スマホのタッチパネルはどういう仕組み？
皆さんが普段使っている携帯電話は、画面を指でタッチしたり、スライドすると、画面のボタンをタッチしたり、画面が切り替わったりします。
指で画面を触れるだけで操作できる便利なツールとなっている。
なぜ画面をタッチするだけで、そのような動きができるのか。
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スマホの携帯が普及する前は、画面と入力するボタンは別れていて、いわゆるガラケーの携帯電話が主流でした。
ガラケーの携帯は、決められたボタンをプッシュすること、それを画面に反映するもので、直接画面にタッチして行うものより、直感的には不向きなものでした。
出典：geeksokuhou.net
今では携帯電話に限らず、切符の券売機や銀行のＡＴＭなどでも、タッチパネル方式を採用しています。
最近家庭でも携帯電話の他に、カーナビや携帯型ゲーム機などもタッチパネルが使われるようになりました。
人間は直感的にタッチして、操作する方が当たり前の時代となっています。
○タッチパネルの特徴
直感的にタッチすることができる。
開発者側は、画面をタッチするので、ガラケーのプッシュタイプの機械式と違い、ソフトウェアでいろいろな機能を柔軟に実現することができる。
しかし欠点として、画面が小さいので意図しないところをタッチしてしまうこともある。
それゆえ、いまだにガラケー携帯端末を使って人も少なくないのである。
出典：geeksokuhou.net
①利点
・画面を直接タッチして動作するので、直感的に分かりやすく、操作が簡単。
・入力装置と表示装置が一体化されているため、小型化になる。
・画面に直接タッチして行えるので、プッシュ式よりも入力やタッチ動作が早い。
・物理的なボタンではないので、ソフトウェア次第で多彩な操作性を実現できる。
②欠点
・画面を直接タッチしたりスライドするので、画面が汚れて見えにくくなる。
・小さな画面をタッチするので、意図しないところをタッチしてしまうことがある。
・一般にキーボードほどの素早い正確な入力は不向き。。
・プッシュ式とは違い、クリック感がないので、入力動作がはっきりしない場合もある。
・平たい画面をタッチするので、特に感触に頼る視覚障害者には非常に不便なものになってしまう。
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○タッチパネル方式の種類
①抵抗膜方式
もっとも利用が多いのがこの方式で、ガラス板とフィルムに透明の電極幕を貼り付けて、すき間を空けて対面させるというシンプルな構造となっている。
フィルムの表面を指でタッチすると、フィルム側とガラス側の電極同士が接触して電気が流れ、その電圧の変動を検出することで接点の位置を捉えることができる。
長所としては、構造が単純なため低コストで製造ができ、消費電力を比較的低く抑えることができる。
短所としては、画面に服の袖などが触れていると、タッチしても誤動作してしまうことがある。
また画面サイズが大きくなるほど、検出精度が下がる。
これはパソコンのタッチパットによく使われている方式である。
②静電容量方式
抵抗皮膜方式と同じ方式で「静電容量方式」となっている。
出典：sma-sta.com
この方式は、画面を指で触れると発生する微弱な電流で、つまり静電容量の「電荷の変化」でセンサーを感知するというもの。
指を画面に近付けると、人体の静電容量にセンサーが反応するため、画面操作により、ポインターを動かす仕組みである。
同方式のタッチパネルは表面型静電容量方式と投影型静電容量方式の２種類がある。
これは、スマートフォンや携帯電話などに、よく使われることが多い。
③超音波表面弾性波(ＳＡＷ)方式
これは、抵抗皮膜方式の短所である低い透過率を見なおしたもので、明るく視認性の高いタッチパネルを実現している。
出典：www.eizo.co.jp
この方式は、指などで触れた画面の位置を超音波の波の減衰によって検知するものである。
画面に触れると、超音波表面弾性波が指などに吸収されるため、波が弱まるのを利用し、この変化を検知して位置を特定している。
これは、ＰＯＳやＡＴＭ、キオスク端末などの公共で利用されている。
④光学式(赤外線光学イメージング方式)
これは赤外線イメージセンサーを利用して、三角測量により位置を検出している。
これは大型パネルを中心に利用され始めている。
⑤電磁誘導方式
磁界を発生させる専用ペンでタッチすると、パネル側のセンサーが電磁エネルギーを受け取り、位置を検出するというもの。
ペンをタブレット端末の上にかざすと、マウスカーソルが動き、タブレット端末をペンでタッチするというもの。
今流行りのタブレットＰＣとは違うものである。
タブレットＰＣはマウスカーソルは表示はしない。
○なぜ、タッチパネルは指でスライドできるのか？
スマホなどの携帯画面を指で、右や左、上や下に指でスライドすると、画面がスクロールします。
出典：news.mynavi.jp
なぜ指でスライドすると、画面がスライドするのでしょうか。
それは、スマホなどは「静電容量方式」が一般的ですが、タッチした最初の位置を記憶し、それからどのぐらい電荷の変化(位置と方向)があったかを認識して、左・右・上・下にスライドしているのです。
その電荷の変化が大きいとよりスライドする、勢いも大きくなるということになります。
このように、タッチパネルは直感的に操作することができる反面、プッシュ型とは違い、押した感触がないなどのデメリットもある。
会社では依然マウスを使用して、画面のボタンをクリックしたり、スクロールしたりしている、
しかし、今では３歳の子供でも、タブレットを使う時代となっている。
これから、仕事でも便利に使えるタッチパネルが今後も普及していくものと考えられる。
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