iPhone 4 MEMS傳感器技術詳細解析

近期由于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(tǒng)（MEMS），期望使題材能更熱。

MEMS傳感器的稱呼，使許多人以為iPhone 4內(nèi)所用的傳感器全是用MEMS技術實現(xiàn)的，特別是許多蘋果粉絲，閱讀這類文章后也跟著在自己的部落格上宣揚這類題材，反而使歪述更為擴張。因此筆者期望藉此文說明一些傳感器技術，期望能讓已擴散的歪述有點約束。

微機電系統(tǒng)（MEMS）概述

在正式說明前，先讓我們了解何謂MEMS？關于此還必須先說明何謂IC？IC（Integrated Circuit）臺灣譯為集成電路，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整體體積，功效仍舊相同，生產(chǎn)成本卻可以大幅降低。

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，但我們能否把機械組件、機械結構也微型化，功效依然相同成本卻大幅降低。是的，此即稱為微機械，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起，就成了微機電，微電子與微機械結合的系統(tǒng)，就稱為微機電系統(tǒng)（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，由于只牽涉到微光學與微電子，沒有機械成份在里頭，即便加入馬達、機械驅(qū)動的鏡頭，這類的機械零件也過大，不到「微」的地步，所以此屬于光電半導體，屬于光學、光電傳感器。

2) 亮度傳感器

外界并不清楚iPhone 4用何種方式感應環(huán)境光亮度，而最簡單的實現(xiàn)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。無論如此，此亦不帶機械成份，屬于光電類傳感器，甚至可能不是微型的，只是一般光學、光電傳感器。

3) 磁阻傳感器

簡單講就是感測地磁，這樣講還是太學名，感應地磁就是指南針原理，將這種地磁感應電子化、數(shù)字化，就稱為數(shù)字指南針（Digital Compass）。老實說，數(shù)字指南針技術比較偏玩具性，因為用來感測地磁的磁阻傳感器，很容易受環(huán)境影響（如高壓電塔旁、馬達旁），必須時時校正才有用。

磁阻傳感器目前沒有被視為熱門的MEMS組件，有些MEMS組件會追加整合磁阻感測能力（如ADI的產(chǎn)品，且目標應用是魚雷用途），但一般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(xiàn)技術非常多種，可以是紅外線（例如便利商店的自動門、男生公共廁所的自動沖水器）、可以是超音波、雷射等，太多太多。同樣的，Apple沒講，我們只能亂猜或盡可能網(wǎng)搜，不過，近接傳感器也沒有迫切微型化的需要，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 為了強化聲音質(zhì)量，使用2組麥克風與相關運算來達到降噪（降低噪音）的效果，這種技術稱為數(shù)組麥克風（Array MIC），事實上早在Apple實行之前，2004年Wintel就已經(jīng)在PC上提出過，差別是Apple用于手機，Wintel用于PC。

麥克風需要微型化嗎？是的，需要，相當需要，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），并將機械振動轉(zhuǎn)換成電子信號，因此微型化的麥克風，是個不折不扣的MEMS傳感器。

6) 加速度傳感器

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

加速度傳感器一般有「X、Y兩軸」與「X、Y、Z三軸」兩種，兩軸多用于車、船等平面移動為多，三軸多用于飛彈、飛機等飛行物。而不用多說，Wii遙控器也是用三軸，iPhone可以感應實體翻轉(zhuǎn)而自動對應翻轉(zhuǎn)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(xiàn)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，但對于物體有個軸心，進行角度性的移動，則其感應效果不如陀螺儀好，所以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。