Beim iPhone 18 Pro und iPhone 18 Pro Max liegt ein Teil von Face ID erstmals unter dem Display. Ein Teardown zeigt nun, wie Apple die Infrarotkamera hinter dem OLED verbirgt. Die Lösung kombiniert eine ausgedünnte Pixelstruktur, einen Infrarotfilter und zusätzliche Bildverarbeitung.
Nur ein Teil von Face ID ist unsichtbar geworden. Apple hat die Infrarotkamera aus der Dynamic Island nach links versetzt. Sie sitzt nun unter einem weiterhin leuchtenden Bereich des Displays. Die Selfie-Kamera, der Dot-Projector und der Flood-Illuminator bleiben in der verkleinerten Dynamic Island.
So arbeitet Face ID
Der Flood-Illuminator leuchtet das Gesicht großflächig mit unsichtbarem Infrarotlicht aus. Dadurch erkennt das System ein Gesicht auch bei völliger Dunkelheit. Der Dot-Projector erzeugt anschließend ein festgelegtes Muster aus mehr als 30.000 Infrarotpunkten. Dafür nutzt er einen Halbleiterlaser und eine diffraktive Optik, die den Strahl aufteilt.
Die Infrarotkamera erfasst das beleuchtete Gesicht und das verformte Punktmuster. Aus dessen Verschiebungen entsteht eine Tiefenkarte. Apples Secure Enclave wandelt Tiefenkarte und Infrarotbild in eine mathematische Darstellung um. Sie vergleicht diese mit den gespeicherten Daten. Zusätzliche Netze prüfen Aufmerksamkeit und wehren Täuschungsversuche mit Fotos oder Masken ab.
Wie Licht durch das OLED gelangt
Ein normales OLED ist für eine Kamera ein Hindernis. Pixel, Leiterbahnen und Metallschichten schlucken einen Teil des Lichts. Das regelmäßige Pixelraster beugt den Rest und erzeugt störende Muster. Bei Infrarotsensoren zählt deshalb nicht nur die gesamte Lichtmenge. Entscheidend ist auch, wie viel Licht ohne Ablenkung den Sensor erreicht.
Apple schafft über der Infrarotkamera gezielt freie Wege. Mikroskopaufnahmen von iFixit zeigen, dass dort jede zweite Pixelreihe fehlt. Zum Rand hin geht das ausgedünnte Raster stufenweise in die normale Dichte über. So fällt die Stelle im Alltag nur als schwacher, dunkler Kreis auf.
Unter der OLED-Schicht sitzt zudem ein Infrarot-Durchlassfilter. Er lässt das benötigte Infrarotlicht passieren und hält sichtbares Licht vom Sensor fern. Die Infrarotkamera muss dabei kein ansehnliches Farbfoto liefern. Sie benötigt ein ausreichend klares Messbild des Punktmusters. Das macht diesen Sensor geeigneter für den Platz unter dem Display als die Selfie-Kamera.
Der Aufbau vermeidet zugleich eine weitere Hürde. Dot-Projector und Flood-Illuminator senden ihr Licht weiterhin durch eine freie Öffnung. Nur das vom Gesicht zurückkehrende Signal muss das OLED passieren. Würden auch die Sender darunter liegen, würde das Display bereits den Hinweg dämpfen. Diese Aufteilung ist daher ein naheliegender Grund für Apples schrittweisen Umbau.
Apple nennt außerdem „zusätzliche Bilddaten“, welche die Leistung von Face ID ab den iPhone-18-Pro-Modellen sichern sollen. Woher diese Daten stammen, erläutert Apple nicht. Die Verarbeitung erfolgt laut Apple in einem abgeschotteten Bereich des Chips, der Secure Exclave.
Was unter dem Display liegt
Unter dem OLED befinden sich die Infrarotkamera, der Infrarotfilter und der Bereich mit verringerter Pixeldichte. In der Dynamic Island bleiben Selfie-Kamera, Dot-Projector und Flood-Illuminator. Daher verschwindet die Insel nicht, sie wird nur kleiner.
Beim für den 23. Oktober angekündigten iPhone Duo verfolgt Apple ein anderes Ziel. Dessen innere FaceTime-Kamera nimmt sichtbares Licht durch das Display auf. Sie dient Videoanrufen, aber nicht der Gesichtserkennung. Das Falt-iPhone nutzt stattdessen Touch ID in der Seitentaste. Eine Kamera unter dem Display ist somit nicht automatisch ein Face-ID-Sensor.
Quellen:
iFixit: iPhone 18 Pro und Pro Max Teardown
Apple Support: About Face ID advanced technology
Apple: Face ID Security Guide
SID/Wiley: Diffraction Issues of Under Display IR Sensor in AMOLED Displays
SID/Wiley: Self-Assembled Cathode Patterning in AMOLEDs
Apple: iPhone Duo
