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本日、米国特許商標局（以下USPTO）は、音響タッチ検出のための装置および方法、ならびにシステムアーキテクチャ・装置および例示的な応用方法に関するAppleからの特許出願を公開した。この技術は、水中などでiDevice（iPhone/iPad等）のデバイス上でのタッチ操作を可能にするということです。
Appleはこの技術を特許出願中で、表面に接触する物体の位置は、例えばTime of Flight(TOF)バウンディングボックス技術、音響画像再構成技術、音響トモグラフィ（断層映像法）技術、障壁配列からの反射の減衰、または2次元圧電受信配列を利用して感知できるようにするとしています。
音響接触感知システムは、圧電トランスデューサなどのトランスデューサ（センサからの電気信号（交流または直流）を入力して、これに比例した直流電圧または直流電流に変換し、指示計器、記録計およびコンピュータなどの監視・制御機器に信号を出力するインタフェース機器）を利用して、表面に沿って及び/または電子デバイスの厚みを通して表面に超音波を送信することができるようになります。そして超音波が伝播するにつれて、表面と接触している1つまたは複数の物体（例えば、指、スタイラス＝Apple Pencil）が送信波と相互作用して、送信波の少なくとも一部の減衰、方向変更及び/または反射を引き起こします。
そして1つ以上の物体との相互作用後の透過波エネルギーの部分を測定して、装置の表面上の１つ以上の物体の接触位置を決定することができる、というものです。
例えば、デバイスのディスプレイの背後に結合された1つ以上のトランスデューサー（例えば、音響トランスデューサー）は、デバイスの厚みを通して（例えば、ディスプレイスタックおよび／またはガラス表面を通して）音波を表面に伝達するように構成することができます。そうすることで、音波が表面に触れている指または物体に遭遇したときに、反射して戻ってくる波の一部を受信することができるようになります。
物体の位置は、例えば、波の送信と反射波の検出との間に経過する時間量（例えば、飛行時間範囲）および／または反射波の振幅の変化に基づいて決定することができます。
この音響式タッチセンシングは、従来の抵抗式および／または容量式タッチセンシングなどの他のタッチセンシング技術の代わりに、またはそれらと共に使用することもできます。
Appleの特許出願書に記載されているいくつかの例では、音響式タッチセンシング技術をディスプレイに統合することができるとされていて、ディスプレイまたはタッチスクリーンのガラス表面上で使用することができるともされています。
特許出願書内でのいくつかの例では、音響接触感知システムは、水によるデバイス表面上での接触に対して鈍感になるように構成することができるとされているため、音響接触感知は、水に濡れるかまたは完全に水没する可能性が高いデバイスにおける接触感知に使用することができます。
Appleの特許出願書類の図2では、音響式タッチセンシングシステムを含む電子機器の例示的なブロック図が示されています。ここでは音響式タッチセンシングシステムのスタックアップが例示されています。
本日USPTOによって公開された上記のApple特許出願番号20190235656は、2019年第1四半期に出願されました。ということは、少なくとも2018年にはこの技術の開発がなされていたということになります。
まだこの特許は出願段階であることを考慮すると、いつこの特許がAppleの新製品に採用されるかは不明です。また、永遠に採用されない可能性もあります。
特許出願書類に記されている発明者は
- Ehsan Khajeh：超音波センシングモデリングおよびハードウェアエンジニア
- Moe（Mohammad）Yeke Yazdandoost：Appleのテックリーダー – リードセンシングシステムアーキテクト
- Brian King：シニアテクノロジスト
- Marcus Yip：センシングシステムエンジニア
となっています。
現在のiPhoneは防水ではなく、少し水に濡れても大丈夫というレベルですが、今後完全防水のデバイスとなって、水中で使用されることになっても、上記の音響タッチセンシングシステムによって操作が感知できるようになると、デバイスの幅が広がりますね。
個人的にはとりあえず、まずはApple Watchに採用して欲しいところです。私はApple Watch Series 2をつけて水泳をする際にフィットネスセンサーをオンにしたいのですが、手やデバイスが水に濡れているのでうまく操作できないというもどかしい思いをしていますので。。
記事は以上です。
（記事情報元：Patently Apple）