アップルが火曜日に特許を取得した事実は、同社がLuxVueの買収を活用して、専用センサーなしでユーザーの指紋を読み取ることができるディスプレイ技術を統合しようとしていることを示唆している。この設計機能は、「iPhone 8」でリリースされると噂されている。
米国特許商標庁が火曜日に公開したAppleの米国特許9,570,002号「IRダイオードを備えたインタラクティブディスプレイパネル」には、ほとんどのモバイルデバイスに見られる一般的なアクティブマトリックスハードウェアの代わりに、マイクロLEDセンシング技術を組み込んだタッチディスプレイの詳細が記載されている。
この知的財産権は、高効率マイクロLEDディスプレイと関連技術を専門とする小規模企業LuxVueから昨年4月にAppleに譲渡されました。Appleは2014年にLuxVueを非公開の金額で買収しました。
本日の特許では、かさばる静電容量式センサー部品を戦略的に配置された赤外線発光部とセンサーで完全に置き換えることができるなど、タッチパネルと指紋センサーをほぼ同様のハードウェアで統合する設計が提示されています。興味深いことに、いくつかの実施形態は、噂されているフルフェイスディスプレイ搭載の「iPhone 8」、特に「見えない」ホームボタンとTouch IDセンサーに関する噂と一致しています。
Appleの現在の指紋センサー技術では、操作中に静電容量式の駆動リングがユーザーの指に接触する必要があります。iPhoneに関する複数の噂で示唆されているように、完全にクリーンなディスプレイ面を実現するには、Appleは駆動リングをカバーガラスから完全に統合するか、あるいはおそらくは完全に取り外す必要があるでしょう。
Appleは、より高度な新しいシステムへの移行にあたり、Touch IDを完全に廃止しようとしている可能性があります。例えば、入力デバイスと指紋スキャナーの両方の役割を果たすタッチスクリーンは、省スペース化と設計の柔軟性向上につながります。しかし、指紋センサーの読み取り精度は従来のタッチスクリーンよりもはるかに高いため、実用的な技術を見つけるのは困難です。
LuxVue社は、この難問を解決した、あるいは少なくとも解決に向かっていると考えています。特許によると、マイクロLEDは標準的な静電容量式タッチパネルの代替として使用できます。具体的には、独立した赤外線発光ダイオードと赤外線センサーダイオードを駆動回路と選択回路に接続することで、サブピクセル回路を構成します。これらの赤外線ダイオードは小型であるため、RGB LEDと一緒にディスプレイ基板に埋め込むことも、基板に実装されたマイクロチップに組み込むこともできます。
「インタラクティブピクセル」と呼ばれるこのサブピクセル配列は、赤、緑、青、赤外線発光および赤外線検知LED（RGBIRSIR）などのカラーアレイを、超高解像度パネルに組み込むことができます。いくつかの実施形態では、システムは、検知部品の入力に基づいて任意の数の操作を実行するように調整できます。例えば、この回路は従来の周囲光センサーとして機能し、ディスプレイの明るさを調整したり、近接検出タスクを実行して通話中のタッチ入力を遮断したりすることができます。
タッチ検出や対象物の表面形状の特定（指紋認識）といった、より高度な機能についても概説されています。Appleの噂のiPhoneに関連して、これらの機能は、ユーザーの指に反射した赤外線をセンサーダイオードに戻すことで動作します。
動作中、インタラクティブピクセルを含むディスプレイの列、あるいは場合によっては専用領域がユーザーの指をスキャンします。物体が検知可能な距離まで近づくと、ビットマップが生成され、システムに近接位置情報が伝えられます。
ビットマップには入射光の強度に関する情報が含まれる場合があり、物体とその表面をより深く分析することができます。例えば、ビットマップの暗い部分と明るい部分を調べることで、サンプルシステムはユーザーの指紋の対応する隆起と溝を検出できます。
セキュリティの問題に対処するため、特許では、ディスプレイの特定の領域に、インタラクティブピクセルとそれをサポートするチップの密度が高いセクションが含まれる可能性があることを指摘しています。発光回路と感知回路を追加することでピクセル密度が向上し、指紋の読み取り精度が向上します。
あるいは、提案されたスクリーンには、表面全体を指紋リーダーに変えられるだけの十分な数のインタラクティブ ピクセルが含まれている可能性があります。
他の実施形態では、赤外線光の使用により、画面がオフになっているように見えても感知コンポーネントがアクティブなままになることが可能となり、電力を節約し、暗い環境でデバイスを操作するのに役立つことが指摘されている。
AppleがマイクロLED技術をiPhoneに採用するのか、それとも将来の他の製品に採用するのかは不明です。同社は今年、エッジツーエッジディスプレイを搭載した「iPhone 8」を発売すると広く噂されています。このようなデザインは、近接センサーや環境光センサー、Touch ID指紋認証モジュールなど、現行の端末に搭載されている機能を移動、非表示、あるいは削除する必要があるでしょう。
AppleのマイクロLEDタッチスクリーンと指紋リーダーの特許は2014年6月に初めて申請され、Kapil V. Sakariya氏とTore Nauta氏が発明者として名を連ねている。
