触摸面板的利用将扩大到方方面面

不仅是智能手机和平板电脑，各个领域都在尽可能应用触摸面板，以使日常生活和工作更加便利。此前无法使用触摸面板的场合也在试图利用触摸面板实现直观操作。随着上述需求的高涨，旨在满足这种需求的新技术也接连亮相。通过采用电子笔输入、触觉、大型化等新技术，触摸面板市场将超出智能手机和平板电脑的范畴，扩大到方方面面。



触摸面板的利用已出现了扩大到方方面面的迹象（图1）。触摸面板目前主要用于智能手机和平板电脑，而今后，办公桌、店铺的交易柜台等此前想用也没法用的地方将能够使用触摸面板。


图1：触摸面板的应用范围将扩大
触摸面板此前主要作为信息浏览工具用于智能手机和平板电脑，不过随着技术的革新，今后还能广泛用于更多的用途。（智能手机和平板电脑的图片由美国苹果公司提供）

可以利用触摸面板的地方还远不止这些。仅凭原来的用途，触摸面板市场也会不断扩大，再加上新用途，市场将进一步扩展（图2）。通过可手写输入小字和图形的“电子笔记”，以及与仪表板一体化的曲面状车载显示器等，触摸面板在便携终端和汽车领域的应用将扩大。在此基础上，触摸面板又有了全新用途，例如，在办公室的桌子上安装显示器，可以提高谈判效率；还能用于安全用途，在平时不容易观察到的地方安上触摸面板，能及时发现非法入侵者等。



图2：触摸面板市场持续增长

轻松实现电子笔输入

触摸面板广泛应用于新用途的可能性之所以增大，是因为提高触摸面板易用性的电子笔输入技术和大型化技术等已经基本具备。如果能像用圆珠笔和铅笔在纸上书写那样，在显示器上轻松写字画图，那么智能手机和平板电脑将“由信息浏览工具进化成像笔记本一样的文具”。输入接口技术领域的专家、日本电气通信大学信息理工学部综合信息学科副教授梶本裕之如是说。在这方面起到决定性作用的是电子笔输入技术。此前也有电子笔输入技术，但需要在显示器背面追加被称为数字化仪的传感器，或者使用电磁感应式专用笔。

夏普解决了这个课题。该公司开发出了无需追加数字化仪，用普通手写笔和铅笔也能输入的触摸面板技术。手写笔不同于手指，笔尖非常细，即使接触到触摸面板，传感器电极间的容量变化也很小，因此难以检测到是否触摸。为解决该问题，夏普采用了新的驱动方式，放大了用于触摸检测的信号。

以前是通过一条一条依次驱动布线来读取信号，而此次采用了同时驱动多条布线来读取信号的并联驱动方式。这样就延长了每条布线的信号读取时间，输出增加，用直径1mm的细笔也能输入。如果采用该方式，即使画面尺寸扩大到70英寸，也能保持灵敏度。另外，还采用了识别噪声，仅放大信号的降噪技术（图3）。



图3：通过提高分辨率实现电子笔输入

夏普开发出了可用直径1mm的细笔尖输入的触摸面板技术。通过采用并联驱动方式取代原来的逐次驱动方式，实现了高S/N。

夏普于2013年3月开始量产采用该技术的触摸面板，预定在2014年2月于美国旧金山举行的国际会议“IEEE International Solid-State Circuits Conference（ISSCC）2014”上发表技术详情。

利用触觉和弯曲应用于汽车领域

通过提高易用性，触摸面板市场有望大幅扩大的另一个代表性用途是汽车。车载显示器市场今后无疑会继续增长，配备触摸面板的可能性也很高。车载导航仪等液晶显示器已开始配备触摸面板，但存在易用性的课题。主要有两大课题：（1）需要变换视线看着画面操作，因此很难在驾驶过程中操作；（2）形状为平面，设计性受限。

关于（1）变换视线的课题，除语音输入外，还出现了“视线输入”、“手势操作”、“带触觉的触摸传感器”等提案（图4）。“只靠语音输入难以理解‘想去地图上的这个地方’这样的含糊指示，所以与视线输入和手势操作组合使用才会有效”（庆应义塾大学研究生院媒体设计研究科教授稻见昌彦）。



图4：解决了必须盯着输入部分看，或没有操作感用不惯的课题。

设计了利用视线输入（a）和手势操作（b）的产品以及带触感的触摸板（c）。另外，与原来的触摸面板一样，可在显示器上重叠使用的触觉界面技术的开发也取得了进展（d）。（（a）由三菱电机拍摄，（b）由Neonode拍摄）

视线输入方面，在2013年11月举行的“第43届东京车展2013”上，三菱电机展示的驾驶支援系统就采用了视线输入。该系统用图像和语音通知驾驶员其看到的设施的信息。手势操作方面，瑞典Neonode公司开发出了可检测驾驶员沿着方向盘左右移动的手的技术。该公司在2013年10月举行的展会“Innovative Sweden 2013”上，公开了模拟音频和空调操作的演示。这是通过在驾驶席的方向盘外周粘贴该公司的光学式传感器实现的。

带触觉的触摸传感器方面，德国大陆公司在“东京车展2013”上展示了无需看画面就能感受到滚动操作的触摸板。通过在触摸板表面设置横纹状凹凸，实现了上下触摸的感觉。

大陆公司开发的是与显示器分开设置的触摸板，而日本电气通信大学教授梶本的研发小组开发了可重叠在显示器上使用的触觉界面。研发组在显示器上粘贴配备大量电极的薄膜，通过在进行触摸的手指皮肤中通电实现了触觉。例如，触摸画面上吉他琴弦的位置，仅琴弦位置的电流流入手指的皮肤中，可实现宛若触摸琴弦般的感觉。