스마트폰은 사람들의 습관을 바꿔놓고, 터치 솔루션의 편의성에 익숙해지게 합니다. Winstar에서는 HMI 인터페이스와 통신 기술 혁신에 전념한다는 비전을 품고 있습니다.

터치 패널은 전기 원리에 따라 감압식 터치 패널(Resistive Touch Panels, RTP)과 정전식 터치 패널(Capacitive Touch Panel, CTP)로 나뉩니다. 정전식 터치는 두 가지 유형으로 나뉩니다. 하나는 표면 정전식 터치(SCTP)이고 다른 하나는 투영 정전식 터치(PCTP), 다른 말로 유도성 커패시턴스(inductive capacitance)라고 합니다.

RTP와 CTP 터치의 차이점

 

SCTP(Surface Capacitive Touch Panel)

 

SCTP는 한쪽에 균질한 투명 전도층(ITO)이 있고, 네 개의 모서리에는 컨트롤러로 연결되는 전극이 있습니다. SCTP 컨트롤러 IC가 ITO 층을 충전하여 균질한 전계를 형성합니다. 손가락이 패널을 터치하면 네 측면의 전극이 접점으로 흐르는 전류를 만듭니다. 전류 강도는 손가락과 전극 사이의 거리와 비례합니다. 그동안 IC는 전류 값을 탐지하고, 그에 따라 접점의 XY 좌표를 계산합니다.

SCTP의 단점:

 

1. 광선 투과율이 고르지 않고, 색상이 왜곡되기 쉬우며 캐릭터 이미지가 흐려질 수 있습니다.
2. 핀쿠션 터치 신호가 왜곡됩니다.
3. 넓은 면적의 손바닥이나 핸드헬드 방식의 유도성 사물이 가깝게 접촉하면 오작동이 발생하고, 날씨가 습할수록 이 현상이 심합니다.
4. 장갑을 착용했을 때나 비전도성 사물을 들고 있을 때는 신호 응답이 없습니다.

PCTP(Projected Capacitive Touch Panel)

 

투영 정전식 터치(PCTP)의 경우 셀프 커패시턴스(self capacitance)와 뮤추얼 커패시턴스(mutual capacitance)로 나뉩니다.

셀프 커패시턴스(PCTP)는 글래스 표면에서 교차되는(ITO) 전극 배열입니다. 전극 한쪽이 접지되고 다른 한쪽이 구동 회로에 연결되어 커패시터 루프를 형성합니다. 손가락이 셀프 커패시턴스 패널에 닿으면 패널의 커패시턴스가 늘어납니다. 터치 IC가 교차된 전극 배열의 커패시턴스를 스캔해 탐지하여 터치 전후의 커패시턴스 상태 변화에 따라 X축과 Y축 좌표를 알아냅니다.

여기서 장점은 스캔 속도가 빠르고, 사이클 한 번에 X축과 Y축 전극 번호만 스캔하면 된다는 점입니다.

단, 몇 가지 단점이 있습니다.

1. 셀프 커패시턴스(PCTP)의 경우 처음 사용할 때나 환경이 급격히 달라지면 보정해야 합니다.
2. “고스팅” 효과가 있으면 멀티터치가 안 됩니다.
3. 신호 “드리프트”가 발생하기 쉽습니다. 이는 온도, 습도, 손가락의 수분, 체중, 지면의 건조함, 크기가 큰 외부 사물의 간섭 등 여러 가지 요인의 영향을 받습니다.

교차(ITO) 전극 배열은 글래스 표면에 이루어집니다. 뮤추얼 커패시턴스도 셀프 커패시턴스와 마찬가지입니다. 차이점은 뮤추얼 커패시턴스는 전극 두 세트가 교차할 때 형성되고, 전극 두 세트가 각각 커패시턴스의 극 두 개를 구성한다는 사실입니다.

터치 IC가 스캔할 때 가로 방향 전극이 연이어 신호를 보내고, 세로 방향 전극은 모두 동시에 신호를 수신합니다. 그런 다음 모든 가로, 세로 전극의 교차점에서 커패시턴스 값을 가져옵니다. 이 값은 터치 패널 전체 커패시턴스의 2차원적 분포와 같습니다.

따라서 터치포인트와 가까운 전극 두 개의 커플링은 손가락이 뮤추얼 커패시턴스 패널에 닿는 순간 바뀌게 되며 그 결과 그 주변의 커패시턴스가 줄어듭니다. 터치 IC가 터치 패널의 2차원에서 발생한 커패시턴스 데이터 변동에 따라 각 터치 좌표를 계산합니다.

따라서 뮤추얼 커패시턴스는 터치포인트가 여러 개라도 각 터치포인트의 좌표를 정확하게 계산할 수 있습니다. 이 유형의 장점은 보정이 필요하지 않고, “고스팅” 효과가 없고 “드리프트” 현상이 없으며, 실제로 멀티터치 기능이 실현된다는 점입니다.

PCTP 원칙과 구조 회로도:

 

지난 2019년에는 코로나19 팬데믹이 전 세계에 확산되었습니다. 대규모 감염이 질병과 사망으로 이어졌으며, 요즘은 바이러스 돌연변이가 일어나고 있습니다. 알파, 베타, 감마, 델타, 오미크론 등 점점 더 강력하고 감염성이 높은 바이러스 유형이 끊임없이 발견되었습니다. 또한 새로운 백신과 신약을 활발히 개발하기 위해 감염 창구를 격리하는 것도 중요한 수단으로 떠올랐습니다. Winstar는 HMI 인터페이스 혁신에 전념하겠다는 비전을 세우고 시장과 고객의 요구 사항에 부합하는 기술과 제품을 활발하게 개발해 왔습니다.

호버 터치(Hover Touch)는 뮤추얼 커패시턴스와 셀프 커패시턴스를 결합해 플로팅 터치에 도달하도록 하는 터치 기술의 완전히 새로운 혁신 분야입니다. 사용자의 손가락이 패널에서 멀리 떨어지면 신호가 너무 약해서 탐지할 수 없고, 뮤추얼 커패시턴스 신호가 바뀌지 않습니다. 단, 손가락이 다가오면서 셀프 커패시턴스 신호는 점점 강해집니다. 이것은 특정 거리에서 손가락의 좌표를 탐지할 수 있고, 그런 다음 플로팅 터치 기능을 실행할 수 있습니다. 손가락이 패널에 닿으면 전계 변경에 따른 뮤추얼 커패시턴스가 탐지되고, 멀티터치 기능도 실행됩니다.

호버 터치 회로도:

 

 

 

멀티터치와 호버 터치를 개발하면 여러 가지 장점을 누릴 수 있습니다. Winstar 모델 WF70A8을 예로 들어보겠습니다.

1. 이 제품은 CG(커버 글래스), 터치 패널과 디스플레이 모듈을 한데 묶은 3 in 1 제품 구조를 형성할 수 있습니다.
2. CG로 AG/AR/AF/AS 표면 처리를 적용하면서도 터치 효과에는 영향이 없습니다.
3. 노이즈 내성이 매우 우수합니다.
4. 논터치 싱글 포인트, 멀티터치 기능이 내장되어 있어 터치포인트가 최대 5개까지 지원됩니다.
5. 38개의 신호 채널을 보내고 22개의 신호 채널을 받을 수 있으며, 최대 836개의 노드를 탐지합니다.
6. 패시브 스타일러스(직경 1mm)를 사용해 패널에서 정확하게 제어할 수 있습니다. 단, 구성과 스태킹 및 감지 디자인에 따라 결과물이 다릅니다.
7. 싱글 포인트 작동의 경우 플로팅 높이 최소 10mm/최대 30mm를 지원하며, 이 경우에도 패널은 여전히 통제 가능합니다.
8. 손에 물이나 기름기가 묻어도 패널이 지저분해질 걱정 없이 평소처럼 패널을 작동할 수 있습니다.
9. 비전도성 의류나 장갑을 착용한 경우, 멀티포인트 작동 두께는 최대 2mm이고 싱글 포인트 작동의 경우 최대 5mm까지 지원됩니다. 이 경우에도 패널은 평소처럼 제어할 수 있습니다.
10. Windows 및 Android 운영 체제를 지원합니다.
11. 속도는 60Hz 이상입니다(터치 포인트 10개인 조건).