最近スマートフォンの認証方式の一つとして「画面内指紋認証」が注目されています。ホームボタン等をなくしたがために顔認証しかできなくなったという問題を解決する一つの方法としても注目され、新しいiPhoneで採用されるのではないかという話も出ています。
この記事ではその「画面内指紋認証」について図を使ってその仕組みを説明していきます。
画面内指紋認証について
詳しい仕組みを説明する前に、画面内指紋認証について少しお話しします。
１、画面内指紋認証とは？
スマートフォンに指紋認証機能が搭載されるようになったのはここ最近の話ではありません。そこそこ前から搭載されているわけですが、これまでの指紋認証では専用の認証スペースが必要でした。
iPhoneであればホームボタンが指紋認証センサになり、Androidの一部のスマホでは背面にセンサがあるものもありました。
ですが、「画面内指紋認証」というのは専用のスペースを設けずに、ディスプレイの中で指紋認証を行うことができる認証になります。
つまり、ホームボタンが廃止され顔認証のみになってしまったiPhoneに、この認証方式が採用されたらとても理にかなっていると言えます。
２、画面内指紋認証の２つの種類「光学式」「超音波式」
画面に指紋認証には大きく分けて二つの種類があります。
一つは「光学式」で、名前の通り、光を使った認証になります。
そして二つ目は「超音波式」で、名前の通り、超音波を使った認証になります。
それでは、これら二つの認証方式がどう違うのかを解説していきましょう。
画面内指紋認証の仕組み
１、光学式の仕組み
なんだか指がすごいことになっていますが、上の図は光学式画面内指紋認証を模式図にしたものになります。
指の腹がでこぼこになっていますが、これは指紋を表し、ディスプレイに直接接触している様子を表します。
光学式ではディスプレイの奥から指に光をあてて、反射してきた光を解析して指紋の様子を取得します。
指紋の出っ張っている部分に光が当たると中に乱反射していき、一部の光が吸収される形になるので反射光が弱くなります。
そして指紋のへっこんでいる部分に光が当たると、指まで届かずにディスプレイパネルで光が全反射するため、反射光が強くなります。
・メリット
メリットとしては、比較的低コストで作ることができることです。現在画面内指紋認証が実装されているほとんどのスマートフォンはこの方式を採用していて、認証中に指の下が明るく光るのがわかると思います。
・デメリット
この方式のデメリットは、偽造されやすいことがあげられます。
反射具合を調節すればいいだけなので、本物の指でなくても写真等をあてるだけで認証できることがあります。
また、とある中国製のスマートフォンの画面内指紋認証では、登録してない指を使ってもなぜか認証できるという現象が起きたそうです。
つまり、あまり精度が良くないということですね。
２、超音波式の仕組み
少し見にくいかもしれませんが、赤色と青色の線は超音波を表しています。
画面の下にある超音波発生装置から投射された超音波が指紋の表面や内部の血管等で反射して戻り、それを感知することで指紋を取得することができます。
実際はそこまで簡単ではないのですが、イメージでいうと、指紋の出っ張っている部分は超音波がすぐに反射するので比較的強い音波が戻り、引っ込んでいる部分は比較的弱い音波を反射するので区別することができるという感じです。
指紋の凸凹を斜めからもスキャンすることができるため、より立体的に指紋を取得できます。
・メリット
メリットとしてはとても精度が高いことが挙げられます。
先ほど説明したように、超音波式では指紋を立体に取得することができるため、写真等を使った認証は一切できなくなります。また、光学式とは違って音波は目に見えないので認証中に目障りになるということも防げます。
光学式の弱点を克服した感じでしょうか。
・デメリット
デメリットとしては、実装するのにかかるコストが高いということでしょう。
画面内指紋認証を装備しているスマートフォンの多くが光学式なのは低コストで済むためです。超音波式を搭載する方が望ましいですが、現時点ではまだ高コストになってしまうようです。
最後に
画面内指紋認証について紹介してきましたが、これらの認証方式はいずれも画面の特定の場所でしか認証を行うことができません。
センサをたくさん搭載すれば画面のどこでも認証ができるようになるかもしれませんが、ものすごいコストがかかります。それに場合によっては発色が悪く見えたりしてしまうかもしれません。
来年のiPhoneには画面内指紋認証が搭載される噂されていますが、ディスプレイの特定の部分でのみ認証ができるようになるのでしょうか。
わたし的には、Appleのことですから画面どこでも認証ができるような製品になるのではないかと期待しています。
ただ、他にも5G対応とかデザインが大幅に変わるとか、カメラ性能が向上するなどの噂もあり、それらすべてを実現したとしたらかなり高価になってしまう気がします。
なので、もう少し低コストで画面内指紋認証を装備できる時代になってから導入するかもしれませんね。
