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ⓒ클립아트코리아

 

잠시라도 손을 밖에 두면 금세 얼어붙고 마는 추운 겨울, 많은 사람이 장갑을 착용하고 외출을 하는 시기이기도 합니다. 장갑을 끼면 스마트폰이 터치 인식을 못 하는 경우가 많은데요. 이런 불편함을 해소하고자 터치가 가능한 장갑이 개발되었죠. 스마트폰 장갑에는 어떤 비밀이 숨어 있는걸까요~?

 

스마트폰 터치의 원리

먼저 스마트폰에 터치로 입력을 가능하게 해주는 터치센서의 원리에 대해 알아보겠습니다. 우리가 실생활에서 자주 보는 터치센서는 누르는 힘에 의한 압력감지식 센서와 미세한 전류의 흐름을 입력으로 받는 정전 용량식 센서, 적외선을 이용한 적외선 터치센서가 있습니다.

 

압력감지식 센서

압력감지식 센서는 간단하게 저항이 있는 곳에 전류가 닿으면 전기가 흐르는 원리를 바탕으로 개발된 센서입니다. 터치한 지점을 감지하기 위해 저항성의 성질을 가지는 필름과 전류가 흐르는 전도성 물질을 가지는 필름, 두 개의 코팅층으로 이루어져 있는데요. 그사이에 전기가 통하지 않는 절연 상태의 매우 얇은 공간이 있습니다. 터치스크린의 최상층을 누르게 되면 두 개의 필름이 접촉하며 변화하는 저항값과 전류 값을 통해 좌표 값을 알아내어 인식합니다. 간단한 원리로 동작하기 때문에 어떤 물체로든 압력만 주게 된다면 좌표를 인식하여 터치할 수 있습니다. 즉 장갑을 껴도 터치할 수 있는 것이죠.

 

압력감지식 센서의 원리 ⓒ노태현 제작

 

원리가 간단하기에, 제조비용이 낮고 터치가 쉬운 장점이 있어서 차량의 내비게이션, PDA 단말기 등에 사용됩니다. 한 좌표 이외에 다른 좌표를 누를 수 없는 다중 입력이 불가능한 단점이 있으므로 현재 스마트폰에는 사용되지 않습니다.

 

적외선 터치센서

눈에 보이지 않는 적외선을 스크린 위에 얇게 송수신하여, 적외선이 물체에 의해 막히는 부분을 좌표상에서 감지하여 터치를 가능케 하는 적외선 터치센서입니다. 적외선을 송출하는 송출부와 수신하는 수신부로 이루어져 있어서, 어떤 물체든 인식할 수 있으므로 전자칠판과 같은 대형 스크린에 자주 쓰이죠. 하지만 스크린을 얇게 제작하지 못하며 터치의 감도가 낮은 단점을 가집니다.

 

적외선 터치센서의 원리 ⓒ노태현 제작

 

정전 용량식 센서

사람의 몸에도 약 40-60 μA 정도의 생체 전류가 흐르는데요. 이 전류를 인식하는 것이 바로 정전 용량식 센서입니다. 인듐과 산화주석의 전도성 화합물인 Indium Tin Oxide로 코팅된 유리로 구성됐는데요. 스크린에 지속해서 전류가 흐르고, 사람의 손가락이 닿게 되면 유리에 흐르던 전자가 신체로 이동하는 원리로 개발된 센서입니다. 전자의 흐름을 계산하여 인식 영역을 화면상에 출력하게 되죠. 인식률도 높고, 다중 입력이 가능하여 스마트폰 대부분은 정전 용량식 센서를 사용하여 터치 기능을 수행합니다.

 

ⓒ클립아트코리아

 

장갑을 끼거나, 물 묻은 손으로 터치하게 되면 터치가 잘못 입력되는 것이 정전 용량식 터치센서의 특징인데요. 장갑이 전자의 흐름이 방해하면서 터치로 인식하지 못하게 되는 것입니다.

 

터치가 잘되는 장갑은?

그렇다면 터치가 되는 장갑의 원리는 어떻게 될까요? 바로 손가락 끝 마디에 금속의 성질을 가지는 전도성 실 (sewing circuits)로 제작된 것이 핵심입니다. 이 전도성 실은 섬유와 함께 얇게 뽑아낸 금속을 섞어 제조하는 것인데요. 이는 금속이 가지는 도체성에 의해 전자의 흐름을 원활히 만들어 줍니다. 사람의 몸에 흐르는 전류가 전도성 실을 타고 스마트 폰에 흐르게 되는 것이지요. 

 

직접 손으로 터치하는 것 보다 닿는 면적이 커 인식률이 낮지만, 추운 겨울 손을 보호하며 터치를 가능하게 해주는 터치 장갑. 우리가 일상생활에서 사용하는 다양한 제품 속에 전자가 활용된 수많은 기술이 숨어있었네요.

알면 알수록 신기한 전자의 세계가 흥미로우셨길 바라며 다음에도 흥미로운 주제로 찾아뵙겠습니다.

 

 

 


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