터치스크린
터치스크린(touch screen)은 모니터 위에 설치하여 손가락이나 펜 등을 이용해 단순 접촉하거나 문자 또는 그림을 그려 넣는 등 각종 데이터를 입력해 스크린에 특정 명령을 주는 입력장치이다.
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개요[편집]
터치스크린은 모니터 화면을 손가락이나 스타일러스로 터치해서 조작하는 포인팅 장치로, 터치스크린이 본격적으로 우리의 생활에 큰 영향을 끼친 것은 바로 스마트폰이라 할 수 있다.[1] 과거 물리적 키보드를 이용해서 핸드폰을 사용하던 것이 터치스크린이 등장하면서 스마트폰이라는 혁신적인 제품으로 새롭게 탄생하게 되었다. 이렇게 터치스크린이 우리 앞에 나타난 것이 얼마 되지 않은 것 같은데, 편리함이라는 큰 장점을 내세워 다양한 분야에서 활약하고 있다. 특히 최근에는 자동차 분야에도 터치스크린이 다양하게 사용되면서 두각을 나타내고 있다. 자동차 실내에 복잡하게 눈에 띄는 버튼들은 이제 터치스크린으로 대신한다. 화면을 바꿔가며 수십 개의 버튼을 활용할 수 있으며 심플한 디자인과 고급스러운 분위기 모두 연출할 수 있다. 터치스크린의 발전은 내비게이션을 시작으로 계기판, 스마트키 등 자동차의 다양한 기능을 터치만으로 컨트롤할 수 있는 디지털 환경과 접목되면서 더욱 발전하고 있다. 자동차에 확대되는 터치 기술은 거스를 수 없는 변화의 추세이다. 기능은 많아지고 단순함을 요구하는 시대적 현상을 해결할 수 있는 가장 좋은 방법이기 때문이다. 여기에 각종 커넥티드 기술과 원격 제어를 구현하기 위해서는 물리 버튼을 고집할 수도 없다. 그러나 자동차는 작동하지 않으면 다시 한번 누르면 되는 냉장고, TV와는 다른 물건이다. 운전자와 탑승자 안전이 최우선으로 고려되어야 하므로 해결 방안도 제시되고 있다. 그 진화의 초점은 기술과 운전자의 교감이다. 터치 화면에 손가락을 가까이하면 버튼 화면이 확대되어 시선을 오래 뺏기지 않고도 조작할 수 있다. 또한, 진동과 소리로 작동 여부를 전달하는 햅틱 반응을 적극적으로 활용한다. 동작 후 자동차의 상태변화를 살피지 않아도 된다. 손끝에 전달되는 반응으로 직감할 수 있다. 이처럼 자동차 실내를 뒤덮고 있는 터치 기술은 날로 발전하고 있다. 완전한 자율주행의 기술이 도로를 점령하기 전까지는 안전을 고려한 직관적인 기술들이 꾸준히 진화해야 할 것이다.[2]
종류[편집]
감압식[편집]
감압식 터치 방식은 누르는 힘을 감지해서 그 지점을 좌표값으로 계산한 다음 터치를 하는 방식이다. 저항막 방식이라고도 한다. 감압식 터치스크린은 액정 위에 여러 겹으로 막(스크린)이 쌓여있는 형태로 가장 바깥쪽(손이나 펜이 맞닿는 부위)에는 부드러우면서 흠집에 강한 재질의 막이 있고, 다음에는 충격을 완화해주는 막, 그리고 다음은 입력을 감지하는 투명 전도막(전기가 통하는 얇고 투명한 기판) 2장이 겹쳐있는 방식이다. 사용자가 화면을 누르면, 투명 전도막 2장이 서로 맞닿으면서 생기는 전기적 접촉, 압력에 의해 발생한 전류와 저항의 변화를 감지해 가로와 세로 좌표를 인식한다. 따라서 손가락은 물론, 스타일러스 펜, 손에 쥘 수 있는 거의 모든 것을 이용해 화면을 터치할 수 있으며, 연속된 필기 입력이나 작은 아이콘 터치에도 유리하다. 또한 원리가 간단한 만큼 제조 비용이 많이 들지 않기 때문에 가장 보편적으로 적용되는 터치스크린 방식이기도 하다. 이를 활용한 주요기기로는 닌텐도 DS 등의 휴대용 게임기나 초기 스마트폰 스크린이 대표적이다. 감압식 터치 방식은 저렴하고, 스타일러스 펜으로 필기나 작은 칸에도 글을 쓸 수 있는 것이 장점이지만, 압력을 이용한 방식이기 때문에 오히려 세게 누르면 인식이 되지 않고, 정전식 터치 방식보다 약간 터치감이 둔하다는 것이 단점이다.[3]
정전식[편집]
정전식 터치스크린은 정전용량 커플링 효과를 이용하여 감응하는 방식으로 우리 몸에 있는 정전기를 이용하는 방식이다. 정전용량식 감응이라고도 한다. 액정 유리에 전기가 통하는 화합물을 코팅해서 전류가 계속 흐르도록 만들고, 화면에 손가락이 닿으면 액정 위를 흐르던 전자가 접촉 지점으로 끌려오게 된다. 그러면 터치스크린 모퉁이의 센서가 이를 감지해서 입력을 판별하게 된다. 따라서 화면을 살짝 스치듯 만져도 터치 입력이 가능하며, 여러 접촉 부위를 동시에 인식하는 멀티 터치를 지원한다. 또한 전기가 통하는 화합물인 유전체가 코팅된 액정 유리를 사용했기 때문에 화질이 저하될 염려도 없다. 이를 활용한 대표적인 주요기기는 2021년 기준 요즘 출시되는 대부분의 스마트폰이 있으며, 이들 제품처럼 작은 화면에 효과적인 사용자 인터페이스를 적용하는 데는 정전식 입력 방식이 적합하다. 최근에는 휴대폰보다 화면이 큰 태블릿 PC인 삼성 갤럭시탭, 애플 아이패드 등이 인기를 끌고 있는데, 이들 역시 대부분 감압식이 아닌 정전식 터치스크린을 채택하고 있다. 그러나 정전식 터치스크린도 단점은 있다. 가장 먼저 손가락처럼 전자를 유도하는 물질이 아닐 경우 터치 입력이 불가능하다. 따라서 저항막 방식에서 쓰이는 일반적인 스타일러스 펜을 이용할 수 없으며, 손가락이나 정전식 전용 스타일러스 펜을 이용해야만 한다. 또한 장갑을 끼고 화면을 터치할 수도 없으며, 손가락이 굵은 사람은 작은 아이콘을 터치할 때 어려움이 있을 수 있다. 그뿐만 아니라, 정전식 터치스크린의 내구성은 저항막 방식에 비해 뛰어난 것은 분명하지만, 작은 손상에도 터치스크린이 오작동할 가능성이 높다. 이로 인해 터치스크린 자체를 교체하는 데 드는 비용 또한 상대적으로 비싸다.[4]
적외선식[편집]
적외선식 터치스크린은 주로 ATM이나 키오스크에서 사용되는 방식이다. 상하 중 한쪽, 좌우 중 한쪽에 적외선 발광 다이오드를, 나머지 두 방향에는 센서를 스크린 둘레에 설치해 적외선 격자를 만들고 접촉 시에 적외선이 가로막히는 것을 감지해 접촉 위치를 알아낸다. 적외선 LED를 삽입하는 방식이라 해상도가 떨어지고, 부피가 커지며, 마치 귀신에 씌인 것처럼 핸드폰 혼자 여기저기 터치하여 작동하고 실행한다고 하여 붙여진 이름인 고스트터치 현상이 일어나는 것이 단점으로 지적된다. 예를 들면 손가락 두 개를 동시에 터치하면 터치한 두 지점이 아닌 엉뚱한 곳 하나로 눌리곤 한다.[1]
표면초음파 방식[편집]
표면초음파 방식의 터치스크린은 물질의 접촉 시에 초음파가 흡수되어 감소되는 것을 감지해 접촉위치를 알아낸다. 상하중 한쪽, 좌우 중 한쪽에 음파발생기를, 나머지 두 방향에는 센서를 스크린 둘레에 설치해 초음파 격자를 만들고, 부드러운 물질이 접촉했을 때 초음파가 흡수된다. 정밀도와 해상도가 높으나 다소 가격이 높고 소형화가 어렵다는 것이 단점이다.[1]
위험성[편집]
운전자가 자동차 터치스크린을 사용 시 익숙하지 않은 터치스크린을 조작하다가 전방 주시를 안 하는 경우가 빈번하게 일어나고 있다. 게다가 여러 하위 메뉴로 들어가서 버튼을 조작해야 하는 경우 전방에서 시야를 떼는 시간이 증가하기 때문에 매우 위험하다. 또한 터치감이 아직 하드 키 타입보다 직관적이지 않으며 하드 키 타입은 버튼을 눌렀다는 것을 촉감으로 알 수 있지만, 터치스크린은 촉감 반응이 없어 버튼이 제대로 눌렸는지 2차 확인을 해야 할 수도 있다. 2차 확인을 하게 되는 것 역시 운전자의 주의가 분산되고 전방주시가 이루어지지 않기 때문에 사고로 이어질 가능성이 크다. 운전자의 편의를 위해 다양한 조작 버튼을 터치스크린으로 통합시켰지만 정작 운전자의 주의를 분산 시켜 큰 사고로 이어질 수 있으니 각별히 조심해야 하며 자동차를 구입하고 충분히 조작법을 숙달해야 한다.[5]
테슬라 리콜 사태[편집]
미국 도로교통안전국(NHTSA)이 테슬라(Tesla) 미디어컨트롤 유닛 결함이 터치스크린 미작동으로 이어져 안전에 위험을 줄 수 있다고 지적하면서 2012~2018년 모델S 및 2016~2018년 모델X 차량 15만8000대의 리콜을 요구했다.[6] 테슬라는 차량 내부의 물리적인 버튼 없어 거의 모든 기능을 터치스크린으로 조작하기 때문에 터치스크린이 먹통이 되면 테슬라 차량의 안전에도 큰 문제가 생긴다는 것이 NHTSA의 판단이다.[7] 차량의 미디어 컨트롤 유닛(MCU) 결함이 터치스크린 오작동으로 이어져 사고 위험을 초래할 수 있다. 터치스크린 오작동은 후방 및 백업 카메라의 이미지 구현 실패 등 심각한 안전 문제를 낳을 수 있으며 운전자가 인지하지 못한 상태에서 첨단운전자보조시스템(ADAS) 등의 각종 경고 기능 훼손으로 충돌 사고로 이어질 수도 있다.[8]
신기술[편집]
촉감 다양화 기술[편집]
한국전자통신연구원 인공지능연구소 휴면증강연구실 연구팀이 자동차 전장에 부착되는 디스플레이나 태블릿PC 등의 터치스크린 촉감을 다양화하는 기술을 개발했다. 발광다이오드(LED)를 이용해 다양한 진동 자극을 만드는 기술로 위치에 따라 다른 촉감을 낼 수 있고, 광원 가격을 절감해 소재 크기를 줄일 수 있는 햅틱 기술이다. 햅틱 기술은 스마트폰이나 태블릿PC 화면, 게임패드 등을 이용할 때 느껴지는 진동이 대표적이다. 다만 화면 다른 위치에 손가락을 대도 모두 같은 진동이 느껴진다. 이런 종류의 진동은 모터에 달린 무게추의 움직임으로 만들어내어 기기 전체에 동일한 진동을 전달하기 때문에 세밀한 촉감 구현이 불가능하다. 나노초 펄스 레이저를 이용해 순간적 온도 변화에 따른 충격파로 진동을 다양화하는 기술이 있으나, 레이저 가격이 너무 비싸 상용화되지 못하고 있다. 한국전자통신연구원이 개발한 기술은 손가락의 위치에 따라 모두 다른 진동이 느껴지도록 하는 기술이다. 빛에너지가 열에너지로 전환되는 물리 화학적 원리를 이용하여 광열 변환층이 코팅된 특수 필름에 빛을 쬐면 소재의 열팽창률에 따라 필름이 변형 또는 회복되면서 진동을 일으키는 방식이다. 연구팀은 이 원리를 이용해 1㎠ 단위로 9개 구역을 가진 3×3 형태의 LED 배열을 만들어 각각 구역에서 넓은 주파수 대역의 정밀한 진동 표현이 가능하게 했다. 사람은 100~200㎐ 범위 진동을 가장 민감하게 느끼는데, 높은 주파수는 부드럽게 느끼고 낮은 주파수는 거칠게 느끼기 때문에 대역이 넓을수록 다양한 느낌의 진동을 만들 수 있다. 고가의 레이저 광원 대비 가격 수준도 1만분의 1에 불과하다고 연구팀은 설명했다. 이 기술을 활용하면 다이얼을 돌리는 촉감, 버튼을 누르는 촉감, 미는 촉감 등을 동시에 만들어낼 수 있으며 내비게이션, 미디어, 기계적 공조 등 다양한 기능이 하나로 통합되고 있는 자동차 전장을 비롯해 터치스크린 기기, 디스플레이, 스마트폰 등 다양한 분야에서 상용화가 예상된다.[9]
노터치 터치스크린[편집]
2020년 7월 23일 영국 케임브리지대학교 연구진이 자동차 제조기업 재규어(Jaguar)와 랜드로버(Land Rover)의 합동 연구로 인공지능 기술을 활용한 예측 터치(predictive touch) 특허 기술을 개발하고 이를 이용한 노터치 터치스크린을 선보였다. 예측 터치 기술은 AI와 첨단 센서를 활용해 사용자가 의도한 대상을 예측해 손이 화면에 닿기 전에 올바른 항목을 선택할 수 있도록 도와준다. 터치스크린을 비롯해 대화형 인터랙티브 디스플레이나 제어판 등에도 적용할 수 있다. 비전 기반 또는 무선 주파수 기반 센서를 장착한 동작 추적 장치, 사용자 프로필·인터페이스 설계, 환경 조건 등의 상황 정보, 시선 추적 장치와 같은 다른 센서에서 얻은 데이터를 활용함으로써 사용자의 의도를 실시간으로 유추한다. 실험실 기반 테스트와 주행 시뮬레이터, 도로 기반 실험 등을 통해 이 특허 기술이 스크린 항목 선택의 정확도를 높여, 운전자가 스크린을 조작하는 시간을 최대 50%까지 단축할 수 있기 때문에 운전자의 전방 주시 방해 요인이 줄어 사고 위험을 줄이는 데 기여할 수 있다.[10]
가상 터치식 제스처 제어기술[편집]
기아자동차는 올해 초 미국에서 열린 2019 CES에서 자동차와 운전자가 교감하는 실시간 감정반응 차량제어 시스템(R.E.A.D)을 선보였는데, 바로 이 R.E.A.D 시스템에 적용된 세계 최초 가상 터치식 제스처 제어기술인 브이-터치(Virtual Touch)를 공개했다. 브이-터치 기술은 3D 카메라를 통해 탑승자가 가리키는 손끝을 차량이 인식해 탑승자가 별도의 버튼 조작이나 스크린을 터치하지 않고도 제스처를 통해 조명과 온도, 공조 및 각종 엔터테인먼트 시스템을 제어할 수 있도록 하는 원거리 제스처 제어 기술이다. 손가락을 통한 지시와 간단한 제스처만을 이용해 차량 내 다양한 장치들을 선택하고 조작할 수 있어, 탑승자가 더욱 더 쉽고 편리하게 쾌적화된 실내 공간을 구현할 수 있다. 기존의 시스템이 근거리에서 제한된 운전자의 제스처에만 의존했다면 브이-터치는 탑승자의 손뿐만 아니라 눈을 함께 인식해 정확도를 높인 것이 특징이다.[11]
각주[편집]
- ↑ 1.0 1.1 1.2 〈터치스크린〉, 《나무위키》
- ↑ 석연, 〈안전을 향한 자동차 터치 기술의 진화〉, 《브런치》, 2019-09-17
- ↑ reysion, 〈정전식,감압식 터치스크린 방식식〉, 《티스토리》, 2010-03-18
- ↑ 이기성 기자, 〈손대면 톡하고 반응하는 입력장치 - 터치스크린(Touch screen)〉, 《아이티동아》, 2011-01-25
- ↑ 사용자 21c형Pilot, 〈차량 내 대형 터치스크린, 안전과 혁신 사이의 어떻게 균형 잡아야 하는가〉, 《티스토리》, 2021-01-05
- ↑ 김정은 기자, 〈"테슬라 터치스크린 이상"…독일 자동차청, 결함 조사〉, 《한경글로벌마켓》, 2021-01-25
- ↑ 장주영 기자, 〈1억 넘는 테슬라…美 "터치먹통 사고 위험" 16만대 리콜 요구〉, 《중앙일보》, 2021-01-14
- ↑ 〈미 당국 '터치스크린 오작동' 테슬라 약 16만대 리콜 요구(종합)〉, 《한경자동차》, 2021-01-14
- ↑ 이해성 기자, 〈자동차 터치스크린 촉감 다양해진다〉, 《한경아이티과학》, 2020-07-16
- ↑ 윤영주 기자 , 〈"손대지 않아도 OK"…AI 기반 ‘노터치 터치스크린’ 등장〉, 《한겨레》, 2020-07-26
- ↑ 임세정 기자, 〈기아차, CES서 가상 터치식 제스처 제어 기술 공개…미래 개인 이동수단도 선보인다〉, 《국민일보》, 2019-01-03
참고자료[편집]
- 〈터치스크린〉, 《나무위키》
- 석연, 〈안전을 향한 자동차 터치 기술의 진화〉, 《브런치》, 2019-09-17
- reysion, 〈정전식,감압식 터치스크린 방식식〉, 《티스토리》, 2010-03-18
- 이기성 기자, 〈손대면 톡하고 반응하는 입력장치 - 터치스크린(Touch screen)〉, 《아이티동아》, 2011-01-25
- 사용자 21c형Pilot, 〈차량 내 대형 터치스크린, 안전과 혁신 사이의 어떻게 균형 잡아야 하는가〉, 《티스토리》, 2021-01-05
- 김정은 기자, 〈"테슬라 터치스크린 이상"…독일 자동차청, 결함 조사〉, 《한경글로벌마켓》, 2021-01-25
- 장주영 기자, 〈1억 넘는 테슬라…美 "터치먹통 사고 위험" 16만대 리콜 요구〉, 《중앙일보》, 2021-01-14
- 〈미 당국 '터치스크린 오작동' 테슬라 약 16만대 리콜 요구(종합)〉, 《한경자동차》, 2021-01-14
- 이해성 기자, 〈자동차 터치스크린 촉감 다양해진다〉, 《한경아이티과학》, 2020-07-16
- 윤영주 기자 , 〈"손대지 않아도 OK"…AI 기반 ‘노터치 터치스크린’ 등장〉, 《한겨레》, 2020-07-26
- 임세정 기자, 〈기아차, CES서 가상 터치식 제스처 제어 기술 공개…미래 개인 이동수단도 선보인다〉, 《국민일보》, 2019-01-03
같이 보기[편집]
