米国特許商標庁は木曜日、Appleに割り当てられた最初のAuthenTec特許出願の1つを公開した。この特許は、モバイル機器のディスプレイに埋め込むことができる高度な指紋認証方法を記述している。
Appleのセンサー特許は、iPhoneのようなモバイルデバイスに搭載できるだけでなく、既存の方法よりも遠い距離から指の生体認証特性を「読み取る」ことができる技術を詳述しています。「電極とピクセルセンシングトレースを結合するためのピクセルセンシング回路を備えた指センサー、および関連方法」と題されたこの特許出願では、AuthenTecの共同創業者であるデール・R・セットラック氏が発明者として挙げられています。
現在の噂や憶測では、次世代iPhoneにはホームボタンに指紋センサーが内蔵されるとの見方が強まっている。しかし、木曜日の申請書で概説された技術が採用されれば、センサーはiPhoneのディスプレイに埋め込まれる可能性がある。
特許文面によると、指紋センサーはLCDディスプレイに積層、あるいはLCDディスプレイの一部として搭載できる。そのため、このセンサーは入力手段としても使用できるほか、他の回路と組み合わせて選択機能のサポート、触覚フィードバックの提供、デバイスの起動などにも利用できる。注目すべきは、この特許文書ではセンサーアレイがリジッドまたはフレキシブルのいずれかに構成できることが指摘されており、これにより取り付けオプションが多岐にわたる。
本発明の鍵となるのは、指紋センサーチップに接続されたピクセルセンシングトレースであり、これらは外側に伸びて第一の「メタライゼーション層」を形成します。これらのトレースは、様々なピクセルセンシングトレース、さらにはピクセルの列や行に配置することで、必要なアレイを形成できます。特定の実施形態では、アプリケーションに応じて、複数のセンサー、またはセンシングピクセルの千鳥配置をサポートします。
センシングトレースの上には誘電体基板が配置されており、この基板には駆動電極またはシールド電極が設けられ、これらが第2のメタライゼーション層を形成しています。この構成では、基板下のピクセルセンシングトレースの構造は、トレースよりも短い駆動電極／シールド電極から絶縁されています。この配置により、ピクセルセンシングトレースは電極を超えて延長され、指のセンシング領域が定義されます。
センシングおよび駆動/シールド電極基板を覆うように、アレイとユーザーの指の間に別の絶縁層が配置されています。この絶縁層は、文書に記載されているように、「指紋センサーの構造基盤」となる可能性があります。
指紋センサーの動作原理は、電気フラックスを測定することです。第1スイッチは、駆動/シールド電極をタッチスクリーン回路、指駆動源、および電圧リファレンスに接続し、第2スイッチは、ピクセルセンシングトレースを電界フラックスセンシングコンポーネントおよび電圧リファレンスに接続します。センシングピクセルはアクティブ測定モードに設定され、その上にある電極はシールドモードに切り替わります。アクティブ化されたピクセルトレース上にない電極は指駆動モードに設定され、ユーザーの指と接続されます。ピクセルトレースがスキャンされると、電極は駆動モードとシールドモードの間で切り替わり、基準電圧に対するフラックスが測定されます。
感知トレース（33）、駆動/シールド電極（35）、およびスイッチ（42、43）を示す指センサーの回路図。
指紋認証に使用されていない場合は、ドライブ/シールド電極をタッチスクリーン操作に組み込むこともできます。
特許出願では、低い電気的クロストークを実現し、寄生容量を最小限に抑え、効率的な機能を提供するその他の技術に関するさまざまな方法が詳述されています。
2013年1月に最初に出願され、2012年から同時係属中の出願も含むSetlak氏の発明は、他のAuthenTecの特性を先行技術として言及しています。LinkedInのプロフィールページによると、Setlak氏は現在、フロリダ州メルボルンにあるAppleのオフィスでエンジニアとして働いています。
アップルは2012年にこの指紋センサーメーカーを3億5600万ドルで買収し、同社の技術を使ったiOSデバイスの開発を加速させた。
