手機中的那些人機交互都是怎么實現的呢？

如今的智能手機功能越來越強大，從最開始打電話發短信，到現在的拍照上網打游戲，手機已經成為“陪伴”人們時間最長，交互最多的東西。手機中的那些人機交互都是怎么實現的呢？

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觸覺

取消鍵盤采用觸摸屏標志著手機正式進入智能時代?，F在流行的電容屏原理很簡單，利用導電透明的ITO（氧化銦錫）膜，驅動做成M個發射通道，感應做成N個接收通道，橫縱交錯，就可以形成互電容，即為觸控感應點。圖案可以做成條形，雙條形，雙面菱形，菱形+六邊形等。

當有手指觸摸屏幕時，感應電容Cx變小，給外部調制電容Cmod充電更快，當Cmod電壓達到Vref后，觸發開關，電阻RB接地放電，Cmod電壓低于Vref后開關斷開，又開始給Cmod充電，形成Sigma-Delta調制。有手指觸摸相比無觸摸時，充電時間變短而放電時間不變，因而占空比增加，相同時間內的方波數量變多。輸出方波比特流與PWM信號進行與運算，即可計算脈沖掃描周期內的方波數量，從而檢測出觸摸位置。

除了觸控之外，觸覺反饋也是現在手機的一大賣點。Home鍵解鎖的細膩振感，鬧鐘撥盤和滑桿的清脆觸感，游戲里摩擦碰撞的立體反饋，都是依靠線性馬達的振動實現。低端機采用的轉子馬達通過磁場使轉子旋轉產生振動，啟動停止都慢，較為拖沓，聲音也是“嗡嗡嗡”的。中高端手機普遍采用線性馬達，特別是X軸線性馬達。通電后彈簧質量塊可以在上下左右方向產生振動，啟動停止速度都很快，振感立體干脆，因而可以做到細膩的觸感，聲音也是“噠噠噠”的。

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視覺

作為最主要的信息交互渠道，視覺在人機交互中所占的分量越來越重。

我們在觸控屏上點開某個圖標后，顯示驅動芯片迅速開始工作，將對應的畫面呈現在屏幕上。LCD屏的液晶層上下會有透明電極，行掃描線決定這一行的TFT晶體管是否開啟，列信號線控制加在液晶的電壓大小，從而影響液晶層的透光率。從屏幕底部投射上來的背光源經過這層被掃描線和信號線共同決定的液晶層后，就會產生明暗不同的光。投射上來的光向外輻射時經過彩色濾光片就變成了明暗可控的紅綠藍三原色，從而可以顯示出任意配比的色彩。

LCD因為有背光存在能耗較高，且LCD無法完全遮光，因此會出現不夠黑的情況，屏幕和邊框的縫隙也會出現漏光現象，現在高端手機都開始采用AMOLED屏。

AMOLED采用LED自發光，無需再用背光模組，能耗大大降低。掃描線開啟開關MOS，信號線的電平通過開關MOS給電容充電，打開驅動MOS，電容上的電壓和信號強度成正比。OLED Power通過驅動MOS給LED的陽極提供驅動電流，發光強度和電流大小成正比，從而可以通過信號線控制光的明暗。在發光層，陽極來的空穴和陰極來的電子匯合，在有機材料中釋放能量，使有機發光物質進入激發態，回落至基態時輻射躍遷，從而發出明暗可控的紅綠藍三原色的光。

另一個跟視覺強相關的是攝像頭，圖像傳感。

開啟相機拍照時，VCM（音圈馬達）迅速開始工作，加在線圈上的電流，在磁場的作用下，會產生Z軸方向的力，推動鏡頭移動，電磁力與彈簧力平衡，從而控制鏡頭的位置。一般低端機器會用中置或底置的馬達，而高端手機則會用OIS（光學防抖）馬達，控制鏡頭的平移或者整個鏡頭的偏轉，最高可以實現3°的抖動補償。

遠處的光通過攝像頭模組聚焦后，進入Camera sensor，利用表層的IR膜濾掉紅外雜光，經過微透鏡，進入彩色濾光片，因為人眼對綠光更敏感，會按照拜爾陣列設計，G:R:B=4:2:2分配。最后在光電二極管上產生對應顏色的感應電流，從而將光信號轉為電信號。而屏幕在設計時考慮到RGB三原色的使用壽命，也會按照G:R:B=4:2:2分配，正好和CIS對應了。

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聽覺

近年來TWS耳機的盛行使得手機揚聲器頗為尷尬。作為最原始的手機功能之一，音頻從最開始的打電話能響，到現在的立體聲高音質，也是一路演進。從Codec解碼的音頻信號在Class D類功放里通過PWM調制被轉為方波信號，驅動推挽結構的放大器工作，現在為了獲得高音量，一般會在放大器內部集成升壓電路。輸出的方波信號通過LC低通濾波就可以還原為模擬的正弦波信號，驅動8歐姆喇叭里的線圈帶動振膜發出聲音。高端機的立體聲方案則會多加一個喇叭，利用兩個喇叭位置的不同產生聲音信號時間和相位的延遲，從而在人耳產生立體聲的效果。

除了直觀感受的觸覺、視覺、聽覺之外，手機上還有很多其他的交互方式。如實現屏幕靠近人體自動息屏的距離傳感器（P Sensor），隨著環境光強度改變屏幕亮度的環境光傳感器（ALS），靠近人頭后自動降低輻射的SAR Sensor，等等。