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シングルタッチ静電容量方式とマルチタッチ抵抗膜方式のタッチパネル

KDDIのHPに「Technology Point」というページがあります。

KDDI - Technology Point

これの中に「スマートフォンのタッチパネルって、なぜ触れると反応するの?」というのがあります。

KDDI Technology Point - スマートフォンのタッチパネルって、なぜ触れると反応するの?

こうやって記事にしているので、間違いがあると思うかもしれないですが、ほとんど間違いはないのですけど、語弊がある書き方と説明不足があります。正直、そこまで詳しく知っている必要は無いとは思いますが。

タッチパネルのことを軽く書いておこうと思っていたので、いいタイミングなのもあり、一応取り上げようかなっと。

タッチパネルは、画面に貼られた薄い膜のような部品。

間違いではないですけど…間違いかなー
おそらく「この膜」は透明導電膜のことを言っているのでしょうけど、これは画面に貼られてないです。膜が形成されているのは、画面の中ですから表面上にはいません。というか、表面にあったら劣化してしまいます。

これが透明導電膜のことではない場合。フィルム式の静電容量方式タッチパネルでは、薄い膜と表現してもいいかもしれないですけど、ガラス式の静電容量方式やカバーガラス一体型の場合はガラスです。
タッチパネル=薄い膜という説明は間違いではないですけど、説明不足です。インセル方式になるとタッチパネル用の膜が無い場合すらあります。

タッチパネルの中には縦と横に走る多数の電極の行列があり、タッチパネルの表面はいつもわずかな静電気で覆われています。タッチパネルに触れると、その静電気を指がすい取ります。すると、センサーがどこの静電気がすい取られたかを読み取ってタッチされた場所を特定し、操作が実行されるようになっています。ですから、パネルに触れてというよりは、静電気に触れたことで反応する、といったほうが正しいかもしれません。

すべてのタッチパネルがこの説明である訳ではありません。一部のみです。
ここでは静電気がどうこう書いてあるので、静電容量方式のことでしょうから、静電容量方式の投影(投射)容量方式(投影型静電容量方式)のタッチパネルのことだと思われます。

この静電気を吸い取るという説明は一応合ってはいます。
正確には静電気を吸い取ったり、静電気に触れたため検出されるのではなく、受信電極に向かう電界が減り静電容量が変化するため、検出が行われます。
具体的には、静電容量方式はタッチパネルの駆動電極から電界が出ていて(静電気)、これを受信電極(検出電極)が受信します。この電界を遮らないと、タッチパネルは静電容量の変化がないため、無入力状態になります。この電界を遮ってやると静電容量が変化して、入力状態になります。

この電界を遮るのが指とかの導電物です。電界が指に向かって行き、受信電極に向かう電界が減るため静電容量が変化します。なので、静電容量方式という名前なのです。

マルチタッチができないスマートフォンの多くは、静電容量方式ではなく、「抵抗膜方式」を採用しています。

個人的には一番気になるところですね。
この文だと、静電容量方式はマルチタッチに対応して、抵抗膜方式はマルチタッチに対応しないと読み取れます。間違いです。

静電容量方式でマルチタッチに対応できない方式もあります。そして、抵抗膜方式はマルチタッチに対応できます。
静電容量方式は表面容量方式と投影(投射)容量方式の2つがあります。表面容量方式はマルチタッチに対応できません。マルチタッチに対応できるのは、投影容量方式です。
さらに、投影容量方式の容量検出方法は、自己容量検出方式と相互容量検出方式の2つあります。自己容量方式は、マルチタッチ時に同時にタッチすると座標を特定できないという欠点ありますが、相互容量方式は2点以上のマルチタッチが可能です。

最近のスマホのタッチパネルは、静電容量方式・投影(投射)容量方式・相互容量検出方式(投影型静電容量方式で相互容量検出方式)が使われています。

抵抗膜方式は、任天堂のニンテンドーDSシリーズに使われている方式です。これ以外にもATMなどのタッチパネルがこれです。物理的に導電膜を接触させ、タッチ検出を行います。

抵抗膜方式には、アナログ式とデジタル式の2つがありますが、デジタル式は製造が面倒、検出が面倒、分解能が低いため、アナログ式が主流になっています。アナログ式は4線式や5線式など複数ありますが、割愛します。

アナログ式の抵抗膜方式のマルチタッチ化は難しいといわれていましたが、ソフトウェアや検出回路の工夫により可能になっています。
方法は色々と提案されています。抵抗膜方式は、抵抗値を検出することでタッチ検出を行っています。1点のタッチの場合、抵抗値はどこをタッチしても同じです。しかし、2点タッチを行うと抵抗値が低下します(並列回路が作られるため)。これを検出することで2点タッチ(マルチタッチ)が可能になります。この検出方法やパネル構成も複数ありますが、こんな感じです。

文で説明するのが難しい…図で説明すると楽なんですが、作るのが面倒大変なんで…

わかりやすく説明するのが難しいことはよーく知っています。
重々承知していますが、こうやって指摘させてもらいました。このKDDIさんのページ内容を否定している訳ではありません。

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