探讨 iPhone 和 iPad 屏下 Face ID 的诸多优势与潜力

近日，苹果获得了编号为 US 20230168711 A1 的新专利，为 iPhone 和 iPad 设计屏下 Face ID。

这项专利名为“含屏下摄像头的电子设备”，展示了将前置摄像头、光线传感器等元件隐藏在屏幕下方的技术专利。

屏下 Face ID是将目前需要占用屏幕较大显示面积的3D人脸识别方案置于屏幕下方，兼顾脸部解锁和屏幕显示的一体性，从而实现真正的“全面屏”。

屏幕下方嵌入各种传感器，包括用于 Touch ID 的传感器、用于测量三维非接触手势（“空中手势”）的传感器、压力传感器、用于检测位置、方向和运动的传感器（例如，加速度计、磁性传感器（例如罗盘传感器、陀螺仪和 / 或包含部分或全部这些传感器的惯性测量单元）、健康传感器等等。屏幕下方的传感器还包括各种光学传感器，例如自混合传感器（self-mixing sensors）和收集飞行时间（time-of-flight）的光检测和测距（激光雷达）传感器、湿度传感器、湿气传感器、注视跟踪传感器和其他传感器。

苹果表示，其设备使用的传统屏幕有 13 层，通过这些区域的光传输最多减少了 80%，因此苹果未来可能需要减少包含传感器区域的层数。

以下为iPhone 和 iPad 设计屏下 Face ID专利相关设计草图：

图 2 展示了当前 iPhone 的打孔设计；

图 3 展示了未来的 iPhone 设计，TrueDepth 摄像头系统隐藏在屏幕下方。

前置摄像头等组件可以安装在屏幕下方，光线通过多个孔径穿透屏幕表面，到达前摄取景器中，最终传导和生成图片。

图 12 展示了设备（#1200）的功能框图，包括用于减少由显示器#1210 引起的图像失真的恢复光学器件#1220。