アップルの発明は再び健康追跡AirPodsの開発を示唆している

木曜日に公開されたアップルの特許出願３件には、生体認証を行うセンサーを多数搭載したワイヤレスイヤホンシステムの内部構造が詳細に示されており、同社がAirPodsの高度なセットを開発していることを示唆している。

米国特許商標庁によって公開された Apple の特許 (1、2、3) はそれぞれ「生体認証センサー付きイヤホン」というタイトルが付けられており、少なくとも 1 つの生体認証センサーで構成されたワイヤレスイヤホンデバイスを説明する共通言語が含まれています。

特許文に付随するイラストは、大型の補聴器に似たデバイスを示しており、現在サードパーティベンダーが製造している製品に多少似ています。ただし、これらの図面はあくまでも例示であり、開示された技術は様々な美的デザインに適用できる可能性があります。

これら3つの発明はすべて、ビームフォーミングマイクアレイ、バッテリー、近接センサー、方位センサーを備えたAirPodsによく似たデバイスの詳細を説明しています。実際、これらの特許はほぼ同じで、Appleは背景情報、概要、詳細な説明の各セクションで同じ表現を使用しています。しかし、特許ごとにクレームは異なり、それぞれが将来のAirPods型デバイスに搭載される可能性のある特定の生体認証機能について概説しています。

例えば、いくつかの実施形態では、Apple Watchに既に搭載されている光電式容積脈波（PPG）センサーをイヤホンの一端に統合しています。PPGは、光を皮膚に照射し、反射率の変化を測定することでユーザーの心拍数をモニタリングするために一般的に使用され、その反射率の変化に基づいて血流を特徴付けることができます。

従来のイヤホンのデザインはPPG測定に適していませんが、Appleはセンサーをスピーカー開口部に向けて耳珠に接触させるよう配置することを提案しています。耳珠は外耳道の前方にある肉質の突起であり、血液測定に最適な部位です。

Apple Watchと同様に、イヤホン型PPGセンサーは、異なる周波数の光を出力するように設定された2つの発光部と2つの光検出器で構成されます。Appleは、PPGセンサーの反対側の端に柔軟な保持部材を配置し、耳の甲介（外耳道の反対側の窪み）にしっかりと固定することを推奨しています。

2つ目の文書のクレームでは、VO2センサー、GSR（皮膚電気反応）センサー、心電図（EKG）センサー、インピーダンス心電図（ICG）センサー、温度センサーの搭載について言及されています。VO2センサーは血中酸素濃度を測定し、EKGセンサーとICGセンサーは心臓の電気的活動を検出します。GCRセンサーは、ストレスレベルを測定するために使用される電極で構成されることが多いです。Appleは、内蔵温度計はユーザーと周囲の空気の両方から温度を測定できると述べています。

様々なセンサーが連携して、様々なタスクを実行します。例えば、方位センサーと近接センサーをタップすることで、イヤホンが現在どちらの耳に装着されているかを特定できます（Appleの特許では、左右どちらの耳にも装着できるよう、左右対称のハウジングが求められています）。これらのセンサーは、PPGセンサーの入力を微調整するためにも使用される可能性があります。

Appleの生体認証イヤホン特許の3件目は、ビームフォーミングマイクアレイと補助回路に関するものです。AirPodsでは、Appleは音声加速度計を用いてデュアルマイクビームフォーミングシステムを起動し、デバイスが送信モードの際のバックグラウンドノイズを低減しています。本日公開されたIPは同様の技術の詳細を説明していますが、三角形に配置された3つのマイクを使用しています。

AppleがAirPods製品に高度な生体認証センサーを搭載する予定があるかどうかは不明ですが、このデバイスシリーズにはすでに多数の複雑な回路が搭載されています。前述のマイクアレイに加えて、AirPodsにはタップ操作用の加速度センサーとユーザー検知用の赤外線近接センサーが搭載されています。

AirPodsは、Apple初のワイヤレスヘッドホン製品として12月に発売されました。すぐに完売し、現在も供給が限られているこのデバイスは、将来的に刷新される見込みですが、具体的な時期は不明です。

技術的には、AirPodsはAppleの2番目のウェアラブルプラットフォームですが、iPhoneやiPadといった主要製品と同じ開発サイクルの恩恵を受けられない可能性があります。現在、AirPodsはiPhoneのアクセサリとして販売されており、Appleのウェブサイトでは独自のカテゴリに分類されていません。

ウェアラブル製品への市場シフトが進む現代において、Appleは近い将来、ワイヤレスヘッドホンラインの拡充に注力する可能性がある。しかしながら、現時点ではApple TVで見られた2～3年という長期的な製品更新サイクルに似た、それほど積極的ではないリフレッシュサイクルで満足しているようだ。興味深いことに、Apple TVも発売当初はアクセサリとして位置づけられており、当初はAppleのウェブサイトの「iPod」セクションで宣伝されていた。

Appleの生体認証イヤホン特許は2016年9月に出願されました。Phillip Qian氏は3件全てにおいて主要発明者として名を連ねており、本日出願された2件の特許にはEdward Siahaan氏とJason J. LeBlanc氏も加わっています。その他の発明者には、Esge B. Andersen氏、Erik L. Wang氏、Christopher J. Stringer氏、Matthew Dean Rohrbach氏、Daniel Max Strongwater氏、Scott C. Grinker氏が含まれます。