投影型静電容量方式タッチパネルの電場解析

【概要】
スマホやカーナビに代表されるインタフェースとして、タッチパネルがあります。タッチパネルには抵抗型、容量型など用途に応じて様々なタイプがあります。
本事例では投影型静電容量方式のタッチパネルについて電場解析をおこない、指モデルを模した誘電体の有無で位置検知をした例を紹介します。

【説明】
静電容量方式のタッチパネルの原理を図1に示します。指が電極に近づくと、指と電極間に容量結合が発生し、その部分では、電極間の容量値が増加します。どこの電極間で容量値が大きくなっているのかを調べることで、タッチ位置を検出するという原理です。
今回解析に使用したモデルを図2に示します。X方向検知用の電極と、Y方向検知用の電極を配置します。解析手順としては、まず指モデルなしの状態で容量解析をおこない、次に指モデルがある場合の容量解析をおこないます。この差分を見ることで、指モデルの位置が逆算できることを確認します。
電場解析結果の電界分布を図3、容量の差分を図4に示します。指モデルの先端部に電界が集中している様子がわかります。この結果、X方向は電極X3とX4の間、Y方向⇒電極Y2とY3の間で大きな容量変化が起きていることがわかり、指モデルの位置が正しく検出できていることが確認できました。