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蘋果獲得超聲波力傳感器 助力iPhone用上屏下指紋

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據AppleInsider北京時間9月27日報道,蘋果當地時間周二獲得一項基於超聲波的力和觸摸傳感器,將催生更薄和更順暢的3D Touch裝置,消除把Touch ID指紋傳感器嵌入iPhone屏幕中的一大障礙。美國專利和商標局向蘋果授予的“基於超聲波的力量感知和觸摸感知”專利,美國專利號為9772721,詳細描述了通過發射和探測超聲波脈衝,測量輸入力的方法。

更具體地說,這一裝置能測量脈衝和用戶手指間的相互作用。

蘋果超聲波力傳感器示意圖

在部分實現中,力傳感器就是由按行或列,或者按一定圖案排列的超聲波元器件,以發射和接收超聲波信號。

超聲波發射方向指向用戶手指可能觸摸的屏幕或操作表麵區域。超聲波或脈衝穿透元器件——例如感知層和輸入表麵,然後被用戶手指或與表麵接觸的其他物體反射回去。

反射的超聲波脈衝可以用來判斷輸入對象與傳感器之間的距離——用來計算力。衰減量,或被接觸物體吸收的超聲波信號強弱,也可以用來計算力的大小。

例如,當手指用力按壓屏幕時,其與屏幕接觸的表麵積會增加,吸收更高比例的超聲波信號。這一數據可以用於更精確地計算輸入時力的大小。

蘋果專利申請材料指出,力傳感器陣列與電容式觸摸傳感器(也可以用作反射表麵)等其他感知裝置共同起作用。除判斷輸入位置外,電容層還能用於檢測同時發生的多個輸入動作的力度。

更重要的是,力感知裝置能部署在設備顯示屏下麵或上麵,它們還可以做成透明的,從而不會影響用戶觀看屏幕顯示的內容。這種方法不同於iPhone當前的3D Touch力感知係統,3D Touch在智能手機屏幕下麵堆疊多個元器件層。

當前的3D Touch係統能檢測iPhone保護玻璃和嵌入在顯示屏背光層中剛性金屬傳感器之間的電容。當用戶按壓保護玻璃時,它和傳感器之間的距離就會減少,從而導致電容減小。

3D Touch得到獨立的位於屏幕上麵的多點觸控傳感器的協助,這一傳感器能檢測觸摸的位置和力的方向。使這一係統更完美的是Taptic Engine——能生成精準振動的觸覺反饋模塊。

雖然3D Touch的結果更準確,其設計更為複雜,會占用寶貴的機身內部空間——這是蘋果為iPhone X配置人臉識別係統和嚐試把Touch ID嵌入顯示屏的原因。

iPhone X發布前有傳言稱,蘋果將保留Touch ID指紋傳感器,使之作為人臉識別係統的備份或備選身份驗證方法。現在iPhoneX的身份驗證方案已經塵埃落定,蘋果完全淘汰了Touch ID,全麵采用具有深度感知能力的Touch ID。

部分業內分析師推測,由於麵臨無法克服的與3D Touch堆疊有關的困難,蘋果才做出了放棄屏下指紋的決定。不過有蘋果員工稱,過去逾1年來公司一直在全力開發Face ID。

目前還不清楚的一個問題是,蘋果在iPhone X中采用了古老的3D Touch還是選擇了全新設計的解決方案?5月份有媒體報道稱,蘋果將轉而采用一種薄膜工藝,淘汰金屬背光傳感器,選擇薄膜-玻璃設計,大幅減小傳感器堆疊尺寸。11月份上市銷售後,對iPhone X的拆解將使這一切真相大白。

無論如何,這項專利可能解決阻礙蘋果把Touch ID 嵌入在iPhone X屏幕中的技術難題,而且比原來的薄膜設計更精確。但是,蘋果在未來的iPhone中是會采用這一專利技術,還是繼續采用Face ID,尚有待觀察。

蘋果超聲波力傳感器專利申請時間是2015年6月份,發明人為布萊恩·休皮(BrianQ. Huppi)、馬丁·格倫桑納(Martin P.Grunthaner)、約翰·伊萊亞斯(John G.Elias)、斯楠·菲利茲(Sinan Filiz)和史蒂文·霍特林(Steven P. Hotelling)。

訪問:

蘋果在線商店(中國)

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