Apple que buscan incrustar antenas en pantallas, así como Touch ID

Futuro Apple los dispositivos pueden hacer un mayor uso de la pantalla para proporcionar un toque más grande ID debajo de la pantalla, además de mejorar la recepción de Wi-Fi y celular integrando también una antena más grande.

Es la compensación que Apple ha estado haciendo durante años: cómo brindarnos una mejor recepción de señal y una autenticación segura del usuario, al tiempo que reduce los biseles y las muescas. Ahora Apple puede haber encontrado formas de obtener pantallas de borde a borde que incluyan tanto Touch ID y una antena dentro de ellos.

Sin embargo, por todo esto, no ha habido mucha discusión sobre exactamente por qué mover el sensor debajo de la pantalla es lo suficientemente complejo como para Apple no lo ha hecho. Una solicitud de patente recientemente revelada detalla los problemas y propone soluciones que implican construir una pantalla a partir de capas que hacen más que simplemente pasar la luz.

  

Además de permitir Touch ID debajo de la pantalla, una solicitud de patente relacionada cubre el uso de estas capas para colocar una antena de RF en la pantalla. Las señales necesarias para Wi-Fi y celulares necesitan antenas que estén expuestas, por lo que una que ocupe toda el área de la pantalla de un iPhone debería ser mejor que una banda estrecha en el costado del dispositivo.

Tocar ID debajo de la pantalla

“Detección mejorada de huellas dactilares debajo de la pantalla utilizando filtros de campo de visión estrecho enfocados en ángulo”, fue presentada por Apple en junio de 2019, pero solo ahora se ha revelado.

“La detección y comparación de huellas dactilares se utiliza ampliamente como una técnica confiable para la identificación o verificación personal”, comienza. Sin reconocer ese rostro ID incluso existe, la solicitud de patente explica por qué Touch ID sigue siendo útil.

“Un sensor óptico de huellas dactilares puede ser particularmente ventajoso para la verificación y / o autenticación en un dispositivo electrónico y, más particularmente, en un dispositivo portátil”, dice. “Cuando un sensor óptico de huellas dactilares está integrado en un dispositivo electrónico o dispositivo host … la autenticación se puede realizar rápidamente, por ejemplo, mediante un procesador del dispositivo host”.

El problema es que si vas a confiar en Touch ID, debe ser confiable y debe ser rápido. Eso es particularmente un problema para cuando el Touch ID El sensor es pequeño, como en los viejos botones de inicio.

“Los desafíos que enfrenta el sensor óptico de huellas dactilares incluyen la uniformidad en el rendimiento a lo largo del tiempo, ya que las interfaces vidrio-aire no son lo suficientemente estables para la coincidencia de áreas pequeñas”, continúa la patente. “Por otro lado, los sensores de área grande que utilizan semiconductores de óxido metálico complementarios (CMOS) no son rentables”.

“[Then] la separación de diferentes rayos de reflexión en varios ángulos es otro desafío, ya que se deben usar muchos patrones de iluminación para separar los rayos de reflexión, lo que lleva a un tiempo de captura de imagen largo (por ejemplo, unos pocos segundos) “, dice.

La solución parecería ser hacer el toque ID sensor más grande, pero no tan grande que resulte caro de fabricar o ocupe demasiado espacio en el dispositivo. En consecuencia, encontrar una forma de colocar el sensor debajo de la pantalla podría resolver los problemas.

La mayor parte de la solicitud de patente se centra luego en las dificultades de emitir luz para que la pantalla pueda mostrar una imagen, pero luego refleje un escaneo óptico de una huella digital en el dispositivo.

Detalle de la patente que muestra capas de una pantalla, con un dedo (etiquetado como 110) tocándolas

Detalle de la patente que muestra capas de una pantalla, con un dedo (etiquetado como 110) tocándolas

AppleLa propuesta es una pantalla que “incluye una capa emisora ​​de luz, una capa óptica, una capa de filtro y un sensor de imagen pixelado”.

“La capa emisora ​​de luz está cubierta por una capa transparente, y puede iluminar una superficie que toca la capa transparente y permite la transmisión de luz reflejada desde la superficie a la capa óptica”, dice la solicitud de patente. “Al menos una de la capa óptica o la capa de filtro permite un filtrado FOV enfocado en ángulo de la luz reflejada”.

El FOV es el campo de visión y es fundamental para esta solicitud de patente la idea de que la imagen mostrada y el escaneo óptico de huellas dactilares se pueden realizar desde diferentes ángulos.

En un ejemplo, Apple sugiere que el dedo del usuario puede “iluminarse desde el lado derecho” y “la luz emitida en ángulo (por ejemplo, 42 grados) … puede reflejarse … [to] llegar a un área de imágenes “.

A lo largo de la solicitud de patente, Apple se ocupa de la oclusión, donde la luz es bloqueada por un objeto. Sin embargo, si el escaneo de huellas dactilares se realiza desde más de un ángulo, el dispositivo puede tener en cuenta la oclusión diferente que crea cada ángulo.

“Esto se debe a que el patrón de oclusión adicional (segundo patrón de oclusión), aunque está relacionado con la misma área del tacto, es diferente del primer patrón de oclusión”, dice Apple. “Además, la iluminación en diferentes direcciones puede resultar en más patrones de oclusión que se pueden usar para promediar y reducir el efecto de oclusión de los OLED de la capa de pantalla táctil”.

Dos de los tres inventores acreditados, Mohammad Yeke Yazdandoost y Giovanni Gozzini, también figuran en una solicitud de patente relacionada. “Sistema de detección para la detección de luz incidente en una capa emisora ​​de luz de una pantalla de dispositivo electrónico”. se trata igualmente de incrustar sensores dentro de una pantalla en lugar de tener que ocultarlos debajo de los biseles.

Incorporación de una antena de RF en una pantalla

Sugiriendo que Apple está decidido a hacer un mayor uso de sus pantallas, una segunda solicitud de patente recientemente revelada sobre una idea similar se acredita a un equipo completamente diferente de cuatro inventores.

En este caso, “Display Integratable Hybrid Transparent Antenna”, se refiere a cómo incrustar un módulo frontal de radio (RFEM) dentro de una pantalla.

“Los sistemas inalámbricos de hoy (relojes inteligentes u otros dispositivos con una función de pantalla predominante, por ejemplo) se esfuerzan por lograr una pantalla de borde a borde con un bisel más pequeño o una solución de pantalla sin bisel”, dice la solicitud de patente.

Detalle de la patente que muestra cómo se pueden enviar señales desde y hacia una antena en pantalla

Detalle de la patente que muestra cómo se pueden enviar señales desde y hacia una antena en pantalla

“Especialmente para dispositivos portátiles, como relojes inteligentes, gafas inteligentes o dispositivos inteligentes de monitoreo relacionados con la salud”, continúa, “la pantalla es pequeña y la cantidad de radios inalámbricas (p. Ej., Bluetooth, GPS, WiFi, 3G / 4G / LTE, FM, etc.) que necesitan ser compatibles y las antenas relacionadas están aumentando “.

Después de mencionar que “las soluciones de antenas para tales dispositivos pueden ser un desafío”, la solicitud de patente pasa 12, 000 palabras detallando las soluciones propuestas. El detalle cubre las diferentes necesidades de todas las antenas, desde Bluetooth hasta WLAN, pero el principio general es el mismo para todas.

AppleLa propuesta es para un dispositivo que “incluye una pantalla multicapa, que incluye una capa de pantalla de cristal líquido (LCD), una capa de panel táctil y una capa de vidrio de cobertura”.

“El aparato incluye además una antena configurada para transmitir las señales de RF”, continúa. “La antena incluye una estructura de alimentación de acoplamiento primario, configurada para recibir las señales de RF del módulo frontal de radio a través de una línea de alimentación. La antena también incluye una estructura de generación configurada para irradiar las señales de RF”.

Luego, hay problemas para obtener las señales hacia y desde la antena. Pero el punto es que al incrustar una antena en la pantalla se crea un área más grande para la recepción sin perder espacio en la pantalla.