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iPhone 8或将集成创新的红外指纹识别技术

麦姆斯咨询
2017-02-17
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麦姆斯咨询报道,2月14日一项苹果专利授权曝光,表明苹果公司正寻求利用其收购的LuxVue公司的技术,在新产品上采用能读取指纹的显示屏,传统的指纹传感器或将消失。传言该设计将应用在2017年推出的iPhone 8。

美国专利和商标局于本周二公布了苹果公司美国专利号为9570002的“集成红外二极管的交互式显示面板”,详细介绍了这项采用微型LED传感技术的触摸显示屏,而非大多数移动设备采用的主动矩阵硬件。

LuxVue是一家专门从事高效微型LED显示器及相关技术的小公司。苹果公司在2014收购了该公司(具体交易金额未公布),其知识产权也随之划归苹果公司名下。

这项转移的技术还在微型LED显示器上配备了红外线发射器和传感器,从而有能力完全取代现在主流的电容式指纹传感器组件。该设计可使触摸面板和指纹传感器集成于一体。与外界传言的iPhone 8的无边框屏幕设计、“消失”的HOME键和Touch ID指纹传感器相吻合。

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苹果公司目前采用的指纹传感技术需要用户在操作过程中手指接触电容驱动环。如果要实现传言中的无边框显示屏,苹果需要做充分的整合,很可能取消玻璃盖板下的驱动环。

苹果公司很有可能在寻找替代Touch ID指纹传感器的更先进的新方案。例如,一款既能够作为输入设备又可以作为指纹识别的触摸屏,将节省空间,并赋予更大的设计灵活性。但找到这种可行方案的过程是艰巨的,因为指纹传感器读数需要高度准确,困难度远远超过传统的触摸屏。

LuxVue公司认为已经解决这个难题,至少说正在解决。根据专利信息,微型LED可作为标准电容触摸阵列的替代品。具体而言,单独的红外发射器与传感二极管连接作为驱动,选择电路用于创建子像素电路。由于其体积小,这些红外二极管可以与RGB LED嵌入显示基板,或者安装微型芯片上后再集成到所述基板。

所谓的“交互像素”(interactive pixels),这种子像素排列可以将红、绿、蓝、红外发射、红外感应LED(RGBIRSIR),以及其他颜色的阵列集成在分辨率非常高的面板。在一些实施案例中,该系统可以校准后执行基于传感元件输入的任意数量的操作。例如,该电路可以作为传统的环境光传感器调节显示屏亮度,或执行接近检测任务以便关闭电话呼叫时的触摸信号输入。

触摸检测和确定目标物体的表面轮廓(指纹识别)等先进功能也在专利中有所概述。通过从用户手指反射的红外光返回传感二极管实现指纹识别,与当前苹果iPhone新机的传言密切相关。

在操作时,集成有交互像素的屏幕的某一特定区域或者某几行扫描到用户的指纹信息。如果该距离达到足以感应到的距离,将生成位图并通知系统近似定位数据。

在某些情况下,位图包括入射光强度信息,允许对对象及其表面进行深层分析。例如,通过检查位图的暗点和亮点,样本系统可以检测用户指纹中相应的脊线和皱褶。

针对安全性问题,专利中说明显示屏的某些区域可能具有更高密度的交互像素和支持芯片。额外的发射和传感电路意味着更高的像素密度,从而保证了更准确的指纹识别。

专利建议的显示屏也可能包含足够数量的交互式像素以确保将整个屏幕表面成为指纹识别传感器。

专利实施中还涉及到红外光的使用允许了即使在屏幕关闭的情况下,传感器元器件仍能工作,这样节省了功耗,也保证手机在光线不足的环境下照常工作。

苹果是否打算将微型LED技术用于新一代iPhone或未来另一款产品,我们尚且不得而知。外界盛传的iPhone 8的概念模型机采用无边框显示屏,若要实现就必须通过移动、隐藏或去除某些元件,如接近传感器、环境光传感器和Touch ID指纹传感器等模块。

苹果公司的微型LED触摸屏和指纹识别器专利首次申请2014年6月,由Kapil V. Sakariya和Tore Nauta发明。

推荐会议:

2017年9月12日,『“微言大义”研讨会:指纹识别技术及应用』将在上海隆重举行,本次研讨会邀请指纹识别技术业界精英进行深入交流和探讨,内容涉及指纹识别传感器应用及市场分析、指纹识别技术原理及技术路线(涉及电容式、超声波式、光学式等)、指纹识别技术器剖析及算法解析等。

拟邀请单位:苹果(AuthenTec)、高通(Qualcomm)、新思(Synaptics)、Fingerprint Cards、Yole Developpement、汇顶科技(Goodix)、思立微、箩箕技术、敦泰电子、集创北方、比亚迪微电子、信炜科技、神盾(Egistec)、迈瑞微电子、欧菲光、华天科技等。

同期展会:2017年中国(上海)传感器技术与应用展览会

如果贵司希望参加演讲或展会,请联系王懿,邮箱:wangyi@memsconsulting.com,电话:18217468860

延伸阅读:

《指纹传感器应用和技术-2017版》

《生物识别传感器-2016版》

《自动指纹识别系统市场-2016版》

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