蘋果獲超聲壓力感測器專利 可用於實現屏下Touch ID

騰訊科技訊 據科技博客AppleInsider報道，蘋果周二獲得了一項超聲壓力和觸摸感測器專利。蘋果可以藉此生產出更薄、跟手機更加一體的3D Touch裝置。之前有報道稱，由於沒有解決屏下Touch ID所遇到的技術挑戰，蘋果只好選擇了Face ID。

美國專利和商標局授予蘋果的這項專利的編號為No. 9,772,721，名稱是「基於超聲波的壓力感測和觸摸感測」。根據專利證書的描述，這是一種通過發射和探測超聲波脈衝來測定輸入壓力的方法。更確切地說，這套系統可以測量上述脈衝與用戶手指之間的相互作用。

在一些實例中，壓力感測器可以是排成行和列的超聲元素，或者是按照預先設定的排列方式排列的多個獨立感測器，它們能夠生成和接收超聲波。

超聲波先被發射到用戶的手指可能觸摸的屏幕區域，或者互動表面。超聲波或脈衝首先穿過感測層或信息輸入面板，然後用戶手指或者其他與上述表面接觸的物體將其反射回來。

反射回來的脈衝可以用於判斷手指（或者其他用於輸入信息的物體）與感測器之間的距離，然後用於計算壓力。衰減，即被接觸物體所吸收的脈衝信號的量，也可以用來來判斷壓力的大小。

例如，當手指越用力按壓屏幕，接觸面就會增大，會吸收更大比例的脈衝信息。這些數據可以被用於提高輸入壓力的計算精度。

根據蘋果的專利，這種壓力感測器陣列可以與其他感應裝置（比如電容觸摸感測器）配合使用，後者可能也可以充當反射面。除了探測輸入位置外，電容層還能用於檢測多個同時進行的按壓操作的壓力參數。

更重要的是，這種壓力感應裝置可以置於設備顯示屏下面或者上面。舉個例子，如果超聲感測器放在屏幕上面，就可以做成透明的，或者置於不會擋住用戶視線的地方。這種方法與蘋果目前在iPhone中所採用的3D Touch壓力感測系統不一樣，後者將多個元件層堆迭在智能手機顯示屏的下方。

目前的3D Touch系統可以測量和定位iPhone玻璃面板與嵌入iPhone背光陣列中的堅硬金屬感測器層之間細微的電容變化。當用戶按壓玻璃面板時，該系統與感測器之間的距離就會減小，因而導致電容降低。

另外，位於顯示屏上方的一個單獨的多點觸控電容感測器增加了3D Touch的準確性。用戶點擊屏幕或者使用手勢時，該感測器可以檢測到按壓屏幕的手指的位置。觸覺反饋模塊Taptic Engine產生的精確震動，進一步增強了3D Touch的靈敏性。

雖然3D Touch能夠生成極其精確的結果，但其設計非常複雜，而且擠佔了寶貴的設備內部空間。基於對空間的考慮，蘋果沒有在iPhone X上採用屏下指紋識別系統。

在iPhone X發布之前有傳言稱，蘋果想要將保留指紋識別器，把它當做人臉識別方案失效時的備用身份驗證方式。但現在看來，該公司徹底取消了Touch ID，轉而使用Face ID。

一些行業分析師懷疑，蘋果是因為無法克服屏下3D Touch的技術難題才放棄了這一方案。但內部知情人士稱，蘋果一年多以前就已經全面押注Face ID。

至於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，該公司採用了薄膜工藝，通過在玻璃上加一層薄膜的設計取代金屬背光感測器，以此大幅壓縮感測器堆迭尺寸。等到iPhone X正式上市後，拆解測評應該可以揭開這個謎底。

但無論如何，蘋果今天獲得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。至於蘋果是否準備充分利用這項技術，還是繼續使用單一的Face ID面部識別系統，還有待進一步觀察。（編譯/翼飛）

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