神秘的に聞こえる力覚の分野に関しては、ジェームズ・ローヒード氏とExarのチームはその謎をかなり解明しているようだ。急速に拡大している力覚感知の分野で開発と応用をリードするExarは、Lougheed氏が自信を持って言うように、「今日の電子機器でボタンが使用されている多くの方法を置き換え、改善するための刺激的な方法を提供する」ための独自の装備を備えています。力覚感知技術には明らかに興味深い展望が開けており、私たちはこれを実現するためにExarが行っていることについてLougheed氏に話を聞きました。
まず最初に、力感知とは一体何なのか、と尋ねるのは当然です。
「力覚感知は消費者市場では比較的新しい技術です」とローヒード氏は語り始める。この技術は以前から開発が進められてきましたが、 Exar が開発に取り組んでいる、真に洗練された形で広く適用されるようになったのはごく最近のことです。「本質的に、力センサーは製品の特定の領域に加えられた力の量を識別します。たとえば、MacBookやApple Watchを見てみると、何かを押すと、実際にどの程度の強さで押されているかを測定できます。」つまり、一般的な意味では、力覚センサーはインターフェース プロセスに追加の次元変数を提供し、圧力だけでなく方向や距離も入力として機能させることができます。控えめに言っても、これは確かにまったく新しいゲームを提示するものである。
消費者分野における力覚感知技術の歴史はそれほど長くはないかもしれませんが、その過程では多くの馴染みのあるステップがありました。1880年代に有名なフランスの物理学者ピエール・キュリーによって発見された電気機械効果を利用した圧縮ベースのセンサーの一種である圧電センサーは、今でも一般的ですが、比較的高価であるため、その用途は特殊です。洗濯機やオーブンなどの消費者向けアプリケーションでは、さまざまな旧式の「メンブレン」ボタンやバブル スタイルのスイッチが一般的に見られるかもしれません。最近では、消費者市場では、人体の静電容量に直接反応するセンサーを採用し、より直接的に反応するタッチスクリーン スタイルのセンシングを可能にする、いわゆる静電容量センシングが急増しています。それでも、特にExarが文字通りの力感知に関してソリューションを開発したレベルと比較すると、静電容量感知は依然として純粋に「オンまたはオフ」のダイナミクスに基づいているため、通常は近道の代替手段と見なされます。
Lougheed氏は、Exarのソリューションは物事を次のレベルに引き上げ、「実際に力を線形に測定し、その方法でボタン設計にまったく新しい機能を追加します」と述べています。多くの古いひずみゲージ スタイルのセンサーと、力感知抵抗器技術として知られているものの多くは、プラスチック基板でのみ機能し、それが、Exarの最先端のソリューションが現在十分に対応できる多くのアプリケーションへの展開を妨げているとLougheed氏は説明します。具体的には、同社は、通常のプラスチックだけでなく、金属や木材など、ほぼあらゆる表面に適用できる抵抗材料を利用する薄膜センシング技術を使用した新しい種類のソリューションを開発しました。
もちろん、私たちは、近い将来に具体的に何が期待できるのかをローヒード氏に尋ねずにはいられませんでした。具体的には、このより新しく、より洗練された力感知技術が私たちの日常生活の中でどのように実現されるのでしょうか?彼は確かに自信を持って答える準備ができていた。「ボタンにインセットを設ける代わりに、デバイスに刻印を施すだけです。その下には私たちの薄膜、つまりセンサーがあり、数ミリメートルまでの感度範囲でデバイスの外表面を通して圧力を感知できるようになります」と彼は詳しく説明します。これによって、防水性が向上するという利点が追加され、ディスプレイも大型化できるようになります。「私たちは、今日の電子機器におけるボタンの使用方法に大きな革命が起こることを期待しています」とローヒード氏は主張する。
力感知のもう一つのユニークな用途は、ATMマシンです。Exarの力覚感知ソリューションを使用すると、ユーザーは数字だけでなく、数字を入力するときに使用する力の度合いに基づいてパスワードを設定できます。たとえば、パスワードが「1234」の場合、ユーザーは「1」を強く押し、「2」を弱く押し、「3」を強く押し、「4」を弱く押すだけで済みます。これにより、機密性の高いアプリケーションにまったく別のセキュリティ層が追加されます。
さらに、Exarの力覚感知ソリューションは現時点でどの程度の感度があり、この分野の能力にどのような挑戦を挑んでいるのでしょうか。Lougheed氏は、「今日の通常のシステムでは、圧力を感じるまでに400gほど必要になる場合があります」と説明して、理解しやすくしました。しかし、私たちは50gという低い圧力を感知できるほど高度なシステムを開発してきました」とジェームズ氏は付け加え、これは今日のほとんどの力感知型消費者向けデバイスが感知できる圧力よりもはるかに低いものだと付け加えた。同様に、Exarの設計では、比類のないレベルのタッチ範囲の特異性を実現しています。「当社の独自のアナログ フロントエンドの機能の1つは、ノイズ、つまりDCオフセット電圧を較正し、適用される一般的な圧力を基本的にキャンセルして、より正確な感度を実現することです」とLougheed氏は説明します。
この種の力感知技術には確かに多くの刺激的な可能性があるが、業界での評判を他の一般的なソリューションのレベルまで高めるには、もう少しテストが必要だとLougheed氏は述べている。「信頼性に関するデータは大量に収集されているが、相対的に見るとこれはまだ非常に新しい技術だ。使用時間に関しては検討すべき点がまだたくさんありますが、これまで行われた信頼性テストはすべて非常に有望な結果が出ています」と彼は言います。それでも、ローヒード氏は、同社がすでに設計プロセスに参加しており、間もなく発売される初の完全にボタンのない携帯電話に興奮を覚えていると語る。その明白な専門知識、業界における革新的なリーダーシップ、そしてタッチセンサーデバイスの次世代を再定義する一翼を担うという誠実な熱意により、Exarは、あらゆるタイプの顧客が参加できるように支援するために必要なもの以上のものを備えていることは明らかです。