新たに公開された研究によると、Apple は iPhone のセンサーを高水圧や低気圧から保護しながら正確に動作させる方法を研究しているという。
Appleが圧力に関する特許を取得する場合、通常はタッチ操作によるデバイス操作に関するものです。しかし、iPhoneは日常的に環境圧力にさらされており、特に輸送中や飛行中、あるいは水中での使用においては特に注意が必要です。
「圧力センサーを内蔵した電子機器」は、外部圧力や圧力変化によるiPhoneの損傷やセンサーの精度への影響を防ぐことを目的とした、新たに付与された特許である。
「これらのデバイスは、人々が家から出勤する際に持ち歩き、バスの路線、交通情報、その日の試合のスコアなど、最新情報を提供します」と特許には記されている。「ユーザーがこれらのデバイスにますます依存するようになるにつれて、デバイスはより堅牢になるよう設計されています。」
「例えば、プラスチック部品を金属部品に置き換えたり、ガラス部品を厚くして強化ガラスにしたりといったことが考えられます」と同社は続ける。「これらのデバイスは、より幅広い環境で使用できるように設計されています。」
Apple は、気温が氷点下を大きく下回る登山やスキー/トレッキング旅行にデバイスを持ち込む場合など、デバイスに問題を引き起こす環境の例として、「デバイスは水中や水辺に持ち込まれることが多い」としている。
「このため、水はデバイス内の電気部品の故障につながる可能性があるため、デバイスは通常、ある程度の耐水性を備えるように設計されている」とアップルは述べている。
水によるデバイスの損傷を防ぐ方法の 1 つは、水が入り込む可能性のあるポートを取り除くことです。これが、Apple が 2016 年に iPhone 7 からヘッドフォン ジャックを取り除いた理由の 1 つです。
圧力センサーは、クロスハッチングで示されているようにチャンバーキャビティ内に組み込まれる可能性がある。
おそらく、他のメーカーも当初はAppleのヘッドフォンジャック廃止を批判したが、その後自社の携帯電話からヘッドフォンジャックを廃止したのもこのためだろう。
しかし、問題はあります。それは、iPhoneに接続できなくなった有線ヘッドホンを持つユーザーをがっかりさせるだけではありません。ポートをなくしたり、デバイスを密閉したりすることによる連鎖反応です。
「しかし、デバイスを密閉して水没させてしまうと、少なくともある程度は水の中に浸かってしまうため、デバイスに搭載されているセンサーの一部の動作に影響を及ぼすという予期せぬ結果が生じる可能性がある」と Apple は続けている。
最も注目すべきは、「デバイスを密閉すると、コンポーネントが密閉された環境内に封入または収容されるため、動作温度が上昇する可能性がある」ということです。
つまり、水による損傷ではなく、熱による損傷を受ける可能性があります。iPhoneは長時間高温になると自動的にシャットダウンしますが、これは明らかに理想的ではありません。
iPhone を密封することでさらに問題が発生することはありません。
「別の例として、温度センサーや圧力トランスデューサーなどのセンサーは、デバイス内に密閉されており、外部環境と直接接触しないため、精度が低くなる可能性があります」とAppleは述べています。
「したがって、さまざまなセンサーをポータブル電子機器に統合するための改善された方法が求められています」とAppleは続ける。
その後、約7,000語の特許明細書が続き、中心となるアイデアへのアプローチ方法における複数の微細な違いが詳細に説明されています。このアイデアには水の浸入と排出に関するオプションも含まれていますが、主な関心事はiPhone、あるいはあらゆる電子機器を圧力トランスデューサーとして機能させる方法を開発することです。
装置内に密閉された空洞を作ることで、環境圧力を測定することができます。
「キャビティは密閉されており、キャビティ内に一定量の空気が形成され、その空気はハウジングの第1開口部に流体的に連結された気圧ベントを通して外部環境に排出されます」とAppleは述べています。「センサーは、隔離されたチャンバー内の第2の空気量の特性を測定し、その空気量はハウジングの第2開口部を通して外部環境に排出されます。」
特許の申請
Appleの特許では、例えば高圧が検知された場合に何ができるのかといった詳細は明らかにされていない。これはこの特許の範囲外であり、Appleは部品を完全に囲んで密閉することはできないと主張しているため、このような圧力空洞をどのように活用できるかを明確にしようとしている。
「容器内にガスを密封すると、密封された容器内のガスと密封された容器の周囲のガスとの間に圧力差が生じ、構造的な破損につながる可能性があります」と特許は続ける。「例えば、密封された容器内のガスの温度が上昇すると、ガスの圧力が上昇する可能性があります。」
「作動部品は熱を発生するため、ガスは圧力を外部環境に放出する能力を必要とする」と報告書は述べている。
同様に、高度の変化による圧力低下も損傷を引き起こす可能性があります。「キャビティ内のガスと外部環境のガスとの間の正圧差により、ディスプレイアセンブリがハウジングから押し出され、接着剤による密閉が損なわれる可能性があります。」
「シールが破れると、キャビティ202に水が浸入する可能性があります」と報告書は続ける。「この問題を解決する一つの方法は、キャビティと外部環境を隔てるハウジングに設けられたポートに気圧ベントを設けることです。」
画面がデバイスから押し離され、熱によって圧力が高まるのを防ぐ方法は、内部圧力と外部圧力を均等にすることです。
この特許は、圧力を均一化する方法にのみ言及しています。例えば、外部の圧力に合わせて内部圧力を作り出すといったデバイスの機能にも限界があります。
それでも、圧力の変化を検知し、少なくともいくつかの問題緩和策を実行できるようにするには、iPhone が深さと高さの許容範囲を拡大する必要があることを意味します。
新たに付与された特許は10人の発明者によって発明された。その中には、Apple WatchやiPhoneの排水に関する特許を過去に取得しているエリック・N・ナイランド氏も含まれる。
