iPhoneのTouch ID復活、ディスプレイ下IRイメージングシステムを採用か

Appleは、赤外線とディスプレイを通した画像化技術を利用して、端から端までの画面デザインを損なわずに、物理的なホームボタンを再導入することなく、Touch IDをiPhoneに再び追加できるかもしれない。

AppleがTouch IDを廃止した背景には、Face IDの開発と、iPhoneの抜本的な再設計（ホームボタンを本体前面から削除）がありました。AppleはiPad Air 4で電源ボタンを介してTouch IDを再導入しましたが、iPhoneでは同様のことを行わない方針です。

Face IDは非常に便利で安全性も高いのですが、現在、COVID-19のパンデミックにより、多くの人がマスクを着用しているため、事実上使用できなくなっています。Touch ID搭載デバイスは、手袋を着用する場合を除き、パンデミックによる制限の影響を受けません。

パンデミック以外にも、Face IDよりもTouch IDを好む理由があります。例えば、持ち物があるためにApple Payで決済する際にiPhoneを顔に近づけることができない場合や、ポケットや密閉された空間からiPhoneを取り出し、他人の視界にiPhoneを近づけずにロック解除する必要がある場合などです。

iPhoneにTouch IDを復活させることはあり得るが、Appleはそれを元の位置に復活させようとしているだろう。ディスプレイのすっきりとした外観を損なうことなく実現するには、独創的な技術が必要になるだろう。

この特許は、iPhone における Touch ID の復活の可能性を全面的にカバーしているようだ。

米特許商標庁が火曜日に認可した「電子デバイスのディスプレイを介した短波赤外線光学画像化」と題する特許で、アップルはディスプレイ要素を回避しながら光を使って指紋認識を行う方法を提案している。

Appleは、光学イメージングシステムをディスプレイに隣接して配置することは可能だが、そうするとベゼルが設計者の意図よりも厚くなる可能性があると指摘しています。Appleの光学イメージングシステムは、通常、外側の保護層、タッチセンサー層、そしてディスプレイ層自体で構成されるメインディスプレイスタックの下に配置されています。

提案されているのは、光学イメージングシステムが短波長赤外線を上向きに送信し、これが指と相互作用して、画面に接触している隆起部の存在に基づいて光を反射するというものです。反射された赤外線は、同じ光学イメージングシステム内の感光素子によって受信され、指紋の一部を画像化して分析に利用することができます。

赤外線の使用は理にかなっています。赤外線は人間の目には全く見えない光なので、目障りになったり眩しく感じたりすることはありません。さらに、ディスプレイは赤外線ではなく可視光を発し、感光素子は赤外線を検出するように調整されているため、光源の違いによる誤検知や読み取り失敗の問題は発生しません。

ディスプレイスタックはイメージングシステムの上に設置される。

Appleはまた、感光素子と赤外線発光素子の間に不透明なマスク層を設け、導波管を用いて「ディスプレイのピクセル間領域」、つまり各ピクセル間のビットに光を導く可能性も示唆している。これらのピクセル間領域により赤外線が双方向に透過し、ディスプレイの背後でもシステムが動作できるようになる。

この特許には発明者としてモハマド・イェケ・ヤズダンドースト氏とジョバンニ・ゴッツィーニ氏が記載されており、当初は2018年9月26日に出願された。

Apple は毎週多数の特許を申請しているが、特許の存在は Apple の研究開発活動の関心領域を示すものではあっても、そのコンセプトが将来の製品やサービスに登場することを保証するものではない。

ディスプレイ内指紋認証のコアコンセプトは、決して新しいアイデアではありません。ディスプレイ内指紋認証は、SamsungのGalaxyスマートフォンシリーズなど、すでにいくつかの機種で採用されているため、Appleはこの点で競合他社に追いつくことになるでしょう。

そうは言っても、同社はこれまでもディスプレイベースの指紋認識のアイデアを何度も検討してきた。

2017年には、ディスプレイ全体に静電容量式タッチパネルを配置したフルスクリーン指紋認証方式を提案しました。同年に承認された別の特許では、ディスプレイに内蔵された赤外線発光ダイオードと赤外線センサーダイオードの列を用いて、同様の赤外線反射指紋スキャンを実行することが提案されました。

音響イメージングも注目されており、圧電トランスデューサーを用いて基板に沿って音響パルスを送信し、その反射を検出することで指紋画像を生成します。最近の特許では、指紋認識にディスプレイ下面の光学センサーを用いることが示唆されており、不透明な部品を回避したり、開口部を制限したり、ディスプレイの背面にセンサーを埋め込む他の方法も検討されています。