将来のiPhoneとiPadでは、デバイス背面のカメラの突起が小さくなるなどの変更が加えられる可能性があり、Appleはカメラセンサーがモバイルデバイス内の他のコンポーネントと通信する方法を電気信号から光を使用する方法に変更する可能性を検討している。
カメラの突起は、iPhoneのデザインにおける残念な要素の一つとして、過去に批判を受けてきました。デバイスの背面から突出しているため、iPhoneを平らに置くことができません。モデルによっては、この突起によってiPhoneの全体的な厚みが数ミリ増加し、一部のユーザーにとっては洗練された外観を損なう可能性があります。
Appleは、スリムなiPhoneのフレームにカメラアセンブリを押し込む際に、いくつかの課題に直面しています。しかし、多くの人が考えていない課題の一つが干渉の可能性です。コンポーネント間の電気通信経路は、クロストークを避けるために互いに離して配置する必要があるため、小型フォームファクタのデバイスに高密度にコンポーネントが配置されているため、これを実現するのは困難です。
ホール効果センサーを搭載したカメラでは、電気信号の数が問題となります。ホール効果センサーは、光学式手ぶれ補正システムにおいて、レンズとイメージセンサーの相対位置など、内部部品の位置を特定するために使用されます。これらのセンサーは動作するために移動する磁場を必要とするため、アクチュエータに取り付けられた磁石の近くに設置される可能性があり、このことがホール効果センサーの設置場所をさらに制限します。
光ベースのデータ伝送の概念を示す図
米国特許商標庁が木曜日に公開した特許出願では、「光通信機能を備えた画像センサー」の申請は、複数の光モジュールを使用して、画像センサーがデバイスの残りのハードウェアに接続する電気バックプレーンにデータを送信できるようにすることを示唆している。
ハードウェアには、バックプレーンに最も近いイメージセンサーに埋め込まれた1つまたは複数の光源モジュールが含まれます。イメージセンサーには光センサーが搭載されています。高解像度ビデオに必要なより高いデータ転送速度を実現するために、複数の光源とセンサーのペアを並列に動作させることができます。
コンポーネント間の光ベースのデータ伝送が、カメラ全体のセットアップの一部としてどのように機能するかを示した図
これを実現するために、システムは、iPhone X以降のiPhoneに搭載されているTrueDepthカメラの顔深度マッピング機能を駆動するために使用されているのと同じ技術である、垂直共振器面発光レーザー（VCSEL）を使用できます。VCSELはシリコン基板に埋め込むことができ、センサーへの送信のために表面から100ミクロン未満の高さの領域を露出させます。
主に通信に使用されますが、同じシステムはイメージングセンサーの位置の変化を検出するためにも使用できます。バックプレーン上の光センサーが受光する光量の変化を監視することで、光ベースのデータ転送を利用してイメージングセンサーとバックプレーンの相対的な位置ずれを測定できます。
光センサーが画像センサーの動きをどのように検出するかのデモンストレーション
このデータを用いて、イメージセンサーに接続されたアクチュエータを駆動し、バックプレーンに対する元の位置に戻すことができます。これにより、ホール効果センサーの機能の一部を代替することができ、カメラアセンブリをスマートフォンの他の回路に近づけることで、段差を軽減できる可能性があります。
Appleは毎週のように多数の特許出願を行っていますが、特許や出願の存在は、Appleが実際に市場に投入する製品の確証にはなりません。Appleは、関心のある分野における改良点だと考えているアイデアを多く採用しています。つまり、Appleがこの技術をカメラの突起を減らすために活用する可能性はありますが、実際に将来の消費者向け製品に採用されるかどうかはまだ分かりません。
この出願は、VCSELの現在の用途とは異なる用途を示唆しています。TrueDepthカメラに加え、VCSELは一部の企業によって、Appleの自動運転車群のような自動運転車に使用されるワールドセンシングアレイの製造にも使用されています。
AppleはVCSELの生産に多額の投資を行っており、サプライヤーのFinisarは昨年、AppleのAdvanced Manufacturing Fundの一環として3億9,000万ドルの資金注入を受けました。この資金注入は、部品の研究開発費の増加と生産能力の向上を目的としています。
3月、フィニサーはテキサス州シャーマンに建設中の70万平方フィート（約7万平方メートル）のVCSEL生産専用施設を公開しました。当時、フィニサー・アレンの副社長兼ゼネラルマネージャーであるカーティス・バラット氏は、「シャーマンを世界のVCSELの中心地にし、この施設の部品を自動運転車からジェスチャー認識、顔認識まであらゆる用途に活用する」という意向を示しました。
