손대면 톡하고 반응하는 입력장치 - 터치스크린(Touch screen)

입력장치란 음성(육성 또는 기계음) 외에 기기 또는 장치와의 의사소통을 위해 필요한 데이터를 입력 매체로부터 읽어 들이는 장치를 말한다. 예를 들어 컴퓨터는 0과 1로 정보를 표시하게 되어 있다. 따라서 컴퓨터의 입력장치는 문자, 도형, 목소리, 숫자 등의 데이터를 읽어 들인 다음 컴퓨터가 이를 처리할 수 있도록 0과 1의 이진수 형태로 바꾸어 주는 역할을 한다.

우리가 흔히 알고 있는 키보드(Keyboard), 마우스(Mouse), 트랙볼(Trackball, 위로 드러난 볼을 손가락으로 돌리는 장치), 포인트 스틱(point Stick)/터치 패드(Touch Pad, 노트북용), 조이스틱(Joystick), 스캐너(Image Scanner) 등이 대표적인 입력장치에 속한다. 여기에 단순하면서도 누구나 사용할 수 있는 입력장치가 최근 대세로 떠올랐으니, 바로 터치스크린(Touch screen)이다.

터치스크린은 그저 화면을 꾹꾹 눌러서 입력할 수 있어 단순하면서 사용이 편리한 인터페이스로 남녀노소 모두에게 각광 받고 있으며, 스마트폰 등 최신화된 모바일 기기가 물밀듯이 쏟아지고 있는 요즘, 터치스크린은 그야말로 전성시대를 누리고 있다고 해도 과언이 아니다.

터치스크린의 작동 원리

터치스크린은 구현 원리와 동작 방법에 따라 다양한 방식(저항막/광학/정전용량/초음파/압력 등)으로 구분된다. 여기서 우리가 흔히 접하는 휴대폰이나 스마트폰, 태블릿 PC 등에 탑재된 터치스크린은 저항막(감압) 방식과 정전용량 방식으로 나눌 수 있다.

가) 누르는 터치스크린(저항막, 감압 방식)

‘저항막 방식(감압식) 터치스크린’은 액정 위에 여러 겹으로 막(스크린)이 쌓여있는 형태로 가장 바깥쪽(손이나 펜이 맞닿는 부위)에는 부드러우면서 흠집에 강한 재질의 막이 있고, 다음에는 충격을 완화시켜주는 막, 그리고 다음은 입력을 감지하는 투명 전도막(전기가 통하는 얇고 투명한 기판) 2장이 겹쳐있는 방식이다.

사용자가 화면을 누르면, 투명 전도막 2장이 서로 맞닿으면서(전기적 접촉, 압력) 발생한 전류와 저항의 변화를 감지해 입력을 판별(가로, 세로 좌표인식)한다. 따라서 손가락은 물론, 스타일러스 펜(터치펜), 손에 쥘 수 있는 거의 모든 것을 이용해 화면을 터치할 수 있으며, 연속된 필기 입력이나 작은 아이콘 터치에도 유리하다.

또한 원리가 간단한 만큼 제조 비용이 많이 들지 않기 때문에 가장 보편적으로 적용되는 터치스크린 방식이기도 하다. 이를 활용한 주요기기로는 닌텐도 DS 등의 휴대용 게임기나 삼성 애니콜 햅틱폰, LG 싸이언 쿠키폰 등의 휴대폰이 대표적이다. 이들은 각각 필기 입력 방식의 게임을 지원한다거나 아기자기한 사용자 인터페이스가 특징인 기기다.

나) 만지는 터치스크린(정전용량 방식)

‘정전용량 방식(이하 정전식) 터치스크린’은 우리 몸에 있는 정전기를 이용하는 방식이다. 즉 액정 유리에 전기가 통하는 화합물을 코팅해서 전류가 계속 흐르도록 만들고, 화면에 손가락이 닿으면 액정 위를 흐르던 전자가 접촉 지점으로 끌려오게 된다. 그러면 터치스크린 모퉁이의 센서가 이를 감지해서 입력을 판별하게 된다.

따라서 화면을 살짝 스치듯 만져도 터치 입력이 가능(감성적인 느낌 연출)하며, 멀티 터치(여러 접촉 부위를 동시에 인식)를 지원한다. 또한 유전체(전기가 통하는 화합물)가 코팅된 액정 유리를 사용했기 때문에 화질이 저하될 염려도 없다.

이를 활용한 주요기기로는 요즘 출시되는 거의 대부분의 스마트폰이 있으며, 이들 제품처럼 작은 화면에 효과적인 사용자 인터페이스를 적용하는 데는 정전식 입력 방식이 적합하다. 최근에는 휴대폰 보다 화면이 큰 태블릿 PC(삼성 갤럭시탭, 애플 아이패드 등)가 인기를 끌고 있는데, 이들 역시 대부분 감압식 보다는 정전식 터치스크린을 채택하고 있다.

그러나 정전식 터치스크린도 단점은 있다. 가장 먼저 손가락처럼 전자를 유도하는 물질이 아닐 경우(비전도체: 전기가 흐르지 않음) 터치 입력이 불가능하다. 따라서 저항막 방식에서 쓰이는 일반적인 스타일러스 펜을 이용할 수 없으며, 손가락이나 정전식 전용 스타일러스 펜을 이용해야만 한다.

또한 장갑을 끼고 화면을 터치할 수도 없으며, 손가락이 굵은 사람은 작은 아이콘을 터치할 때 어려움이 있을 수 있다. 뿐만 아니라, 정전식 터치스크린의 내구성은 저항막 방식에 비해 뛰어난 것(코팅된 강화 유리를 사용하기 때문)은 분명하지만, 작은 손상(충격으로 인한 흠집, 화면 일부 찍힘 등)에도 터치스크린이 오작동할 가능성이 높다. 이로 인해 터치스크린 자체를 교체하는데 드는 비용 또한 상대적으로 비싸다.

터치스크린의 전성기 시대

스마트폰, 태블릿 PC 등의 모바일 기기 이외에도 터치스크린이 우리 실생활에 적용된 사례는 대단히 많다. 지하철 역사 등의 전자지도 기기, 현금자동인출기(ATM), 공공장소에 설치된 키오스크(kiosk, 정보전달) 기기, 극장 등의 자동발권기 등 터치스크린 기술은 알게 모르게 우리 일상에 깊숙이 자리잡았다. 이렇게 특정 입력도구를 사용해야 했던 과거를 지나 손가락으로 직접 터치, 입력하는 현재를 살고 있다. 머지 않은 미래에는 손가락이 닿지 않아도 사용자의 행동이나 제스처에 따라 정보를 입력할 수 있는 입력 방식이 대중화될 것으로 예상된다. 이 모든 것은 결국 우리들 사용자의 편의를 돕기 위해 발전하고 있음을 기억하자.

글 / IT동아 이기성(wlrl@itdonga.com)