現在のさまざまなタッチ技術の長所と短所の比較

   現在、製品に適用されているタッチ技術には、主に赤外線、抵抗膜、容量膜、表面弾性波、光学画像、画像認識、パネル誘導、電磁、光点、超音波などが含まれます。以下は、さまざまなタッチ テクノロジの長所と短所の分析です。

1. 赤外線タイプ: 赤外線マトリックスを使用して水平および垂直走査線を形成します。物体が光源を遮ると、位置を特定できます。

    これは一般に光遮断スイッチとして知られています。この技術は映画でよく見られ、セキュリティ検出に使用されます。プリンターの印刷ヘッドの位置決めやマウスのスクロールホイールなど、幅広く使用されています。実分解能が高くなく、光の影響を受けやすく、応答速度が遅いのが欠点ですが、光を遮る物体なら何でも感知できます。

それを判断する方法は、周囲に送信機と受信機のペアが存在する必要があるということです。

    現在、赤外線の開発は傍受方式ではなく、発射後に物体を反射する方式であり、レーダーの速度測定に少し似ています。この方法でも複数の点をシミュレートできますが、シールドの問題が依然としてあり、送信および受信コンポーネントのコストが増加し、高密度に構築したい場合（解像度を上げる）、関連コストが高くなります。

   2. 抵抗膜式：2つの導電層を圧力で接触させ、インピーダンス値の差から物体の位置を算出します。

この技術は初期の小型手書きパッドやタッチパッド、メンブレンキーボード・防水キーボードなどに主に使用され、抵抗による電位差を利用して計算された初期のアナログジョイスティックにも採用されていました。現在、この技術は携帯電話や小型のタッチスクリーンで広く使用されています。利点は、手やペンなど、圧力をかけるのに十分な物体で操作できることです。温度や湿度によるインピーダンス値の変化により精度が影響を受けます。

判断方法としては、触った時に圧力がかかるのでかなり弾力があり、表面は柔らかい素材とその技術でできていると思われます。

製造プロセスの違いにより、4 線式、5 線式、8 線式などがあります。

    3. 静電容量式：導電性物質の影響による電場の変化を通じて物体の位置を計算します。

この技術は 20 年前にテレビのチャンネルセレクターで使用されていました。その後、エレベーターのボタンなど、触れるだけで押す必要のない多くのボタンは、開発初期にはほとんどが金属製でした。現在では、多くの非導電性材料が使用可能になっています。現在、ほとんどのノートブック コンピューターのタッチパッドにこのテクノロジーが使用されており、有名な iPod にもこのテクノロジーが使用されています。ただし、電界に影響を与える物体を通して感知する必要があり、応答速度も遅いという欠点があります。さらに、近くの電磁場の影響を受ける可能性もあります。その影響により精度誤差が生じます。

    判定方法は、一般的に非導電性物質を手に持った状態で検査可能です（手などの導電体は接触面から一定の距離が必要です）。

一般的なテクノロジーには、表面静電容量 (3M の MicroTouch) または投影静電容量 (Apple は投影静電容量を使用) の 2 つがあります。投影型静電容量の利点は、非接触センシングを使用することです。つまり、ガラスを通して、または空中に浮遊してセンシングできることです。利点は、長期間の使用による表面の磨耗が少ないことであり、現在の投影コンデンサーは、より多くのポイント（現在はソフトウェアが必要）を備えるだけでなく、特殊なプロセスにより大きなサイズ（現在は100インチ）を実現できることです。日本の三菱はさらに、人体を利用してさまざまな信号を送信し、複数人のタッチを実現します（つまり、どの人がタッチしているかを区別できます）。

https://www.lcdtftlcd.com/touch-lcd

     4. 表面弾性波: 高周波の音波が媒体の表面を伝播します。音波が柔らかい物質に遭遇して吸収されると、位置を計算できます。

この技術はタッチスクリーンで徐々に使用されています。抵抗膜や容量膜よりも精度と応答速度が優れています。サイズを大きくすることもできますが、導電性キャリアの周囲に反射アンテナを配置する必要があります。 、そのため、サイズの変更はカスタマイズする必要があります。現在ではゲームなど多くのゲーム機にこの技術が採用され始めています。

判定方法は硬い導電性材料でテストできますが、一般的には硬い材料には反応しません。

この技術の新たな拡張では、位置を計算するために物体がタッチ表面に接触するときに生成される微小な振動である表面衝撃波 (3M が特許取得済み) を使用します。

    5. 光学画像 2 組以上の CIR (CMOS/CCD) を介して物体の影を側面から観察し、位置を算出します。

CMOS/CCD テクノロジーが成熟するにつれて、このテクノロジーはますます広く使用されるようになってきています。現在、micro-CIR は 1 秒あたり 100 枚以上の画像を出力できるため、現時点で最も高速な応答テクノロジーとなっています。もちろん、CIRの解像度が高くなればなるほど、処理速度はどんどん速くなり、光感度も良くなり、影の大きさも判断できるようになり、応用範囲はどんどん広がっていきます。欠点はその方が簡単なことです。光の影響を受ける。

    判断方法は四隅を観察することです。 CIR は 2 セット以上必要で、反射材または発光材（赤外紫外線などの不可視光）または片面が発光材（赤外紫外線などの不可視光）を備えている必要があります。待って）。

     現在、一般的なテクノロジーが 2 つあります。 1 つは赤外線を使用して物体の影を生成し、もう 1 つは紫外線を使用して物体の光の吸収を確認し、より特殊な方法はレーザーを使用して物体の反射を確認します。

      6. 画像認識：カメラ（CMOS/CCD）を使用して、接触面の光と影の変化を表または裏から観察して位置を計算します。

     これは、インタラクティブ ゲームやマルチタッチを研究する多くの人が必ず遭遇することです。技術的に最も有名な方法は、Jeff Han によって提案された方法です。最も人気のある Microsoft Surface も同様のテクノロジーを使用しており、その技術的な利点は、オブジェクトの形状を識別できること、およびより多くのアプリケーションを作成できることです。ただし、正面または背面から観察するため一定の空間と距離が必要であること、画像光源に赤外線を使用しているため干渉を受けやすく平面では使用できないことがデメリットとなります。 -パネルディスプレイであり、そのほとんどは投影法で使用する必要があります。

     判定方法は、テーブルと地面などの距離があること、もう一つはプロジェクターが設置されていることです。

テクノロジーに基づいて光源を生成する方法はいくつかあります。たとえば、Jeff Han はアクリルで光源を導体しているため、その周囲に光源が配置されていますが、Surface は背面 (テーブルの内側) に赤外光源を照射します。こちら Microsoftは以前、2台のカメラの画像を重ね合わせて判定する方法（TouchLight）も提案していました。外国人の大学院生の中には、水袋を使用して光源の透過を生成する人もいます。かなりばらつきが多いです。市場に出回っている多くの床または壁のインタラクティブ広告もこの方法を使用しています。同様に、この方法を使用してゲームを設計するゲーム機も数多くあります。日本では、この技術を利用して手をテレビとして使えるリモコンも開発しました。

  7. パネルセンシング: パネル (LED/LCD) に CIR (CMOS/CCD) を挿入し、光の変化量を検出して位置を計算します。

これは比較的新しい技術ですが、パネル（特に LCD パネル）の間に背面を使用するため、光源と光センサーを同時に設置するのは容易ではないため、製造プロセスでのブレークスルーがまだ必要です。光源を完成させるには非常に多くの光要素 (反射または屈折) が必要ですが、有名な Jeff Han は LED パネルを使用してこの技術を実現しました。

この判定方法は現在一般的ではないため明確な判定方法はありませんが、Jeff Han のモデルを観察すると、光源間に目に見える隙間があるはずです。

    パネルとタッチコントロールを同時に一体化し、広いスペースや長距離を必要とせずに多点判別が可能であり、将来的に量産化される可能性が高い技術です。シェーディングの問題により点の識別が不要になります。処理するアルゴリズムが多数追加されました。

8.電磁式：コイルが発生する磁界を利用し、受信アンテナが発生する電流変化を変化させて位置を算出します。

    これは、初期のデジタル ボードまたは描画ボードで使用されていたテクノロジーです。その後、ほとんどのタブレット PC にもこのテクノロジーが採用されました。次に、教育用のタッチ スクリーンとデジタル演台上のスクリーンがあります。充電したペンを使用する必要があります (ワコムはアンテナ端から電気を誘導できる独自の誘導技術を備えており、バッテリーは必要ありません)。初期の電磁干渉防止能力は強くなく、多くの筆記タブレットは上に置くと使用できません。金属製のデスクトップを備えたテーブル。そうすれば、この問題はなくなります。

判定方法は非常に簡単で、専用のペンが必要で、ペンの真ん中に磁場を発生させるコイルが必要です。現在、多くのインタラクティブ電子ホワイトボード (非画像スキャン) にもこのテクノロジーが使用されています。

     光点：カメラ（CMOS/CCD）を通して光点の位置を観察します。

     このテクノロジーは、最初はインタラクティブ ホワイトボード用にリア プロジェクション テレビに組み込まれ、その後プレゼンテーション用のプロジェクターに組み込まれました。現在、多くのインタラクティブ電子ホワイトボードがこのテクノロジーを使用しています。欠点は精度の低さとジッターです。 (距離が遠いため) 光点を発するペンが必要です。利点は、リモート制御が可能なことであり、大規模なプレゼンテーションに非常に便利です。現在、最も有名な Wii ゲーム コンソールがこの技術を使用しています (注: テレビの下にある長くて高価な「受信機」は、実際には内部に 2 つの赤外線 LED があるだけで、実際のカメラはハンドルにあるため、ハンドルの価値は「レシーバー」よりもはるかに大きいですが、700以上で販売されており、1個あたり1,000以上で販売されています。「レシーバー」を売ると本当に儲かります〜（笑、賢い任天堂）。

    判定方法も非常に簡単です。画像認識と同じように、遠くにカメラが隠れた小さな箱があるはずですが、彼が判断するのは光点である点が異なります (ジェフ・ハンが手を使ってアクリルのライトガイドに触れて光点を生成するのと少し似ています)。

現在、この技術は可視光か不可視光、単一光点/複数光点、赤色光/緑色光、点滅信号/点滅信号なしなどに分類することもできます。さまざまな組み合わせにより、さまざまな応用分野を開発することもできます (Wii はホワイトボードは光線銃と同様に位置を判断するために使用され、ホワイトボードはリモコンのように光の点滅によってボタン信号を送信し、赤または緑の光で押されたかどうかを反映します。など）。

    超音波: 超音波送信機を使用して 2 つ以上の受信機に超音波を送信し、受信して位置を計算します。

    超音波測位はレーダーに少し似ていますが、違いは、レーダー信号は受信側で送信され、物体で反射されて距離を計算するのに対し、超音波は携帯端末 (ペン) で送信されて受信されることです。主な理由は、位置を計算するために三角測量を使用する光学画像の場合と同じ、三角測量によって位置を計算できるためです。違いは、超音波によって得られる距離は送信機から受信機までの距離であるのに対し、光学像は角度によって計算されることです。このようなアプリケーションには、手書きボード、電子ホワイトボードが含まれ、タッチ スクリーンとして使用する人もいます。それらのほとんどは主に教育目的であり、それらに一致するペンが必要です。欠点は精度が高くなくブレやすい(距離の影響)、反応速度が遅いなどもあります。

    それを判断する方法は、マイクのような長い受信機を 2 つ配置することですが、現在販売されている製品では、音波の周波数の関係により、ハエの羽の振動が確実に聞こえます。

    この技術は、さまざまな用途に応じて、さまざまな種類の製品に組み込まれています。技術原理は同じですが、受信機は感知面の両側、または同じ角にあるが一定の距離をおいて、または一定の距離をおいて分離されます。片側に一定の距離があり、2つの受信機と超音波発信源の間に一定の距離があれば設置可能です。理論上は距離が遠いほど計算は正確になりますが、実際には音波は減衰しやすく干渉を受けやすいため、距離が遠すぎると干渉や減衰の問題が増加します。