불가능한 이야기가 아니다. 기존 스마트 기기나 디스플레이의 3D 터치 센서는 여러 손가락으로 터치해도 힘이 하나로 인식됐지만 국내 연구진이 각각의 힘으로 인식할 수 있는 멀티 3D 터치기술을 개발하면서 본래 음색에 가까운 화음까지 표현할 수 있게 됐다.

한국표준과학연구원(원장 권동일)은 김종호 질량힘센터 박사팀이 두곳 이상의 지점에서 3D 터치를 동시에 인식할 수 있는 멀티 3D 터치센서 기술 개발에 성공했다고 21일 밝혔다.

3D 터치기술은 지난해 애플이 시장에 공개한 기술이다. 이는 기존의 2차원적인 터치를 넘어 세로로 누르는 힘을 인식하는 기술로 입력 기능을 단순화했다.

하지만 애플의 3D터치 기술은 한 지점의 힘은 인식해도 두곳 이상의 지점에서 터치하면 인식하지 못했다. 10곳에서 터치해도 하나의 힘으로 인식하거나 하나의 힘으로 표현하는 방식이다.

예를 들면 우리가 피아노앱을 이용해 도미솔 화음 건반을 터치해도 도미솔이 아닌 도, 미 등 하나의 소리만 인식가능했다.

또 애플은 LCD 내부 에어갭(air gap)을 이용해 3D터치를 실현시키기 때문에 여러 모양의 디스플레이에 즉각 적용이 어려웠다.

이에비해 김종호 박사팀이 개발한 플렉시블 투명 촉각센서(이하 멀티 3D 터치센서) 기술은 상하판 투명전극 패턴 제작과 두 전극 사이에 강성이 작은 투명한 유전체를 사용해 촉각센서를 제작했다. 

또 센서를 누름에 따라 전극 사이에 발생하는 정전용량변화를 통해 터치세기를 측정하는 방식을 사용했다. 힘 인식 범위는 50~1000g. 손과 전용 터치펜 뿐만 아니라 다양한 물체의 터치도 인식할 수 있다.

때문에 터치 손가락마다의 힘을 인식해 각각 달리 소리를 낼 수 있다. 연주곡이라면 화음음 표현이 가능하다는게 김 박사의 설명이다. 

멀티 3D 터치센서는 유연성과 생산성이 가장 큰 특징이다. 가시광선 영역에서 87% 투과도를 가지는 투명한 촉각센서를 기반으로 디스플레이 위에 직접 부착이 가능하고  두께 0.5mm이내의 유연성을 갖는다. 

현재 시판중인 다양한 모양의 모바일 기기에도 바로 적용이 가능하고 차세대 플렉시블 디스플레이 장치에도 적용하기 쉽다.

무엇보다 제작공정이 기존 터치패널 제조방식과 유사해 관련 기업에서 추가 장비를 구축하지 않아도 생산이 가능하다. 기존 터치패널 구조와 융합할 경우 위치분해능 1.5mm이내인 터치인식과 멀티 힘을 동시에 인식하는 멀티 3D터치센서 구현이 가능하다.

김종호 박사는 "멀티3D 터치기술은 스마트폰 게임과 앱, 보안(도어락) 등의 다양한 콘텐츠와 결합을 통해 사용자에게 편의성, 현실감, 몰입감을 제공하는 차세대 입력장치가 될 것"이라면서 "터치 힘의 차이를 통해 비밀번호를 달리하면 보안성도 강화할 수 있다"고 설명했다.

이어 그는 "애플의 터치기술이 다양하게 접목할 수 없는 단점이 있어 애플이 다음 기술로 멀티 3D터치 기술을 염두에 두고 있었던 것으로 안다. 우리가 그 시장을 주도하게 될것"이라면서 "그동안 중국의 추격으로 침체된 국내 터치패널 기업도 새로운 시장 창출이 가능 할 것"이라고 덧붙였다.

김종호 박사는 이번 기술로 국내 6개, 국외2개 특허를 등록했다. 또 국내 2개 특허를 추가 출원한 상태다.

한편 시장조사업체 카운터포인트 리서치에 따르면 3D터치를 적용한 스마트폰은 2016년 19%, 2017년 28%까지 증가할 전망으로 관련 부품기업은 60억 달러(6조8202억원)의 매출이 예상된다.