蘋果獲得超聲波力傳感器,3D Touch再進(jìn)一步

蘋果當(dāng)?shù)貢r(shí)間周二獲得一項(xiàng)基于超聲波的力和觸摸傳感器，將催生更薄和更順暢的3D Touch裝置，消除把Touch ID指紋傳感器嵌入iPhone屏幕中的一大障礙。

美國(guó)專利和商標(biāo)局向蘋果授予的“基于超聲波的力量感知和觸摸感知”專利，美國(guó)專利號(hào)為9772721，詳細(xì)描述了通過(guò)發(fā)射和探測(cè)超聲波脈沖，測(cè)量輸入力的方法。更具體地說(shuō)，這一裝置能測(cè)量脈沖和用戶手指間的相互作用。

在部分實(shí)現(xiàn)中，力傳感器就是由按行或列，或者按一定圖案排列的超聲波元器件，以發(fā)射和接收超聲波信號(hào)。超聲波發(fā)射方向指向用戶手指可能觸摸的屏幕或操作表面區(qū)域。超聲波或脈沖穿透元器件——例如感知層和輸入表面，然后被用戶手指或與表面接觸的其他物體反射回去。

反射的超聲波脈沖可以用來(lái)判斷輸入對(duì)象與傳感器之間的距離——用來(lái)計(jì)算力。衰減量，或被接觸物體吸收的超聲波信號(hào)強(qiáng)弱，也可以用來(lái)計(jì)算力的大小。例如，當(dāng)手指用力按壓屏幕時(shí)，其與屏幕接觸的表面積會(huì)增加，吸收更高比例的超聲波信號(hào)。這一數(shù)據(jù)可以用于更精確地計(jì)算輸入時(shí)力的大小。

蘋果專利申請(qǐng)材料指出，力傳感器陣列與電容式觸摸傳感器(也可以用作反射表面)等其他感知裝置共同起作用。除判斷輸入位置外，電容層還能用于檢測(cè)同時(shí)發(fā)生的多個(gè)輸入動(dòng)作的力度。

更重要的是，力感知裝置能部署在設(shè)備顯示屏下面或上面，它們還可以做成透明的，從而不會(huì)影響用戶觀看屏幕顯示的內(nèi)容。這種方法不同于iPhone當(dāng)前的3D Touch力感知系統(tǒng)，3D Touch在智能手機(jī)屏幕下面堆疊多個(gè)元器件層。

當(dāng)前的3D Touch系統(tǒng)能檢測(cè)iPhone保護(hù)玻璃和嵌入在顯示屏背光層中剛性金屬傳感器之間的電容。當(dāng)用戶按壓保護(hù)玻璃時(shí)，它和傳感器之間的距離就會(huì)減少，從而導(dǎo)致電容減小。

3D Touch得到獨(dú)立的位于屏幕上面的多點(diǎn)觸控傳感器的協(xié)助，這一傳感器能檢測(cè)觸摸的位置和力的方向。使這一系統(tǒng)更完美的是Taptic Engine——能生成精準(zhǔn)振動(dòng)的觸覺(jué)反饋模塊。

雖然3D Touch的結(jié)果更準(zhǔn)確，其設(shè)計(jì)更為復(fù)雜，會(huì)占用寶貴的機(jī)身內(nèi)部空間——這是蘋果為iPhone X配置人臉識(shí)別系統(tǒng)和嘗試把Touch ID嵌入顯示屏的原因。

iPhone X發(fā)布前有傳言稱，蘋果將保留Touch ID指紋傳感器，使之作為人臉識(shí)別系統(tǒng)的備份或備選身份驗(yàn)證方法?，F(xiàn)在iPhoneX的身份驗(yàn)證方案已經(jīng)塵埃落定，蘋果完全淘汰了Touch ID，全面采用具有深度感知能力的Touch ID。

部分業(yè)內(nèi)分析師推測(cè)，由于面臨無(wú)法克服的與3D Touch堆疊有關(guān)的困難，蘋果才做出了放棄屏下指紋的決定。不過(guò)有蘋果員工稱，過(guò)去逾1年來(lái)公司一直在全力開(kāi)發(fā)Face ID。

目前還不清楚的一個(gè)問(wèn)題是，蘋果在iPhone X中采用了古老的3D Touch還是選擇了全新設(shè)計(jì)的解決方案?5月份有媒體報(bào)道稱，蘋果將轉(zhuǎn)而采用一種薄膜工藝，淘汰金屬背光傳感器，選擇薄膜-玻璃設(shè)計(jì)，大幅減小傳感器堆疊尺寸。11月份上市銷售后，對(duì)iPhone X的拆解將使這一切真相大白。

無(wú)論如何，這項(xiàng)專利可能解決阻礙蘋果把Touch ID 嵌入在iPhone X屏幕中的技術(shù)難題，而且比原來(lái)的薄膜設(shè)計(jì)更精確。但是，蘋果在未來(lái)的iPhone中是會(huì)采用這一專利技術(shù)，還是繼續(xù)采用Face ID，尚有待觀察。

蘋果超聲波力傳感器專利申請(qǐng)時(shí)間是2015年6月份，發(fā)明人為布萊恩·休皮、馬丁·格倫桑納、約翰·伊萊亞斯、斯楠·菲利茲和史蒂文·霍特林。