AppleはTouch IDだけでなく、画面にアンテナを埋め込むことを検討している

将来の Apple デバイスは、ディスプレイの下に大きな Touch ID を提供するために画面をさらに活用し、さらに大きなアンテナを埋め込むことで Wi-Fi と携帯電話の受信を改善する可能性があります。

これは、Apple が長年にわたって取り組んできたトレードオフであり、ベゼルやノッチを減らしながら、より良い信号受信と安全なユーザー認証を提供する方法を提供する方法です。現在、Apple は両方を備えたエッジツーエッジのディスプレイを入手する方法を見つけたかもしれません。タッチIDそしてその中にアンテナがあります。

Appleが特許を取得してディスプレイ下のTouch IDを検討していることが繰り返し示されているその話題について、いくつかの点に関して音響画像処理解決策、いくつか赤外線付き。このアイデアもまた、噂の対象とアナリストの主張ミンチー・クオ、そしてツイッターでの流出。

しかし、これらすべてにもかかわらず、ディスプレイの下にセンサーを移動することが非常に複雑であるため、Apple がそれを実行しなかった理由については、あまり議論されていません。新たに明らかになった特許出願では、問題を詳しく説明しており、それぞれの層が単に光を通過させるだけではなく、複数の層からディスプレイを構築することを含む解決策を提案している。

関連する特許出願では、ディスプレイの下で Touch ID を使用できるようにすることに加えて、これらの層を使用して RF アンテナを画面に組み込むことについても取り上げています。 Wi-Fi や携帯電話に必要な信号には露出したアンテナが必要なので、iPhone のディスプレイの領域全体を占めるアンテナのほうが、デバイスの側面の狭い帯域よりも優れているはずです。

「角度に焦点を当てた狭視野フィルターを使用したディスプレイ下の指紋検知の強化」によって提出されましたAppleは2019年6月に発表しましたが、今になって初めて明らかになりました。

「指紋のセンシングと照合は、個人の識別または検証のための信頼できる技術として広く使用されています」と始まります。 Face ID の存在さえ認めずに、特許出願は Touch ID が依然として有用である理由を主張しています。

「光学式指紋センサーは、電子機器、より具体的には携帯機器における検証および／または認証に特に有利である可能性がある」と同誌は述べている。「光学式指紋センサーが電子デバイスまたはホストデバイスに統合されている場合、認証は、たとえばホストデバイスのプロセッサによって迅速に実行できます。」

問題は、Touch ID に依存する場合は、信頼性が高く、高速でなければならないことです。これは、古いホームボタンなど、Touch ID センサーが小さい場合に特に問題になります。

「光学式指紋センサーが直面する課題には、ガラスと空気の界面が狭い領域の照合には十分に安定していないため、長期にわたる性能の一貫性が含まれます。」と特許は続けています。「その一方で、相補型金属酸化物半導体（CMOS）を使用した大面積センサーは費用対効果が高くありません。」

「さまざまな角度での異なる反射光線を分離することは、別の課題です。反射光線を分離するには多くの照明パターンを使用する必要があり、これにより画像取得時間が長くなります（たとえば、数秒）」と同研究者は述べています。

解決策は、Touch ID センサーを大きくすることだと思われますが、製造コストが高くついたり、デバイス上のスペースを占有しすぎたりするほど大きくはなりません。したがって、センサーをディスプレイの下に配置する方法を見つければ、問題を解決できる可能性があります。

特許出願の大部分は、ディスプレイに画像を表示できるように光を放射する一方で、指紋の光学スキャンをデバイスに反射することの難しさに焦点を当てています。

指 (110 のラベル) がディスプレイの層に触れている状態を示す特許の詳細

Appleの提案は、「発光層、光学層、フィルター層、ピクセル化されたイメージセンサーを含む」ディスプレイに関するものである。

「発光層は透明層で覆われており、透明層に接触する表面を照明することができ、表面からの反射光を光学層に透過させることができる」と特許出願には記載されている。「光学層またはフィルタ層の少なくとも 1 つにより、角度に焦点を合わせた反射光の FOV フィルタリングが可能になります。」

FOV は視野のことであり、この特許出願の中心となるのは、表示された画像と指紋の光学的走査を異なる角度から実行できるという考えです。

一例として、Apple は、ユーザーの指を「右側から照らす」ことができ、「ある角度 (たとえば 42 度) で放射された光が反射され、画像に到達する可能性がある」と示唆しています。エリア。"

Apple は特許出願全体を通じて、光が物体によって遮断されるオクルージョンに関心を持っています。ただし、指紋のスキャンが複数の角度から行われる場合、デバイスは角度ごとに異なるオクルージョンを考慮に入れることができます。

「これは、追加のオクルージョンパターン (2 番目のオクルージョンパターン) が、タッチの同じ領域に関連しているにもかかわらず、最初のオクルージョンパターンとは異なるためです」と Apple は述べています。「さらに、さまざまな方向からの照明により、より多くのオクルージョンパターンが生成され、タッチディスプレイ層の OLED のオクルージョン効果を平均化し、軽減するために使用できます。」

発明者として認められている 3 人のうち 2 人、Mohammad Yeke Yazdandoost 氏と Giovanni Gozzini 氏も、関連する特許出願に記載されています。「電子デバイスディスプレイの発光層に入射する光を検出するためのセンシングシステム」センサーをベゼルの下に隠すのではなく、ディスプレイ内にセンサーを埋め込むことも同様です。

ディスプレイにRFアンテナを埋め込む

Appleが自社のディスプレイをもっと活用する決意を示していることを示唆しており、新たに明らかになった同様のアイデアに関する2番目の特許出願は、4人の発明者からなる全く別のチームによるものであるとされている。

この場合、「ディスプレイ一体型ハイブリッド透明アンテナ」は、関係する画面内に無線フロントエンドモジュール (RFEM) を埋め込む方法。

「今日のワイヤレスシステム (たとえば、スマートウォッチや主要なディスプレイ機能を備えたその他のデバイス) は、より小さなベゼルまたはベゼルレスディスプレイソリューションでエッジツーエッジディスプレイを実現しようと努めています」と特許出願には記載されています。

画面内アンテナとの間で信号がどのように送受信されるかを示す特許の詳細

「特にスマートウォッチ、スマートグラス、スマート健康関連モニタリングデバイスなどのウェアラブルデバイスの場合、ディスプレイは小さく、無線通信の数（例：Bluetooth、GPS、WiFi、3G/4G/ LTE、FM など）をサポートする必要があり、関連するアンテナが増加しています。」

「このようなデバイス向けのアンテナソリューションは困難な場合がある」と述べた後、特許出願では 12,000 ワードを費やして提案されたソリューションの詳細を説明しています。詳細には、Bluetooth から WLAN まで、すべてのアンテナのさまざまなニーズがカバーされていますが、大まかな原則はすべて同じです。

Appleの提案は、「液晶ディスプレイ（LCD）層、タッチパネル層、カバーガラス層を含む多層ディスプレイを含む」デバイスに関するものである。

「この装置には、RF信号を送信するように構成されたアンテナがさらに含まれています」と続きます。「アンテナには、給電線を介して無線フロントエンドモジュールからRF信号を受信するように構成された一次結合給電構造が含まれています。アンテナには、RF信号を放射するように構成された生成構造も含まれています。」

アンテナとの間で信号を送受信する際に問題が発生します。しかし、重要なのは、ディスプレイにアンテナを埋め込むことで、ディスプレイルームを失うことなく、より広い受信エリアを確保できるということです。