Touch ID今年回归？苹果屏下指纹传感器再添专利，提高指纹识别

苹果至少从2013年就开始研究屏下指纹技术(于2015年发布)，从那时起，已有大量与这一未来功能相关的专利(01、02、03、04、05以及更多)。

日前，美国专利商标局发布了苹果一项专利申请，涉及传感器技术，更具体地说，是基于离轴角光的增强屏下指纹传感。此前1月份，有传言称2021款iPhone将引入Touch ID。

苹果的发明涵盖了一种显示屏下的指纹发送系统，其中显示屏由活跃的红-绿-蓝(RGB)像素组成，这些像素会发光，照亮放置在显示屏上的手指。手指反射的光线通过显示屏像素之间的开口，然后被显示屏下方的传感器捕捉。

手指皮肤与显示屏玻璃板之间的接触区和非接触区会产生不同的光强，从而形成指纹的脊谷对比。由于低光通量和显示叠加造成的衍射，导致指纹图像对比度低、信噪比低。

为了克服这个问题，苹果的发明提供了一种方法，通过在显示器和传感器之间插入角度相关的过滤选项，来捕捉手指发出的偏轴角光。该方法可以提高指纹图谱的对比度，保持整个指纹传感系统的密实度。

在某些方面，本课题技术指向一种基于离轴角光的屏下指纹传感装置。该装置包括发光层、光耦合层、准直器层和像素化图像传感器。

发光层覆盖透明层，照亮接触该透明层的表面，并允许反射光线从该表面传输到包括光学耦合层、准直层和像素化图像传感器在内的底层。

光学耦合层将反射光线以一定的角度定向到准直器层，该准直器层包括多个孔径并可准直定向反射光线。像素化的图像传感器可以感知准直层的光线。

在一种或多种实现中，所述光耦合层是由菲涅耳棱镜平面阵列组成的光层。该装置还包括偏光板，包括线性偏光板和一个或多个圆形偏光板。

光耦合层引导反射光的角度约为42度。相对于光耦合层平面的法线。准直器层可以是孔径壁接近42度的倾斜准直器。相对于光耦合层平面的法线。

图1是一种基于离轴角光的屏下光学指纹传感设备的示例图;图2是示出包括两个偏振器层的屏下光学指纹传感装置的示意图;图3是示出包括三偏振器层的屏下光学指纹传感装置的示意图。

图4是图3中三个偏光层对应的模拟光强角分布的示例图;图5是与图2两个偏振器层对应的模拟光强角分布的示意图。

图6是一种基于包括发光光栅的离轴角光的屏下光学指纹传感装置示例图;图8是基于包括全息光栅的离轴角光的屏下光学指纹传感装置示意图。

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