マイキー・キャンベル
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木曜日に公開されたアップルの特許出願によると、将来のiPhoneとiPadには、iPhone 6sの3D Touchシステムと同様の技術を利用した感圧式Touch IDホームボタンが搭載される可能性があるという。
米国特許商標庁が公開した Apple の「感圧指紋センサー入力」出願では、感圧センサー装置と生体認証セキュリティデバイス (Apple 用語ではそれぞれ 3D タッチと Touch ID) を統合するメカニズムと潜在的な使用例が詳細に説明されている。
iPhoneやiPadに搭載されている現在のTouch IDモジュールは、高精度の指紋センサーとiOSシステムのホームボタンという二重の役割を果たしています。薄いサファイアウエハーで覆われたTouch IDのコア部分は、静電容量式のセンシングリングに収められており、タッチすることでスキャン操作が可能になります。
Appleの発明は、Touch ID指紋センサーの直下のアーキテクチャに相互静電容量センサーを設置することを提案しています。このような配置では、2つの電極間の静電容量を測定することで距離を特定し、それを印加力に変換してグラフィカルユーザーインターフェースに適切に反映させることができます。例えば、ユーザーがTouch IDボタンを押すと、機構が圧縮され、挟まれた2つの電極が接近するため、力に応じて静電容量が増加します。
本発明は、ボタンの押下に対する抵抗として、エラストマー材料、バネ、または類似の部品などの抵抗素子を提供する。この構造は、静電容量電極の配置にも利用できる可能性がある。下図に示すように、電極のスタック構成は多岐にわたる可能性があるが、Appleはエラストマーを用いた相互容量および自己容量、アクティブボタントリム、機能プレート、方向性力センサーなど、特定のグループ分けを具体的に示している。
ここで紹介されているソリューションは、iPhone 6sおよび6s Plusに搭載されている3D Touchシステムに非常に似ています。Apple WatchのForce Touchはディスプレイの周囲に埋め込まれた個別の電極に依存していますが、3D TouchはiPhoneのRetina HDディスプレイのバックライトに統合された静電容量センサーパネルを採用しています。
3D Touchでは、フレキシブルカバーガラスに埋め込まれた電極と静電容量センサーパネルに埋め込まれた電極間の距離を測定します。このデータは、マルチタッチスクリーンと内蔵加速度計からの信号と組み合わされ、非常にきめ細やかで局所的な力の入力情報を提供します。
一般的なTouch IDハードウェアに適用される感圧技術は、比較的多様で豊かなユーザーエクスペリエンスを実現します。例えば、iPhoneは登録した指で軽く触れるだけでロック解除でき、深く押し込むとデバイスのロックが解除され、アプリの起動などの操作が実行されます。また、コンテキストコマンドを異なる圧力レベルにマッピングすることも可能です。例えば、最近受信したメッセージにインテリジェントな返信を選択して返信するといった操作です。後者のシナリオでは、親指の圧力を変化させるだけで、メッセージの表示、プリセットテキストのリストの閲覧、そしてカスタマイズされた返信の選択に必要な入力情報が得られます。
Appleが本日発表した感圧式Touch IDの発明について、どのような計画を持っているかは不明です。しかし、Appleが感圧技術を多くの製品ラインに展開する意向であることは明らかです。Apple WatchとMacBookのForce Touch、そしてiPhoneの3D Touchなど、この取り組みは既に順調に進んでいます。
Appleの感圧タッチID特許申請は2013年に初めて提出され、ベンジャミン・B・ライオン、デール・セットラック、マイケル・B・ウィッテンバーグ、シン・ジョン・チョイが発明者として名を連ねている。
