터치패드

1. 개요

터치패드는 손가락의 움직임을 감지하여 마우스 포인터를 제어하는 입력 장치이다. 1980년대 초 제록스, 아폴로 컴퓨터 등에서 초기 형태가 등장했으며, 1990년대 서크(Cirque)의 GlidePoint, 애플의 트랙패드 등이 보급되면서 노트북의 주요 입력 장치로 자리 잡았다. 주로 정전 용량 감지 방식을 사용하며, 매트릭스법과 전기용량 분로 방법으로 작동한다. 최근에는 멀티 터치 기능, 햅틱스 기술이 적용된 감압 터치 트랙패드 등 다양한 형태로 발전하고 있으며, 노트북 외에도 아이팟, 스마트폰, 외부 키보드 등 다양한 기기에 활용된다. 주요 제조사로는 알프스 전기, 시냅틱스 등이 있다.

2. 역사

1982년 아폴로 컴퓨터 데스크톱 컴퓨터의 자판 오른쪽에 터치패드가 장착되었다. 1983년 Gavilan SC는 자판 위에 터치패드를 포함시켰다.

1989년 사이온의 사이온 MC 시리즈(Psion MC 200/400/600/WORD Series)를 위해 터치패드가 처음 개발되었다.

1992년 올리베티와 트라이엄프-아들러에서 터치패드가 탑재된 노트북을 출시했다. 서크사는 1994년에 GlidePoint라는 브랜드로 최초의 널리 보급된 터치패드를 선보였다. 애플은 1994년 파워북 500 시리즈에 서크(Cirque)의 GlidePoint 기술을 사용하여 현대적인 배치로 터치패드를 도입했으며, 애플은 이를 "트랙패드"라고 불렀다. 이는 이전 파워북 모델의 트랙볼을 대체했다. --는 애플이 처음으로 노트북 컴퓨터에 터치패드를 채용한 Macintosh PowerBook 500 시리즈 (1994년 5월 출시)였다.

1990년대에 터치패드가 노트북에 도입되기 시작하면서 제품을 무엇이라고 불러야 하는지에 대한 혼란이 있었다. 일관된 용어가 사용되지 않았고, glidepoint, 터치 감지 입력 장치, 터치패드, 트랙패드, 포인팅 장치 등 다양하게 불렸다.

2000년대 초반부터 터치패드는 대부분의 소비자용 노트북에 포함되어 포인팅 스틱을 대체하면서 지배적인 노트북 포인팅 장치가 되었다.

3. 작동 원리

터치패드는 주로 정전 용량 감지 방식으로 작동한다. 이 방식은 손가락과 터치패드 표면 사이의 정전 용량 변화를 감지하여 손가락의 위치와 움직임을 파악한다. 정전 용량 방식 터치패드는 연필이나 기타 접지되지 않거나 전도성이 없는 도구는 감지하지 못하며, 장갑을 낀 손가락도 문제가 될 수 있다.

터치패드의 작동 원리는 크게 두 가지로 나뉜다.

* 매트릭스 방식: 두 층의 도선이 격자형으로 겹쳐져 있고, 각 층에 고주파 신호를 번갈아 흘려준다. 손가락이 격자의 눈을 건드리면 해당 지점의 전기장이 새어 나가 전기용량이 바뀌고, 이를 통해 좌표를 판별한다. 이 방식은 1994년 조지 거페이데(George Gerpheide)가 특허를 냈다.
* 전기용량 분로 방식: 센서 반대편에 있는 전기신호 발생장치와 수신장치 사이의 전기용량 차이를 감지한다. 손가락이 이 사이에 있으면 전기장이 새어 나가 유효 전기용량이 작아진다. 아날로그 장치의 응용 노트에 이 방식이 설명되어 있다.

일부 블랙베리 스마트폰에서는 광학 컴퓨터 마우스와 유사하게 작동하는 광학 트랙패드가 사용되기도 한다.

4. 발전 및 개선

터치패드는 초기에는 단순히 마우스 포인터를 이동하는 기능만 제공했다. 2세대 터치패드에는 패드 표면을 손가락으로 가볍게 두드리는 동작을 마우스 클릭으로 인식하는 '탭' 기능이 추가되었다. 이 기능은 대부분의 터치패드에서 사용할 수 있는 대표적인 기능이 되었다.

3세대 터치패드는 패드 오른쪽이나 위쪽 가장자리를 쓸어넘겨 세로 또는 가로 스크롤을 할 수 있는 기능을 제공했다. Let's note와 같은 일부 제품은 '휠 패드'라는 원형 패드를 채택하여 주변을 쓸어넘기는 방식으로 스크롤 조작을 할 수 있었다.

애플은 터치패드 기술 발전에 큰 영향을 주었다. 2005년, 애플은 두 손가락으로 쓸어넘겨 상하좌우, 대각선 방향으로 자유롭게 스크롤하는 기능을 개발하여 '스크롤 트랙패드'라는 이름으로 PowerBook G4와 iBook G4에 탑재했다.

--

2008년 이후 MacBook Air, MacBook, MacBook Pro에 탑재된 '멀티 터치 트랙패드'는 세 손가락, 네 손가락 조작까지 지원하며 스크롤 외에도 이미지 확대/축소 및 회전, Exposé 사용, 애플리케이션 전환 등 복합적인 기능을 제공했다. 이후 다른 회사의 노트북 컴퓨터에도 비슷한 기능이 탑재되기 시작했다.

2015년 3월, 애플은 MacBook과 MacBook Pro에 압력을 감지하고 진동 피드백을 제공하는 햅틱스 대응 '감압 터치 트랙패드'를 채용했다. 이는 멀티 터치 트랙패드의 모든 기능에 압력 감지 기능까지 더한 것이다.

초기 터치패드는 수분이나 오염물질에 민감하게 반응하여 오작동하는 문제가 있었지만, 이후 개선을 통해 이 문제는 해결되어 가고 있다.

5. 다양한 기기에서의 활용

터치패드는 주로 자체적으로 작동하는 휴대용 노트북 컴퓨터에 사용되며, 기기 근처에 평평한 표면이 필요하지 않다. 터치패드는 키보드 가까이에 있어 화면 전체에 커서를 움직이기 위해 상대적으로 짧은 손가락 움직임이 필요하다. 장점이 있지만, 타이핑 중에 사용자의 손바닥이나 손목이 실수로 마우스 커서를 움직일 수도 있다. 오늘날의 노트북은 최대 5개의 손가락을 동시에 감지할 수 있는 멀티 터치 터치패드를 특징으로 하며, 두 손가락을 탭하여 상황 메뉴를 불러오거나, 두 손가락을 드래그하여 스크롤하거나, 확대/축소 또는 회전을 위한 제스처와 같은 더 많은 입력 옵션을 제공한다. 물리적 버튼이 있는 터치패드는 현재 고급 비즈니스/전문가용 노트북 옵션에만 있다.

1차원 터치패드는 아이팟 클래식 휴대용 음악 플레이어의 메뉴 탐색을 위한 주요 제어 인터페이스이며, 일부 와콤 디지털 변환기 태블릿에서 추가 입력 방법으로 사용되며, 여기서는 "클릭 휠"이라고 불린다. 이는 단일 축을 따라 움직임만 감지하며, 휠처럼 감싸져 있기 때문이다. 크리에이티브 랩스는 또한 Zen Touch를 시작으로 젠 라인 MP3 플레이어에 터치패드를 사용한다. 2세대 마이크로소프트 준 제품군(Zune 80/120 및 Zune 4/8)은 Zune Pad에 터치를 사용한다.

터치패드는 데스크톱 컴퓨터용 외부 주변 장치로도 존재하지만, 드물게 보인다. 하지만 터치패드 레이어는 추가 입력 옵션으로 그래픽 태블릿과 통합될 수 있다.

외부 컴퓨터 키보드는 통합 터치패드를 장착할 수 있으며 (특히 HTPC 사용을 위한 키보드), 일부 키보드는 하드웨어 버튼 대신 터치 입력 표면만 가질 수 있다(클린룸의 일반적인 솔루션).

광학 트랙패드는 주로 초소형 전자 제품의 일부로 사용할 수 있다. 일부 휴대용 노트북과 초기 스마트폰에는 광학 트랙패드를 장착할 수 있다.

6. 주요 제조사

* 알프스 전기
* Elan Microelectronics
* 서크 코퍼레이션
* 시냅틱스

7. 각 제조사별 터치패드 명칭

각 제조사에서 노트북에 탑재된 터치패드의 명칭은 다음과 같다. 이들은 기본적으로 동일한 기능을 갖추고 있다.

또한, 휴대 전화 단말기용 터치패드로, 산요 전기 컨슈머 일렉트로닉스는 스무스 터치를, 샤프는 TOUCH CRUISER(이후 TOUCH CRUISER EX로 발전)를, 교세라는 터치 포인터를 각각 개발하여 자사 제품에 탑재하고 있다. 스마트폰인 블랙베리에서도 터치패드가 탑재된 기종이 있다.