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개인 정보 단말기 쓰임새
산업용 PDA는 산업시장에서 요구되는 휴대성·컴퓨팅 성능·높은 확장성·견고함을 충족하여 일반 PDA 및 스마트폰과 구별되는 PDA이다.
IP rate (방진,방수)과 낙하충격에 대응하는 견고함과 바코드 스캐너, 내장프린터, RFID reader, 마그네틱카드리더, GPS등을 내장 혹은 외장형으로 결합하여 다양한 업무용도로 적용될 수 있다.
개인 정보 단말기 쓰임새
현재는 다양한 vertical market에서 요구되는 제품들로 인해 굳이 산업용 (industrial PDA)라고 명명하기 어려우나 대표적으로는 industrial & enterprise PDA 또는 Rugged Mobile computer로 불리고 있다.
현재 전 세계에서 TOP3 제조사로는 모토톨라(구 Symbol), Intermec, Honeywell(HHP를 인수)사가 있고 모두 미국에 본사를 두고 있다.
이중 모토롤라가 전 세계 약 40%의 점유율을 보이고 있다.
그 외에 메이저 업체로는 Psion Teklogix, DataLogic, Casio 등이 있다.
한국에서도 여러 산업용 PDA 제조사가 존재한다.
한국을 대표하는 산업용 PDA 제조사로는 블루버드 (Bluebird)가 있고,
그 외 캐치웰(구:이노텔리텍), M3 Mobile(구: 모바일컴피아), 대신정보통신, 포인트모바일, 웅진ST, 모비트론, ITwell, 비인터렉티브 등 여러 업체가 있다.
전 세계 Mobile Computer Manufacturer의 순위는 다음과 같다.
개인용 스마트폰 대형 제조사 중 하나인 대만 HTC에서도 바코드 스캐너를 내장한 PDA를 런칭하였고, 중국과 인도의 중소규모 전자업체에서도 산업용 PDA시장에 진입하고 있는 추세이나 영향력이 높지않다.
개인 정보 단말기 PDA의 운영 체제
PDA의 운영 체제는 크게 4가지가 있다. 팜 OS, 마이크로소프트의 포켓 PC, 애플의 iOS 그리고 심비안의 EPOC 등 크게 3가지가 있다. 또 리눅스와 대한민국에서 만들어진 셀빅도 있다.
1996년에 처음으로 출시하였다. 팜은 세계 PDA의 약 60%를 차지한다. 사용할 수 있는 소프트웨어가 많고 배터리 소비가 적으며 많은 반MS 기업과 제휴를 맺었다. (삼성, 소니 등)
마이크로소프트가 개발한 PDA의 운영 체제는 윈도우 CE, 포켓 PC와 윈도우 모바일이 있다.
윈도우 CE는 PMP와 같은 기기에 주로 사용되며, 포켓 PC는 현재는 사용되지 않는 운영 체제로 구형 PDA에, 윈도우 모바일은 최근의 PDA에 사용된다.
개인용 컴퓨터용 마이크로소프트 윈도우와 비슷하며 대개 배터리 소모가 많다. 초기 윈도우 CE 1.0의 경우는 엄청나게 많은 전력 소모와 느린 처리 시간 때문에 외면 받았지만 많은 업그레이드를 통해서 개선되었다.
개인 정보 단말기 PDA의 운영 체제
윈도우 CE 코어를 기반으로 하는 운영 체제이다. 320x240, 640x480, 320x320의 해상도를 지원하며, 마이크로소프트의 승인을 거친 기기만 포켓 PC 라이선스를 취득할 수 있다.
2007년에 윈도우 모바일 6이 공개되면서 포켓 PC라는 명칭이 더 이상 자사 제품에 사용되지 않는다.
애플의 iOS는 맥 OS XPC판과 비슷하며, 아이폰, 아이폰 4, 아이팟 터치 및 아이패드에 채용되었다.
대한민국 기업인 제이텔이 만든 PDA이자 운영 체제의 이름이다. 셀빅 OS라는 독립적인 운영 체제를 자체 개발하였는데 한글 지원이 내장되어 있어 사용하기 편하다. 셀빅 OS는 팜 OS와 상당 부분 비슷한 점이 있으나 응용 프로그램은 서로 호환되지 않는다. 컬러를 지원하는 2.0까지 개발되었으나, 경영난으로 인해 현재는 사실상 회사가 없어진 상태로 더 이상의 지원은 없다.
개인 정보 단말기 PDA의 운영 체제
리눅스를 기본 운영 체제로 탑재한 PDA는 여러 가지가 있다. 샤프(Sharp) 사에서 만든 자우루스(Zaurus)는 가장 많은 소프트웨어 지원이 이루어지고 있다. 자우루스의 운영 체제는 큐토피아(Qtopia)로 리눅스 커널 2.4.20을 기반으로 한다. 오픈 자우루스(open zaurus)로 샤프(Sharp) 사와는 별도로 만들어진 리눅스도 있다. 또한 대한민국 벤처기업인 지메이트사에서 만든 요피(YOPY) 시리즈가 있으나, 경영난을 이기지 못하고 사업을 접어 현재는 제품이 단종되고 어떠한 지원도 받지 못하는 실정이다. 참고로 요피의 운영 체제인 리누피(Linupy)는 커널 2.4 기반의 엑스 윈도우(X-Window) 시스템을 사용한다. 현재 HP iPaq, 팜 및 다른 여러 기기에 리눅스를 탑재하려는 노력이 개인 또는 회사 차원에서 이루어지고 있다.
안드로이드는 구글이 리눅스 커널 기반으로 개발한 운영 체제로서, 스마트폰, PDA, 스마트북 등에 사용된다.
개인용 컴퓨터
개인용 컴퓨터(영어: personal computer, PC)는 기업이나 가정에서 개인이 사용하는 컴퓨터를 말한다. 보통 책상 위에 놓고 사용할 수 있을 정도의 , PC라는 이름은 1970년대 초 미국의 IBM사와 휴렛 팩커드사가 발매한 기종에 처음 사용되었다. 이 때는 트랜지스터 방식이었으나 그 후 마이크로컴퓨터의 등장으로 본격적인 PC 시대를 맞게 되었다.
개인용 컴퓨터
1960년대 기관이나 기업의 컴퓨터 소유자는 컴퓨터로 유용한 작업을 수행하기 위해 자신만의 프로그램을 작성해야 했다. 개인용 컴퓨터 사용자가 응용 프로그램을 개발할 수 있지만 일반적으로 이러한 시스템은 상용 소프트웨어, 대부분 독점인 무료 소프트웨어("프리웨어") 또는 "즉시 실행 가능" 또는 "이진 형식"으로 제공되는 자유-오픈 소스 소프트웨어를 실행한다. 개인용 컴퓨터용 소프트웨어는 일반적으로 하드웨어 또는 운영 체제 제조업체와 독립적으로 개발 및 배포된다. 최종 사용자 프로그래밍은 여전히 가능하지만 많은 개인용 컴퓨터 사용자는 개인용 컴퓨터를 사용하기 위해 더 이상 프로그램을 작성할 필요가 없다. 이는 제조업체가 지원하는 채널을 통해서만 소프트웨어를 사용할 수 있는 모바일 시스템과 대조되며 제조업체의 지원 부족으로 인해 최종 사용자 프로그램 개발이 방해받을 수 있다.
1990년대 초부터 마이크로소프트 운영 체제(처음에는 MS-DOS, 그 다음에는 윈도우1~)와 인텔 하드웨어(총칭하여 "윈텔"이라고 함)가 개인용 컴퓨터 시장을 지배해 왔으며 오늘날 "PC"라는 용어는 일반적으로 유비쿼터스 윈텔 플랫폼을 의미한다. 윈도우의 대안은 시장에서 소수의 점유율을 차지한다. 여기에는 애플의 맥 플랫폼(macOS 운영 체제 실행)과 리눅스와 같은 자유-오픈 소스 유닉스 계열 운영 체제가 포함된다. 1990년대까지 주목할만한 다른 플랫폼으로는 코모도어의 아미가와 NEC의 PC-98이 있었다.
개인용 컴퓨터 역사
PC라는 단어가 본격적으로 쓰인 것은 IBM에서 생산한 개인용 컴퓨터의 상품명인 IBM PC에서 유래하고부터이다.
한국에는 1980년대에 도입되어 1990년대 이후 인터넷과 함께 널리 보급되었다. 각종 디지털 정보의 저장·관리·통신 작업을 수행할 수 있다. 따라서 디지털 음악 감상, 게임, 채팅 등에 쓰이기도 한다.
최초로 상업적으로 판매된 개인용 컴퓨터는 MITs사의 알테어 8800이었으며, 이를 본따 많은 개인용 컴퓨터가 출시되었다. 이후 애플 II컴퓨터, 코모도어 VIC-20 등이 상업화에 성공하였다. 1980년대 이후, MS와 인텔은 개인용 컴퓨터 시장을 MS-DOS와 윈텔 플랫폼으로 대부분 지배하였다. 대한민국에서는, 1990년대 들어 PC가 16비트에서 32비트로 개편될 조짐을 보였고, 그 후 32비트로 전환되었다. 현재는 컴퓨터 성능이 발전하여, 64비트 컴퓨터가 보급되고, 코어가 여러 개인 CPU도 널리 보급되고 있다.
AIM - 65 1974년 마이크로 프로세서가 등장하면서, 개인도 구입할 수 있는 저렴한 소형 컴퓨터가 등장했다.
개인용 컴퓨터 역사
개인용 컴퓨터는 1974년 미국에서 만들어졌다. 최초의 개인용 컴퓨터는 Altair 8800(앨테어 8800)이었다. 애초에 개인용 컴퓨터 (personal computer)라는 말부터 Altair 8800의 설계자인 에드 로버츠가 최초로 언급해서 사용하기 시작한 단어이다. 그 후 애플 컴퓨터, 탠디 라디오셱, 코모도, 아타리 등 8비트 마이크로 프로세서를 탑재한 제품이 등장했다. 특히 애플 II는 스프레드시트의 VisiCalc가 킬러 애플리케이션이어서 큰 성공을 하였다.
8 비트 시대의 개인용 컴퓨터는 CP/M이나 OS-9 또는 DISK-BASIC을 운영 체제로 사용하였다. 또한 ROM-BASIC를 표준으로 탑재한 컴퓨터가 가장 많았고, OS 부팅 디스크가 없는 경우는 ROM-BASIC이 자동으로 시작되었다.
개인용 컴퓨터 역사
IBM PC(IBM 5150) 1981년 16 비트 IBM PC가 등장하고 세계적인 베스트셀러가 되어, IBM PC에서 사용되는 인텔의 x86 계열의 CPU와 마이크로소프트의 MS-DOS 프로그램이 주류(사실상 표준)가 되었다. 또한 컴팩 등으로 구성된 IBM PC 호환기종 시장이 형성되고, "개인용 컴퓨터"의 명칭이 일반화되었다. 스프레드시트는 로터스 1-2-3, 워드 프로세서는 워드 퍼팩트(일본에서는 이치타로)가 보급되었다.
1984년에 등장한 매킨토시는 그래픽 사용자 인터페이스 개념을 크게 보급시키는 데 성공하여, 다음 세대 컴퓨터에 큰 영향을 주었다. 1985년 매킨토시에서 동작하는 마이크로소프트 엑셀이 등장했고, 그 인터페이스는 다음 윈도우 응용 프로그램의 원형이 되었다.
1990년대 초반까지 아미가와 코모도어 64, 아르키메데스 같은 취미용의 컴퓨터는 여전히 일정한 점유율을 유지했지만 1990년대 중반 이후 세계에서 IBM PC 호환기종 및 매킨토시가 PC 시장의 대부분을 차지하게 되었다.
개인용 컴퓨터 역사
1991년에 윈도우 3.0이, 1995년에 윈도우 95가 출시되어 기존의 "16비트 DOS"에서 점차 "32비트 윈도"가 사용되기 시작하면서 일부 파워 유저는 유닉스 워크스테이션에 맞먹는 기능을 가진 OS/2나 윈도우 NT, 더욱 강력한 OPENSTEP를 사용 PC에서 PC - UNIX 이용도 발생하기 시작했다.
1990년대 중반에는 인터넷이 급격히 발전하여, 개인이 인터넷을 사용할 수 있게 되었다. 이때 넷스케이프와 인터넷 익스플로러 등의 사이에서 웹 표준을 놓고 브라우저 전쟁이 발생했다. 1998년 "인터넷을 위한 차세대 PC"라고 이름을 붙인 iMac이 등장하였다.
1990년대에는 새로운 신기술이 사용되어 1990년경 16 - 20MHz 정도였던 PC용 CPU의 클럭은 2000년 1GHz에 도달했다.
2001년 매킨토시 OS가 OPENSTEP 기술을 중심으로 만들어진 맥 OS X가 세상에 등장하였다. 또한 같은 해에는 윈도우 NT를 기반으로 하는 윈도우 XP가 출시되면 윈도우 NT와 윈도우 9x 계열의 제품 라인의 통합이 이루어졌다.
개인용 컴퓨터 역사
2003년 최초의 64 비트 PC인 파워맥 G5 (PowerPC 970 포함)이 발매되고, 이어 x86의 64비트 확장 버전인 AMD64 (x86 - 64)가 등장했다. OS는 윈도가 여전히 주류이지만, 오픈 소스 GNU / 리눅스 시스템도 일부 보급되고있다.
2000년대에는 개인용 컴퓨터 (PC / AT 호환 기종)의 상용화가 진행되었다. 독자 플랫폼을 견지하고있는 애플을 제외한 PC 제조 업체들은 가격 경쟁 격화로 인한 곤경에 몰리고 개편도 잇따랐다. 2002년 휴렛 팩커드의 컴팩 인수, 2004년 IBM의 개인용 컴퓨터 사업 레노버에 매각, 2007년 에이서의 팩커드 벨 인수 등 주요 제조 업체의 재편이나 과점화가 진행되었다. 일본에서는 세이코, 샤프, 미쓰비시 전기, 산요전기 등 개인용 컴퓨터 사업의 축소나 철수가 진행되었다.
개인용 컴퓨터 역사
한편, 2000년대에는 많은 개인 PC가 보급되었다 하여 PC에 연결하여 이용하는 것을 전제로 한 정보 기기와 가전 제품이 보급되었다. 디지털 카메라, 디지털은 컴퓨터 사용의 확대를 배경으로 전통적인 필름 카메라와 미니 디스크 (MD)의 수요의 대부분을 대체했다. 2001년, 애플은 PC를 다양한 디지털 기기를 연결하는 허브 (중심)를 담당하는 "디지털 허브"에 자리잡는 비전을 제시하고 iPod을 윈도에 대응함으로써이 개념을 보급시켜 갔다. 다른 PC 메이커도이 기기의 정보를 저장하고 가공하는 기기로 PC를 입지 수요를 환기하고있다.
2007년부터는 최소 성능을 가진 저렴한 가격의 컴팩트한 노트북이 보급되어 후에 넷북라는 장르를 형성했다. 이 배경에는 클라이언트에서 처리는 최소화하여 네트워크 대상 서버 측에서 처리의 대부분을 클라우드 컴퓨팅 등의 보급을들 수있다. 또한 AJAX 등을 기반으로 한 클라우드 컴퓨팅의 보급을 배경으로 다시 브라우저 전쟁이 발발, 사파리, 구글 크롬을 중심으로하는 웹키트 계열 브라우저와 모질라 파이어폭스가 나타나 인터넷 익스플로러가 독점하는 상황은 크게 변화하고 있다.
2011년대에 들어서, 쿼드코어 CPU가 널리 보급되게 된다. 판매율은 2010년 하반기 30%에서 2011년 2월에는 46%까지 상승하였다..
개인용 컴퓨터 종류
개인용 컴퓨터는 다음과 같은 종류로 나뉜다.
개인용 컴퓨터 소프트웨어
컴퓨터 소프트웨어란, 컴퓨터 프로그램과 절차 및 컴퓨터에 대한 지시사항울 나타내는 일반적인 용어다.
소프트웨어는 워드프로세서같은 응용 소프트웨어, 운영 체제같은 시스템 소프트웨어, 그리고 미들웨어로 나뉜다.
개인용 컴퓨터 시장 경쟁
1980년대 개인용 컴퓨터 시장에서 IBM의 PC와 애플의 매킨토시가 경쟁했다. 그러다 다른 회사에서 IBM 제품과 호환되는 컴퓨터를 만들 수 있게 됨으로써 PC의 기술은 많은 업체들의 경쟁으로 빠르고 폭넓게 발전해 나갔다. IBM이 PC를 개발할 때 자사의 기술은 바이오스외에는 존재하지 않았는데 곧 컴팩이 특허법의 헛점을 이용하여 IBM의 바이오스를 합법적으로 리버스 엔지니어링을 통하여 복제해 내었다. 그로 인해 PC는 고속의 발전을 이룬다. 초기의 PC는 매킨토시보다 성능이 훨씬 떨어졌고 컬러도 아닌 흑백화면이었으나 값이 저렴했기 때문에 사람들은 비싼 매킨토시 대신 PC를 사용하였다. IBM은 PC의 후속기종으로 PS/2를 만들었고 PS/2에 대해서는 로열티를 받으려 하였다. 그래서 수많은 사람들과 업체들은 로열티를 주지 않아도 되는 PC를 계속 사용하였고 결국 PS/2는 세상에서 사라졌다. 애플의 매킨토시는 잠시 사용 허가서를 다른 기업에게 넘겼지만 이내 회수했다. 이에 따라 PC는 확장이 자유로운, 매킨토시는 구성이 일관된 특징이 드러난다.
개인용 컴퓨터 관련 박람회
해마다 독일의 하노버에서 열리는 세빗에서는 최신 컴퓨터 모델과 미래형 컴퓨터에 대한 정보를 얻을 수 있다.
터치스크린
터치스크린(touchscreen, 문화어: 손접촉)은 사용자의 터치 입력을 감지할 수 있는 디스플레이의 한 종류이다. 이는 입력 장치(터치 패널)와 출력 장치(시각적 디스플레이) 모두로 구성된다. 터치 패널은 일반적으로 장치의 전자시각표시장치 위에 겹쳐져 있다. 터치스크린은 일반적으로 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 및 기타 전자 장치에서 발견된다. 디스플레이는 종종 LCD, AMOLED 또는 OLED 디스플레이이다.
사용자는 특별한 스타일러스 또는 하나 이상의 손가락으로 화면을 터치하여 간단한 또는 멀티터치 제스처를 통해 정보를 처리하는 시스템에 입력하거나 제어할 수 있다. 일부 터치스크린은 일반 장갑이나 특수 코팅 장갑을 사용하여 작동하며, 다른 일부는 특수 스타일러스나 펜을 사용해야만 작동할 수 있다. 사용자는 터치스크린을 사용하여 표시된 내용에 반응하고, 소프트웨어가 허용하는 경우, 표시 방식을 제어할 수 있다. 예를 들어, 확대/축소하여 텍스트 크기를 늘릴 수 있다.
터치스크린
터치스크린은 사용자가 마우스, 터치패드 또는 기타 유사한 장치(대부분의 최신 터치스크린에서는 선택 사항인 스타일러스 제외)를 사용하지 않고도 표시된 내용과 직접 상호 작용할 수 있도록 한다.
터치스크린은 스마트폰, 휴대용 콘솔 게임기, 개인용 컴퓨터와 같은 장치에서 흔히 사용된다. 또한 POS(Point-of-Sale) 시스템, ATM, 전자투표기, 자동차 차량 내 인포테인먼트 시스템 및 제어 장치에서도 흔히 볼 수 있다. 터치스크린은 컴퓨터에 연결되거나 터미널로 네트워크에 연결될 수도 있다. 또한 PDA 및 일부 전자책 단말기와 같은 디지털 기기 설계에서 중요한 역할을 한다. 터치스크린은 교실이나 대학 캠퍼스와 같은 교육 환경에서도 중요하다.
스마트폰, 태블릿 및 다양한 유형의 정보 기기의 인기로 인해 휴대용 및 기능성 전자 제품에 대한 일반 터치스크린의 수요와 수용이 증가했다. 터치스크린은 의료 분야, 중공업, ATM 및 박물관 디스플레이 또는 객실 자동화와 같은 키오스크에서 발견된다. 이러한 환경에서는 키보드 및 마우스 시스템으로는 사용자가 디스플레이의 콘텐츠와 적절하고 직관적이며 빠르고 정확한 상호 작용을 할 수 없기 때문이다.
터치스크린
역사적으로 터치스크린 센서와 그에 따른 컨트롤러 기반 펌웨어는 광범위한 애프터마켓 시스템 통합자가 제공했으며, 디스플레이, 칩 또는 메인보드 제조업체가 제공한 것이 아니다. 디스플레이 제조업체와 칩 제조업체는 사용자 인터페이스 구성 요소로서 터치스크린의 수용 추세를 인식하고 제품의 기본 설계에 터치스크린을 통합하기 시작했다.
터치스크린 역사
현대 터치스크린의 전신 중 하나는 스타일러스 기반 시스템을 포함한다.
1946 직접 라이트 펜 – 필코 회사는 스포츠 중계를 위해 고안된 스타일러스에 대한 특허를 출원했다. 이 스타일러스는 중간 음극선관 (CRT) 디스플레이에 놓이면 원래 신호를 증폭하고 추가한다. 효과적으로, 이것은 US 2487641A, Denk, William E, "Electronic pointer for television images", issued 1949-11-08 에 설명된 대로 라이브 텔레비전 방송에 화살표나 원을 임시로 그리는 데 사용되었다.
터치스크린 역사
1962 광학 – 화면에서 생성되는 빛과 독립적으로 작동하는 터치스크린의 첫 번째 버전은 AT&T 코퍼레이션에서 특허를 받았다. US 3016421A, Harmon, Leon D, "Electrographic transmitter", issued 1962-01-09  이 터치스크린은 터치 표면을 가로질러 직각으로 빛을 비추는 콜리메이트된 빛의 매트릭스를 활용했다. 스타일러스에 의해 빔이 중단되면 더 이상 신호를 받지 못하는 광검출기를 사용하여 중단 지점을 결정할 수 있었다. 나중에 매트릭스 기반 터치스크린은 해상도 향상을 위해 더 많은 이미터와 검출기를 추가하고, 광학 신호 대 잡음비 향상을 위해 이미터를 펄스화하며, 멀티터치 사용 시 그림자 판독을 제거하기 위해 비직각 매트릭스를 추가하여 발전했다.
1963 간접 라이트 펜 – 후속 발명품들은 이 시스템을 기반으로 하여 텔레라이팅 스타일러스를 기계적 구속에서 해방시켰다. 사용자가 그리는 것을 컴퓨터로 전사함으로써, 미래에 사용할 수 있도록 저장할 수 있었다. US 3089918A, Graham, Robert E, "Telewriting apparatus", issued 1963-05-14  참조.
터치스크린 역사
1965 전기 용량 및 저항 – 최초의 손가락 구동 터치스크린은 영국 몰번에 위치한 왕립 레이더 연구소의 에릭 존슨(Eric Johnson)이 개발했으며, 그는 1965년에 발표된 짧은 기사에서 용량성 터치스크린에 대한 연구를 설명했으며, 이어서 1967년에 발표된 기사에서 사진과 다이어그램과 함께 더 자세히 설명했다.
60년대 중반 초음파 커튼 – 또 다른 터치스크린의 전신인 단말기 디스플레이 앞에 초음파 커튼 기반 포인팅 장치가 텔레풍켄 콘스탄츠의 라이너 말레브라인을 중심으로 한 팀에 의해 항공 교통 관제 시스템을 위해 개발되었다. 1970년에 이것은 디스플레이 전면에 전도성 코팅된 유리 스크린을 활용하는 SIG 50 터미널용 "터치입력-설비" ("touch input facility")라는 장치로 발전했다. 이것은 1971년에 특허를 받았고, 몇 년 후(TBD: 1974년 또는 1975년) 특허가 승인되었다. 같은 팀은 이미 몇 년 전에 SIG 100-86용 롤쿠겔 마우스 RKS 100-86을 발명하고 판매했다.
터치스크린 역사
1968 용량성 – 항공 교통 관제에 터치 기술을 적용한 내용은 1968년에 발표된 기사에서 설명되었다. 프랭크 벡과 벤 슈툼페는 CERN의 엔지니어로, 1970년대 초반에 투명 터치스크린을 개발했다. 이는 1960년대 초 슈툼페의 텔레비전 공장 작업에 기반을 둔다. CERN에서 제조되어 곧 산업 파트너에 의해 제조된 이 장치는 1973년에 사용되기 시작했다.
1972 광학 – 일리노이 대학교의 한 그룹이 광학 터치스크린에 대한 특허를 출원했으며, 이는 Magnavox Plato IV 학생 터미널의 표준 부품이 되었고, 이를 위해 수천 대가 제작되었다. 이 터치스크린은 16x16 적외선 위치 센서의 교차 배열을 가졌으며, 각 센서는 화면 한쪽 가장자리의 LED와 다른 가장자리의 일치하는 포토트랜지스터로 구성되어 모두 단색 플라스마 디스플레이 패널 전면에 장착되었다. 이 배열은 화면에 가까이 있는 손가락 크기의 불투명한 물체를 감지할 수 있었다.
터치스크린 역사
1973 멀티터치 용량성 – 1973년 벡과 슈툼페는 자신들의 용량성 터치스크린을 설명하는 또 다른 논문을 발표했다. 이 논문은 멀티터치 기능을 가지고 있지만, 당시에는 유용하다고 여겨지지 않았기 때문에 이 기능이 의도적으로 억제되었다고 명시되어 있다 ("버튼을 터치하면 BUT라고 불리는 변수가 0에서 5로 값이 바뀐다. 다른 버튼을 터치하면 BUT의 다른 0이 아닌 값이 나오지만, 이는 소프트웨어로 보호된다." (페이지 6, 섹션 2.6). "손가락과 커패시터 사이의 실제 접촉은 얇은 플라스틱 시트에 의해 방지된다." (페이지 3, 섹션 2.3).
1977 저항성 – 미국 회사 Elographics는 Siemens와 협력하여 Elographics의 설립자인 조지 새뮤얼 허스트가 개발한 기존의 불투명 터치패드 기술인 미국 특허 No. 3,911,215 (1975년 10월 7일)의 투명 구현을 개발하기 시작했다. 그 결과로 탄생한 저항성 기술 터치스크린은 1982년 녹스빌에서 열린 1982년 세계 박람회에서 처음 공개되었다.
터치스크린 역사
1982 멀티터치 카메라 - 멀티터치 기술은 1982년 토론토 대학교의 입력 연구 그룹이 서리 유리 패널 뒤에 카메라를 배치하여 최초의 인간 입력 멀티터치 시스템을 개발하면서 시작되었다.
1983 광학 - HP-150은 1983년부터 광학 터치스크린을 사용했다. HP 150은 세계 최초의 상업용 터치스크린 컴퓨터 중 하나였다. HP는 9인치 소니 음극선관 (CRT)의 베젤 주변에 적외선 송신기와 수신기를 장착했다.
1983 멀티터치 힘 감지 터치스크린 – AT&T 벨 연구소의 밥 보아(Bob Boie)는 하나 이상의 물리적 객체가 상호 작용할 때 부드럽고 변형 가능한 오버레이 멤브레인의 두께 변화를 추적하기 위해 전기 용량을 사용했다. 이 유연한 표면은 이러한 객체에 의해 손상될 경우 쉽게 교체할 수 있다. 이 특허는 "촉각 센서 배열은 터치스크린으로 활용될 수 있다"고 명시하고 있다.
터치스크린 역사
많은 파생 출처에서는 보아를 터치스크린 기술의 주요 진보를 이룬 인물로 소급하여 묘사하지만, 보아가 휴대 전화에 필요한 견고하고 보호적인 오버레이를 통해 감지할 수 있는 견고한 멀티터치 용량성 터치스크린을 개발하거나 특허를 받았다는 증거는 발견되지 않았다. 이러한 인용 중 상당수는 벨 연구소의 빌 벅스턴의 일화에 의존하고 있다. 그러나 빌 벅스턴은 이 기술을 손에 넣는 데 큰 성공을 거두지 못했다. 그는 인용에서 다음과 같이 말한다: "우리의 가정(결과적으로 틀렸지만)은 보아 기술이 가까운 미래에 우리에게 제공될 것이라는 것이었다. 1990년경 나는 제록스 그룹을 데리고 이 기술을 보러 갔다. 왜냐하면 나는 그것이 우리 대형 문서 처리기의 사용자 인터페이스에 적합하다고 느꼈기 때문이다. 이것은 효과가 없었다."
터치스크린 역사
1984년까지의 용량성 – 앞서 인용된 바와 같이, 존슨은 1965년에 최초의 손가락 조작 용량성 및 저항성 터치스크린을 개발한 공로를 인정받지만, 이들은 화면 전면에 걸쳐 직접 전선을 터치하여 작동했다.
스툼페와 벡은 1972년에 자기 용량 터치스크린을, 1977년에는 상호 용량 터치스크린을 개발했다. 이 두 장치는 직접 터치하거나 얇은 절연 필름을 통해서만 손가락을 감지할 수 있었다. 슈툼페의 1977년 보고서에 따르면 이것은 11마이크론 두께였다.
1984 터치패드 - 후지쯔는 마이크로 16용 터치 패드를 출시하여 한자의 복잡성을 수용했다. 한자는 타일 그래픽으로 저장되었다.
1986 그래픽 태블릿 - 세가 AI 컴퓨터용 그래픽 터치 태블릿이 출시되었다.
터치스크린 역사
80년대 초 항공기 평가 – 1980년대 초 상업용 항공기 조종석용 터치 감지 제어-디스플레이 유닛 (CDU)이 평가되었다. 초기 연구에 따르면 터치 인터페이스는 조종사가 키보드에 위도, 경도, 경유지 코드를 "머리 숙여" 입력하는 대신 경유지, 기능 및 작업을 선택할 수 있으므로 조종사의 작업 부하를 줄일 수 있다는 것을 보여주었다. 이 기술의 효과적인 통합은 조종사가 비행 경로, 다양한 항공기 시스템의 기능 및 시시각각의 인간 상호 작용을 포함한 차량 운행의 모든 주요 측면에 대한 높은 수준의 상황 인식을 유지하는 데 도움이 되도록 하는 것을 목표로 했다.
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80년대 초 자동차 평가 - 또한 1980년대 초반, 제너럴 모터스는 델코 전자 부서에 자동차의 비필수 기능(즉, 스로틀, 변속기, 제동, 조향 이외의 기능)을 기계적 또는 전기 기계 시스템에서 가능한 한 고체 대안으로 교체하는 것을 목표로 하는 프로젝트를 지시했다. 완성된 장치는 "전자 제어 센터"를 의미하는 ECC로 명명되었으며, 이는 다양한 주변 센서, 서보 메커니즘, 솔레노이드, 안테나 및 디스플레이와 유일한 입력 방법 모두로 기능하는 단색 CRT 터치스크린에 하드와이어로 연결된 디지털 컴퓨터 및 소프트웨어 제어 시스템이었다. ECC는 기존의 기계식 스테레오, 팬, 히터 및 에어컨 제어 및 디스플레이를 대체했으며, 차량의 누적 및 현재 작동 상태에 대한 매우 상세하고 구체적인 정보를 실시간으로 제공할 수 있었다. ECC는 1985년~1989년 뷰익 리비에라와 이후 1988년~1989년 뷰익 리애타의 표준 장비였지만, 일부 전통적인 뷰익 고객의 테크노포비아 때문도 있었지만, 주로 ECC의 터치스크린이 겪었던 비용이 많이 드는 기술적 문제(기후 제어 또는 스테레오 작동을 불가능하게 만드는) 때문에 소비자들에게 인기가 없었다.
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1985 그래픽 태블릿 - 세가는 SG-1000 비디오 게임 콘솔 및 SC-3000 가정용 컴퓨터용으로 테레비 오에카키(Terebi Oekaki), 즉 세가 그래픽 보드를 출시했다. 이는 플라스틱 펜과 펜의 누름을 감지하는 투명한 창이 있는 플라스틱 보드로 구성되었다. 주로 드로잉 소프트웨어 애플리케이션과 함께 사용되었다.
1985 멀티터치 용량성 – 빌 벅스턴을 포함한 토론토 대학교 연구팀은 부피가 큰 카메라 기반 광학 감지 시스템 대신 용량성을 사용하는 멀티터치 태블릿을 개발했다(멀티터치의 역사 참조).
1985 POS 사용 - 최초의 상업적으로 이용 가능한 그래픽 POS(Point-of-Sale) 소프트웨어는 16비트 아타리 520ST 컬러 컴퓨터에서 시연되었다. 이 소프트웨어는 컬러 터치스크린 위젯 기반 인터페이스를 특징으로 했다. ViewTouch POS 소프트웨어는 개발자 진 모셔(Gene Mosher)가 1986년 가을 컴덱스 엑스포의 아타리 컴퓨터 시연 구역에서 처음으로 선보였다.
터치스크린 역사
1987 용량성 터치 키 – 카시오는 소형 LCD 그래픽 화면에 4x4 매트릭스로 16개의 터치 영역을 구성한 터치스크린이 탑재된 카시오 PB-1000 포켓 컴퓨터를 출시했다.
1988 "리프트-오프" 선택 - 1988년까지 터치스크린은 부정확하다는 좋지 않은 평판을 받았다. 대부분의 사용자 인터페이스 서적에서는 터치스크린 선택이 평균 손가락보다 큰 대상에 국한된다고 언급했다. 당시에는 손가락이 대상 위에 닿자마자 대상이 선택되고 해당 작업이 즉시 수행되는 방식으로 선택이 이루어졌다. 시차나 교정 문제로 인해 오류가 흔했으며, 이는 사용자 좌절로 이어졌다. 메릴랜드 대학교 인간-컴퓨터 상호 작용 연구소 (HCIL)의 연구원들이 "리프트-오프 전략"을 도입했다. 사용자가 화면을 터치하면 무엇이 선택될지에 대한 피드백이 제공된다. 사용자는 손가락 위치를 조정할 수 있으며, 손가락이 화면에서 떨어질 때만 작업이 수행된다. 이를 통해 640x480 비디오 그래픽스 어레이 (VGA) 화면(당시 표준)에서 단일 픽셀까지 작은 대상을 선택할 수 있었다.
터치스크린 역사
1988년 세계 엑스포 – 1988년 4월부터 10월까지 오스트레일리아 브리즈번 시는 "기술 시대의 여가"를 주제로 엑스포 88을 개최했다. 행사를 지원하고 엑스포 방문객에게 정보를 제공하기 위해 텔레콤 오스트레일리아(현 텔스트라)는 엑스포 부지 주변에 총 56개의 터치스크린 정보 콘솔이 있는 8개의 키오스크를 설치했으며, 이들은 특별히 개조된 소니 비디오텍스 워크스테이션이었다. 각 시스템은 또한 비디오 디스크 플레이어, 스피커, 20MB 하드 드라이브를 갖추고 있었다. 행사 중 최신 정보를 유지하기 위해 방문객 정보 데이터베이스는 매일 밤 업데이트되어 컴퓨터 터미널로 원격 전송되었다. 터치스크린을 사용하여 방문객은 엑스포의 놀이기구, 명소, 공연, 시설 및 주변 지역에 대한 정보를 찾을 수 있었다. 방문객은 또한 영어와 일본어로 표시된 정보 중에서 선택할 수 있었는데, 이는 1980년대 오스트레일리아의 해외 관광 시장을 반영한 것이었다. 텔레콤의 엑스포 정보 시스템은 밴쿠버의 엑스포 86에서 사용된 이전 시스템을 기반으로 했다는 점은 주목할 가치가 있다.
1990년 단일 및 멀티터치 제스처 – 시어스 외 (1990)는 당시 단일 및 멀티터치 인간-컴퓨터 상호 작용에 대한 학술 연구를 검토하여 노브 회전, 슬라이더 조정, 스위치 활성화를 위한 화면 스와이프(또는 토글 스위치를 위한 U자형 제스처)와 같은 제스처를 설명했다. HCIL 팀은 소형 터치스크린 키보드를 개발하고 연구했으며(사용자가 터치스크린 키보드에서 분당 25wpm를 입력할 수 있음을 보여주는 연구 포함), 이는 모바일 장치에 터치스크린 키보드가 도입되는 데 도움이 되었다. 또한 선의 범위 선택, 객체 연결, 다른 손가락으로 위치를 유지하면서 선택하는 "탭-클릭" 제스처와 같은 멀티터치 제스처를 설계하고 구현했다.
1990 터치스크린 슬라이더 및 토글 스위치 – HCIL은 터치스크린 슬라이더를 시연했으며, 이는 나중에 애플과 다른 터치스크린 휴대폰 제조사 간의 잠금화면 특허 소송(7657849 관련)에서 선행 기술로 인용되었다.
1991 관성 제어 – 1991년부터 1992년까지 썬 Star7 프로토타입 PDA는 관성 스크롤 기능을 갖춘 터치스크린을 구현했다.
1993 정전 용량 마우스 / 키패드 – AT&T 벨 연구소의 밥 보아(Bob Boie)는 얇은 절연체를 통해 손가락 하나만 정전 용량 방식으로 감지하는 간단한 마우스 또는 키패드를 특허로 등록했다. 특허에서 주장되거나 언급되지는 않았지만, 이 기술은 잠재적으로 정전 용량 터치스크린으로 사용될 수 있었다.
1993년 최초의 저항식 터치스크린 전화기 - IBM은 최초의 터치스크린 전화기인 IBM 사이먼을 출시했다.
90년대 초 버려진 게임 컨트롤러 – 터치스크린 컨트롤이 있는 휴대용 콘솔 게임기에 대한 초기 시도는 세가의 게임 기어 후속작이었지만, 1990년대 초 터치스크린 기술의 비싼 비용 때문에 결국 장치는 보류되었고 출시되지 않았다.
2004년 모바일 멀티터치 용량성 특허 – 애플은 모바일 기기용 멀티터치 용량성 터치스크린에 대한 특허를 냈다.
2004년 터치스크린이 탑재된 비디오 게임 – 터치스크린은 2004년 닌텐도 DS가 출시되기 전까지는 비디오 게임에 인기 있게 사용되지 않았다.
2007년 정전 용량 방식 휴대폰 – 정전 용량 방식 터치스크린이 탑재된 최초의 휴대 전화는 2007년 5월에 출시된 LG 프라다였다(아이폰 최초 출시 이전). 2009년까지 터치스크린 지원 휴대폰은 기본 및 고급 장치 모두에서 유행하고 빠르게 인기를 얻었다. 2009년 4분기에는 처음으로 대부분의 스마트폰(모든 휴대폰은 아님)이 터치스크린을 탑재하여 비터치폰을 넘어섰다.
2015년 힘 감지 터치스크린 – 최근까지 대부분의 소비자 터치스크린은 한 번에 한 지점만 감지할 수 있었고, 얼마나 세게 터치하는지를 감지할 수 있는 기능은 거의 없었다. 이는 멀티터치 기술의 상용화와 2015년 4월에 출시된 애플 워치의 힘 감지 디스플레이로 인해 변화되었다.
터치스크린 기술
터치 감지 방법이 다른 여러 터치스크린 기술이 있다.
저항성 터치스크린 패널은 여러 얇은 층으로 구성되며, 그 중 가장 중요한 것은 얇은 틈을 사이에 두고 서로 마주보는 두 개의 투명한 전기 저항성 층이다. 최상위 층(터치되는 층)은 밑면에 코팅이 되어 있으며, 그 바로 아래에는 기판 위에 비슷한 저항성 층이 있다. 한 층은 측면에 전도성 연결이 되어 있고, 다른 층은 상단과 하단에 연결이 되어 있다. 전압이 한 층에 가해지고 다른 층에 의해 감지된다. 손가락 끝이나 스타일러스 펜과 같은 물체가 외부 표면을 누르면 두 층이 그 지점에서 서로 접촉하여 연결된다. 그러면 패널은 한 번에 한 축씩 한 쌍의 전압 나누개처럼 작동한다. 각 층 사이를 빠르게 전환하여 화면에 가해지는 압력의 위치를 감지할 수 있다.
터치스크린 기술
저항성 터치 방식은 액체 및 오염 물질에 대한 내성이 높아 식당, 공장 및 병원에서 사용된다. 저항성 터치 기술의 주요 장점은 저렴한 비용이다. 또한, 터치를 감지하는 데 충분한 압력만 필요하므로 장갑을 끼고 사용하거나 단단한 물체를 손가락 대용으로 사용할 수 있다. 단점으로는 누르기 필요성과 날카로운 물체에 의한 손상 위험이 있다. 저항성 터치스크린은 화면 위에 추가된 재료 층으로 인해 추가적인 반사(즉, 눈부심)가 발생하여 대비가 떨어진다. 이 유형의 터치스크린은 닌텐도 DS, 3DS 제품군 및 Wii U 게임패드에서 사용되었다.
간단한 구조와 적은 입력 수로 인해 저항성 터치스크린은 주로 단일 터치 조작에 사용되지만, 일부 두 손가락 터치 버전(종종 멀티터치로 설명됨)도 사용할 수 있다. 그러나 일부 진정한 멀티터치 저항성 터치스크린도 있다. 이들은 훨씬 더 많은 입력이 필요하며, I/O 수를 줄이기 위해 x/y 멀티플렉싱에 의존한다.
터치스크린 기술
진정한 멀티터치 저항성 터치스크린의 한 예는 동시에 10개의 손가락을 감지할 수 있다. 이는 80개의 I/O 연결을 가지고 있다. 이들은 아마도 34개의 x 입력 / 46개의 y 출력으로 나뉘어 1564개의 x/y 교차 터치 감지 노드를 가진 표준 3:4 종횡비 터치스크린을 형성할 것이다.
표면 음향파(SAW) 기술은 터치스크린 패널 위로 전달되는 초음파를 사용한다. 패널이 터치되면 파동의 일부가 흡수된다. 초음파 변화는 컨트롤러에 의해 처리되어 터치 이벤트의 위치를 결정한다. 표면 음향파 터치스크린 패널은 외부 요소에 의해 손상될 수 있다. 표면의 오염 물질도 터치스크린의 기능에 간섭을 줄 수 있다.
SAW 장치는 지연선, 필터, 상관기 및 DC-DC 컨버터를 포함하여 광범위한 응용 분야를 가지고 있다.
터치스크린 기술
정전 용량 터치스크린 패널은 유리와 같은 절연체에 ITO와 같은 투명한 전기 전도체로 코팅되어 구성된다. 인체도 전기 전도체이므로 화면 표면을 터치하면 화면의 정전기장이 왜곡되어 전기 용량의 변화로 측정된다. 터치 위치를 결정하기 위해 다양한 기술이 사용될 수 있다. 그런 다음 위치는 처리를 위해 컨트롤러로 전송된다. 일부 터치스크린은 인듐 사용으로 인한 여러 환경 문제 때문에 ITO 대신 은을 사용한다. 컨트롤러는 일반적으로 CMOS 응용 특화 집적 회로 칩이며, 이는 차례로 신호를 CMOS DSP로 전송하여 처리한다.
저항식 터치스크린과 달리 일부 정전 용량 터치스크린은 장갑과 같은 전기적으로 절연된 물질을 통해 손가락을 감지하는 데 사용될 수 없다. 이러한 단점은 추운 날씨에 사람들이 장갑을 착용할 수 있는 터치 태블릿 PC 및 정전 용량 스마트폰과 같은 소비자 전자 제품의 사용성에 특히 영향을 미친다. 이는 특수 정전 용량 스타일러스 또는 사용자의 손가락 끝과 전기적으로 접촉할 수 있도록 전도성 실을 수놓은 특수 응용 장갑을 사용하여 극복할 수 있다.
터치스크린 기술
불안정하고 노이즈가 많은 전압을 가진 저품질 스위치 모드 전원 공급 장치는 정전 용량 터치스크린의 정밀도, 정확성 및 감도를 일시적으로 방해할 수 있다.
일부 정전 용량 방식 디스플레이 제조업체는 더 얇고 정확한 터치스크린 개발을 계속하고 있다. 모바일 장치용 디스플레이는 이제 삼성의 슈퍼 AMOLED 화면처럼 디스플레이 자체 내부에 커패시터를 내장하여 한 층을 제거하는 '인셀' 기술로 생산되고 있다. 이러한 유형의 터치스크린은 사용자의 손가락과 화면에서 터치하는 내용 사이의 가시 거리를 줄여 디스플레이의 두께와 무게를 줄여주므로 스마트폰에 적합하다.
터치스크린 기술
간단한 평행판 축전기는 유전체 층으로 분리된 두 개의 전도체를 가지고 있다. 이 시스템의 에너지 대부분은 플레이트 사이에 직접적으로 집중된다. 일부 에너지는 플레이트 외부 영역으로 넘쳐 흐르며, 이 효과와 관련된 전기장 선은 프린징 필드라고 불린다. 실용적인 용량성 센서를 만드는 데 있어 과제 중 하나는 프린징 필드를 사용자에게 접근 가능한 활성 감지 영역으로 유도하는 인쇄 회로 트레이스의 세트를 설계하는 것이다. 평행판 축전기는 이러한 센서 패턴에 적합한 선택이 아니다. 프린징 전기장 근처에 손가락을 놓으면 용량성 시스템에 전도성 표면적이 추가된다. 손가락에 의해 추가되는 추가 전하 저장 용량은 손가락 용량 또는 CF라고 알려져 있다. 손가락이 없는 센서의 용량은 기생 용량 또는 CP라고 알려져 있다.
터치스크린 기술
이 기본적인 기술에서는 절연체의 한쪽 면만 전도성 층으로 코팅된다. 이 층에 작은 전압이 가해져 균일한 정전기장이 형성된다. 사람 손가락과 같은 전도체가 코팅되지 않은 표면을 터치하면 축전기가 동적으로 형성된다. 센서의 컨트롤러는 패널의 네 모서리에서 측정된 전기 용량의 변화로부터 터치 위치를 간접적으로 결정할 수 있다. 움직이는 부품이 없으므로 내구성이 중간 정도이지만 해상도가 제한적이고, 기생 용량성 커플링으로 인한 잘못된 신호에 취약하며, 제조 과정에서 교정이 필요하다. 따라서 산업 제어 및 키오스크와 같은 간단한 응용 분야에서 가장 자주 사용된다.
일부 표준 용량 감지 방법은 비전도성 표면을 통해 손가락을 감지하는 데 사용될 수 있다는 점에서 투사적이지만, 감지판을 확장하거나 수축시켜 이들 판의 용량에 변동을 일으키는 온도 변동에 매우 민감하다. 이러한 변동은 많은 배경 노이즈를 발생시키므로 정확한 감지를 위해서는 강한 손가락 신호가 필요하다. 이는 손가락이 감지 요소에 직접 닿거나 비교적 얇은 비전도성 표면을 통해 감지되는 응용 분야로 제한된다.
터치스크린 기술
하나의 전기 전도체에 가해진 전기 신호는 매우 근접하지만 전기적으로 격리된 다른 전기 전도체에 의해 용량성으로 "감지"될 수 있다. 이는 상호 용량 터치스크린에서 활용되는 기능이다. 상호 용량 센서 배열에서 하나의 전기 전도체와 다른 전기 전도체의 "상호" 교차(직접적인 전기적 접촉 없이)는 축전기를 형성한다(터치스크린#구조 참조).
고주파 전압 펄스가 이러한 전도체에 한 번에 하나씩 적용된다. 이러한 펄스는 이를 교차하는 모든 전도체에 용량적으로 결합된다.
손가락이나 전도성 스타일러스가 센서 표면에 가까이 오면 국부 정전기장이 변경되어 이 교차하는 전도체 사이의 전기 용량이 감소한다. 감지된 신호 강도의 상당한 변화는 교차 지점에 손가락이 있는지 여부를 판단하는 데 사용된다.
그리드의 모든 교차점에서 발생하는 전기 용량 변화를 측정하여 하나 이상의 터치 위치를 정확하게 결정할 수 있다.
터치스크린 기술
상호 용량은 여러 손가락, 손바닥 또는 스타일러스를 동시에 정확하게 추적할 수 있는 멀티터치 작동을 허용한다. 교차점이 많을수록 터치 해상도가 향상되고 감지할 수 있는 독립적인 손가락 수가 늘어난다.
 이는 표준 x/y 배선보다 대각선 배선이 거의 두 배 많은 교차점을 생성하기 때문에 대각선 배선의 명확한 이점을 나타낸다.
예를 들어, 30개의 i/o, 16×14 x/y 배열은 224개의 교차점/축전기를 가질 수 있으며, 30개의 i/o 대각선 격자 배열은 435개의 교차점을 가질 수 있다.
x/y 상호 전기 용량 배열의 각 트레이스는 하나의 기능만 가지며, 이는 입력 또는 출력이다. 수평 트레이스는 송신기일 수 있고 수직 트레이스는 센서일 수 있으며, 그 반대도 가능하다.
자기 용량 센서는 상호 용량 센서와 동일한 레이아웃을 가질 수 있지만, 자기 용량 센서는 일반적으로 모든 트레이스가 독립적으로 작동하며 다른 트레이스 간의 상호 작용이 없다. 다른 여러 방법과 함께, 트레이스 전극에 손가락이 가하는 추가적인 용량성 부하는 전류계 또는 RC 발진기의 주파수 변화로 측정할 수 있다.
터치스크린 기술
트레이스는 모든 트레이스가 감지될 때까지 하나씩 감지된다. 손가락은 트레이스 전체 길이(화면 밖에서도) 어디에서나 감지될 수 있지만, 손가락이 해당 트레이스 어디에 있는지는 알 수 없다. 그러나 다른 교차하는 트레이스에서도 손가락이 감지되면 손가락 위치가 두 트레이스의 교차점에 있다고 가정한다. 이는 단일 손가락을 빠르고 정확하게 감지할 수 있도록 한다.
상호 용량은 멀티터치에 더 간단하지만, 자기 용량으로도 멀티터치를 구현할 수 있다.
자기 용량 터치스크린 층은 소니 엑스페리아 솔라와 같은 휴대 전화에 사용된다. 삼성 갤럭시 S4, 갤럭시 노트 3, 갤럭시 S5, 갤럭시 알파에도 사용되었다.
자기 용량은 상호 용량보다 훨씬 더 민감하며 주로 손가락이 유리 표면에 닿을 필요조차 없는 단일 터치, 간단한 제스처 및 근접 감지에 사용된다. 상호 용량은 주로 멀티터치 응용 분야에 사용된다. 많은 터치스크린 제조업체는 동일한 제품에서 자기 용량 및 상호 용량 기술을 모두 사용하여 개별적인 이점을 결합한다.
터치스크린 기술
정전 용량 터치스크린은 반드시 손가락으로 조작해야 하는 것은 아니지만, 최근까지 필요한 특수 스타일러스는 구매 비용이 상당히 비쌀 수 있었다. 이 기술의 비용은 최근 몇 년 동안 크게 하락하여 정전 용량 스타일러스는 이제 명목상의 비용으로 널리 구할 수 있으며 종종 모바일 액세서리와 함께 무료로 제공된다. 이는 전도성 샤프트에 부드러운 전도성 고무 팁이 있어 손가락을 스타일러스 팁에 저항적으로 연결한다.
터치스크린 기술
적외선 터치스크린은 화면 가장자리에 X-Y 적외선 LED 및 광검출기 쌍의 배열을 사용하여 LED 빔 패턴의 방해를 감지한다. 이 LED 빔은 수직 및 수평 패턴으로 서로 교차한다. 이는 센서가 터치 위치를 정확하게 포착하는 데 도움이 된다. 이러한 시스템의 주요 장점은 손가락, 장갑을 낀 손가락, 스타일러스 또는 펜을 포함하여 본질적으로 모든 불투명한 물체를 감지할 수 있다는 것이다. 일반적으로 전도체(예: 맨손가락)에 의존하여 터치스크린을 활성화할 수 없는 실외 응용 분야 및 POS 시스템에서 사용된다. 정전 용량 방식 터치스크린과 달리 적외선 터치스크린은 유리에 패턴을 만들 필요가 없어 전체 시스템의 내구성과 광학적 선명도를 높인다. 적외선 터치스크린은 적외선 빔을 방해할 수 있는 먼지에 민감하며, 곡면에서 시차가 발생하고 사용자가 선택할 항목을 찾는 동안 화면 위로 손가락을 가져다 대면 실수로 눌러지는 문제가 발생한다.
반투명 아크릴 시트가 후방 투사 화면으로 사용되어 정보를 표시한다. 아크릴 시트의 가장자리는 적외선 LED로 조명되고, 적외선 카메라는 시트 뒷면에 초점을 맞춘다. 시트 위에 놓인 물체는 카메라로 감지할 수 있다. 사용자가 시트를 터치하면 전반사 좌절로 인해 적외선이 누출되어 최대 압력 지점에서 정점을 찍으며 사용자의 터치 위치를 나타낸다. 마이크로소프트의 PixelSense 태블릿은 이 기술을 사용했다.
광학 터치스크린은 터치스크린 기술의 비교적 현대적인 개발로, 2개 이상의 이미지 센서(예: CMOS 센서)가 화면 가장자리(주로 모서리) 주변에 배치된다. 적외선 백라이트는 화면 반대편의 센서 시야에 배치된다. 터치하면 센서에서 일부 빛이 차단되고, 터치하는 물체의 위치와 크기를 계산할 수 있다(시각적 헐 참조). 이 기술은 확장성, 다양성, 그리고 대형 터치스크린에 대한 저렴한 비용 때문에 인기가 증가하고 있다.
2002년 3M에서 도입된 이 시스템은 센서를 사용하여 유리의 압전성을 측정하여 터치를 감지한다. 복잡한 알고리즘이 이 정보를 해석하여 실제 터치 위치를 제공한다. 이 기술은 먼지 및 기타 외부 요소(스크래치 포함)에 영향을 받지 않는다. 화면에 추가 요소가 필요 없으므로 뛰어난 광학적 선명도를 제공한다고 주장한다. 장갑을 낀 손가락을 포함하여 어떤 물체도 터치 이벤트를 생성하는 데 사용할 수 있다. 단점은 초기 터치 후에는 시스템이 움직이지 않는 손가락을 감지할 수 없다는 것이다. 그러나 같은 이유로, 정지된 물체는 터치 인식을 방해하지 않는다.
이 기술의 핵심은 표면의 어떤 위치에서든 터치가 발생하면 기판 내에서 음파가 생성되고, 이 음파는 터치스크린 가장자리에 부착된 세 개 이상의 작은 변환기에 의해 측정되어 고유한 결합 신호를 생성한다는 것이다. 디지털화된 신호는 표면의 모든 위치에 해당하는 목록과 비교하여 터치 위치를 결정한다. 움직이는 터치는 이 과정을 빠르게 반복하여 추적한다. 외부 및 주변 소리는 저장된 소리 프로파일과 일치하지 않으므로 무시된다. 이 기술은 값비싼 신호 처리 하드웨어 대신 간단한 조회 방법을 사용한다는 점에서 다른 소리 기반 기술과 다르다. 분산 신호 기술 시스템과 마찬가지로 초기 터치 후에는 움직이지 않는 손가락을 감지할 수 없다. 그러나 같은 이유로, 터치 인식은 어떤 정지된 물체에 의해서도 방해받지 않는다. 이 기술은 2000년대 초 SoundTouch Ltd에서 개발되었으며, 특허군 EP1852772에 설명되어 있고, 2006년 타이코 인터내셔널의 Elo 부문에서 음향 펄스 인식으로 시장에 출시되었다. Elo에서 사용되는 터치스크린은 일반 유리로 만들어져 내구성과 광학적 선명도가 우수하다. 이 기술은 일반적으로 화면의 스크래치와 먼지에도 정확도를 유지한다. 이 기술은 물리적으로 더 큰 디스플레이에도 적합하다.
터치스크린 구조
터치스크린을 만드는 몇 가지 주요 방법이 있다. 핵심 목표는 디스플레이를 터치하는 하나 이상의 손가락을 인식하고, 이것이 나타내는 명령을 해석하며, 해당 응용 프로그램에 명령을 전달하는 것이다.
멀티터치 용량성 스크린
멀티터치 용량성 터치스크린을 만드는 매우 간단하고 저렴한 방법은 두 개의 투명한 폴리에스터 필름 층 사이에 미세하고 절연 코팅된 구리 또는 텅스텐 와이어로 구성된 x/y 또는 대각선 매트릭스를 샌드위치하는 것이다. 이는 근접 감지 마이크로-축전기 배열을 생성한다. 손가락이 상대적으로 넓게 떨어져 있는 경우 10~15mm마다 하나의 마이크로 축전기가 충분할 수 있지만, 매우 높은 해상도의 멀티터치는 5~6mm마다 마이크로 축전기가 필요할 수 있다. 유사한 시스템은 지문 감지와 같은 초고해상도 감지에 사용될 수 있다. 지문 인식 센서는 약 44~50마이크론의 마이크로 축전기 간격이 필요하다.
터치스크린 구조
단일 터치 저항성 터치스크린
이전에 가장 널리 사용되었던 저항성 방식에는 일반적으로 네 개의 층이 있다:
사용자가 표면을 터치하면 시스템은 디스플레이를 통해 흐르는 전류의 변화를 기록한다.
분산 신호
분산 신호 기술은 강화 유리 기판을 터치할 때 화학적으로 발생하는 압전기 효과, 즉 기계적 힘이 가해질 때 생성되는 전압을 측정한다.
적외선
적외선 기반 방식에는 두 가지가 있다. 하나는 센서 배열이 디스플레이를 터치하거나 거의 터치하는 손가락을 감지하여 화면에 투영된 적외선 빔을 방해하는 방식이다. 다른 하나는 하단에 장착된 적외선 카메라가 화면 터치로 인한 열을 기록하는 방식이다.
각 경우에, 시스템은 당시 화면에 표시된 컨트롤과 터치 위치를 기반으로 의도된 명령을 결정한다.
터치스크린 개발
멀티터치 스크린의 개발은 화면에서 하나 이상의 손가락을 추적하는 것을 용이하게 했다. 따라서 하나 이상의 손가락이 필요한 작업이 가능해졌다. 이러한 장치는 또한 여러 사용자가 터치스크린과 동시에 상호 작용할 수 있도록 한다.
터치스크린 사용이 증가함에 따라 터치스크린 기술 비용은 이를 통합하는 제품에 일상적으로 흡수되어 거의 사라졌다. 터치스크린 기술은 신뢰성을 입증했으며 항공기, 자동차, 게임 콘솔, 기계 제어 시스템, 가전제품, 그리고 휴대폰을 포함한 휴대용 디스플레이 장치에서 발견된다. 모바일 장치용 터치스크린 시장은 2009년까지 50억 달러를 생산할 것으로 예상되었다.
터치스크린 개발
화면 자체를 정확하게 가리키는 능력 또한 새롭게 등장하는 그래픽 태블릿-스크린 하이브리드를 통해 발전하고 있다. 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF)는 높은 압전기 특성으로 인해 이 혁신에서 중요한 역할을 한다. 이는 태블릿이 압력을 감지하게 하여 디지털 페인팅이 종이와 연필처럼 작동하도록 한다.
2011년 10월에 발표된 TapSense는 터치스크린이 손의 어떤 부분이 입력에 사용되었는지(예: 손가락 끝, 너클, 손톱)를 구별할 수 있도록 한다. 이는 복사 및 붙여넣기, 대문자화, 다른 그리기 모드 활성화 등 다양한 방식으로 사용될 수 있다.