将来の iPad や iPhone のディスプレイでは、タッチの検出にレーザーが使用される可能性があり、VCSEL センサーやその他の技術を使用して画面のたわみを監視し、3D タッチのレベルを決定したり、より優れたタイピング体験を提供したりする可能性があります。
iPhoneやiPadなどのデバイスに使用されている現在のタッチスクリーン技術は、ユーザーが画面に触れたか、あるいは力を加えて触れたかを検出するために、様々な技術を利用できます。既存の手法としては、静電容量式、抵抗式、超音波式、光学式などがあります。
特に光学センシング技術は、指の押下やスタイラスペンの圧力によるディスプレイのたわみを検知するために使用できます。米国特許商標庁が木曜日に公開した特許出願において、Appleは既存の手法を改良できる可能性を示唆しています。
「タッチ入力の特性評価のための自己混合干渉ベースのセンサー」と題された出願書類の中で、Apple は、タッチ入力のディスプレイを監視するために垂直共振器面発光レーザー (VCSEL) の使用を提案している。
各VCSELは、監視対象面に向けて「コヒーレント光」のビームを放射します。このビームは反射され、他のコヒーレント光と様々な角度で混合され、他のセンサーに入射します。角度の数は重要です。ディスプレイ面の偏向によって反射角度が変化する可能性があるためです。つまり、他のセンサーが特定の光ビームを受信することで、システムは偏向の程度を把握できるのです。
このシステムは、複数のセンサーの測定結果をスペクトル解析することで、移動速度と移動方向を特定することで、さらに改良することができます。これには、異なる段階で複数の高調波周波数を読み取ることが含まれるため、動きを推測することも可能です。
表面の圧力とたわみを測定するためにVCSELが使用されている例
たわみの測定は重要です。なぜなら、ユーザーがディスプレイの特定のポイントをどの程度強く押しているかをシステムに伝えるからです。これは、ディスプレイへの圧力の強さに基づいてユーザーに提供するオプションのレベルを決定する3D Touchなどの分野に直接応用できますが、他にも活用方法があります。
タッチスクリーン上のソフトウェアキーボードは現在、タッチイベントを検出します。これは、ディスプレイ上の特定の領域を個別に押すこと、または一部のバージョンで使用されているキー間のスワイプ動作などです。たわみのレベルを検出することで、タッチスクリーンキーボードは、特定の圧力レベルのタップ入力のみを受け入れ、それより弱いタッチを無視することが可能になります。
理論上、これにより、ユーザーはタッチタイピング用の物理キーボードと同様に、キーボードの上に指を軽く置くことができ、意図的に入力してキーボード機構の「作動」ポイントに相当する圧力ベースのポイントを通過するまで、指が誤ったキー押しをトリガーしないことが保証されます。
Apple は毎週多数の特許を出願しているが、出願した特許が必ずしも将来の製品やサービスに利用されるコンセプトにつながるわけではないものの、Apple の研究開発活動にとって興味深い分野を示すものである。
VCSEL はすでに Apple にとって重要な関心領域であり、iPhone の TrueDepth カメラアレイに使用されているほか、「Project Titan」による自動運転車アプリケーションでも将来性が期待されています。
Appleは2017年、Advanced Manufacturing Fund戦略の一環として、Finisarに3億9000万ドルを投資した。この米国企業への投資により、Appleは将来使用するために部品をより多く供給できるようになり、またFinisarは技術の代替利用方法を開発するためのリソースを増やすことができる。
