マイキー・キャンベル
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Apple が新たに公開したタッチスクリーン技術のコンセプトでは、静電容量式タッチと赤外線光センサーを組み合わせて使用することで、ユーザーはかさばる物理的なハードウェアを使わずにタッチ面に加えられた力を正確に伝えることができ、GUI ナビゲーションとインタラクションに新たな次元が開かれます。
米国特許商標庁が木曜日に公開した特許出願に記載されているように、アップルが提案する発明は、他のタッチセンサー技術と組み合わせて全反射法を使用し、ユーザーがデバイスの画面をどの程度強く押しているかを判断するというものだ。
FTIRの最もよく知られた実装は、おそらくMicrosoftのPerceptive Pixelタッチディスプレイでしょう。テレビのニュース番組やその他の公共アプリケーションで人気を博しています。Appleのソリューションは、ユーザーが加える力の量に関する詳細なデータを提供することで、既存のシステムを基盤としています。
出典: USPTO
Appleのシステムの一つの実施形態では、タッチスクリーンのベゼルの下に1つ以上の赤外線送信機を配置し、カバーガラスに向けて特定の角度で赤外線を照射します。これらの角度は、照射された光の100%がカバーガラスの上下面と周囲の空気または指の間で反射されるように選択されます。
カバーガラス内を伝わった後、放射された赤外線は受信機に到達し、全反射量を計算し、その反射率を計算します。赤外線が周囲の空気と接触したか、ユーザーの指がカバーガラスに接触したかによって、測定値は異なります。
Appleの発明は、他のシステムとは異なり、内部反射の違いを識別できる限り、厳密な透過率の制限を必要としません。さらに、タッチインターフェースがユーザーの指の存在を識別できる限り、内部反射に関する特別な要件は存在しません。
重要なのは、減衰反射の測定によって、カバーガラスの表面から反射された赤外線が指に吸収されるか、ガラスと周囲の空気の界面で反射されるかを判断することです。このようにして、システムは時間的な接触を測定し、それに基づいて力の推定を行います。
他の実施形態としては、上部ガラスの下のビアや通路を通る赤外線伝送が挙げられます。あるいは、Appleは赤外線送信機の代わりに、赤外線波長で「第4の色」を出力できるOLED層の使用を提案しています。別の実施形態としては、超音波やその他の音響信号によるFTIR測定が挙げられます。
現在のiOSデバイスに見られるような静電容量式タッチ入力コンポーネントは、複数の指の位置を特定するのに役立ちます。これにより、FTIRシステムは、減衰量の測定に誤りをもたらす可能性のある2本以上の指の「影」を検出し、その位置を特定することができます。
最後に、FTIRと静電容量式タッチスクリーンの両方のデータを組み合わせて、デバイス画面に加えられた力を正確に読み取ります。減衰反射から得られた力の値を基準値と比較することで、ユーザーがディスプレイをどの程度強く押しているかを判断します。このシステムは、力に加えて、タッチI/Oデバイスが汚れや意図しない濡れを検知するのにも役立ちます。
Apple が将来の iOS デバイスに上記の FTIR 技術を使用する予定があるかどうかは不明ですが、力感知要素を追加することで、「タップ」や「ホールド」などの既存の静的ジェスチャーを超えた新しいレベルのインタラクションが可能になります。
Apple のフォース センシング特許申請は 2012 年に初めて提出され、発明者として Martin P. Grunthaner、Peter W. Richards、Romain A. Teil、Steven P. Hotelling が名を連ねています。
