途：运动、健康。
十三、紫外线传感器：
原理：利用某些半导体、金属或金属化合物的光电发射效应，在紫外线照射下会释放出大量电子，检测这种放电效应可计算出紫外线强度。
用途：运动、健康。
总结：
前七个传感器，几乎是每个智能手机的标配；
第八个传感器——指纹识别，现在有全面普及的趋势，六七百元的手机也开始标配了，主要归功于移动支付时代的到来，安全与便捷性要求提高所致；
第九个传感器，官方卖皮套的手机或平板一般都支持；
最后四个比较少见，主要针对户外、运动、健康一类的特殊用户群体，多见于三星高端手机，其实在智能手表手环一类的产品上更常见。
手机早已不是通信工具，简直是一个全能的个人助理工具，人们巴不得手机可以集成任何功能，常用的实用的要集成，不常用的偶尔有用的也要集成，可以想象未来的手机会集成越来越多的传感器。

手机血氧传感器：智能手机有哪些传感器？

随着技术的进步，手机已经不再是一个简单的通信工具，而是具有综合功能的便携式电子设备。手机的虚拟功能，比如交互、游戏、都是通过处理器强大的计算能力来实现的，但与现实结合的功能，则是通过传感器来实现。本文就为大家整理了手机中常见的传感器，帮助大家了解其原理和用途。
1、光线传感器：
原理：光敏三极管，接受外界光线时，会产生强弱不等的电流，从而感知环境光亮度。
应用：通常用于调节屏幕自动背光的亮度，白天提高屏幕亮度，夜晚降低屏幕亮度，使得屏幕看得更清楚，并且不刺眼。也可用于拍照时自动白平衡。还可以配合下面的距离传感器检测手机是否在口袋里防止误触。
2、距离传感器：
原理：红外LED灯发射红外线，被近距离物体反射后，红外探测器通过接收到红外线的强度，测定距离，一般有效距离在10cm内。距离传感器同时拥有发射和接受装置，一般体积较大。
应用：检测手机是否贴在耳朵上正在打电话，以便自动熄灭屏幕达到省电的目的。也可用于皮套、口袋模式下自动实现解锁与锁屏动作。
3、陀螺仪：
原理：陀螺仪它是一种用于测量角度以及维持方向的设备,原理是基于角动量守恒原理。陀螺仪中间金色的转子就是陀螺，它的惯性作用是不会受到影响的，而周边三个钢圈则会因为设备改变姿态而跟着改变，通过这样来检测设备当前的状态。而这三个钢圈所在的轴，也就是三轴陀螺仪里面的三轴即X轴、Y轴、Z轴。三个轴围成的立体空间联合检测手机的各种动作，陀螺仪最主要的作用在于它可以测量角速度。现在手机采用的都是MEMS微机电陀螺仪，利用科里奥利力测量角速度。
科里奥利力——让自然中的流体变得如此美妙！
应用：手机导航，防抖，游戏控制
附：从2010年iPhone 4首次引入陀螺仪后，手机游戏便发生了翻天覆地的变化。此前，陀螺仪技术更多的被应用于飞机中，飞行中可以充分保持平衡。在智能手机、游戏中的展现主要得益于MEMS应用半导体技术的发展。它是一种能制作极小机械构造的微型加工技术。总的来看，MEMS三重陀螺仪和MEMS三轴加速度计有着精准、小巧、成本低廉的特点。
4、加速度传感器：
原理：工程师在芯片里用硅做成微笑的加速度计，如下图所示：
加速度传感器就是利用其内部芯片的由于加速度造成的晶体形变这个特性，由于这个变形会产生电压，所以只要计算出产生电压与所施加加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出。
应用：
加速度传感器可以用来检测角度。 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。 加速度传感器还可以使手机具有应急报警功能。
5、电子罗盘(数字指南针)：
电子罗盘是利用地磁场来定北极的一种方法。古代称为罗经，现代利用先进加工工艺生产的磁阻传感器为罗盘的数字化提供了有力的帮助。
ST集成传感器方案实现电子罗盘功能-基础电子-维库电子市场网
6、图像传感器：
图像传感器，又称感光元件，是一种将光学图像转换成电子信号的设备，它被广泛地应用在数码相机、手机和其他电子光学设备中。近年来，随着智能手机的发展和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。
应用：名片识别、面部识别。
7、指纹传感器：
原理：半导体指纹传感器的基本原理是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。比如半导体电容式指纹采集的原理是根据脊和谷与半导体感应颗粒形成的电容值大小不同来判断什么位置是脊什么位置是谷，其工作过程是通过对每个像素点上的电容感应颗粒预先充电到某一参考电压，当手指触摸到半导体电容表面上时，因为脊是凸起的谷是凹下的，根据电容与距离的关系，会在脊和谷的地方形成不同的电容值，然后与参考电压相比较，再讲数据传输到手机处理器中进行一定的处理，从而获得指纹数字图像信号。
应用：指纹扫描系统
指纹扫描系统有两项基本工作：一是需要获得手指的图像，二是需要确定该图像中的嵴纹和波谷是否与以前扫描图像中的嵴纹和波谷相吻合。
附：自从iPhone 5s首次装配了指纹识别传感器后，指纹识别传感器迅速在智能手机界漫延……
8、电容式触摸屏：
电阻式触摸屏属于早期产品，现在智能手机均为电容式触摸屏，故只讨论电容式……
原理：电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场。在触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。
优点：
1.操作新奇。电容式触摸屏支持多点触控，操作更加直观、更具趣味性；2.不易误触。由于电容式触摸屏需要感应到人体的电流，只有人体才能对其进行操作，用其他物体触碰时并不会有所相应，所以基本避免了误触的可能；3.耐用度高。比起电阻式触摸屏，电容式触摸屏在防尘、防水、耐磨等方面有更好的表现。
9、气压传感器：
原理：大多数气压传感器主要的传感元件是一个对气压传感器内的强弱敏感的薄膜和一个顶针开控制，电路方面它连接了一个柔性电阻器。当被测气体的压力降低或升高时，这个薄膜变形带动顶针，同时该电阻器的阻值将会改变。电阻器的阻值发生变化。从传感元件取得0-5V的信号电压，经过A/D转换由数据采集器接受，然后数据采集器以适当的形式把结果传送给计算机。很多气压传感器的主要部件为变容式硅膜盒。当该变容硅膜盒外界大气压力发生变化时顶针动作，单晶硅膜盒随着发生弹性变形，从而引起硅膜盒平行板电容器电容量的变化来控制气压传感器。
数字气压计
应用：海拔高度测量、导航辅助、室内定位。
10、热电偶温度传感器：
原理：两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当两个接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就 是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。
应用：实时监测手机发热情况。
11、声音传感器：
原理：手机中一般使用的是驻极体话筒，它的基本结构由一片单面涂有金属的驻极体薄膜与一个上面有若干小孔的金属电极（背称为背电极）构成。驻极体面与背电极相对，中间有一个极小的空气隙，形成 一个以空气隙和驻极体作绝缘介质，以背电极和驻极体上的金属层作为两个电极构成一个平板电容器。电容的两极之间有输出电极。由于驻极体薄膜上分布有自由电荷。当声波引起驻极体薄膜振动而产生位移时；改变了电容两极板之间的距离，从而引起电容的容量发生变化，由于驻极体上的电荷数始终保持恒定，根据公式：Q=CU 所以当C变化时必然引起电容器两端电压U的变化，从而输出电信号，实现声—电的变换。
应用：手机话筒。
12、GNSS接收机（传感器）：
全球定位系统_百度百科
应用：室外定位、A-GPS等
13、NFC：
原理：支持NFC的设备可以在主动或被动模式下交换数据。在被动模式下，启动NFC通信的设备，也称为NFC发起设备(主设备)，在整个通信过程中提供射频场(RF-field)。它可以选择106kbps、212kbps或424kbps其中一种传输速度，将数据发送到另一台设备。另一台设备称为NFC目标设备(从设备)，不必产生射频场，而使用负载调制(load modulation)技术，即可以相同的速度将数据传回发起设备。此通信机制与基于ISOA、MIFARE和FeliCa的非接触式智能卡兼容，因此，NFC发起设备在被动模式下，可以用相同的连接和初始化过程检测非接触式智能卡或NFC目标设备，并与之建立联系。
应用：NFC支付。
14、心率传感器：
原理：用亮度很高的射灯，比如摄像头的LED闪光灯或者像是三星Galaxy S5一样内置一颗能够照射到皮下毛细血管的光源和检测器，把手指按在光源和摄像头上，当心脏将新鲜的血液压入毛细血管时，亮度（红色的深度）呈现如波浪般的周期性变化，通过摄像头快速捕捉或者检测器监测这一有规律变化的间隔，再通过手机内应用的扫描放大，再换算，从而判断出心脏的收缩频率。原理与红外线监测心率相似。
应用：测量用户心率、脉搏。
15、霍尔传感器、血氧传感器、等……

手机血氧传感器：盘点手机中13种常见的传感器

随着现代信息技术的飞速发展，智能手机已经成为人们生活不可获取的一部分，同时其职能也从一开始的通讯发展到现在的娱乐、社交甚至生产。
手机已经不再是一个简单的通信工具，而是具有综合功能的便携式电子设备。手机的虚拟功能，比如交互、游戏、都是通过处理器强大的计算能力来实现的，但与现实结合的功能，则是通过传感器来实现。本文为大家整理了手机中常见的传感器，帮助大家了解其原理和用途。
1、光线传感器(Ambient Light Sensor)
光线传感器类似于手机的眼睛。人类的眼睛能在不同光线的环境下，调整进入眼睛的光线，例如进入电影院，瞳孔会放大来让更多光线进入眼睛。而光线传感器则可以让手机感测环境光线的强度，用来调节手机屏幕的亮度。而因为屏幕通常是手机最耗电的部分，因此运用光线传感器来协助调整屏幕亮度，能进一步达到延长电池寿命的作用。光线传感器也可搭配其他传感器一同来侦测手机是否被放置在口袋中，以防止误触。
2、距离传感器(proximity sensor)
透过红外线LED灯发射红外线，被物体反射后由红外线探测器接受，藉此判断接收到红外线的强度来判断距离，有效距离大约在10米左右。它可感知手机是否被贴在耳朵上讲电话，若是则会关闭屏幕来省电;距离传感器也可以运用在部分手机支持的手套模式中，用来解锁或锁定手机。
3、重力传感器(G-Sensor)
透过压电效应来实现。重力传感器内部有一块重物与压电片整合在一起，透过正交两个方向产生的电压大小，来计算出水平的方向。运用在手机中时，可用来切换横屏与直屏方向，运用在赛车游戏中时，则可透过水平方向的感应，将数据运用在游戏里，来转动行车方向。
4、加速度传感器(Accelerometer Sensor)
作用原理与重力传感器相同，但透过三个维度来确定加速度方向，功耗小但精度低。运用在手机中可用来计步、判断手机朝向的方向。
5、磁(场)传感器(Magnetism Sensor)
测量电阻变化来确定磁场强度，使用时需要摇晃手机才能准确判断，大多运用在指南针、地图导航当中。
6、陀螺仪(Gyroscope)
陀螺仪能够测量沿一个轴或几个轴动作的角速度，是补充MEMS加速度计(加速度传感器)功能的理想技术。事实上，如果结合加速度计和陀螺仪这两种传感器，系统设计人员可以跟踪并捕捉3D空间的完整动作，为终端用户提供更真实的用户体验、精确的导航系统及其他功能。手机中的「摇一摇」功能(例如摇动手机就能抽签…)、体感技术，还有VR视角的调整与侦测，都是运用到陀螺仪的作用。
7、GPS
地球上方特定轨道上运行着24颗GPS卫星，它们会不停的向全世界各地广播自己的位置坐标与时间戳(timestamp，指格林威治 奔 1970年01月01日00 00分00秒到现在为止的总秒数)，手机中的GPS模块透过卫星的瞬间位置来起算，以卫星发射坐标的时间戳与接收时的时间差来计算出手机与卫星之间的距离。可运用在定位、测速、测量距离与导航等用途。
8、指纹传感器
目前主流的技术是电容式指纹传感器，然而超音波指纹传感器也有逐渐流行起来趋势。电容式指纹传感器作用时，手指是电容的一极、另一极则是硅芯片数组，透过人体带有的微电场与电容传感器之间产生的微电流，指纹的波峰波谷与传感器之间的距离形成电容高低差，来描绘出指纹的图形。而超音波指纹传感器原理也类似，但不会受到汗水、油污的干扰，辨识速度也更为快速。运用在手机中可用来解锁、加密、支付等等。
9、霍尔传感器(Hall Sensor)
作用原理是霍尔磁电效应，当电流通过一个位于磁场中的导体时，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力，从而在导体的两端产生电势差。主要运用在翻盖解锁、合盖锁定屏幕等功能当中，苹果的Smart cover还有多个品牌的官方手机配件，都运用了这项技术。
10、气压传感器(气压计，barometer)
将薄膜与变组器或电容连接在一起，当气压产生变化时，会导致电阻或电容数值发生变化，藉此量测气压的数据。GPS也可用来量测海拔高度但会有10米左右的误差，若是搭载气压传感器，则可以将误差校正到1米左右;也可用来辅助GPS定位，来确认所在楼层位置等信息。苹果的iPhone 6/6s系列都搭载了气压传感器。
11、心率传感器
透过高亮度的LED灯照射手指，因心脏将血液压送到毛细血管时，亮度(红光的深度)会呈现周期性的变化。再透过摄影机捕捉这一些规律性的变化，并将数据传送到手机中进行运算，进而判断心脏的收缩频率，得出每分钟的心跳数。
12、血氧传感器
血液当中血红蛋白与氧合血红蛋白对于红光的吸收比率不同，用红外光与红光LED同时照射手指，并测量反射光的吸收光谱，藉此量测血含氧量。可用于运动或健康领域的应用。
13、紫外线传感器
某些半导体、金属或金属化合物的光电发射效应，在紫外线照射下会释放出大量电子，透过检测这种放电效应可计算出紫外线强度。主要用途也在运动与健康领域。
上面介绍的7种传感器，通常都是现代智能手机的标准配备，而后面介绍的霍尔传感器、心率传感器、血氧传感器、紫外线传感器则更多的是应用在智能手环或是比较高端的手机中。
手机早已不是通信工具，简直是一个全能的个人助理工具，人们巴不得手机可以集成任何功能，常用的实用的要集成，不常用的偶尔有用的也要集成，可以想象未来的手机会集成越来越多的传感器。
 

手机血氧传感器：血氧传感器

A61B5/1455;

权利要求说明书
说明书
幅图

（
54
）发明名称

血氧传感器

（
57
）摘要

?
本发明公开了一种血氧传感器，包括传感
器和绑带，传感器包括本体、横梁及光电元件，
本体具有内表面和外表面，内表面围出具有开口
的测量空间，横梁设于本体上并与本体之间形成
供绑带穿过的配合孔，光电元件固设于本体的内
表面，绑带分为一体连接的安装段和缠绕段，该
安装段与横梁可拆卸连接，该安装段具有穿过配
合孔的第一连接段及贴靠横梁并防止绑带在缠绕