苹果这次拿到的专利,核心就是要把Face ID要从屏幕外头搬到屏幕底下去。
搬到屏幕底下,还是复杂的。屏幕上盖着玻璃,底下是 OLED 的一层层面板,光打过去没法直接照到人脸上,中间会在层和层之间来回撞。撞出来的光有早有后,有强有弱,一路上加加减减,落到脸上就是一圈一圈的亮环暗环。环纹打在脸上,识别也跟着打折扣。这道理不难懂,难的是苹果没法把发射器挪到外面去。手机正面的空间有限,屏幕越做越大、越做越亮,能留给开孔的余地一年比一年紧。
专利给的解法是这样的:
它用了两组甚至更多波长的泛光源,两组之间至少差 3 纳米。差这么一点,光穿屏幕时撞出来的花纹就不一样。苹果挑波长的意思是,让第一组光砸出来的暗环,正好落在第二组光砸出来的亮环上。暗补亮,亮补暗,叠起来就平了。同一片光场,两种花纹,一组紧一组松,摊平。
用这种方式就是它没有去改屏幕。屏幕是显示的东西,让它少反点光等于让它少干活。苹果选择多打一束光,把屏幕带来的麻烦抵消掉。代价是多一组 VCSEL,多一道合光的工序。后面的细节更密。专利提到一块超表面光学元件,薄的平片,上面分区处理不同波长的光,还能顺手把光劈开、掰弯、收拢。旁边那个结构光发射器也塞进同一个模组里,点阵投影管 3D 映射,泛光管照明,两套功能挤在同一处。还有一版把两束光的锥体朝中间歪,让光斑在屏幕上占的地方小一点,重叠多一点。正面那点空间,能省则省。
专利还留了一段讲屏幕的保护,激光聚在一个点上是会烤屏幕的,专利里承认这种设计能形成光学热点,可能伤到面板。第二种做法让 VCSEL 阵列各处的发散角不一样,把光摊到几个强度低的地方去,损坏和闪烁的风险就下来了。
专利花力气的地方是它住在哪。识别本身一个字没动,改的是位置。Face ID 从刘海挪到灵动岛,已经挪过一次。挪那一次靠的是把模组做小,这次要靠的是把发射器整个沉到屏幕底下。
