Apple、ディスプレイを通して動作する指紋センサーの特許を取得、「iPhone 8」技術を示唆

Appleは火曜日、最近の噂が信じられるのであれば、来年のiPhoneモデルに採用される可能性がある特許を取得した。具体的には、同社は現在、デバイスの画面などの構造を通じて正確な読み取り値を収集できる指紋センサーをカバーする IP を所有しています。

米国特許商標庁が発表した、Apple の米国特許に記載されている技術第9,460,332号「静電レンズを含む容量性指紋センサー」は、噂されている来年の iPhone のデザインに伴う大きな設計上のハードルに対する解決策を提供します。

報道によると、2017年のiPhoneはやります象徴的なホームボタンを備え、エッジツーエッジのOLEDディスプレイで構成される「フルスクリーンフェイス」を実現します。現在の iPhone や iPad デバイスに見られる物理的な Touch ID モジュールの代わりに、Apple はおそらく同じ機能を引き継ぐ仮想ボタンに取り組んでいると言われています。

ホームボタンは、2007 年に初代 iPhone が発売されて以来、Apple のポータブルデバイスラインアップの主力となってきました。当初は「ホームに戻る」コマンドを実行するためにマップされていましたが、ホームボタンの機能は、埋め込まれた Touch ID 指紋センサーを介して Siri を呼び出し、セキュリティを制御するように拡張されました。。

ソフトウェアコマンドは、グラフィカルボタンを使用して（または最新の3Dタッチスクリーンを押すことで）簡単に複製できますが、Appleが現在標準となっているTouch ID指紋技術をホームボタンのない携帯端末にどのように統合する計画であるかは不明でした。今回の特許は、空間の隙間を通して機能する容量性センシング技術を導入することで設計上のハードルを克服し、それによって将来のTouch IDモジュールをiPhoneのディスプレイの後ろに設置できるようにする。

一般的な指紋センサーでは、ユーザーが指を置く接触面と静電容量感知アレイの間が分離されると、指の電界がぼやけてしまいます。これにより、指紋画像の解像度が低下し、認識精度が低下する可能性があります。

ギャップによって生じるぼやけを軽減するために、Apple は静電レンズの使用を提案しています。静電レンズは、単に 1 つまたは複数のパターン化された導電層として説明されます。ただし、それらの位置、相対的な電圧、および形状に応じて、層または複数の層は、ユーザーの指に関連する電界を形成または曲げることができます。この曲がりにより、指の電場が誘電体層または空間を通過するときに受ける自然な分散が相殺される場合があります。

パターン化された導体(601)、導体の開口部、および感知素子(206)の上に配置された導電性リング(612)を備えた静電レンズ(202)の図。

Apple が説明したように、指の特定の点に関連付けられた電場は円錐として示すことができます。これらの錐体は接触面からそれぞれの頂点から広がり、互いに混ざり合うため、前述のぼやけが発生します。例を続けると、静電レンズは、形状のない円錐を受け取り、その後感知素子のアレイ全体に広がる形状のバージョンを生成して、ユーザーの指紋の正確な画像を取得するように調整されます。

ただし、静電設計には注意点が 1 つあります。 Appleは、ユーザーの指にACまたはDC電圧を供給して指を電気的に接続し、指とセンシングアレイの間に所定の電位差を提供するにはドライブリングが必要であると指摘している。同様のソリューションが既存の Touch ID ハードウェアでも使用されています。

一実施形態における容量性センサアレイ（２０６）、静電レンズ（３０４）、ディスプレイスタック（４０２）、カバーガラス（４００）、及び駆動リング（４０６）の断面図。

この文書では、単一パターンのソリューションから複数のセンサーを備えた設置まで、考えられる多数のシステム構成について詳しく説明します。最も重要なのは、この特許が、ディスプレイなどの内部コンポーネントの中断によって生じるぼやけを改善するために静電レンズを使用するシナリオをカバーしていることです。

Appleが将来のiPhoneに静電レンズを導入する計画があるのか、それとも現在のTouch IDのバージョンにこの技術のバージョンがすでに存在しているのかは不明だが、このIPは「フルスクリーンフェイス」デザインを実現するのに大いに役立っている。人生。

おそらく、今日の特許は、より大きなパズルの 1 ピースにすぎない可能性の方が高いでしょう。なぜなら、指紋センサーをハンドセットの画面の後ろに隠すには、現代の技術に比べて多くの機能強化が必要になるからです。たとえば、きれいなディスプレイ表面を作成するには、Touch ID のドライブリングをディスプレイカバーガラスと完全に統合するか、ディスプレイカバーガラスから削除する必要があります。

Apple の静電レンズの特許は 2014 年 9 月に初めて申請され、その発明者は Jean-Marie Bussat とされています。