【2021新型】iPhone 13《リーク スペック》

発売時期いつ[2021 新作 iPhone 13]

ノッチレス、micro LED パネル、A15 SoC、クアッドカメラ、3D ToF センサ、mmWave 5G 通信対応などの新技術搭載が予測。2021年春と秋に発売濃厚な iPhone 13(仮)シリーズの最新情報を更新。

2021 iPhone 情報

2021 iPhone 4機種展開

大手メディアの発信や投資家向け資料では、新型 iPhone 2020年モデルがフルモデルチェンジする情報が挙げられていますが、2021年モデルでは更なる新展開が起こると予測されています。

米国 金融サービス JPMorgan Chase(JPモルガン チェース)のアナリスト Samik Chatterjee(サミック・チャタジー)氏によると、Apple は2021年から iPhone のシリーズラインナップを変更。現在の3機種の販売展開から、4機種のラインナップへ変更すると予測しています。

2021 iPhone のラインナップは以下のとおり。

2021 iPhone シリーズ発売時期
サイズ グレード 発売時期
iPhone 5.4-inch Basic 2021年前半(3〜6月)
iPhone 6.1-inch Mid 2021年前半(3〜6月)
iPhone 6.1-inch Pro 2021年後半(9月)
iPhone 6.7-inch Pro 2021年後半(9月)

2020年モデルとの違いは、最小サイズの[iPhone 5.4-inch]がベーシックモデル(またはミッドレンジ)とグレードダウン。さらに中間サイズの[iPhone 6.1-inch]にミッドレンジとハイエンド(Pro 系)が用意される。
2021年シリーズの中でもっとも高額で高性能なモデルは、最大サイズの[iPhone 6.7-inch]となります。

さらに興味深いのが発売時期で、[iPhone 5.4-inch][iPhone 6.1-inch]が 2021年前半 、[iPhone 6.1-inch Pro][iPhone 6.7-inch Pro]が 2021年後半 と、発売時期を、春と秋の年2回に変更されると予測されています。

これが実現すれば Apple はスマートフォン戦略で大きな転換をむかえることになります。



2021 iPhone 新機能

ノッチ廃止の技術

ノッチのカメラ・センサー群[2021 新型 iPhone]
iPhone X から新世代モデルの象徴としてディスプレイ上部に配置されているノッチ(切り込み)。この領域は見た目のデザインではなく、TrueDepthセンサー(ドットプロジェクタ)、環境光センサー、近接センサーといった各種デバイスが搭載されています。

TrueDepthセンサーは、新世代 iPhone には重要な Face ID や Animoji に利用され、赤外線を使って顔の造形・表情を読み取るカメラ。環境光センサーは、iPhone 使用環境の明るさや光の色を感知して、カメラの明るさ(露出補正)や色合い(ホワイトバランス)を調整します。これらのセンサー・カメラは、その他の搭載モジュールを含めて、遮られたり予想外の光源に照らされると、正確なデータを得ることができなくなります。
そのような理由があるため 2018 iPhone Xs では、有機 EL ディスプレイパネルによって遮られたり生成された光の影響を受けないように、ディスプレイを切り欠いて、それらのセンサー類が正常作動するように搭載しています。
ノッチレス 廃止[2021 新型 iPhone]
これらノッチ領域を削減する方法や技術が 2020 iPhone から採用され、いきなりノッチが廃止されることはないでしょう。ただ、ノッチ領域が縮小・廃止される情報はいくつか挙がっており、多くのアナリストが2021年モデルには廃止されると予測しています。

ブラックレンズ

ブラックレンズ[2021 新型 iPhone]
iPhone X 以降のモデルは、顔認証セキュア Face ID に関連するカメラ・センサーをディスプレイ前面のノッチ(切り欠き)に装備しています。最近は、真のオールディスプレイを実現するために、ノッチ領域を縮小する技術開発がすすめられています。

その新開発の1つが『ピュア ブラックレンズ』と呼ばれている特殊レンズです。

このレンズを開発しているのは台湾の Largan Precision(大立光)。Largan は、非球面レンズの開発・生産に関しては世界有数の企業として認識されており、ノートPC・タブレットといったモバイル機器から、車載カメラ、デジタルカメラ用などのレンズモジュールのサプライヤーとして、世界中の幅広い製品に採用されています。
その Largan が開発しているブラックレンズ技術は、レンズに特殊コーティング技術を施すことで、レンズ面の反射が大幅に減少。スマートフォンのディスプレイにレンズユニットを搭載してもレンズが視認できなくなります。

このブラックレンズ・テクノロジーは、2020年頃に発売されるスマートフォンカメラに採用される予測されいます。すでに Largan Precision は Apple と取引があるため、次期 iPhone に導入される可能性が高まっています。


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ディスプレイを透過するセンサー

ところが、新開発されたセンサーによってノッチがなくなるのも時間の問題になりそうです。
AMS TCS3701 センサー[2021 新型 iPhone]
それは、センサーメーカー AMS が開発したセンサー[TCS3701]によって実現するものです。このセンサーは、VCSEL エミッタと組み合わせることで OLED パネルの背後で可視光と赤外光の両方を感知。また、光を分別することが可能なため、有機 EL ディスプレイパネルが生成する光の影響を受けません。そのため、センサーがディスプレイパネルに遮られていても外部の光源だけをセンシングできます。

このセンシングセンサーを iPhone に搭載できれば、有機 EL ディスプレイパネル裏側にセンサーを隠せるため、ノッチ領域を縮小が実現します。


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スピーカー位置と特許技術

iPhone のノッチ部分には各種センサーの他に、マイクロフォン、スピーカー、カメラといったユニットが搭載されています。これらの部品もディスプレイパネルなどで前面に遮ぎられると性能が十分に発揮されなくなったり作動不良になったりします。それらの問題を回避するできるよう、現在さまざまな方法が検討されています。

スピーカー位置変更

スピーカー位置変更 ノッチ領域削減[2021 新型 iPhone]
最近、スピーカーのノッチ対策案は上がっており、その情報元は Apple 関連のリーク情報で知られる Ben Geskin(ベンジャミン・ジェスキン)氏。彼の情報では「スピーカーの位置を上に動かすことで、ノッチ領域を33%縮小可能」としています。

参考に提示された画像右側のコンセプト画像ではスピーカーの位置を、ディスプレイパネルの端にマウントすることでノッチ幅を小さくしています。スピーカーユニットは長さがあるため移動可能であればノッチ削減に貢献しそうです。


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ディスプレイ パンチホール

ディスプレイ マイクロホール[2021 新型 iPhone]
ノッチ領域からスピーカーを外すのではなく、スピーカーをディスプレイパネルの裏側へ搭載する技術も検討されています。

この技術はディスプレイパネルに、ほぼ目視で確認できないほどの小さい穴を多数開けることで実現させます。この加工法はすでに Apple による特許が取得されており、準備が整えば実現可能な方法です。
この特許技術の面白いところは、これらの微細な穴のパネル加工によって、スピーカー以外のカメラ、センサー、マイクロフォンをディスプレイパネルの裏側に配置させても各種モジュールが正常作動することです。

特許どおりのディスプレイホール加工と対応センサーモジュールが実現すれば、ノッチ領域の縮小や廃止することができるようです。


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ノッチ2021年で完全廃止

TF International Securities 所属の Apple 製品アナリスト Ming-Chi Kuo(ミンチークオ)氏が、Face ID を搭載する iPhone に特徴的なディスプレイ上部のノッチ(切り欠き)の削減・廃止について予測しています。

Kuo 氏は、投資家向けの予測レポートで2020年以降に発売される iPhone のノッチ領域の削減・廃止を技術的に可能なメドがついていると述べ、2020年にノッチ領域削減、2021年にノッチ領域廃止と段階的に改良を受け表示領域を増やせるメリットを上げている。
また、ノッチ削減情報に続けて Kuo 氏は iPhone 造形を含めたデザインが変更される可能性が高いとしている。ただ、デザイン再考がノッチ削減などに関わるかについては不明。iPhone X から続けている現行のコンセプトデザインがどのように変更されるか具体的な観測はのべられていません。

ノッチ領域縮小については、現在の技術的状況から予測するとノッチの縮小は可能。たとえば、顔認証に利用している TrueDepth カメラを小型化してモジュールが占有する面積を減らせます。さらに特殊なディスプレイパネルや、レンズ、センサーによってノッチ廃止も十分可能。すでに Apple はノッチ対策に多くのリソースを投入しており近年実現するでしょう。

Credit Suisse アナリスト予測
次期 iPhone のノッチ / ディスプレイに関するアナリスト予測は他にも公表されています。それは、スイス 金融複合企業 Credit Suisse(クレディ スイス)のアナリストの予測情報で、Kuo 氏の保守的な観測と比べると革新的。

Credit Suisse アナリストの予測では、2021年までに3機種の新型 iPhone のノッチ領域を廃止し、アンダースクリーンにカメラ・センサーモジュールを配置した前面オールスクリーンを実現。さらにフルスクリーン指紋認証を搭載するだろうと確信しています。
これらの予測から推測すると、次期 iPhone には、アンダースクリーン TrueDepth カメラと、スクリーン Touch ID の両方を備えたハイエンドモデルが登場する可能性もあります。


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次世代 Touch ID

超音波型指紋センサー[2021 新型 iPhone 13]
iPhone X系は2017年、iPad Pro は2018年から搭載された顔認識セキュア『Face ID』は、非常に高度な技術を駆使した個人情報保護システムです。
現在 Face ID が搭載されていない従来モデルの iPhone と iPad には、指紋認証セキュア『Touch ID』が採用されています。最近の Apple 新型モデル に顔認証セキュアが採用されている状況を見ると、指紋によるセキュリティシステムが過去のテクノロジに思えてしまいますが、この Touch ID 技術を新開発デバイスに搭載する次世代の指紋認証セキュアを開発している情報が上がっています。

次世代 Touch ID によるセキュアは、指紋センサーモジュールをディスプレイに内臓する設計。採用されるテクノロジは『超音波型指紋センサー』で、従来型の指紋センサーより認証スピードが速く、精度も高い特徴があります。

Apple は、特殊構造の指紋センサーモジュール の生産を請け負うサプライヤーを選定しています。現在のところ、この次世代 Touch ID 関連デバイスの製造サプライヤー候補には、中国『O-film』や、台湾『GIS』『TPK Holding』が上がっているようです。

Apple は、この技術特許を得るため〈2018年9月〉ディスプレイ内蔵型指紋センサーの特許を出願しています。

Touch ID と Face ID の複合認証

次世代 Touch ID が搭載されると Face ID はどうなるのか?という疑問が出てきますが、おそらく次世代 iPhone には指紋認証と顔認証のふたつのセキュアシステムを搭載し、個人情報保護のセキュアレベルを上げるプランでしょう。また使用環境やユーザーの判断によって指紋認証と顔認証のどちらかを選択設定することも可能なはずです。

Apple がここまで個人情報セキュアに熱心な理由として考えられるのが、将来 iPhone をパスポートと置き換える構想があるからでしょう。
パスポートは悪用されると国家保安上の問題もあるため厳重な取り扱いと管理が求められています。将来スマートフォンがパスポート機能を担うのなら、複合セキュアシステムを搭載した完璧なセキュリティ技術が必要になります。

ただ iPad シリーズに、ここまでハイスペックな認証セキュアを搭載するのかは疑問が残ります。気になるのは2つの認証セキュアを搭載することによる販売価格の上昇です。搭載コストの問題が大きくないのであれば、将来発売される iPad に Touch ID と Face ID の複合認証セキュア搭載は実現するでしょう。

MicroLED ディスプレイ

iPhone 生産のほか、大手メーカーへ各種パーツを供給している Foxconn(フォックスコン)が、次世代ディスプレイパネル MicroLED の開発を進めている情報が上がっています。情報元は中国経済誌 Economic Daily で 台湾のハイテク関連メディア DigiTimes が報じています。

microLED 概要

MicroLED(マイクロLED)は、カラーフィルターや液晶シャッターを必要としないディスプレイで。パネルに超小型 LED が敷き詰められたシンプルな構造が特徴。MicroLED モジュールの大きさは、従来 LED と比べて約100分の1と極小サイズ。

LED 光の取り出し効率が高いため、画期的な明るさと低消費電力を両立しておりHDR映像と相性がいい。また、LED を消灯するだけで黒の表現が可能であり、高輝度性能とあわせて非常に高いコントラスト比(1000000:1)を実現。さらに、カラーフィルターや液晶シャッターがないため圧倒的な広視野角で映像を確認できる。
そのほか、無機シリコンベースの LED だから劣化が少なく寿命が長く、OLED(有機 EL)で発生しやすい「焼き付き」現象が起きないメリットがある。

MicroLED 開発と生産

Foxconn は、次世代 iPhone ディスプレイパネルに自社製 MicroLED を選んだもらうため、多様なアプローチによる MicroLED 技術開発に勤しんでいます。
現在 MicroLED モジュールの開発・製造ライン構築を進めている Foxconn の子会社は Advanced Optoelectronic Technology(AOT)、Epileds Technologies、Marketech International の3社。

MiniLED と MicroLED 両方の開発に力を入れている AOT は、8K パネルのLED BLU(Back Light Unit = バックライトユニット)および、MiniLED 製造のためのフリップチップパッケージングプロセス(チップパッケージ小型化技術)といった高い生産技術を備えています。また AOT は、モニター、ラップトップ PC、車載用ディスプレイのほか、ゲーム機器用の MicroLED 開発もしていると報じています。

LED エピタキシャルウエハ(エピタキシャル炉内で生産する高度で高品質なウエハ製造法)と LED チップを製造する Epileds Technologies は、RGB ミニLEDチップの製造に精通している数少ない LED 製造企業。ここの RGB 技術は MicroLED 製品の開発に不可欠。

LCD 機器のサプライヤーである台北 Marketech International は、ベルギーのナノエレクトロニクス研究機関 Imec と共同で、MicroLED 製造用テストチップの注入装置を開発するための共同作業を完了したと発表。Imec は、テストチップ注入装置をクライアントへ納入しており、Imec と Marketech の両チームは、LED チップ大量輸送の注文を受けたと述べています。


MicroLED は韓国 Samsung Electronics(サムスン電子)が先行開発しており、すでに 2018 International CES で発表。サムスンの MicroLED は、100インチを超える大型ディスプレイパネルはもちろん、iPhone や iPad などの小型デバイスに搭載可能な薄型軽量 MicroLED パネルの開発を進めています。
今回は Foxconn も高性能な MicroLED の開発を急速に進めていることが判明したことで、Apple への大量導入を目指して熱い戦いが繰り広げられそうです。



次世代 Face ID

顔認証 Face ID[2021 新型 iPhone]
iPhone ディスプレイを見つめるだけで、ロック解除、ログイン、電子マネー・クレジット決済などを可能にしたのが顔認証セキュア Face ID です。

Face ID のカメラ・センサーなどのモジュールは、ディスプレイ上部にあるノッチ(切り欠き)に内臓。TrueDepth(トゥルーデプス)カメラシステムで得たユーザーの顔形状データは、Secure Enclave(セキュアエンクレーブ)、Neural Engine(ニューラルエンジン)といった Apple の最も高度なテクノロジー活用してユーザーマッチングを判定。これまでスマートフォンに搭載されたものの中で最も安全なセキュリティシステムです。

なお、Face ID は機械学習によって外見の変化を認識。帽子をかぶっても、メガネやサングラスをかけても認証動作に問題ありません。

顔の大静脈で本人認証

血管パターン Face ID[2021 新型 iPhone]
Apple が、USPTO(米国特許商標庁)に申請していた Face ID に関する特許技術の内容を公開。

新たに登録された Face ID テクノロジは、顔の大静脈で本人認証するものです。これは、赤外線カメラで表皮下の血管の配置をマッチングさせるため、顔が似ている双子でも顔認証をパスすることはできません。なぜなら、見た目では区別できないほど似ている一卵性双生児でも、血管の流れる配置は同様ではなく、登録されたユーザーの血管パターンによって高度なセキュリティを保てるからです。

この血管パターン情報を組み込んだ Face ID が搭載されれば、おそらくマスクをしていたり、寝惚けまなこで目の配置情報がうまく取れないばあいでも認証システムが正常に作動させることが可能になります。
さらに、血管パターン顔照合のメリットは、新しいハードウェアを必要とせずソフトウェアのアップデートのみで実装できそうなところ。すでに現行 Face ID モジュールには、赤外線照明器で表皮下の静脈のパターンを認識できるようです。

特許申請された技術が必ずしも実装されるとは限りませんが、ソフトウェアのアップデートで機能を活かせるのであれば、血管パターン照合を組み込んだ Face ID 実現の可能性は高そう。

特許:ハイブリッド OLED

Apple が特許申請している次世代ディスプレイパネルの情報が上がってきました。このディスプレイは、OLED(有機 EL)と QD-LED(Quantum Dot LED = 量子ドット LED) を組み合わせたハイブリッドディスプレイ技術です。

この新しい技術『tandem hybrid pixel(タンデム ハイブリッド ピクセル』の情報は、USPTO(米国特許商標庁)によって公開されました。

QD-LED は表示構造が非常に小さいうえに、その発光粒子を制御することが可能なディスプレイ。QD-LED 単体の技術であれば、台湾 Samsung Electronics(サムスン電子)も Samsung QLED TV として開発を進めており、現在の実装では量子ドットをカラーフィルターに採用し LED バックライトを配置する方法をもちいている。

すでに QLED 技術を導入し市場で販売されていますが、現在のところテレビでしか見られません。また、それらの製品のパネル構造は、LCD(液晶ディスプレイ)にバックライトとして QD ピクセルで照らしています。これは、カラーフィルターとして QD ドットを使ったり、照らされた QD ピクセルではありません。

ハイブリッド QLED ディスプレイの特徴

ハイブリッド QLED ディスプレイの優れた特長には、応答性がよく表示速度が速いこと。また、低電力で作動するため、一般的な OLED ディスプレイよりも、デバイス機器のバッテリー消費を抑えることができます。

  • OLED より広い色空間、さらに忠実で鮮やかな色彩表示。
  • バッテリー寿命が長い低電圧駆動
  • OLED を超える2000ニトの明るさ
  • 高速な応答時間と、より滑らかでシームレスな表示。
  • OLEDより薄いパネル構造。
  • 合理化した製造工程による、生産コストの削減。

ハイブリッド QLED によるユーザーが受ける恩恵は大きい。とくにディスプレイパネルはスマートデバイスのなかでも最も電量を消費する部品であるため、このような自社製品の独自開発は、iPhone はもちろんバッテリー容量の少ない Apple Watch にも有用なパネルとなります。
さらに、将来 Apple の主力製品となる AR / VR ヘッドセットにも ハイブリッド QLED が組み込まれると予測されています。ヘッドセットは単独でインターネットに接続できるスタンドアロン機器であるため、低電圧作動で効率的なディスプレイが必要になります。これら、将来の Apple 製品にとって非常に重要なディスプレイとなるでしょう。

この新しいディスプレイパネル技術は継続特許であることにも注目すべきでしょう。最初の特許は2017年8月に公開。また、Apple は QLEDディスプレイ技術に関連する他の特許も申請しています。
ただ Apple は、実際に製品化されるか分からない多くの技術を特許申請しています。また、Apple が独自開発した ハイブリッドQLED 技術がいつ市場に出るかも分かっていません。しかし、期待させられる技術です。



iPhone シリーズ

2020年ラインナップ

iPhone mini と iPhone 8 後継機[2020 新機種 iPhone]

iPhone 12 シリーズとなる2020年モデルのラインナップは5機種。注目の『折りたたみ iPhone』は 2021年秋に発売と予測されています。

2020年モデルはサイズと価格が連動

まずは 2020年3月ごろ 価格が〈約400ドル〉と iPhone SE なみのエントリーモデル iPhone 9 が発売。
2020年秋にリリースされる新型4機種は『iPhone 12』と噂されており 2020年9月ごろ 発売されると、複数のアナリストが予測。ラインナップには iPhone 11 Pro より小型軽量な〈5.4インチ〉が発売されるリーク情報があり『iPhone mini』とも囁かれています。
また、2020年モデルはディスプレイのサイズ順に価格が連動し『小さい=安い』『大きい=高い』になるもよう。