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雷锋。com:dragon doll,微阵列首席科学家,电子和软件设计师。Setlak,authentec的创始人和主要技术发明者,touch id的设计者,所有商用电容式指纹传感器所基于的技术原理的发现者,在c-q-t Q-T的技术路线之外。

详解iPhone 7为什么将取消实体home键:越来越大的Touch ID

有传言称,iphone 7将继续使用物理主页按钮,而虚拟主页按钮将在iphone 7 plus上使用。由于苹果没有正式发布,本文仅根据作者获得的样机猜测:如果iphone 7 plus有虚拟主页按钮,原因可能是什么?触摸身份证会发生什么?

详解iPhone 7为什么将取消实体home键:越来越大的Touch ID

(iphone7和iphone7加间谍照片)

与iphone 6plus相比,iphone7plus在外观上并没有增长,而iphone6plus上的物理home键将芯片大小限制为物理键内壁上的内接矩形,因此带有虚拟home键的iphone7plus上的触摸id区域进一步扩大。

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与iphone 6s plus相比,iphone7plus并没有成长,但touch id继续成长:

让我们回顾一下我早些时候写给雷的一篇文章:“摸id越来越大了!iphone 6s的主页按钮下隐藏着什么秘密?》

详解iPhone 7为什么将取消实体home键:越来越大的Touch ID

如果苹果超过90%,第二代touchid无疑将大大提高安全性和体验。这本书值得夸大,但是宣布第二代的安全改进相当于宣布第一代的安全缺陷,所以苹果只是用“更快”来使它更大,而从不提及“更大”。

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这是苹果对第二代触摸屏的考虑。

物理主密钥将芯片大小限制为物理密钥内壁的内接矩形。当芯片尺寸不能扩展时,像素阵列尺寸取决于布局效率。下图左边是iphone 5s的touchid1.0,88x88像素阵列;下图右侧是iphone 6s的touchid2.0,96x112像素阵列。你可以看到布局变化很大。

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然而,与在相同尺寸芯片上实现120×120像素阵列的“家用触摸id”相比,苹果的设计过于(若)平(保)和(乐)。

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此外,touch id 2.0在布局效率方面的有限改进不是自主创新,而是借鉴了“国产touch id”的专利技术:基于专利cn201510230871.1中公开的模块结构,可以使用tsv封装;基于tsv的封装通过硅穿孔节省了晶圆正面0/空间的引线键合(触摸id 1.0左右两侧的黑色区域),因此有用于像素布局的区域。

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然而,苹果之所以是苹果,是因为当技术竞争进入瓶颈时,它可以做出很大的努力。为了进一步拓展指纹传感器的领域,有必要突破物理按键的空限制,所以iphone 7 plus采用了“玻璃下”方案:将电容式指纹传感器放置在盖玻片下,通过盖玻片读取指纹,这样指纹传感器的芯片尺寸就不再受按键尺寸的限制。

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让电容式指纹传感器穿透厚介质的想法最早见于苹果公司于2010年10月8日提交的美国专利“传感方法和装置”,其中国专利申请cn201180055850.6于2011年10月7日提交。图5揭示了当介质厚度增加且指纹脊周期减小时,电容式指纹传感器图像响应的指数衰减效应:

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通过研究电场的物理规律,苹果公司发现,如果它想穿透300微米-400微米厚的介质,电容信号会衰减数百倍,指纹越薄,衰减越严重。因此,我们从未见过技术领先的苹果公司宣称700微米的渗透率,但有些人把电容值和电容信号混淆了,认为大小与距离成反比,这只会让人发笑。

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为了获得足够高的灵敏度来测量快速衰减的电容信号,我们必须首先获得最好的公司。因此,苹果在2012年收购了authentec,并获得了射频指纹传感器技术的专有权和整个行业中电容式指纹传感器的大部分专利。

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其次,要大大提高原有的技术水平,如采用cn201180055850.6中公开的差分图像合成技术:通过专门设计的电路采集垂直差分图像和水平差分图像,然后通过软件合成为指纹图像。

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然后,使用cn201310224334.2中公开的感应升压高压驱动技术来驱动传感器的地电位,这相当于驱动传感器参考系统中包括人体在内的绝对地电位,因此超过了外部金属环的驱动电压上限:

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这就是为什么触摸id 1.0诞生于2013年。

缺点是传感器面积小,安全性不够。因此,触摸标识2.0通过借用(超)“国产触摸标识”的设计方案进行了改进。最终,touch id 3.0在技术上重新获得了领先地位。

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作为“国产触摸id”的设计者,我和触摸id的设计者setlak正在相互追逐,引领着技术的发展,这种交流方式在每一个空.都是如此的陌生和奇妙例如,触摸id 1.0的厚度为1.2毫米,而家用触摸id改进了其结构设计,将其厚度减少到1.1毫米;;触摸id 2.0复制了结构设计,因此有必要将厚度减少到1.06毫米..虽然我在技术比赛中略有落后,但那是因为我从零开始,无法与setlak相比。事实上,在2015年,我小规模发布了玻璃下工程样机,但除了苹果以外,所有手机品牌都满足于追随苹果,不敢领先。从这个角度来看,把authentec卖给苹果公司是非常正确的,因为setlak作为一名设计师,希望新技术能首先得到应用。

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在离家更近的地方,无论电容式指纹传感器技术有多好,无论灵敏度有多高,都无法阻止介质厚度增加时信号的指数衰减效应。一方面,玻璃越厚,结构强度越好;另一方面,指纹识别要求玻璃越薄越好,因此有必要确定折衷点。早在2013年,苹果上帝,谁知道(ai),谁知道(jiu)第一次在他的专利中宣布,玻璃可以减薄到250微米,这必须高于这个大规模生产的价值,达到300微米以上,但不应超过400微米。

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iphone 7的touch id设计采用了先局部减薄,再对盖玻片正面进行化学强化的工艺,不仅减少了touch id的覆盖介质厚度,还为用户提供了一个可以进行触觉引导的凹槽;特别是平坦的底面使晶片尺寸不再受限制,传感器像素阵列可以做得和凹槽一样大,以保证指纹识别的安全性。

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为了进一步改善虚拟按键的使用体验,还可以引入力触来提供振动反馈,使手感觉无限靠近物理按键。

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在做了这么多工作之后,触摸id的芯片最终不受物理按键的外框限制,并且传感器区域可以与虚拟按键区域的内接正方形一样大,而不会降低按键的触感。

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但是,与其这么麻烦,你能不能一步到位地去"国内联系id "呢?

苹果是否会在iphone 7 plus上使用虚拟主页按钮还不得而知,所以请等待8日上午新闻发布会的消息。

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来源:罗盘报中文网

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