「iPhone8或更换生物识别模式？——了解苹果指纹识别的前世今生」

时间渐渐地走到了8月底，9月份的到来不仅意味着莘莘学子们迎来了新的学期，还意味着苹果又要开新品发布会了。根据传闻，今年的全新iPhone将采用全面屏的设计，这样便意味着home键的移除，而现有技术中，人们“用了又用”的指纹识别功能就集成在home键位置。那么对于全新的没有home键的iPhone，会如何处置指纹识别呢？将其设置于屏幕之下，还是直接弃之不用转而使用面部识别？接下来，让我们看看苹果在指纹识别专利方面的布局，看看能否从中找到答案。     

2013年发布的iPhone5s在手机的home键位置处集成了指纹识别模块，从而使得iPhone告别了“滑动来解锁”的不安全以及“滑动并输入密码来解锁”的繁琐，手指一按，解锁操作即刻完成，使得快捷与安全变成了可兼得的鱼与熊掌。

好了，接下来让我们说回主题。对于如此实用的功能，公司如苹果，肯定会对此布局多项专利，让我们一一来看。

生物体征识别技术

2009年，苹果的用在设备上的生物体征识别技术专利被公布。其中，包括指纹识别、声音识别、面部识别甚至将来还会应用到DNA鉴别技术。

图1

图2

在这份申请文件中，指出将指纹识别单元设置于如图1示出的420或图2示出的620处，当人的手指放置在图1示出的420区域或图2示出的620区域时，即能实现指纹识别。

2013年7月美国专利局公布了名为“拥有耦合电极像素传感电路、像素传感跟踪和相关办法的指纹传感器”，描述的是一种内置在移动设备屏幕下方的，能够远距离读取手指生物特征的指纹识别技术。

详情请参见图3，根据专利文件显示，指纹传感器可以内置在屏幕下方，或者直接成为屏幕的一部分。这样一来，该传感器同时还可以成为一种输入方式。传感器的布局可以是刚性或者柔性的，这意味着可选择的安装方式非常多。

值得注意的是，该项专利最初由Authen Tec公司申请于2013年。由于Authen Tec已被苹果收购，因此该项专利也被纳入苹果的名下。

图3

指纹识别传感器的另一种用法

2013年9月，一份来自欧洲的苹果专利被公开，介绍了指纹识别传感器的另一种用法。根据专利描述，如图4示出的home键周边的金属环是电容性的，当用户将手指放在home键上时，金属环会感应到电荷变化，从而在不用按下任何物理键位的情况下开启指纹识别。当然，在专利中，除了指纹识别，home键还整合了NFC技术和光学传感器。

图4

内容编辑校验引擎工具

2014年12月，美国专利局公开了苹果公司获得的一项新专利，该专利描述的是一种内容编辑校验引擎工具，苹果在专利文件中提供了一种通过指纹识别的手段来授权编辑内容信息的方法。

在专利文件中，苹果引入了一款配备有内容编撰引擎的设备，这种内容编辑引擎可以根据用户的指纹识别验证来确定是否对所选的单项或多项内容对象进行输出。简单地说，当这个内容编辑引擎获得用户的指纹识别授权之后，设备的相关内容将不受任何操作节制。另一方面，当该引擎未获得任何验证信息时，设备显示的内容将会受到至少一部分的操作限制。

苹果在专利文件中还详细介绍了这种编辑引擎的多种实例，具体描述了在获得或未经认证授权的情况下如何对相关的内容进行权限编辑，比如未授权的相关内容不能显示、编辑、删除等等多种方式，而且不同的授权编辑类别所处理（显示）的结果也不相同。

“使用混合匹配和相关办法的手指感应装置”

2015年10月，一份名为“使用混合匹配和相关办法的手指感应装置”专利文件被公开，该专利文件的描述中，指纹识别传感器可以被配置在键盘中，这意味着除手机外，苹果的电脑设备也会被配置有指纹识别。

“通过云计算设备和相关方法同步指纹生物传感器数据”

2015年12月，美国专利局又公布了一项苹果公司的专利，这项专利名为“通过云计算设备和相关方法同步指纹生物传感器数据”。

专利申请说明中，苹果称第一台设备的指纹信息会通过处理器采用特殊的加密算法，上传该账户的识别信息以及指纹生物特征信息至云端。需要接受指纹信息的第二台设备也会通过收集数据与云端指纹数据匹配，只有两者符合才会下载更多的云端加密指纹数据。

图5

2016年10月，美国专利局宣布，苹果获得了“包含静电镜头的电容式指纹识别传感器”专利，在该专利技术中，详情参见图6和图7，包括一个或多个图案化的导电层，根据它们的位置，相对电压和形状，垫层能够形成或弯曲与用户的手指相关联的电场。这种弯曲在某些情况下，可以抵消一个手指产生电场的干扰，因为它是通过一个介电层或空间来自然分散。

图6

图7

“声波成像系统架构”

2017年2月，美国专利局又授予了苹果一项名为“声波成像系统架构”的新专利，简单地说，该专利描述了一种使用屏幕下声波换能器矩阵的技术。声波换能器生成的声波或者脉冲可以穿过各种基板，比如设备屏幕的玻璃。而换能器的运行和驱动将可以通过控制器实现。然后，这个换能器的硬件将会进入另外一种感知模式，它将会监测与输入基板接触的物体引起的声波反射，衰减和衍射，最后，获得的扫描数据将通过电信号的形式被成像分解器读取，最终创造二维映射。该技术可以被用来代替现有指纹识别方案，识别用户的指纹。

“指纹生物识别传感器总成，包括直接接合界面和相关方法”

2017年6月，名为“指纹生物识别传感器总成，包括直接接合界面和相关方法”的专利被公开，该专利描述了一种将指纹识别传感器嵌入到按钮中的方法。即将指纹传感器设置在图8中30’’的位置。

图8

总结：笔者按照时间顺序，找到了苹果公司近年来在指纹识别技术方面所申请的部分专利文件。不难看出，在上述的专利中，有的已经被成功应用在了苹果自家产品中，例如，2013年9月来自欧洲的专利就是应用在iPhone的home键的被命名为touch ID的技术。然而更多的专利则可能由于技术尚不够成熟的原因而暂未投入使用。

公司会针对自家技术申请多种专利，这些专利中的某些确实会被投入使用，这些专利中的某些或许是受技术限制或者量产困难的原因，暂时未被投入使用；另一些则可能只是作为战略上的防御，永远不会被投入使用。

根据坊间传闻，2017年下半年即将发布的iPhone将会抛弃原先拥有的home键，将指纹识别功能集成在屏幕下方。从上面的专利可以看出，关于将指纹识别功能集成在屏幕下方的方案，苹果也已经申请了较多种不同技术方案的专利，最终苹果会运用哪一种技术来实现将指纹识别功能由home键转移至屏幕下方，值得我们期待。

本文由超凡知识产权侯东廷撰写，转载请注明出处。

文中部分文图资料摘自网络。

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