Appleは角度付き光を使ったディスプレイ下光学式Touch IDセンサーを開発中

Appleは、軸外の角度の光を利用してiPhoneのディスプレイを通して機能する新しい指紋センサー技術の開発に取り組んでいる。

同社は、静電容量式や超音波センサーなど、ディスプレイに埋め込まれた様々なタイプの指紋認証技術の開発に取り組んでいます。最新の報道によると、Appleは将来のiPhoneにTouch IDを再導入する計画があるとのことです。

Appleは新たな特許出願において、超音波振動ではなく光を用いて指紋を読み取り・分析する光学式指紋センサーに着目しています。この新たな特許出願では、反射光を用いた新しい手法について具体的に詳述しています。

特許が指摘するように、この技術は光ベースの指紋センサーが抱えるいくつかの課題に対処します。具体的には、指紋を鮮明に読み取るために光が十分に届かない問題や、光の回折による問題を軽減します。

Appleは、軸外の角度光を捉えることで、この方法は「指紋の跡のコントラストを改善し、センサーシステム全体のコンパクトさを維持できる」と説明している。

「特定の物体の場合、斜光は撮像面に対して垂直な光よりも強い撮像信号を形成します。例えば、ディスプレイ下指紋センサーデバイスなど、多方向照明を備えた指紋センサーシステム／デバイスは、斜角フィルターを用いて強い信号を捉え、画像コントラストを高めることができます」と特許には記されています。

この特許の一実装例として、Appleは透明層で覆われた発光層を埋め込んで表面を照らすことができる。この構成の下層には、回折格子層、コリメータ層、ピクセル化されたイメージセンサーなどが含まれる可能性がある。

格子層は反射光を曲げて斜光を作り出します。そこから、様々な開口部とコリメータ層が受光光を空間的に処理します。そして、画像センサーがその処理された光をさらに分析します。別の方法としては、フレネルプリズムやブレーズド格子を用いて斜光を直線光に再結合する方法があります。

これらすべての方法を活用すれば、ディスプレイを通じて確実に機能しながらも、iPhone や他のデバイス内で内部スペースをあまり占有しない指紋読み取りシステムが実現します。

この特許には、Ting Sun、Mohammad Yeke Yazdandoost、Bosheng Zhang、Marduke Yousefpor、および Kathrin Berkner Cieslicki が発明者として記載されています。

Apple は毎週多数の特許を申請しているため、特許は特定の機能や技術が実際に市場に出るかどうか、あるいはいつ出るかを示す指標としては不十分です。