新しいApple Watchの常時表示ディスプレイを支える賢い技術

新しいApple Watchの常時表示ディスプレイを支える賢い技術

Apple Watch Series 5は、Appleのスマートウォッチとして初めて常時表示ディスプレイを搭載しました。そのため、時刻を確認するために手首を上げる必要がなくなりました。これは、GoogleのWear OSが初めて搭載した数少ない機能の一つです。このアップグレードは、Apple Watchの画面技術の変更によって実現されました。その仕組みを解説します。

まず、このスマートウォッチの簡単な歴史を振り返ってみましょう。初代Apple Watchが登場したのは2015年のことでした。ご存知の方もいるかもしれませんが、当時は…素晴らしいとは言い難いものでした。優れたOLEDスクリーンを搭載し、ハードウェアデザインも素晴らしいものでしたが、ラグが多く、操作が面倒で、動作も遅いと感じました。手首を上げて時計を見るのに時間がかかるのも、その原因の一つでした。

結局のところ、時計の本来の役割は時間を知ることではないでしょうか?手首を軽く動かすだけで何時か確認できるなら、それほど大変な作業ではないと言えるかもしれません。しかし、車の運転中、地下鉄に乗っている時、食器を洗っている時など、手が他のことに忙しい時こそ、時間をチラッと確認する必要があるのです。

あるいは、こっそりと時間を確認したい時もあるでしょう。バーで雑談している時や会議中に、Apple Watchのディスプレイを起動するために手首を前に上げるのは、あまり良いマナーとは言えません。きっと、もっと他に用事があるんだと思われてしまうでしょう。

2015年以降、Apple Watchに施されたアップグレードのうち、ディスプレイに関するものはごくわずかで、これまでほとんど変更されていません。携帯電話通信機能の追加、速度とパフォーマンスの向上、そしてウォッチフェイスの増加は見られましたが、デザインはほとんど変わっていません。

画像: ギズモード
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Apple Watch Series 2の「第2世代」OLEDディスプレイでは明るさが向上しましたが、画面サイズとテクノロジーは昨年のApple Watch Series 4まで大きく変わりませんでした。このウェアラブルでは、画面サイズが38mmと42mmから40mmと44mmに大きくなり、常時表示機能が現在活用しているディスプレイテクノロジーであるLTPO OLEDが導入されました。

そうです。Apple Watch 5の目玉機能は実はApple Watch 4にも搭載されていたのですが、Appleはそれをフル活用していませんでした。おそらく、バッテリー駆動時間が十分ではなかったか、技術的なハードルがあり、その技術を2019年までフル活用できなかったか、あるいはAppleがハードウェアをさらに改良する必要があったかのいずれかでしょう。

理由は何であれ、LTPO(低温多結晶酸化物)、または Apple の場合は低温ポリシリコンと酸化物(Apple が開発した特別な特注バリエーション)と呼ばれるもののおかげで、今やそれが実現しています。

Apple は Apple Watch 5 の画面がどのように組み立てられているかについてあまり詳しく説明していませんが、iFixit の優秀なスタッフが優れた説明を提供しています。すべてのディスプレイと同様に、このディスプレイもピクセル自体とそれらを制御する回路 (バックプレーンと呼ばれる) を含む層で構成されています。

Appleがここで実際に行っているのは、2種類の異なるスクリーン回路技術を組み合わせ、両方の利点を活かすことです。まず、低温多結晶シリコン(LTPS)は、多くのハイエンドOLEDスマートフォンのバックプレーン(iPhoneを含む)に搭載されている電力効率の高い技術で、基本的にピクセルのオン/オフを制御します。

2つ目は、より革新的なインジウムガリウム亜鉛酸化物(IGZO)技術です。この技術は、各ピクセルに供給される電圧、明るさ、そして色を表現する赤、緑、青の特定の混合比を制御します。IGZO回路は、iPadやMacBookなど、一部のApple製品に既に採用されています。

最終的な結果の一つとして、1Hz(1秒あたり1回のリフレッシュレート)という低速の可変リフレッシュレートが挙げられます。もちろん、これでは秒針を動かし続けるには不十分ですが、時刻や1日の歩数を知るには十分です。リフレッシュレートを低くすることで消費電力も削減され、さらに輝度を落とすことで、一日中使えるバッテリー駆動時間も確保できます。

画像: ギズモード
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これは Apple が以前にも行ってきたことです。この機能は Apple Watch とは異なる方法で実装されていますが、iPad Pro には ProMotion テクノロジーが搭載されており、応答性を向上させたり、電力を節約したりするために、リフレッシュ レートをリアルタイムで変更できます。

LTPSの優れた電力効率と、IGZOの低い表示周波数への対応力の高さが、Apple Watch 5のディスプレイを特別なものにしています。もちろん、このようなディスプレイ回路の操作は小規模な方が簡単なので、Appleのスマートフォンやタブレットに搭載されるまでには、もう少し時間がかかるかもしれません。

Appleによると、LTPOは単独で機能するわけではない。「この新機能を実現するために、業界唯一の低温ポリシリコン・酸化物ディスプレイ(LTPO)、超低消費電力ディスプレイドライバー、効率的な電力管理集積回路、そして新しい環境光センサーなど、複数の先進技術が連携しています」と同社は説明している。

これらの技術を組み合わせることで、常時表示ディスプレイが実現し、LPTO搭載のApple Watch 4の性能を凌駕する性能を実現しています。iFixitが指摘するように、スペースも考慮する必要があります。Appleがウェアラブルの性能や機能を向上させるために行うあらゆることは、定められた筐体寸法内に収まるようにしなければなりません。

アナリストのIHS Markitが昨年発表したレポートによると、LTPOには製造上の複雑さや、標準的なLTPS(IGZOフリー)ディスプレイと同等の解像度まで解像度を上げることの難しさなど、課題が存在します。しかし、最終的にはエネルギー効率の面で投資に見合う価値がある可能性があり、Appleは将来的には折りたたみ式ディスプレイも少なくとも検討する可能性が高いでしょう。

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