適切なタッチ コントローラー IC を選択するには?

静電容量式タッチスクリーンは、LCD の上に置かれたカバー ガラス以上のものです。

すべての応答性の高いタッチ インターフェイスの背後には、 タッチ信号の検出、電気ノイズのフィルタリング、ジェスチャの認識、およびホスト プロセッサとの通信を担うアプリケーションが産業用 HMI、医療機器、セルフサービス キオスク、屋外端末のいずれであっても、 容量性タッチ コントローラー ICがあります。 タッチ コントローラー ICのパフォーマンスは ユーザー エクスペリエンスに直接影響します。

このため、 投影型静電容量方式 (PCAP) タッチスクリーンを設計する際には、適切な タッチ コントローラーを選択すること が最も重要な決定事項の 1 つとなります。.

このガイドでは、エンジニアが 静電容量式タッチ コントローラー ICを評価する方法、コントローラーの選択に影響を与える技術的要因、および最適なソリューションがコントローラーのブランドだけではなくプロジェクトの要件によって決まる理由について説明します。

静電容量式タッチ コントローラー IC は何をするのですか?

静 電容量式タッチ コントローラー IC は、 投影型静電容量式タッチスクリーンの処理センターとして機能します。

その主な機能は次のとおりです。

• タッチセンサーをスキャンする

• タッチ座標の検出

• マルチタッチ操作に対応

• 電気ノイズのフィルタリング

• 誤ったタッチを拒否する

• ジェスチャーの認識

• I⊃2;C、USB、SPI などのインターフェイスを介したホスト システムとの通信

メーカーが異なれば、使用するハードウェア アーキテクチャやファームウェア アルゴリズムも異なりますが、すべての タッチ コントローラー IC は、 実際の動作条件下での正確で信頼性の高いタッチ パフォーマンスという同じ目標を達成するように設計されています。

タッチ コントローラー IC の選択を本当に決定するものは何ですか?

エンジニアからの最も一般的な質問の 1 つは次のとおりです。

どのタッチ コントローラー IC を選択すればよいですか?

マイクロチップにするべきでしょうか？

グッドディックス？

イリテック？

通常、答えは次のとおりです。

それはアプリケーションによって異なります。

経験豊富なエンジニアが メーカーのみに基づいて代わりに、最初にプロジェクトの技術要件を評価します。 静電容量式タッチ コントローラーを選択することはほとんどありません。

カバーガラスの厚さ

カバー ガラスの厚さは、多くの場合 、タッチ コントローラー IC の選択 時に考慮される最初の要素の 1 つです。.

カバーガラスが厚くなると、指とセンサーの間の距離が長くなり、タッチ信号が弱くなります。

典型的な例は次のとおりです。

• 家庭用電化製品: 0.7 ～ 1.1 mm

• 産業機器：2～6mm

• 屋外端子：厚さ6mm以上

厚いカバーガラスを使用するアプリケーションでは、通常、より強力な信号処理能力を備えた タッチ コントローラー IC と、高感度に最適化されたファームウェアが必要です。

タッチセンサーのサイズ

タッチ センサーが大きくなると、より多くのセンシング チャネルとより複雑な信号処理が必要になります。

センサーのサイズが大きくなるにつれて、エンジニアは次のことを考慮する必要があります。

• スキャン時間

• 信号の減衰

• チャンネル数

• 騒音性能

• ファームウェアの最適化

このため、 5 インチのディスプレイ に適した タッチ コントローラーは 、21.5 インチの産業用タッチ モニターには理想的な選択肢ではない可能性があります。

EMIとノイズ耐性

産業環境には、モーター、スイッチング電源、インバーター、LCD、高速通信バスによって発生する重大な電気ノイズが含まれることがよくあります。

信頼性の高い 産業用タッチ コントローラー IC は、 このような困難な条件下でも安定したタッチ性能を維持する必要があります。

EMI 性能が低いと、次のような結果が生じる可能性があります。

• フォールスタッチ

• ミスタッチ

• 座標ドリフト

• 応答が遅い

• 動作が不安定

多くの産業用途では、最大タッチ感度よりもノイズ耐性の方が重要であると考えられています。

手袋操作

多くの産業機器や医療機器は、ユーザーが保護手袋を着用している間も完全に動作し続ける必要があります。

信頼性の高いグローブ操作を実現するには、単に特定のを選択するだけでは不十分です。 タッチ コントローラー IC.

エンジニアは、以下を含む完全なタッチ システムを評価する必要があります。

• カバーガラスの厚さ

• タッチセンサー設計

• コントローラーの機能

• ファームウェアのチューニング

これらの要素が連動して初めて安定したグローブタッチ性能が実現します。

水分の除去

屋外機器、船舶システム、公共端末は、湿った環境で動作することがよくあります。

雨、水滴、または結露は、静電容量センシングに容易に干渉する可能性があります。

最新の 静電容量式タッチ コントローラー IC は 通常、専用のハードウェアとインテリジェントなファームウェア アルゴリズムを組み合わせて、意図的なタッチと水の干渉を区別し、全体的な信頼性を向上させます。

マルチタッチの要件

アプリケーションごとに、必要なマルチタッチ機能のレベルも異なります。

例えば：

• 産業用 HMI では、多くの場合、2 つまたは 5 つのタッチ ポイントしか必要としません。

• 市販のタッチ モニターでは、10 点のマルチタッチが必要な場合があります。

• 医療機器は通常、ジェスチャーの複雑さよりもタッチの安定性を優先します。

より多くのタッチ ポイントを持つを選択しても、 タッチ コントローラー IC 自動的に優れたユーザー エクスペリエンスが得られるわけではありません。コントローラーは常にアプリケーションの機能要件と一致する必要があります。

通信インターフェース

ほとんどの タッチ コントローラー IC は、 以下を通じてホスト プロセッサと通信します。

• I⊃2;C

• USB

• SPI

通信インターフェイス自体がどのコントローラー メーカーを選択するかを決定することはほとんどありませんが、システム アーキテクチャ、ソフトウェア開発、およびハードウェアの互換性に影響します。

動作環境

最後に、エンジニアは次のような環境要因も考慮する必要があります。

• 動作温度

• 湿度

• EMC要件

• 製品ライフサイクル

• 長期的な可用性

長年にわたり生産されることが予想される工業製品の場合、技術仕様と同様に、安定した供給と長期サポートが提供されるコントローラーを選択することが重要です。

タッチ コントローラー IC を選択する前にアプリケーションを定義する

静電容量式タッチ コントローラー IC の選択は 、単にブランドを比較するだけではありません。

代わりに、エンジニアは通常、最初にカバー ガラスの厚さ、センサー サイズ、環境条件、インターフェイス、タッチ パフォーマンスなどのプロジェクト要件を定義し、次にどの タッチ コントローラー ソリューションが それらの要件を最もよく満たすかを評価します。

これらの要件が明確になると、通常、適切なの数が タッチ コントローラー IC はるかに少なくなり、最終的な選択がはるかに簡単になります。

一般的な静電容量式タッチ コントローラー IC メーカー

プロジェクト要件を定義したら、次のステップは適切な 静電容量式タッチ コントローラー IC を選択することです。.

現在、いくつかのメーカーが 投影型静電容量 (PCAP) タッチスクリーン用の成熟したこれらはすべて同じ基本機能を実行しますが、製品ポートフォリオ、ファームウェア機能、産業上の経験、およびアプリケーションの焦点が異なります。 タッチ コントローラー ICソリューションを提供しています。

次の概要は、広く使用されているいくつかの タッチ コントローラ IC メーカーの一般的な特徴を示しています。これらの説明は、個々のコントローラーの機能ではなく、一般的な市場での位置付けを表しています。

マイクロチップ

Microchip は、 maXTouch® 静電容量式タッチ コントローラー ICファミリ でよく知られており 、産業、医療、自動車のアプリケーションで広く使用されています。

主に家庭用電化製品向けに設計されたコントローラと比較して、マイクロチップのソリューションの多くは、長い製品ライフサイクル、優れた EMI 性能、および要求の厳しい動作環境のサポートに重点を置いています。

代表的な強み

• 優れたノイズ耐性

• 厚いカバーガラスを強力にサポート

• 広範なファームウェア調整機能

• 製品の長期入手可能性

• 実証済みの産業および自動車の経験

一般的なアプリケーション

• 産業用HMI

• 医療機器

• ファクトリーオートメーション

• 自動車システム

インフィニオン (旧サイプレス)

インフィニオンのタッチスクリーン コントローラ ポートフォリオは、もともと Cypress TrueTouch® ブランドで開発され、過酷な電気環境における信頼性が長年にわたって認められてきました。

その タッチ コントローラ IC は 、堅牢な EMC 性能と長期安定性を必要とするアプリケーションによく選ばれます。

代表的な強み

• 優れたEMCおよびEMI性能

• 騒音環境でも安定した動作

• 成熟した産業用および自動車用ソリューション

• 長期にわたるライフサイクルのサポート

一般的なアプリケーション

• 産業機器

• 医療用電子機器

• 交通機関

• 屋外端子

グッドックス

Goodix は、の世界最大のサプライヤーの 1 つであり 静電容量式タッチ コントローラー IC、家庭用電化製品だけでなく厳選された産業用アプリケーションもカバーする製品を提供しています。

そのコントローラーは通常、高度な統合とさまざまなディスプレイ サイズの幅広いサポートを提供します。

代表的な強み

• 幅広い製品ポートフォリオ

• 高集積化

• 速いタッチ応答

• 費用対効果の高いソリューション

一般的なアプリケーション

• 業務用機器

• 組み込みシステム

• スマート端末

• 産業用機器

フォーカルテック

FocalTech は幅広い 、スマートフォン、タブレット、産業用タッチスクリーン製品向けに タッチ コントローラー IC を提供しています。

その産業用ソリューションは、信頼性の高いパフォーマンスと柔軟なコントローラー オプションを必要とする標準的な PCAP タッチ アプリケーションで一般的に使用されています。

代表的な強み

• 幅広いコントローラーのポートフォリオ

• 成熟したタッチテクノロジー

• 柔軟なプラットフォームのサポート

• 全体的なパフォーマンスが良好

一般的なアプリケーション

• 産業用端子

• 商業用ディスプレイ

• セルフサービスキオスク

• 組み込み製品

イリテック

ILITEK は、豊富な経験を持っています。 産業用タッチスクリーン ソリューション、特にタッチ モニター、HMI、商用ディスプレイ機器に関して

同社の 静電容量式タッチコントローラーICは 、中型および大型の投影型静電容量式タッチスクリーンに広く採用されています。

代表的な強み

• 成熟した産業用アプリケーション

• 大型タッチパネルにもしっかり対応

• 柔軟なファームウェアの最適化

• 長期安定供給

一般的なアプリケーション

• 産業用タッチモニター

• ヒューマンマシンインターフェース

• POSシステム

• セルフサービス端末

EETI

EETI は主に産業用および商業用タッチスクリーン ソリューションに焦点を当てています。

同社の タッチ コントローラー IC は 、長期的な安定性と互換性が優先される医療機器、産業用制御システム、POS デバイスで広く使用されています。

代表的な強み

• 豊富な業界経験

• タッチセンサー設計間での優れた互換性

• 安定したプラットフォームのサポート

• 長い製品ライフサイクル

一般的なアプリケーション

• 医療機器

• 産業オートメーション

• POSシステム

• 産業用制御機器

タッチコントローラーICの比較

どのメーカーも複数のコントローラー ファミリを提供していますが、次の表はそれらの代表的な特性をまとめたものです。

上記の比較は、一般的な概要のみを示しています。実際には、エンジニアはブランド認識のみに基づいてメーカーを選択するのではなく、個々のコントローラー モデルを評価します。

コントローラーのブランドではなく、プロジェクトの要件によって選択してください

よくある質問は次のとおりです。

どのタッチコントローラーICが最適ですか?

実際には、普遍的な答えはありません。

医療機器で非常に優れたパフォーマンスを発揮するコントローラーが屋外キオスクには最適な選択ではない可能性があり、また、商用タッチ モニター用に設計されたコントローラーがバッテリー駆動のハンドヘルド製品用に最適化されていない可能性があります。

通常、エンジニアはメーカーのみを比較するのではなく、どの程度適合しているかを比較します。 タッチ コントローラー ソリューションが アプリケーションの技術要件に

このアプローチは、 ブランドの好みではなく、測定可能なエンジニアリング要件に基づいて、利用可能な タッチ コントローラー IC のオプションを絞り込むのに役立ちます。

ファームウェアがタッチ コントローラー IC と同じくらい重要な理由

タッチ コントローラー IC は 、完全なタッチ ソリューションの一部にすぎません。

多くの産業プロジェクトでは、ファームウェアの最適化が全体的なタッチ パフォーマンスに同様に重大な影響を与えます。

異なるセンサー設計、カバーガラスの厚さ、または動作環境で同じコントローラーを使用するには、多くの場合、感度、スキャン周波数、フィルタリング戦略、しきい値、パームリジェクションパラメータなどのファームウェアの調整が必要になります。

その結果、同じ タッチ コントローラー ICを中心に構築された 2 つのタッチスクリーンは 、ファームウェアの最適化方法に応じて、著しく異なるユーザー エクスペリエンスを提供する可能性があります。

タッチ ソリューション プロバイダーと提携する理由

多くの OEM は選択する必要があると想定しています。 、プロジェクトを開始する前に タッチ コントローラー IC を

実際には、最初にアプリケーション要件を定義し、経験豊富なタッチ ソリューション プロバイダーが最適なコントローラーを推奨できるようにする方が通常はより効果的です。

完全なタッチ ソリューションでは、 静電容量式タッチ コントローラー ICだけでなく、タッチ センサーの設計、カバー ガラスの厚さ、光学性能、ファームウェアの最適化、機械的統合、製造の実現可能性、および長期供給も考慮されます。

FANNAL のエンジニアリング チームは、 Microchip、Infineon (Cypress)、Goodix、FocalTech、ILITEK、および EETI タッチ コントローラー ソリューションと連携し、単一のコントローラー ブランドを推奨するのではなく、各プロジェクトの特定の要件に従ってコントローラーを選択および最適化します。

よくある質問

1. 同じタッチセンサーに異なるタッチコントローラーICを使用できますか?

場合によっては、そうです。ただし、タッチ コントローラー IC を交換するには、通常、ハードウェアの検証、ファームウェアの最適化、および信頼性の高いパフォーマンスを確保するための互換性テストが必要です。

2. より優れたタッチ コントローラー IC は常により優れたタッチ パフォーマンスを提供しますか?

必ずしもそうとは限りません。全体的なタッチのパフォーマンスは、コントローラー IC だけではなく、コントローラー、タッチ センサーの設計、カバー ガラス、ファームウェアのチューニング、およびシステムの統合によって決まります。

3. タッチ コントローラー IC は手袋やウェットタッチのパフォーマンスを向上させることができますか?

はい、ただし完全なタッチ ソリューションの一部としてのみです。手袋の操作と水分の除去は、センサーの設計、カバーガラスの厚さ、ファームウェアの最適化にも依存します。

4. タッチ コントローラーのファームウェアはカスタマイズできますか?

はい。多くの産業用タッチ コントローラー ソリューションは、感度、ノイズ耐性、水分除去、手袋操作、およびアプリケーション固有のパフォーマンスを最適化するためのファームウェア調整をサポートしています。

5. タッチ コントローラー IC は自分で選択する必要がありますか?

必ずしもそうとは限りません。ほとんどの OEM は、最初にアプリケーション要件を定義し、最適なタッチ コントローラー ソリューションを推奨および最適化できる経験豊富なタッチ ソリューション プロバイダーと協力することで、より良い結果を達成しています。