משרד הפטנטים והסימנים המסחריים בארה"ב הוציא ביום שלישי לאפל פטנט על משטח מגע שמסיר את הכפתור המשולב המסורתי "ניתן ללחוץ", ומחליף אותו בארבעה או יותר חיישני כוח ומפעיל כדי לספק משוב מישוש.
על פי הפטנט האמריקאי של אפלמס' 8,633,916עבור "משטח מגע עם חיישני כוח ומשוב מפעיל", ניתן לחקות את פעולתו של משטח עקיבה עם כפתור משולב מסוג מתג ולשפר באמצעות חיישני כוח. ניתן להבחין בקלות בפעולות עיתונות ושחרור באמצעות השיטה המוצעת.
מכשירי ה-MacBooks של אפל כוללים כיום כפתור משולב, או עיצוב "הכל באחד". בפריסה זו, משתמש יוזם לחיצה על כפתור על ידי לחיצה מטה על פני השטח של משטח העקיבה, כאשר מנגנון ציר הממוקם בקצה האחורי של משטח המגע מאפשר תנועה של הקצה הקדמי. הקצה הקדמי מחובר למתג שמפיק צליל נקישה בהפעלתו.
יש כמה בעיות עם העיצוב הקיים, כולל הלחץ הגובר הנדרש כדי להפעיל את המתג כאשר אצבעו של משתמש נעה יותר לכיוון קצה הציר. הפיזיקה של פריסות לחצנים משולבות, מציינת אפל, עלולה לפגוע בחוויית המשתמש מבחינת רגישות ותפעול משטח המגע.
הפטנט מציע במקום זאת פתרון המשלב לפחות ארבעה חיישני כוח הפרוסים בארבע הפינות של משטח עקיבה. במקרים מסוימים, החיישנים עשויים להיות חומרים פיזואלקטריים המיוצרים מחומרים מרוכבים של מתכת פולימר או פולימרים מלאים בננו-חלקיקים, היוצרים מתח פרופורציונלי לכמות הדחיסה. לחלופין, ניתן למדוד את התפוקה בשינויים בהשראות, מגנטיות או תכונות אחרות התלויות בכוח.
באשר למשטח חישת המגע, מוזכרות מספר שיטות, כולל טכנולוגיית זיהוי גל אקוסטית משטח וזיהוי אור. לצורך המחשה, ההמצאה מתמקדת בחיישני מגע קיבוליים כפי שמשמשים כיום במערך ה-MacBook.
באמצעות חיישני כוח, ניתן להשתמש במנגנון לביצוע פעולות מסוג כפתור ללא החסרונות של עיצוב כפתור משולב. לדוגמה, משטח מגע המשתמש בחיישני כוח לא בהכרח צריך להסתובב בכיוון אחד. במקרים מסוימים, ייתכן שמשטח המגע אפילו לא יצטרך לזוז מכיוון שמפעיל מחובר יכול לספק משוב מישוש באמצעות רעידות.
יתר על כן, רפידות כוח חוסכות מקום במארז הצפוף של MacBook, ומאפשרות למעצבים לנצל את המקום השמור בדרך כלל לתנועת הסיבוב של משטח העקיבה. כפי שצוין בפטנט, חיישן כוח פיזואלקטרי רגיל עשוי להיעקר בפחות מ-0.05 מ"מ תחת הלחיצה החזקה ביותר על הכפתורים.
אפל לוקחת בחשבון את חוויית המשתמש עבור אלה שרגילים להרגיש את משטח העקיבה מתגמש או זז בזמן פעולה. ניתן לחבר מפעיל למשטח המגע ולתכנת אותו להעביר כוח למשטח המחקה לחיצת כפתור. משוב כוח זה, או משוב הפטי, עשוי להיות מורחב כך שיכלול צליל לחיצה, שבחלק מהתגלמויות ניתן לשחזר על ידי רמקולי המערכת במקום המפעיל.
לשימוש בחיישני כוח יש גם יתרונות תפעוליים על פני מערכות מסורתיות. לדוגמה, ניתן להשתמש בשילוב של חיישן כוח וקלט קיבולי כדי להקל על פונקציות גרירה לבחירה קלות ביד אחת. מכיוון שישנם לפחות ארבעה חיישנים הממוקמים על ארבע הפינות של המשטח, ניתן למפות כל אחד מהם לפעולת תוכנה מסוימת. בנוסף, החיישנים מאפשרים רמות גרגיריות של מדידות לחץ ובכך שליטה.
יתרה מכך, אירועי יישום של קלט או כוח הנמדדים על ידי החיישנים יכולים להיות ממוצעים כדי לקבוע טוב יותר למה המשתמש מתכוון עם לחיצה נתונה. העיצוב הרבה יותר אינטואיטיבי מיכולות ה"הפעלה/כיבוי" של כפתור משולב מסורתי.
דוגמאות של צימוד מפעיל.
לבסוף, יכולות משוב הכוח של משטח המגע המוגן בפטנט של אפל מסתמכות על מפעיל אחד או יותר שיכולים לרטוט או להפעיל כוח בדרך אחרת על המנגנון. משוב מישוש זה יכול להיגרם על ידי אינטראקציה עם משטח המגע עצמו, או באמצעות טריגרים של תוכנה. דוגמה תהיה משוב כאשר הודעת דוא"ל מתקבלת.
שאר המסמך מתאר את תצורת המנגנון וכן יישומים חלופיים במכשירים ניידים כגון אייפון ואייפד.
פטנט משטח העקיבה של חיישן הכוח של אפל הוגש לראשונה בשנת 2009, והוא מזכה את ג'פרי טראר ברנשטיין, אבי צ'פלינסקי, ברט וו. דגנר, דאנקן קר, פטריק קסלר, פול פוסקריץ', מרסלו ה. קואלו ואלכסנדר פאנס כממציאיו.
