タッチ技術の紹介

【タッチ原理】

ペンや指が画面に触れると、センサー (sensor)から信号が出力され、コントローラ (controller) が
アナログ信号をコンピュータに許容可能なデジタル信号に変換し、コンピュータのドライバを介して
コンパイルし、最終的に画面に出力して指のタッチ位置を表示します。

タッチパネルはさまざまなセンシング原理によると、技術の種類は次のように分類できます:
• 抵抗膜式(Resistive Touch Panel)
4線式/ 5線式/ 8線式抵抗膜式タッチパネル
フラット表面抵抗膜式タッチパネル (Flat-Surface Resistive Touch Panel)

• 静電容量式(Capacitive Touch Panel)
表面静電容量タッチパネル(Surface capacitance Touch Panel)
投影型静電容量タッチパネルPCAP　(Projected Capacitive Touch Panel) PCAP

• 電磁式(Electromagnetic Touch Panel)

• ウェーブ式
表面弾性波式(Surface Acoustic Wave) 
赤外線式(Infrared Touch Panel)

【抵抗膜式タッチパネル】

抵抗膜式タッチパネルは一般的に4線/5線/8線式に分かれて、それぞれＸ軸とＹ軸を代表する上部透明導電膜(ITO Film)及びITO ガラス(ITO glass)によって構成され、ドットスペーサー(Dot spacer)の間隔を保ちながら電界を形成して、押されると上下の電極同士が接触して短絡や抵抗変化を起こし、コントローラーは電圧変化を感知して接点位置を算出します。 低価格で設置が簡単な優位性があり、市場に主な応用のタッチ技術の一つになっています。

簡単に言えば、抵抗式のスクリーンは外力によって押され、指の圧力やペンの先端によって、上層が少し押されたら下層と接触し、電圧が変化してコマンドが出力されます。

利点：低価格、低い技術レベル、高い成熟度、過酷な環境で手袋で使用しても可能です。
短所：表面の硬度が低く、長く押されると凹みやすくなり、感度が良くない現象があり、長期間の使用や厳しい環境には適していません。

【静電容量式タッチパネル】

静電容量式タッチパネルは、表面容量と投影容量に分かれ、その構造はほぼ同じですが、ガラスまたはフィルム材料は、透明導電材料 (例えば ITO、メタルメッシュ、ナノワイヤーなど) であり、フォトリソグラフィ (マスク) または印刷 (スクリーン) 工程において、それぞれX軸とY軸の回路を代表するパタンを作成します。
コントローラは、単一のX軸チャネルを駆動し、各Y軸チャネル信号を走査する役割を担います。

指がパネルに接触すると、導電性指はXY軸の交点での静電容量効果を変化させます。このとき、コントローラはタッチパネルの静電容量値を走査して指先の座標位置を計算します。

表面静電容量式と投影静電容量式タッチパネルの最大の違いは、投影式がICの組み合わせによって、マルチタッチ(Multi-touch)とZ軸の機能をサポートします。ユニークなタッチ感度、高い耐久性と優れた光学的透明性に加えて、狭いボーダーまたはAMTタッチスクリーンの設計にミットできる構造設計に達成できるので、市場設計の主流となっています。

利点：高感度、高表面硬度および高い光線透過率。

【静電容量式タッチパネル構造】

静電容量式タッチパネルの基本構成は、タッチセンサ (Touch sensor)、カバーレンズ (Cover lens)及びIC コントローラ(IC Controller) の三つ部分が含まれ

タッチセンサー(Touch sensor)とカバーレンズ(Cover lens)の構造はいくつかのタイプに分かれています：

【電磁式タッチパネル】

基本原理は電磁誘導であり、電磁ペンは信号送信端、電磁基板は信号受信端であり、誘導に近づくと磁束が変化し、その位置が操作によって定義されます。
• 電磁式タッチパネルは応答性が高く、描画、手書き認識などに適したZ軸検出機能を備えています。

【ウェーブ式タッチパネル】

ウェーブ式タッチスクリーンは大まかに表面弾性波と赤外光に分けられ、原理は非常に似ています。

• タッチパネルのX軸とY軸に配置された二組のトランスデューサ(transducer)を使用して、音波を送受信する表面弾性波タッチ技術。コントローラはトランスデューサ送信端に信号を送信すると、パネルの周りの音波反射ストリップを介してコントローラに信号を戻されます。すなわち、超音波トランスミッタとレシーバがガラス基板の隅に設置されていることを意味し、そして、基板の四辺に反射ストリップが取り付けられており、指や柔らかい物質が基板に触れると、超音波を遮断して信号を減衰させ、減衰前後の減衰を比較し、タッチの位置を計算することができます。

• 外線タッチ技術は、マトリクスビームデザインを使用して、ボーダーの周りに赤外線エミッタとレシーバを設置し、操作の際に赤外線メッシュを形成して、ユーザが操作する時、赤外線信号を遮断して、信号を受信できない検出器を確認するため、タッチポイントの位置を知ることができるようになります。

利点：電流、電圧、静電気の影響を受けません。
短所：汚れ、ほこり、油、液体の恐れは、ウェーブの干渉を引き起こすか、または誤った判定を引き起こします。

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