私たちは毎日、次のような基本的な質問を考えずにスマートフォン、タブレット、ATM、産業用制御パネルを使用しています。
タッチスクリーンはどのようにしてユーザーが触れた場所を正確に認識するのでしょうか?
機械式ボタンとは異なり、静電容量式タッチスクリーンは圧力に依存しません。
電場の微妙な変化を検出し、リアルタイムで正確な位置データに変換します。
この記事では、タッチがどのように検出されるか、また手袋、水、産業環境でパフォーマンスが異なる理由に焦点を当てて、静電容量式タッチ テクノロジの基本的な動作原理について説明します。
静電容量式タッチスクリーンは、ディスプレイ モジュールの上部に配置された多層構造です。
そのコアセンシング層は透明導電膜で、通常は ITO (インジウムスズ酸化物)でできており、センシング電極のグリッドにパターン化されています。
簡略化された構造には次のものが含まれます。
カバーガラス
タッチセンシング層(ITO電極)
絶縁層と保護層
下のディスプレイモジュール
感知層は X 軸電極と Y 軸電極の規則的なマトリクスを形成し、表面全体に安定した電場を生成します。
人間の体には導電性があります。
指がタッチ表面に近づくと、感知層上の既存の電場と相互作用します。この相互作用により、 接触点の 静電容量に局所的な変化が生じます。
検出プロセスは次のように機能します。
コントローラーはすべての X/Y 電極交差点を継続的にスキャンします。
指が表面に触れると、その特定のノードの静電容量が変化します。
コントローラーはこの変化を測定し、正確なタッチ位置を計算します。
この方法は 圧力ではなく電界の外乱に依存するため、静電容量式タッチスクリーンは次のようになります。
迅速に対応する
マルチタッチをサポート
ジェスチャー認識を有効にする
これが、静電容量式タッチが現代のインタラクティブ ディスプレイで主流となっている根本的な理由です。
各センシング ノードは独立して動作します。
これにより、コントローラーは 複数のタッチ ポイントを同時に検出できるようになり、ピンチ、ズーム、回転、複数指のジェスチャなどの機能が可能になります。
抵抗膜タッチ技術と比較して、静電容量システムには次のような利点があります。
より速い応答
より高い位置精度
長期安定性の向上
複雑なジェスチャのサポート
これらの特性により、静電容量式タッチは家庭用電化製品だけでなく、産業用および医療用インターフェースにも適しています。
静電容量式タッチは電気的結合に依存しているため、パフォーマンスは接触媒体の影響を受けやすくなります。
ほとんどの手袋は非導電性です。
絶縁体が指とセンサー間の電界結合を妨げると、コントローラーは十分な静電容量の変化を検出できなくなります。
標準の静電容量式スクリーンが厚い手袋を着用すると失敗することが多いのはこのためです。
水滴により、感知面全体に意図しない導電経路が生じる可能性があります。
これにより、次のような問題が発生する可能性があります。
フォールスタッチ
位置ドリフト
精度の低下
産業環境では、これは設計上の重要な考慮事項です。
検出原理は普遍的ですが、 実際の性能は内部構造とプロセス設計に大きく依存します。.
主な要素には次のようなものがあります。
電極の配置と引き回し方法
線路交差部の絶縁戦略
信号対雑音比
コントローラーのチューニング
タッチ センサーの構造が異なれば、手袋、水、EMI、厚いカバー ガラスの状況では、反応が大きく異なります。
これらの構造のうち、 SITO アーキテクチャと DITO アーキテクチャは 、産業用静電容量式タッチ パネルで使用される 2 つの典型的なエンジニアリング ソリューションです。
静電容量式タッチスクリーンは、電界の乱れによって引き起こされる微小な静電容量の変化を検出することで機能します。
この単純な原理により、高速応答、高精度、およびマルチタッチ インタラクションが可能になります。
ただし、産業用途では、 内部センサー構造が信頼性と性能において重要な役割を果たします。.
タッチ センサーの構造が製造および性能においてどのように異なるかを理解するには、
「SITO と DITO: タッチ パネルの構造の違い」を参照してください。