자동차 환경에서의 멀티-터치 올-포인트 센싱
상태바
자동차 환경에서의 멀티-터치 올-포인트 센싱
  • 김민서
  • 승인 2012.07.03 00:00
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

www.cypress.com
Technical Report

자동차 환경에서의 멀티-
터치 올-포인트 센싱

글: 어디티야 카울(Aditya Kaul) / Product Marketing Engineer
싸이프레스 세미컨덕터 /
www.cypress.com

공상과학(SF) 영화에서 만들어진 이미지는 마치 톰 크루즈가 영화 마이너리티 리포트 (Minority Report)에서 정보 검색을 위해 멀티-터치 스크린을 이용할 때와 같이 현실의 한계를 밀어내는 경향이 있다. 그러나 정전식(capacitive) 센싱 기술은 우리가 디바이스와 상호 작용하는 방식을 변화시켰다. 우리는 더 이상 단순히 버튼을 누르거나 스위치를 움직이지 않는다. 오히려 우리는 상호작용을 위해 터치 스크린상의 데이터 그 자체를 터치하고 집어낼 수도 있다.
영화의 예전 인터페이스는 더 이상 공상과학소설이 아닌 것이다. 사실 이러한 것들은 이미 적용되고 있으며, 자동차를 비롯한 다양한 애플리케이션으로 설계되고 있다.
멀티-터치 올-포인트 센싱(Multi-touch all-point sensing)은 동시에 여러 손가락의 존재를 감지하고 동작을 인식함으로써 훨씬 더 직관적인 터치 기술을 가능하게 만들어 준 정전식 센싱을 확장한 기술이다.
이 글은 정전식 센싱의 기본과 자동차 환경에서의 터치 센싱 기술의 진화를 다루고 있다. 먼저 멀티-터치 터치스크린/트랙패드의 구축과 내부 작동을 논의한 후, 휴먼 머신 인터페이스(HMI) 에서 멀티-터치 올-포인트 센싱이 가져온 패러다임의 변화를 다룰 것이다.


멀티-터치 정전식 센싱

진정한 멀티-터치 올-포인트 시스템은 인접한 전극의 쌍으로 구성된 정전식 센서이다. 손가락 같은 전도성 물체가 이러한 전극에 근접하게 될 때 마이크로컨트롤러의 도움으로 측정될 수 있는 전극(그림 1 참조) 간의 추가적인 정전용량(capacitance)이 있다. 그 반면, 정전식 센싱은 센서와 사용자의 신체 사이에 접촉이 필요 없는 근접 센싱에도 사용될 수 있다. 이는 센서의 감도를 증가시킴으로써 달성될 수 있다.
정전식 센싱은 인포테인먼트 컨트롤, 트렁크 개방, 난방 환기 및 에어컨 조절(HVAC), 키가 없는 수동진입 센서(PKE)와 같은 자동차 내부 시스템을 위한 기계식 버튼, 터치에 민감한 노브 및 슬라이더(그림 2 참조) 등을 대체하기 위해 점차 사용되고 있다. 보다 복잡한 금형과 트랩 더스트 등을 필요로 하는 기계식 부품과 홈 수의 결과적인 감소는 신뢰성을 향상시키고 시스템 비용을 줄여준다.

그림 1 . 정전식 센싱



그림 2 . 정전식 센싱 인터페이스





터치스크린 & 트랙패드

자동차 환경에서의 멀티-터치 올-포인트 센싱 터치스크린은 사용자가 디바이스에서 애플리케이션을 직접 "터치"할 수 있게 해 줌에 따라 외부 버튼에 의존하는 것을 줄여준다. 트랙패드와 마찬가지로 사용자는 터치하고 두드리고 드래그하는 것과 같은 본능적인 행동과 제스처를 이용하여 시스템과 상호작용할 수 있다. 터치스크린은 싱글-터치(Single-Touch), 멀티-터치 제스처(Multi-Touch Gesture), 그리고 멀티-터치 올-포인트(Multi-Touch All-Point)의 3가지 주요 형태 중의 하나에서 비롯된다 (그림 3 참조).


그림 3 . 터치스크린 형태




싱글-터치 터치스크린은 같은 영역 내에 스크린과 버튼 모두가 위치하며 주로 감압식 터치 스크린 기술을 기반으로 한 것이다. 감압식 싱글-터치 터치스크린의 한계는 센서의 손상으로 인한 제스처 인식기능 제한과 성능 저하로 한번에 스크린 당 하나의 손가락만을 감지할 수 있다는 것이다. 이러한 한계가 projected capacitance 기술과 멀티-터치
제스처 터치스크린의 개발을 이끌었다.
멀티-터치 제스처 터치스크린은 사용자의 상호작용을 탐지하는 압력에 의존하지 않는다. 또한 멀티-터치 제스처 터치스크린은 웹 페이지 뷰의 스크린 크기와 방향을 조작하는데 이용된 제스처 감지 기능과 함께 멀티-터치 인식 및 트래킹 기능을 동시에 지원할 수 있다. 이와 함께 멀티-터치 올-포인트는 동시에 표면에 있는 2개 이상의 접촉 지점의 존재를 인식하는 터치 센싱 표면의(트랙패드/터치스크린) 능력을 의미한다.
사용자는 두 손에 10개의 손가락을 가지고 있으며, 차량에서는 그 수를 더 넘는 여러 승객들이 존재한다. 좌석 위치와 같은 음악검색, 지도조작, 차체전자제어 등은 이러한 수준의 풍부한 터치스크린 기능을 위한 주요 항목인 자동차 애플리케이션의 몇 가지 사례이다.
자동차 트랙패드는 운전자가 중앙 콘솔에 닿기 위해 몸을 늘이지 않고도 내비게이션과 오디오 서브시스템과 같은 시스템을 편리하게 작동할 수 있도록 해준다. 또한 트랙패드는 문자 숫자식의 키를 중복되게 만들어 문자 인식을 가능하게 해 준다.
터치스크린은 일반적으로 단열 소재로 분리된 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 2개 층의 투명 전도체와 함께 유리/플라스틱 커버 표지를 가지고 있다(그림 4 참조). 패턴은 콘덴서의 격자를 형성하는 ITO 레이어에 새겨져 있다. ITO 레이어는 투명도가 높아 터치스크린을 더 밝고 쉽게 읽게 해주도록 도와준다. 터치를 감지하는데 필요한 압력이 없기 대문에 스크린은 더 큰 내구성을 가지게 된다. 트랙 패드에서 정전식 센서의 구축은 시스템이 센서처럼 투과 커버 레이
어 와 간단한 구리 레이어를 가지고 있는 것을 제외하고는 비슷하다. 터치스크린 센서는 손가락의 접촉을 감지하고 센서 커패시턴스에서의 어떤 변화를 감지하기 위해 스캔된다. 아울러 제스처, 손가락 범위, 그리고 손가락 방향의 움직임을 식별하기 위해 데이터가 분석된다. 시스템은 또한 LED나 제어모터와 같은 출력 디바이스를 구동할 수도 있다.

그림 4. 터치스크린 레이어


10개의 손가락을 지원하는 정전식 터치스크린과 트랙패드는 점차자동차에서 채택되고 있어 다양한 자동차 시스템을 위한 통합 인터페이스로서 기능하고 있다. 이러한 멀티-터치 올-포인트 센싱 시스템은 또한 차량 내부에서 여러 사용자들이 터치스크린에 동시에 액세스할 수 있도록 해 준다. 이와 함께 CAN/LIN 과 같은 자동차 네트워킹 프로토콜은 분산 전자-기계식 시스템을 중앙 콘솔로 통합하는데 도움을 준다.
이로써 휴먼 머신 인터페이스(HMI) 설계자들이 통합된 스타일과 유연성 향상으로 HMI를 만들기 위한 싱글 유저 인터페이스에서 콘솔 내부의 모든 서브시스템의 작동을 조정할 수 있도록 해 주는 반면 개발자들은 더 크게 보고 느낄 수 있도록 해 준다. 멀티-터치 올-포인트 센싱은 직관적이고 매력적인 유저 인터페이스의 디스플레이를 만드는데 도움을 주고 있는 것은 물론 강력한 가치 제안기능을 제공한다. 터치스크린과 트랙패드는 궁극적으로 자동차인터페이스로 선택될 때까지 더 큰 크기와 더욱 많은 기능을 가진 프로세서와 함께 점차 퍼져나갈 것이다.




댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.