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» 2015年02月24日 13時00分 公開

センシング技術 タッチセンサー:同時にカラフルな書き込みができる電子黒板向け静電容量式タッチパネル (2/2)

[竹本達哉,EE Times Japan]
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電子黒板などに向けて機能を強化

 ただ、これまでの技術では、指とペンなどのスタイラスとの違いを見分ける程度の太さの検知は行えたものの、細かな筆圧は検知できなかった他、あるスタイラスは黒色の線、またあるスタイラスは赤色といった、複数のスタイラスで、色を使い分けて同時に記入するような使用はできなかった。こうした要件は、複数の人が入力を行う機会が多い電子黒板などでニーズが高いものだ。

 今回、シャープがISSCC 2015で発表したのは、従来の並列駆動式のタッチパネルシステムを、無線でタッチパネルシステムと通信する「アクティブ型スタイラス」に対応させたもの。複数のスタイラスを見分けて検知し、それぞれのスタイラスに応じた色や太さの線や文字を表示できるようにした。

「アクティブ スタイラス」対応の目的と従来方式との比較 (クリックで拡大) 出典:シャープ
開発したタッチパネルシステム技術を盛り込んだ大型タブレット端末。写真奥のアクティブ スタイラスを用いることで、より細かな筆圧を表現できるようになった。通常の鉛筆などパッシブ スタイラスや指も同時使用できる (クリックで拡大)

携帯電話機で培ったCDMAを応用

 アクティブスタイラスとタッチパネルの通信は、携帯電話機開発などで培ってきた符号分割多元接続(CDMA)を用いることで、複数のスタイラスとの同時通信を可能にし、時分割では生じる検知の途切れや遅れをなくした。

左=アクティブスタイラスを統合する静電容量方式タッチアーキテクチャ 右=アクティブ スタイラスの無線化アーキテクチャ (クリックで拡大) 出典:シャープ

 さらに、これまでの相互容量検出方式を、自己容量検出方式に変え、タッチパネル面から指やスタイラスが浮いた状態でも検知するホバー機能を実現。アクティブスタイラスには、自己容量に信号を与える機能を付加することで、より精度の高い検知を実現することができ、スプレーなどの表現も可能になるという。

アクティブ スタイラスの試作品。取り付けられたボタンを押すことで、色や太さ、消しゴムモードなどが選ぶことができる。試作品はFPGAベースで太い形状だが、専用IC化することで細いペン形状になるとする (クリックで拡大)

 開発したアクティブスタイラス対応のタッチコントローラICは500kHzで動作を行い、240Hzの速度でタッチ検出を行う。そのため、透明導電膜(ITO)タイプのタッチパネルセンサーでは対応できず、メタルメッシュタイプでの使用に限られるという。

ニーズ次第で即、実用化も

 またアクティブ スタイラス側のICは現在開発中で、「IC化した場合には、単6電池1本でおおよそ1000時間の電池寿命が実現できる見込み。顧客からの要望次第ですぐに開発した技術を盛り込んだタッチパネルシステムを実用化できる水準にある」(シャープ)としている。

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