주요 터치스크린의 특징

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요즘 각종 사물들이 디지털화 되어가고 다양한 입출력 및 통신방식을 채택하고 있습니다. 즉, 스마트폰과는 다른 접근방식을 취해야 한다는 의미죠.

예를들어, 적외선을 이용한 유아용 디스플레이 장치의 경우 디스플레이를 직접 터치하지 않고서, 다양한 근거리 인터랙션으로 입력을 할 수 있습니다.

만물 인터넷 시대는 디바이스의 기술적 이해로부터 시작됩니다. 아래의 내용은 주요 터치스크린의 특징에 대해서 설명한 글입니다.

Types of Touch Screen

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(1) 저항막 방식 투명전극이 코딩된 두 장의 기판으로 구성된다. 손가락이나 펜을 통해 압력을 주 면그 부위의 기판이 구성된다. 손가락이나 펜을 통해 압력을 주면 그 분위의 기판 이 서로 달라붙으며 위치를 인지하는 방식이다.가격이 싸고 정확도가 높다는 단점이있어 PDA, PMP, 네비게이션 같은 소형가전에 주로 쓰인다. 삼성의 햅틱과 대만 HTC의 TyTn ll 와 Touch Diamond 등이 있고 이 기술은 Windows Mobile Professinal을 채용한 휴대폰에서 널리 사용되고 있다. 이는 유리나 투명한 플라스틱 판위에 저항성분의 물질을 입히고, 그 위에 폴리에스 틸렌 필름을 덮어씌운 형태로 되어 있으며, 두 면이 서로 닿지 않도록 일정한 간격으로 절연봉이 설치되어 있다. 동작상태에서는 저항막의 양단에서 일정한 전류를 흘려주면 저항막이 저항 성분을 갖는 저항체와 같이 작용하기 때문에 양단에 전압 이 걸리게 된다.

그림에서 처럼 손으로 접촉을 하게 되면 위쪽표면의 폴리에스틸 필름이 휘어 두면이 접속하게 된다. 따라서 두면의 저항 성분 때문에 저항의 병렬접속과 같은형 태가 되고, 저항 값의 변화가 일어나게 된다. 이때, 양단에 흐르는 전류에 의하여 전압의 변화도 일어나게 되는데, 바로, 이러한 전압의 변화정도로써 접촉된 손의 위 치를 알 수 있다. 특성상 두 면이 닿아야 인식되므로 볼펜이나 기타 물질에 의한 압력에 의해 동작한다.
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(2) 정전용량 방식
인체에서 발생하는 정전기를 감지하는 원리다. 따라서 부도체는 아무리 눌러도 인식하지 못한다. 이 방식은 내구성이 강하고 투과성이 좋으며 반응시간이 빠른 것 이 특징이다. 다만 가격이 비싸고 장갑을 낀 채로는 조작할 수 없는 단점이 있다. 아이팟 터치나 아이폰 등에 사용된 방식으로 애플의 아이폰처럼 멀티터치가 가능 한 방식이다. 스크린의 네 귀퉁이에 전압을 걸어주면 구석에서 발생되는 고주파가 센서 전면에 퍼지게 된다.

아래 그림은 전정용량 터치방식의 구조를 나타낸 것이다. 손가락으로 스크린을 접촉 하게 되면 수신부에서는 변형된 파형이 감지된다. 이를 가지고 콘트롤러에서는 위 치를 계산하게 된다. 이러한 정전 용량방식은 미세한 정전압에도 반응하므로 살짝 만 접촉되어도 감지하며 반응속도가 초당 약270번 이상으로 매우 빠르다.

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(3) 적외선 방식

사람의 눈에는 보이지 않으나, 빛이 갖는 속성상 직진성향을 갖고 있으며, 장애물 이 있으면 차단되어 진행하지 못하는 속성을 이용한 것으로, 발광소자인 적외선 발 광다이오드(Infrared LED)와 수광소자인 포토 트랜지스터(Photo-Transistor)가 서 로 마주보도록 배치하여 Opto-Matrix Frame을 만들고 모니터의 앞 커버 주위에 장착하게 된다.

Opto-Matrix Frame이 장착된 모니터에 손가락과 같이 빛을 차단할 수 있는 물체 로 화면을 선택하면 적외선 발광 다이오드에서 발광된 빛이 손가락에 의해서 차단 되어 반대편의 포토 트랜지스터에서 감지가 되지 않으므로 몇 번째의 Cell에서 차 단되었는지 알아낼 수 있다. 그림은 전정용량 터치방식의 구조를 나타낸 것이다.직진성을 가진 적외선이 장애물을 만나면 차단되는 특성을 활용한 것으로 다른 방 식과 달라 유리기판 1장으로도 구현한 것이 장점이다.
FTIR(Frustated Total Internal Reflection) 방식을 예로 들어본다. FTIR 방식은 빛의 전반사를 이용하는 기술로서 빛의 전반사는 빛이 말한 매질(굴 절율이 큰)에서 소한 매질(굴절률이 작은)로 입사할 때, 입사각이 특정 각도 이상이 면 그 경계면에서 빛이 모두 반사되는 현상을 말한다. 멀티터치 스크린은 기본적으 로 아크릴과 적외선 LED,적외선 CAM, 거울을 사용하여 구성할 수 있다.
34(4) 초음파 방식

초음파를 사용하는 방식으로 표면이 순수 유리재질로 구성되어 투명도가 우수하 다. 손은 물론 장갑을 끼고 사용이 가능하며, 표면 밀착이 가능한 부드러운 물체까 지 동작이 가능하여 다른 방식에 비해 사용하기 편리하다. 패널에 터치가 되었을 때 일부 초음파가 흡수되는 원리를 이용한다. 초음파 내의 이러한 변화가 접촉 위치를 기록하고, 처리를 위해 컨트롤러에 이 정 보를 보내게 되는 방식이다. 순수 유리 터치스크린으로 뛰어난 이미지 선명도, 해상 도를 자랑한다.

표면이 순수 유리재질로 구성되어 투명도가 우수하다. 100% 유리재질로 구성되어 있어 자그마한 표면 손상이나 마모에 의해서도 곧바로 고가의 터치스크린의 수명을 다하는 타 제품에 비하여 표면 손상이나 마모에 전혀 영향을 받지 않는다. 또한 이는 패널표면에 초음파를 방출해 위치를 감지한다. 처리할 때 초음파가 손가락에 흡 수되게 되기 때문에 화면에서 초음파가 약해지는 부위를 인지하는 원리를 이용한다. 이 방식은 패널 투과율이 좋지만 화면이 더렵혀지거나 액체가 묻었을 때 인식 률이 현저히 떨어진다.

한성대학교 김영주, 박유민의 자료를 참조하여 작성된 게시글입니다.

본 게시글은 글쓴이의 주관적인 견해가 포함되어 있습니다.

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