Touch ID要怎麼改才能符合iPhone的設計理念？

此前有消息稱蘋果 iPhone 8 將採用一種新的屏幕技術，但是沒有人討論過這種新的屏幕技術導到底是什麼樣的，蘋果需要對屏幕做出怎樣的改變，才能夠讓 Touch ID 留在 iPhone 的正面，而不是因為無法整合到無邊框屏幕中而被放到機身背面。iPhone 8 很有可能使用 OLED 屏幕，這不僅僅是為了提升電池續航，還因為其他相關技術。

自 iPhone 5s 整合 Touch ID 以來，蘋果的指紋感測技術可以說是一直處於行業領先水平的。如果使用 OLED 屏幕技術，而且想將 Touch ID 繼續留在機身正面的話，蘋果就需要對著 Touch ID 這項技術進行更改。那麼蘋果應該怎麼改呢？

Touch ID 感測器實際上由三個主要部件組成：激光切割的藍寶石水晶片、不鏽鋼環和一枚電容感測器。別看這些組件似乎很普通，實際上每部分都有它自己獨特的功能。

藍寶石水晶片不僅可以保護它下方脆弱的感測器，同時還充當透鏡幫助感測器聚焦到用戶的指紋上。如果玻璃片的材質硬度不夠高，就容易產生劃痕，感測器得到的指紋圖像就會因此產生瑕疵，而無法正常工作。

環繞著 Home 鍵的不鏽鋼圈，也在整個 Touch ID 系統中起到重要作用。當你把手指放在 Home 鍵上時，不鏽鋼圈能立刻檢測到它並喚醒沉睡的感測器，如此一來，感測器就不必一直保持開啟。這大大減少了電量消耗，同時延長了感測器的壽命。不僅如此，不鏽鋼圈甚至還能在感測器讀取指紋的時候，屏蔽外界的電磁干擾以改善識別率。

感測器一旦被激活，便會以高達 500 ppi 的精度拍攝你的指紋。這枚先進的感測器不從你容易受損的表皮讀取指紋，而是讀取手指表皮下的導電層，進一步提升了識別的準確率和偽造指紋的難度。

從 iPhone 5s 到 iPhone 7，蘋果主要對 Touch ID 進行兩次更新，而從 iPhone 6 到 iPhone 7 更新中，蘋果主要提升了感應速度。

那麼現在的問題出在哪裡？目前的問題還是集中於藍寶石水晶片和感測器之間的距離的差異。感測器本身厚度為 170 微米，而藍寶石水晶片的厚度則沒有那麼厚。

雖然 OLED 屏幕總成厚度比 LCD 屏幕總成的更薄，這兩種屏幕使用的覆蓋玻璃厚度差不多。屏幕玻璃雖然厚度僅為 1mm，但還是比 iPhone 7 Touch ID 感測器藍寶石水晶片的厚 5 倍。

用戶放置手指驗證指紋的表面和電容感測列陣之間的間隔增加，那麼 Touch ID 感測器捕捉到的指紋電場相應的就會有模糊。在目前 Touch ID 中，透鏡已經非常薄，能夠讓扭曲、畸變的可能性降到最低。

感測器放在較厚的透鏡後，比如 iPhone 8 中直接放在屏幕玻璃後面的話，這種模糊未經任何形式的修正，就會導致指紋圖像像素受影響，降低識別的準確度。

雖然可以計算出玻璃厚度對圖像變形程度產生多大影響，但這種演算法非常複雜。除了目前已知的 Touch ID 藍寶石水晶片的相關數據外，還需要其他更多數據才能夠準確計算出厚度變化到底會帶來多大影響。但是大概說來，與目前的圖像畸變嚴重度相比，如果將 Touch ID 放到屏幕玻璃後，這種畸變可能會增加 5-15 倍。

你可能認為蘋果可以通過將指紋保存起來，通過軟體的方式來彌補這種畸變帶來的誤差，不過這種方式將會降低 Touch ID 的安全性。銀行對此可能會不滿，Apple Pay 也可能會受到影響。

不過蘋果此前獲得了一項使用靜電透鏡的觸控感測器列陣專利。該專利名為「靜電透鏡電容式指紋感測器」，按照專利描述顯示，該感測器包含：具有接觸表面和感測器表面的電介質結構，電容性感測元件陣列和在介電結構內形成的靜電透鏡。該專利就可以有效解決感測器嵌入玻璃之後，圖像出現扭曲的問題。

蘋果需要對這項專利加以提升和利用，並確保其產量，那麼將 Touch ID 才放到屏幕下方才有可能實現。

但蘋果此前表示，一個指紋與 Secure Enclave 中保存的指紋匹配的可能性是 1:50000。不管什麼時候，蘋果都需要保證 Touch ID 有這樣乃至更高的安全水平。

最近有消息稱，iPhone 8 的出貨量可能會受到 Touch ID 的影響，甚至還有消息稱，三星 Galaxy S8 的指紋感測器是在機身背後的，所以蘋果可能給 Touch ID 重新選個位置，把它放到機身後背。但這些猜測可能都不正確。

在 iPhone 7 系列產品中，我們看到蘋果已經準備好將 Touch ID 和虛擬 home 鍵都放到屏幕玻璃下。Touch ID 對於蘋果服務來說是一項重要技術，Apple Pay 需要它的支持，另外用戶保存在設備上的數據也需要它的保護。

從蘋果的角度來說，如果他們覺得他們所開發的產品不能在最大範圍滿足用戶需求，而且安全功能也得不到保證的話，他們應該不會發布這種「半桶水」的新產品。今年 iPhone 8 中使用的 Touch ID 也不會偏離這一原則，除非蘋果不想 2017 年 iPhone 大賣了。

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