幫手機實現屏下指紋識別，蘋果新專利曝光

近日，蘋果獲得了一項超聲壓力和觸摸傳感器專利，可以借此生產出更薄、更加一體化的3D Touch裝置。之前有報道稱，這種結構正是蘋果沒有在iPhone X中融合屏下指紋技術的障礙所在。美國專利和商標局授予蘋果的這項專利編號為No. 9,772,721，它詳細闡述了一種通過發(fā)射和探測超聲波脈沖來探測輸入壓力的方法。具體而言，這套系統可以衡量上述脈沖與用戶手指之間的相互作用。例如，部署超聲傳感器的時候可以按照行列方式排列超聲元件，或者按照任何預先設定的形態(tài)排列一系列獨立傳感器，從而生成和接收超聲波。第一組超聲波發(fā)射到用戶的手指可能觸摸的屏幕區(qū)域，或者互動表面。超聲波或脈沖首先穿過感應面或輸入面等元件，然后被用戶手指的一部分或者其他與基底接觸的物體反射。反射回來的脈沖可以用于判斷輸入物體與傳感器之間的距離，然后用于計算壓力。還可以利用衰減（或者被接觸物體吸收的脈沖信號數量）來判斷壓力大小。例如，當手指用力按壓屏幕時，表面就會增大，因此吸收更大比例的脈沖。這項數據可以用于提高輸入壓力的計算精度。蘋果的專利指出，這種壓力傳感器陣列可以與其他感應機制配合使用，例如電容觸摸傳感器，后者可能也可以充當反射面。除了探測輸入位置外，電容層還能用于判斷多個相互隔離但卻同時輸入的壓力參數。關鍵在于，壓力感應裝置可以部署在設備的屏幕下面或上面。例如，如果超聲傳感器放在屏幕上面，就可以做成透明的，或者在部署過程中避免影響用戶的屏幕視角。這種方法與蘋果目前在iPhone中部署3D Touch壓力傳感的模式有所差異，后者將多個元件層堆疊在智能手機顯示屏的下方。

目前的3D Touch系統可以測量iPhone面板玻璃與設備背光陣列中嵌入的堅硬金屬傳感器層之間細微的電容變化。當用戶按下面板玻璃時，它與傳感器之間的距離就會減小，因而導致電容降低。雖然3D Touch生成了z極其精確的結果，但其設計非常復雜，而且擠占了有價值的內部設備空間。第二個缺點可能是造成iPhone X沒有融合屏下指紋識別系統的原因。本月有傳言稱，蘋果想要將指紋識別器作為人臉識別方案的候選模式。但現在看來，該公司徹底取消了Touch ID，轉而使用Face ID。一些行業(yè)分析師懷疑，蘋果是因為3D Touch面臨的技術問題而放棄這一方案。但內部知情人士稱，蘋果一年多以前就已經全面押注Face ID。至于蘋果當初是準備將原先的3D Touch技術融合到iPhone X，還是重新設計一套方案，目前也不得而知。今年5月有報道稱，該公司采用了薄膜工藝，通過在玻璃上加一層薄膜的設計取代金屬背光傳感器，以此大幅壓縮傳感器堆疊尺寸。等到iPhone X正式上市后，拆解測評應該可以揭開謎底。但無論如何，今天的這項專利可以解決屏下指紋識別所面臨的技術障礙，而且似乎比薄膜更加精確、更加堅固。至于蘋果是否準備充分利用這項技術，還是繼續(xù)使用單一的Face ID面部識別系統，還有待進一步觀察。