4K 15.6インチ液晶・タッチパネルキット(LG LP156UD1)
15.6インチ・解像度4k(3840x2160)のタッチパネル液晶キットです。
要点
- 4k解像度・15.6インチサイズ・タッチパネル
- 10点認識 ガラス製タッチパネル (実用性は4~8点)
- タップ時、液晶への圧力影響の排除
- ケースは改良版13.3インチ・タッチパネルを踏襲
- スイッチ部の操作性向上
とにかく、4k・15.6インチでタッチパネルが使える事が一番の特徴。
ケース設計において目新しい部分は無いので、加工について書くことは対してありません。
外装
いつもの感じなのです。
デザインとか言うほど、13.3インチTPと違いがありません。
液晶
4k解像度・15.6インチ液晶を使用しています。
部品はEbay - ElecRealm氏が販売する部品を使用しています。
4k・15.6インチ液晶の導入
欠点はペンタイル・RGBWであること。
通常のRGB配列と比べると、実解像度が劣る・シャギーが出る問題があります。
その一方でRGBに加えてホワイト(W)が加わっており光量が優れている事。実解像度が劣っていても4k解像度に近い解像度は保てているので、ペンタイル・RGBWの欠点は目立ちにくくなっています。
タッチパネルを構成する部品としても、適度な画面サイズになっています。
操作のしやすさと画面を見やすさを両立しています。
余裕をもって操作を出来る画面サイズでありながら指が届く操作のしやすさ。
15.6インチ操作するのに距離を取りつつも、視界内に画面が収まるサイズです。
以前制作した13.3インチTPと応答速度は同じですが、解像度・光量ではこちらが勝っています。
こえらが寄与して、映像の残像感も目立ちにくくなっています。
タッチパネル
画面サイズは大きくても、入力をちゃんと拾ってくれます。
反応・認識
ゲーム操作に不満が無いレベルでの性能があります。
10点認識が可能です。
コントローラー 感度
※追記
試作用に入手した部品のみに発生した問題でした。提供分に以下の問題は発生しません。
操作・入力量が増えるとハングアップして、2秒ほどフリーズします。
タッチ点数が多いと入力量が増える。処理が追いつかないのが原因のようです。
10点くらいだと、すぐフリーズします。4点くらいなら問題ありません。
4点なら『こんなに長く入力する事って無いよな』くらいまで入ります。
片手指5点くらいになると、指一本辺りの圧力が減って認識が落ちます。
意識して押し込まないと、入力が入りにくくなる。といった具合で意識しないと操作できません。
上のテストでも8点辺りから反応が怪しいので、力を掛けて認識させています。
左手薬指の反応が途中で抜けはじめているので、力を掛け直しています。
片手だと指3本、両手だと指4本くらいなら問題ありません。
そこまでの入力を求めるアプリはあまり無いので、恐らく支障は無いかと。
※スマホ向けアプリは端末を持って操作するのが前提で2点操作のものが多い、4点もあまり無い。
サイズ比較
サイズ比較用に。
『Nvidia Shield K1』と『2k 13.3インチ タッチパネル』です。
タッチスクリーン部品
Greentouch社・海外代理店から調達した部品を使用しています。
スクリーン部はGreentouch社製。
コントローラーはTouchKit社製 (EETI IC x2)。
スクリーンは静電容量方式。
表裏側ともにガラス構成。硬度6H。厚さは1.5mm。
コントローラーはUSB接続。識別解像度は4096x4096。
対応OSはWindows10・Android6.0/7.0で確認。
認識は10点まで可能ですが、上記の説明のとおりです。
調達
複数種扱っている所に使用感を相談して、オススメということで上記の部品に決めました。
メーカーやコントローラーIC種、シングル・デュアルIC構成の違いで、操作感に違いが出るそうです。
※全てを調査した訳では無いので、他の部品の使用感などわかりません。深掘りをしていません。
コーティング
コーティングが施されてないので、こちらでフッ素コート剤を添付します。
ガラスポリマー入り、使い切れないことで有名なヤツです。
メーカー品のコーティングしてあるタブレットに比べると、滑りは劣りますが、まめにメンテナンス・コーティングして維持できるので、実用性で見ると同じくらいです。半月くらいで効果が落ち始めますが、気が向いたらコーティングしておく感じでメンテナンスをすれば、十分使っていけます。
タッチパネルケーブル取り回し
FPCがスクリーン部に直付けされていてケーブルは外せません。
根元部分もキツく曲げると付け根がもげます。
ケース設計するのに、FPCの位置が最悪なので苦慮しました。
今回、ベゼル枠以上に外側に出てしまう分は、パームレスト代わりの蓋を設けて隠蔽。
配線は一旦手前側を経由。手前からケース背面のコントローラーまでケーブルを導く。
取り回しがみっともないのですが、ケーブルを手前側からグルッと背面側に回り込ませています。
パームレスト
パームレスト部分は黒色・マットなので、汚れが目立ちにくくなっています。
もし傷んだり汚れたら、貼り直しや交換できるようになっています。
パームレスト部分は2mm厚のアクリルを使っています。
スクリーン部分よりも高さが出てしまいますが、FPC部分の保護のため強度のある2mmアクリルを使用しています。
スクリーン・液晶の座標合わせ
スクリーンは電極をガラスで挟む形で構成されています。
その部分の段差を利用して、スクリーン・液晶の座標位置の基準を定めています。
また操作時の座標ズレを抑えるため、段差に落とし込んで液晶との距離を詰めています。
液晶側もスクリーンになるべく近づけるため、スペーサーを挟んで液晶を持ち上げています。
液晶固定には低頭ネジを使用して、ネジ頭がスクリーンに当たらないようにしています。
タッチ時、液晶への影響
スクリーンを相当強く押し込まない限り、液晶表示への影響は出ません。
13.3インチTPでは操作時、液晶が押し込まれて表示に影響が出ていましたが、今回はありません。
今回は液晶とスクリーン部品が別々になっている事。
強度のあるガラス製スクリーンを使っているためです。
ガラスは2mm厚で剛性があるため、スクリーンを押し込んでも液晶表示に影響が出ません。
座標
座標調整用に、スクリーンと液晶を少し動かせるだけの遊びを設けています。
2.0mm厚ガラスで厚みがある分、視差や意識との座標ズレが出てしまいますが、操作感への影響はありません。
もし15.6インチ 4k液晶の1pixel分の細さのペン・指で操作出来るなら別ですが…。
画面サイズが大きく、距離を取って操作をするので、これらのズレは微々たる差になります。
位置合わせ・座標調整も神経質にならずとも大丈夫です。
スイッチ・ケーブル
低傾斜で使う際にスイッチ部分が隠れないよう、操作部分はユニット部分とは分離してあります。
スイッチ基盤を側面側に寄せてあり、正面から背面側に手を回した際、操作しやすくなっています。
側面に寄せている分、指を深く潜り込ませないでも、操作が出来ます。
左は以前制作した、普通の4k15.6インチ用ケース。
デザイン上、ユニット部に内蔵すると一体感が出て良いのですが、今回はタッチパネルとして使うため、低傾斜・寝かせ気味に使うとスイッチがテーブル面に近く、指を潜り込ませるスペースを確保する必要がありました。また中央部に寄せると操作位置も遠るため、敢えて側面側に近い位置に配置してあります。
幸いなことに。
スイッチがタッチセンサー式かつ、基盤の厚みが無いので分離しても容易に部品を収める事ができました。
その他、いつもの
いつもの所。
目新しさが無い・使う上で知らなくても差し支えない所。
タッチスクリーン保持
液晶上にスクリーンを配置するため、ケース側が液晶上に張り出す形になっています。
液晶とスクリーンの間を詰めるため、張り出し部分はレーザーカッター・彫刻で極力削ってあります。
この部分は液晶の熱の影響を受けやすい位置にあるため、バックライト光量最大・7日間連続稼動テストして強度を保てることを確認済みです。
ベゼル
細いベゼル部分は2mm厚アクリルを2枚接着。実質4mm厚になっています。
接着で強度が出るので、ベゼル幅を4mmまで詰めてあります。
外形設計
ケースはタッチスクリーン外形に合わせて一体感を出しています。
ケース外形をスクリーンよりも1mm程度大きめにしてあり、側面側からの衝撃対策になっています。
ぶつけた際、先にケースが当たって、なるべくスクリーンが割れないようになっています。
放熱
液晶ユニット部からの熱を逃がすため、背面部分にスリットを設けています。
今回はタッチパネルのFPCケーブルを背面に回している都合、中央部にスリットを設けていません。
そのため、液晶背面側になるべく空間を設けて、そこから横方向に熱を逃す流れを作っています。
液晶自体も持ち上げて空間を広げてあるので、内部の温度の影響は緩やかになっています。
ケーブル接続位置
接続ケーブルは背面ユニット部・側面に配置してあります。
液晶利用時、ケーブルが視覚的に邪魔にならない位置になっています。
アクリル
露出部分はマットアクリルを使用。汚れが付きにくくなっています。
スタンド
スタンドパーツを付けて、低傾斜で利用出来るようにしています。(オプション扱い)
ケースパーツの分割
これは本当にどうでも良いかな…。画像撮ったので一応。
背面ユニット部分はケースの組み立てとケーブル接続がしやすいように、分割構造になっています。
アクリル量を減らさないことで最背面からの圧力がかかった際、中央部が落ち込まないようにする…強度を保つための支柱の役目もあります。
接着
ベゼル部分で先に書きましたが。
部分的に接着を用いて強度を上げています。
13.3インチTPで用いた物と同じです。
組み立て順序
組み立て順序が入り組んでるので、組み込み順の参考に。
組み立ての際は、部品が所定位置に収まっており、部品ごとの干渉を確認しつつ作業して下さい。
最初に。液晶にEDPケーブルを接続して、根本付近で折り返します。
挿入の加減は挿入位置・ロック位置・コネクタの接点が確立しているかで判断します。
L3部品を用意。(前面から数えて3枚目の部品レイヤー)
L3にある、EDPケーブル用のスリットにケーブルを通しつつ、液晶をセットします。
液晶の四方にあるマウント金具と、L3に設けてある液晶固定用のネジ穴と合わせる。
フロートスペーサーと、M2 低頭ネジ8本を準備。
液晶をスペーサー・ネジを使ってL3にマウント。
L2部品を用意。
L2をセット。(載せるだけ)
L1を用意。
L1をセット。(載せるだけ)
次の作業が見やすいように、位置転換。
タッチスクリーンを用意します。
ここで必要に応じて両面テープを付与します。
最初はまず動作確認・仮組みで行いたい場合は、マスキングテープなどで固定して行ってください。
両面テープだと、後からやり直したい場合に剥がすのに苦労します。
タッチスクリーンのケーブルは、取扱に注意してください。強く引っ張ったり、ケーブルをパネル表面側に回すなど、根本部分に負荷の無いようにしてください。(igzo 7インチを破損させた経験が)
画像左側、L1-L3に設けてある、タッチスクリーン・FPC用のスリットにFPCケーブルを通します。
この時、タッチスクリーンを両手で保持して作業してください。
無理してケーブルを通そうとすると、破損する可能性があります。
ケーブルを通すのに、ケースを持ち上げて作業を行うと片手が塞がって作業しにくくなります。
予めケーブルを通す空間の確保として、ケース下にペットボトルのキャップx4などを入れて、ケースの下に空間を持たせておくと作業がしやすくなります。
FPCケーブルを背面に回します。
ここから裏返して作業をするので、その準備をします。
ガラスに傷が付かないよう、タオルなどを敷いて作業をします。
タオルと一緒にひっくり返して、ケースを裏返します。
EDP・FPCケーブルはこのような感じになってるはず。
L4(黒マット)を用意。
EDP・FPCケーブルをL4に通します。
スタンド用のナットを入れる場合は、ここで挿入しておきます。
メイン部・外周側をネジ止めします
ここから背面ユニット部分の作業になります。
L5をセットする前に、スイッチ基盤の裏面の干渉を確認しつつ、スイッチ基板を仮置きします。
L5をセットして、EDP・FPCケーブルも通します。
L6(黒マット)をセット。(置くだけ)
L5・L6の中央の部品を用意。ポリカネジM3で固定。
コントローラー・映像基盤を用意。
基盤をポリカネジで留めた後、それぞれのケーブルを接続します。
EDP・FPC・スイッチケーブル。
USBケーブルを用意。
基盤側をポリカネジで固定。コントローラー側のケーブル接続します。
ケーブルホルダーを差し込んで、ケーブル類を固定。
L7・L8をセット。
L9をセット。
L10セット後に、Vesa・三脚用ナットを挿入。
L11をセット。
L12(黒マット)をセット。
ユニット部外周をネジ止めして完了。
◆レイヤー
部品構成の参考に。
蛇足
8kデレステPCのエントリー、まとめるの遅くなって面目ないです。
終わるはずだったのですが、続くので後でまとめて書きます。
制作物絡んでるので、そっちが終わってません。いつもこんな事、言ってる気がします。
このタッチパネル、当初は使えないかもと言ってましたが、ケース設計ミスが原因でした。
試作品はセンサー部分にネジが接触・短絡していました。とっても間抜けです。
こんなんで出して良いのか迷うのと、そりゃいらねーなと思われる所は毎回理解しているのですが。
出来る・出来ないの間で迷って何年も形にしないまま、手を動かさないまま時間を掛けるよりは、半端さがあっても、まず出すだけ出したほうが良いかなという感じでやってます。これで良いのか？ 何やってんだ？とは自らも思いますが。
別のサイズを出すか未定ですが、もしまたTP作る事があれば、動作確認の協力をお願いするかも。凄くお願いしたい。昨年12月にこの試作品の事を書いてましたが、あれから確認する時間を取れなくて動作確認作業が進まずに躓いたので。
手にできる物をプロダクト・アウトするって。
クラウドファンディングと外注以外なかりですが、自分で作る道ってあんま無いんですかね。
画像余ってしまった。
