기계식 버튼을 대체하는 센싱 터치, 힘, 근접 감지 기능을 갖춘 스마트 표면

신뢰성과 비용 효율성으로 소비자에게 강력하게 어필하는 매끄럽고 깔끔한 새 UI 디자인

×

기계식 버튼을 대체하는 센싱 터치, 힘, 근접 감지 기능을 갖춘 스마트 표면

소비재 디자인은 수년간 더 매력적이고 세련되게 발전해 왔습니다. 휴대폰이 이러한 트렌드를 주도해 왔습니다. 제조업체들은 베젤을 얇게 만들다가 결국에는 완전히 없애 프리미엄 스마트폰 전면은 디스플레이만 보이도록 했습니다.

이제 매끄럽고 세련된 디자인의 원칙은 전원 켜고 끄기, 볼륨 조절과 같은 기본 사용자 기능인 가장자리의 버튼을 다음 목표로 하고 있습니다. 이러한 트렌드의 최종 목표는 기기 표면의 어떤 부분에도 버튼이나 돌출부가 없는 완전히 매끄러운 외관을 구현하는 것입니다.

‘스마트 표면’이라고 불리는 이 새로운 디자인의 핵심 요소는 사용자의 손가락이 기기 외부에 접근하거나, 터치하거나, ​​누를 때 정확하게 반응하는 특수 광학 센서 기술입니다. 활성화 영역에 대한 상황 인식 조명과 결합된 이 광학 센서 기술은 전자 기기, 자동차 제조업체들이 새롭고 매력적인 미적 요소 뿐만 아니라 더 즐겁고 직관적인 사용자 경험을 제공할 수 있게 해줍니다.

스마트 표면은 또한 제조업체에게 가치 증대를 선사합니다. 이러한 모든 요소들이 스마트 표면 기술의 빠른 도입을 이끌고 있습니다. 세계적인 조사 기관인Global Market Insights는 스마트 표면 시장이 2025년에서 2034년 사이에 연평균 25.1%의 복합 성장률을 기록할 것이라는 연구 결과를 내놓았습니다.

매력적인 외관 그 이상: 신뢰성, 비용, 위생

최신 패션 트렌드에 부합하는 매끄러운 외관 디자인은 심미적인 매력을 넘어서는 여러 장점을 제공하므로 제조업체들은 이를 통해 제품의 가치를 다른 방식으로도 높일 수 있습니다. 


기계식 버튼을 제거함으로써 완전히 밀폐된 구조를 구현할 수 있습니다. 기계식 버튼은 물이나 기타 액체가 침투해 기기 내부의 전자 회로를 손상시킬 수 있는 통로가 될 수 있습니다. 버튼이 없는 스마트 표면은 방진 및 방수 기능을 쉽게 갖출 수 있습니다. 또한 스마트 표면의 광학 센서가 본체 아래에 위치해 신뢰성이 향상됩니다. 돌출된 버튼에 비해 충격으로 인한 손상 가능성이 훨씬 낮아집니다.

×

스마트 표면의 매끄러운 외관은 청소도 쉬워져 의료 장비를 비롯해 위생이 특히 중요한 제품에 적합합니다. 

‘스마트 표면’ 트렌드는 단순히 버튼을 없애는 것 이상의 의미를 지닙니다. 이는 제조업체에게 사용자가 기기와 상호작용하는 방식을 재창조할 기회를 제공합니다. 예를 들어, ams OSRAM의 광학 기술을 사용하면 나무, 금속, 플라스틱, 유리 등 거의 모든 표면을 스마트 표면으로 만들 수 있습니다. 심지어 자동차 시트나 헤드레스트의 직물까지도 가능합니다. 

이 기술은 대부분 표면에 내장된 발광 센서 형태로 구현되어 사용자 인터페이스(UI)를 더욱 지능적이고 적응력 있게 만들 수 있습니다. 사용자의 손이 가까이 오기 전까지는 평범한 검은색 표면으로 보이다가 손이 닿으면 LED가 켜져 표면의 기능을 알려주는 이른바 ‘샤이테크(shytech)’ 방식의 UI 디자인을 구현할 수 있습니다.
또한 누르면 진동하는 햅틱 반응과 같이 표면을 사용자의 입력에 반응하도록 만들 수도 있습니다. 터치 감지 버튼은 작동을 확인하기 위해 특정 지점에서 누르게 하도록 만들 수 있습니다(힘 감지 기능 적용). 특히 자동차에서 민감한 터치 컨트롤이 실수로 작동되는 것을 방지하는 데 유용한 안전 조치입니다. 활성화 영역의 기능은 사용 맥락에 따라 다양하게 변경될 수 있습니다. 예를 들어, 자동차 센터 콘솔에서는 동일한 표면을 엔터테인먼트 시스템이나 실내 온도 조절 장치의 사용자 입력으로 구성할 수 있습니다. 

이러한 이점은 스마트 표면을 갖춘 제품의 가치를 높이는 데 도움이 되지만 놀랍게도 비용 증가 없이도 가능합니다. 사실 기계식 버튼과 같은 기존 부품을 기기 가장자리에 조립하는 것은 정밀하고 비용이 많이 드는 생산 공정입니다. 
반면 스마트 표면을 구현하는 광학 센서와 LED 이미터는 다른 전자 부품처럼 PCB에 장착되고, 초고효율 자동화 장비로 조립됩니다. 

광학 기술: 사용자와 제조업체 모두가 만족하는

빛은 새로운 스마트 표면 기술을 가능하게 하는 공통적인 현상입니다. 자동차 실내의 스마트 표면에는 구성 가능한 버튼에 백라이트를 제공하는 작은 LED 칩이 포함됩니다. 

이 때 기계식 버튼을 누르는 것과 같은 힘이 필요한데, ams OSRAM의 광학적 힘 센서가 바로 그 역할을 합니다.

×
이 광학적 힘 센서는 작은 공극을 두고 보이지 않는 적외선(IR)을 반사하는 표면 아래에 장착됩니다. 센서는 지속적으로 IR 광 펄스를 방출합니다. 손가락으로 누르면 표면이 센서에 더 가까워지면서 센서로 반사되는 IR의 강도가 증가합니다. 센서는 빛의 강도 변화를 디지털 ADC 출력으로 변환합니다. 1µm까지의 변형을 감지할 수 있습니다. 이 신호는 표면의 기계적 특성에 따라 0.1뉴턴의 힘으로 변환될 수 있습니다.  센서의 정밀한 힘 측정 기능을 통해 제조업체는 약하게, 중간 정도, 강하게를 구분할 수 있는 다기능 푸시 버튼을 만들 수 있습니다. 표면이 부분적으로 적외선에 투명한 재질(예: 잉크 처리된 유리)로 만들어진 경우 동일한 센서를 터치 감지, 근접 감지, 힘 감지에 모두 사용할 수 있습니다.
 

스마트 표면 구현: 부품에서 시스템까지

이 새로운 스마트 표면 기술은 자동차, 소비재, 의료 기기, 가전 제품 등 다양한 분야에서 UI 디자인에 완전히 새로운 접근 방식을 가능하게 합니다. 이전에는 버튼을 눈에 잘 띄지 않는 제품 가장자리에 숨겨야 했기 때문에 기계식 버튼으로 인한 디자인 제약이 많았습니다.
이제는 거의 모든 위치에 광학 버튼을 배치하고, 사용자 정의가 가능한 기능을 부여하고, 버튼의 기능을 나타내는 조명과 연동할 수 있습니다. 이는 시스템 전체적인 관점에서 UI 디자인을 바라볼 필요가 있으며, ams OSRAM은 새로운 가능성을 찾기에 이상적인 파트너입니다.
ams OSRAM은 스마트 표면 디자인에 필요한 특수 제품들을 보유하고 있습니다. 예: 크기와 전력 소비에 최적화된 아날로그 프론트엔드 AS7150 및 광학 프론트엔드​​​​​​​ SFH7061. 광학적 힘 센서는 오픈 시스템 프로토콜(OSP)이라는 무료 라이선스 네트워크 기술로 RGB LED와 쉽게 결합해 최대 1,000개의 센서와 LED를 연결할 수 있습니다.
또한 ams OSRAM은 세계 최대 제조업체들을 위해 자동차 및 소비자 제품 디자인에 LED 및 센싱 시스템을 통합해 온 오랜 경험이 있습니다. 예를 들어, 광학적 힘 감지 버튼은 센서 뿐만 아니라 표면, 센서와 표면 사이의 공극, 호스트 컨트롤러와의 보드 레벨 연결까지 포함하는 통합 광학 스택입니다. ams OSRAM은 애플리케이션 노트 및 데모 디자인부터 센서 설계 전문 지식을 갖춘 애플리케이션 엔지니어에 이르기까지 고객이 스택을 구축할 수 있도록 지원하는 데 필요한 모든 리소스를 갖추고 있습니다. 
자동차 업계를 비롯한 여러 분야에서 스마트 표면 트렌드가 이제 막 떠오르고 있지만, ams OSRAM은 이미 제품과 전문 지식을 갖추고 있습니다. 미래를 설계하고자 하는 제조업체를 위해 ams OSRAM이 함께하겠습니다.

ams OSRAM 광학적 힘 감지

\n