このタッチ・スクリーンの例の形状は参考文献[1]から引用したもので、z = 0のXY平面に3つの駆動電極、z = 254μmのXY平面に4つの検出電極で構成されています。図1に示す構造は、内蔵のジオメトリツールを使用してXFdtdで生成されます。まず、2Dシートボディを使用してラインの1つを作成し、コピー、貼り付け、再配置によって他の同じラインを作成します。ジオメトリが作成されると、電極の導電率が1x10^4に設定され、上部、中間、下部基板の誘電率が7に設定されます。
図1：3つの駆動電極と4つの検出電極を持つタッチスクリーンの形状。
タッチスクリーンの7x7の静電容量マトリックスは、XFの静電ソルバーを使用してシミュレートされます。7 つの電極は、それぞれに静電電圧ポイントを関連付けることで特定されます。無負荷の場合の SPICE キャパシタンスマトリックスのシミュレーション結果を表 1 に示します。自己キャパシタンス値は対角線上の値に対応し、相互キャパシタンス値は対角線外の値です。
表 1：無負荷 SPICE キャパシタンスマトリックス（fF）。
スクリーンに負荷がかかると、静電容量が変化します。この例では、1mmのスタイラスを追加し、接地されていることを表す0Vの静止電圧を割り当てました。図 2 に示すように、スタイラスは D2S3 ノードの上のスクリーンに接触します。2 回目の静電シミュレーションが実行され、負荷された SPICE キャパシタンスマトリックスが計算されました。荷重をかけた場合とかけない場合の静電容量の変化を表 2 と表 3 に示します。表 2 では、相互キャパシタンスが強調表示され、スタイラスの位置が赤色で示されているため、これが唯一の正 の変化であることが容易に識別できます。表3では、自己静電容量値が強調表示されています。ここでは、負の変化が電極D2とS3のスタイラスの位置を示している。
図2：D2S3ノードで接地されたスタイラス。
表2：負荷時と無負荷時の相互静電容量の変化（fF）。
表3：負荷時と無負荷時の自己静電容量の変化（fF）。
D2に沿った電圧分布を図3に示す。接地されたスタイラスは電圧に顕著な影響を与えるため、静電容量が変化します。
図3：電極に1Vを印加したときのD2に沿った電圧分布。
参考
T.H. Hwang 他, "A Highly Areas-Efficient Controller for Capacitive Touch Screen Panel Systems,"IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol.56, No.2, pp.1115-1122, May 2010.