匆匆一年，農歷“機”年即將過去，這一年各大智能手機廠商在傳感器的創新應用亮點頗多，讓人腦洞大開。對2017年智能手機的傳感器創新應用的盤點。隨著2018年CES上vivo首爆屏下指紋識別手機即將成真，不得不感嘆這個行業的創新能力可謂是2017年生“機”勃勃，2018年更加“旺旺旺”！

1、全球首款分子識別智能手機：長虹H2

傳感器創新應用亮點：嵌入SCiO分子傳感器，掃一掃化學成分盡收眼底

手機發布時間：2017年1月

長虹發布的首款旗艦級智能手機H2

美國時間2017年1月6日，在拉斯維加斯CES 2017展會現場，長虹公司發布了全球首款分子識別手機——長虹H2。通過分子識別手機，用戶能快速檢測果蔬糖分、水分、藥品真偽，以及皮膚年齡和酒水類等物質。

長虹H2分子識別手機的核心功能

長虹H2集成了Consumer Physics公司SCiO分子傳感器。Consumer Physics公司的SCiO分子傳感器是一款便攜式光譜儀，只需對著物品輕輕一掃，就能馬上提供化學成分等有用信息。同時，Consumer Physics公司和亞德諾半導體（Analog Devices）共同合作開發從傳感器到云端的平臺，將這項技術嵌入到智能手機、可穿戴設備、工業和醫療等領域，允許用戶快速、可靠地檢測出化學成分，類似于質量控制，可以檢測很多化學成分，如卡路里、脂肪、糖分、蛋白質；水果和蔬菜中的含糖量；飲料酒精含量；燃料和石油的化學成分……

一款SCiO分子傳感器（便攜式光譜儀）拆解分析

SCiO分子傳感器背后的科學依據是近紅外光譜技術（NIR）。近紅外光譜技術原理基于每一種獨特的分子振動，與光相互作用形成獨一無二的信號，這個信號需要通過使用光學傳感器和信號調理器件來識別，使用高級算法更新數據庫來分析光譜，并實時傳遞樣品分析信息。SCiO開發包（SCiO Developer Kit）可以幫助感興趣的開發人員開發自定義應用程序。

2、全球首款同時支持AR和VR的智能手機：華碩ZenFone AR

傳感器創新應用亮點：AR/VR通吃，顛覆使用體驗

手機發布時間：2017年1月

華碩智能手機ZenFone AR

2017年國際消費性電子展（CES）上，華碩發布了ASUS ZenFone AR ，這是全球首款同時支持 Tango 技術和 Daydream 技術的智能手機，不僅可透過運動追蹤（motion tracking）、深度感知（depth perception）和區域學習（area learning）體驗增強現實（AR），還可與 Google 平臺相容，實現高品質的移動虛擬現實（VR）。

Tango源自于Google Advanced Technology and Projects group（ATAP），是谷歌為實現移動設備位置感知而研發的一系列產品與技術的集合。其核心技術主要包括三部分：（1）運動追蹤（Motion Tracking）：通過移動設備自帶的多種傳感器，在不通過外界信號的情況下（如GPS、WiFi、藍牙Beacon等），實時獲取設備的姿態與位置，追蹤設備在三維空間中的運動軌跡。（2）環境學習（Area Learning）：利用視覺信息記錄與索引外界環境，自動矯正環境構建與運動追蹤中積累的誤差，識別重復環境。（3）深度感知（Depth Perception）：利用自帶的景深傳感器掃描外界三維環境，構筑三維模型，再配合運動追蹤，即可告訴設備在空間中的位置，與四周障礙物的距離。第一代的Tango原型平板采用了結構光（Structured Light）技術，而第二代的Tango原型手機以及Phab 2 Pro則采用了飛行時間（Time of Flight）技術。

Daydream（意為“白日夢”）是一個虛擬現實（VR）平臺，由Google為第七代Android移動操作系統——Android Nougat開發。最初于2016年5月舉行的Google I/O開發者大會上宣布。與Google的第一代VR平臺Google Cardboard不同，Daydream自Android 7.1 Nougat起便集成在Android操作系統中。Daydream平臺規范包括軟件和硬件兩方面，與之兼容的手機標識為“Daydream-ready”。

3、全球首款內存嵌入圖像傳感器的智能手機：索尼Xperia XZ和Xperia XZ Premium

傳感器創新應用亮點：三層堆疊式CMOS圖像傳感器，提升高速動作的捕捉能力

手機發布時間：2017年2月

索尼智能手機Xperia XZ Premium

索尼率先將自家研發的業內首款面向智能手機的三層堆疊式CMOS圖像傳感器IMX400（名為“Motion Eye”）配置在2017年款的Xperia旗艦機型中。采用F2.0光圈，傳感器尺寸為1/2.3英寸，不過由于像素數相比上代有所降低至1900萬有效像素，所以單位像素尺寸提升為1.22μm，更大的傳感器尺寸和光圈可以在低照度條件下拍攝出更加出色的畫面。

索尼CMOS圖像傳感器芯片IMX400的三層堆疊結構

全新的三層堆疊式CMOS圖像傳感器在傳統的背照式CMOS圖像傳感器層和邏輯處理技術層上添加了一個DRAM層。此外還具有960fps畫面更新率。DRAM層在整個CMOS圖像傳感器中充當緩存，用于存儲像素層獲取到的圖像數據，因此大幅提升了CMOS圖像傳感器處理數據的速度，允許用戶以最小的失真來拍攝快速移動物體的靜態照，此外還支持每秒1000幀拍攝1080P超慢速動作電影，是索尼IMX318芯片的8倍。該芯片還支持每秒60幀的4K視頻錄制。全新的三層芯片能夠在1/120秒內讀取1930萬像素圖片，是IMX318芯片的4倍。這減少了讀取每個像素行的時間間隔。這對于缺乏機械快門來控制曝光的智能手機尤其重要。

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4、全球首款前后雙攝智能手機：金立S3

創新應用亮點：硬件級虛化，四攝拍照更美

手機發布時間：2017年5月

金立智能手機S10聚焦年輕人群，由薛之謙代言

為了獲得更清晰的畫面，金立S10搭載前置2000萬+800萬雙攝，后置1600萬+800萬雙攝。其中1600萬像素的主攝像頭搭載6P鏡頭模組和高達F1.8的最大光圈，讓金立S10得以輕松應對各種暗光環境拍攝，噪點更小，自拍時更顯自然。

在背景虛化方面，金立S10前后都配備了兩個可同時工作的攝像頭，通過成像的差異，計算不同物體的景深，從而把主體識別出來。主體數據和景深數據通過ISP處理，并在ISP的Hardware Engine（硬件引擎）內獨立運算并合成，做到主體突出、背景虛化。金立S10不僅擁有前置雙攝，還自帶一顆柔光燈，是一款不折不扣的自拍神器。

5、全球首款采用結構光原理3D攝像頭智能手機：蘋果iPhone X

傳感器創新應用亮點：人臉識別，安全可靠的新解鎖方式

手機發布時間：2017年9月

蘋果十周年版iPhone X攜3D攝像頭，重新定義下一代智能手機

iPhone X采用結構光原理的3D攝像頭系統，主要由近紅外攝像頭、ToF測距傳感器+紅外泛光照明器、RGB攝像頭、點陣式投影器和彩色/環境光傳感器五個子模塊組成。連接到ToF測距傳感器的紅外攝像機發出信號，指示攝像頭在檢測到臉部時拍攝照片。 iPhone X接著激活它的點陣式投影器拍攝圖像。然后將一般圖像和點圖案圖像發送到應用程序處理單元（APU），該應用程序處理單元通過神經網絡訓練識別手機用戶并開啟手機。

3D攝像頭實現Face ID功能，實現了人機最自然的交互方式——看一眼就實現開機、付款等功能。這是一套強大、安全的驗證系統，用起來甚至比Touch ID還要便捷、快速。注視感知功能的加入使得Face ID非常安全，用戶可以放心將它用于Apple Pay。

6、全球首款集成多光譜傳感器的智能手機：蘋果iPhone X

傳感器創新應用亮點：改善環境光感測能力，真實還原色彩

手機發布時間：2017年9月

ams為iPhone X定制開發的多光譜傳感器

蘋果與ams（艾邁斯）合作，為智能手機iPhone X定制開發了一款多光譜傳感器，以達到改善環境光感測能力的目的。該款多光譜傳感器位于iPhone X手機正面，主揚聲器上方。其架構使得其能感應很寬的光譜，結合擴散片（diffuser），6通道傳感器芯片能感測紫外光、紅光、綠光、藍光、近紅外1（NIR1）和近紅外2（NIR2）。這使得iPhone X可利用該傳感器感知環境的相關色溫（CCT）水平，進而調整顯示顏色和亮度。

以往屏幕色彩管理大都采用RGB顏色傳感器， RGB并不是從人眼真實的色彩感覺出發，而是通過紅綠藍三色調和出的各種顏色，來“欺騙”人眼和大腦，對真實色彩的還原度誤差在10~15%之間。XYZ是人眼標準反應曲線的模型，同時也展現了視網膜的長、中、短感光錐細胞對于光的光譜功率分布反應。雖然紅、綠、藍被視為可視光譜的代表，但它與實際的RGB顏色分布并不符合。

ams為iPhone X定制的這款多光譜傳感器則是創新地采用XYZ感測技術。XYZ感測技術根據環境的相關色溫（CCT）和亮度調節顯示屏的色溫（變暖或變冷）和亮度，使顯示屏的顯示效果看起來像紙張；通過高質量的校準提升顯示器的白平衡和圖像逼真度；相機可得到更逼真的、幾乎零顏色失真的圖像，白平衡性能可與專業級攝影設備媲美。

7、全球首款采用壓阻式柔性材料的邊緣觸控智能手機：Google Pixel 2

創新應用亮點：單手握持式操作，更符合人體工學

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手機發布時間：2017年10月

Google Pixel 2

Google Pixel 2上炫酷的功能，源自于HTC的邊緣觸控（Edge Sence）。通過用力按壓手機的兩側邊框，Google Pixel 2可以快速打開智能語音助手Google Assistant。

邊緣觸控功能可快速打開智能語音助手

智能手機邊緣觸控并非新鮮功能，但以前的手機都是采用電容式壓力感應技術。Google Pixel 2的邊緣觸控（Active Edge0的功能而是由一對柔性薄膜實現。壓通過在電路板基材上印刷了一種特殊的高靈敏度壓阻式柔性材料。在受力產生拉伸或壓縮時，電阻值會發生顯著變化，因而可以用作壓力傳感器。而這款柔性薄膜壓力傳感器則來自深圳紐迪瑞的NDT邊緣觸控解決方案。

深圳紐迪瑞的NDT邊緣觸控解決方案已得到Google的認可

這款NDT微壓力應變器的應變系數為傳統應變片的5倍，最小激發力50g，壓力分辨率15g（1mm玻璃面板），靈敏度更高。從原理上，對比電容式壓力傳感器的雙層極板結構，微壓力應變器技術可以直接檢測發生在觸控面板的微小形變，無需與系統內其他結構部件產生關聯，實現獨立模組化。這種單層結構的壓力感應解決方案極大降低了手機堆疊設計的難度，同時在可量產性和產品可靠性上也可以實現大幅提升，實現壓力傳感器的即貼即用。在成本方面，NDT微壓力應變器不存在電容傳感器具有的生產過程一致性難以保證、跌落或者扭曲會改變參數需要重新校準、返修復雜等問題，工程難度更低，穩定性更高，壽命周期更長，因而具有綜合成本優勢。

8、全球首款搭配“散斑結構光”配件Jupiter X的智能手機：華為榮耀V10

傳感器創新應用亮點：安卓陣營的人臉識別領跑者

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手機發布時間：2017年11月

華為榮耀V10發布會現場

與iPhone X直接將3D深度攝像系統集成到了手機頂部不同，榮耀V10的3D人臉識別功能需要搭配額外的手機配件——全球首款“激光散斑結構光”手機配件Jupiter X（供應商舜宇光學的內部料號），華為稱之為“點云深度攝像頭”的輔助。單純從外形看，Jupiter X只是一個獨立于手機系統之外的配件，但不可否認的是，這款配件是當下除了蘋果 TrueDepth 攝像頭之外唯一應用在手機上的 3D 人臉識別配件產品，可以說華為已經是安卓陣營的領跑者了

華為榮耀V10 “激光散斑結構光”配件Jupiter的內部結構剖析

3D深度攝像系統有通過雙攝像頭的雙目視差原理通過三角測量法，或者通過結構光來獲得空間編碼，通過三角測量法來獲得深度信息，抑或是飛行時間法（ToF）。不過，華為這款配件采用了一種激光散斑結構光來獲得深度信息。那么它的原理呢？當激光通過粗糙透明表面（如毛玻璃）并投射在物體表面時，在物體表面可以觀察到無規則分布的明暗斑點，即激光散斑。這種激光散斑的產生是當激光照射在粗糙表面上時，表面上每一點都要散射光，而空間個點都接收這些相干散射光的照射就形成了激光散斑，散斑場按光路分為兩種，一種散斑場是在自由空間中傳播而形成的（也稱作客觀散斑），另一種是由透鏡成像形成的（也稱作主觀散斑）。而對于空間各點形成的激光散斑，其中包含了空間每點的深度信息，通過紅外攝像頭來捕獲所形成的散斑，通過特征的提取，分類器的訓練，最終可以獲得關于空間每點所形成的散斑中所包含的深度信息。

9、國內首款同時搭載人臉識別、指紋識別與虹膜識別三重識別技術的手機：國美U7

傳感器創新應用亮點：三重識別，安全保障升級

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手機發布時間：2017年12月

國美U7具備虹膜、人臉、指紋三重生物認證

國美U7是國內唯一一款搭載三重生物識別的全面屏手機，可謂在安全和隱私保護方面下足了本錢。除了常見的指紋認證以外，基于面部識別的Face-Me 2.0技術實現了應用鎖、鎖定查看、通訊隱身等功能，更強保護用戶隱私，化解社交尷尬。例如在圖庫和微信下，可以單圖、多圖限定啟動“鎖定查看”功能，這樣在借閱手機時，別人就只能查看限定內容，而機主則可經人臉識別后，自由翻閱。而當有來電和新消息時，只有預先錄入人臉識別的機主才能看到詳情。

虹膜里隱藏的“密碼”

基于虹膜識別的鑰匙串技術則充當了用戶各類密碼的“萬能鑰匙”。能夠幫助用戶存儲各類APP的用戶名和密碼，還能自動填寫。用戶只要接受虹膜掃描就相當于完成密碼輸入的動作，解決了忘記密碼、密碼太多、輸入麻煩等不便，更不用擔心因為自動記憶密碼導致的隱私外泄問題。