機械式ボタンをスマートサーフェス、センシングタッチ、フォースセンシング、近接センシングに置き換える

滑らかですっきりとした新しいUIデザインと消費者を惹き付ける魅力、信頼性、コスト効率の組み合わせ

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機械式ボタンをスマートサーフェス、センシングタッチ、フォースセンシング、近接センシングに置き換える

消費者向け製品のデザインは、長年にわたり、より洗練された、より滑らかな美しさへと移り変わってきました。トレンドを主導しているのが携帯電話で、メーカーはまずベゼルを薄くし、さらには完全に排除したため、プレミアムスマートフォンの前面はディスプレイだけが見えるようになっています。

そして今、滑らかで洗練されたデザインという原則は、次のターゲットを視野に捉えています。それは筐体の辺縁にあり、端末の電源をオン/オフし、音量コントロールなどの基本的なユーザー入力機能を提供する押しボタンです。このトレンドの終点は、端末表面の一部に途切れを生じるボタンやその他の突起物をなくし、完全に滑らかな外観を作成することです。

この新しいデザインスタイルを可能にする重要な要素は、「スマートサーフェス」として知られています。これは、ユーザーの指がデバイスの外装に接近したり、触れたり、押したりしたときに正確な応答を提供できる、特殊な光学センサ技術です。アクティベーション領域のコンテキスト認識型照明と組み合わせることで、この光学センサ技術は電子機器や自動車などのメーカーが、新しい魅力的な美しさだけでなく、より楽しく、より直感的なユーザーエクスペリエンスを提供することを可能にしています。

スマートサーフェスは、メーカーが価値を向上させるために役立ちます。これらすべての要因によって、スマートサーフェステクノロジーは急速に採用が広がっています。Global Market Insightsの調査によると、スマートサーフェス市場は、2025年から2034年までの間に年平均成長率25.1%での成長が見込まれています。

見た目がよいだけではない:信頼性、コスト、衛生

最新の流行で重視されている滑らかな外観デザインには、美しさの魅力以上のものがあり、メーカーは他の方法でも製品の価値を高めることができます。

機械式ボタンの排除によって、完全に密閉された筐体を作り出すことができます。機械式ボタンは、デバイス内部の電子回路に損傷を与える可能性のある水やその他液体の侵入口となります。ボタンのないスマートサーフェスは、防塵性と防水性を簡単に実現することができます。また、筐体の下にスマートサーフェスの光学センサを配置することで、信頼性も向上させることができます。突出したボタンと比べると、これらのデバイスは衝撃による破損に対して大幅に脆弱性が低くなります。

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スマートサーフェスの滑らかな外観は手入れもしやすく、衛生が特に重要な医療機器やその他の製品タイプに最適です。

しかし、「スマートサーフェス」のトレンドはボタンを排除するだけのものではありません。メーカーには、ユーザーとデバイス間のインタラクション方法を改革する機会がもたらされます。例えば、ams OSRAMの光学技術を使用すると、木材や金属、プラスチック、ガラス、さらには自動車のシートやヘッドレストの布地など、ほぼあらゆる表面をスマートサーフェスにすることができます。

多くの場合、このテクノロジーは表面に組み込まれた照明付きのセンサの形で実装されます。これらのセンサによって、UIがインテリジェントで適応可能なものになります。黒無地の表面にユーザーの手が近付くとLEDが点灯して表面の機能を表示することができ、これは「シャイテック」と呼ばれるユーザーインターフェイス(UI)デザインへのアプローチです。
表面は、例えばユーザーが押すと振動する(触覚応答)など、ユーザーの入力に応答させることもできます。タッチセンシングボタンは、明確に押すことで作動を確認するように作ることができます(フォースセンシングの適用)。これは特に自動車で敏感なタッチコントロールの不注意による作動を回避するために役立つ安全対策となります。また、アクティベーション領域の機能は、その使用状況に基づいて多様な設定が可能であり、例えば自動車の中央コンソールでは、エンターテインメントシステムやキャビンの空調制御のどちらにも同じ表面をユーザー入力に使用するように構成できます。

これらのメリットは、スマートサーフェスを搭載した製品の価値向上に役立ちますが、驚くべきことに、この付加価値はコストをかけることなく実現することができます。実際に、筐体辺縁に配置された機械式ボタンといった従来型コンポーネントの組み立てには、正確(かつ高額)な生産プロセスを要します。
対照的に、スマートサーフェスを可能にする光学センサやLEDエミッタは、他の電子部品と同じようにPCB上に設置され、自動された極めて効率的な設備で組み立てます。 

光学技術:ユーザーとメーカーにとっての最善

光は、新しいスマートサーフェステクノロジーを可能にする一般的な手段です。自動車キャビン内のスマートサーフェスには通常、構成可能なボタンにバックライトを提供する非常に小さなLEDチップが含まれます。 
 
必要とされているのは、機械式ボタンを押す操作に相当するものであり、それこそがams OSRAMの光学式フォースセンサが提供するものです。 

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空隙が小さいこの光学式フォースセンサは、不可視の赤外線(IR)光を反射する表面の下に設置されます。このセンサがIR光のパルスを継続的に照射します。指で押し下げられると表面がセンサに近づき、センサに反射して返されるIRの強度が増します。センサは、この光の強度変化をデジタルADC出力に変換します。1μmという微小な変形を検知することができます。この信号は表面の機械的特性に基づいて0.1ニュートンの力に変換することができます。  このセンサにより力を正確に測定することで、メーカーは、例えばボタンが押される強さを軽・中・重で区別できる多機能な押しボタンを作ることができます。表面が赤外線を部分的に透過する材料(インク付きガラスなど)で作られている場合、フォースセンシングに加えてタッチセンシングや近接センシングに同じセンサを使用することもできます。
 

スマートサーフェスの導入:コンポーネントからシステムへ

この新しいスマートサーフェステクノロジーにより、自動車や消費者向け製品、医療機器、家電製品などのUIデザインに対するアプローチをまったく新しいものにすることが可能になります。これまでデザイナーは、機械式ボタンを筐体の辺縁という最も目立たない場所に隠す必要性によって制限を受けていました。
現在、デザイナーは光学ボタンをほぼあらゆる場所に配置でき、構成可能な機能を付与し、その機能を示す照明とリンクさせることが可能になっています。これにより、UIデザインはよりシステム全体を視野に入れることが求められるようになります。そしてams OSRAMは、新たな可能性を探求するための理想的なパートナーです。
その理由は第一に、ams OSRAMは、サイズや電力が最適化されたアナログフロントエンドAS7150や光学フロントエンドSFH7061など、スマートサーフェスのデザインに必要となる専門的な製品を擁しているためです。光学式フォースセンサは、自由ライセンスのネットワークテクノロジーであるオープンシステムプロトコル(OSP)を通じてRGB LEDと簡単に組み合わせることができ、最大1,000個のセンサやLEDを接続できます。
加えて、ams OSRAMは長年にわたり数々の世界最大手メーカーのためにLEDやセンシングシステムを自動車や消費者向けの設計に統合してきた経験を擁しています。例えば、光学式フォースセンシングボタンは、センサだけでなく、表面、センサと表面間の空隙、基板レベルでのホストコントローラーへの接続で構成される統合型の光学スタックです。ams OSRAMは、アプリケーションノートやデモ設計から、センサ設計の専門知識を有するアプリケーションエンジニアまで、お客様のスタック構築を支援するリソースを擁しています。
このため、スマートサーフェスのトレンドは自動車分野やその他分野で台頭し始めたばかりですが、ams OSRAMはすでに製品と分野の専門知識を携え、万全の準備を整えています。ams OSRAMは、未来を設計したいメーカーを支援する準備を整えています。

ams OSRAM光学式フォースセンシング
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