其中，2月14日一項(xiàng)蘋果專利授權(quán)就曝光表明，蘋果公司正尋求利用其收購的luxvue公司的技術(shù)，在新產(chǎn)品上采用能讀取指紋的顯示屏，傳統(tǒng)的指紋傳感器或?qū)⑾�。這似乎佐證了iphone 8的概念模型機(jī)采用無邊框顯示屏的傳聞。
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但要實(shí)現(xiàn)無邊框顯示屏就必須通過移動(dòng)、隱藏或去除屏幕上現(xiàn)有的某些元件，如環(huán)境光傳感器、接近傳感器和touch id指紋傳感器等。
這些傳感器有什么作用？為什么iphone8也要為它們慎重考慮？手機(jī)里到底有多少種傳感器？傳感器是想藏就能藏的嗎？……帶著這些疑惑，我們來看看智能手機(jī)里的傳感器及其作用。
1加速度計(jì)
加速度計(jì)用來測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的加速度值。只要跟手機(jī)運(yùn)動(dòng)相關(guān)感測(cè)的幾乎都與加速度計(jì)有關(guān)：計(jì)步、手機(jī)的姿態(tài)測(cè)量、相關(guān)的動(dòng)作游戲等�，F(xiàn)階段用在手機(jī)里面的加速度計(jì)都是基于mems技術(shù)的，里面的微機(jī)械結(jié)構(gòu)為運(yùn)動(dòng)部件,由于外界運(yùn)動(dòng)會(huì)影響結(jié)構(gòu)的電容、壓阻等電學(xué)特性，由此來測(cè)量加速度值。
現(xiàn)在智能手機(jī)的加速度計(jì)一般都是三軸的，因?yàn)槭謾C(jī)的運(yùn)動(dòng)是三維的，所以需要三個(gè)軸來感知手機(jī)的運(yùn)動(dòng)，通過對(duì)這個(gè)有大小有方向的矢量的測(cè)量，可以判斷手機(jī)是否是靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)，而此時(shí)通過對(duì)其方向的判斷，便可知道手機(jī)的姿態(tài)，這就是橫豎屏翻轉(zhuǎn)的原理。
主要廠商：意法半導(dǎo)體、博世、invensense、美新半導(dǎo)體、羅姆（kionix）、mcube、明皜傳感、士蘭微電子、矽�？萍�、敏芯微電子、gmems。
2陀螺儀
陀螺儀通過測(cè)量旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的科氏加速度來獲得角速度�，F(xiàn)階段用在手機(jī)里面的陀螺儀也都是mems陀螺儀，里面的微機(jī)械結(jié)構(gòu)為振動(dòng)件。主要用來照相防抖，以及配合加速度計(jì)（有的還有磁傳感器）形成的組合傳感器來完成特定的功能，如照相防抖、慣性導(dǎo)航、玩游戲時(shí)的角速度測(cè)試等。
手機(jī)里陀螺儀實(shí)際上是一個(gè)結(jié)構(gòu)非常精密的芯片，內(nèi)部包含超微小的陀螺，陀螺儀測(cè)量的參考標(biāo)準(zhǔn)是內(nèi)部中間在與地面垂直方向上轉(zhuǎn)動(dòng)的陀螺，通過設(shè)備與陀螺的夾角得到測(cè)量結(jié)果。陀螺儀的強(qiáng)項(xiàng)在于測(cè)量設(shè)備自身的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)角度，但不能確定設(shè)備運(yùn)動(dòng)的方位。
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主要廠商：意法半導(dǎo)體、博世、invensense、深迪半導(dǎo)體、士蘭微電子、矽�？萍�
3磁力計(jì)
磁傳感器廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)和電子產(chǎn)品中以感應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度來測(cè)量電流、位置、方向等物理參數(shù)。磁力計(jì)的原理跟指南針原理類似，可以測(cè)量出當(dāng)前設(shè)備與東南西北四個(gè)方向上的夾角。
根據(jù)工作原理，磁力計(jì)主要分為霍爾效應(yīng)（hall effect）、各向異性磁阻（amr）、巨磁阻（gmr）、穿隧磁阻（tmr）、磁阻抗效應(yīng)（mi）、磁通門（fgs）等類型。
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大家可以自行腦補(bǔ)一下初中時(shí)學(xué)過的電磁感應(yīng)~~
主要廠商：akm、雅馬哈、阿爾卑斯電氣、愛知制鋼、美新半導(dǎo)體、博世、矽�？萍肌凼⒖萍�、深迪半導(dǎo)體、明皜傳感
4磁力計(jì)
運(yùn)用于氣壓計(jì)的氣壓傳感器，基本都是依靠不同高度中氣壓的變化來獲取測(cè)量值。普通的氣壓計(jì)原理是依據(jù)氣壓計(jì)里面水銀的高度來測(cè)量當(dāng)前的氣壓值，而手機(jī)中的氣壓計(jì)沒有液體水銀，代替的是氣壓傳感器的感測(cè)，并將大氣壓轉(zhuǎn)換成海拔高度。
在蘋果2014年發(fā)布的iphone 6手機(jī)中，多了一個(gè)氣壓傳感器。智能手機(jī)內(nèi)嵌式氣壓傳感器用以測(cè)量手機(jī)持有者的相對(duì)海拔高度，通過傳送個(gè)人所在海拔高度，通過gps獲取三維空間坐標(biāo)及時(shí)間坐標(biāo)的處理速度將大幅加快，有助于提升手機(jī)gps定位效率。
舉個(gè)例子，在 ios8 系統(tǒng)中有一個(gè)健康應(yīng)用，可以通過氣壓計(jì)來監(jiān)測(cè)我們所爬的樓層
內(nèi)嵌式氣壓傳感器也有助于智能手機(jī)使用者獲知實(shí)時(shí)的周圍氣壓變化數(shù)據(jù)，進(jìn)而了解天氣變化；如果加上內(nèi)嵌式濕度傳感器技術(shù)，通過搜集各地使用內(nèi)嵌式氣壓及濕度傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，有助于官方或氣象學(xué)家進(jìn)行氣象預(yù)報(bào)，大幅提升天氣預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度和時(shí)效性。
主要廠商：博世、意法半導(dǎo)體、恩智浦（飛思卡爾）、泰科電子（精量電子）、歐姆龍、村田、康森斯克、歌爾聲學(xué)、敏芯微電子、麗恒微電子、惠貽華普、美泰科技
5麥克風(fēng)
麥克風(fēng)，學(xué)名為傳聲器，是將將空氣中的變動(dòng)壓力波轉(zhuǎn)換為音頻電信號(hào)的傳感器。
mems技術(shù)制造的麥克風(fēng)近幾年取代了過去的駐極體麥克風(fēng)，具有改進(jìn)的噪聲消除性能與良好的 rf 及 emi 抑制能，mems麥克風(fēng)在不同溫度下的性能都十分穩(wěn)定，其敏感性不會(huì)受溫度、振動(dòng)、濕度和時(shí)間的影響。
以美國樓氏電子（knowles）和中國的歌爾聲學(xué)、瑞聲科技為主導(dǎo)，mems麥克風(fēng)已經(jīng)基本替換了大部分手機(jī)中的傳統(tǒng)麥克風(fēng)。
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knowles用在iphone中的麥克風(fēng)
主要廠商：樓氏電子（knowles）、歌爾股份、瑞聲科技、bse、invensense、意法半導(dǎo)體、cirrus logic（wolfson）、博世（akustica）、共達(dá)電聲、芯奧微、敏芯微電子。
6麥環(huán)境光和接近傳感器
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。
接近傳感器，以無需接觸檢測(cè)對(duì)象即可進(jìn)行檢測(cè)的傳感器的總稱，能檢測(cè)對(duì)象的移動(dòng)信息和存在信息進(jìn)而轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
接近傳感器發(fā)射紅外光，光從物體上反射回光電二極管。不同物體的紅外反射率是不同的，如果沒有物體，就不會(huì)發(fā)生反射，在光電二極管上就沒有信號(hào)。
舉個(gè)例子，手機(jī)中自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度的功能就是依賴于光傳感器；而接聽電話時(shí)，手機(jī)貼近耳朵自動(dòng)黑屏、離開耳朵時(shí)自動(dòng)恢復(fù)的功能，則是依賴于接近傳感器。
主要廠商：ams、intersil、威世、美信、安華高、芯科科技、意法半導(dǎo)體、凌耀科技、光寶科技、夏普、艾普柯微電子
7圖像傳感器
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。
索尼的cmos圖像傳感器
圖像傳感器上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?/span>
這些像素點(diǎn)是決定圖像效果最重要的因素。如果圖像傳感器中集成了很多像素點(diǎn)，那么拍到的照片將會(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、增加了暗光環(huán)境拍攝成功率，色彩也會(huì)更豐富銳利。
隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，圖像傳感器早已被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、醫(yī)療電子、航空電子等領(lǐng)域。
主要廠商：索尼、三星、豪威科技、安森美、佳能、東芝、松下、sk海力士、格科微、意法半導(dǎo)體、思比科微電子、比亞迪微電子、原相科技
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8指紋傳感器
指紋傳感器是實(shí)現(xiàn)指紋自動(dòng)采集的關(guān)鍵器件。指紋傳感器目前主要分為兩類，光學(xué)指紋傳感器和半導(dǎo)體指紋傳感器。
光學(xué)指紋傳感器主要是利用光的折射和反射原理，光從底部射向三棱鏡，并經(jīng)棱鏡射出，射出的光線在手指表面指紋凹凸不平的線紋上折射的角度及反射回去的光線明暗就會(huì)不一樣。cmos或者ccd的光學(xué)器件就會(huì)收集到不同明暗程度的圖片信息，就完成指紋的采集。
半導(dǎo)體指紋傳感器，無論是電容式或是電感式，其原理類似，在一塊集成有成千上萬半導(dǎo)體器件的“平板”上，手指貼在其上與其構(gòu)成了電容（電感）的另一面。由于手指平面凸凹不平，凸點(diǎn)處和凹點(diǎn)處接觸平板的實(shí)際距離大小就不一樣，形成的電容/電感數(shù)值也就不一樣。設(shè)備根據(jù)這個(gè)原理將采集到的不同的數(shù)值匯總，也就完成了指紋的采集。
而蘋果的新專利“配備紅外二極管的交互式屏幕面板”，描述了一種可以識(shí)別用戶指紋的顯示屏，不需要專門的 touch id 傳感器。該技術(shù)是用較小的紅外光發(fā)射器和傳感器代替較大的電容傳感器，發(fā)射器和傳感器位于 rgb led 顯示基板旁邊或安裝在基板上的微芯片上。工作原理是通過從用戶的手指反射回紅外光并回到感測(cè)二極管。
基于micro-led技術(shù)的光學(xué)指紋傳感器
主要廠商：蘋果（authentec）、新思科技、fingerprint cards、匯頂科技、思立微、邁瑞微電子、敦泰電子、高通、集創(chuàng)北方、比亞迪微電子、信煒科技。
9壓力觸控傳感器
關(guān)于壓力觸控傳感器，不得不提到蘋果iphone對(duì)觸摸屏帶來的變革。第一代 iphone 為全世界帶來了多點(diǎn)觸摸技術(shù)，從此改變了我們體驗(yàn)科技的方式。
而在2015年9月9日發(fā)布的iphone 6s和6s plus中，新一代3d touch觸摸技術(shù)橫空出世，可以感應(yīng)用戶按壓顯示屏的力度，讓用戶更快速、更便捷地處理各種重要事務(wù)，為智能手機(jī)的使用體驗(yàn)開拓出全新的維度。
其顯示屏的背光層中集成了電容式壓力傳感器，能測(cè)出表層玻璃與背光之間距離的細(xì)微變化，從而轉(zhuǎn)換成壓力變化。同時(shí)，它還能通過全新的線性致動(dòng)器（taptic engine）產(chǎn)生輕微的觸感反饋。
3d touch的快速操作功能
主要廠商：蘋果、hideep、歌爾股份、nextinput、敏芯微電子、敦泰電子、新思科技、賽普拉斯、匯頂科技、愛特梅爾
10觸控芯片
觸摸屏主要由觸摸檢測(cè)部件（觸摸屏面板）和觸控芯片兩部分組成。觸摸屏面板本質(zhì)上是一種傳感器，用于檢測(cè)觸摸動(dòng)作信息，接收后送至觸控芯片。觸控芯片的主要作用是從觸摸屏面板上接收相關(guān)信息，并轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)送給處理器（cpu），同時(shí)也可以接收cpu發(fā)來的命令并執(zhí)行。
手機(jī)觸摸屏組成
主要廠商：敦泰電子、新思科技、晨星半導(dǎo)體、匯頂科技、思立微、集創(chuàng)北方、比亞迪微電子、海櫟創(chuàng)微電子、原相科技。
11心率傳感器
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，它的工作原理是：把一個(gè)光線感應(yīng)器放置在綠燈旁，當(dāng)你皮膚下的血液脈沖，會(huì)改變光線感應(yīng)器的亮度，而亮度的變化就是心跳的信號(hào)；另一種是利用人體不同部位電勢(shì)進(jìn)行測(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。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)。
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。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)。
主要廠商：美信、亞德諾、芯科科技、ams、歌爾股份、艾普柯微電子、原相科技
12氣體傳感器
氣體傳感器是一種將氣體的成份、濃度等信息轉(zhuǎn)換成可以被人員、儀器儀表、計(jì)算機(jī)等利用的信息的裝置。“氣體傳感器”包括：半導(dǎo)體氣體傳感器、電化學(xué)氣體傳感器、催化燃燒式氣體傳感器、熱導(dǎo)式氣體傳感器、紅外線氣體傳感器、固體電解質(zhì)氣體傳感器等。
氣體傳感器在有毒、可燃、易爆、二氧化碳等氣體探測(cè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
主要廠商：ams、ccmos、煒盛科技、歌爾股份
目前智能手機(jī)早已不是簡單通信工具，集成各種功能，擔(dān)任起個(gè)人助理的角色，而各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)離不開傳感器技術(shù)和工藝的發(fā)展。上文中提到的加速度計(jì)、陀螺儀、麥克風(fēng)、氣壓傳感器等，都是應(yīng)用了目前最新的mems工藝，用mems工藝制造傳感器的顯著優(yōu)點(diǎn)是——微型化、集成化、低成本化。
舉個(gè)例子：
傳統(tǒng)的northrop grumman的軍用半球形陀螺儀，大小和一個(gè)美元硬幣的對(duì)比如圖。為了保證軍用的精確度和性能，這樣一個(gè)陀螺儀的產(chǎn)量之低、價(jià)格之高可想而知。
隨著智能手機(jī)時(shí)代的到來，我們總不能把這么大的加速度計(jì)和陀螺儀放在手機(jī)里面吧，并且民用的精確度比軍用低。有了mems技術(shù)，我們手機(jī)里面的加速度計(jì)和陀螺儀可以變成比硬幣還小的體積。
無論iphone 8是否像傳言一樣，移除touch id以及home鍵，配備支持面部識(shí)別的前置3d激光掃描儀，還是將光感傳感器安裝在基板旁邊或基板上的微芯片上，其創(chuàng)新的背后都有mems工藝的支持。進(jìn)一步說，mems幾乎可以革命性地影響到所有類別的電子產(chǎn)品。
而我國的mems產(chǎn)業(yè)和ic產(chǎn)業(yè)相比，雖然同樣與國外先進(jìn)水平存在差距，但由于mems產(chǎn)業(yè)在全球興起時(shí)間不長，僅僅是一個(gè)起跑快慢的區(qū)別，在個(gè)別領(lǐng)域，例如麥克風(fēng)產(chǎn)品已經(jīng)具有了可觀的市場(chǎng)占有率。特別是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，將對(duì)mems我國產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并將催生大量新的產(chǎn)品、新的應(yīng)用，帶動(dòng)mems產(chǎn)品在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中的普及化。
以華強(qiáng)旗艦平臺(tái)mems線上交易專區(qū)為例，充分利用線上交易的優(yōu)勢(shì)，將mems原廠與終端買家通過高效線上交易平臺(tái)對(duì)接，保證產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)，縮短供應(yīng)鏈。
華強(qiáng)旗艦與中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)mems分會(huì)副秘書長單位麥姆斯咨詢合作，將依托于華強(qiáng)集團(tuán)的行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與麥姆斯咨詢的媒體資源整合起來，打通mems和傳感器產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的上下游，將是對(duì)傳統(tǒng)市場(chǎng)的革新。
圖：明皜傳感、納芯微、敏芯微、多維科技等二十多家mems原廠已入駐
