フォースタッチ

フォースタッチ

Apple WatchにForce Touchが初登場
入力レベル	Force Touch - 2 (Macbook) - 3 (OS アニメーションの連続入力、および一部の入力 [描画]) 3D Touch - 3 (OS アニメーションの連続入力) Haptic Touch - 1 (長押しでトリガー)
デザイン会社	アップル社
紹介された	2014年9月9日; 10年前 ( 2014-09-09 )

Force Touchは、 Apple社が開発した触覚圧力感知技術であり、トラックパッドやタッチスクリーンが表面に加えられる力の量を感知できるようにする。Force Touchを使用するソフトウェアは、ユーザーインタラクションの目的でさまざまなレベルの力を区別することができる。^{[1] [2] Force Touchは、2014年9月9日の}Apple Watchの発表時に初めて公開された。Apple Watchを皮切りに、Force TouchはMacBookやMagic Trackpad 2など、多くのApple製品に組み込まれている。

iPhone には、3D Touchと呼ばれる同様の技術があります。この技術は、入力を受け入れるための 3 次元を提供することで、ソフトウェアの使いやすさを向上させます。ユーザーは、通常のタッチではできない方法で、入力面に力を加えて表示されたコンテンツを操作できます。3D Touch により、強く押すとアプリのショートカット メニューにアクセスしたり、Web サイトのリンクを強く押すと Web ページのプレビューが表示されたりするなどのソフトウェア機能が有効になります。

3D Touch には入力感度の 3 つの設定があります。これにより、ユーザーは iPhone の画面を軽く、中程度に、または強く押すという好みをカスタマイズできます。^[3] 3D Touch は、電話機で実行されているソフトウェアに連続的な圧力読み取りを提供します。一方、Force Touch では、通常のクリックと強いクリックの 2 つのレイヤーのみの操作が提供されます。これらのデバイスには、Taptic Engine と呼ばれるApple の触覚エンジンが搭載されており、フィードバックとして振動効果を生成するリニアアクチュエータが内蔵されています。Apple は、アプリケーション開発者がトラックパッドとタッチスクリーンの圧力感度を独自のアプリに活用できるようにしました。3D Touch はiPhone 11以降で廃止されました。 ^[4]

Haptic Touchは、 iPhone XR ( iPhone XSには搭載されていない) 以降の iPhone モデルに搭載されているソフトウェア機能で、3D Touch の機能を置き換えるものです。タッチスクリーンには圧力感知レイヤーがなくなったため、ソフトウェアは、強い力で押すのではなく、長押しして特定の機能をアクティブ化するまで待機します。(長押しにアクションが割り当てられていない要素のみ)。この機能は、iOS 13アップデートでiPhone SE (第 1 世代)に追加され、 iPadOS 13 を実行できるすべての iPad に追加されました。

watchOS 7以降、Force Touchは以降のすべてのApple Watchで廃止され、Haptic Touchのみが認識されるようになりました。^[5]

MacのForce Touchはさまざまな機能にアクセスするために使用されます。^[6]注目すべき機能をいくつか挙げると、

• テキストを検索すると、辞書、Wikipedia などから詳細情報が表示されます。
• 住所の場所のApple マップのプレビューを表示します。
• カレンダーに日付とイベントを追加します。
• ウェブサイトのリンク、フライト番号、追跡番号、イベントの詳細をプレビューします。
• 可変圧力を使用して、 QuickTimeおよびiMovieでの早送りと巻き戻しを高速化します。

iPhoneの3Dタッチは次のような機能にアクセスするために使用されました: ^{[2] [6]}

• クイック アクションを使用すると、ユーザーはホーム画面から多くのショートカットにアクセスできます。
• Peek and Pop を使用すると、ユーザーはコンテンツを開かなくてもコンテンツをプレビューし、それに対してアクションを実行できます。さらに押すと、ユーザーはアプリ内のコンテンツにポップインできます。
• 筆圧感知機能により、クリエイティブ アプリは筆圧感知ディスプレイを活用して、線の太さを変えたり、ブラシのスタイルを変えたりすることができます。
• 長押しすると、Live Photos をプレビューしたり、App スイッチャーを開いたりできます (iPhone 6s、6s Plus、7、7 Plus、8、8 Plus のみ)。
• キーボードを押すと、2 次元で移動できるカーソルが表示されます。もう一度押すと選択モードになります。

Apple WatchのForce Touchは、次のような重要な機能にアクセスするために使用されました。 ^[7]

• 現在のウォッチフェイスとは異なるウォッチフェイスを表示します。
• ストップウォッチ アプリでアナログ、デジタル、グラフ、ハイブリッド モードを利用できます。
• カレンダー アプリで日表示、リスト表示、または今日の表示を切り替えます。
• 天気アプリで天気、降水量、気温を確認できます。

Appleは、アプリケーション開発者がフォースタッチ機能をアプリケーションに統合できるようにしています。APIは次の操作を容易にします: ^[1]

• アプリはより強い圧力で押すことに反応し、追加機能としてショートカットを提供します。
• 描画やクリエイティブ アプリ用の筆圧感知機能により、線を太くしたり、ブラシのスタイルを変えたりできます。
• アクセラレータを使用すると、圧力感度を受信できるため、ユーザーはより高度な制御が可能になります。たとえば、メディア再生時の早送りは、圧力が増すにつれて速度が速くなります。
• ドラッグ アンド ドロップにより、ユーザーはホールド中に力のジェスチャに反応して、ドロップの新しいターゲットをすぐに開くことができます。

3D Touch 搭載の iPhone では、静電容量センサーがディスプレイに直接組み込まれています。押下が検出されると、これらの静電容量センサーがバックライトとカバーガラスの間の距離の微細な変化を測定します。Apple Watch では、一連の電極が画面の曲面に沿って配置されています。押下が検出されると、これらの電極が加えられた圧力を判断します。トラックパッドにも同様のメカニズムが採用されていますが、感覚情報はトラックパッドの角に揃った一連の 4 つのセンサーによって判断されます。検出された圧力は、Apple の触覚フィードバックエンジンである Taptic Engine に伝えられます。Taptic Engine 内の電磁 リニア アクチュエータは、わずか 1 サイクルでピーク出力に達し、 10 ミリ秒続く振動を生み出すことができます。一般的なモーターとは異なり、リニア アクチュエータは回転せず、前後に振動します。Taptic Engine は、質量のバランスを相殺する必要なく、即座に触覚フィードバックを生成します。生成された触覚フィードバックには、可聴音が伴う場合があります。^[8]これは、成功、警告、失敗などの重要な情報を伝えるためにユーザーの注意を引くのに役立ちます。^[9]各触覚タイプは、特定の目的のために定義され、特定の意味を伝えます。^[8]

タッチ センシティブ サーフェスは、トラックパッドまたはタッチ スクリーンのいずれかです。複数のアクチュエータが入力サーフェスの背面に機械的に接続されています。アクチュエータはサーフェスに沿って分散され、それぞれが別々の接触位置に配置され、ユーザーに局所的な触覚フィードバックを提供します。アクチュエータは、物理的に誘発された振動または入力変位を電気信号に変換するために圧電性を使用します。コントローラは、接触点内および接触点の周囲のアクチュエータをアクティブ化するように構成されています。接触点のアクチュエータは波形を誘発して振動を生成します。ただし、接触点の周囲には複数のアクチュエータがあるため、振動は他の場所に伝播し、局所化効果が制限されます。そのため、2 番目のアクチュエータ セットは波形を誘発して、最初のアクチュエータ セットによって生成された振動クロストークを抑制します。これは、振幅、周波数、またはその両方で干渉を提供する波形を生成することによって実現できます。マスキング波形は、伝播した振動を抑制するだけでなく、ユーザー エクスペリエンスを提供することで、接触位置の振動を変更することもできます。^[10]

Force Touch または Haptic Touch テクノロジーは、次の Apple デバイスに組み込まれています。

3D Touch テクノロジーは、次の Apple デバイスに組み込まれています。

2016年2月11日、アップル社はイマージョン社から、イマージョン社が所有する3Dタッチ技術に関する特許を侵害しているとして訴訟を起こされた。訴状によると、主張されている特許は、主に電子機器のユーザーエクスペリエンスを向上させるための圧力対応ハプティクスの実装に使用される装置と方法に関連している。侵害された特許とその説明は以下のとおりである。^[11]

1. 米国特許第8,619,051号: ^[12]コントローラ、関連メモリ、アクチュエータドライブ、およびドライブの回路を含む触覚フィードバックシステムに関する。メモリには、コントローラによって実行される少なくとも1つの触覚効果が保存される。
2. 米国特許第8,773,356号: ^[13]タッチセンシティブ入力デバイス上でグラフィックオブジェクトをプレビューするように構成された表示信号を出力するステップなど、開示されている触覚感覚を提供するためのシステムおよび方法に関する。
3. 米国特許第8,659,571号: ^[14]動的な触覚効果を生み出し、ジェスチャー信号と実際のまたは仮想のデバイスセンサー信号を含む駆動信号を生成するシステムに関する。

2016年5月、同じデラウェア州裁判所で2件目の訴訟が起こされ、AppleがiPhone 6sとMacBookおよびMacBook Proシリーズの4つの特許を故意に侵害したと主張した。6月、米国国際貿易委員会はイマージョンの主張に対する調査を開始することを確認した。2件目の訴訟で侵害された特許とその説明は以下のとおりである。^[15]

1. 米国特許第8,749,507号: ^[16]モバイル電子デバイスが接触データに基づいて圧力および圧力の変化を決定するシステムおよび方法に関する。
2. 米国特許第7,808,488号: ^[17]タッチスクリーン上のグラフィカルオブジェクトに対するユーザのインタラクションに基づいて触覚効果を出力するアクチュエータ信号を生成するシステムおよび方法に関する。
3. 米国特許第7,336,260号: ^[18]電子デバイスがデバイスにかかるさまざまなレベルの圧力を検出し、それに応じて触覚感覚を提供するシステムに関する。
4. 米国特許第8,581,710号: ^[19]ユーザの入力が認識されたか認識されなかったか、対応するコマンドが見つかったか見つからなかったかを示す触覚効果を出力するアクチュエータ信号を生成するシステムおよび方法に関する。

2018年1月29日、イマージョンは、同社がアップル社と世界的な和解とライセンス契約を締結したことを確認する短い声明を発表したが、その条件は秘密にされる予定であった。^[20]

ZTE Axon mini、Meizu Pro 6、Huawei Mate S、Huawei P9 Plusなどの携帯電話には圧力感知ディスプレイが搭載されており、^[21] Google Pixel 4にはFirm Pressと呼ばれるソフトウェアベースの技術が搭載されており、機械学習を使用して圧力の強さを推測します。^[22]

Android OSのAPIは、2009年にAndroid 2.0 Éclairで圧力感知タッチのサポートを追加しましたが、当時は対応するハードウェアは存在していませんでした。^[23]

ノキアは2013年に「ゴールドフィンガー」という開発プロジェクトを行っていたが、これは全く異なるタイプの3Dタッチインターフェースを採用しており、ユーザーは指を画面の上にかざす必要があった。もしリリースされれば、これはルミアスマートフォンになるはずだった。後にノキア・ルミア・マクラーレンに改名され、マイクロソフト・モバイルによって開発されていた。最終的には2014年7月に中止された。^[24]

• マックブック
• アイフォン
• アップルウォッチ
• 触覚技術

公式リンク:

• フォースタッチ - macOS
• 3Dタッチ - iOS

ガイド:

• フォースタッチとタプティックエンジンの背後にある科学
• Force Touch ガイド - macOS
• 3D Touch ガイド - iOS
• 「Apple Watch の秘密のオプション: フォース タッチの 14 のヒント!」Rene Ritchie、2018 年 4 月 24 日、iMore より