あなたのスマートフォンは、あなたがこれまでに手に取った中で最も複雑な機械です。分解してみましょう。

あなたのスマートフォンは、あなたがこれまでに手に取った中で最も複雑な機械です。分解してみましょう。 窓を指でなぞってみてください。滑らかですが、引っかかりがあります。次に、スマートフォンで同じことをしてみてください。指が滑ります。 その違いは、分子1つ分の厚さの非粘着性コーティングであり、画面に触れるたびに少しずつ摩耗していきます。 Oleophobic Fluoropolymer 導入: iPhone 3GS, 2009年 焦げ付き防止パンのように、画面はフッ素樹脂でコーティングされています。これは、通常の水素の代わりにフッ素が付着した炭素原子の鎖です。 炭素-フッ素結合は非常に安定しており、コーティングの表面エネルギーを非常に低くします。油っぽい指紋は拭き取られ、親指は滑るような感触を得られます。また、わずかな傾斜でも画面を下にして置いたスマートフォンが逃げようとする理由も説明しています。 最初にスティーブ・ジョブズがステージで発表したiPhoneはプラスチック製の画面でした。出荷前の数ヶ月間、彼はポケットの中の鍵がプロトタイプを傷つけたことに気づき、土壇場でのアップグレードを主張しました。 彼が要求した化学強化ガラスは、通常のガラスの7倍の強度を持ち、すぐに業界標準となりました。 Aluminosilicate Glass 導入: iPhone, 2007年 窓ガラスやボトルガラスのような通常のガラスはシリカから作られています。スマートフォンのガラスには、シリカネットワークにアルミニウムが織り込まれており、構造を強化し、ひび割れに抵抗します。 ナトリウムイオンも混合物に添加され、シリカ-アルミナ格子の隙間に配置されます。完成したシートは、400℃のカリウム浴に浸されます。小さなナトリウムイオンは、大きなカリウムイオンと場所を交換し、構造に押し込まれて表面を圧縮します。 衝撃が発生すると、ひび割れはまずこの圧縮層を押し通す必要があります。 あなたの指は、キャパシティブタッチで追跡されます。画面下部にライブ表示されています。 古いタッチスクリーンは抵抗膜方式で、Nintendo DSのようなものでした。2つの層を強制的に押し合わせるために、しばしばスタイラスで押す必要がありました。一度に1つのタッチしか検出できず、画面を鈍らせるエアギャップが含まれていました。 キャパシティブタッチは、ガラス自体をマルチタッチセンサーにし、ボタンがなくなって画面がより広く使えるようになりました。 Capacitive touch detector 導入: LG Prada, 2007年 LGは市場投入でAppleを僅差で上回りましたが、Appleはハードウェアを、私たちが今も使用しているジェスチャー（スクロールするためのフリック、ズームするためのピンチ、重みがあるかのようにページを滑らせて落ち着かせる）と組み合わせました。 導体には、電気を運ぶ自由電子がたくさんありますが、光も反射します。これはディスプレイの前にあるものにとっては問題ですが、インジウムスズ酸化物は珍しいトリックを持っています。 それは十分な電子を持っており、反射する電子の海になることなく導電性があり、透明で導電性があります。 それはささやくような薄いグリッドとして配置され、微小な電場を保持しています。あなたの指が上のガラスに触れると、着地した場所の電場が乱れます。 コントローラーチップは、これらの小さな変化を探して座標に変換するために、毎秒数百回グリッドをスキャンします。 あなたが読んでいるこのディスプレイは、ピクセルとして知られる、完全に小さな、多色の電球の不条理なグリッドです。 パターンでそれらを点灯させることで、画面上の形状と色が作成され、数百個がこれらの文字のそれぞれを形成します。スクロールするとき、テキストは実際には動いていません。ピクセルは毎秒100回以上点灯・消灯しています。 AMOLED & TFT AMOLED BenQ-Siemens S88, 2006年 パスポート写真よりも小さいAMOLEDディスプレイを備えたクラシックなバー型電話です。そのうちの8つは、あなたが今読んでいる画面の中に収まるでしょう。 各ピクセルはサブピクセルで構成されています。微細な赤、緑、青のライトで、それらが異なる量でブレンドされて画面上のあらゆる色を作り出します。 電球は電源に接続される必要があるため、透明なインジウムスズ酸化物の層が上部を横切って電力を供給し、金属層が下から電力を供給します。 このように放置すると、画面はフルブライトネスで光るだけです。高価で大きなフラットライトです。 そのため、サブピクセルは薄膜トランジスタの層の上に配置されています。これは、各ピクセルの明るさを制御する何百万もの調光スイッチです。 そのすべての下に、最終的なガラスのスラブが繊細なフィリングを保護しています。 あなたのスマートフォンの前面からは、3つの小さな目が覗いています。自撮りカメラが見えます。もしあなたが年配なら、ワークアラウンドを覚えているかもしれません。電話の背面にある小さなミラーディンプルで、自分の顔を合わせることができました。 他の2つの目は隠されています。 それらは、画面の明るさを自動調整するために光を測定し、通話中に頬が電話を切るのを防ぎます。 awake状態の電話を頬に当ててスライドさせてみてください。何も起こりません。 Front Camera & Photodiodes Front Camera Kyocera VP-210, 1999年 最初のカメラ付き携帯電話は前面カメラでした。毎秒2枚の画像で一種のストップモーションビデオ通話を行うか、最大20枚のざらざらした写真を保存できました。 Proximity Sensor Nokia 7650, 2002年 タッチスクリーンがなかったので、近接センサーは通話をスピーカーフォンから切り替えるためのものでした。 近接検出器と光センサーは両方とも、光に敏感なフォトダイオードを使用しています。小さなソーラーパネルのようなものです。光センサーは部屋の明るさを読み取ります。頬検出器は赤外線フィルターの後ろにあり、赤外線LEDが外側に光を照射します。何かが近いと、跳ね返った光を検出します。 現代の電話では、これらのセンサーはディスプレイの下に隠され、注意深く設計されたスポットを通して覗いています。 自撮りカメラもすぐに同じようになる可能性が高いです。 スマートフォンの背面について説明する際に、カメラに戻ってきます。 18世紀には、船長が星と太陽の角度を測定して自分の位置を特定していました。 GPSは、その儀式を置き換えましたが、角度を目で見る代わりに、あなたの電話は頭上の数十個の衛星からの時刻を聞いています。 信号は常に光速で伝わるため、それらの到着時間のわずかな違いによって、電話は自分の位置を特定できます。 時間は両方にとって重要です。 船長にとって緯度（どれだけ北または南にいるか）は簡単です。角度を知るだけでよかったのです。 経度については、故郷の正確な時間も知る必要がありました。 ジョン・ハリソン、独学のイギリスの木工職人は、揺れる塩漬けの船で時間を正確に保つという問題に何十年も費やしました。 彼のH4マリンクロノメーターは、週に1秒未満しか誤差がなく、ついに経度の問題を解決しました。 正確な時計はすべての船に広まり、忙しい港では、午後1時に正確にポールからタイムボールが落とされ、すべての人が時間を設定しました。 あなたの電話の時計は彼のものより悪いです。 それは週に約10秒の誤差がありますが、機内モードでない限り、ネットワークタイムという形で独自のタイムボールを持っています。 Microelectromechanical Systems GPS Benefon Esc!, 1999年 船長の他の計器も生き残っています。それらはマイクロ電気機械システムに縮小されています。これは、マッチ棒の頭ほどの大きさで、人間の髪の毛よりも薄い可動部品を持つ、複雑な動作する機械です。 コンピューターチップのように、シリコンからエッチングされ、世界に応答して曲がったり、振動したり、たわんだりする微細な構造が彫り込まれています。 The Other Instruments Compass 導入: Nokia 6210 Navigator, 2008年 磁石は、自由に動くことができれば、地球の磁場に合わせて回転し、北を指します。 MEMSコンパスは、赤血球よりも小さい金属片から作られています。 物理的に動く代わりに、この金属は地球の磁場に応答して電気抵抗を微妙に変化させます。 あなたの電話はこれらの変化を検出して、どちらの方向を向いているかを計算します。マップでは重要ですが、奇妙な位置での画面回転や、ジャイロスコープのバックアップ参照としても役立ちます。 Barometer 導入: Galaxy Nexus, 2011年 あなたの頭上には、30マイルの高さの空気の柱があります。 これには重さがあり、それを気圧と呼びます。 高く移動すると、あなたの上に積み重なる空気が少なくなるため、気圧は低下します。 天気も役割を果たします。嵐の前には気圧が低下し、高気圧は通常、晴天を意味します。 人々はかつて水銀気圧計を使用していました。優雅なガラス管には「Fair」と「Stormy」とラベルが付けられ、針が変化する天気を警告するためにシフトしていました。 あなたの電話にはMEMS気圧計が含まれています。 マイクロチップ内の繊細で柔軟なダイヤフラムが、変化する気圧の下でわずかに曲がります。 高度のおおよその目安があると、GPS衛星に早くロックオンするのに役立ちます。 Clocks 導入: NEC P3, 1990年 あなたの電話の回路には何十もの時計が散らばっており、すべてを同期させています。 これらの中心には共振器があります。 Quartz crysta