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【そもそも】タッチパネルの仕組み

2021/11/17

晩秋…には少し早いですね。アイプラス京都アバンティ店は、本日も平常通り営業しております。

画面のガラス割れ、液晶漏れ、謎の縦線、バッテリー交換、ドックコネクタ(ケーブル差込口)の不調・破損、上下スピーカーの不調・破損、前後カメラの不調・破損、各種ボタンの不調・破損、水没からの復旧作業、データの復旧作業、起動不良からの復旧作業、OSの更新・復元作業、ガラスコーティング、スマホ除菌など、iPhoneでお困りのことがございましたら、是非当店にお任せください。

最短15分から、即日修理、その日のうちにお返し可能です。iPadやAndroid端末の修理も承っております。

イヤホン/ヘッドホン、スマホケース、画面保護フィルム、各種ケーブルなどのアタッチメントも取り揃えております。

 

iPhoneの修理費用一覧は、こちらからどうぞ

 

★ 店 舗 ア ク セ ス ★


店舗名 アイプラス 京都アバンティ店
〒601-8003 京都府京都市南区東九条西山王町31 京都アバンティB1F
営業時間 10時〜21時(最終受付は20時、定休日なし)
TEL 075-748-8757

 

※お問い合わせは、お電話(10:00~21:00)又はメール(24時間受付)からお願いいたします。

※水没修理など一部修理におきましては、修理費用の見積りにお時間を頂戴することや、ご来店が必要な場合もございます。ご了承ください。

一部修理の対象外としている機種もございますので、一度ご相談いただければ幸いです。


ここ最近、液晶画面についてのお話を続けていましたが、そういえばタッチパネルの駆動原理については話していませんでしたね。タッチパネルは今や、スマートフォンをはじめとし、身の回りに溢れています。

ということで、今回は「何で画面を触れるだけで操作できるの?」という「そもそも」の疑問を解消していこうと思います。もはや当たり前の技術すぎて、誰も意識していないかもですが…

kawaii

某放送協会の5歳児に𠮟られないためにも、ここでザックリとでも理解しておきましょう。


早速、本題に入ります。

今回は、代表的な2種類のタッチパネルについてお話しします。本来は更に細かく分類されるのですが、すべて書いていると日が暮れそうなので…ご容赦ください。

 

タッチパネル自体の歴史は意外と古く、1960年代後半のイギリスでその源流が生まれた、というのが主流な説のようです。抵抗膜方式(後述、所謂感圧式)パネルは1977年にアメリカで開発されました。

…任天堂からNintendo DSが発売された時は驚愕したものです。あれ、もう17年前なんですねぇ。

 

そんなタッチパネル、代表的なのは先述した「抵抗膜方式」と呼ばれるものです。

感圧式

下手な図ですいません。後述する「静電容量方式」が台頭するまで主流だった駆動方式です。

パネルの表面をタッチすると、表面のフィルムが押し込まれます。その際、上下の電極が接することで導通(電気的に繋がること)し、電圧が変化します。この電圧の変化からタッチされた位置(XY座標)を計算・特定するのです。ドットスペーサーは、簡単に言うと絶縁体で、電導膜同士が勝手に接触(=タッチされたと判断)しないよう、間を空ける役割を担っています。

そんな抵抗膜方式のタッチパネルは、構造が単純で生産コストも比較的安価なため、様々な現場や製品に採用されました。カーナビや銀行ATM、回転寿司屋の注文パネル、宅配便の電子サイン、ゲーム機など、活躍の場は多岐にわたりました。

キャプチャdenshi_sign_0

しかし、課題がないわけではありませんでした。

まず、パネル自体の耐久性は高いのですが、キズが非常に付きやすいという欠点を抱えていました。また、複数箇所のタッチを認識出来なかったり画面の透明性が若干損なわれる、ということもあり、段々と時代の流れや需要に応えられなくなってきたわけです。

こういった短所は、持ち歩きが前提のモバイル機器に採用するには非常に相性の悪い話です。

 

そこで登場したのが、スマートフォン等に採用されている「静電容量方式」です。

静電容量とは「どのくらいの電荷(物体が帯びている電気の量)を蓄えられるか」という意味です。

人間の身体は導体(電気を通すもの)として働くので、微かに電流が流れます。人の指先がパネルの表面に近づくと、指先とセンサー電極の間がコンデンサ(蓄電・放電を行う部品)のように働き、静電気が発生します。この時の静電容量の変化を検知し、タッチ位置を特定しています。

 

そんな静電容量方式ですが、大きく「表面型」と「投影型」に分けられます。

「表面型」は、ガラス基板の四隅に電極を設け、表面に微弱な電界を発生させます。タッチによる静電容量の変化を4つの電極で捉えることで、位置を特定します。大画面と相性が良く、水滴による誤作動が少ないという長所がある一方、複数個所の接触を同時に認識出来ません。

表面式

一方で「投影型」は、X軸方向とY軸方向の2つの電極層を、マトリクス状に形成しています。X軸電極とY軸電極のそれぞれで静電容量の変化を捉え、タッチした位置を特定します。

この方式は多点検出が可能なので、複数の指で同時に操作することが可能です。しかし、表面型よりも信号処理が複雑なので、ノイズの影響を受けやすいという課題はあります。ですが、コントローラーICの開発が進んでいる今日は、この課題も解消されつつあるようです。

投影型


いかがでしたか?

タッチパネルに限らず、身の回りに「あって当然」のモノの仕組みを調べてみると、結構面白いですよ。是非お試しあれ。

 

ところで、パネルといえば…

 

只今、ガラスコーティングのお得なキャンペーンを行っています。片面施工・両面施工ともに大幅な割引を実現させました。大変お得にご利用いただけますので、この機会に是非お試しください。

詳しくは店頭スタッフまで。お電話でも歓迎しております。

 

アイプラス京都アバンティ店では皆様のスマホライフをより良いものにするお手伝いをしております。

些細なことでも、ご質問でも、御見積もりだけでも構いません。

皆様のご来店を、心よりお待ちしております。

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