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기술소개

기술소개

옥외용 터치 스크린 기술

적외선 터치스크린 기술의 차별성

적외선 방식의 터치스크린 장치는 적외선대역의 광 수신소자를 포함하고 있으며, 높은 레벨의 적외선 스펙트럼을 방출하는 태양광(직사광, 반사광)이 광수신 소자에 간섭(인입) 될 경우 터치기능의 안정성이 보장되지 않습니다. 이러한 이유는 지금까지 적외선 터치기술이 옥외에서 사용할 수 없게 하는 가장 큰 요인이며, 이러한 간섭요인들을 제거하는 기술들은 매우 독창적이며 높은 기술력과 다양한 경험을 필요로 합니다.
실내용 터치스크린 장치와 달리 ITGO의 옥외용 터치스크린 센서장치는 태양광 및 빗물, 정전기등 외부 환경의 간섭요인으로부터 터치기능의 신뢰성을 보장하기 위한 혁신적인 기술들이 적용되어 있습니다.

핵심 기술

옥외용 터치스크린 장치에 적용되는 핵심기술은 다음과 같습니다.

  • 1. 태양광 간섭영향 제거 기술
  • 2. 눈/비등의 외부 환경요인 극복 기술
  • 3. 회로 안정화 기술

ITGO의 IRON은 옥외용 터치 핵심기술이 모두 적용된 안정적인 제품이며 ITGO는 태양광 간섭영향 제거 및 외부환경 극복에 대한 원천 기술 확보는 물론 관련 태양광 간섭 제거용 광학 필터, 방수 구조관련 특허를 보유하고 있으므로 타사와 비교하여 옥외용 터치 제품에 대한 매우 높은기술 경쟁력을 보유하고 있습니다.

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태양광 간섭 영향 제거 필터 기술

Anti Solar Filter는 IR 센서 수신부에 직접 입사되는 태양광 중에 사용하고자 하는 파장 대역을 제외한 나머지 대역을 제거할 수 있는 광학 필터입니다. Anti solar Filter는 일반적인 대역통과 필터와는 다른 특수 광학 필터이며 높은 투과율 및 균일성을 보유하고 있습니다.

적외선 필터는 태양광 스펙트럼 중에서 800nm ~ 900nm 이하의 파장 대역을 제거하는 필터로 다중 필터 시스템에서 가장 전면에 사용되는 필터입니다.

→ 상기 다중 필터들은 사용 환경에 따라 적절하게 조합되어 사용될 수 있으며, 적절한 조합은 제거 효율을 최대화 시킬 수 있습니다.
외부환경 극복 기술

눈/비등에 의한 터치 오감지 방지 기술

악천후 상황에서도 안정적인 S/N(Signal to Noise Ratio) 확보 기술

오염물질에 의한 터치 기능 저하 극복 기술

항시 모니터링 기술

제품의 항시 모니터링과 알람기술을 적용하여 문제 발생시 신속한 처리 및 긴급 복구 가능

어떻게 안정된 신호대 잡음비율(S/N)을 확보할 것인가?

안정된 신호대 잡음비를 확보하는 것은 옥외 환경에서 터치 제품이 정상적으로 동작을 하기위한 가장 중요한 요소 입니다.
강한 태양강의 간섭은 신호대 잡음비를 악화시키게 됩니다. 이는 곧 터치 에러를 증가시키게 되며 결론적으로 옥외 환경에서 터치 제품을 사용할 수 없게 만들게 됩니다.
IRON의 특별한 기술은 가혹한 옥외환경에서도 높은 신호대 잡음비를 확보할 수 있도록 함으로써, 안정적인 터치 제품의 동작을 보증합니다.

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이미 언급하였듯이 잡음을 발생시키는 요인은 크게 두 가지로 볼 수 있습니다. 하나는 강한 태양광의 간섭 영향이고 다른 하나는 PCB에서 발생하는 전기적 잡음 입니다. 개발자는 이러한 잡음 요인을 제거할 수 있도록 보드 설계시 주의해야 하며, 또한, 강한 태양광에 의해 적외선 소자에 발생할 수 있는 잡음 요인을 감소시킬 수 있도록 설계하여야 합니다.

회로 보드는 노이즈 제거를 최소화 하기 위한 설계가 적용되어야 하며, 강한 태양광에 의한 광수신소자의 성능저하, 열화, 회로 전원의 흔들림등을 극복할 수 있는 안정화 회로 기술이 적용되어야만 합니다. IRON은 이러한 모든 기술이 적용되어 항시 안정된 신호대 잡음비를 유지할 수 있으며, 태양광 제거를 위한 필터와의 매칭 기술을 이용하여 제품 성능을 극대화 하고 있습니다. 따라서 옥외환경에서 단일 터치 기능 뿐만 아니라 다중 터치 기능도 안정적으로 사용할 수 있습니다.

*요구되는 신호대 잡음비(Required SNR): 단일 혹은 다중 터치기능을 사용할 수 있는 최소 신호대 잡음비
전체적인 수신 잡음 감소 방안

주된 잡음의 원인은 태양광의 간섭에 의한 잡음과 회로보드에의한 전기적인 잡음이며 그중에서도 태양광에 의한 잡음은 매우 강력합니다.

안정적인 신호대 잡음비 확보는 옥외 환경에서 터치 스크린 제품이 안정적으로 작동하는데 가장 중요한 요소 입니다.

이를 위해 태양광을 효과적으로 차단하는 것도 중요하지만 안정화 회로가 구현된 보드와 보드를 제어하는 알고리즘 또한 중요한 요소입니다.

IP66의 높은 보호 등급 지원

IRON은 IP65 / IP66의 보호등급을 지원합니다. IP66 레벨의 보호등급은 제품에 따라 적용될 수 있습니다.

알루미늄 압출 형태의 프레임 구조는 가격경쟁력과 높은 생산 수율을 구현합니다.

옥외용 제품의 터치 프레임에 방수 러버를 결합한 IRON의 독특한 구조는 조립을 간단하게 할 수 있는 장점이 있으며 매우 높은 방수효과를 기대할 수 있습니다.

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가. 압출 성형된 일체형 프레임 구조

압출구조의 일체형 프레임 구조는 프레임 결합 포인트를 최소화 할 수 있습니다.

결합 포인트 최소화를 통해 외부로부터 물이나 먼지가 프레임 내부로 들어올 수 있는 여지를 효과적으로 차단할 수 있으며 프레임의 내구성 역시 향상 시킬 수 있습니다.

나. 방수 러버 구조

프레임과 IR 필터 결합부에 방수 러버를 삽입할 수 있는 구조로 설계되어 방수/방진 효과를 극대화 시킬 수 있는 구조 입니다.

방수러버는 외부 기후 변화에 내구성을 갖는 재질로 제작되었습니다.

외부 환경 영향을 최소화한 제품 동작
태양의 위치에 상관없이, 태양광은 매우 강력한 간섭 영향 요인

태양광은 위치가 시간에 따라 변하게 됩니다. 또한, 터치 스크린 제품이 설치된 위치에 따라 태양광이 직접적으로 입사 되거나 주위의 조형물에 의해 반사되어 입사되는 등 다양한 각도에서 태양광의 영향을 크고 작게 받을 수 있습니다.

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옥외용에서 사용할 수 있는 제품은 태양광이 모든 방향에서 들어올 수 있고, 또한, 동시에 다양한 각도로 입사될 수 있는 환경에서도 간섭 영향을 효과적으로 제거하여 제품의 안정적인 동작을 보장할 수 있어야 합니다.

옥외용 터치 기술의 리더

ITGO는 최상의 옥외용 적외선 터치 기술을 보유하고 있으며 그 기술이 적용된 가장 옥외 환경에서 안정적인 적외선 터치 제품을 제공하고 있습니다. 기존 기술과 달리 광학 필터 조합을 이용하여 태양광 간섭 영향을 최대한 제거할 수 있으며 가격 경쟁력 및 높은 조립성을 갖춘 프레임 구조를 적용하였습니다.

ITGO는 광학필터 및 프레임 구조, 회로 안정화와 관련된 국내와 미국 등록특허를 보유하고 있으며 PTC 출원을 통해 다양한 국가의 특허를 확보하여 기술 경쟁력을 높일 수 있도록 노력하고 있습니다.

ITGO 는 옥외용 제품 운용 경험이 매우 풍부합니다. 이러한 풍부한 경험을 통하여 제품의 안정성을 획기적으로 개선하고 있으며 실시간 모니터링 기술을 이용해 제품의 안정적인 운용을 위해 인프라를 제공하고 있습니다.

IR 터치 성능 검증 방법
테스트 진행 시 고려해야 할 조건

테스트를 하고자 IR 터치 제품의 위치를 선정할 때 다양한 태양광이 입사될 수 있는 위치를 선정해야 합니다. 즉, 태양광으로부터 직접 입사되는 직사광, 주변 건물, 도로, 조형물에 반사되어 입사되는 반사광, 장애물등에 의해 회절되어 입사되는 회절광등 다양한 태양광의 영향을 받을 수 있는 위치를 선정하여 테스트를 진행하여야 합니다.

제품과 태양의 직사광과의 각도를 수직으로 0~90도, 수평으로 0~360도 변경하며 테스트를 진행하여야 합니다.

적실제 옥외 운영 환경은 다양한 각도에서 동시에, 여러 종류의 태양광 간섭 영향을 받을 수 있으므로 실제 성능 테스트도 이 환경에 준해서 이루어 져야 정확한 제품의 성능을 검증 할 수 있습니다.

또한, 대부분 터치 글래스와 결합한 상태로 사용되기 때문에 터치 글래스를 결합한 상태에서 테스트가 진행되어야 합니다.

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테스트 진행 중 고려해야 할 사항

태양광 간섭 영향에 대한 터치 내구성 테스트는 IR 송/수신 소자에 직접 태양광을 입사한 상태에서 단일 혹은 다중 터치 기능을 테스트 하여야 합니다.

모든 테스트는 가장 가혹한 상태에서 검증이 이루어져야 합니다.

IR 터치 테스트 방법 (터치 내구성)

안타깝게도 아직까지 IR 터치 내구성과 터치 제품의 성능을 검증할 수 있는 표준 절차가 있는 것은 아닙니다. 하지만 태양광 간섭 영향에 대한 터치 내구성과 제품의 성능은 이미 언급하였듯이 가혹한 상황에서 이루어 져야 합니다. 이에 당사에서는 타사의 검증 방법과 기존 노하우, 그리고 당사의 풍부한 경험을 토대로 테스트 방법 및 절차에 대해 제안하고자 합니다.

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태양 최소 입사각 (Minimum Facing Angle, MFA) 측정 방법

테스트 하고자 하는 제품을 테스트 스탠드 위에 놓습니다. 테스트 스탠드는 바람등에 흔들리지 말아야 하며 수직, 수평으로 움직일 수 있는 구조로 만들어져야 합니다.

태양이 떠있는 방향으로 테스트 제품의 위치를 조정합니다. 이때 제품의 광수신부에 직접 태양광이 입사될 수 있도록 위치를 조정해야 합니다.

테스트 위치 조정 후 터치 기능이 정상적으로 동작하는 것을 확인합니다.

테스트 스탠드를 수직으로 움직이면서 터치 제품의 광수신부와 태양광과의 각도가 최소가 되는 위치로 움직입니다. 이 때 터치 기능이 정상적으로 동작하는 것을 확인하면서 움직여야 합니다.

터치 기능이 정상적으로 동작하지 않는 지점을 체크하고 태양 각도 측정기를 이용하여 각도를 측정합니다. 태양 각도 측정기는 검증된 계측기를 사용하여야 하며 ITGO에서 제공하는 SAMI 계측기를 사용할 수 있습니다.

수직 방향의 각도 측정이 끝나면 수평 방향도 360도 변화를 주면서 테스트를 진행합니다.