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從新款iPhone看傳感器行業(yè)的發(fā)展

2019-09-18 10:55 物聯(lián)網(wǎng)空間站

導(dǎo)讀:傳感器的應(yīng)用對于產(chǎn)品體驗感是否流暢起著決定性的作用,蘋果在電子設(shè)備產(chǎn)業(yè)處在的領(lǐng)先地位,使得其內(nèi)部使用的技術(shù)具有產(chǎn)業(yè)風(fēng)向標的作用。所以小編收集了近幾年iPhone產(chǎn)品所使用的傳感器,來總結(jié)以及展望整個從傳感器行業(yè)的一個發(fā)展和未來趨勢。

北京時間2019年9月11日凌晨01:00(美國加州時間9月10日上午10:00),iPhone一年一度的秋季新品發(fā)布會如約而至。一直以來蘋果的新品發(fā)布會都是深受矚目的,發(fā)布的新一代手機iPhone 11一現(xiàn)身,最受關(guān)注和熱點議論的是其攝像頭的設(shè)計,而小編認為新一代iPhone的心思絕對不單單在外觀上,小編更關(guān)注的是在新品體驗感上。作為小果粉一直以來被iPhone的設(shè)計以及細節(jié)所吸引,那么這新一代新品在體驗感上會有哪些突破和驚喜呢?

傳感器的應(yīng)用對于產(chǎn)品體驗感是否流暢起著決定性的作用,蘋果在電子設(shè)備產(chǎn)業(yè)處在的領(lǐng)先地位,使得其內(nèi)部使用的技術(shù)具有產(chǎn)業(yè)風(fēng)向標的作用。所以小編收集了近幾年iPhone產(chǎn)品所使用的傳感器,來總結(jié)以及展望整個從傳感器行業(yè)的一個發(fā)展和未來趨勢。

一、iPhone 4/4s

先從iPhone4開始吧,為什么是選擇iPhone4呢?首先是因為小編對蘋果記憶的起點就源于iPhone4,但更重要的原因是Phone4是第一款智能觸屏手機,當時引領(lǐng)了整個手機市場的潮流,打開了電子產(chǎn)品時代全新的大門。那么在iPhone4里都有哪些值得拿出來討論的傳感器呢?

電容觸摸傳感器

利用人體的電流感應(yīng)工作,由一塊四層復(fù)合玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層導(dǎo)電層,最外層是一層矽土玻璃保護層。當我們手指觸摸感應(yīng)屏的時候,人體的電場讓手指和觸摸屏之間形成一個耦合電容,對高頻電流來說電容是直接導(dǎo)體。于是手指從接觸點吸走一個很小的電流,這個電流分從觸摸屏的四腳上的電極流出,并且流經(jīng)這四個電極的電流和手指到四個電極的距離成正比??刂破魍ㄟ^對這四個電流的比例做精確的計算,得出觸摸點的距離。

三軸陀螺儀

iPhone4里的陀螺儀并非旋轉(zhuǎn)輪子式的機械陀螺而是一種微型結(jié)構(gòu)的微機械陀螺儀也可稱作MEMS陀螺儀,能夠感應(yīng)三個維度的方向變化。手機對動作感應(yīng)的能力會大大增強,對于借助重力感應(yīng)的游戲,用戶體驗將發(fā)生非常大的影響,操作感覺會更加接近于真實感受。比如iPhone感應(yīng)實體翻轉(zhuǎn)而對應(yīng)畫面翻轉(zhuǎn),就是靠這個傳感器。

距離傳感器

利用“飛行時間法(flying time)的原理來以檢測物體的距離的一種傳感器。工作原理是通過發(fā)射特別短的并測量此光脈沖從發(fā)射到被物體反射回來的時間,通過測時間間隔來計算與物體之間的距離。其功能表現(xiàn)在通話時貼近皮膚可以進行息屏操作來防止誤操作也可節(jié)約手機電量。

環(huán)境光傳感器

它由光敏電阻和光電二極管合作實現(xiàn)功能的,它能根據(jù)手持設(shè)備目前所處的光線亮度,自動調(diào)節(jié)手持設(shè)備屏幕亮度,給使用者帶來最佳的視覺效果。

磁力傳感器

磁力傳感器極大得解決了GPS定位不精準,無法辨別方向等問題。有了磁力傳感器,手機里可以精準定位、辨別方向。社交軟件中的位置共享,計步軟件里的計步等得益于此。

溫度傳感器

當iPhone檢測周圍溫度變化比較大超出了正常范圍時。iPhone會自動關(guān)機處理。

二、iPhone 5/5C/5S

在iPhone5s還沒發(fā)布之前的宣傳語是“超前,空前”,其新功能很多,這些功能也都通過各種傳感器實現(xiàn)的,所以看到這個“s”便想到了sensors(傳感器)。

指紋傳感器

引入了生物識別安全技術(shù),放棄了繁瑣的密碼技術(shù),Touch ID傳感器封裝了每英寸500像素的傳感器,可以360°掃描皮膚真皮層,從而起到全方位收集識別指紋的作用。

M7運動協(xié)處理器

M7處理器并不是傳統(tǒng)意義上的傳感器,由于產(chǎn)品越來越智能化應(yīng)用傳感器的數(shù)量越來越多,產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也隨之增多為了減輕CPU處理數(shù)據(jù)的負擔(dān),M7作為iPhone 5s產(chǎn)品線上的新芯片處理器,專為測量來自加速傳感器、陀螺儀和指南針的運動數(shù)據(jù)而設(shè)計。有了M7處理器負責(zé)這些數(shù)據(jù),iPhone 5s的續(xù)航將更長。

把它列出來,主要是為了強調(diào)蘋果在傳感器周邊所花的心思,可想而知傳感器的重要性以及為傳感器應(yīng)用可持續(xù)性而下的功夫。

CMOS圖像傳感器

后置攝像頭的像素也從iPhone4的500像素到iPhone5s的800像素,雖然iPhone5s前置攝像頭像素較iPhone4s沒有提高,但是5s采用了更大面積的CMOS圖像傳感器,這樣也就大大的提高了拍照的質(zhì)量。

MEMS麥克風(fēng)

在背部使用了三個麥克風(fēng),用來實現(xiàn)高清晰度視頻錄制后的降噪處理,提高錄制的還原度。

三、iPhone 6/iPhone 6 Plus

在傳感器類型上并沒有革命性的突破,基本還是加速計、陀螺儀、電子羅盤、指紋傳感器、距離與環(huán)境光傳感器、MEMS麥克風(fēng)、圖像傳感器等等,只有氣壓傳感器是首次在手機上使用。

近場通信支付功能(NFC)

在iPhone5s上已經(jīng)有了指紋識別,而iPhone6上將指紋識別和近場通信進行了整合就有了Apple Pay功能,從此就不需要刷卡只需要帶手機出行即可,大大的方便人們生活以及出行。

氣壓計

這是Apple首次在手機上使用氣壓傳感器有了氣壓計,氣壓計的作用就是測量大氣壓強值,通過氣壓值的變化也可以知道當前所在的海拔高度。這能配合內(nèi)置的APP“健康”使用,有了這個傳感器爬多少層樓,爬了多高就能得到準確的數(shù)據(jù)了。

四、iPhone 6S/6splus

除了3D Touch,相較于iPhone6 Plus, iPhone6s Plus并沒有增加新的傳感器類型,依舊包含加速度計、陀螺儀、電子羅盤、氣壓計、指紋傳感器、接近與環(huán)境光傳感器、MEMS麥克風(fēng)和CMOS圖像傳感器九種傳感器。

壓力傳感器(3D Touch)

3D Touch是在iPhone 6s/iPhone 6s Plus的屏幕下面加入了電容式壓力傳感器和Taptic Engine,使得系統(tǒng)可以識別用戶手指的不同按壓力度,從而做出不同操作和功能

五、iPhone7/7plus

非機械按壓 Home 鍵

iPhone 將 Home 鍵換成了非機械按壓式的,如果你按著沒感覺,是不是很不爽?所以蘋果把在實現(xiàn) 3D Touch 所用到的 TAPTIC Engine 振動器加大,按壓的時候振動一下,給你一種錯覺,按鍵按壓下去了。

有了這種方式,一是不容易損壞(有人擔(dān)憂按鍵是不會壞了,振動器是不是更容易壞了?),二是防水性更好,三是在玩游戲的時候,可以采用振動反饋,想象一下振動手柄。

700 萬像素前置攝像頭

前置攝像頭都升級到了 700 萬像素,采用更快速的圖像傳感器,拍照更快了。并且在 iPhone 7 上,也增加了只有在 Plus 系列才有的光學(xué)防抖。

閃爍傳感器

我們平時用的電燈之類的,都是交流電人造光,看著光線很穩(wěn)定,實際是在不斷的閃爍。這樣在拍照時,因為圖像傳感器是一行行采集的圖像,這樣不同行采到的人造光影響可能就不一樣,會導(dǎo)致拍出來的照片色彩不均。

于是蘋果增加了一個閃爍傳感器,不斷采集到光線情況,這樣在圖像處理時,就可以進行修正。閃爍傳感器應(yīng)該是和圖像傳感器放在一起的一塊芯片,獲取光線應(yīng)該就是通過鏡頭,這點還有待確認。

雙攝像頭

iPhone 7 Plus 上最大的亮點就是采用了雙攝像頭,一個廣角一個長焦,可以照顧兩種需求,并且能拍微距照片。

六、iPhone8/8 puls

與之前的產(chǎn)品相比iPhone 8系列并沒有搶眼的突破,只是將原有的進行一個優(yōu)化和升級。

攝像頭傳感器

均采用索尼背面式照明芯片,為 32.8 平方毫米。但預(yù)設(shè)的廣角攝像頭傳感器的像素間距為 1.22 微米,而變焦的間距還不足 1 微米。間距越大,光線就會越好。多四分之一微米就能產(chǎn)生很不一樣的效果。廣角攝像頭,感光度要求低,曝光時長也更短,在低光環(huán)境下會表現(xiàn)的更好。

七、iPhoneX

iPhone x外觀上發(fā)生了很大的變化,正面看起來就是一塊幾乎整面的屏幕,取消了蘋果沿用了10年的底部Home鍵。背部的明顯變化就是后置雙攝改為了豎向排列。

3D識別傳感器

在iPhonex最大的特性就是face id。最讓人們津津樂道的是iPhone x正面的“劉海屏”設(shè)計,但蘋果的官方稱呼是“原深感攝像頭系統(tǒng)”,原深感攝像頭系統(tǒng)到底有幾個模塊,從左到右分別是紅外鏡頭、泛光感應(yīng)元件、距離感應(yīng)器、環(huán)境光傳感器、揚聲器、麥克風(fēng)、700萬像素攝像頭、點陣投影器。

八、iPhone 11/11 pro/11 pro max

三攝像頭

在發(fā)布會上講解篇幅最大的莫過于全新的攝像系統(tǒng)。全新的廣角攝像頭百分之百的對焦像素,在低光環(huán)境中自動對焦速度比之前快了三倍。以及全新的超廣角攝像頭

全新傳感器協(xié)處理器:R1

R1 比運動協(xié)處理器集成的傳感器更多,可以更好的提供設(shè)備的位置。運動協(xié)處理器目前集成了來自羅盤、陀螺儀、加速度傳感器、氣壓計和麥克風(fēng)的數(shù)據(jù)。R1(玫瑰)協(xié)處理器會支持 IMU、藍牙 5.1、超寬帶(UWB)和相機(包括運動捕捉和光學(xué)追蹤)傳感器數(shù)據(jù)。這意味著 R1 處理器可能會取代 M 系列運動協(xié)處理器。

九、總 結(jié)

簡單的回顧了近9年蘋果更新?lián)Q代以及每款新產(chǎn)品中使用的具有代表性的傳感器,從整個發(fā)展過程可以看出蘋果每款新品使用的傳感器不單單只是在延續(xù)上一代產(chǎn)品中已有的傳感器的基礎(chǔ)上進行技術(shù)上面的更新升級,也在傳感器使用的種類上越來越廣泛。但總的來說傳感器的技術(shù)發(fā)展是處于一個緩慢的進程,新傳感器的研發(fā)速度是不足的,新技術(shù)的突破也是不夠的。

產(chǎn)品一代代的更新功能的實現(xiàn)必定離不開傳感器的輔助。對于傳感器的需求不單單是蘋果或電子領(lǐng)域,其他公司或其他的領(lǐng)域?qū)τ趥鞲衅鞯牟捎靡彩窃絹碓蕉?。需求越大競爭也越大,對傳感器的要求也將越來越高。傳感器的發(fā)展趨勢也將越來越精細、精確、多功能化、智能化、耐消耗化以及集成化等,所以傳感器企業(yè)的發(fā)展重心應(yīng)放在新技術(shù)以及新產(chǎn)品的研發(fā)上,這樣在未來才能有實力抓住機遇、占領(lǐng)行業(yè)的高處。