Appleは、織物素材に電子部品を埋め込む方法を積極的に調査しており、この技術はApple Watchのストラップのデザインに応用され、ユーザーインターフェースを物理空間にオフロードし、デバイスの機能を拡張する可能性があります。
木曜日に公開されたAppleの3件の特許出願に記載されているように、同社は高度な織物製造技術の探究を継続しています。具体的には、本日公開された文書には、ボタン、スイッチ、その他の機能部品などの電気部品を製造する方法が詳述されています。
米国特許商標庁が公開したAppleの特許出願「埋め込み入出力デバイスを備えた3次元ファブリック」は、3次元編組装置を用いて、電子部品を配置するポケットを備えたファブリック構造を作成する可能性を探求しています。より正確には、これらの部品は、製造工程でファブリック素材に形成された小さなポケットに取り付けられます。
出典: USPTO
本発明は、スイッチ、ボタン、タッチパッド、マイク、スピーカー、バイブレーター、カメラ、ステータスインジケーター、および多数のセンサーを含むさまざまなハードウェアソリューションをサポートします。
Appleは、布地と永久磁石を層状に組み合わせたボタンまたはスイッチソリューションの詳細を発表しました。一実施形態では、2つの磁石が金属で覆われ、布地のポケット内に互いに対向するように配置されています。布地には導電性のリード線が織り込まれており、スイッチと制御モジュールを接続します。
スイッチを開いた状態に保つために、磁石は互いに反発するように配置されており、バネまたはフォームで形成されたバイアス構造内に配置されます。2つの導電性部品が手動で近づけられた場合にのみ、スイッチ回路が閉じます。
Apple は、織物コンポーネント技術を取り外し可能なデバイス ケースに適用できると述べています。
「電気部品を内蔵した織物」に関する別の出願では、様々な部品を織物に直接組み込む方法が詳細に説明されています。本発明は、カスタマイズされた製織プロセスと特別に設計されたパッケージを用いることで、部品を横糸と縦糸の間に固定する技術を提供します。
いくつかの実施形態では、センサー、LED、トランスデューサー、またはその他のマイクロエレクトロメカニカルデバイスを含むコンポーネントパッケージが、ファイバーガイド構造を組み込んだハウジング内に封入されている。例えば、溝やガイドポストを用いることで、織り込まれたファイバーがパッケージから滑り落ちるのを防ぐことができる。
溝内またはパッケージ本体の他の場所に配置された電気接点は端子として機能し、織物材料基板全体に織り込まれた導電性繊維とインターフェースします。
おそらくもっと興味深いのは、Appleの3つ目の布地を中心とした発明で、「布地センシングデバイス」についてです。上記の2つの応用例で示した理論を組み合わせることで、この3つ目の特性は、織物内の静電容量結合の変化を検知できるタッチセンシティブな織物デバイスの詳細を説明しています。
言い換えれば、生地はユーザーの触感を感知し、構成によっては力も感知します。
いくつかの実施形態では、布地には、布地の表面または近傍におけるユーザの指を検出するように構成された静電容量式タッチセンサが組み込まれている場合がある。このような実装では、少なくとも2組の導電性糸を、より大きな素材本体内で互いに直交するように配置する必要がある。この配置は、インピーダンスの変化を監視することでタッチを検出する抵抗型センサスタックにも適用できる。
力覚センサーに関しては、IPではモノフィラメント糸のような非導電性スペーサーで分離された2層タッチセンサーについて説明しています。布地の片側に力が加わると、導電層が押し合わされ、接続されたセンシング回路で評価できる静電容量の変化が生じます。
Apple 社によれば、この布地感知装置はジャケットの袖など従来の衣服の一部として配置できるほか、ブレスレットやアームバンドに織り込むこともできるという。
Appleが自社の埋め込み型ファブリック特許を製品に組み込む予定かどうかは不明ですが、来月のイベントで次世代Apple Watchを発表すると予想されています。いわゆる「Series 3」ウェアラブルについては、LTE接続がハードウェアの目玉機能になるとの噂はあるものの、まだ多くの情報が明らかになっていません。
最近の報道によると、このデバイスはAppleが2015年に初代Apple Watchで発表したのと同じフォームファクターを維持するとのことです。つまり、このウェアラブルにはストラップコネクタの下に診断ポートが搭載される可能性が高いということです。このインターフェースは電源とリアルタイムデータ転送の両方をサポートしているため、本日出願された特許に基づくアフターマーケット用ストラップなど、様々なアクセサリが開発される可能性があります。
3件の特許はそれぞれ2017年3月に出願されました。入出力デバイスを内蔵した3次元織物の出願では、発明者としてDaniel A. Podhajny氏とJames G. Griffin, II氏を挙げており、電気部品を内蔵した織物の知的財産権では、Daniel D. Sunshine氏、Daniel A. Podhajny氏、Kathryn P. Crews氏、Yohji Hamada氏を挙げています。織物センシングデバイスの特許文書では、発明者としてDaniel A. Podhajny氏とJames G. Griffin, II氏を挙げています。
