iPhone XRのLCDタッチスクリーン

タッチスクリーンの電磁干渉の問題を解決する方法

タッチスクリーンHMISを備えたモバイルハンドヘルドデバイスの開発は、特にマルチタッチインターフェイスの現在の主流テクノロジーを表す予測される容量性タッチスクリーンデザインにとって、複雑な設計上の課題です。投影された静電容量のタッチスクリーンは、指が画面に触れる位置を正確に見つけることができ、静電容量の小さな変化を測定することで指の位置を判断できます。このようなタッチスクリーンアプリケーションにおける重要な設計考慮事項は、システムパフォーマンスに対する電磁干渉（EMI）の効果です。干渉によって引き起こされるパフォーマンスの劣化は、タッチスクリーンのデザインに有害な影響を与える可能性があり、これらの干渉の原因はこの記事で調査および分析されます。

投影された容量性タッチスクリーン構造
典型的な投影容量性センサーは、ガラスまたはプラスチックカバーの下に取り付けられています。図1は、2層センサーの単純化されたサイドビューを示しています。送信（TX）および受信（RX）電極は、透明なインジウムスズ酸化物（ITO）に接続され、クロスマトリックスを形成し、各TX-RX接合部に特徴的な容量があります。 Tx ITOは、ポリマーフィルムまたは光学接着剤（OCA）で分離されたRX ITOの下にあります。図に示すように、Tx電極の方向は左から右にあり、RX電極の方向は紙の外側から内側にあります。

センサーの仕組み
干渉要因を一瞬考慮せずにタッチスクリーンの動作を分析しましょう。オペレーターの指は地上の可能性があると言われています。 RXはタッチスクリーンコントローラー回路によって地上電位に保持され、TX電圧は可変です。さまざまなTx電圧により、電流はTx-RXコンデンサを通過します。慎重にバランスの取れたRX統合回路、分離および測定Rxに入る電荷を測定します。測定された電荷は、TXとRXを接続する「相互容量」を表します。
センサーステータス：触れられていません
図2は、手つかずの状態の磁力線の概略図を示しています。指が触れない場合、TX-RXフラックスラインは、カバー内のかなりの量のスペースを占めています。フリンジフラックス線は電極構造から投影されるため、「投影された静電容量」という用語です。
センサー状態：タッチ
指がカバーに触れると、TXと指の間に磁力線が形成され、これらの磁力線は図3に示すように、多数のTX-RXフリンジ磁場を置き換えます。 TX-RX相互容量。電荷測定回路は、変化する静電容量（△C）を識別し、それによりTX-RX接合部の上で指を検出します。 TX-RXマトリックスのすべての交差点でc測定を実行することにより、パネル全体のタッチ分布マップを取得できます。
図3は、別の重要な効果も示しています。指とRX電極の間の容量性結合です。このパスを通じて、電気干渉はRXに結合する場合があります。ある程度のフィンガーRXカップリングは避けられません。