[Giz Explains]タッチスクリーン・マジックの種明かし

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ミケランジェロまでタッチで天地創造…?

今はどこもかしこもタッチスクリーンで、携帯電話もメディアプレーヤーもこれつけないとクール未満…みたいな使われようで、ノートにまで浸透しそうな勢いです。23日付けNYタイムズでもiPhoneが火付け役となって、2010年のWindows 7で大ブレイクか? って書かれてましたよね。今日明日にマウスとキーボに取って代わることはないにしても、なにやらタッチが主役の未来に向かってまっしぐらの感は否めません。

でも一口に「タッチスクリーン」と言っても実現技術は様々です。そこで今回はタッチスクリーンの魔法の裏にある一番人気のテクニックと、今後数年で登場し、みんなに撫で回される花型になる…かもしれないクレイジーな新技術をいくつかご紹介!

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基本の働きは全部一緒で、指とかスタイラスとかの尖がったもので液晶に触れると、その衝撃を感知し、触れた場所を推定し、それをソフトに伝達する、これがタッチスクリーンですね。違いは液晶がタッチを検出する「仕組み」にあります

 

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 ■抵抗型タッチスクリーン(Resistive touchscreens)

べとべとの指でみんな触った回数ではおそらく最多。最も安く、最も古くからあるタッチ技術です。タッチスクリーン携帯はほとんどがこれ、タブレットにも数多く応用されてます。代表格は任天堂DS。

仕組み : 一番底にガラスのレイヤー(層)があって、その上に2つのレイヤー(電導用と抵抗用)と、そのまた上にレイヤーが。この一番上のが、みんなの触る表面です。で、スクリーンを押し下すと電導層と抵抗層が触れ合い、各レイヤーの電流の流れが変わる。それで、端末君も「あ、この辺を指かスタイラスで押してるな」と分かるというわけね。

長所と短所 : 抵抗型タッチスクリーンは現在製造コストがものすごく安上がりです。ただひとつの欠点は複数の指を同時に検出するマルチタッチがやりづらいことで、これは圧力で感知するシステムの制約・欠点です。あとひとつの問題はLCD上にさらにタッチ用のレイヤーが幾重にも重なっているので光がかなり遮られてしまう点でしょう。―DSの一番底にあるスクリーンが、表面よりどんだけ暗いか、想像してみてください。

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静電容量方式タッチスクリーン(Capacitive touchscreens)

やや高級感あり。昔はすごく高価だったんですが、コストは徐々に下がってきてます。最近ではみんなも聞き覚えのあるアップルのあの携帯とか、あとはデルのLatitude XTタブレットなどで目にする機会も増えました。

仕組み : 実際の液晶パネルの上にレイヤーをはり、そこに電荷を流してます。人間様も電気の魔術が備わってるのでスクリーンを(指とかで)触ると電気に変化が生じます。それを感知し、どれぐらいみなさんがその電界を荒らしてるか、荒れの集中した場所がどこか測定することで、端末君にも「あ、この辺を指で押してるな」と分かるというわけです。

長所と短所 : 静電容量方式はマルチタッチが格段に簡単、かつレイヤーも少ないので通過できる光の量が多い分、ディスプレイは明るく映えます。ただし全部電場とか電導とかそういうもの使って感知してるので、手袋で触ってもな~んも起きません。また、スタイラス使いたい人には特別な端末が必要。

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赤外線のタッチセンシング(Infrared touch sensing)

一番有名な応用例はMicrosoft-Surfaceですね。先の2つとは若干アプローチが異なります。大型の製品に向いているので、今後あちこちで見かけるようになるかも。特にマイクロソフトの製品か…。

仕組み: 基本的に表面に見える像は、その下から投射したものですね。その像と一緒に赤外線流してます。また、下には赤外線カメラもついていて、光が物体(指、カメラなどなんでも)に反射すると感知して、みなさんが動く通りに、写真やバーチャルな物体をいじる動きにつれイメージ処理を行う、と。

長所と短所 : 良いところは既存の技術で実現できて非常に安上がりなこと。欠点は装置がかさばることですね。Surfaceもテーブルの中に隠したり、ひと工夫必要です。光にも敏感に反応するので、写真でフラッシュたいたり、日差しの強いところに持ってくとダメダメですよ。

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まだまだある!! もっと先をいく技術も少々

弾性表面波システム(surface wave acoustic system)tranducersと反射体を使い、両者の間の超音波に障害が起きる(実際は吸収されるんですが)と感知して、「あ、なんか触ってるな」と分かる仕組み。 長所はパネル内にmetal crap(金屑?)がないので、100%明るくて、すばらしく鮮明です。 チリやベトベトするもので影響が出るので、汚い場所での使用には向いてません。

光学感知技術(optical sensing tech)シャープはじめ各社が発表したプロトタイプのタッチスクリーンでは、これを直接ディスプレイに実装してます。指先でなぞると感知してそのままピクセルに落とすぐらい感度が良く、マルチタッチが簡単になるのに加え、なんせ光学ですからスキャナーとしても使える両用タイプ。今のところ携帯液晶のような小型のものでしか使えませんが、ノートブック並みサイズまで拡大できます。ただしそれ以上のサイズは無理です。もちろん赤外線同様、光には影響受けますよ?

セル内タッチスクリーン(in-cell touchscreen) : OLPCの初代ラップトップ「XO」のエンジニアチームのボスを務めたMary Lou Jepsen女史(Pixel Qi LCD開発会社創業者)が先日、開発中の新技術として教えてくれたのがコレ。LCD本体の基盤にタッチ検出機能を組み込んじゃうもので、普通のLCD並みのコスト&厚さのタッチスクリーンが実現できるのが特長です。

問題はこれを使用するよう特別にコードを組んだ端末でしか動作しないところですね。自宅でDIYしたニセiPhone用に、オンラインで買ってすぐ差し込んで使える…というのとは違います。

でも、この秘伝ソースさえあればOLPCから次に登場するベイビー「 XO-2」は、ありえないぐらい安くなっちゃうんじゃ?

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以上です。タッチスクリーンはこんなところですね。抵抗型と静電容量方式、この2大ポイントさえ覚えておけば今のところは大丈夫です。また新技術がドッと出てくるかもしれませんけどね。

ギズがみなさまの素朴な疑問にお答えする「Giz Explains」シリーズでは、タッチング、フィーリング、スクリーニングその他みなさまの「ここが知りたい」を随時募集中です。タイトル部「Giz Explains」で米版tips@gizmodo.comまでドシドシ(英語で)お寄せください!

 

[写真: Giz Photoshopコンテストより、David Nguyenさんの応募作品]

matt buchanan(原文/訳:satomi)

 

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