厨二病ではなく本当に手から電気を放出する人間

どうして指紋を認識できるのか

昨今のスマホでは、指紋認証でセキュリティロックを解除できるのが当たり前になりました。

指紋センサーに自分の指紋を予登録しておくと、パスワードを入力する手間なく、 センサー部分に指で触れるだけでロックを解除できる機能です。

指紋認証にはいくつかの方法がありますが、代表的なのは電気の力を使った静電容量方式でしょう。

私たちの体は、意識することは普段ありませんが、常にわずかに電気を帯びています。

なので指紋センサーに指で触れると、触れた部分に電気が集まってきます。

しかも、指紋には凸凹があるので、ただ指を当てているようでも、実際は凸の部分と凹の部分ではセンサーとの距離が違っており、指紋の形に電気が集まります。

すると、指紋センサーがどこに電気が集まったのかを感知し、事前に登録されていた指紋データと照合します。

指紋センサーには、とても細かい解像度でどこに電気が集まったのかを感知できるよう、極小の電極が多数並んでいます。

ちなみに、タッチパネルにもいくつかの方法がありますが、その一つは全く同じで、体に帯びている電気をセンサーで感知しています。

スマホに搭載されているセンサーは、もちろん指紋センサーだけではありません。

例えば、加速度センサーもその一つです。

スマホを縦から横にすることで画面の向きを変更することができますが、なぜ自動で切り替えられるのでしょうか。

これは加速度センサーがスマホの動きを感知しているからです。

加速度とは、単位時間あたりに速度がどれくらい変化しているかを表すことです。

物には常に重力がかかっており、その物を動かすと、動かした方と反対方向に力が働きます。

加速度センサーは、どの向きにどのくらいの力を受けたかを教えてくれるのです。

物が静止している状態では、重力の分だけ下にエネルギーが加わります。

そこで物を右に傾けると、エネルギーはそのぶんだけ右下に流れます。

そして物の角度を戻すと、かかるエネルギーも元の方向に戻ります。

スマホを縦から横にすれば、側面が下になったことがわかり、自動的に画面を横向きにしてくれるのです。

加速度センサーは、スマホの万歩計機能やスマホを動かして遊ぶゲームアプリなどでも使われています。

また、車のカーナビに搭載されていることもあります。

通常、カーナビにはGPS機能が使われています。

GPSは、衛星電波を用いて現在地を教えてくれるシステムです。

GPSは非常に便利なものですが、トンネルの中のような電波の届かない場所に行くと機能しなくなるという弱点があります。

そこで加速度センサーがあると、たとえば曲がったときには遠心力が働き、どちらの方向にどのくらいのスピードで進んでいるのかを計算できるようになります。

加速度センサーを組み合わせることで、GPSの不足を補正してくれるのです。

ジャイロスコープは、加速度センサーと同じようにスマホの向きや回転を教えてくれるセンサーです。

コマは、一旦ある方向に回転し始めると、ずっと同じ方向に回転し続けます。

その性質を利用したのが、このジャイロスコープです。

回転させたままスマホの内部で軸が自由に動くようにしておくと、スマホを回転させてもジャイロスコープは同じ方向を向き続けているので、スマホが今どの方向を向いているのかがわかるというものです。

昔は、船で方向を知るため、このジャイロスコープが使われていました。

今はGPSがあるので使われなくなりましたが、大昔は大海原で迷子にならないためにジャイロスコープが頼みの綱でした。

また、光センサーや近接センサーといったセンサーもあります。

暗い場所でスマホの画面があまりにも明るいと、眩しさで目が疲れてしまいます。

そこで、暗い場所では画面も少し暗くするなど、周囲の明るさに合わせて画面の輝度を自動的に調節してくれるのが光センサーです。

光センサーには、光が当たると電流が流れる、あるいは電気の通りやすさが変化するなど、光に反応する物質が使われています。

その物質に流れる電流の強さを測ることで、光の量がわかるという仕組みです。

近接センサーは、その名前の通り、近接していることを感知するセンサーです。

例えば、通話時にスマホを耳に近づけると自動的に画面が消えるのを知っていますか。

これを実現させる方法はいくつかありますが、 赤外線を出し、それが耳に当たって跳ね返ってきたときの強さを調べることで接近具合を測っているものがあります。

スマホには便利な仕掛けがいろいろありますが、その一つ一つはこうしたセンサーが組み込まれていることで実現しているのです。

参考　3 Benefits of Fingerprint Smart Locks