他们喊道:没有我们，谈谈iPhone8吧！

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苹果一直喜欢玩神秘游戏，但它从未像现在这样受到各种真假粉丝的猜测和关注。互联网上的“大V”和“脑洞”派对偶尔会透露一些真假信息，比如iphone8的oled屏幕、取消家庭钥匙、无线充电、双卡双待以及玻璃机身的金属中间框架。证据一部分来自手机发展的大趋势，一部分来自苹果公司已经曝光的专利申请。

其中，一项苹果专利授权于2月14日被披露，表明苹果正寻求利用其收购的luxvue技术，在新产品上使用指纹可读显示屏，而传统的指纹传感器可能会消失。这似乎支持了iphone 8概念模型机器使用无边框显示器的谣言。

然而，为了实现无边界显示屏，有必要移动、隐藏或移除屏幕上的一些现有元件，例如环境光传感器、接近传感器、触摸id指纹传感器等。

这些传感器的功能是什么？为什么iphone8也应该仔细考虑它们？手机里有多少个传感器？如果他们想，传感器可以隐藏吗？......带着这些疑问，让我们来看看智能手机中的传感器及其功能。

1个加速度计

加速度计用于测量物体运动的加速度。只要与手机运动相关的感应几乎与加速度计相关:步数计算、手机姿势测量、相关动作游戏等。目前，手机中使用的加速度计都是基于mems技术，内部的微机械结构是一个运动部件。由于外部运动对结构的电特性如电容、压阻等的影响，加速度值被测量。

目前，智能手机的加速度计一般是三轴的，因为手机的运动是三维的，所以需要三个轴来感知手机的运动。通过测量这个矢量的大小方向，可以判断手机是在静止还是匀速直线运动。这时，通过判断手机的方向就可以知道它的姿态，这是转动水平和垂直屏幕的原理。

主要制造商:意法半导体、博世、英森森、美信半导体、基奥尼克斯、麦库柏、米尼奥传感器、石兰微电子、硅技术、敏感核心微电子、gmems。

陀螺仪

陀螺仪通过测量旋转产生的科里奥利加速度获得角速度。目前，手机中使用的陀螺仪也是mems陀螺仪，内部的微机械结构是一个振动片。主要用于拍照和防抖，由加速度计组成的组合传感器(有些还带有磁传感器)完成特定功能，如拍照和防抖、惯性导航、游戏时的角速度测试等。

事实上，手机中的陀螺仪是一个结构非常精密的芯片，芯片内部包含超小型陀螺仪。陀螺仪测量的参考标准是陀螺仪在芯片中间以垂直于地面的方向旋转。测量结果通过装置与陀螺仪之间的夹角获得。陀螺仪的优势在于测量设备本身的旋转角度，但它不能确定设备运动的方向。

主要制造商:意法半导体、博世、景森、申迪半导体、石兰微电子、思睿科技

3磁力计

磁传感器广泛应用于现代工业和电子产品中，通过感应磁场强度来测量电流、位置和方向等物理参数。磁强计的原理类似于指南针，可以测量当前设备与东南、西北四个方向的夹角。

根据工作原理，磁力仪主要分为霍尔效应、各向异性磁阻、巨磁阻、隧道磁阻、磁阻抗效应、磁通门等类型。

每个人都可以弥补他在初中时学到的电磁感应。

主要制造商:阿克曼、雅马哈、阿尔卑斯电气、爱知钢铁、美国新半导体、博世、硅技术、艾森技术、申迪半导体、明豪传感器

*添加:

在实际应用中，由于应用、误差校正和误差补偿的需要，上述传感器经常被组合起来，以充分利用每个传感器的特性，从而使最终的计算结果更加准确。

因此，陀螺仪知道“我们转过身来”，加速度计知道“我们走了几米远”，磁力计知道“我们正在向西走”。

手机中所谓的重力传感器和方向传感器是基于加速度计、陀螺仪、磁传感器和全球定位系统的数据衍生出来的传感器。

4磁力计

气压计中使用的气压传感器基本上依靠不同高度的气压变化来获得测量值。常见的气压计原理是根据气压计中水银的高度来测量当前气压值，而手机中的气压计没有液态水银，而是由气压传感器来感应气压计，并将大气压力转换为海拔高度。

苹果在2014年发布的iphone 6中增加了一个气压传感器。智能手机内置的气压传感器用于测量手机持有者的相对高度。通过发送个人的海拔高度，通过gps获得三维空坐标和时间坐标的处理速度将大大加快，这有助于提高手机的gps定位效率。

例如，在ios8系统中有一个健康应用程序，它可以通过气压计监控我们攀爬的楼层。

内置气压传感器也有助于智能手机用户了解实时环境气压变化数据，并进一步了解天气变化。如果增加嵌入式湿度传感器技术，可以采集各种地方使用的嵌入式气压湿度传感器的实时数据，有助于官员或气象人员进行气象预报，大大提高了天气预报的准确性和及时性。

主要制造商:博世、意法半导体、恩智浦(飞思卡尔)、泰科电子(精密电子)、欧姆龙、村田、康辛斯基、戈耳声学、灵敏核心微电子、亨利微电子、惠一华普、美泰科技

5麦克风

麦克风，学名为麦克风，是一种将气体中的可变压力波转换成音频电信号的传感器。

mems技术制造的麦克风在过去几年中已经取代了驻极体麦克风，具有更好的噪声消除性能和良好的射频和电磁干扰抑制性能。mems麦克风在不同温度下具有非常稳定的性能，其灵敏度不会受到温度、振动、湿度和时间的影响。

在美国knowles和中国Gol声学和瑞士声学技术的引领下，mems麦克风已经基本取代了大多数手机中的传统麦克风。

knowles在iphone中使用的麦克风

主要制造商:诺尔斯、戈尔控股公司、盛瑞技术公司、bse、invensense、意法半导体、卷云逻辑(wolfson)、akustica、全电声学、核心奥地利和敏感核心微电子。

6 Mai环境光线和接近传感器

光传感器是一种光敏元件，它可以通过感应机体环境光的强度和变化来调节机器屏幕的亮度、键盘背景光的亮度等扩展功能。

接近传感器是传感器的通称，其能够在不接触检测对象的情况下进行检测，并且能够检测对象的运动信息和存在信息，然后将它们转换成电信号。

接近传感器发射红外光，红外光从物体反射回光电二极管。不同物体的红外反射率不同。如果没有物体，光电二极管上就不会有反射和信号。

例如，自动调节手机亮度的功能取决于光传感器。接听电话时，手机自动关闭靠近耳朵的屏幕并在离开耳朵时自动恢复的功能取决于接近传感器。

主要制造商:ams、intersil、Visser、Mercer、安华高、核心技术、意法半导体、凌瑶技术、广宝技术、夏普、爱普科特微电子

*添加:

光传感器和接近传感器通常一起安装在手机前面的手机周围。然而，这会造成一个问题——手机前额上有太多的洞或黑条纹，这会影响整体美观。

因此，苹果一直在努力减少手机正面的漏洞数量，或者隐藏它们。黑屏手机很容易隐藏这两个传感器，而白屏手机更难隐藏传感器。但是苹果从iphone5开始，把光传感器变成白色，巧妙地隐藏了它。

许多国内手机制造商暂时无法做到这一点。他们只能选择更小尺寸的传感器，把光+接近传感器放在一起，做成像照相机一样大的更小的条或更大的圆，这样比较漂亮。

7图像传感器

图像传感器是用于接收相机内部光信号的元件。镜头组和图像处理器(isp)可以实现拍照功能，它们共同决定成像质量。

索尼的cmos图像传感器

图像传感器上有许多接收光信号的像素。他们将接收到的光信号转换成电信号，然后通过isp转换成我们在屏幕上看到的照片。

这些像素是决定图像效果的最重要的因素。如果图像传感器中集成了许多像素，拍摄的照片将保留更多信息和更好的细节。如果像素更大，那么每个像素都有更强的接收光的能力。最大的优点是减少曝光时间，提高暗光环境拍摄的成功率，丰富和锐化色彩。

随着传感器技术的发展，图像传感器已经广泛应用于消费电子、医疗电子、航空电子等领域。

主要制造商:索尼、三星、豪威科技、安塞尔姆、佳能、东芝、松下、sk海力士、格科威、意法半导体、锡比科微电子、比亚迪微电子、原相技术

*添加:

对于图像成像，我们必须理解几个要点:

1.像素越高，图像传感器越好。因为手机的尺寸决定了图像传感器不能设计得太大，如果像素太高而像素太多，单个像素的面积就会减小。

2.除了像素之外，镜头也会影响图像质量。一些透镜被涂上涂层以阻挡红外干扰，减少眩光、紫色边缘和其他现象。

3.光学防抖可以通过延长曝光时间来提高暗光环境下的拍摄能力，防止拍摄视频时抖动造成的模糊成像。

8指纹传感器

指纹传感器是实现自动指纹采集的关键设备。指纹传感器目前分为两类:光学指纹传感器和半导体指纹传感器。

光学指纹传感器主要利用光的折射和反射原理。光从底部发射到三棱镜并穿过三棱镜。手指表面上指纹的不平坦线上发射光的折射角度和反射光的明暗度将不同。cmos或ccd光学系统将采集不同明暗程度的图像信息，并采集指纹。

半导体指纹传感器的原理，无论是电容性的还是电感性的，都是相似的。在集成了成千上万个半导体器件的“平板”上，手指被连接到平板上以形成电容器的另一侧(电感)。由于手指平面杂乱，接触平板的凸点和凹点之间的实际距离不同，形成的电容/电感值也不同。根据这一原理，设备将采集不同的采集值，从而完成指纹的采集。

苹果公司的新专利“带红外二极管的交互式屏幕面板”描述了一种无需特殊触摸识别传感器就能识别用户指纹的显示屏。该技术使用更小的红外光发射器和传感器，而不是更大的电容传感器，电容传感器位于rgb led显示基板旁边或安装在基板上的微芯片上。其工作原理是将红外线从用户手指反射回来，再反射回感应二极管。

基于微发光二极管技术的光学指纹传感器

主要制造商:苹果(authentec)、鑫思科技、指纹卡、丁晖科技、卫斯理、子午线微电子、敦泰电子、高通、吉创北方、比亚迪微电子和鑫威科技。

9压力触摸传感器

关于压力触摸传感器，我必须提到苹果iphone给触摸屏带来的变化。第一部iphone将多点触控技术带到了世界，改变了我们体验技术的方式。

在2015年9月9日发布的iphone 6s和6s plus中，新一代的3d触摸技术诞生了，它具有水平空的特性，能够感知用户按压显示屏的力度，使用户能够更快、更方便地处理各种重要事项，为智能手机的使用体验开辟了新的维度。

电容式压力传感器集成在显示屏的背光层中，可以测量表面玻璃和背光之间的距离的微小变化，从而转换成压力变化。同时，它还可以通过全新的线性执行器产生轻微的触觉反馈。

3d触摸快速操作功能

主要制造商:苹果、hideep、GORE、nextinput、MINIC微电子、邓泰电子、新技术、赛普拉斯、丁晖技术和Termel

10个触摸芯片

触摸屏主要由两部分组成:触摸检测组件(触摸屏面板)和触摸芯片。触摸屏面板本质上是一个传感器，用于检测触摸动作信息，并在接收到信息后将其发送到触摸芯片。触摸芯片的主要功能是接收来自触摸屏面板的相关信息，将其转换为接触坐标并发送给处理器(cpu)。同时，它还可以接收来自cpu的命令并执行它们。

手机触摸屏的组成

主要制造商:敦泰电子、新思科技、晨星半导体、丁晖科技、卫斯理、吉创北方、比亚迪微电子、海曲闯微电子、原相技术。

心率传感器

目前，有两种心率传感器。一种是通过光反射测量的光电心率传感器。其工作原理是:在绿灯旁边放置一个光传感器。当你皮肤下的脉搏改变光传感器的亮度时，亮度的改变就是心跳的信号；另一种是电极型心率传感器，用于测量人体不同部位的电位。

前者虽然测量精度差，但其优点在于体积小，所以目前所有的移动终端都采用这种方法进行测量。当后者在医院测量心电图时，我们经常看到心率变化是通过测量人体不同部位的电位变化来测量的。这种方法测量精确，但是人体的两个部分必须同时被监测。当我们使用手机和手表时，我们通常用一只手触摸产品，所以我们不能连续监控。

目前，电极心率传感器无法应用于更小的可穿戴设备，但一些制造商已经在为此努力工作。作为个人健康装备的专用武器，该功能可以跟踪运动强度、不同的运动训练模式等。通过监测心率，可以计算睡眠周期和其他与该数据相关的健康行为数据。

主要制造商:美信、阿德里亚诺、核心技术、ams、戈尔、李艾科微电子、原相技术

12气体传感器

气体传感器是一种将气体成分和浓度等信息转换成可供人员、仪器、计算机等使用的信息的装置。“气体传感器”包括:半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧气体传感器、导热气体传感器、红外气体传感器、固体电解质气体传感器等。

气体传感器广泛用于检测有毒、易燃、易爆、二氧化碳等气体。

主要制造商:ams、ccmos、微生科技、戈尔

目前，智能手机不再是简单的通讯工具。他们整合各种功能，并扮演个人助理的角色。各种功能的实现离不开传感器技术的发展。上面提到的加速度计、陀螺仪、麦克风、气压传感器都使用最新的mems技术。mems技术制造传感器的显著优点是小型化、集成化和低成本。

例如:

如图所示，传统诺斯罗普·格鲁曼军用半球陀螺仪的尺寸与一美元硬币相比。为了保证军事精度和性能，这种陀螺仪的低输出和高价格是可以想象的。

随着智能手机时代的到来，我们不能把这么大的加速度计和陀螺仪放在手机里，民用的精度比军用的要低。借助mems技术，我们手机中的加速度计和陀螺仪可以变得比硬币还小。

无论是iphone 8移除了触摸id和家庭键，配备了支持面部识别的前置3d激光扫描仪，还是在基片旁边或基片上的微芯片上配备了光传感器，iPhone 8背后的创新都得到mems技术的支持。此外，微机电系统可以彻底改变几乎所有类型的电子产品。

然而，与集成电路产业相比，中国的mems产业也与国外先进水平存在差距。然而，由于微机电系统产业在世界上还没有出现很长一段时间，这只是启动速度的差异。在一些领域，如麦克风产品，它已经获得了相当大的市场份额。特别是移动互联网和物联网的快速发展将对我国的微机电产业产生深远影响，并将催生大量新产品和新应用，推动微机电产品在日常生活和工业生产中的普及。

以华强旗舰平台mems网上交易区为例，充分利用网上交易的优势，通过高效的网上交易平台将原mems工厂与最终买家联系起来，在缩短供应链的同时保证产品质量。

中国半导体行业协会微机电分会副秘书长华强旗舰微机电咨询有限公司将整合华强集团的产业生态系统和微机电咨询的媒体资源，开辟微机电和传感器产业供应链的上下游，这将是对传统市场的创新。

图片:智能传感器、纳米核心微传感器、微传感器和多维技术等20多家mems原创工厂落户。