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接近傳感器揭秘：智能手機是否真的智能
2013-07
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讓智能手機變得智能的方法之一是使用環境光傳感器和接近傳感器。環境光傳感器會根據光線水平優化LCD顯示屏的可視性。這樣，就可以根據你是在一個昏暗的地方或是在明亮的光線下，調整背光的亮度。當手機靠近你的耳朵時，接近傳感器被用來關閉顯示屏的背光，并禁用觸摸功能，防止你的臉頰意外地掛斷電話。環境光傳感器和接近傳感器的功能是減少功耗，并延長電池壽命。
這些傳感器通常放在靠近喇叭的黑色玻璃后面。接近傳感器發射紅外光，光再從物體上反射回光電二極管。如果沒有物體，就不會發生反射，在光電二極管上就沒有信號。然而，物體的紅外反射率是不同的。事實上，你的皮膚或頭發的顏色對反射信號的數量有重要影響。
我們使用白色、灰色和黑色三個光卡，檢查一部高檔智能手機的性能。在大約2厘米的距離上，智能手機的接近傳感器在感測白色和灰色卡時沒有碰到問題。但是傳感器“看”不到黑色卡。如果你的頭發是黑色的，用手機長時間通話，手機的接近傳感器就可能無法禁用觸摸屏，你的手機功耗也降不下來。
為解決這個反射率問題，Vishay近期推出了VCNL4020和VCNL3020。VCNL4020是全集成的環境光和接近傳感器，包含了接近感測的紅外發射器和光探測器，環境光傳感器和信號處理功能，全部集成在單片表面貼裝封裝里。VCNL3020的功能與VCNL4020類似，但是去掉了環境光感測功能。我們用VCNL4020對同一部手機進行測試，結果傳感器順利地“看”到了黑色卡，沒碰到任何問題。
人們對人體皮膚的反射率進行了大量研究。皮膚顏色的主要來源是在表皮底層產生的黑色素。在被稱為色素粒的生物細胞里，黑色素朝皮膚表面的方向發展。美國空軍的MajorAbelS.Nunez發明了一種算法，可以根據波長預測后面的反射率。當色素粒的水平增加時，可見光和近紅外光的皮膚反射會減少。可見光波段的皮膚反射減少量大于在近紅外波段的減少量。
這個算法預計，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顯示得那樣，色卡反射智能手機紅外信號的能力是變化的，對皮膚來說也是一樣。智能手機接收反射信號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試驗。站在鏡子前，用你的手機打電話，并把手機靠近你的耳朵。觸摸屏關了嗎?如果沒關，可能你的智能手機并沒有你想得那么智能。
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