这些传感器，成就了苹果的16万亿市值

　　16万亿市值！史上最大企业，市值相当于5个深圳GDP！这是不久前苹果公司市值又创新高，一些媒体的赞美之词。
　　苹果（Apple）无疑是一家伟大的公司，其崛起源于它推出了iPhone、iPad、AirPods等具有划时代意义的产品，从而引领产业发展，也占尽先发红利优势。
　　这些产品为什么能够带来无与伦比的用户体验？答案是，传感器，这才是苹果产品带给我们更好用户体验的关键，才是支撑苹果市值的重要原因。
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　　初代iPhone：为什么能提供跨时代的人机交互体验？
　　2007年1月，乔布斯在苹果Macworld2007上，向大家介绍了初代iPhone手机：iPhone2G。
　　从现在看，这部手机开创了消费电子的新时代，并创造了一个全新的人际交互时代：iPhone正面仅有一块屏幕和一个Home键，除此之外竟然没有任何一个实体按键！
　　怎么操作？怎么打字？放在口袋里会误触吗？听电话会碰到屏幕吗？
　　我们有很多疑问，苹果的解决方案就是：传感器，更多的传感器。
　　多点触控屏幕：第一款用户可以用手指直接进行交互的手机
　　iPhone的成功，很大程度上归功于其革命性的人机交互操作。在iPhone之前，我们是怎么操作手机、电脑等电子设备呢？
　　要么是键盘、鼠标，要么是一根小小的手写笔，总之，在iPhone出现之前，人类的手指无法与设备直接、流畅的互动，必须通过额外的设备进行复杂的操作，显然，这违背了人类的操作体验。
　　乔布斯发布的iPhone，上下滑动，手动点击，双指缩放等操作方式，直接使用手指即可完成，已经十分接近于人类的本能行为了。在发布会上，乔布斯仅仅一个滑动歌曲菜单这个简单操作，就引发了下面的一阵阵欢呼。
　　在此之前，这种操作方式，只在科幻电影中出现，或者在我们的现象中出现，而这正是初代iPhone成功的最大原因。
　　这种操作方式的实现，有赖于多点触控技术的成熟这实际上是一套放置在显示屏之上的多点触控传感系统，即在显示屏上方加上触摸传感层。
　　正如我们所知，iPhone上使用的是电容式触控屏，即手指在点击触控层形成电流，手机感知到电流并通过计算就获得手指在屏幕上的位置，从而完成相应的操作。
　　在发布会上，乔布斯用了很长的篇幅介绍了这种交互方式，乔布斯说：这就是未来。
　　多点触控屏幕，让iPhone有了触觉。
　　近距离、光度、加速度传感器：赋予iPhone吊打同时代手机的智能
　　初代iPhone不支持彩信、不支持文本复制粘贴、不能安装第三方APP，如果从这些角度看，初代iPhone还只是个功能机。之所以说iPhone是智能手机的鼻祖，除了多点触控屏幕外，就是众多传感器组合带给iPhone远超同时代众多手机的智能化水平。
　　前文我们提到，iPhone会不会误触？打电话怎么关屏幕？等等疑问，iPhone内置了大量传感器优雅地解决了这些问题。
　　接近传感器（Proximitysensor）
　　在iPhone的正面，有一个接近传感器，通过红外线感应，可以检测到人脸与手机屏幕的距离。
　　如果距离非常贴近，手机就会将屏幕关掉，这样既能省电，又能避免脸部触碰产生的误操作。
　　环境光传感器（Ambientlightsensor）
　　在iPhone右侧，有一个光度传感器，可以检测可见光的亮度强弱，这样手机就可以智能调节屏幕亮度，不必手动调亮度。
　　加速度传感器（Accelerometer）
　　这是iPhone上最令人印象深刻的传感器之一，这个加速度传感器是一个基于MEMS（微机电系统）的加速度计，可以用来判断手机的朝向。
　　iPhone使用加速度传感器，可以让手机屏幕翻转以横向格式查看图片和视讯这又是一项令人惊叹的交互操作，那时还没有人这么做，也很少有手机结合MEMS功能，就算有也只是用于一些与屏幕无关的应用程序。
　　而在苹果推出基于MEMS传感器的应用后，不久就有应用开发社群加以扩展了。
　　接近传感器、环境光传感器、加速度传感器，这是乔布斯在初代iPhone发布会上着重介绍的三个重要传感器，通过这些传感器组合，iPhone完成了智能关闭屏幕避免误操作、智能调节屏幕亮度、智能旋转屏幕等操作，其智能化吊打当时市面其他竞品，传感器赋予手机智能化！
　　而这些传感器，现在已经成为智能手机的标配。
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　　更智能、更强大、更多传感器
　　随着iPhone的进化，其传感器也越配置越多，提供了更智能的体验。
　　时至今日，iPhone的传感器越来越强大，譬如加入了色温传感器，比检测环境光强度更进一步，能够检测环境光线色温情况，调整屏幕色温（冷色还是暖色），让人眼始终有非常舒适的观感。
　　伟大的定位：GPS传感器
　　在iPhone二代（2008），即iPhone3G引入了GPS，通过卫星信号，能够确定手机的位置，因此也叫位置传感器。
　　让手机具备导航功能，这让手机的使用场景又大大扩展了：譬如地图导航，基于位置服务的各种应用（没错，就是美团、滴滴等等）。
　　甚至，借助GPS定位功能，让丢失的手机能够被找到也成为可能。
　　辨别方向：磁传感器（Compass）
　　但是，GPS只能定位，不能辨别方向，只有你向某个方向进行移动，系统才能估算你的运动方向。同时，如果GPS信号不好，没有运动方向修正，这样带来的位置误差也非常大。
　　为了解决这个问题，在iPhone三代（2009）即iPhone3GS上，引入了电子罗盘（Compass），这是个磁传感器，直白点说，就是指南针的功能，只不过是基于MEMS的指南针，小到能集成在手机主板上，能够辨别手机的朝向。
　　iPhone上又一个划时代的传感器：陀螺仪（Gyroscope）
　　你在手机上玩过赛车或者平衡球等游戏吗？通过摆动手机，我们就能操控汽车转向或者球的运动轨迹，这怎么做到？
　　为了感知物体的这些动作，需要用到一个传感器陀螺仪（Gyroscope），也叫做角速率传感器。
　　而iPhone4（2010），是世界上第一个带有陀螺仪传感器的手机！
　　陀螺仪的原理，是一个正在高速旋转的物体（陀螺），它的旋转轴没有受到外力影响时，旋转轴的指向是不会有任何改变的。陀螺仪就是以这个原理作为依据，通过转动位移，来计算出转动加速度。
　　当然，iPhone上用的是MEMS三轴陀螺仪，通过转动时的电容变化量来测定角速度，再配合加速度计传感器，来计算姿态。
　　有了陀螺仪，我们就可以很灵活的操纵手机，手机里的程序，也可以根据传感器的反馈，对我们的操作进行相应计算，进行相应操作。
　　这样，手机更有趣了！通过转动、移动手机，我们就可以操纵游戏或者程序进行各种操作，这些操作以前只在电影中出现！
　　过热危险！内部温度传感器（InternalTemperatureSensor）
　　如我们所见，手机的功能越来越强大，需要更高的计算量，与此同时，芯片也带来更大的发热量。为了监测手机内部温度情况，避免过热导致的安全风险。
　　iPhone首次在手机引入了内部温度传感器，如果手机温度过热，就会提示关机等操作，以将温度降下来。从安全角度上看，苹果总是更领先其他厂家。
　　iPhone4是乔布斯最后一次亲自发布的苹果手机，之后一年乔布斯去世。
　　走了几步楼梯？气压传感器（Barometer）
　　在iPhone66Plus上，苹果引入了气压传感器（也叫气压计），有了气压计，就可以根据气压变化，准确测量海报。
　　那么，有人会问，这跟GPS测量海拔有什么不同？GPS测量海拔通过卫星信号数据计算，存在误差较大，而通过气压计则相对误差小很多。同时，在室内，譬如爬楼梯等情况，只有气压计能够准备计算爬升步数和高度。
　　此外，气压计在辅助GPS定位、室内定位、测试防水等方面，也有重要作用。
　　有趣的是，初代iPhoneSE上就没有气压计。然而，到2022年，还是有一些中低端智能手机没有配备气压计，这也是某些手机不能计算楼梯步数的原因。
　　更好的陀螺仪六轴陀螺仪
　　对于引入更先进的传感器，Apple一直有着一股执念，因为苹果始终认为，更先进、更准确的传感器，是提供更优质智能体验的基础。
　　在iPhone66Plus上，苹果除了引入气压外，还将原来一直使用的三轴陀螺仪升级为六轴陀螺仪，对于转向的辨别，能够带来更高的灵敏度。
　　iPhone66Plus上使用的MEMS六轴陀螺仪来自著名MEMS传感器厂商应美盛（InvenSense），同时还搭载了一个博世（Bosch）的三轴加速度计作为辅助。
　　为什么有了六轴陀螺仪还有加个三轴加速度计？
　　答案是体验和功耗。加速度的启动需要一个时间，专门的加速度传感器只需要3ms，而六轴陀螺仪需要30ms。另外，同样是测量加速度，六轴陀螺仪是加速度传感器的3倍电耗。于是苹果在实现上，对于手机横屏、计步这样的应用，只调用加速度传感器，而对于灵敏度比较高的场景，再用六轴陀螺仪。苹果在细节设计上，真是舍得下功夫。
　　iPhone6内含1颗InvenSense的六轴陀螺仪加速度计组合组件，以及1颗Bosch的三轴加速度计BMA280
　　不仅能感知位置还能感知压力的屏幕：压力传感器（3DTouch）
　　3DTouch是苹果在iPhone6S6SPlus上引入的传感技术，通过在屏幕上增加压力传感器，使屏幕不仅能感知手指的位置，还能感知手指按压的力度。
　　为了模拟屏幕按压的反馈，苹果特意加入了叫TAPTICEngine的反馈马达，以在按压屏幕时，根据不同压力提供相应的反馈振动。
　　然而，这一功能除了唤出二级菜单外，也只有称重等寥寥几款应用在使用，也是罕见的没有其他安卓厂商跟进的iPhone传感器技术。
　　拍出深度：激光雷达（LiDAR）
　　在iPhone12pro上，苹果引入了在此前iPad系列中已经加入的激光雷达LiDAR传感器，让iPhone的传感器阵容更加壮大，这也是手机上第一次搭载激光雷达传感器！
　　激光雷达通过发射激光获得反射，可以快速探测物体距离、记录深度信息等，目前激光雷达已被认为是实现自动驾驶的关键技术，在智能汽车中正被广泛使用。
　　通过iPhone的激光雷达，除了能够在拍照时获得更好的景深效果，还可以扫描物体的3维数据，从而生成3D图片，打破现实与虚拟的界限，在游戏、3D设计等场景有更多的可能性。
　　更好的图像传感器：建立行业拍照标杆
　　图像传感器，是手机上最重要的传感器，iPhone上最重要的三个传感器之一，拍照摄像也是消费者最看重的功能。而手机的图像传感器，不计算前置摄像头，背面由一颗、两颗，到现在的3颗、4颗已经成为手机图像传感器常规配置。
　　而无论手机图像传感器如何进化，iPhone总是各家友商对比的标杆，可以说，是iPhone奠定了图像传感器在手机的重要地位。
　　在一开始，iPhone就将手机拍照功能作为最重要的应用之一，从硬件到软件，其优化是全方位的，力度也是排在手机所有部件前列。
　　优秀的图像传感器，是带来良好摄像的基础。
　　2007年，初代iPhone配置了200万像素的CMOS摄像头，其拍照效果就走在行业前列，其拍照效果超过了同时期的诺基亚7500的200万像素摄像头。
　　iPhone手机图像传感器选择的品牌变化，见证的CMOS图像传感器风云变幻的岁月。
　　初代iPhone的CMOS图像传感器来自MicronImaging，即美光科技旗下，在当时的CMOS图像传感器市场，其排在全球第二，豪威科技第一，索尼第五。
　　初代iPhone和iPhone3G都采用的MicronImaging的图像传感器。到了2009年开始，苹果转而使用豪威科技（OmniVision）的CMOS图像传感器，一直到2011年IPone4s发布，苹果才转用索尼的CMOS图像传感器，直到今天。
　　iPhone相机图像传感器硬件的变化，很好地见证了CMOS图像传感器十余年来的技术更迭：从前照式到背照式，再到堆栈式。
　　豪威科技目前已被我国韦尔股份收购，成为地道中国企业。而豪威科技也与索尼、三星等在CMOS图像传感器领域三足鼎立，远远甩开其他竞争对手。
　　从初代iPhone的200像素的摄像头，到500万、800万、1200万，从一颗到两颗到三颗，从长焦、广角、超广角每一代iPhone发布，苹果都会对其图像传感器进行升级，使用的也都是这个星球上最好的图像传感器产品。
　　iPhone对其图像传感器和拍摄系统的重视和优化，是全方位的。
　　不断进化的生物安全识别：从指纹识别传感器到深度传感器
　　生物识别传感器，是iPhone手机上最重要的三大传感器之一。从指纹识别传感器到3D深度传感器，苹果一直在思考更好的生物安全识别方式。
　　手机里有很多重要的资料和宝贵的数据，怎么避免这些资料在手机丢失后的安全？最开始我们使用了数字密码和图案识别的方式，显然，这样不够人性化，也不够安全。
　　2013年，在iPhone5C5S上，苹果引入了指纹识别传感器（TouchID），这是首次在手机上引入了生物指纹识别传感器！
　　指纹识别传感器的加入，又开创了一条人机交互的先河，从此，解锁手机刷指纹，成为主流方式，直到今天。
　　同时，在苹果的引路下，指纹识别传感器也在消费市场得到不可思议的增长，造就了一大批指纹传感器厂商，尤其是国内的汇顶科技、迈瑞微、费恩格尔、信炜、贝特莱、思立微、集创北方、比亚迪等厂商。
　　深度传感器：舍弃指纹，用脸部解锁？
　　之后，iPhone的指纹识别传感器经过了多次迭代，最终在2017年的iPhoneX上，被去除，取而代之的是一套刘海传感器系统真深度摄像系统，这也是苹果认为替代指纹识别传感器的iPhone下一个十年的形态。
　　在iPhone的刘海上，密密麻麻遍布了8种传感器，其中深度传感器最核心的是两个部分，发射端（Dotprojector）和接收端（Infraredcamera）。
　　发射端发射出30000个点的红外激光，有一定倾斜度，然后通过人脸反射到接收端中，这样根据反射角度情况，就能判断脸部每块的深浅了。
　　如果光线太暗怎么办？iPhone增加了一个泛光照明器（FloodIlluminator），就像一个补光灯不同的是其发射的是红外线，这样即使在黑夜也不影响人脸识别了。
　　此外，位置传感器（Plroximitysensor）用来感知人脸到屏幕的距离，环境光传感器（Ambientlightsensor）用来感知环境的亮度，这些传感器都一脉相传。
　　虽然因为形态问题，iPhone的刘海屏备受吐槽，但却也一直沿用至今。那么，苹果的下一代生物识别传感解决方案会是什么？会回归屏下指纹传感器吗？
　　HeySiri！越来越多的MEMS麦克风，另一个亿级产品的诞生
　　MEMS麦克风是苹果手机最重要的三大传感器之一，从初代iPhone的一个MEMS麦克风，到iPhone4上集成两个MEMS麦克风，iPhone5上变3个MEMS麦克风。
　　可以看到，与图像传感器一样，iPhone上的麦克风也是不断地在增加，其性能也不断地被加强。
　　有了麦克风，手机就有了耳朵，可以收到声音，这也是手机最重要的功能。
　　加入第二颗麦克风，一般是为了降噪考虑，通过算法，使用两个麦克风，可以除去除语音外的环境噪声，从而带来更好的通话体验。
　　目前，一般手机都配置了两颗MEMS麦克风。
　　在iPhone上，第三颗麦克风在集成在了屏幕里，主要是为了响应语音助手HeySiri的唤醒和操作，这是一颗alwayson低功耗MEMS麦克风。
　　而MEMS麦克风等微型传感器的成熟，也造就苹果继iPhone后的另一个亿级产品AirPods的诞生。
　　2016年9月，苹果发布了第一代AirPods，以其轻巧的方便的佩戴，引爆了TWS真无线蓝牙耳机市场，AirPods及其后继者年销售量已经超过1亿副。
　　AirPods上配备了麦克风、红外传感器和一个运动加速计来进行入耳检测，同时，最新的AirPods系列耳机，配置了3颗MEMS麦克风，用于拾音、降噪、语音命令、自适应均衡等功能。
　　AirPods耳机拆解，红框为MEMS麦克风（来源：我爱音频网）
　　苹果公司产品的MEMS主要为我国厂商歌尔股份、瑞声科技等制造，经过多年的发展，歌尔股份已经成为全球最大的MEMS声学传感器厂商，中国最大的MEMS传感器企业，在全球排名第6，相关信息可参看《中国最大传感器企业是？最大MEMS公司是？这些很多人都不知道》内容。
　　今天，歌尔股份、瑞声科技、敏芯科技等为代表的中国MEMS麦克风企业，在全球已占有一席之地，因此，苹果也间接带动了我国MEMS产业的发展。
　　结语
　　遍历苹果电子产品的发展历史，我们可以发现，随着产品的升级，越来越多的传感器被应用在里面。许多传感器，譬如指纹识别传感器等，领先其他厂商一个时代，正是这些传感器，给消费者带来无与伦比的产品体验。
　　随着MEMS、柔性电子技术在传感器的深入渗透，传感器将在元宇宙、物联网、智能可穿戴等越来越多的产品上应用，而苹果，也已计划在最新的电子产品引入血压、血糖等监测传感器。
　　更好的产品，更受用户青睐的产品，必定配备更高质量的传感器。万物传感的时代，也将到来。未来，是属于传感器的时代！
　　本文部分资料引用自《iPhone这十年在传感器上的演进》
　　爆款分析：苹果AirPods3与AirPodsPro详细拆解对比
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