터치 디스플레이 기술의 지속적인 발전으로 사람들에게 편리한 조작 방법과 좋은 시각 효과를 제공했지만 터치 조작 중에 사용자에게 촉각 피드백을 제공하는 것은 소홀히 했습니다.
터치스크린은 위치 지정 장치입니다. 사용자는 마우스나 키보드와 마찬가지로 손가락을 사용하여 컴퓨터에 직접 좌표 정보를 입력할 수 있습니다. 터치스크린은 내구성, 빠른 응답성, 공간 절약, 통신 용이성 등 많은 장점을 갖고 있습니다.
이 기술을 사용하면 컴퓨터 디스플레이의 아이콘이나 텍스트를 손가락으로 부드럽게 터치하여 호스트를 작동할 수 있으므로, 인간과 컴퓨터 간의 상호 작용이 더욱 직접적으로 이루어지므로 이러한 기술을 사용하지 않는 사용자에게는 매우 편리합니다. 컴퓨터를 작동하는 방법을 모릅니다. 이는 산업, 의료 및 통신 분야의 제어, 정보 쿼리 및 기타 측면에서 널리 사용되었습니다.
터치스크린의 종류
1. 저항막 방식 터치스크린
아날로그 저항막 방식
아날로그 저항막 방식 터치스크린은 우리가 흔히 " "저항막 스크린"은 압력 감지로 제어되는 터치 스크린입니다.
전도성 기능이 코팅된 두 개의 ITO 플라스틱 필름을 사용합니다. 두 개의 ITO 조각에는 입자 지지대가 장착되어 있어 화면을 누르지 않을 때 두 개의 층 사이에 일정한 간격이 있습니다. ITO이며 비전도성 상태입니다.
작업자가 손가락 끝이나 펜촉으로 화면을 누르면 압력으로 인해 필름이 오목해지고 변형으로 인해 ITO 층이 도체와 접촉하게 되며, 이를 감지하여 해당 전압 변화를 계산합니다. X축과 Y축의 압력 지점에서 전압이 변경되어 전체 화면의 터치 처리 메커니즘이 완성됩니다.
현재 아날로그 저항막 방식 터치스크린의 종류는 4선, 5선, 6선, 8선 등 다양하다. 라인 수가 많을수록 감지 정확도가 높아지지만 이에 따라 비용도 증가합니다.
또한 저항막 스크린은 멀티 터치를 지원하지 않고 전력 소비가 높으며 수명이 짧습니다. 동시에 장기간 사용하면 감지 지점 드리프트가 발생하고 보정이 필요합니다. 그러나 저항막 방식은 구조가 간단하고 가격이 저렴하기 때문에 정전식 터치스크린이 성숙하기 전에는 한때 터치스크린 시장의 대부분을 차지했습니다.
디지털 저항막
디지털 저항막의 기본 원리는 아날로그 저항막과 달리 ITO 층이 유리 기판에 고르게 코팅되어 있습니다. 저항성 스크린 스크린은 ITO 스트라이프가 있는 기판을 사용합니다. 그 중 상부 기판과 하부 기판의 ITO 스트라이프는 서로 수직입니다.
디지털 저항막은 단순한 스위치에 더 가깝기 때문에 일반적으로 멤브레인 스위치로 사용됩니다. 디지털 저항막 스크린으로 멀티 터치 제어가 가능합니다.
2. 정전식 터치스크린
표면 정전식
표면 정전식 터치 스크린은 전기장 유도를 통해 화면 표면의 터치 동작을 감지합니다. 패널은 균일하게 코팅된 ITO 층으로, 패널의 네 모서리 각각에는 컨트롤러에 연결된 콘센트 와이어가 있으며, 작동 중에 터치 스크린 표면은 균일한 전기장을 생성합니다.
표면 정전식 터치스크린은 수명이 길고 빛 투과율이 높은 것이 특징이지만 해상도가 낮고 멀티 터치를 지원하지 않습니다.
현재 공공 정보 플랫폼, 공공 서비스 플랫폼 및 기타 제품과 같은 대형 실외 터치 스크린에 주로 사용됩니다.
투영형 정전식 스크린
투영형 정전식 터치스크린은 감지를 위해 터치스크린 전극에서 방출되는 정전기장 선을 사용합니다. 투영 정전용량 감지 기술은 자체 정전용량과 대화형 정전용량의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
자기 정전 용량은 감지된 물체를 정전 용량의 다른 판으로 사용합니다. 물체는 감지 전극과 감지 전극 사이에 전하를 유도하여 결정합니다. 위치. 그러나 단일 터치의 경우 정전 용량 변화를 통해 X축과 Y축 방향으로 결정되는 좌표 집합은 하나만 존재하며 결합된 좌표도 고유합니다. 터치스크린에 터치된 두 점이 있고 두 점이 동일한 X 방향이나 동일한 Y 방향에 있지 않고 각각 X 방향과 Y 방향에 두 개의 좌표 투영이 있는 경우 네 개의 좌표가 결합됩니다. 분명히 두 개의 좌표만이 실제이고 나머지 두 개는 일반적으로 "유령점"으로 알려져 있습니다. 따라서 자체 정전식 화면은 진정한 멀티 터치를 구현할 수 없습니다.
상호작용 정전용량은 교차 정전용량이라고도 합니다. 감지된 물체가 한 전극에서 다른 전극까지의 전기장선에 가까울 때 상호 정전용량의 변화가 발생합니다. 도착이 느껴질 것입니다. 수평 전극이 순차적으로 여기 신호를 보내면 모든 수직 전극이 동시에 신호를 수신하게 됩니다. 이렇게 하면 모든 수평 전극과 수직 전극의 교차점의 정전 용량 값, 즉 정전 용량을 얻을 수 있습니다. 터치 스크린의 전체 2차원 평면. 사람의 손가락이 접근하면 터치 스크린의 2차원 정전 용량 변화 데이터를 기반으로 로컬 정전 용량이 감소하므로, 화면에 여러 개의 터치 지점이 있더라도 각 터치 지점의 좌표를 계산할 수 있습니다. 실제 좌표를 계산할 수 있습니다.
두 가지 유형의 투영 정전 용량 센서 모두 손가락 터치가 언제든지 감지될 수 있도록 감지 정전 용량을 설계할 수 있으며 터치는 한 손가락 또는 여러 손가락으로 제한되지 않습니다. .
2007년부터 Apple의 iPhone 및 iPad 시리즈 제품은 큰 성공을 거두었습니다. 투영형 정전식 스크린은 급속도로 저항막 방식 터치 스크린을 대체하고 현재 시장의 주류 터치 기술이 되었습니다.
3. 적외선 터치 스크린
적외선 터치 스크린은 X 및 Y 방향의 조밀한 적외선 매트릭스를 사용하여 사용자의 터치를 감지하고 찾습니다.
적외선 터치스크린은 디스플레이 전면에 회로 기판 프레임을 설치하며, 회로 기판은 수평 및 수직 적외선 매트릭스에 대응하여 화면의 4개 면에 적외선 송신관과 적외선 수신관을 배열합니다. 사용자가 화면을 터치하면 손가락이 해당 위치를 통과하는 수평 및 수직 적외선을 차단합니다. 이를 바탕으로 화면에서 터치 지점의 위치를 결정할 수 있습니다.
적외선 터치스크린은 빛 투과율이 높고 전류, 전압, 정전기의 간섭이 없으며 터치 안정성이 높다는 장점이 있습니다. 그러나 적외선 터치 스크린은 주변 조명, 리모콘, 고온 물체, 백열등 및 기타 적외선 광원의 변화에 영향을 받아 정확도가 떨어집니다.
초기 적외선 터치스크린은 1992년에 등장했는데 해상도가 32×32에 불과해 환경 간섭에 쉽게 영향을 받고 오작동이 발생해 특정 차광 환경에서 사용해야 했다.
20년의 개발 끝에 현재의 고급 적외선 터치스크린은 일반적인 작업 조건에서 7년 이상의 서비스 수명을 가지며 손가락 움직임을 추적할 때 정확도, 부드러움 및 추적 속도가 모두 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 필기 인식 입력을 완벽하게 지원하여 필기 내용을 이미지 추적으로 매우 원활하게 변환할 수 있습니다.
적외선 터치스크린은 적외선과 강한 빛의 간섭 없이 매우 정밀한 요구 사항이 필요하지 않은 다양한 공공 장소, 사무실 및 산업 제어 장소에 주로 사용됩니다.
4. 음파 터치스크린
표면파 터치스크린
표면파 터치스크린은 음파를 이용해 위치를 잡는 터치 기술이다.
터치스크린 네 모서리에는 X, Y 방향의 음파를 송수신하는 센서가 각각 붙어 있고, 그 주위에는 45° 반사 줄무늬가 새겨져 있다. 손가락이 화면을 터치하면 손가락이 음파 에너지의 일부를 흡수하고 컨트롤러는 특정 순간에 수신된 신호의 감쇠를 감지하여 터치 지점의 위치를 계산할 수 있습니다.
표면탄성파 기술은 일반 터치스크린이 반응할 수 있는 X, Y 좌표 외에 고유의 3축 Z축 좌표도 반응해 매우 안정적이고 정확도가 높다. 압력 축 응답.
모든 종류의 터치스크린 중에서 표면탄성파 터치스크린만이 터치 압력을 감지하는 기능을 가지고 있습니다. 표면탄성파 터치스크린은 온도, 습도 등 환경적 요인에 영향을 받지 않으며, 높은 선명도, 우수한 광투과율, 높은 내구성, 우수한 긁힘 방지, 민감한 반응성, 긴 수명을 자랑합니다. 드리프트 설치 시 한 번 교정이 필요하며, 폭력 방지 성능이 우수하여 비교적 깨끗한 환경의 사무실, 정부 기관 및 공공 장소에서 사용하기에 가장 적합합니다.
커브드 소닉 터치스크린
커브드 소닉 터치스크린은 음파 인식 기술을 기반으로 합니다.
물체가 터치 스크린 표면에 닿으면 센서가 음파의 주파수를 감지하고 이 주파수를 칩에 미리 저장된 표준 주파수와 비교하여 터치 지점의 위치를 결정합니다. .
곡면형 터치스크린의 음파는 기판 표면을 따라 전파되는 반면, 곡면형 터치스크린의 음파는 기판 내부로 전파되므로 곡면형 터치스크린의 항환경 간섭 성능은 표면형보다 좋습니다. 현재 커브드 터치스크린은 안내 키오스크, 금융기기, 5인치 이상의 자판기 등에 주로 사용되고 있다.
5. 광학 이미징 터치 스크린
광학 이미징 터치 스크린은 빛을 사용하여 위치를 결정하는 터치 기술로 화면 네 모서리에 광원과 빛 캡처 센서가 있습니다. 터치스크린 표면에 물체가 닿으면 빛이 변하고, 터치 IC 모듈은 광센서의 변화를 분석해 터치 위치를 파악한다.
광학영상 터치스크린은 내구성이 높고, 복잡한 환경에서 사용하기에 적합하며, 멀티터치를 지원하지만, 주변광, 먼지, 벌레 등에 쉽게 영향을 받아 오인식의 원인이 될 수 있습니다.
6. 전자기 유도 터치 스크린
전자기 유도 터치 스크린의 센서는 디스플레이 화면 뒤에 설치되어 전자 펜이 디스플레이 표면에 전자기 영역을 생성합니다. 디스플레이 표면에 닿으면 센서는 전자기 변화를 계산하여 터치 지점의 위치를 결정할 수 있습니다.
다른 터치스크린 기술에 비해 전자기 유도 터치스크린은 정확도와 해상도가 가장 높고, 전력 소비가 낮으며, 특히 전쟁 환경 및 건설 환경에 사용하기에 적합합니다. 이 기술은 주로 미군에서 사용됩니다.
기타 터치스크린 기술 위에서 언급한 터치 기술 외에도 압력 감지, 디지털 음파 가이드, 진동 포인터 등 일반적으로 사용되는 다양한 터치 기술이 시중에 나와 있습니다. 특별한 목적으로 사용됩니다.
터치스크린 기술
1. 내장형 터치스크린 구조
현재 터치스크린은 기본적으로 이 구조의 디스플레이 모듈과 터치스크린의 외부 구조를 채택하고 있습니다. 제어 모듈은 두 개의 상대적으로 독립적인 장치이며 두 장치는 백엔드 라미네이션 프로세스를 통해 통합됩니다. 그러나 이러한 상대적으로 독립적인 플러그인 구조는 제품의 두께에 영향을 미치며 점점 더 얇고 얇아지는 것과 일치하지 않습니다. 터치 디스플레이 제품의 가벼운 개발 추세.
여기서 인라인 터치스크린 개념이 탄생했다. 인라인 구조는 터치 모듈을 디스플레이 모듈에 내장해 두 모듈이 상대적으로 두 개가 아닌 하나로 통합되는 방식이다. 독립 장치.
기존 플러그인 구조와 비교하여 임베디드 구조의 장점은 다음과 같습니다.
· ITO 유리 2겹만 필요하며 재료 비용이 절감되고 광 투과율이 향상됩니다. 개선되어 더 얇고 가벼워졌습니다
· 터치스크린 모듈과 TFT 모듈의 백엔드 본딩이 필요 없어 수율이 향상되었습니다
· 터치스크린 모듈 TFT 모듈과 TFT 모듈을 동시에 생산해 모듈 운송비를 절감할 수 있다.
또한 인셀 터치스크린은 인셀 기술과 온셀 기술 두 가지로 나눌 수 있다.
인셀 기술
두 기술의 정의는 약간 다르지만 둘 다 터치스크린을 LCD 모듈에 내장하는 방식은 비슷합니다. 인셀(In-cell) 기술은 컬러 필터 아래에 터치스크린을 통합한 방식이다. 터치 센서가 LCD 패널 내부에 배치돼 디스플레이 영역의 일부를 차지하기 때문에 디스플레이 효과도 일부 희생돼 공정이 복잡해지고 높은 수율을 얻기 어렵다. 성취하다. .
온셀 기술
온셀 기술은 컬러필터에 터치스크린을 통합한 방식으로 LCD 패널 내부에 터치 센서를 내장하는 대신 컬러필터만 연결하면 된다. 베이스판과 편광판 사이에 간단한 투명전극을 형성할 수 있어 기술적 난이도를 줄일 수 있다. 온셀의 주요 과제는 디스플레이가 감지 레이어에 결합되는 소음의 양입니다. 터치 스크린 구성 요소는 이 소음을 처리하기 위해 정교한 알고리즘을 사용해야 합니다. 온셀 기술은 터치 패널을 더 얇고 가볍게 만들고 비용을 대폭 절감하는 등 터치스크린을 디스플레이에 통합함으로써 얻을 수 있는 모든 이점을 제공하지만, 전체적인 시스템 비용 절감 효과는 여전히 인셀 기술에 비해 훨씬 낮습니다.
임베디드 개념은 2003년 TMD에서 처음 제안됐다. 이후 샤프, 삼성, AUO, LG 등 여러 업체에서 잇따라 이 개념을 제안하고 일부 연구 결과를 발표했지만 기술적인 문제로 인해 모두 무산됐다. 상용화는 불가능했습니다.
인라인 터치스크린은 개발된 지 10년 가까이 되었으며, 아직 상용화까지는 다소 거리가 있습니다. 그러나 인라인 터치스크린은 터치스크린의 향후 발전 방향을 대변하며 적극적으로 노력하고 있습니다. 제조업체는 향후 시장 경쟁에서 상대적으로 유리한 위치에 있을 것입니다.
2. 멀티 터치 기술
2007년 애플은 투영형 정전식 기술을 통해 멀티 터치 기능을 구현했는데, 이는 전례 없는 사용자 경험을 제공하고 다른 터치 기술과의 차별점을 반영했습니다. 이때 멀티터치 기술이 시장 트렌드가 됐다.
현재 멀티 터치 기술은 두 손가락 줌, 세 손가락 스크롤, 네 손가락 쉬프트만 구현할 수 있는 수준에서 5포인트 이상의 터치 인식과 다중 입력 방식을 지원하는 수준으로 발전했다. 앞으로 멀티 터치 기술은 화면 개체를 더욱 세밀하게 제어하고 더 큰 자유를 누리는 방향으로 발전할 것입니다.
3. 하이브리드 터치 기술
현재 터치 기술에는 다양한 종류가 있지만 각 기술마다 장단점이 있으며 완벽한 기술은 없습니다. 최근에는 다중 터치 기술의 장단점을 보완하려는 목적을 달성하기 위해 터치 표면에 두 개 이상의 터치 인식 기술을 사용하는 하이브리드 터치 기술 개념을 제안하는 사람들도 있다.
현재 정전식과 저항막 방식을 기반으로 한 하이브리드 터치스크린이 개발됐다. 이 터치스크린은 스타일러스와 손가락 조작이 가능하고, 멀티터치 등을 지원해 인식 효율성이 크게 향상됐다. 터치 스크린. 터치 기술에 대한 사용자의 요구 사항이 지속적으로 증가함에 따라 싱글 터치 기술은 확실히 사람들의 요구를 충족할 수 없으므로 하이브리드 터치 기술은 확실히 미래 터치 기술의 개발 방향 중 하나가 될 것입니다.
4. 촉각 피드백 기술
터치 디스플레이 기술의 지속적인 발전은 사람들에게 편리한 조작 방법과 좋은 시각 효과를 제공하는 동시에 사용자에게 촉각을 주는 것을 소홀히 했습니다. 터치 피드백 중.
현재 촉각 피드백 기술에 대한 연구는 많지 않습니다. 미국의 Immersion Company는 'Forcefeedback'이라는 촉각 피드백 기술을 출시했습니다. 이 기술은 기계적 모터를 사용하여 진동이나 움직임을 생성할 수 있으며, 가장 일반적으로 사용되는 기술이기도 합니다. 현재 촉각 피드백 기술을 사용하고 있습니다.
Senseg의 'E-sense' 기술은 생체전기장의 원리를 이용해 촉각 피드백을 생성합니다. 보다 실감나는 촉각 피드백 기술의 발전은 사용자에게 새로운 터치 경험을 선사할 수 있다. 따라서 촉각 피드백 기술은 향후 터치 기술 발전의 방향이기도 하다.