Appleは、タッチスクリーン用の新しいレイヤーの作成や、より正確な動きの検出のために超音波トランスデューサーを組み込むためのApple Pencilの変更など、超音波ベースの技術を使用してタッチセンサーを実行する方法を検討している。
米国特許商標庁が最近公開した 2 件の特許出願のうち最初の「超音波タッチ スクリーンの感度向上のための複合カバー材料」出願では、超音波層が iPhone や iPad などのデバイスで現在使用されている既存の静電容量式タッチ ディスプレイを補完するか、完全に置き換えることができるかについて説明しています。
このコンセプトでは、音響タッチスクリーンのカバー素材の表面に複数の中間層を設ける必要があります。音響タッチセンシングでは、トランスデューサーを用いてデバイスの表面に沿って層に沿って超音波を送信し、センサーが超音波とその反射を検出します。
ユーザーの指、スタイラス、あるいは層に接触する他の要素は波に影響を与え、反射を引き起こします。反射を調べることで、波の飛行時間と最終的な停止位置がわかり、そのデータから物体の位置、さらには大きさまで特定できるようになります。
複数のレイヤーを使用することで、レイヤー間のデータの違いから加えられた圧力の量も明らかになり、3D Touch などの機能に使用できるようになります。
2つ目の出願「スタイラスペンにおける超音波タッチ検出」は、波動ベースの技術を用いるという同様のコンセプトに基づいていますが、Apple Pencilのようなスタイラスペンへの適用に焦点を当てています。この場合、スタイラスペンがタッチセンサー面とどのように相互作用するかというよりも、ユーザーがスタイラスペン自体にどのように触れたかを検出することに重点を置いています。
スタイラスの軸に沿って並んだトランスデューサー列は、スタイラス表面のどの部分に他の物体が接触しているかを検出し、ディスプレイのファイリングと同様に、送信波にも影響を与えます。片側にトランスデューサーを配置することで、スタイラスのペン先からの距離に基づいて物体が接触している場所を特定できますが、複数の列にトランスデューサーを配置することで、スタイラスの表面積のどの部分がどの程度接触しているかを明らかにすることができます。
より実際的な言い方をすれば、スタイラスはユーザーが入力デバイスをどのように握っているか、またスタイラスのどの部分を握っているかを知ることができるようになります。
このデータを利用することで、スタイラスを操作するアプリケーションは、ユーザーがスタイラスを画面に触れたときやその他の操作によって発生する動作を変更できる可能性があります。例えば、スタイラスを回転させたりグリップの位置を変えたりすることで、アートプログラムにおけるペンのストロークの太さを変えたり、ペン軸の一部をタップすることでソフトウェアボタンの押下と同等の動作を実現したりできます。
ユーザーの握り方を判断することで、左利きか右利きかがわかるため、その情報は、ユーザーが画面に書き込んだり描画したりするときに手のひら検出機能を向上させるのに役立ちます。
タッチ検出に超音波技術を使用することは、抵抗膜方式や静電容量方式などの他の技術と簡単に併用できるため、可能性を秘めている。しかし、他の技術がすでに市場で十分に確立されていることを考えると、Apple が特別な理由がない限り、この技術を使用するかどうかは疑問だ。
MacBook ProのTouch Barは、限られた状況ではあるものの、十分に機能します。しかし、AppleがMacBookやiMacシリーズにフルタッチスクリーンを近い将来に搭載する可能性は低く、前述の技術の有無は関係ありません。2017年4月、Appleのフィル・シラー氏は、タッチスクリーンディスプレイは「プロユーザーが話題にしたいと思うことのリストにすら載っていない」と述べています。
9月に出願された他の特許出願には、タッチ対応MacBookの実現可能性を示唆するものもあり、ディスプレイの操作性を維持しながら、iPadの機能をノートブック型に拡張する筐体が提案されています。Appleはまた、MacBookのキーボードと下部を改良し、その全体を巨大なタッチパッドにすることを検討しています。
スタイラスに関しては、Appleは将来的にApple Pencilなどのデバイスの動作を変える可能性のある他の方法を示唆しています。2018年2月に出願された特許では、スタイラスとモーションセンサーまたは方向センサーをモニターやノートパソコンに接続することで、スタイラスを平らな面や空中に当て、その動きをアプリケーションへの入力に変換する方法が示唆されています。
