IPhone4 MEMS傳感器介紹

IPhone4 MEMS傳感器介紹

IPhone4 MEMS傳感器介紹

    近陣子因爲IPhone 4走紅，許多媒體紛紛宣揚IPhone將引爆傳感器題材商機，在報導描述中也用上了熱門的技術名詞：微機電系統(MEMS)，指望使題材能更熱。

文章用上MEMS傳感器的稱呼，使許多人覺得IPhone 4內所用的傳感器全是用MEMS技術實現的，特別是許多蘋果粉絲，閱讀這類文章後也跟着在本身的部落格上宣揚這類題材，反而使歪述更爲擴張。所以筆者指望藉此文說明一些傳感器技術，指望能讓已擴散的歪述有點約束。

微機電系統(MEMS)概述

在正式說明前，先讓咱們瞭解何謂MEMS?關於此還必須先說明何謂IC?IC(Integrated Circuit)臺灣譯爲集成電路，就是把電子組件(如電阻、電容、二極管、晶體管等)以及由組件構成的電路，不斷縮小其長寬尺寸與總體體積，功效仍舊相同，生產成本卻能夠大幅下降。

更簡單說，就是把電子電路微型化，不斷微縮，但成本更低，且能讓電路更復雜精密，此亦是近年來俗稱的芯片。

好，IC、芯片就是電子組件、電路的微型化，但咱們可否把機械組件、機械結構也微型化，功效依然相同成本卻大幅下降。是的，此即稱爲微機械，與IC微電子概念相同。

進一步的，若把微電子與微機械結合在一塊兒，就成了微機電，微電子與微機械結合的系統，就稱爲微機電系統(MEMS)。

IPhone 4的傳感器技術

進入正題，IPhone 4到底用上了哪些傳感器呢?

1) 影像傳感器

簡單說就是相機鏡頭，因爲只牽涉到微光學與微電子，沒有機械成份在裏頭，即使加入馬達、機械驅動的鏡頭，這類的機械零件也過大，不到「微」的地步，因此此屬於光電半導體，屬於光學、光電傳感器。

2) 亮度傳感器

外界並不清楚IPhone 4用何種方式感應環境光亮度，而最簡單的實現方式是用一個光敏電阻，或者，IPhone 4直接用影像傳感器充當亮度偵測，也是可行。不管如此，此亦不帶機械成份，屬於光電類傳感器，甚至可能不是微型的，只是通常光學、光電傳感器。

3) 磁阻傳感器

簡單講就是感測地磁，這樣講仍是太學名，感應地磁就是指南針原理，將這種地磁感應電子化、數字化，就稱爲數字指南針(Digital Compass)。老實說，數字指南針技術比較偏玩具性，由於用來感測地磁的磁阻傳感器，很容易受環境影響(如高壓電塔旁、馬達旁)，必須時時校訂纔有用。

磁阻傳感器目前沒有被視爲熱門的MEMS組件，有些MEMS組件會追加整合磁阻感測能力(如ADI的產品，且目標應用是魚雷用途)，但通常而言磁阻傳感器尚無迫切微型化的跡象。

4) 近接傳感器

近接傳感器的實現技術很是多種，能夠是紅外線(例如便利商店的自動門、男生公共廁所的自動沖水器)、能夠是超音波、雷射等，太多太多。一樣的，Apple沒講，咱們只能亂猜或儘量網搜，不過，近接傳感器也沒有迫切微型化的須要，不在熱門MEMS組件之列。

5) 聲波傳感器

學名聲波傳感器，俗名麥克風。是的，IPhone 4 爲了強化聲音質量，使用2組麥克風與相關運算來達到降噪(下降噪音)的效果，這種技術稱爲數組麥克風(Array MIC)，事實上早在Apple實行以前，2004年Wintel就已經在PC上提出過，差異是Apple用於手機，Wintel用於PC。

麥克風須要微型化嗎?是的，須要，至關須要，且使用一個以上的麥克風，麥克風的體積縮小需求就更迫切，麥克風也牽涉到機械(聲波會使微型機械振動)，並將機械振動轉換成電子信號，所以微型化的麥克風，是個徹徹底底的MEMS傳感器。

6) 加速度傳感器

俗稱加速規、G-Sensor，能夠感應物體的加速度性。事實上加速度傳感器的實現方式也是許多種，MEMS只是手法之一，用MEMS實現加速度傳感器確實是目前的趨勢。

加速度傳感器通常有「X、Y兩軸」與「X、Y、Z三軸」兩種，兩軸多用於車、船等平面移動爲多，三軸多用於飛彈、飛機等飛行物。而不用多說，Wii遙控器也是用三軸，IPhone能夠感應實體翻轉而自動對應翻轉畫面，也是靠這個傳感器。

7) 角加速度傳感器

更簡單講就是陀螺儀，陀螺儀實現技術有機械式與光學(紅外線、雷射)式，第六項的加速度傳感器比較能感測平移性，但對於物體有個軸心，進行角度性的移動，則其感應效果不如陀螺儀好，因此許多應用多半是混何使用加速度傳感器與陀螺儀，而今IPhone 4也從善如流。不過，IPhone 4確實是率先使用陀螺儀的手機。

結語

說了這麼多，真的稱得上MEMS傳感器的，其實只有麥克風、加速度傳感器、陀螺儀等三個，其餘的傳感器可能是誇大延伸，不是不用微型化，就是根本沒用及機械技術。

不過，從整個IPhone發展歷程來看，IPhone的簡約感、流暢使用體驗等大致已定調，短時間內難有更高做爲，所以也開始走入通常產業的純規格、功效競賽，IPhone 4及後續機種可否靠高規格、先進傳感器而持續走紅，恐有待時間觀察與驗證了。