【2021新型】iPhone 13：リークまとめ

オールディスプレイ、常時表示 LTPO パネル、A15 SoC、IBIS 手振れ補正、LiDAR スキャナ、mmWave 5G 通信対応などの新技術搭載が予測。2021年秋に発売濃厚な新型 iPhone 13（12s）シリーズの最新情報を更新。

セキュア：リーク情報

画面埋込み型 Touch ID
熱分布感知でマスクしても Face ID 認証可能な特許
Touch IDとFace IDを備えた特許情報

セキュア：関連記事

次世代 Touch ID
血管パターン認証 Face ID

噂の機能

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セキュア：リーク情報

画面埋込み型 Touch ID

情報のポイント

画面指紋センサー技術には超音波式と光学式がある
画面 Touch ID のコードネームは『UTS』
画面下埋込み型 Touch ID は特許取得済み
画面下埋込み型 Touch ID の実動試作機が2台ある

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音響式 Touch ID

Apple はディスプレイ全面を指紋認証センサーにできる技術特許を取得しています。

特許申請されている新方式 Touch ID（タッチアイディ）は、ボタンなどの物理的な指紋読取センサーを必要としないため、オールディスプレイ仕様でも指紋認証セキュアを採用が可能になります。また、指紋読取センサーが省けることで画面パネルの極薄化も容易となります。

音響式 Touch ID のしくみは、音を利用して指紋情報を得ます。
ディスプレイに触れた指は、ディスプレイを囲むように配置された音響撮影システムによって指紋の隆起データを取得。その情報を複数の音響トランスデューサで電気信号へ変換して指紋認証システムへ転送。オーナー登録情報とマッチしていればロック解除を実行します。

この音響撮影システムは、従来の指紋センサーによる Touch ID とくらべ利点があります。

音響式 Touch ID のポイント

部品構成が極薄
どの位置でも指紋読み取りが可能
認証スピードが高速

１つ目は、指紋情報を得るためのセンサーモジュールが極薄が可能。２つ目は、ディスプレイパネル全体を音響撮影システムがカバーできるため、ディスプレイの縁でも指紋読み取りが可能となります。３つ目は、従来方式の Touch ID や Face ID と比べ処理能力を必要としないため認証スピードが高速となります。

この新しい発想の Touch ID は、従来システムを大きく上回るの性能とコスト削減を実現するでしょう。

Apple は新しい技術を導入した指紋認証セキュアの開発を続けており、音響トランスデューサー技術関連の特許申請も今回が初めてではないことを付け加えておきます。

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光学式 Touch ID

2020年9月に Apple は新しい Touch ID システムのアイデアを USPTO（米国特許商標庁）へ申請して特許を取得。

Apple が申請した特許は「生体画像データおよび関連情報を取得しつつ、光源サブセットの連続動作をふくむ電子デバイス」と生体認証による新規セキュリティシステム関連と推測。

本特許は『光学画像センサー』関する特許申請となっており、パネル下の光学センサーにより指紋を読み取るしくみです。なお、Apple 製品に採用されている Touch ID は静電容量式タッチセンサーで、iPhone や MacBook に搭載されていますが、2019年11月に発売された MacBook Pro 16-inch には光学式タッチセンサーが採用されています。

MacBook Pro 16-inch 搭載された光学式 Touch ID は、静電容量式 Touch ID からの置き換えとなりますが、新しく特許申請された指紋認証システムは、画面パネル下に組込まれるため新構造モジュールとなります。

取得された特許『光学画像センサー』を応用では、ディスプレイパネル下に組込まれた光学式指紋読取センサーによってユーザーの指紋パターンを検知。次に、コントローラがリードした生体画像データとメモリ内の登録データを照合して認証判定するプロセスです。

光学式 Touch ID の特長

光学式指紋読取センサーの優れている点は、センサーモジュールの製造コストが超音波式指紋読取センサーより安いこと。ただ、現在流通している光学式センサーは、認識速度と認識エリアの狭さに関しては、まだ改良が求められています。

光学式指紋認証センサーは、すでに Android 系スマートフォンには多く採用されており、Huawei、Oppo、OnePlus、Vivo などのブランドで実装されています。

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画面 Touch ID のコードネームは『UTS』

質の高いリーク情報を提供している有没有搞措（@L0vetodream）氏が、画面組込タイプ Touch ID に関する情報を Twitter に投稿。

同氏が投稿した文章は「MESA uts for iPhone」とされています。

MESA uts for iPhone

— 有没有搞措 (@L0vetodream) October 16, 2020

この投稿にたいして、著名なリーカー Jon Prosser（ジョンプロッサー）氏が補足情報を以下のように付け加えています。

“MESA” is Touch ID.

“uts” is “under the screen”

— Jon Prosser (@jon_prosser) October 16, 2020

「MESA」とは、Touch ID をしめす Apple 内のコードネームで、「uts」は Under The Screen（画面下）を意味しています。

この Twitter への投稿を見て、アメリカの Apple 製品情報メディア AppleInsider は、ディスプレイ組込式 Touch ID が次期 iPhone13 に搭載される可能性があると報じています。
また、AppleInsider の記事には、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の感染予防としてマスク装着するユーザーが多い現状を指摘。「Face ID だけでなく Touch ID も利用できれば、ユーザーの利便性は向上する」と述べています。

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画面埋込み型 Touch ID 試作機が2台ある

Front Page Tech のテクノロジー系ジャーナリスト Jon Prosser（ジョンプロッサー）氏が制作している YouTube チャンネルで、ディスプレイ組込式 Touch ID の情報を取扱っています。

同氏が入手した情報によると「ディスプレイ組込式 Touch ID を搭載した iPhone プロトタイプが2台存在しており、両機ともに実動する。」と伝えています。ただ、2台のプロトタイプの異なる仕様については触れておらず、おそらく新型 iPhone 13（2021年モデル）への搭載に向けて開発が進んでいると予測されるとコメントしています。

Jon Prosser 氏 YouTube チャンネル：FRONT PAGE TECH

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熱分布感知でマスクしても Face ID 認証可能な特許

情報のポイント

マスク装着時でも Face ID 認証を可能にする特許取得
ユーザーの目・鼻・口から発せられる熱分布情報を利用
マスク以外ではメガネ・スカーフ・顔にかかる髪型に対応

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の対策の一つとして重要なのがマスクの着用ですが、ユーザーの顔造形をデータ化してスリープ解除や決済などのセキュリティに利用する Face ID にとって、口・鼻の形状を隠すマスクではユーザー認証ができない問題があります。

この問題を解決するため新しい Face ID を Apple も研究しているようで、USPTO（米国特許商標庁）へ「顔をなにかで覆う状態でも顔認証できる仕組み」となる特許申請し取得しました。

この特許に対応するハードウェア・ソフトウェアが開発されれば、ユーザーの顔をアイウェア、マスク、スカーフまたは髪などで隠していても、ユーザーの顔パーツ（目・鼻・口）から放出される熱分布をもとに顔造形の模式図を取得。このあと事前に登録してあるユーザーのフェイスマッピング情報と模式図を比較して、誤差内であればロック解除を実行します。

以前は、顔表面の血管パターンを情報化した Face ID の特許取得もありましたが、今回は顔パーツの熱分布を取得するシステムとなるため高度な技術を必要とするでしょう。Apple は難しいテクノロジにも積極的にチャレンジしますが、将来必ず実現するとは限りません。

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Touch IDとFace IDを備えた特許情報

Apple が複数の生体認証の搭載へむけた特許を USPTO（米国特許商標庁）へ申請し、2021年2月11日にこの特許取得を完了。

Apple 製品の特許情報を伝えている Patently Apple によると、新たに取得された特許は Face ID（フェイスアイディ）と Touch ID（タッチアイディ）を順次実行できる工程を特許として取得している。

ふたつの生体認証と最終プロセスとなるパスワードへいたる説明と画像は以下のとおり。

〈FIG. 17M〉最初のユーザー認証に Face ID が起動し顔認証を実行
〈FIG. 17O〉顔認証が失敗した時は Touch ID が起動し指紋認証を実行
〈FIG. 17P〉指紋認証が失敗した時はパスワードを求める

Apple は、Face ID と Touch ID の生体認証は実装済みの技術であるため、これら二つの生体認証を一つの製品に組込むハードルは低い。
近年発売している最新モデルは、全面画面のオールディスプレイ仕様なので、指紋認証の指紋読取りを画面組込み式にするかサイドボタン組込み式にすれば実現は可能。
なお、サイドボタン組込み式の指紋認証システムは iPad Air 4 に実装済みの技術。