苹果新专利 | 新的波束成形技术将Touch ID集成到未来版本的iPhone和Apple Watch中

追风者 • 来源：21b声学人 • 2023年2月9日下午7:04 • 行业资讯

近日，美国专利商标局正式授予苹果一项专利，该专利涉及在未来iPhone和Apple Watch上实现Touch ID的各种方法。从技术上讲，该专利涵盖了数字声学成像系统，该系统被配置为通过具有便携式电子设备的任意轮廓（例如，弯曲、平面等）的外表面使用。

个人便携式电子设备中分段薄膜声学成像系统的波束成形优化

苹果授予的专利从未作为专利申请（在苹果公司下）公布，涉及声学成像系统，特别是用于捕获这些电子设备用户指纹图像的电子设备中的声学成像系统。

该表面可以是平面，例如显示表面，也可以是曲面，例如侧壁表面。在许多示例中，实施例被配置为利用自适应波束形成技术来：（1）提高整个成像表面的对比度均匀性；（2）通过通过破坏性干扰自动降低载波噪声来提高整体信噪比。

对于某些实施例，薄膜声学成像系统可以包括成像瓦片阵列，每个瓦片包括可独立寻址的薄膜声换能器阵列。在一些实例中，尽管不是必需的，但每个换能器或至少一个换能器由设置在半导体电路上的聚偏氟乙烯（PVDF）形成（例如，在旋涂操作中）。

此外，波束成形可用于改善图像对比度或增加信噪比。在这些示例中，选定的驱动模式换能器可以根据特定于实现的延迟/相位进行操作，以便在特定位置（可能是在成像表面，或者在其他情况下，在一个或多个选定的感测模式换能器）处对声能进行特定的增加或减少。

在许多实现中，声学成像系统位于电子设备的显示器后面，以便在用户触摸显示器时对用户的指纹进行透视显示成像。

在其他实现中，声学成像系统可以相对于手持电子设备的外壳进行定位，以便在用户处理手持电子设备时，例如通过抓住外壳的侧壁表面，便于对用户的指纹进行贯穿外壳的成像。

在又一种实现中，声学成像系统可以相对于物理输入设备进行定位，例如按钮（例如，电源按钮）或表冠，或键（例如，键盘），以便在用户与物理输入设备交互时对用户的指纹进行成像。

苹果公司的专利图1A描绘了一个示例电子设备，其中包含一个薄膜声学成像系统，该系统定义了电子设备的活动显示区域上方的成像表面；图1B描绘了一个示例电子设备，该电子设备包含薄膜声学成像系统，其定义沿电子设备外壳侧壁的狭窄段的成像表面；图1C描绘了包含薄膜声学成像系统的电子器件示例，该系统沿具有较大扫描面积的另一外壳侧壁定义成像表面。

苹果的专利图1D-1i描述了Apple Watch在不同位置的Touch ID示例。