Apple、ホバー検知マルチタッチディスプレイの特許を取得

iPhone 6s で 3D Touch 感圧入力がリリースされて以来、Apple は完璧な入力技術の追求を続けており、最近ではインライン近接センサーを使用して非接触のホバー ジェスチャを検出する特許を取得しました。

火曜日に米国特許商標庁から付与されたAppleの米国特許9,250,734号「近接およびマルチタッチセンサーの検出と復調」は、フォトダイオードなどの近接センサーハードウェアを従来のマルチタッチディスプレイと連携させて、ユーザーインタラクション領域を画面外に移動させる方法を詳述しています。この発明は、ある意味では3D Touchと範囲が似ていますが、iPhoneの画面に対してZ軸に沿って反対方向の入力を測定します。

非接触型ユーザーインターフェースは、ユーザー入力手段として長らく研究されてきましたが、近年の研究はカメラやその他の特殊な光学システムを用いた長距離実装に集中しています。Appleが2013年に買収したイスラエル企業PrimeSense（初代Xbox Kinectハードウェアの開発に携わった企業）によって獲得した3Dモーションキャプチャ技術は、現代の大規模UI展開の好例です。

本日の特許により、AppleはiPhone、MacBook、その他のポータブルデバイス向けに最適化された、より洗練されたソリューションを提案します。現行のiOSデバイスと同様に、この発明には、LCDディスプレイ全体に配置された静電容量式センシング素子と、複数の近接センサーが組み合わされています。このハイブリッドソリューションは、ホバージェスチャー検出を実現することで、タッチ入力のより完全な「イメージ」を提供します。

この文書では、iPhoneが頭部検出に使用している赤外線近接センサーと同様に、赤外線LEDとフォトダイオードの使用が提案されています。LEDから発せられた光はユーザーの指に反射し、フォトダイオードによって捉えられます。フォトダイオードは、受光量に応じて電流出力を変化させます。

複数のセンサーアレイをピクセル単位でグループまたは列状に配置することで、ディスプレイ面のすぐ上に浮かぶ指、手のひら、その他の物体を検出できます。さらに、これらのフォトダイオードは、隣接する物理的なタッチセンサーと同じアナログチャネルに接続されるため、スペースと消費電力を節約できます。

検出された動きをGUIに変換することで、ユーザーは仮想ボタンを「押す」、ディスプレイに触れることなく機能を起動する、特定のハードウェアコンポーネントの電源をオン/オフにするなど、様々な操作が可能になります。複数のフォトダイオードを搭載することで、Appleは現在iPhoneのイヤホンスピーカーの隣に配置されている赤外線近接センサーを廃止することも可能になります。

Appleは特許の中で、近接センサーの配置、理想的なコンポーネントの種類、GUIの応答例など、数多くの代替実施形態を概説しています。別の実施形態では、補助的なホバーセンサーディスプレイがタイピングとトラックパッドの操作性を拡張するMacBookの実装について説明しています。

この技術は魅力的ではあるものの、すぐに市販デバイスに搭載される可能性は低いでしょう。Appleは自社製アプリに独自の3D Touch統合を模索しており、多くのサードパーティ開発者はiPhone 6sの圧力感知機能をまだ活用できていません。新たな入力方法を導入すれば、状況は混乱するでしょう。

Apple のホバー センシング ディスプレイの特許は 2015 年 3 月に初めて申請され、Steven P. Hotelling 氏と Christoph H. Krah 氏が発明者として認められています。