iPhone这十年在传感器上的演进 | Light View（三）

jianchaoi

七、iPhone 5C/5S（2013）

指纹识别（Touch ID）

iPhone 5S 增加了指纹识别，解除屏保不用输密码了。指纹识别同样是一个识别指纹的传感器。

协处理器 M7（Motion coprocessor，不是传感器，是专为传感器服务的处理器）

传感器越来越多，对 CPU 的资源占用越来越大，耗电量也越来越大。于是苹果推出了 M7 协处理器，把这些运动相关的传感器（包括加速度传感器、陀螺仪、磁力传感器）的数据采集与处理，都交由 M7 来完成，这样降低耗电量，并且让 CPU 可以专门做其他的事情。

M7 并不是传感器，只是苹果设计出来专门为传感器信息处理服务的，我把它列出来，主要是为了强调苹果在传感器周边所花的心思。

更大单位像素的摄像头

许多人有个误区，就是觉得摄像头的像素越多越好，比如会觉得 1200 万像素的摄像头要比 800 万像素的更好。其实不是的，还要看每个像素能够接受的光线强度，色彩丰富度。iPhone 5S 使用了更大面积的图像传感器，但像素依旧是 800 万像素，这样每个像素对应的传感器宽度从 1.4 微米提升到了 1.5 微米，也就是面积增加了 15%，这样单个像素的采光情况更好，进而提升的拍照质量。相反，有些手机的摄像头有 1300 万像素，但是可能只是 1.1 微米，这样采光情况要差一些，拍出来的照片质量就大打折扣了。所以苹果说“Bigger Pixels = Better Pictures”。

这一代还升级了闪光灯为双闪光灯，一个暖光一个冷光，这样再配合光度传感器（我目前尚不确定是否采用的正面听筒旁边的光度传感器，还是在主摄像头或者闪光灯里还隐藏了一个），可以打出匹配环境的光亮，这样拍出来的照片更为融合。闪光灯本身并不是传感器，配合光度传感器，发挥了更好的效果。

八、iPhone 6/6 Plus（2014）

近场通信（NFC）

在 iPhone 5S 上有了指纹识别，而 iPhone 6 上就增加了近场通信（也是电磁波），两个叠加到一起，就成了 Apple Pay，从此刷卡变成了刷手机，输入密码变成了刷指纹。虽然这些技术以前都有，但是苹果擅长就是把它们整合成优质的服务。我自己在星巴克用过几次，遗憾的是我的信用卡还有密码，刷了之后还得再输密码。。（据说现在已经不用输密码了，我改天去确认一下。）

气压计（Barometer）

有了气压计，就可以测量海拔了，还可以测量你爬了多少层楼梯。对我这样的户外爱好者来说，爬上某个山头，就可以看看到底有多高了。可能有人会有一个疑惑，我们在初中课本里不是学过，空气湿度对气压的影响吗？会不会因为天气不同，对测试的误差影响很大？从我目前收集到的资料来看，这个影响很小，可以忽略。

六轴陀螺仪

iPhone 6 系列中的陀螺仪是六轴的，相比 iPhone 4 所使用的三轴陀螺仪多了三轴，主要是增加了三个轴的加速度计。按道理来说，就不需要再有专门的加速度传感器了，可以二合一了。可有人拆机后发现，还有专门的加速度传感器，这是为何呢？

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 3 ms，而六轴陀螺仪需要 30 ms。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。

更好的图像传感器

iPhone 6/6 Plus 采用了新的图像传感器，拍照效果更好。比如采用了一种叫做 Focus Pixels （相位检测自动对焦）的技术，可以使对焦速度更快。具体技术细节我也不懂，据说早就在单反相机上成熟应用，手机上应用的还比较少。

iPhone 6 Plus 还增加了光学防抖，直接感受就是拍出来的照片在略微抖动的情况还会比较清晰。其基本原理是这样的：人拍照时相机抖动的话，等于同一物体，投射到了不同图像传感器的像素上。那么通过陀螺仪，监测到抖动的加速度情况，进而计算出位移情况，将摄像头向相反的方向移动，就实现了去除抖动带来的影响。当然，为了实现这一点，iPhone 6 Plus 的摄像头不只是能够前后伸缩，还能够上下左右移动。


九、iPhone 6S/6S Plus（2015）

压力传感器（3D Touch）

iPhone 6S 增加了屏幕压力传感器，能够采集到按压力度，这样在交互上可以玩出新花样来。屏幕能够感知到手按压的力度，但人并不会感受到屏幕真的被按压下去了。为了给人以反馈，内部增加了一个叫 TAPTIC Engine 的设备，根据压力，会产生振动，这样人就能感受到按压了。但目前来看，这一功能的应用并不是特别广泛。

500 万像素前置摄像头

前置摄像头都 500 万像素了。

1200 万像素摄像头

后置摄像头升级到了 1200 万，光感更好。

在今年初，苹果还发布了 iPhone SE，主要是迎合喜欢小屏幕的客户。外观上就是 iPhone 5S 的翻版，配置上更接近 iPhone 6S，如摄像头是 1200 万像素的，只是没有 3D Touch 功能。没有太多可说的地方，直接跳过。

十、iPhone 7/7 Plus（2016）

非机械按压 Home 键

iPhone 将 Home 键换成了非机械按压式的，如果你按着没感觉，是不是很不爽？所以苹果把在实现 3D Touch 所用到的 TAPTIC Engine 振动器加大，按压的时候振动一下，给你一种错觉，按键按压下去了。有了这种方式，一是不容易损坏（有人担忧按键是不会坏了，振动器是不是更容易坏了？），二是防水性更好，三是在玩游戏的时候，可以采用振动反馈，想象一下振动手柄。

700 万像素前置摄像头

前置摄像头都升级到了 700 万像素。

更好的摄像头

采用更快速的图像传感器，拍照更快了。并且在 iPhone 7 上，也增加了只有在 Plus 系列才有的光学防抖。


闪烁传感器（Flicker sensor）

我们平时用的电灯之类的，都是交流电人造光，看着光线很稳定，实际是在不断的闪烁。这样在拍照时，因为图像传感器是一行行采集的图像，这样不同行采到的人造光影响可能就不一样，会导致拍出来的照片色彩不均。于是苹果增加了一个闪烁传感器，不断采集到光线情况，这样在图像处理时，就可以进行修正。闪烁传感器应该是和图像传感器放在一起的一块芯片，获取光线应该就是通过镜头，这点还有待确认。

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