Appleは、未来のiPhoneにFace IDを画面内に埋め込む方法を模索し続けている

以前のAppleの特許から、同社が将来のiPhoneのディスプレイにFace IDを埋め込む方法を模索し続けていることは明らかです。Face IDは、iPhoneユーザーにとって利便性とセキュリティを両立させた、画期的な認証技術として広く認知されています。しかし、画面内に埋め込むとなると、技術的なハードルが立ちはだかります。

赤外線透過の壁：画面内埋め込みの最大の課題

最大の障壁は、Face IDに必要な赤外線がディスプレイをうまく透過しないことです。赤外線は、ユーザーの顔を正確に認識するために不可欠な要素です。しかし、ディスプレイを介して赤外線を透過させるとなると、その透過率が著しく低下してしまうという問題が生じます。これは、認証速度の低下や認証精度の悪化に直結し、ユーザー体験を大きく損ねる可能性があります。

Jony Iveの夢：一枚のガラスでできたiPhone

Appleの元デザイン責任者であるJony Ive 氏は、iPhoneのデザインにおける理想像を「一枚のガラス」と表現していました。これは、前面にベゼル、ノッチ、切り欠きなどが一切なく、シームレスなディスプレイのみが存在するデザインを指します。彼はこの理想像の実現を長年追い求めてきました。Ive 氏は既にAppleを去りましたが、同社は今も彼のビジョンを追い続けていると考えられています。

Dynamic Islandの技術を画面下に

このビジョンを実現するためには、最終的にはDynamic Islandにある全ての要素、つまりフロントカメラとFace ID技術をディスプレイの下に埋め込む必要があります。Dynamic Islandは、iPhoneのディスプレイ上部に配置された、カメラやセンサーなどを収めた領域です。これを完全にディスプレイの下に隠すことができれば、まさに「一枚のガラス」のiPhoneが実現するのです。

フロントカメラは長期的な目標：現状の課題

フロントカメラの埋め込みは、より長期的な目標です。技術的には今日でも可能ですが、その品質はiPhoneに求められる水準には到底及ばず、実用化には至っていません。現時点では、画質の劣化が避けられず、ユーザー体験を損なう可能性が高いためです。このため、まずはFace IDの画面内埋め込みが先行して実現する可能性が高いと見られています。

最大の課題を解決する：サブピクセルの除去

赤外線はディスプレイを透過することは可能ですが、赤外線の透過率は非常に低く、顔認識の速度と信頼性が現状よりもはるかに低下してしまいます。つまり、認証に時間がかかったり、認証エラーが頻発したりする可能性があるということです。

Appleの新特許：サブピクセル除去による赤外線透過率向上

Appleは以前、特定のピクセルを選択的に非アクティブ化して透過率を向上させることを検討していました。しかし、先日取得された特許（Patently Appleが発見）では、よりシンプルで信頼性の高いアプローチ、つまり「いくつかのサブピクセルを除去する」という方法が説明されています。

ピクセルは、赤、緑、青の個別の発光体で構成されています。これらの発光体はサブピクセルと呼ばれ、異なる方法で異なるレベルで混合することで、ピクセルが任意の色を表示できるようにします。

例えば、赤と緑のサブピクセルを強く発光させれば、黄色を表現することができます。Appleは、これらのサブピクセルの一部を除去して、赤外線が隙間を通過できるようにすることを提案しています。

サブピクセル除去の仕組み：隣接ピクセルを利用した色再現

このアイデアは、欠落したサブピクセルが目に見えないように、隣接するピクセルの同じ色の発光体のすぐ隣にあるサブピクセルのみを除去することで実現されます。

つまり、隣接するピクセルのサブピクセルを効果的に「借りて」、同じ色の組み合わせを作成できるのです。例えば、赤のサブピクセルを除去した場合、その隣にあるピクセルの赤のサブピクセルが、その部分の色再現を補完するということです。

配線除去による透過率向上：さらなる効率化

このアプローチの効果は、一部の配線を除去することでも向上します。各サブピクセルには独自の電力および制御ラインがあり、サブピクセルを除去すると、関連する配線も除去できるため、赤外線透過に利用できるクリアエリアが拡大します。これにより、赤外線の透過を妨げる障害物が減少し、透過率が向上します。

「複数の非ピクセル領域の少なくとも一部の水平および垂直制御ラインは、ディスプレイを通過してセンサーに向かう光の回折量を減らす連続したオープンエリアを提供するように再ルーティングされます。」と特許文書には記載されています。

タッチ感度への影響は？：サブピクセルサイズの除去で最小限に

Appleはまた、同じエリアでタッチセンサーメッシュの一部を除去して、赤外線透過の障壁をさらに取り除くことができると示唆しています。これらはサブピクセルサイズの穴であるため、タッチの精度には影響しません。つまり、ユーザーは画面のタッチ感度の変化を感じることなく、Face IDの恩恵を受けることができるということです。

iPhone 17でついに実現か？

画面内埋め込みFace IDは、iPhone 15、そしてiPhone 16で実装されると予測されていましたが、もちろん実現しませんでした。当然のことながら、一部ではiPhone 17で同じ予測がなされています。つまり、次期モデルこそが、この技術革新を実現する最初のモデルになると期待されているのです。

実現の可能性を示唆する兆候：Dynamic Islandの小型化

今年のモデルの少なくとも1つが、より小さなディスプレイの切り欠きを持つという複数の報告があります。

Jeff Puは、iPhone 17 Pro Maxが「大幅に狭くなったDynamic Island」を持つと示唆しました。ディスプレイの下にFace IDを埋め込むことは、これを達成するための最も明白な方法です。つまり、Dynamic Islandを小型化するために、Face IDの画面内埋め込みが採用される可能性があるということです。

iPhone 17 Airの存在：より洗練されたデザインへの期待

第二に、iPhone 17 Airの存在です。ここでのAppleの目標は可能な限り洗練されたデザインであり、Dynamic Islandをカメラのパンチホールに縮小することは、この目標と完全に一致します。

つまり、iPhone 17 Airは、より薄く、より洗練されたデザインを目指しており、その実現のためにDynamic Islandを最小限に抑える可能性があるということです。

当時、iPhone 17 Airはラインナップの中で最も高価なモデルになると噂されており、これが新技術の最初の採用に重きを置くことになります。しかし、それ以来、その価格設定の考え方については後退しているため、今のところ、いつかは実現すると予想されますが、いつになるかはわかりません。

しかし、新しい技術は、より高価なモデルから導入される傾向があるため、iPhone 17 Airがその第一号となる可能性は依然として残されています。

(Via 9to5Mac.)