将来のApple WatchのWi-Fiと無線アンテナはディスプレイに埋め込まれる可能性がある

Appleは、ディスプレイに統合された無線アンテナアレイを作成することで、Apple Watchに優れたWi-Fiと無線接続をもたらすことを目指しています。

AppleはすでにApple Watchに音楽を保存する機能と、最近では独自のApp Storeを提供しました。そして今回、Apple WatchのWi-Fi機能を改善することで、iPhoneなしでもApple Watchを使えるようにするための新たな一歩を踏み出しました。

「導電性ディスプレイ層から形成されたアンテナ」は、Apple Watch のワイヤレス アンテナ システム全体を改良した、新たに付与された米国特許です。

初代Apple Watch以来、無線アンテナはデバイスの端に取り付けられたスリムな部品でした。Apple Watchの端に配置され、その端と本体前面、そしてヘルススキャナ搭載の背面との間の継ぎ目を利用して機能してきました。

非常に細い継ぎ目があり、アンテナは非常に密集した筐体の中に収められた非常に小さな部品です。既存の実装でもApple WatchはWi-Fiやワイヤレスネットワークの信号を受信できますが、iPhoneと比べると性能は劣ります。

Appleには解決策がある。特許には「ディスプレイモジュール内にアンテナを埋め込むことができる」と記されている。「このアンテナは、（画面の）誘電体層上に交差する導電パターンのグリッドから形成されたアンテナ共振素子を含むことができる」

つまり、一本の細いアンテナのようなアンテナではなく、ディスプレイの一部、あるいはおそらくは全体を占めるグリッド状のアンテナになる可能性があるということです。そうすれば、アンテナの表面積が大きくなり、受信状態が改善されるのは明らかです。

しかし、Apple Watchのディスプレイはユーザーにとってそのディスプレイとして機能し、ユーザーからのタッチも検知できなければなりません。Appleは、この両方を実現しつつ、この新機能も搭載できると主張しています。

「[ウォッチの]ディスプレイモジュールは、カバー層を通して画像を表示するように構成されており、カバー層に結合された複数の積層誘電体層で構成されています」と特許は続けている。「[そして]アンテナは、カバー層を通して無線周波数信号を送信するように構成されています。」

Appleの特許では、この技術はコンピューターからモニター、iPadからヘッドフォンまで、あらゆるデバイスに適用できることを明確に明記しています。しかし、特許の詳細と図はすべてApple Watchに集中しており、新しいアンテナの様々な配置が示されています。

これらの位置は水平方向にも垂直方向にも異なります。図面には、ディスプレイの様々な部分を占めるアンテナグリッドの可能性と、その上に配置できる様々な数のレイヤーが示されています。

理論上、最適なワイヤレスアンテナはディスプレイ上にしっかりと設置され、その下にあるものをすべて隠してしまうはずです。これは明らかに受け入れられませんが、Appleはこの技術を提案すると同時に、ディスプレイ下に最適な位置を目指しています。

この特許では、アンテナの位置によって Wi-Fi の受信状態がどの程度改善されるかについての具体的な数値は明示されていないが、アンテナの効率の比較を示す「単なる説明のための」例のグラフが示されている。

特許には、「[138で示した上部の曲線]は、固体導体で形成されたアンテナ共振素子を持つアンテナのアンテナ効率を示しています」と記載されています。「[140で示した下部の曲線]は、グリッドを用いて形成された共振素子のアンテナ効率を示しています。」

特許では、グリッドにより「アンテナ効率がわずかに低下する」としているが、「それでも満足のいくアンテナ効率を示す」とも述べている。

Appleは多くの特許を申請・取得していますが、必ずしも将来の製品や機能に繋がるとは限りません。しかし、近日発売予定のApple Watch Series 6には、より優れたワイヤレス接続機能が搭載されるという噂もあり、Appleがこれを実現する可能性は十分にあります。

この特許は、Siwen Yong、Yi Jiang、Wu Jiangfeng、Lijun Zhang、Mattia Pascoliniの5人の発明者によって発明されました。5人はそれぞれ、関連分野で複数の特許を取得しており、その中には全員の発明である「パターン化された導電層内のアンテナ」も含まれています。