将来のバージョンの iPhone では、ユーザーによるディスプレイへのタッチのみを検知することで、雨やお風呂の中でもより快適に動作するようになる可能性がある。Apple は超音波音響感知技術を使って指先と雨滴を区別する方法を考案している。
Appleは長年にわたり、モバイルデバイスの耐水性を高めてきました。Apple Watchは、水泳中の着用者をモニタリングできるレベルにまで達しています。デバイスは湿気や風雨への耐性が向上していますが、タッチスクリーンを搭載したiPhoneなどの製品を水に濡れた環境で使用できるかどうかは、依然として解決策のない問題です。
現在の静電容量式タッチスクリーンシステムは、人がガラスに触れた際など、ディスプレイにかかる電圧と電流の変化を検出することで動作します。この技術はほとんどの状況で有効ですが、水も同様の電圧変化を引き起こす可能性があるため、デバイスが雨や水滴を不要なタッチと認識したり、完全に水没した場合にはディスプレイが全く使用できなくなったりする可能性があります。
米特許商標庁が木曜日に公開した特許出願の中で、アップルは、水による偽のタッチを除去し、ユーザー自身のタッチのみをデバイスが認識できるようにするタッチセンサーシステムとして機能する「超音波偏光子」の使用を提案している。
このアイデアの中核は、圧電トランスデューサーなど、デバイスの表面に結合した 1 つ以上のトランスデューサーを使用した音響タッチ センシング システムに焦点を当てており、これにより表面に沿って別のトランスデューサー セットに超音波を送信できます。
音響タッチセンシング回路の「例示的な構成」
ユーザーの指など、ディスプレイに触れる物体は波の進行を遮り、表面を伝わる方向を変えます。ディスプレイはこれらの反射、遅延波、あるいは波の不在を検出することで、物理的なタッチポイントを特定し、それを入力に利用します。
さらに重要なのは、特許出願では、このタイプのデバイスはさらなる改良が可能であると示唆されている点です。なぜなら、このシステムは依然としてディスプレイに接触するあらゆるものに対応する必要があるからです。つまり、基本的な形状では、水滴を物理的なタッチとして検出するのを防ぐことはできないのです。
この問題を解決する一つの方法は、トランスデューサーとタッチ面の間に設置できる超音波偏光子を使用することです。この偏光子は、水などの軽いタッチに関連する圧縮波を、指によるより強い横波タッチから除去することで、水分の除去性能を向上させます。
偏光子は、トランスデューサーとは分極方向が異なる圧電材料、または渦電流を発生できる磁性材料を多層に積層して構成することができ、どちらも不要な水由来の圧縮波を打ち消すことができます。また、異なる材料と層厚を用いた多層構造も、横波から圧縮波を除去する方法として提案されています。
音響エネルギーを送受信し、水分をフィルタリングする2組のトランスデューサーの簡単なフローチャート
Apple は毎週多数の特許を USPTO に申請しているが、申請があってもそのコンセプトが将来の製品やサービスに採用されることは保証されないものの、Apple の研究活動の対象となる分野を示すものである。
Appleが水中でも使えるようにするために考案したアイデアはこれだけではありません。2018年10月には、「濡れた環境での指のトラッキング」に関する2件の特許出願があり、各タッチイベントで操作されたタッチノードの数を分析することで、検出されたタッチがユーザーの意図によるものかどうかを判断するフィルタリング技術が示唆されていました。
音響タッチは、Touch IDといった同様の分野でも研究されてきました。複数の申請では、トランスデューサーとディスプレイの超音波モニタリングを用いて音響指紋イメージングを行うことが示唆されており、iPhoneにTouch IDを復活させるだけでなく、専用の指紋センサーではなくディスプレイ全体で動作するTouch IDの可能性も秘めています。
