Apple、Mac向けスイッチレスForce Touchキーボードの特許を取得

火曜日に公開された特許によると、AppleはForce Touch技術をMacのキーボードに実装する方法を研究しており、この動きは物理的なスイッチを取り除くことでキーの高さを減らすだけでなく、デバイスの全体的な有用性を拡大することになる。

米国特許商標庁によって認可されたAppleの米国特許番号9,178,509「超低キーストロークキーボード」は、同社の感圧タッチトラックパッドを彷彿とさせる、完全にスイッチレスなQWERTY入力機構の基本動作原理を説明しています。メカニカルスイッチを排除することで、キーの高さを数ミリ削減し、MacBookの薄型デザインをさらに実現します。

Appleの現行MacBookおよびMacアクセサリのラインナップには、改良型シザースイッチ（12インチRetina MacBookではバタフライスイッチ）が採用されており、中空のキーキャップに収められています。本日発表された特許は、既存のデザインの美観を反映しつつも、機械式スイッチをセンサー、アクチュエータ、そして補助回路のスタックに置き換えることで、既存の技術から逸脱しています。

理論上、このシステムはAppleのForce Touchトラックパッドに似ていますが、はるかに大規模で、キーボードの各キーに1つの力覚センサーパッケージが搭載されています。下向きの圧力を測定するように構成された力覚センサーはキーボードのキーキャップの下に統合されており、キースタックの一部であるアクチュエーターが触覚フィードバックを生成します。

理想的な力入力ハードウェアには、抵抗型センサー、ひずみゲージ、静電容量型センサーなどがありますが、下向きの力を検知し、変調された力信号をコンピュータのCPUに送信できるその他のコンポーネントも使用できます。このようなセンサーは、わずかな距離の変化も測定できるため、様々なレベルの入力を個別に受信できる、高度にカスタマイズ可能なプラットフォームを提供します。

もう一つの重要な積層層は、圧電材料を用いて実装されたアクチュエータ素子専用です。前述のように、圧電基板は機械的な力が加えられると電荷を発生し、逆に電界が加わると機械的な歪みを生じます。これらの独自の電気特性を利用することで、必要に応じて触覚フィードバックを生成することができます。

提案されたキーボードは、実際には、内蔵の力覚センサーからの変調出力信号を介して特定のレベルの入力を検出します。単一のキーに加えられた力の量を決定するために、信号はキーボードコントローラによって受信され、キーボードモジュールに送信されて処理されます。その後、キー入力が記録され、ユーザーには「クリック」または内蔵アクチュエータによる模擬的な機械的な動きとして、対応するレベルの触覚フィードバックが提供されます。

Appleのキーボードと共存するソフトウェアロジックは、入力圧力をきめ細かく制御することで、キーごとに複数の操作をサポートできます。例えば、「A」キーに最初の圧力をかけると画面上に「A」の文字が入力され、2番目の圧力をかけるとシステムコマンドやその他の機能が起動します。同様の仕組みはiPhone 6sの3D Touchでも実現されており、ユーザーはPeekやPopによるコンテンツプレビュー、クイックアクションなど、圧力に反応するiOS機能を呼び出すことができます。

Appleが本日の特許に基づいて感圧タッチ対応キーボードをリリースする計画があるかどうかは不明ですが、実際のハードウェアまたはソフトウェアの実装に関する作業の証拠は存在しません。一部のユーザーがAppleの現在のMacBookのキーストロークの浅さに既に不満を抱いていることを考えると、感圧タッチキーボードの実現には説得力が必要になるかもしれません。

とはいえ、MacBookは世代を重ねるごとに筐体が薄型化しています。スイッチレスのキーボード設計は、デッドスペースの削減に大きく貢献するでしょう。

Apple の Force Touch キーボードの特許は 2012 年 9 月に初めて申請され、発明者は Jeffrey T. Bernstein とされています。