iPhone 17屏下Face ID通过微孔阵列与折射率匹配粘合剂提升红外穿透率,倒装芯片+TSV封装实现泛光感应“背照式”部署,超构表面镜头与混合镜片压缩体积并提升成像性能,共腔集成与时分复用技术融合ALS与PS功能。

iPhone 17 的屏下 Face ID 并非简单地把原有模组“塞进屏幕底下”,而是通过一整套光学、封装与芯片协同重构的技术方案,实现真·隐藏式三维面部识别。正面仅剩一个圆形前置摄像头开孔,正是这项技术落地的最直观标志。
微孔阵列+折射率匹配粘合剂:让红外光“穿屏而出”
点阵投影器需向人脸投射约3万个不可见红外光点,但OLED屏幕本身会阻挡或散射红外光。解决方案是在屏幕特定区域做精准微加工:
- 在OLED基板上蚀刻出与投影单元严格对齐的微米级开口阵列,开口直径仅几微米,肉眼完全不可见
- 用折射率接近玻璃与OLED层的压力敏感粘合剂填充微孔,消除界面反射,大幅提升850nm红外光穿透率
- 点阵投影芯片紧贴粘合剂层下方安装,确保光线垂直出射,避免畸变
倒装芯片+硅通孔封装:泛光感应元件“背照式”重生
泛光感应元件原本需正对人脸接收漫反射光,屏下部署后必须“面朝屏幕外侧”。传统封装无法满足,因此采用:
- 倒装芯片工艺:将感光晶粒翻转,像素阵列直接朝向屏幕背面,避开OLED基板遮挡
- 硅通孔(TSV)引线:信号垂直穿过硅基底引出,路径更短、噪声更低、响应更快
- 表面覆盖红外增透膜:专为850nm波段优化,提升光子捕获效率超35%
超构表面(Metasurface)+混合镜片:微型化红外成像系统
为在不到0.8mm厚度内维持F/2.0大光圈与高分辨率,iPhone 17首次在手机Face ID中商用超构表面技术:
- 衍射光学元件(DOE)由超构表面替代传统多层衍射光栅,体积缩小40%,衍射效率提升至92%
- 红外镜头采用四片混合堆叠:三层非球面玻璃校正像差与热漂移,一层高折射率塑料完成最终像面定位
- 所有镜片表面镀多层红外增透膜,配合A18 Pro芯片内置专用红外ISP流水线,实现1280×960@20ms深度建模
共腔集成+时分复用:环境光与距离传感一体化
为节省屏下空间并减少光学串扰,环境光传感器(ALS)与距离传感器(PS)被整合进同一光学腔体:
- 共享微型准直透镜与镀膜棱镜,入射光按波段自动分离——可见光导向ALS,近红外导向PS
- 双通道光电二极管阵列共用封装基底,尺寸压缩至1.2×1.2mm²
- 通过时分复用电路交替工作,单次解锁周期内完成光照强度检测、距离判定与活体验证三重任务
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