터치 기술 소개

【터치의 원리】

펜이나 손가락이 모니터에 닿을 때 센서(Sensor)가 신호를 출력하게 되면 컨트롤러가 컴퓨터에서 인식할 수 있는 디지털 신호로 변환합니다. 컴퓨터에서 드라이버 프로그램을 실행해 각각의 신호 요소를 통합 및 컴파일한 후, 최종적으로 모니터에 출력하여 손가락이 터치하는 위치를 표시합니다.

터치 패널은 감지 원리에 따라 다음과 같이 분류할 수 있습니다: 
• 감압식 (Resistive Touch Panel)
4 Wire /5 wire / 8 wire Resistive Touch Panel
평면 감압식(Flat-Surface Resistive Touch Panel)

• 정전용량식(Capacitive Touch Panel)
표면 정전용량식(Surface capacitance Touch Pane)
프로젝티드 커패시티브(Projected Capacitive Touch Panel) PCAP

• 전자기식 (Electromagnetic Touch Panel) 

• 파동식
음파식(Surface Acoustic Wave)
적외선식(Infrared Touch Panel)

【감압식 터치 패널】

감압식 터치 패널은 일반적으로 4선/5선/8선으로 구분되며 각각 X축과 Y축을 대표하는 상층 투명 전도 필름(ITO film) 및 전도 유리(ITO glass)로 구성되어 있습니다. X와 Y층 패널 사이는 닷 스페이서(Dot spacer)로 간격을 유지하며 자기장이 생성되는데, 압력을 가할 경우 상하층의 전극이 접촉해 회로 및 저항이 변화하고 이때 컨트롤러가 전압의 변화를 감지해 접점의 위치를 산출해 냅니다. 가격이 저렴하고 설치가 용이해 시장에서 통용되는 터치 기술의 하나가 되었습니다.

간단히 설명하자면, 감압식 모니터는 손가락 또는 펜 끝과 같은 외부적인 압력에 의해 상층부가 오목하게 들어가 하층부와 접촉하고, 이때 발생하는 전압의 변화를 감지해 출력 명령을 내리는 방식입니다.

장점 : 저렴한 가격, 낮은 기술력, 통용성, 험준한 환경에서도 장갑을 끼고 사용 가능
단점 : 표면의 경도가 낮아 누르면 꺼지거나 둔감해지기 쉬우므로 장기간 또는 까다로운 환경에서 사용하기에 적합하지 않음

【정전용량식 터치 패널】

정전용량식 터치 패널은 표면 정전용량식과 프로젝티드 커패시티브로 나뉘지만 그 구조는 매우 유사합니다. 유리나 필름재에 투명전도체(ITO, Metal Mesh, Nano-wire 등)를 사용해 망선(레티클)이나 인쇄(스크린)의 제조과정에 사용함으로써 X축과 Y축을 대표하는 라인을 만들어 냅니다.

컨트롤러는 각각 1개의 X축 채널을 구동하며 각 Y축 채널의 신호를 스캔합니다.
손가락이 패널에 닿을 때 전도성을 띄는 손가락이 XY축과 교차하여 정전용량식 변화를 일으키게 되는데, 이때 컨트롤러가 터치 패널의 정전용량 변화를 스캔하여 손가락 터치 지점의 좌표 위치를 계산합니다.

표면 정전용량식과 프로젝티드 커패시티브 터치 패널의 가장 큰 차이는, 프로젝티드 커패시티브 방식이 IC 배합을 통해 멀티 터치(Multi-touch) 및 Z축 인식을 지원한다는 데 있습니다. 또한, 독특한 터치감도와 고내구성, 광학투명도가 높아 좁은 베텔이나 평면 패널 디자인도 연출할 수 있어 시장의 주류 디자인으로 활용되고 있습니다.

장점 : 뛰어난 민감도와 표면 경도, 광학 투과율

【정전용량식 터치 패널의 구조】

정전용량식 터치 패널은 기본적으로 터치 센서(Touch sensor), 커버 렌즈(Cover lens), IC 컨트롤러(IC Controller)의 세 부분으로 구성됩니다.

Touch sensor와 Cover lens의 구조는 다음과 같이 분류할 수 있습니다:

【전자기식 터치 패널】

기본 원리는 전자기 인식 방식을 토대로 전자기펜을 신호 송신, 전자기판을 신호 수신용으로 활용합니다. 양자가 접근해 전자기량에 변화가 발생했을 때 이를 토대로 위치를 산출합니다.
• 전자기식 터치 패널은 반응성이 뛰어나며 Z축 인식이 가능해 그림 그리기, 손글씨 인식 등에 활용됩니다.

【파동식 터치 패널】

파동식 터치 스크린은 크게 표면 음파와 적외선의 두 가지로 분류할 수 있으며 그 원리는 매우 유사합니다.

• 표면 음파식 터치 기술은 터치 패널 X축과 Y축에 설치된 트랜스듀서(transducer)를 이용해 음파를 송수신합니다；컨트롤러는 송출기 발사단까지 신호를 보낸 뒤, 패널 주변을 도는 음파 반사 스트랩을 활용해 신호를 컨트롤러로 되돌려 보냅니다.유리기판 가장자리 부분에 초음파 송신기와 수신기를 설치하면 기판의 네 변에 반사 스트랩을 장착할 수 있습니다. 손가락이나 연성물질이 터치 패널에 닿을 때 초음파를 막게 되어 신호 강도가 약해지게 되는데, 이 신호의 감쇄 전후를 비교해 터치 위치를 측정하는 방식입니다.

• 적외선식 터치 기술은 직사각형 광속 테두리의 네 변에 적외선 송신기 및 수신기를 설치하여 작동 시 적외선 메쉬를 형성합니다. 사용자가 패널을 조작할 때 적외선 신호가 차단되는 양을 센서에서 측정해 어떤 각 센서의 신호 강도를 측정해 터치 위치를 측정하는 방식입니다.

장점 : 전류, 전압, 정전기의 간섭을 받지 않음
단점 : 오염, 먼지, 기름때, 액체류에 의한 방해파동의 영향을 받아 오판을 일으킬 수 있음

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