Appleの最新のイノベーションはiPad AirやiPhone 5sなどのポータブルデバイスから生まれているが、木曜日に公開された文書には、小型ディスプレイ、タッチセンサー、触覚フィードバック機構を統合した多機能「キースタック」を備えた機能満載のキーボードが記載されている。
同社が従来型の技術でも進歩を続けていることを示すものとして、アップルの「多機能キーボードアセンブリ」特許出願では、いわゆる「キースタック」、つまり電子部品、センサー、スイッチが積層された個々のキーの配列で構成されたキーボードについて説明されている。
米国特許商標庁によって公開されたAppleの出願は、Art. Lebedev StudioのOptimus Maximusキーボードのようなサードパーティ製アクセサリからヒントを得ています。Optimus Maximusキーボードは、設定可能な小型OLEDディスプレイの上に透明なキーキャップを重ねたものです。特許文言はスタンドアロン型キーボードと一体型ノートパソコンキーボードの両方を対象としていますが、最初のイラストは現行世代のMacBook Airを示していることに注意が必要です。
Maximus、そしてディスプレイ内蔵キーを備えたOptimus Popularisなどの後継モデルは、各キーに特定の文字、アイコン、または画像を割り当て、対応するカスタマイズ可能なコマンドで出力できるため、非常に機能的なツールです。Optimusシリーズは少量生産だったため、法外な価格と低性能のため、あまり普及しませんでした。
出典: USPTO
Appleの発明は、キースタックに複数のレイヤーを追加することで、このキー内ディスプレイのコンセプトをさらに発展させています。Optimusは物理スイッチによる入力とOLEDによる出力に限定されていますが、Appleの発明は複数の入出力モードを可能にします。
たとえば、多機能キースタックは、スイッチ型ボタンを介してユーザー入力を受け入れるように構成でき、同時に静電容量式表面コンポーネントは、マルチタッチ ジェスチャを介して 2 番目の独立した入力を提供できます。
キースタックの断面図。
さらにAppleは、このシステムは各キーに内蔵されたバックライト付きディスプレイを通じてユーザーに視覚的なフィードバックを提供すると述べています。OLED、LCD、またはその他のスクリーン技術をベースにしたこのディスプレイは、タッチ回路の上または下に配置され、キーの透明な部分を通して見ることができます。一部のモデルでは、キーキャップはガラス製、または従来のプラスチック部品よりも強度が高く薄い、同様に硬質でありながら耐久性のある素材で作られています。
Appleの特許の仕組みを詳しく見てみると、発明によれば、各キーには1つまたは複数のシステムプロセッサに動作可能に接続された独自の回路が搭載されている。基本的なキースタックは、支持構造（シザースイッチまたはバタフライスイッチ）、フレックス回路、ライトガイド、ディスプレイから構成されている。より高度な形態では、静電容量式センサーと触覚フィードバック機構が追加されている。
キーカバー。
通常のキーボードと同様に機能する本発明は、各キーに表示されているグリフ、文字、または記号を画面上で再現することを可能にする。さらに、コンピュータのプロセッサと通信する専用回路を備えることで、このキーボードはユーザーの入力に対応する視覚情報と触覚情報を出力することができる。
このキーボードは、通常のドームスイッチの押下、感圧入力、そして静電容量式タッチベースのジェスチャーに対応しています。後者のジェスチャーを採用することで、Appleのキーボードは従来のマウスやマルチタッチトラックパッドの代わりとして機能します。例えば、この文書には、ユーザーが特定のキーまたはキーの組み合わせをスワイプすることで、iBooks内の電子書籍のページをめくる操作が説明されています。
Appleの発明では、シザー型（左）とドーム型スイッチの両方がサポートされています。
最後に、本発明のいくつかの形態では、各キースタックのベースに配置されたスイッチは、振動、クリック、ボタンの押下に対する抵抗の増加などの触覚フィードバックを通じてユーザー入力に応答することができる。
アプリケーションの残りの部分では、スタンドアロンキーボードと一体型キーボードにおけるキースタックの実装の詳細について説明します。また、表示技術のバリエーションについても説明し、多色光源や光学フィルターを用いた、より動的な視覚フィードバックの形態についても説明します。
Apple の多機能キーボード アセンブリの特許出願は、2012 年に最初に提出された仮出願の利益を主張しており、Craig C. Leong、James J. Niu、John M. Brock、Keith J. Hendren、Thomas W. Wilson, Jr.、Bartley K. Andre、Mikael Silvanto、および Dinesh C. Mathew を発明者として挙げています。
