タッチスクリーンとは？
タッチスクリーンは、コンピューターマウスを使用せずに、表示画面に触れることでコンピューターと対話できる技術です。タッチスクリーンは、キオスク、デジタルサイネージ、自動化、輸送など、さまざまなアプリケーションで利用されています。
静電容量方式（PCAP）タッチスクリーンとは？その仕組みは？
静電容量方式タッチスクリーン技術には、表面型静電容量方式とPCAP（投影型静電容量方式）の2種類があります。しかし、PCAPは、すべての静電容量方式タッチスクリーンアプリケーションで使われている標準技術です。PCAPタッチスクリーンの構造は、通常絶縁ガラス製の保護ケーシング層、その下に透明な電極センサー層があり、電極センサー層は伝導性を感知する電磁界を放射し、最後にガラス基板があります。電極層はX電極とY電極のチェッカーパターンで構成されており、導電性のある物体（この場合は指）が接触すると静電容量が変化します。この反応はタッチコントローラーに伝達され、接触位置を正確に特定し、コンピューターに信号を送ります。
PCAPの特長
PCAPを産業用アプリケーションの標準タッチスクリーン技術にする多くの特長があります。主な利点は、マルチタッチポイント機能です。PCAPのアーキテクチャにより、同時にマルチタッチポイントを検出でき（10点タッチとも呼ばれます）、ジェスチャー機能が可能です。ジェスチャーの例としては、2本の指を使ってピンチジェスチャーでアプリケーションを拡大/縮小することができます。その他の主な特長は次のとおりです。
- 透明性の高い構造による高い光学的透明度と視認性
- 正確なタッチ機能
- 感度認識
- 現代の保護層には強化ガラスが使用されているため、液体、汚染物質、傷に強い
- Premioのオプションの「光学ボンディング」は、層間のエアギャップを樹脂で埋め、明るい環境下での耐久性、透明度、視認性、鮮やかさを向上させます。
欠点
- 偶発的な入力が発生しやすい
- 入力が静電容量性物体に限定される
- 抵抗膜方式や表面型静電容量方式のタッチスクリーンに比べて高価である
抵抗膜方式タッチスクリーンとは？
抵抗膜方式タッチスクリーン技術は、圧力をかけることでタッチを認識します。このタッチスクリーンは、保護用のトップフィルム（通常は透明なポリカーボネート製）、ITO（インジウム錫酸化物）製の透明電極フィルム、スペーサードットと絶縁体、もう一つの電極フィルム、そしてガラス製の下層で構成されています。その仕組みは非常にシンプルで、物体がスクリーンに圧力を加えると、2つの透明電極フィルム間の空間が接触し、電圧変化が生じます。これにより、タッチコントローラに接触座標が信号として送られ、コンピューターに登録されます。
産業用アプリケーションで最も一般的な抵抗膜方式タッチ技術は何ですか？
一般的に使用されている抵抗膜方式タッチ技術には、アナログ4線式とアナログ5線式の2つがあります。4線式抵抗膜方式タッチスクリーンは、両方の電極フィルム層を使用してタッチポイントの位置を三角測量する従来の方法を使用しています。このタッチスクリーンは、ローエンドアプリケーション向けのシンプルな設計のため、最も費用対効果が高いです。5線式抵抗膜方式タッチスクリーンは、その寿命、信頼性、堅牢性から産業用アプリケーションの主力製品となっています。アナログ5線式抵抗膜方式タッチスクリーンは、4線式のように両方の電極層を使用するのではなく、下部の電極層のみを使用します。トップフィルムは接触物体と電極フィルム間の保護層としてのみ機能するため、トップフィルムはタッチ性能や精度を損なうことなく長期的な摩耗に耐えることができます。さらに、タッチ感度が向上しているため、ユーザーは意図しない入力をゼロに抑えながら、登録のためにディスプレイに多くの圧力をかける必要がありません。
抵抗膜方式タッチの特長
PCAPタッチスクリーンがタッチスクリーン市場の90%近くを占める一方で、抵抗膜方式タッチスクリーン技術は産業分野において極めて重要な存在です。接触点を1点しか検出せず、単純なタッチではなく圧力を必要とするため、誤入力に対する許容度がゼロであり、偶発的な入力を排除できます。その他の主要な特長は次のとおりです。
- 設計がシンプルであるため、コスト効率が高い
- 他のタッチスクリーン技術と比較して電力消費量が最も少なく、電力効率が高い
- 液体や汚染物質に強い
- 手袋、スタイラスなどでも操作可能。PCAPタッチスクリーンのように導電性のある物体を必要とせず、スクリーンに圧力をかけるだけでよい。
- 高い応答速度、抵抗膜方式タッチスクリーンは応答速度が速いことで知られている。
欠点
- 複数のフィルムがスクリーンに重ねられているため、画質が低下する
- 保護フィルムが永続的ではないため、使用するにつれて劣化していく
- アナログドリフトによる定期的な再調整が必要
- 画面サイズに制限がある（画面サイズが大きくなると検出精度が低下し、複数の画面を組み合わせることで防止できる）
適切なタッチ技術の選択
静電容量方式と抵抗膜方式のタッチスクリーンを選択する際には、さまざまな要素が関係してきます。ここでは、最適なタッチスクリーン技術を見つけるのに役立つアドバイスをご紹介します。
目的：何に使用しますか？マルチタッチを使用する必要がありますか？
PCAPタッチスクリーンには多くの機能がありますが、抵抗膜方式タッチスクリーンは機能が少ない方が優れた性能を発揮する場合があります。時には、少ない方が良い場合もあります。
入力認識：手袋を着用しますか、スタイラスを使用しますか、それとも素手ですか？偶発的な入力に対する許容度はありますか？
PCAPタッチスクリーンは、入力認識に必要な圧力のため、偶発的な入力に対する許容度がゼロであり、手袋やスタイラスを使用できます。PCAPは、指や特殊なスタイラスなどの導電性物体を必要とします。
ディスプレイの透明度：明るい部屋や屋外で操作しますか？
PCAPタッチスクリーンは、明るい状況下でもグレアを軽減できる優れた画像鮮明度と視認性を提供します。
PCAPタッチスクリーンは、外側の保護層に強化ガラスを使用していますが、抵抗膜方式タッチスクリーンは、長期間の使用で劣化する保護フィルムを使用しています。
PCAPと抵抗膜方式の比較
| 特徴 | PCAP | 抵抗膜方式 |
| マルチタッチ | あり | シングルタッチのみ |
| タッチ感度 | 高い（カスタマイズ可能） | 低い |
| タッチ素材 | 指または専用スタイラス | あらゆるもの |
| 光学的透明度と視認性 | 優れている | 良い |
| サイズ適合性 | あらゆるもの | 限定的 |
| メンテナンス | 不要 | 時々再調整が必要 |
| 電力効率 | 良い | 優れている |
| 堅牢性 | あり（オプションの光学ボンディング） | なし |
| コスト | $$$ | $ |
産業用タッチスクリーンパネルPCおよびタッチモニター
VIO
PremioのオールインワンVIOシリーズは、PCAPまたは5線式抵抗膜方式タッチスクリーン技術を構成可能なIP65ファンレス産業用タッチスクリーンパネルPCおよびモニターです。VIOはHMI自動化、通信、情報アプリケーション向けに設計されており、過酷な産業環境でも動作可能な堅牢なアーキテクチャを備えています。オプションで、Premioは耐久性を向上させる光学ボンディング技術と、ディスプレイの視認性を高める高輝度パネルを提供しています。
SIO
耐食性に優れたステンレス製エンクロージャを採用したPremioのSIOシリーズは、クリーンルームや無菌産業環境向けのIP66/IP69K堅牢ファンレスウォッシュダウンタッチスクリーンコンピュータです。SIOは、7H硬度のディスプレイガラス、薄型ケーブルレス、ファンレス設計で、高圧・高温の洗浄に耐えるように作られています。VIOと同様に、PremioのSIOは、マルチタッチPCAPとシングルタッチ5線抵抗膜方式タッチスクリーンの両方のテクノロジーで提供され、カスタマイズ可能なディスプレイ画面サイズ、オプションのオプティカルボンディングテクノロジー、高輝度パネルも利用できます。
WIO
WIOシリーズは、PCAPタッチ技術を搭載したPremioのIP66防水タッチスクリーンコンピュータです。ワイヤレス接続、オプティカルボンディング、ハードウェアコンポーネントを構成できるWIOは、液体、ゴミ、腐食性要素がハードウェアの性能に影響を与える可能性のある重工業アプリケーションに不可欠です。堅牢なステンレス製エンクロージャを備えたPremioのWIOは、最も過酷な産業環境でも動作可能です。
その他のタッチスクリーン技術
表面容量式タッチスクリーン
PCAPと同様に構成されていますが、シングルタッチに限定されます。下部のガラス基板と上部の保護カバーの間に単一の透明電極フィルムが挟まれて構成されており、表面容量式タッチスクリーンは均一な電磁場を持ち、画面上の任意の点の電圧降下を検知し、その信号をコントローラに伝達します。このアーキテクチャのため、表面容量式は一度に1つのタッチしか検出できません。Premioは、過酷な環境での持続可能性がないため、表面容量式タッチスクリーンを使用していません。
表面弾性波 (SAW) タッチスクリーン
SAWタッチスクリーンは抵抗膜方式タッチ技術の一種ですが、超音波を使用して入力を登録します。抵抗膜方式タッチスクリーンが欠いていた光学的な透明度と輝度を向上させるために、フィルム層をガラスに置き換えて使用されました。2枚のガラスパネルの間には、各ディスプレイコーナーの反対側に2つのトランスデューサーとレシーバーがあり、ケースの周囲には音波反射器が設置されています。物体からのタッチは、超音波が遮断され、タッチコントローラを介して調整されることによって検出されます。SAWタッチスクリーンは、ガラス構造により耐久性があり、傷に強く、光学的な透明度が向上しながらも感圧式を維持しています。抵抗膜方式タッチスクリーンからの大幅なアップグレードのように見えるかもしれませんが、SAWは依然として時折の校正が必要であり、汚染物質や液体に対する耐性がなく、センサーの寿命が短いという欠点があります。Premioは、メンテナンスの手間が少なく、堅牢で信頼性の高いタッチスクリーンを提供しています。