産業用タッチスクリーンの精度が低い？ タッチオフセットとドリフトの修正方法

オペレーターが1つのボタンをタッチしたにもかかわらず、HMIが別のボタンを起動してしまった場合、必ずしもタッチスクリーンに不具合があるとは限りません。この不具合は、表示マッピング、画面の回転、キャリブレーションデータ、機械的な圧力、あるいはホストアプリケーションによるタッチ座標の変換方法に起因している可能性があります。.

最初のステップは、再校正を行うことではありません。エラーのパターンを特定することです。.

一貫したオフセットは、通常、マッピングやキャリブレーションの問題を示しています。ランダムな動きは別の原因を示しており、通常は電源、アース、電気ノイズ、あるいは不安定なタッチ信号などが考えられます。.

このガイドでは、反応はするものの、誤った位置情報を返す産業用タッチスクリーンについて解説します。LCDの表示に異常がなく、タッチ操作にまったく反応しない場合は、当社の 産業用タッチスクリーンの反応がない場合のチェックリスト. カーソルが飛び跳ねたり、勝手にクリックされたり、近くの機器の起動に合わせて変化したりする場合は、以下の手順に従ってください。 タッチスクリーンの干渉試験.

クイック診断：エラーはどのような状態ですか？

設定を変更する前に、フルスクリーンのタッチテストを行ってください。画面全体にゆっくりと水平線と垂直線を描き、中央と四隅をタップしてください。実際のアプリケーションで使用するのと同じ指、手袋、またはスタイラスを使ってテストを行ってください。.

目に見えるもの	最も可能性の高い方向
報告された点は、あらゆる場所で同じ距離と方向だけずれている	ディスプレイのマッピングまたはキャリブレーションオフセット
左が右になり、上が下になったり、軸が入れ替わったりする	回転、軸の反転、または座標変換の誤差
中心部は正確ですが、端に向かって誤差が大きくなります	不完全なキャリブレーション、不適切なスケーリング、または抵抗膜式タッチパネルの直線性の問題
不正確なのは、固定された領域のうち1つだけです	局所的な圧力、センサーの損傷、電極の故障、またはアセンブリ内部の汚染
指が滑らかに動いているにもかかわらず、トレースが不規則になったり、飛び跳ねたりする	電源ノイズ、接地、EMI、ケーブル結合、またはコントローラの調整
ベンチ上ではタッチ操作が正常に動作しますが、取り付けた後は動作が変化します	ベゼルへの圧力、筐体との接触、接地、または最終システムへの統合
タッチは位置がずれているというよりは、強度が弱い	座標のキャリブレーションではなく、感度の問題です

この分離は重要です。再校正によって座標変換を修正することはできますが、損傷したセンサーを修復したり、電気ノイズを除去したりすることはできません。.

「タッチ精度」が実際に意味すること

タッチコントローラはX-Y座標を送信します。その後、オペレーティングシステムまたは組み込みアプリケーションが、その座標を表示画像上の位置にマッピングします。正確な動作のためには、これら2つの座標系が一致している必要があります。.

したがって、オフセットは以下の3つのレベルで発生する可能性があります：

1. タッチレイヤー： センサーまたはコントローラが、誤った座標や歪んだ座標を報告する。.
2. システム層： ホストがタッチデバイスを、誤ったディスプレイ、解像度、または向きに割り当ててしまう。.
3. アプリケーション層： HMIソフトウェアが、誤ったスケーリング、回転、または座標変換を適用しています。.

オペレーティングシステム上ではポインタの位置が正しいのに、ある特定のHMIアプリケーション内でのみ誤っている場合、タッチハードウェアが原因である可能性は低いと考えられます。部品を交換する前に、そのアプリケーションの外でテストを行ってください。.

PCAP方式と抵抗膜方式のタッチスクリーンは動作が異なる

投影型静電容量式タッチスクリーン

適切に統合されたPCAPタッチスクリーンは、通常、工場出荷時に設定済みのため、ユーザーによる定期的なキャリブレーションは必要ありません。Windowsシステムでは、多くのUSB PCAPコントローラが標準的なHIDタッチデバイスとして動作します。.

PCAP画面に固定オフセットが表示された場合は、まず以下を確認してください：

• タッチデバイスが正しいモニターに割り当てられているかどうか
• タッチ設定の作成後にディスプレイが回転されたかどうか
• コントローラのファームウェアが、センサーのサイズおよび向きと一致しているかどうか
• カスタムアプリケーションが独自の座標変換を適用しているかどうか
• その問題は、ユニットが筐体に設置されてから初めて発生したのか

すべてのPCAPの精度に関する問題が、Windowsのキャリブレーションツールで解決できるとは限らない。一部のPCAPコントローラについては、工場出荷時の設定、あるいはコントローラメーカーが提供するユーティリティを使用する必要がある。.

抵抗膜式タッチスクリーン

抵抗膜方式のタッチスクリーンは、コントローラの生データを表示座標に変換するキャリブレーションマトリックスに、より直接的に依存しています。コントローラ、コンピュータ、オペレーティングシステム、またはディスプレイの向きを変更した後は、再キャリブレーションが必要になる場合があります。.

4線式抵抗膜方式のスクリーンでも、フレキシブル導電層が摩耗するにつれてエッジ誤差が増大することがあります。5線式抵抗膜方式は、位置測定が主にガラス基板に基づいて行われるため、一般的に座標の安定性がより高く保たれますが、それでも適切なコントローラと校正データが必要です。.

正しい順序でのトラブルシューティング

1. タッチ操作が正しいディスプレイに割り当てられていることを確認してください

これは、2台以上のディスプレイを接続したコンピュータにおける最初の確認事項です。タッチモニターは、タッチ入力が別の画面に割り当てられている場合でも、正しい画像を表示することができます。.

オペレーティングシステムのディスプレイ識別機能、またはコントローラメーカーのユーティリティを使用して、各タッチデバイスを対応するモニターに割り当ててください。また、もう一方のモニターを一時的に外すことも、比較テストとして有効です。.

問題が画面全体に均一な範囲で生じている場合は、筐体を開ける前に次の手順を行ってください。.

2. 解像度、向き、およびアプリケーションの拡大縮小を確認する

以下の点を確認してください：

• オペレーティングシステムは、設定されたディスプレイ解像度を検出します
• 横向きまたは縦向きは、実際の設置方法に合わせます
• 表示されている画像に合わせて、タッチの向きも変わりました
• グラフィックの回転ユーティリティは、オペレーティングシステムの設定を上書きすることはありません
• HMIアプリケーションは、現在の画面サイズを使用します

正しく実装されたHIDタッチアプリケーションでは、OSの標準的なDPIスケーリングによって物理的な位置ずれが生じることはありません。ただし、古いHMIソフトウェアやカスタムHMIソフトウェアでは、解像度やスケーリングの変更後にタッチ位置の計算が正しく行われない場合があります。この不具合が特定のプログラムでのみ発生する場合は、基本的な描画アプリケーションやタッチテストアプリケーションと比較してみてください。.

3. 正しい方法に従ってリセットまたは再校正を行う

再校正を行う前に、ユーティリティで可能であれば、既存のコントローラー設定を保存してください。その後、そのタッチ技術およびコントローラー向けに指定されている方法に従ってください。.

キャリブレーション中は：

• モニターは、最終的な使用時の向きを保ってください
• 指定された入力方法を使用してください
• すべてのターゲットの中心を正確にタッチしてください
• 画面の上に、もう片方の手や導電性のある物を置かないでください
• 必要に応じて、キャリブレーションデータを保存し、アプリケーションを再起動してください。
• 中央、端、および角を再度テストしてください

キャリブレーションが正常に完了した直後に同じオフセット値が再び表示された場合は、その手順の繰り返しを中止してください。その原因は、キャリブレーションデータの欠落ではなく、マッピング、設定、機械的な組み立て、あるいはハードウェアにある可能性が高いです。.

4. 設置前と設置後の画面を比較する

ベゼルへの加圧が不均一だったり、FPCが挟まっていたり、接着剤が堆積していたり、アクティブエリア付近に金属が接触していたりすると、タッチ動作に異常が生じる可能性があります。同じユニットについて、以下の2つの条件でテストを行ってください：

1. 柵の外のベンチの上で
2. 製品用ベゼル、ケーブル、電源、アースがすべて取り付け済み

組み立て後にのみ特定の局所的な不具合が発生する場合は、取り付け力を均等に緩め、周辺部、FPCの配線経路、および背面構造を点検してください。コントローラの感度を繰り返し変更して問題を解決しようとせず、まず機械的な要因を取り除いてください。.

5. コントローラの設定がセンサーと一致していることを確認する

コントローラは、本来は異なるセンサーサイズ、チャンネル配置、カバーガラス積層構造、または向き用に設計されたパラメータを使用しながらも、USB または I²C 経由で通常通り通信を行うことができます。.

これは、特に以下の状況においては重要となります：

• タッチコントローラーの交換
• センサーのサプライヤーまたはリビジョンの変更
• 機械設計の見直しにおけるタッチパネルの回転
• エアボンディングから別のスタックへの変更
• ファームウェアの更新
• タッチケーブルの延長または交換

センサーの部品番号、コントローラの型番、ファームウェアのバージョン、および設定ファイルを、互いに一致する一組として確認してください。.

6. 座標が不安定な場合にのみ、干渉を調査する

電気ノイズは通常、ジッター、線の途切れ、座標の乱れ、誤タッチ、あるいはモーター、インバータ、リレー、充電器、電源に関連する問題を引き起こします。通常、画面全体にわたって完全に再現可能なオフセットが生じることはありません。.

トレースが不安定な場合は、正常であることが確認済みの独立した電源、短い直接接続ケーブル、およびクリーンなベンチ環境を比較してください。条件は1つずつ変更してください。完全な絶縁手順については、当社の タッチスクリーンの干渉に関するガイド.

7. 故障の原因がスクリーンにあるのか、それとも機械にあるのかを特定する

可能な場合は、A/Bテストを実施してください：

• 正常であることが確認済みのホスト上で、不具合が疑われるタッチアセンブリのテストを行う
• 正常に動作することが確認済みのタッチアセンブリを、元の機械でテストする
• ケーブル、電源、およびソフトウェアの状態を適切に管理してください

故障が「ワンタッチアセンブリ」に起因する場合は、そのセンサー、コントローラー、ケーブル、および設定を確認してください。故障が機械本体に起因する場合は、ホストのマッピング、ソフトウェア、電源、接地、および機械的な設置状況を確認してください。.

校正を行っても問題が解決しない場合

次のような場合、キャリブレーションを行っても問題が解決しない可能性があります：

• ひび割れ、層間剥離、または局所的な電極の不具合が確認できる
• 組み立て時の圧力が解除された後も、ある部分が歪んだままになっている
• クリーンなベンチ用電源を使用しても、生座標は不安定です
• コントローラが誤ったセンサー設定を使用しています
• タッチポイントは、オペレーティングシステム上では正しいが、HMIソフトウェア上でのみ間違っている
• 近くの電気負荷がオン・オフするたびに、エラーの内容が変わります
• 抵抗膜方式のタッチパネルに、端部の著しい非直線性や表面の摩耗が生じている

その段階では、再度の校正を試みるよりも、交換やサプライヤーレベルでの設定変更の方が効果的である可能性があります。.

OEMメーカーが生産前にタッチオフセットを防止する方法

精度は、単体のサンプルだけでなく、完成した装置全体で検証する必要があります。.

大量生産の前に：

• 完成した筐体の中央、縁、および角を点検する
• 製品が回転に対応している場合は、横向きと縦向きの両方のモードをテストしてください
• サポートされているすべてのオペレーティングシステムを検証し、構成を表示する
• 承認済みのタッチコントローラ、ファームウェア、および構成のリビジョンを固定する
• 製造用ベゼルと接着剤に、圧力が均一でない箇所がないか確認してください
• 受入基準として、全画面のラインテストを記録する
• 必要に応じて、温度、振動、または輸送に関するバリデーション実施後に試験を繰り返す

光学ボンディングは、ディスプレイの視認性や機械的な統合性を向上させる可能性がありますが、正しい座標マッピング、コントローラの設定、あるいはキャリブレーションの代わりにはなりません。.

タッチスクリーンサプライヤーに送るべきもの

明確な検査記録があれば、診断にかかる時間を大幅に短縮できます。以下を提示してください：

• 指と、報告されている接触点が同時に映っている動画
• 中央、端、および隅を網羅した全画面描画テスト
• タッチ技術：PCAP、4線式抵抗膜方式、または5線式抵抗膜方式
• タッチセンサーおよびコントローラの品番
• コントローラのファームウェアおよびドライバのバージョン
• オペレーティングシステムとホストハードウェア
• ディスプレイの解像度と向き
• シングルディスプレイ構成またはマルチディスプレイ構成
• そのエラーが修正済みか、局所的なものか、あるいはランダムなものか
• ベンチテストおよび最終筐体試験の結果

Eagle Touchでは、センサー、コントローラー、ファームウェア、ケーブル、ホストマッピング、および機械的な設置を、1つのシステムとして総合的に検証することができます。OEMプロジェクトの場合は、複数の部品を交換する前に、テスト動画と設定の詳細を弊社までお送りください。通常、制御された比較試験を行う方が、部品を繰り返し交換するよりも早く原因を特定できます。.

よくあるご質問

PCAP方式のタッチスクリーンは、定期的なキャリブレーションが必要ですか？

通常は、必要ありません。正しく設定されたPCAPシステムであれば、定期的な校正を行わなくても座標マッピングを維持できるはずです。ただし、ホストの変更、ディスプレイのレイアウトや向き、ファームウェア、あるいはコントローラの設定を変更した後は、再校正や再マッピングが必要になる場合があります。.

なぜ中心部は正確なのに、端の部分は正確ではないのでしょうか？

端部に向かって誤差が大きくなる場合は、キャリブレーションが不完全である、変換が正しくない、抵抗膜式スクリーンの非線形性、あるいは周辺部付近の機械的応力が原因である可能性があります。キャリブレーションと圧力の影響を区別するため、アセンブリを緩める前と後にそれぞれテストを行ってください。.

EMIによって、タッチポイントが間違った場所に表示されることはありますか？

はい、しかしEMIは通常、単一の固定オフセットではなく、不安定な、あるいは変動する座標を生成します。ランダムな動きについては干渉の問題として調査すべきですが、再現性のあるオフセットについては、まずマッピングやキャリブレーションの問題として確認する必要があります。.

画面を回転させた後、タッチの位置が変わってしまったのはなぜですか？

表示された画像とタッチ座標系が、一緒に回転されていない可能性があります。OSの向き、タッチマッピング、およびアプリケーションレベルでの変換設定を確認してください。.

光学ボンディングによってタッチオフセットは修正されるでしょうか？

いいえ。光学ボンディングでは、不適切なキャリブレーションマトリックス、ディスプレイマッピング、または座標変換は修正されません。これらの項目については、直接診断を行ってください。.