Apple brevetta lettore di impronte digitali ad ultrasuoni

L’Ufficio Brevetti e Marchi degli Stati Uniti ha condiviso le informazioni riguardanti il brevetto N9.747.488 concesso a Apple e legato ad una tecnologia di "acoustic fingerprint imaging" o in italiano "acustica d’immagine per le impronte digitali" che sembra essere pronta per andare a sostituire il lettore ottico esistenti delle impronte digitali, il Touch ID, che si trova nei dispositivi Apple di ultima generazione.

Come descritto nel brevetto statunitense, segnalato da AppleInsider, Apple ha sviluppato elementi attivi per sistemi di imaging acustici, ossia un metodo di raccolta di dati biometrici, in particolare un’impronta digitale, attraverso la trasmissione e la rilevazione a ultrasuoni.

Le immagini delle impronte digitali acquisite tramite ultrasuoni, una volta elaborate, possono essere usate per l’autenticazione dell’identità dell’utente in modo molto simile a come funziona il sistema Touch ID, il quale prevede che l’utente debba posizionere fisicamente il dito sopra il sensore biometrico.

A differenza dell’attuale sistema di lettura delle impronte digitali di Apple, tuttavia, la tecnologia di imaging acustica non richiede il contatto fisico del dito col sensore, il che significa che i trasduttori ultrasonici possono essere posizionati sotto componenti come lo schermo.

Il sistema brevettato da Apple è simile ai sensori di impronte digitali ad ultrasuoni annunciati da Qualcomm – e in arrivo nel 2018 – posizionabili sotto il display o sotto uno strato di metallo o vetro in uno smartphone. Il sensore di impronte digitali ad ultrasuoni di Qualcomm per display è in grado di fare una scansione tramite un pannello display OLED con spessore fino a 1200um.

Apple – immagini dal brevetto del lettore di impronte digitali ad ultrasuoni

Il sistema di imaging acustico descritto nel brevetto di Apple comprende una serie di trasduttori piezoelettrici disposti vicini alla superficie inferiore di un substrato ed emettono un impulso acustico verso la superficie superiore del substrato, vicino alla quale l’utente dovrebbe andare a posizionare il dito per il riconoscimento dell’impronta. Una parte dell’impulso acustico si riflette sul substrato superiore, quindi le onde acustiche di ritorno possono essere analizzate per determinare l’immagine di un elemento rilevato, che potrebbe essere ad esempio l’indice dell’utente. L’impulso viene quindi riflesso all’indietro in funzione di qualsiasi oggetto venga a toccare il substrato superiore – logicamente se l’oggetto toccato è un dito allora il sistema elaborerà i dati per tentare di riconoscere l’impronta e autenticare l’utente, altrimenti le onde che tornano indietro non porteranno ad alcun tipo di riconoscimento.

Una volta raccolti nella matrice piezoelettrica del trasduttore, gli impulsi acustici riflessi vengono trasformati in segnali elettrici e analizzati. In alcune forme di realizzazione descritti nel brevetto, i segnali elettrici corrispondono ad un singolo pixel di un’immagine secondaria più grande.

Apple nel suo brevetto ha notato che i sistemi tradizionali di imaging acustico soffrono di una serie di limitazioni. Ad esempio, l’azionamento degli elementi piezoelettrici potrebbe avere requisiti elettrici sostanzialmente più elevati. Apple stima che gli elementi piezoelettrici sono gestiti da circuiti ad alta tensione che vanno da 0 a 100 volt, mentre il sistema che propone la società di Cupertino viene eseguito da circuiti a bassa tensione che funzionano da 0 a 3,3 volt. 

Apple sembra quindi avere pronto un sistema per eliminare il pulsante Touch ID dai suoi prossimi iPhone, ma resta da scoprire se i primi ad implementare questa nuova tecnologia – o magari una simile – saranno i prossimi iPhone 7s o iPhone 8.

Da notare che questo brevetto di una tecnologia acustica di imaging per le impronte digitali è stato presentato da Apple per la prima volta nel 2015, per cui potrebbe essere ormai già stato superato da una tecnologia migliorata negl corso degli ultimi due anni.