タッチスクリーン

タッチスクリーンは、情報処理システムの電子ビジュアル・ディスプレイの上に重ねられたタッチスクリーン技術の入力装置である。ユーザーは、特殊なスタイラスや1本以上の指でスクリーンに触れることで、単純なジェスチャーやマルチタッチジェスチャーを通じて情報処理システムを入力または制御することができます。タッチスクリーンは、マウスやタッチパッドなどのスマートフォン用タブレット（ほとんどの最新型タッチスクリーンではオプションのユーザーインターフェーススタイラスを除く）を使用するのではなく、表示されているものと直接対話することを可能にします。

タッチスクリーン技術

市場にはいくつかのタッチスクリーン技術がある。それぞれの技術には長所と短所があり、選択は顧客のニーズと用途によって異なります。

インテリタッチ・サーフェス・ウェーブ・タッチ・テクノロジー

インテリタッチ・サーフェス・ウェーブ・タッチ・テクノロジーとは？

インテリタッチ・サーフェスウェーブはタッチの光学的標準です。純粋なガラス構造により優れた光学性能を実現し、最も傷つきにくい技術です。このタッチスクリーンを物理的に「すり減らす」ことはほぼ不可能です。IntelliTouchはキオスク端末やOAアプリケーションで広く使用されており、フラットパネルとCRTの両方のソリューションに対応しています。

インテリタッチ表面波タッチの仕組み？

インテリタッチは表面波タッチ技術で、X軸とY軸の両方に送受信圧電トランスデューサーを備えたガラスオーバーレイで構成されています。タッチスクリーン・コントローラーは5メガヘルツの電気信号を送信トランスデューサーに送り、ガラス内で信号を超音波に変換します。この超音波は、リフレクターのアレイによってタッチスクリーンの前面に照射される。反対側のリフレクターは超音波を集めて受信トランスデューサーに導き、受信トランスデューサーは超音波を電気信号（タッチスクリーン表面のデジタルマップ）に再変換する。

スクリーンがタッチされると、スクリーンを横切る波の一部が吸収される。受信された信号は保存されているデジタルマップと比較され、変化を認識し、座標を計算します。このプロセスはX軸とY軸の両方で独立して行われる。吸収された信号の量を測定することで、Z軸も決定される。デジタル化された座標はコンピューターに送信され、処理される。

セキュアタッチ・サーフェス・ウェーブ・タッチ・テクノロジー

セキュアタッチ・サーフェス・ウェーブ・タッチ・テクノロジーとは？

フラットスクリーンのSecureTouch製品は、破壊行為に耐える非常に丈夫なガラス基板で作られています。このタッチスクリーンには、Eloの実績あるIntelliTouch製品の無垢ガラスとコーティングフリーの構造が組み込まれています。

SecureTouch表面波タッチの仕組みは？

SecureTouchはいずれも表面波タッチ技術です。X軸とY軸の両方に送受信圧電トランスデューサーを備えたガラスオーバーレイを備えています。タッチスクリーンのコントローラーは5メガヘルツの電気信号を送信トランスデューサーに送り、トランスデューサーは信号をガラス内の超音波に変換します。この超音波は、リフレクターのアレイによってタッチスクリーンの前面に照射される。反対側のリフレクターは超音波を集めて受信トランスデューサーに導き、受信トランスデューサーは超音波を電気信号（タッチスクリーン表面のデジタルマップ）に再変換する。

スクリーンに触れると、スクリーンを伝わる波の一部を吸収する。受信した信号は、保存されているデジタル地図と比較され、変化が認識され、座標が計算される。このプロセスは、X軸とY軸の両方で独立して行われる。吸収された信号の量を測定することで、Z軸も決定される。デジタル化された座標はコンピュータに転送され、処理される。

キャロルタッチ赤外線テクノロジー

キャロルタッチ赤外線テクノロジーとは?

CarrollTouchの赤外線テクノロジーは過酷な用途に耐えるものです。タッチを登録するためにオーバーレイや基板に依存しない唯一の技術であるため、タッチスクリーンを物理的に「消耗」させることは不可能です。CarrollTouch技術は優れた光学性能と優れたガスケット密閉能力を兼ね備えているため、過酷な産業用や屋外キオスク用途に最適です。指、手袋をはめた手、爪、またはスタイラスでタッチすると、常に高速で正確な反応が得られます。CarrollTouch赤外線技術は、フラットパネルソリューションに利用できます。

CarrollTouch赤外線技術はどのように機能するのですか？

CarrollTouch赤外線(IR)技術は、ディスプレイの周囲に小さなフレームを使用し、LEDとフォトレセプターがIR透過ベゼルの反対側に隠されています。

コントローラーがLEDを順次パルスし、格子状のIRビームを作ります。タッチは、X座標とY座標を特定するビームの1つ以上を遮ります。

5線式抵抗膜タッチ技術

5線抵抗膜方式タッチパネルとは？

AccuTouchの5線式抵抗膜タッチスクリーンは、均一な抵抗膜コーティングを施したガラスパネルを使用しています。厚いポリエステルのカバーシートがガラスの上にしっかりと吊り下げられており、小さな透明な絶縁ドットで区切られています。カバーシートの外側には硬く耐久性のあるコーティングが施され、内側には導電性コーティングが施されている。

5線抵抗膜方式タッチ・テクノロジーの仕組み？

スクリーンがタッチされると、導電性コーティングがガラス上のコーティングと電気的に接触します。生成される電圧はタッチされた位置をアナログで表現したものです。コントローラーはこれらの電圧をデジタル化し、処理のためにコンピューターに送信します。アキュタッチの5線式技術は、X軸とY軸の両方の測定に底面基板を利用します。柔軟なカバーシートは電圧測定プローブとしてのみ機能します。つまり、カバーシートの導電性コーティングに不均一性があっても、タッチスクリーンは正常に動作し続けます。その結果、正確で耐久性があり、ドリフトのない信頼性の高いタッチスクリーンが実現します。AccuTouchスクリーンは汚染や湿気に対して密閉されています。カバーシートは、工業用コーキング剤でガラス基板にシールされています。これにより、カバーシートとガラスの間に液体が浸透するのを防ぎます。また、アキュタッチスクリーンは通気性がないため、通気口から液体が侵入するのを防ぎます。

静電容量式タッチ技術

表面静電容量方式タッチ・テクノロジーとは？

表面静電容量式タッチスクリーンは、現在利用可能な静電容量式に代わる選択肢をお探しのお客様にソリューションを提供します。透明な保護コーティングにより、センサーは傷や擦り傷に強くなっています。タッチ性能は、汚れ、ほこり、結露、液体のこぼれ、汚染物質、洗浄液などの日常的な乱用や災難に影響されません。また、Eloが設計したコントローラーは素早く軽いタッチに反応し、アースの悪い場所でもドリフトすることなく動作します。

表面静電容量式タッチ技術はどのように機能するのか？

表面静電容量方式は、ガラスパネル上の均一な導電性コーティングで構成されています。動作中、パネルの端にある電極が導電層全体に均一に低電圧を分布させ、均一な電界を作り出します。指でタッチすると、電界の各コーナーから電流が流れます。コントローラーは電流を測定することでタッチ位置座標を計算し、処理のためにコンピューターに送信します。

抵抗膜式タッチスクリーン技術

抵抗膜式タッチスクリーンは他のどのタッチ技術よりも普及しており、PDA、POS、産業用、医療用、OA機器、家電製品などで使用されている。抵抗膜式タッチスクリーンのすべてのバリエーションには共通点があります。

インテリタッチ表面波はタッチの光学的標準です。その純粋なガラス構造は優れた光学性能を提供し、最も傷つきにくい技術となっています。このタッチスクリーンを物理的に「すり減らす」ことはほぼ不可能です。IntelliTouchは、フラットパネルおよびCRTソリューション用のキオスク、ゲーム、およびOAアプリケーションで広く使用されています。

抵抗膜式タッチスクリーンは、ガラスに均一な抵抗膜を施し、ポリエステルのカバーシートを貼るなど、すべて同じような層で構成されている。小さな絶縁ドットが層を隔てている。スクリーンに触れると、カバーシートの導電性コーティングがガラスのコーティングに押し付けられ、電気的に接触します。発生する電圧は、タッチされた位置のアナログ表現である。電子コントローラーは、これらの電圧をホスト・コンピューターに送信されるデジタルのX座標とY座標に変換する。

抵抗膜式タッチスクリーンは力によって作動するため、指、爪、スタイラス、手袋をはめた手、クレジットカードなど、あらゆる種類のタッチ入力デバイスがスクリーンを作動させることができる。

光学特性、耐薬品性、乱用耐性はどれも似ている。

タッチスクリーンとそのエレクトロニクスは組み込みシステムに簡単に統合でき、最も実用的でコスト効率の高いタッチスクリーン・ソリューションの1つを提供します。

4線式抵抗タッチ

4線式抵抗膜方式は、最も理解しやすく、製造も簡単である。タッチスクリーンの「サンドイッチ」の上層と下層の両方を使用してXとY座標を決定します。通常、層の内側にインジウム錫酸化物（ITO）の均一な抵抗コーティングを施し、縁に沿って銀のバスバーを配置することで、XとYの両方に等しい電位の線を設定します。

下図では、まずコントローラーがバックレイヤーに5Vを印加する。タッチすると、カバーシートでアナログ電圧をプローブし、左右の位置またはX軸を表す2.5Vを読み取る。

これは左右の位置、つまりX軸を表している。次にプロセスを反転させ、カバーシートに5Vを印加し、バックレイヤーからプローブして上下方向の位置、つまりY軸を計算する。いつでも、4本のワイヤーのうち3本だけが使用されている（5V、グランド、プローブ）。

4線式技術の主な欠点は、1つの座標軸（通常はY軸）が、外層である柔軟なカバーシートを均一な電圧勾配として使用することである。使用によって外側のカバーシートに生じる絶え間ない屈曲は、最終的にITOコーティングに微細な亀裂を生じさせ、その電気的特性（抵抗）を変化させ、この軸の直線性と精度を劣化させる。

当然のことながら、4線式タッチパネルの耐久性はあまり知られていない。通常、指によるタッチは100万回程度で、先の尖ったスタイラスによるタッチは劣化を早めます。4線式の製品の中には、20mm x 20mmというかなり大きな面積で10万回の作動を指定するものさえある。実際のPOSアプリケーションの世界では、先の尖った硬いスタイラス（爪、クレジットカード、ボールペンなどを含む）による10万回の作動は、わずか数ヶ月で通常の使用とみなされるレベルです。

また、精度は環境の変化によって変化する。ポリエステルのカバーシートは温度や湿度の変化により伸縮するため、コーティングの長期的な劣化やタッチ位置のドリフトを引き起こします。

これらの欠点は小さいサイズでは重要ではありませんが、タッチスクリーンが大きくなればなるほど明らかになります。したがって、Eloは通常6.4インチ以下のディスプレイサイズのアプリケーションでは4線式タッチスクリーンを推奨しています。

しかし、比較的低コストで、消費電力が低く、組み込みオペレーティングシステムをサポートするチップセットコントローラーが一般的に入手可能であるため、Elo AT4の4線式タッチスクリーンはPDA、ウェアラブルコンピューター、多くの消費者向けデバイスなどのハンドヘルドデバイスに最適です。

8線式バリエーション・タッチ

8線式抵抗膜式タッチパネルは4線式構造のバリエーションである。主な違いは、システムを安定させ、環境変化によるドリフトを低減するために使用される4つのセンシングポイントが追加されていることです。8線式システムは通常10.4インチ以上のサイズで見られ、ドリフトが大きくなる可能性がある。

4線式技術と同様、主な欠点は、1つの座標軸が外側の柔軟なカバーシートを均一な電圧勾配として使用し、内層または底層が電圧プローブとして機能することである。外側のカバーシートに生じる絶え間ない屈曲は、使用状況に応じて抵抗値を変化させ、この軸の直線性と精度を低下させる。

追加された4つのセンシングポイントは、ドリフトに対してシステムを安定させるのに役立ちますが、スクリーンの耐久性や寿命を向上させるものではありません。したがって、Eloは8線式タッチスクリーン・ソリューションを推奨しません。

5線抵抗膜方式

これまで見てきたように、4線式と8線式のタッチパネルはシンプルでエレガントなデザインだが、耐久性の面で大きな欠点がある。現場での使用では、もう一方の軸が故障することはほとんどない。すべての位置検出が安定したガラス層で行われるタッチスクリーンを作ることは可能だろうか？その場合、カバーシートはXとYの電圧プローブとしてのみ機能することになる。カバーシートのコーティングに微小なクラックが発生する可能性はあるが、もはや非線形性を引き起こすことはないだろう。単純なバスバー設計では不十分で、エッジにもっと複雑な線形化パターンが必要である。

5線式設計では、1線がXとYの電圧プローブとなるカバーシート（E）に、4線がバックガラス層のコーナー（A、B、C、D）に接続されている。コントローラーはまず、コーナーAとBに5Vを印加し、CとDを接地して、電圧がスクリーンの上から下まで均一に流れるようにする。次に、コントローラはコーナーAとCに5Vを印加し、BとDを接地し、再びEからX電圧を読み取る。

つまり、5線式タッチスクリーンは、X軸とY軸の両方の測定に安定したボトムレイヤーを使用する。柔軟なカバーシートは電圧測定プローブとしてのみ機能する。つまり、カバーシートの導電性コーティングに不均一性があっても、タッチスクリーンは正常に動作し続ける。その結果、4線式や8線式よりも正確で耐久性があり、信頼性の高いタッチスクリーンが実現します。

6線式および7線式タッチバリエーション

一部のメーカーは、ワイヤーを追加することで5線抵抗膜よりも性能が向上すると主張しています。

6線式はガラスの裏面にグランド層を追加するもので、性能は向上しない。場合によっては、コンパニオンコントローラーに接続されていないこともある。

7線式バリエーションは、8線式設計のように2本のセンスラインを追加し、環境変化によるドリフトを減少させます。Eloの特許取得済みAccuTouch「Zボーダー」電極パターンは、ドリフトを防ぐより良いソリューションです。

投影型静電容量式タッチスクリーン技術

投影型静電容量方式タッチ・スクリーン技術の仕組み

投影型静電容量方式は、透明電極フィルムが埋め込まれたガラスシートとICチップで構成され、3次元の静電界を作り出します。指がスクリーンに接触すると、電流の比率が変化し、コンピューターはタッチポイントを検出することができる。P-Capタッチ・スクリーンは裸の指だけでなく、手袋をはめた状態での作業にも対応している。