タブレットの仕組み

スティーブ ジョブズが 2010 年にタブレット デバイスiPad を発表して長年の憶測に終止符を打ったとき、彼はコンピューター ハードウェアの新時代の立ち上げに貢献しました。タブレット PC は何年も前から存在していますが、iPad は消費者市場でそのフォーム ファクタをうまく使用した最初のデバイスでした。そして、Apple の成功は他の企業にも利益をもたらし、テクノロジー愛好家も Apple のアプローチに代わるものを探していました。

では、タブレットとは一体何なのでしょうか？最も基本的なレベルでは、タブレット PC はスマートフォンや携帯情報端末よりも大きいモバイル コンピューティング デバイスです。タブレット デバイスの厳密なカットオフ サイズはありません。iPad シリーズの画面サイズは 10 インチ未満ですが、他のタブレットはそれより大きくても小さくても構いません。一般に、コンピューティング デバイスがオンスクリーン インターフェイスを使用し、電話が含まれていない場合、それはタブレットです。

問題を混乱させるために、一部のメーカーは一部がタブレット、一部がラップトップ コンピューターであるハイブリッド デバイスを製造しています。デバイスにはキーボードが付属している場合があります。画面が回転したり、折りたたまれてキーボードをカバーしたりできます。これでタブレットの完成です。

2010 年、レノボはネバダ州ラスベガスのコンシューマー エレクトロニクス ショーで IdeaPad U1 と呼ばれるプロトタイプ デバイスを発表しました。一見すると、それは通常のラップトップコンピューターのように見えました。しかし、スクリーンをベースから取り外すと、ラップトップは独自の独立したオペレーティング システムを搭載したタブレット コンピューターに変わります。 Lenovo はこのデバイスのブランドを変更し、Lenovo LePad と名付け、2011 年に中国で発売しました。

タブレットにはさまざまな形状、サイズ、機能セットがありますが、多くの類似した特徴を共有しています。ほぼすべての製品には、タッチ スクリーン インターフェイスと、小さなプログラムを実行できるオペレーティング システムが搭載されています。これらは必ずしも、より堅牢なコンピューターの必要性に取って代わるものではありませんが、コンピューティング デバイスのための新しいスペースを生み出します。

ほとんどのタブレットが備えている基本的な要素を見てみましょう。

タブレットの動作原理

タブレット コンピューターを開いて内部を覗いてみると、すぐに 3 つのことに気づくでしょう。まず、保証が無効になったばかりです。第二に、メーカーはタブレットのすべてのコンポーネントをまとめて、ぴったりと効果的にフィットするようにしました。 3 番目に、表示されるコンポーネントのほとんどは、標準的なコンピュータにあるものと似ています。

タブレットの頭脳はマイクロプロセッサです。通常、タブレットは本格的なコンピューターよりも小さなプロセッサを使用します。これにより、スペースを節約し、発熱を抑えることができます。熱はコンピューターにとって悪影響を及ぼし、機械的な故障を引き起こす傾向があります。

タブレット コンピューターは通常、充電式バッテリーから電力を供給します。タブレットのバッテリー寿命はモデルによって異なりますが、平均は 8 ～ 10 時間です。一部のタブレットには交換可能なバッテリーが搭載されています。しかし、Apple のiPadや iPad 2 などの製品では、店舗に持ち込むか保証を無効にすることなくバッテリーを交換することができません。

メーカーによっては、タブレット コンピューターの電力が意図的に不足している場合があります。コンピュータの CPU はクロック サイクルでコマンドを実行します。 CPU が 1 秒あたりに実行するクロック サイクルが増えるほど、より多くの命令を処理できます。一部のタブレットには、アンダークロックのプロセッサが搭載されています。これは、CPU が実行できる命令数よりも 1 秒あたりに実行する命令数が少ないように設定されていることを意味します。 CPU のパフォーマンスを意図的に低下させる理由は、発熱を減らし、バッテリー寿命を節約するためです。

新しいタブレットがフルスピードで動作していないことを知ってイライラするかもしれませんが、実際のところ、ほとんどのタブレットには追加の処理能力は必要ありません。タブレット用のプログラムは、コンピューター プログラムほど複雑で堅牢ではない傾向があります。これらのプログラムの一般的な用語は、アプリケーションまたはアプリです。

CPU とバッテリーの他に、一般的なタブレットに含まれる他のコンポーネントには次のようなものがあります。

加速度計とジャイロスコープは、タブレットがその方向を決定し、グラフィックスを縦向きモードまたは横向きモードで表示するのに役立ちます。グラフィックス プロセッサまたは GPU は、グラフィックスの生成に関して CPU の負荷を軽減します。 WiFiまたはセルラー コンポーネントを使用すると、タブレットをコンピュータ ネットワークに接続できます。タブレットには Bluetooth レシーバーも搭載されており、他の Bluetooth デバイスと接続できるようになります。ほとんどのタブレットに搭載されていないものの 1 つはファンです。十分なスペースがありません。

タッチスクリーンとタブレット

タブレット デバイス用のタッチ スクリーンを作成するには、抵抗膜スクリーンと容量性スクリーンという 2 つの基本的な方法があります。メーカーはこの 2 つのどちらかを選択する必要があります。これらは同時に動作しません。

抵抗システムは、圧力によって画面上のタッチを検出します。スタイラスを必要とするタブレットでは、多くの場合、抵抗膜スクリーンが使用されます。しかし、それはどのように機能するのでしょうか?

抵抗システムには、抵抗材料の層と導電材料の別の層があります。スペーサーは 2 つの層を分離します。タブレットの電源が入っているときは、両方の層に電流が流れます。スクリーンに圧力をかけると、2 つの層が互いに接触します。これにより、これら 2 つの層の電場が変化します。

このようなタブレットを所有していて、ゲームをアクティブ化したいと考えていると想像してください。スタイラスを使用して、タブレットの画面上のゲーム アイコンをタップします。タッチによる圧力により、抵抗システムの 2 つの層が接触し、電場が変化します。タブレット内のマイクロチップが現場でのこの変化を解釈し、画面上の座標に変換します。タブレットの CPU はこれらの座標を取得し、オペレーティング システムに対してマップします。 CPU は、ユーザーがアプリをアクティブ化したと判断し、アプリを起動します。

抵抗スクリーンは損傷を受けやすい場合があります。圧力をかけすぎると、抵抗層と導電層が常に接触した状態になる可能性があります。これにより、タブレットがコマンドを誤って解釈する可能性があります。また、抵抗型スクリーンは、容量型スクリーンよりも解像度が劣る傾向があります。

容量性システムも電場の変化を検出しますが、圧力には依存しません。容量性システムには、電荷を蓄積する材料の層が含まれています。この画面に導電性素材に触れると、その電荷の一部が接触しているものに転送されます。ただし、素材は導電性でなければなりません。そうしないと、デバイスはタッチを認識しません。言い換えれば、抵抗性スクリーンにタッチして電荷を登録するには、何でも使用できますが、容量性システムでは導電性材料のみが機能します。

容量性システムは、タッチを認識するためにそれほど強く押す必要がないため、抵抗性システムよりも堅牢である傾向があります。また、抵抗システムよりも解像度が高くなる傾向があります。

タブレットの歴史

タブレット コンピューターのアイデアは新しいものではありません。 1968 年に遡ると、アラン ケイというコンピューター科学者は、フラット パネル ディスプレイ技術、ユーザー インターフェイス、コンピューター コンポーネントの小型化、およびWiFiテクノロジーの実験作業の進歩により、オールインワン コンピューティング デバイスを開発できると提案しました。彼はアイデアをさらに発展させ、このようなデバイスは学童向けの教育ツールとして最適であると示唆しました。 1972 年に、彼はこのデバイスに関する論文を発表し、それを Dynabook と名付けました。

Dynabook のスケッチは、いくつかの例外を除いて、今日使用されているタブレット コンピューターに非常によく似たデバイスを示しています。 Dynabook には、画面とキーボードがすべて同じ平面上にありました。しかし、Key のビジョンはさらに先を行きました。彼は、適切なタッチ スクリーン テクノロジを使用すれば、物理キーボードを廃止し、画面上に任意の構成で仮想キーボードを表示できると予測しました。

キーは時代を先取りしていた。彼が想像したのと同様のタブレットが世間を席巻するまでには、40年近くかかりました。しかし、それは、Dynabook コンセプトと Apple の有名な iPad の間に、市場にタブレット コンピューターが存在しなかったという意味ではありません。

初期のタブレットの 1 つは GRiDPad でした。 1989 年に初めて製造された GRiDPad には、単色の静電容量式タッチ スクリーンと有線スタイラスが搭載されていました。重さは5ポンド（2.26キログラム）弱だった。現在のタブレットと比較すると、GRiDPad は大きくて重く、バッテリー寿命はわずか 3 時間と短かったです。 GRiDPad の背後にいたのは、後に Palm を設立した Jeff Hawkins でした。

他のペンベースのタブレット コンピューターも続きましたが、どれも一般から大きな支持を得られませんでした。 Apple は Newton で初めてタブレットの戦場に参入しました。このデバイスは、長年にわたり愛と嘲笑の同量を受けてきました。 Newton に対する批判の多​​くは、その手書き認識ソフトウェアに焦点を当てています。

スティーブ・ジョブズが熱心な聴衆に最初の iPad を披露して初めて、タブレット コンピューターが実用的な消費者製品になったのです。現在、Apple、Google、Microsoft、HP などの企業は、次世代のタブレット デバイスを設計する際に消費者のニーズを予測しようとしています。本格的に普及するまでには時間がかかったかもしれないが、今後何年にもわたってタブレット コンピューターが店頭に並ぶことになりそうだ。

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