KR20190127172A - 커패시터 회로를 포함하는 펜 입력 장치 - Google Patents

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KR20190127172A
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Abstract

본 문서에 개시된 실시 예들은 가변 커패시터 회로를 포함하는 펜 입력 장치에 관한 것이다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(100)는, 개구부(121) 및 상기 개구부(121)와 연결된 내부 공간을 포함하는 하우징(110), 상기 하우징(110) 내부의 제 1 배터리(350) 및 상기 개구부(121)를 통해 상기 내부 공간으로 삽입되도록 형성된 펜 입력 장치(120)를 포함하고, 상기 펜 입력 장치(120)는 코일(423), 가변 커패시터 회로(540) 및 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는 상기 펜 입력 장치가 상기 내부 공간 내에 있을 때, 상기 코일에 제 1 신호를 인가하고, 상기 제 1 신호를 인가한 결과로서 상기 코일로부터 출력되는 제 2 신호를 감지하고, 및 상기 제 2 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 가변 커패시터 회로를 변경하도록 설정될 수 있다.

Description

커패시터 회로를 포함하는 펜 입력 장치{PEN INPUT DEVICE INCLUDING CAPACITOR CIRCUIT}
본 문서에 개시된 실시 예들은 커패시터 회로를 포함하는 펜 입력 장치에 관한 것이다.
근자에 들어 스마트폰 또는 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 전자 장치의 보급이 활발하게 진행되고 있으며, 휴대용 전자 장치에 적용 가능한 펜 입력 장치에 대한 기술 개발도 활발하게 진행되고 있다. 스마트폰 또는 태블릿 PC는 주로 터치 스크린을 구비하고 있으며, 사용자는 손가락 또는 펜을 이용하여 터치 스크린의 특정 좌표를 지정할 수 있다. 사용자는 터치 스크린의 특정 좌표를 지정함으로써 스마트폰에 특정한 신호를 입력할 수 있다.
EMR 방식의 펜 입력 장치는, 펜 입력 장치에 구비되는 EMR(electro-magnetic resonant) 코일의 페라이트 자력 편차, EMR 코일의 권선 간 간격 편차나 PCB(printed circuit board) 조립 편차 등 구성요소들(간)에 의한 물리적인 편차를 보정하기 위해, PCB 상에 기 배치되고 연결된 복수 개의 커패시터들 중 하나 이상의 커패시터를 레이저나 드릴 등을 이용해 끊어가면서 원하는 공진 주파수(예: 560Khz, 530Khz)를 맞추는 방식으로 제작된다. 펜 입력 장치 및 전자 장치 간의 데이터 통신이 원활하게 수행되기 위해서는 공진 주파수가 지정된 값을 갖도록 조정되어야 하는데, 이는 앞서 살펴본 바와 같이 다양한 물리적인 편차를 고려하여 조정될 필요가 있기 때문이다.
한편, 펜 입력 장치의 EMR 코일로부터 지정된 공진 주파수가 출력되도록 제작되더라도, 제작 이후 사용 과정에서 발생하는 다양한 요인들에 의해 공진 주파수는 다시 변경될 수 있다. 예컨대, 펜 입력 장치가 구비된 전자 장치의 무선 충전, 펜 입력 장치로의 수분 침투, 펜 입력 장치 주변의 온도 변화 또는 펜 입력 장치에 대한 외부 충격 등으로 인해 EMR 코일 등 펜 입력 장치의 구성요소에 물리적, 화학적 변화가 발생할 수 있으며, 이 때 펜 입력 장치로부터 출력되는 공진 주파수는 최초 설정된 공진 주파수와 달라질 수 있다.
이처럼, 제작될 당시 또는 제작 이후 사용 과정에서 발생할 수 있는 다양한 요인에 의해 펜 입력 장치의 기 지정된 공진 주파수가 변경될 수 있음에도 불구하고, 패시브 회로로 구성된 EMR 방식의 펜 입력 장치는 자체적인 전력이 없기 때문에 일단 생산된 후에는 공진 주파수의 변화를 모니터링 하거나 변화된 공진 주파수를 다시 지정된 공진 주파수로 변경할 수 없었다.
이와 관련하여, 본 문서에 개시된 실시 예들은 EMR 방식에 따른 EMR 코일 및 가변 커패시터 회로를 포함하는 펜 입력 장치에 있어서, 펜 입력 장치 및 전자 장치 간의 데이터 통신에 이용되는 공진 주파수의 변화를 모니터링하고, 공진 주파수가 지정된 범위를 유지할 수 있도록 펜 입력 장치의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소를 제어하는 방법을 제시하고 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 개구부 및 상기 개구부와 연결된 내부 공간을 포함하는 하우징, 상기 하우징 내부의 제 1 배터리 및 상기 개구부를 통해 상기 내부 공간으로 삽입되도록 형성된 펜 입력 장치를 포함하고, 상기 펜 입력 장치는 코일, 가변 커패시터 회로 및 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는 상기 펜 입력 장치가 상기 내부 공간 내에 있을 때, 상기 코일에 제 1 신호를 인가하고, 상기 제 1 신호를 인가한 결과로서 상기 코일로부터 출력되는 제 2 신호를 감지하고, 및 상기 제 2 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 가변 커패시터 회로를 변경하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 전자 장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 전자 장치는 개구부, 상기 개구부와 연결된 내부 공간을 포함하는 하우징, 상기 하우징 내부의 제 1 배터리 및 상기 개구부를 통해 상기 내부 공간으로 삽입되도록 형성된 상기 펜 입력 장치를 포함하고, 상기 펜 입력 장치는 코일, 가변 커패시터 회로 및 제어 회로를 포함하고, 상기 방법은, 상기 펜 입력 장치가 상기 내부 공간 내에 있을 때, 상기 제어 회로에서 상기 코일에 제 1 신호를 인가하는 동작, 상기 제 1 신호를 인가한 결과로서 상기 코일로부터 출력되는 제 2 신호를 상기 제어 회로에서 감지하는 동작 및 상기 제 2 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 제어 회로에서 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치는 사용자 등 외부로부터 별도의 명령이 없더라도 펜 입력 장치에서 출력되는 공진 주파수의 편차(shift)를 실시간으로 모니터링 할 수 있으며, 그 결과에 기초하여 펜 입력 장치의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소를 제어함으로써 펜 입력 장치에서 출력되는 공진 주파수를 기 지정된 값으로 유지하거나 외부 전자 장치와 대응되는 값으로 변경할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 펜 입력 장치에서 출력되는 공진 주파수가 기 지정된 값으로 유지됨에 따라, 외부 전자 장치에 대한 펜 입력 장치의 입력 정확도는 최적의 상태로 유지될 수 있다. 또는, 펜 입력 장치에서 출력되는 공진 주파수가 외부 전자 장치에 대응하여 변경됨에 따라, 펜 입력 장치의 호환성 및 유용성이 높아질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면 펜 입력 장치에는, 하나 이상의 커패시터들이 공진 회로(resonant circuit)상에 병렬로 나열된 종래의 PCB 대신 크기가 상대적으로 작은 가변 커패시터 회로가 구비됨에 따라, 종래의 펜 입력 장치들보다 넓은 내부 공간이 확보될 수 있다. 이렇게 확보된 내부 공간에는 여러 가지 구성요소들이 추가로 실장될 수 있으며, 이를 통해 본 발명의 일 실시 예에 따른 펜 입력 장치의 용도 및 기능은 다양하게 확장될 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치의 전면의 사시도이다.
도 2는 도 1의 전자 장치의 후면의 사시도이다.
도 3은 도 1의 전자 장치의 전개 사시도이다.
도 4는 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치의 분리 사시도이다.
도 5는 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치 및 전자 장치 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 다양한 실시 예들에 따라 펜 입력 장치에 포함되는 가변 커패시터 회로의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 다양한 실시 예들에 따른 공진 주파수 및 위상 지연 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치에서 내장된 배터리를 충전하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 8b는 다양한 실시 예들에 따라 공진 주파수 변화에 대한 모니터링을 시작하기 위한 조건으로써 배터리 충전 완료 여부를 이용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치에서 공진 주파수 변화를 모니터링 하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 및 10b는 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치에서 공진 주파수의 변화 정도를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치에서 가변 커패시터 회로를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치에서 외부 전자 장치의 변경에 따라 출력되는 공진 주파수를 변경하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치에 포함될 수 있는 가변 커패시터 회로 등의 크기를 종래 구성요소들의 크기와 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치 및 전자 장치 중 적어도 하나를 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15 는 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.
도 1 및 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(100)는, 제 1 면(또는 전면)(110A), 제 2 면(또는 후면)(110B), 및 제 1 면(110A) 및 제 2 면(110B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(110C)을 포함하는 하우징(110)을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 하우징은, 도 1의 제 1 면(110A), 제 2 면(110B) 및 측면(110C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 면(110A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(102)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 제 2 면(110B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(111)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(111)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 측면(110C)은, 전면 플레이트(102) 및 후면 플레이트(111)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조 (또는 "측면 부재")(118)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 후면 플레이트(111) 및 측면 베젤 구조(118)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.
도시된 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(102)는, 상기 제 1 면(110A)으로부터 상기 후면 플레이트(111) 쪽으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 2개의 제 1 영역(110D)들을, 상기 전면 플레이트(102)의 긴 엣지(long edge) 양단에 포함할 수 있다. 도시된 실시예(도 2 참조)에서, 상기 후면 플레이트(111)는, 상기 제 2 면(110B)으로부터 상기 전면 플레이트(102) 쪽으로 휘어져 심리스하게 연장된 2개의 제 2 영역(110E)들을 긴 엣지 양단에 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(102)(또는 상기 후면 플레이트(111))가 상기 제 1 영역(110D)들(또는 상기 제 2 영역(110E)들) 중 하나 만을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기 제 1 영역(110D)들 또는 제 2 영역(110E)들 중 일부가 포함되지 않을 수 있다. 상기 실시예들에서, 상기 전자 장치(100)의 측면에서 볼 때, 측면 베젤 구조(118)는, 상기와 같은 제 1 영역(110D)들 또는 제 2 영역(110E)들이 포함되지 않는 측면 쪽에서는 제 1 두께(또는 폭)을 가지고, 상기 제 1 영역(110D)들 또는 제 2 영역(110E)들을 포함한 측면 쪽에서는 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는, 디스플레이(101), 오디오 모듈(103, 107, 114), 센서 모듈(104, 116, 119), 카메라 모듈(105, 112, 113), 키 입력 장치(117), 발광 소자(106), 펜 입력 장치(120) 및 커넥터 홀(108, 109) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(100)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(117), 또는 발광 소자(106))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
디스플레이(101)는, 예를 들어, 전면 플레이트(102)의 상당 부분을 통하여 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 제 1 면(110A), 및 상기 측면(110C)의 제 1 영역(110D)들을 형성하는 전면 플레이트(102)를 통하여 상기 디스플레이(101)의 적어도 일부가 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 디스플레이(101)의 모서리를 상기 전면 플레이트(102)의 인접한 외곽 형상과 대체로 동일하게 형성할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(101)가 노출되는 면적을 확장하기 위하여, 디스플레이(101)의 외곽과 전면 플레이트(102)의 외곽간의 간격이 대체로 동일하게 형성될 수 있다.
다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(101)의 화면 표시 영역의 일부에 리세스 또는 개구부(opening)을 형성하고, 상기 리세스 또는 상기 개구부(opening)와 정렬되는 오디오 모듈(114), 센서 모듈(104), 카메라 모듈(105), 및 발광 소자(106) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(101)의 화면 표시 영역의 배면에, 오디오 모듈(114), 센서 모듈(104), 카메라 모듈(105), 지문 센서(116), 및 발광 소자(106) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(101)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 디지타이저와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 센서 모듈(104, 119)의 적어도 일부, 및/또는 키 입력 장치(117)의 적어도 일부가, 상기 제 1 영역(110D)들, 및/또는 상기 제 2 영역(110E)들에 배치될 수 있다.
오디오 모듈(103, 107, 114)은, 마이크 홀(103) 및 스피커 홀(107, 114)을 포함할 수 있다. 마이크 홀(103)은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 어떤 실시예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀(107, 114)은, 외부 스피커 홀(107) 및 통화용 리시버 홀(114)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는 스피커 홀(107, 114)과 마이크 홀(103)이 하나의 홀로 구현 되거나, 스피커 홀(107, 114) 없이 스피커가 포함될 수 있다(예: 피에조 스피커).
센서 모듈(104, 116, 119)은, 전자 장치(100)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(104, 116, 119)은, 예를 들어, 하우징(110)의 제 1 면(110A)에 배치된 제 1 센서 모듈(104)(예: 근접 센서) 및/또는 제 2 센서 모듈(미도시)(예: 지문 센서), 및/또는 상기 하우징(110)의 제 2 면(110B)에 배치된 제 3 센서 모듈(119)(예: HRM 센서) 및/또는 제 4 센서 모듈(116) (예: 지문 센서)을 포함할 수 있다. 상기 지문 센서는 하우징(110)의 제 1면(110A)(예: 디스플레이(101) 뿐만 아니라 제 2면(110B)에 배치될 수 있다. 전자 장치(100)는, 도시되지 않은 센서 모듈, 예를 들어, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서(104) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
카메라 모듈(105, 112, 113)은, 전자 장치(100)의 제 1 면(110A)에 배치된 제 1 카메라 장치(105), 및 제 2 면(110B)에 배치된 제 2 카메라 장치(112), 및/또는 플래시(113)를 포함할 수 있다. 상기 카메라 장치들(105, 112)은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 플래시(113)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 2개 이상의 렌즈들(적외선 카메라, 광각 및 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 전자 장치(100)의 한 면에 배치될 수 있다.
키 입력 장치(117)는, 하우징(110)의 측면(110C)에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서는, 전자 장치(100)는 상기 언급된 키 입력 장치(117) 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함되지 않은 키 입력 장치(117)는 디스플레이(101) 상에 소프트 키 등 다른 형태로 구현될 수 있다. 어떤 실시예에서, 키 입력 장치는 하우징(110)의 제 2면(110B)에 배치된 센서 모듈(116)을 포함할 수 있다.
발광 소자(106)는, 예를 들어, 하우징(110)의 제 1 면(110A)에 배치될 수 있다. 발광 소자(106)는, 예를 들어, 전자 장치(100)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 다른 실시예에서는, 발광 소자(106)는, 예를 들어, 카메라 모듈(105)의 동작과 연동되는 광원을 제공할 수 있다. 발광 소자(106)는, 예를 들어, LED, IR LED 및 제논 램프를 포함할 수 있다.
커넥터 홀(108, 109)은, 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터)를 수용할 수 있는 제 1 커넥터 홀(108), 및/또는 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터를 수용할 수 있는 제 2 커넥터 홀(예를 들어, 이어폰 잭)(109)을 포함할 수 있다.
펜 입력 장치(120)(예 : 스타일러스(stylus) 펜)는, 하우징(110)의 측면에 형성된 홀(121)을 통해 하우징(110)의 내부로 안내되어 삽입되거나 탈착 될 수 있고, 탈착을 용이하게 하기 위한 버튼을 포함할 수 있다. 펜 입력 장치(120)에는 별도의 공진 회로가 내장되어 상기 전자 장치(100)에 포함된 전자기 유도 패널(390)(예 : 디지타이저(digitizer))과 연동될 수 있다. 펜 입력 장치(120)는 EMR(electro-magnetic resonance)방식, AES(active electrical stylus) 및 ECR(electric coupled resonance) 방식을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(300)는, 측면 베젤 구조(310), 제 1 지지부재(311)(예 : 브라켓), 전면 플레이트(320), 디스플레이(330), 전자기 유도 패널(390), 인쇄 회로 기판(340), 배터리(350), 제 2 지지부재(360)(예 : 리어 케이스), 안테나(370), 펜 입력 장치(120) 및 후면 플레이트(380)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(300)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제 1 지지부재(311), 또는 제 2 지지부재(360))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자 장치(300)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 1, 또는 도 2의 전자 장치(100)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일, 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다.
전자기 유도 패널(390)(예: 디지타이저(digitizer))은 펜 입력 장치(120)의 입력을 감지하기 위한 패널일 수 있다. 예를 들어, 전자기 유도 패널(390)은 인쇄회로기판(PCB)(예: 연성 인쇄회로기판(FPCB, flexible printed circuit board))과 차폐시트를 포함할 수 있다. 차폐시트는 전자 장치(100) 내에 포함된 컴포넌트들(예: 디스플레이 모듈, 인쇄회로기판, 전자기 유도 패널 등)로부터 발생된 전자기장에 의한 상기 컴포넌트들 상호 간의 간섭을 방지할 수 있다. 차폐시트는 컴포넌트들로부터 발생된 전자기장을 차단함으로써, 펜 입력 장치(120)로부터의 입력이 전자기 유도 패널(240)에 포함된 코일에 정확하게 전달되도록 할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 전자기 유도 패널(240)은 전자 장치(100)에 실장된 생체 센서에 대응하는 적어도 일부 영역에 형성된 개구부를 포함할 수 있다.
제 1 지지부재(311)는, 전자 장치(300) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(310)와 연결될 수 있거나, 측면 베젤 구조(310)와 일체로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(311)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(311)는, 일면에 디스플레이(330)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(340)이 결합될 수 있다. 인쇄 회로 기판(340)에는, 프로세서, 메모리, 및/또는 인터페이스가 장착될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
메모리는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
인터페이스는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자 장치(300)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
배터리(350)는 전자 장치(300)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(350)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(340)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(350)는 전자 장치(300) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(300)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
안테나(370)는, 후면 플레이트(380)와 배터리(350) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 다른 실시예에서는, 측면 베젤 구조(310) 및/또는 상기 제 1 지지부재(311)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(100)는, 개구부(121) 및 상기 개구부(121)와 연결된 내부 공간을 포함하는 하우징(110), 상기 하우징(110) 내부의 제 1 배터리(350) 및 상기 개구부(121)를 통해 상기 내부 공간으로 삽입되도록 형성된 펜 입력 장치(120)를 포함하고, 상기 펜 입력 장치(120)는 코일(423), 가변 커패시터 회로(540) 및 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는 상기 펜 입력 장치가 상기 내부 공간 내에 있을 때, 상기 코일에 제 1 신호를 인가하고, 상기 제 1 신호를 인가한 결과로서 상기 코일로부터 출력되는 제 2 신호를 감지하고, 및 상기 제 2 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 가변 커패시터 회로를 변경하도록 설정될 수 있다. 여기서, 제어 회로는 본 문서에 개시된 다양한 전자 장치들(예: 컨트롤러(510)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 펜 입력 장치는 제 2 배터리(520)를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 제 1 배터리로부터의 전력을 사용하여 상기 제 2 배터리를 충전하고, 및 상기 제 2 배터리를 충전한 후에 상기 제 1 신호를 인가하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 제어 회로는, 미리 설정된 시간 동안 미리 설정된 주기에 따라 상기 제 1 신호를 인가하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 제어 회로는, 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 간의 위상차를 결정하고, 및 상기 결정된 위상차에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 가변 커패시터 회로를 변경하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 제어 회로는, 샘플링을 통해 상기 결정된 위상차와 대응되는 디지털 데이터를 획득하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 펜 입력 장치는 메모리(530)를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 메모리에 미리 저장된 데이터들 중 상기 획득된 디지털 데이터와 대응되는 데이터를 검색하고, 및 상기 검색된 데이터와 연관하여 저장된 커패시턴스(capacitance)에 따라 상기 가변 커패시터 회로를 변경하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 제어 회로는, 상기 메모리에 미리 저장된 데이터들 중 상기 획득된 디지털 데이터와 대응되는 데이터가 검색되지 않는 경우, 상기 전자 장치에 구비된 출력 장치를 통해 상기 펜 입력 장치의 교체와 관련된 정보를 출력하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에 있어서, 상기 가변 커패시터 회로는 복수의 커패시터들, 상기 복수의 커패시터들에 연결된 복수의 스위치들 및 상기 복수의 스위치들에 연결된 논리 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 펜 입력 장치(120)는, 코일(423), 가변 커패시터 회로(540), 배터리(520), 및 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 코일을 통해 외부로부터 수신되는 전력을 이용하여 상기 배터리를 충전하고, 상기 배터리의 충전이 완료되는 것에 응답하여 상기 코일에 제 1 신호를 인가하고, 상기 제 1 신호를 인가한 결과로서 상기 코일로부터 출력되는 제 2 신호를 감지하고, 및 상기 제 2 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 가변 커패시터 회로를 변경하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 펜 입력 장치에 있어서, 상기 제어 회로는, 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 간의 위상차를 결정하고, 및 상기 결정된 위상차에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 가변 커패시터 회로를 변경하도록 설정될 수 있다.
도 4는 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치(120)의 분리 사시도이다.
도 4를 참고하면, 펜 입력 장치(120)는 제 1 몸통부(400) 및 제 2 몸통부(410)가 결합된 투피스(two pieces) 형태로 구성될 수 있다. 제 1 몸통부(400)의 겉면을 구성하는 중공형 펜 하우징(403)은 리세스(recess, 401) 및 개구부(opening, 402)를 포함할 수 있다. 또한, 펜 하우징(403)의 중공 부분에는 코일부(420) 및 회로기판부(430)가 삽입될 수 있다. 제 2 몸통부(410)의 겉면을 구성하는 중공형 펜 하우징(412)의 일측에는 제 1 몸통부(400)와의 결합에 이용되는 제 2 결합 부재(411)가 구비되고, 타측에는 전자 장치(100)로부터 펜 입력 장치(120)의 토출을 용이하게 하기 위한 용도로 구비되는 버튼 캡(413)이 구비될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 중공형 펜 하우징(403)의 일측 끝으로 코일부(420)의 펜 팁(421)이 노출되고, 타측 끝으로 회로기판부(430)의 제 1 결합 부재(438)가 노출될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 코일부(420)는 기판(미도시), 기판의 일측부터 순차적으로 배치되는 필압 감지부(424), 복수 회 권선된 코일(423), 코일(423)을 기판에 고정시키고 방수 및 방진 등의 목적으로 구비되는 제 1 패킹 링(422) 및 제 2 패킹 링(431)을 관통하는 방식으로 필압 감지부(424)까지 실장되는 펜 팁(421)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 코일(423)은 약 500Khz 대역(예: 530Khz, 560Khz)의 공진 주파수를 발생시키는 EMR(electro-magnetic resonant) 코일을 포함할 수 있다. 예컨대, 제 1 공진 주파수(예: 530Khz)는 펜 팁(421)에 의한 드로잉(drawing) 동작과 관련된 신호로 이용되고, 제 2 공진 주파수(예: 560Khz)는 펜 팁(421) 또는 스위치(435)의 가압에 따른 버튼 동작과 관련된 신호로 이용될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 코일(423)로부터 출력되는 공진 주파수는 코일(423)과 연결되고 회로기판(432) 상에 배치되는 가변 커패시터 회로에 의해 변경될 수 있다. 또한, 필압 감지부(424)는 펜 팁(421)의 가압에 따른 압력의 변화에 기초하여 커패시턴스를 변화시키는 가변 커패시터를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 회로기판부(430)는 회로기판(432)을 포함할 수 있다. 회로기판(432)은 제 2 패킹 링(431)을 통해 회로기판 홀더(437)에 고정될 수 있다. 회로기판(432) 상에는 스위치(435)(예: 돔 스위치)가 구비될 수 있다. 또한, 스위치(435)를 누르는데 이용되고 펜 하우징(403)의 개구부(402)를 통해 외부로 노출되는 버튼(434)은 버튼 홀더(433)를 통해 회로기판부(430)에 고정될 수 있다. 회로기판부(430)의 일측에 배치된 제 1 결합 부재(438)는 제 2 몸통부(410)의 일측에 배치된 제 2 결합 부재(411)와 결합될 수 있다. 회로기판부(430)는 패킹 부재(436)로 도포될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 패킹 부재(436)는 제 1 결합 부재(438)에서부터 제 2 패킹 링(431)까지 회부기판부(430)를 둘러싸는 형태로 구비될 수 있다. 패킹 부재(436)는 에폭시, 고무, 우레탄 또는 실리콘 등으로 구성될 수 있다. 패킹 부재(436) 및 패킹 링(422, 431)은 방수 및 방진의 목적으로 구비될 수 있으며, 코일부(420) 및 회로기판부(430)를 침수 또는 먼지로부터 보호할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 가변 커패시터 회로는 회로기판(432) 상에 마운트 될 수 있고, 코일(423)과 전기적으로 연결 될 수 있다. 가변 커패시터 회로는 병렬(또는 직렬)로 배열된 두 개 이상의 커패시터들 및 커패시터들을 연결하는 하나 이상의 트랜지스터들로 구성될 수 있다. 가변 커패시터 회로는 커패시터 및 트랜지스터를 제어하여 적어도 두 개 이상의 서로 다른 커패시턴스들을 발생시킬 수 있다. 가변 커패시터 회로에서 생성된 적어도 두 개 이상의 서로 다른 커패시턴스들은 코일(423)로 전달되어 적어도 두 개 이상의 서로 다른 공진 주파수를 발생시키는데 이용될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 회로기판(432)의 제 1 면에는 스위치(435) 및 가변 커패시터 회로가 배치되고, 제 2 면에는 배터리, 충전 회로(charging circuitry) 및 통신 모듈(예: BLE(bluetooth low energy) circuitry)이 배치될 수 있다. 배터리는 EDLC(electric double layered capacitor)로 구성될 수 있다. 충전 회로는 코일(423) 및 배터리 사이에 위치하며, 전압 검출 회로(voltage detector circuitry) 및 정류기(rectifier)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전압 검출 회로는 통신 모듈(예: BLE circuitry)과 연결될 수 있으며, 배터리의 전압을 통신 모듈을 통해 모니터링 할 수 있다. 한편, 통신 모듈의 신호 수신 단은 회로기판(432) 내에 배치된 안테나 패턴과 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제 2 몸통부(410)의 펜 하우징(412)의 내부에는 버튼 캡(413)의 푸쉬-풀(push-pull) 동작에 탄성력을 제공하는 하나 이상의 탄성 부재(예: 스프링) 및 샤프트(shaft)가 구비될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제 2 결합 부재(411)는 리세스(recess) 및 돌기 구조를 포함하며, 이중 결합 구조로 구성될 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 펜 입력 장치(120)는 다양한 예시들 중 하나의 실시 예를 나타낸 것에 불과할 뿐이며, 상기한 실시 예 외에도 다양한 형태로 구성될 수 있음을 당업자는 용이하게 이해할 것이다. 예컨대, 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치(120)는 단일 펜 바디(미도시)만으로 구성될 수 있으며, 상기 구성요소들 중 일부를 단수 또는 복수 개 포함하거나 도 15에 도시된 전자 장치의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.
도 5는 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치(120) 및 전자 장치(100) 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치(100)의 하우징(110)은 적어도 하나의 개구부를 포함할 수 있으며, 개구부와 연결된 내부 공간에는 펜 입력 장치(120)가 삽입될 수 있다. 전자 장치(100)는 프로세서(processor, 501)(예: 도 15의 프로세서(1520)), 디지타이저 컨트롤러(digitizer controller, 502) 및 검출 코일(detecting coil, 503)을 포함할 수 있다. 펜 입력 장치(120)는 펜 팁(421), 코일(423) 및 회로기판(432)을 포함할 수 있다. 회로기판(432) 상에는 컨트롤러(controller, 510)(예: 도 15의 프로세서(1520)), 배터리(battery, 520)(예: 도 15의 배터리(1589)), 전압 검출기(voltage detector, 521), 충전 회로(charging circuitry, 522), 메모리(storage, 530)(예: 도 15의 메모리(1530)), 가변 커패시터 회로(tunable circuitry, 540), 송신 회로(transmitter circuitry, 541), 공진 회로(resonant circuitry, 542) 및 수신 회로(receiver circuitry, 543) 중 적어도 하나가 배치될 수 있다.
프로세서(501)는 전자 장치(100)에 포함된 구성요소들을 제어하거나 구성요소들의 상태를 모니터링 할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(501)는 디지타이저 컨트롤러(502)를 통해 디스플레이(101)와 인접하여 구비된 디지타이저를 제어할 수 있으며, 펜 입력 장치(120) 등 외부 입력 장치로부터 수신되는 신호를 획득할 수 있다. 또한, 프로세서(501)는 검출 코일(503)을 이용하여, 외부 전자 장치(예: 펜 입력 장치(120))로 전기적 또는 자기적 신호를 송신하거나 외부 전자 장치(예: 펜 입력 장치(120))로부터 전기적 또는 자기적 신호를 수신할 수 있다. 예컨대, 프로세서(501)는 펜 입력 장치(120)로부터 수신되는 신호에 기초하여, 펜 입력 장치(120)의 위치 정보 또는 상태 정보를 판단할 수 있다. 검출 코일(503)은 펜 입력 장치(120)가 삽입될 수 있도록 구비된 전자 장치(100)의 내부 공간 중 적어도 일부에 하나 이상 배치될 수 있다.
컨트롤러(510)는 펜 입력 장치(120)에 포함된 구성요소들을 제어하거나 구성요소들의 상태를 모니터링 할 수 있다. 컨트롤러(510)는 미리 설정된 주파수에 따른 신호를 생성할 수 있는 신호 발생기(signal generator, 512)를 포함할 수 있다. 또한, 컨트롤러(510)는 신호 발생기(512)에서 생성되는 신호와 수신 회로(543)로부터 수신되는 신호를 비교하고, 비교 결과로부터 양 신호들 간의 차이를 검출할 수 있는 위상 판단부(phase determining unit, 511)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 위상 판단부(511)는 적어도 두 개의 신호들 간의 위상차를 계산할 수 있다.
배터리(520)는 펜 입력 장치(120) 내 하나 이상의 구성요소들이 능동적으로 동작할 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 전압 검출기(521)는 배터리(520)의 전압을 실시간으로 측정하고, 측정 결과를 컨트롤러(510)에 전달할 수 있다.
충전 회로(522)는 외부로부터 수신된 전력을 이용하여 배터리(520)를 충전할 수 있으며, 배터리(520)의 상태에 따라 충전을 중지(또는 일시 중지) 할 수 있다.
메모리(530)는 적어도 두 개의 신호들 간의 차이를 임계치 이하로 줄이기 위해, 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소의 출력 값이 어느 정도 조절되어야 하는지에 대한 정보를 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리(530)는 커패시턴스가 변경되는 정도에 따라 신호의 위상이 변경되는 정도가 매핑된 룩 업 테이블(look-up table)을 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 컨트롤러(510)는 메모리(530)에 저장된 룩 업 테이블에 기초하여, 가변 커패시터 회로(540)를 제어할 수 있다.
가변 커패시터 회로(540)는 컨트롤러(510)의 제어에 따라 변경된 커패시턴스를 가질 수 있는 회로로서, 하나 이상의 커패시터들, 하나 이상의 트랜지스터들, 하나 이상의 입출력 포트들 및 논리 회로를 포함할 수 있다.
송신 회로(541)는 신호 발생기(512)에서 생성된 신호를 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소로 송신할 수 있고, 수신 회로(543)는 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소를 거쳐서 전달된 신호를 수신하여 위상 판단부(511)로 전달할 수 있다.
공진 회로(542)는 펜 입력 장치(120)가 제작될 때, 코일(423)과의 관계에서 지정된 공진 주파수(예: 560Khz 또는 530Khz)의 신호를 발생시키기 위해 구비되는 회로일 수 있다. 공진 회로(542)는 지정된 커패시턴스를 갖도록 하나 이상의 커패시터들을 포함할 수 있다. 공진 회로(542)는 커패시터 외에도 적어도 하나의 코일을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 공진 회로(542)가 커패시터만으로 구성되는 경우, 공진 회로(542) 및 코일(423)은 지정된 공진 주파수의 신호를 발생시킬 수 있는 공진기(resonator)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(510)는 공진 회로(542) 및 코일(423)을 이용하여 지정된 공진 주파수의 신호를 생성할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 공진 회로(542) 및 코일(423) 중 적어도 하나에 물리적 또는 화학적 변화가 발생되어 지정된 공진 주파수의 신호가 생성되지 않는 것으로 판단되는 경우, 가변 커패시터 회로(540)를 제어하여 펜 입력 장치(120)의 전체 커패시턴스를 조정함으로써 지정된 공진 주파수의 신호가 생성되도록 할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 프로세서(501) 또는 컨트롤러(510)는 검출 코일(503) 및 코일(423) 간에 주고 받은 데이터를 이용하여 펜 입력 장치(120)가 전자 장치(100)에 구비된 내부 공간에 완전히 삽입되었는지 여부를 판단하거나, 펜 입력 장치(120)에 구비된 배터리(520)의 상태를 확인한 후 배터리(520)가 충전될 수 있도록 구성요소들을 제어할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(510)는 전자 장치(100)의 검출 코일(503)과 펜 입력 장치(120)의 코일(423) 간에 송수신되는 데이터에 기초하여, 펜 입력 장치(120)의 위치를 판단할 수 있다. 또한, 판단된 펜 입력 장치(120)의 위치가 충전 가능한 범위 이내라고 판단되는 경우, 컨트롤러(510)는 배터리(520)의 상태를 확인할 수 있으며 코일(423)을 통해 외부로부터 수신되는 전력을 이용하여 배터리(520)를 충전할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 컨트롤러(510)는 코일(423)을 통해 외부로부터 수신되는 전력을 수신할 수 있으며, 수신된 전력이 충전 회로(522) 및 전압 검출기(521)를 거쳐 배터리(520)로 전달될 수 있도록 구성요소들을 제어할 수 있다. 한편, 프로세서(501) 또는 컨트롤러(510)는 펜 입력 장치(120)의 배터리(520)가 완전히 충전되는 시점을 적어도 하나의 인스트럭션을 시작하기 위한 조건으로 이용할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 신호 발생기(512)에서 생성된 신호와 위상 판단부(511)로 입력된 신호를 비교하여, 양 신호들 간에 위상차가 있는지 여부를 판단할 수 있으며, 상기 위상차를 계산할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(510)는 신호 발생기(512)를 통해 신호를 생성한 후, 생성된 신호가 송신 회로(541), 코일(423), 공진 회로(542), 가변 커패시터 회로(540) 및 수신 회로(543) 중 적어도 하나를 거쳐 위상 판단부(511)로 입력될 수 있도록 구성요소들을 제어할 수 있다. 여기서, 신호 발생기(512)에서 생성된 후 송신 회로(541)를 통해 송신 되기 전의 신호를 제 1 신호로 명명하고, 송신 회로(541)를 통해 송신된 후 펜 입력 장치(120) 내 하나 이상의 구성요소들을 거쳐서 위상 판단부(511)로 전달된 신호를 제 2 신호로 명명하기로 한다. 일 실시 예에 따르면, 컨트롤러(510)는 신호 발생기(512)에서 생성된 제 1 신호와 펜 입력 장치(120) 내 하나 이상의 구성요소들을 거친 후 위상 판단부(511)로 입력된 제 2 신호를 비교할 수 있으며, 비교 결과 제 1 신호 및 제 2 신호 간에 차이가 존재하는 것으로 판단될 경우 현재 펜 입력 장치(120) 내 하나 이상의 구성요소들의 상태가 펜 입력 장치(120)를 제작할 당시의 상태와 달라졌음을 확인할 수 있다. 예컨대, 제 1 신호 및 제 2 신호 간에 위상차가 존재하는 것으로 판단될 경우, 컨트롤러(510)는 제 1 신호 및 제 2 신호 간의 위상차를 계산할 수 있으며 계산된 위상차를 임계치 이하로 낮추기 위해 필요한 커패시턴스를 계산할 수 있다. 또한, 컨트롤러(510)는 계산된 커패시턴스에 따라 가변 커패시터 회로(540)를 제어할 수 있으며, 이 과정에서 컨트롤러(510)는 메모리(530)에 미리 저장된 룩 업 테이블 등을 참고할 수 있다.
한편, 상기 실시 예들은 전자 장치(100) 및 펜 입력 장치(120)에 포함된 구성요소의 기능 및 역할을 쉽게 설명하기 위해 제시된 것일 뿐이며, 구성요소가 상기 실시 예들만으로 제한 해석되지 않음을 당업자는 용이하게 이해할 것이다.
도 6a는 다양한 실시 예들에 따라 펜 입력 장치에 포함되는 가변 커패시터 회로(540)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시 예들에 따르면, 가변 커패시터 회로(540)는 컨트롤러(510)의 제어에 따라 적어도 두 개 이상의 커패시턴스를 가질 수 있다. 이를 위해, 가변 커패시터 회로(540)는 하나 이상의 커패시터들(5401) 및 하나 이상의 트랜지스터들(5402)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 커패시터들(5401)은 서로 병렬로 연결될 수 있으며, 연결 단락 간에는 하나 이상의 트랜지스터들(5402)이 배치될 수 있다. 가변 커패시터 회로(540)는 하나 이상의 커패시터들(5401) 또는 하나 이상의 트랜지스터들(5402)을 개별적으로 제어하는데 이용되는 논리 회로(5403)를 포함할 수 있다. 논리 회로(5403)는 I2C(inter-integrated circuit) 방식이나 MIPI(mobile industry processor interface) 방식과 같이 하나 이상의 구성요소들을 제어할 수 있게 설계될 수 있다. 가변 커패시터 회로(540)는 펜 입력 장치(120) 내 다른 구성요소들과 데이터를 주고 받을 수 있는 하나 이상의 입출력 포트들(610, 620, 630)을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 가변 커패시터 회로(540)를 제어하기 위한 명령 신호(예: 비트 신호(bit signal)) 및 가변 커패시터 회로(540)의 동작에 이용되는 전력을 제 3 포트(630)를 통해 전달할 수 있다. 논리 회로(5403)는 제 3 포트(630)를 통해 수신된 명령 신호에 기초하여 하나 이상의 트랜지스터들(5402)의 상태를 변경함으로써, 하나 이상의 커패시터들(5401)의 연결 상태를 직렬 또는 병렬로 변경할 수 있으며, 이를 통해 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스를 제어할 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 트랜지스터들(5402)의 상태 변화에 따라 병렬로 연결되는 커패시터들(5401)의 개수가 증가할수록 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스가 증가되고, 직렬로 연결되는 커패시터들(5401)의 개수가 증가할수록 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스가 감소될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 명령 신호로서 특정 비트 신호(예: 110000)가 수신되는 경우, 논리 회로(5403)는 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스가 특정 값(예: 0.2pF, 1pF, 10pF 등)을 갖도록 하나 이상의 트랜지스터들(5402)의 상태를 On 또는 Off로 제어할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 가변 커패시터 회로(540)는 제 1 포트(610)를 통해 신호를 수신할 수 있다. 또한, 가변 커패시터 회로(540)는 제 1 포트(610)를 통해 수신된 후 하나 이상의 커패시터들(5401) 및 하나 이상의 트랜지스터들(5402)을 통과한 신호를 제 2 포트(620)를 통해 출력할 수 있다. 또한, 상기 실시 예와는 반대로, 가변 커패시터 회로(540)는 제 2 포트(620)를 통해 신호를 수신한 후 제 1 포트(610)를 통해 출력할 수도 있다.
도 6b는 다양한 실시 예들에 따른 공진 주파수 및 위상 지연 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시 예들에 따르면, 펜 입력 장치(120)는 신호 발생기(512) 내 송신 증폭기(Tx amplifier)에서 발생된 제 1 신호와 위상 판단부(511)로 입력된 제 2 신호를 비교함으로써, 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성에 의한 위상 지연(phase delay)을 측정할 수 있다.
한편, 신호 발생기(512)에서 발생된 제 1 신호의 위상 지연은 펜 입력 장치(120)의 공진 회로(542) 및 가변 커패시터 회로(540) 중 적어도 하나와 코일(423) 간에 생성될 수 있는 공진 주파수의 고저(高低)에 따라 다르게 발생할 수 있다. 예를 들어, 그래프(640)를 참고하면, 공진 회로(542) 및 가변 커패시터 회로(540) 중 적어도 하나와 코일(423) 간에 생성되는 공진 주파수가 높을수록 위상 지연은 짧게 발생하고, 공진 회로(542) 및 가변 커패시터 회로(540) 중 적어도 하나와 코일(423) 간에 생성되는 공진 주파수가 낮을수록 위상 지연은 길게 발생할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 펜 입력 장치(120)의 컨트롤러(510)는 제 1 신호 및 제 2 신호 각각의 클럭 주파수(clock frequency)를 이용하여 제 1 신호 및 제 2 신호 간 위상차를 측정할 수 있다. 컨트롤러(510)는 메모리(530)에 미리 저장된 룩 업 테이블을 참고하여, 측정된 위상차와 대응되는 커패시턴스에 대한 정보를 획득할 수 있다. 컨트롤러(510)는 획득된 커패시턴스에 대한 정보에 기초하여, 가변 커패시터 회로(540)를 제어하기 위한 명령 신호를 생성할 수 있다. 컨트롤러(510)는 생성된 명령 신호를 가변 커패시터 회로(540)에 전달하여, 가변 커패시터 회로의 커패시턴스를 변경할 수 있다. 이처럼, 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스가 변경될 수 있다면, 코일(423) 등 구성요소들의 물리적 성질이 다양한 외적 요인 등에 의해 변경되더라도 펜 입력 장치(120)는 특정 공진 주파수에 따른 신호를 발생시킬 수 있다.
도 7은 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치에서 내장된 배터리를 충전하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치(100)의 프로세서(501) 및 펜 입력 장치(120)의 컨트롤러(510)는 무선 방식으로 송수신되는 자기적 신호(700)를 이용하여 펜 입력 장치(120)의 배터리(520)를 충전할 수 있다. 예컨대, 프로세서(501)는 디지타이저 컨트롤러(502) 및 검출 코일(503) 중 적어도 하나를 통해 수신되는 신호에 기초하여 펜 입력 장치(120)의 위치가 충전 가능한 범위 이내라고 판단되는 경우, 자기적 신호(700)를 발생시킬 수 있다. 또는, 컨트롤러(510)는 코일(423)을 통해 수신되는 신호에 기초하여 펜 입력 장치(120)의 위치가 충전 가능한 범위 이내라고 판단되는 경우, 프로세서(501)에 자기적 신호(700)의 발생을 요청할 수 있다.
예를 들어, 펜 입력 장치(120)가 전자 장치(100)의 하우징(110)의 적어도 일부에 구비된 개구부(예: 도 2의 홀(121))와 연결된 내부 공간에 완전히 삽입된 것으로 판단되는 경우, 프로세서(501) 또는 컨트롤러(510)는 배터리(520)에 대한 충전을 시작할 수 있다. 또는, 펜 입력 장치(120)가 사용자의 손에 쥐어져 있거나 전자 장치(100)의 디스플레이(101) 상에 놓여 있더라도 자기적 신호(700)가 도달할 수 있는 범위 내에 위치한 것으로 판단되는 경우, 프로세서(501) 또는 컨트롤러(510)는 배터리(520)에 대한 충전을 시작할 수 있다. 컨트롤러(510)는 배터리(520)에 대한 충전을 시작하기 위해, 충전 회로(522) 및 전압 검출기(521)를 활성화 시킬 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 전압 검출기(521)를 통해 배터리(520)의 전압에 대한 정보(720)를 실시간으로 획득할 수 있다. 컨트롤러(510)는 실시간으로 획득되는 전압에 대한 정보(720)를 통해서, 펜 입력 장치(120)가 충전 가능한 범위 내에 위치해 있으며 배터리(520)에 대한 충전이 정상적으로 진행되고 있음을 확인할 수 있다. 컨트롤러(510)는 코일(423)을 통해 수신되는 자기적 신호(700)가 직류 전류(710)로 변경될 수 있도록 충전 회로(522)를 제어할 수 있으며, 직류 전류(710)를 배터리(520)로 공급하여 배터리(520)를 충전할 수 있다.
도 8a 및 8b는 다양한 실시 예들에 따라 공진 주파수 변화에 대한 모니터링을 시작하기 위한 조건으로써 배터리 충전 완료 여부를 이용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 전압 검출기(521)을 통해 실시간으로 획득되는 전압에 대한 정보(820)에 기초하여, 배터리(520)의 충전 완료 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(510)는 전압 검출기(521)를 통해 획득되는 전압이 배터리(520)의 충전 완료를 나타내는 전압(예: 5V)일 경우, 배터리(520)의 충전이 완료된 것으로 판단할 수 있다.
만약, 배터리(520)의 충전이 완료된 것으로 판단되는 경우, 컨트롤러(510)는 외부로부터 수신되는 자기적 신호(800)를 배터리(520)의 충전을 위해 이용되는 직류 전류(810)로 변경하는 동작을 중지할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 배터리(520)의 충전이 완료되는 시점부터 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소에 대한 상태 확인을 진행할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(510)는 전압 검출기(521)을 통해 실시간으로 획득되는 전압에 대한 정보(820)에 따라 배터리(520)의 충전 완료가 확인되는 것에 응답하여, 신호 발생기(512)를 통해 제 1 신호를 생성할 수 있다. 생성된 제 1 신호는 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소를 통과한 후 위상 판단부(511)로 입력될 수 있다. 컨트롤러(510)는 위상 판단부(511)로 입력된 제 2 신호와 신호 발생기(512)에서 생성된 제 1 신호를 비교한 후, 비교 결과에 기초하여 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소의 상태를 확인할 수 있다.
도 8b의 그래프(830)를 참고하면, 제 1 기간(840) 및 제 2 기간(841)에는 배터리(520)의 충전이 진행되고, 제 3 기간(860)에는 배터리(520)의 방전이 진행됨을 확인할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 제 1 시점(850)에 전압 검출기(521)로부터 배터리(520)의 충전 완료와 대응되는 정보(820)가 수신되는 것에 응답하여, 직류 전류(810)가 배터리(520)로 유입되는 것을 차단하고 신호 발생기(512)를 활성화 시키기 위한 제어 명령(예: Start bit(861))을 생성할 수 있다.
신호 발생기(512)는 제어 명령(예: Start bit(861))이 수신되는 것에 응답하여, 위상 판단 신호(phase determining signal, 862)를 발생시킬 수 있다. 위상 판단 신호(862)는 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소로 전달될 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(510)는 신호 발생기(512)에서 발생된 위상 판단 신호(862)를 송신 회로(541), 가변 커패시터 회로(540), 공진 회로(542), 코일(423) 및 수신 회로(543) 중 적어도 하나로 전달할 수 있다. 컨트롤러(510)는 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소를 거친 후 위상 판단부(511)로 입력된 위상 판단 신호(862)와, 신호 발생기(512)에서 발생된 후 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소를 거치기 전의 위상 판단 신호(862)를 비교할 수 있다. 컨트롤러(510)는 비교 결과에 기초하여, 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스를 조정할 수 있다. 컨트롤러(510)는 미리 설정된 시간이 흐른 후 신호 발생기(512)를 비활성화 시키기 위한 제어 명령(예: Stop bit(863))을 생성할 수 있다. 신호 발생기(512)는 제어 명령(예: Stop bit(863))이 수신되는 것에 응답하여, 위상 판단 신호(862)를 발생시키는 동작을 중지할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 미리 설정된 시간 동안, 예컨대, 신호 발생기(512)를 활성화 시키기 위한 제어 명령(예: Start bit(861))이 생성된 후부터, 신호 발생기(512)를 비활성화 시키기 위한 제어 명령(예: Stop bit(863))이 생성될 때까지, 미리 설정된 주기에 따라 하나 이상의 위상 판단 신호(862)들을 생성할 수 있다. 컨트롤러(510)는 위상 판단 신호(862)가 생성될 때마다 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소를 거친 후 위상 판단부(511)로 입력된 위상 판단 신호(862)와, 신호 발생기(512)에서 발생된 후 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소를 거치기 전의 위상 판단 신호(862)를 비교할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 컨트롤러(510)는 신호 발생기(512)를 활성화 시키기 위한 제어 명령(예: Start bit(861))이 생성된 후 미리 설정된 횟수만큼 위상 판단 신호(862)가 생성되면, 신호 발생기(512)를 비활성화 시키기 위한 제어 명령(예: Stop bit(863))이 생성할 수도 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 배터리(520)의 방전이 진행되는 제 3 기간(860) 중 적어도 일부의 시간 동안, 위상 판단 신호(862)를 이용하여 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소에 대한 상태를 한 번 이상 확인할 수 있다. 또한, 컨트롤러(510)는 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소에 대한 상태를 확인한 결과에 기초하여, 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스를 조정할 수 있다. 한편, 컨트롤러(510)는 신호 발생기(512)를 비활성화 시키기 위한 제어 명령(예: Stop bit(863))이 생성되면 배터리(520)의 충전을 재개할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(510)는 신호 발생기(512)를 비활성화 시키기 위한 제어 명령(예: Stop bit(863))이 생성된 후인 제 2 시점(851)부터 배터리(520)의 충전을 재개할 수 있다.
도 9는 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치에서 공진 주파수 변화를 모니터링 하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 배터리(520)의 충전이 완료된 시점(예: 도 8b의 제 1 시점(850))부터 펜 입력 장치(120)에서 출력되는 공진 주파수의 변화를 모니터링 할 수 있다. 이를 위해, 컨트롤러(510)는 전압 검출기(521)로부터 배터리(520)의 충전 완료와 대응되는 정보가 수신되는 것에 응답하여, 신호 발생기(512)를 통해 제 1 신호(900)를 생성할 수 있다. 제 1 신호(900)는 송신 회로(541)를 거친 후 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소로 송신될 수 있다. 한편, 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소를 통과하면서 제 1 신호(900)의 타입(type)이나 특성(property)에 변화가 발생할 수 있다. 예컨대, 펜 입력 장치(120)의 코일(423)을 통과하면서, 제 1 신호(900)의 위상, 진폭 또는 주기 등 적어도 하나의 특성이 변경될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 수신 회로(543)를 통해 제 2 신호(910)를 수신할 수 있다. 여기서, 제 2 신호(910)는 신호 발생기(512)에서 생성된 후 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소를 거친 신호로서, 제 1 신호(900)와 동일한 특성을 가지거나 제 1 신호(900)의 특성 중 적어도 하나가 변경된 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 수분 침투, 온도 변화 또는 외부 충격 등의 이유로 펜 입력 장치(120)의 코일(423)에 물리적 또는 화학적 변화가 발생된 경우, 코일(423)을 통과하는 제 1 신호(900)의 특성은 변경될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 위상 판단부(511)를 통해 제 1 신호(900) 및 제 2 신호(910)를 비교할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(510)는 제 1 신호(900) 및 제 2 신호(910)의 위상을 비교할 수 있다. 만약, 제 1 신호(900) 및 제 2 신호(910) 간에 위상차가 존재하는 것으로 판단될 경우, 컨트롤러(510)는 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스를 조정함으로써 제 1 신호(900) 및 제 2 신호(910) 간에 존재하는 위상차를 임계치 이하로 낮출 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 메모리(530)에는 서로 다른 두 개의 신호들 간의 위상차 및 상기 위상차를 임계치 이하로 낮추기 위해 필요한 커패시턴스가 저장될 수 있다. 컨트롤러(510)는 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스를 조정할 때, 메모리(530)에 미리 저장된 데이터를 참고할 수 있다.
도 10a 및 10b는 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치에서 공진 주파수의 변화 정도를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시 예들에 따르면, 펜 입력 장치(120)는 펜 팁(421), 코일(423) 및 컨트롤러(510)를 포함할 수 있다. 또한, 펜 입력 장치(120)는 가변 커패시터 회로(540) 및 하나 이상의 커패시터들(1040, 1041) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 펜 입력 장치(120)의 컨트롤러(510)는 위상 판단부(511) 및 신호 발생기(512)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 위상 판단부(511)는 위상 판단부(511)로 수신된 신호로부터 디지털 형태의 클럭 신호를 추출할 수 있는 클럭 추출기(clock extractor, 1010)를 포함할 수 있다. 또한, 위상 판단부(511)는 적어도 두 개의 신호들 간의 위상차를 계산한 후, 계산된 위상차를 비트 신호(1005)로 부호화하여 출력할 수 있는 클럭 샘플러(clock sampler, 1020)를 포함할 수 있다. 또한, 신호 발생기(512)는 신호 발생기(512) 내에서 생성된 제 1 신호(1004)의 크기를 조정하여 출력할 수 있는 증폭기(1030)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 신호 발생기(512)를 통해 제 1 신호(1004)를 생성할 수 있다. 제 1 신호(1004)는 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소의 상태를 점검하기 위해 생성되는 신호로서, 컨트롤러(510)는 미리 설정된 특성에 따라 제 1 신호(1004)를 생성할 수 있다. 한편, 제 1 신호(1004)에 부여된 특성은 제 1 신호(1004)와 다른 신호를 비교할 때, 기준 값으로 이용될 수 있다. 예컨대, 제 1 신호(1004)의 클럭 신호는 기준 클럭 신호로서 클럭 추출기(1010)를 통해 추출된 클럭 신호의 비교 대상으로 이용될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 제 1 신호(1004)의 특성은 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소의 상태에 따라 변경될 수 있다. 예컨대, 그래프(1000)와 같이, 코일(423)에 입력된 제 1 신호(1004)의 출력 파형은 코일(423)의 상태에 따라 변경될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제 1 파형(1001)은 물리적 또는 화학적 변화가 발생하기 전의 코일(423)에 입력된 제 1 신호(1004)의 파형과 대응되고, 제 2 파형(1002) 및 제 3 파형(1003)은 물리적 또는 화학적 변화가 발생한 후의 코일(423)에 입력된 제 1 신호(1004)의 파형과 대응될 수 있다. 컨트롤러(510)는 코일(423)을 통과한 후 위상 판단부(511)로 수신된 신호의 파형이 제 1 파형(1001)과 같을 경우, 코일(423)에 의한 위상 지연(phase shift)은 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이와 달리, 컨트롤러(510)는 코일(423)을 통과한 후 위상 판단부(511)로 수신된 신호의 파형이 제 2 파형(1002) 또는 제 3 파형(1003)과 같을 경우, 코일(423)에 의한 위상 지연이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 신호 발생기(512)에서 생성된 제 1 신호(1004) 및 상기 제 1 신호(1004)가 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소를 거친 후 위상 판단부(511)를 통해 수신된 신호(이하, 제 2 신호)를 비교하여, 양 신호들 간의 차이를 판단할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(510)는 클럭 추출기(1010)를 이용하여 제 2 신호로부터 디지털 형태의 클럭 신호를 추출할 수 있다. 또한, 컨트롤러(510)는 추출된 클럭 신호를 클럭 샘플러(1020)로 전달할 수 있으며, 클럭 샘플러(1020)를 이용하여 제 1 신호(1004)의 기준 클럭 신호 및 추출된 클럭 신호를 비교할 수 있다. 컨트롤러(510)는 비교 결과에 기초하여 제 1 신호(1004) 및 제 2 신호 간의 위상차를 계산할 수 있으며, 계산된 위상차를 비트 신호(1005)로 부호화하여 출력할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 기준 클럭 신호 및 추출된 클럭 신호 각각은 제 1 신호(1004) 및 제 2 신호 각각의 주기를 기초로 한 디지털 신호를 의미할 수 있다. 예컨대, 제 1 신호(1004) 및 제 2 신호가 정현파(sine wave)의 형태로 표현될 경우, 양의 순시값(instantaneous value)을 갖는 구간은 1로 설정하고 음의 순시값을 갖는 구간은 0으로 설정한 것을 클럭 신호로 정의할 수 있다.
도 10b를 참고하면, 제 1 그래프(1050)는 신호 발생기(512)에서 생성된 제 3 신호(1051) 및 위상 판단부(511)로 수신된 제 4 신호(1052) 간에 위상차가 발생하지 않은 경우를 나타내는 실시 예이고, 제 2 그래프(1060)는 신호 발생기(512)에서 생성된 제 5 신호(1061) 및 위상 판단부(511)로 수신된 제 6 신호(1062) 간에 위상차가 발생한 경우를 나타내는 실시 예 일 수 있다. 제 1 그래프(1050)에서 클럭 신호(1053)는 제 4 신호(1052)와 대응되는 클럭 신호를 나타내고, 기준 클럭 신호(1054)는 제 3 신호(1051)와 대응되는 클럭 신호를 나타낼 수 있다. 또한, 제 2 그래프(1060)에서 클럭 신호(1063)는 제 6 신호(1062)와 대응되는 클럭 신호를 나타내고, 기준 클럭 신호(1064)는 제 5 신호(1061)와 대응되는 클럭 신호를 나타낼 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 신호 발생기(512)를 통해 제 3 신호(1051)를 생성한 후, 펜 입력 장치(120)의 적어도 하나의 구성요소로 송신할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(510)는 제 3 신호(1051)를 코일(423)로 송신할 수 있으며, 그 결과로서 코일(423)로부터 출력된 제 4 신호(1052)를 획득할 수 있다. 컨트롤러(510)는 제 4 신호(1052)가 위상 판단부(511)로 수신되는 경우, 클럭 추출기(1010)를 이용하여 제 4 신호(1052)로부터 디지털 형태의 클럭 신호(1053)를 추출할 수 있다. 컨트롤러(510)는 추출된 클럭 신호(1053)를 클럭 샘플러(1020)로 전달할 수 있으며, 클럭 샘플러(1020)를 이용하여 제 3 신호(1051)의 기준 클럭 신호(1054) 및 추출된 클럭 신호(1053)를 비교할 수 있다. 컨트롤러(510)는 비교 결과에 기초하여 제 3 신호(1051) 및 제 4 신호(1052) 간의 위상차를 계산할 수 있으며, 계산된 위상차를 비트 신호(1005)로 부호화하여 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 컨트롤러(510)는 기준 클럭 신호(1054) 및 추출된 클럭 신호(1053)를 비교한 후, 그 결과를 여섯 자리의 비트로 나타낼 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(510)는 기준 클럭 신호(1054) 및 추출된 클럭 신호(1053) 간에 같은 값을 가지는 영역의 비트에는 0을 부여하고, 다른 값을 가지는 영역의 비트에는 1을 부여할 수 있다. 제 3 신호(1051) 및 제 4 신호(1052) 간에는 위상차가 없으므로, 컨트롤러(510)는 비트 신호(1005)로서 제 1 비트 신호(1006)인 "000000"을 출력할 수 있다. 컨트롤러(510)는 제 1 비트 신호(1006)가 출력되는 경우, 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소에 대한 물리적 또는 화학적 변화가 없거나 임계치 이하인 것으로 판단할 수 있으며 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스에 조정이 필요치 않은 것으로 판단할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 신호 발생기(512)를 통해 제 5 신호(1061)를 생성한 후, 펜 입력 장치(120)의 적어도 하나의 구성요소로 송신할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(510)는 제 5 신호(1061)를 코일(423)로 송신할 수 있으며, 그 결과로서 코일(423)로부터 출력된 제 6 신호(1062)를 획득할 수 있다. 컨트롤러(510)는 제 6 신호(1062)가 위상 판단부(511)로 수신되는 경우, 클럭 추출기(1010)를 이용하여 제 6 신호(1062)로부터 디지털 형태의 클럭 신호(1063)를 추출할 수 있다. 컨트롤러(510)는 추출된 클럭 신호(1063)를 클럭 샘플러(1020)로 전달할 수 있으며, 클럭 샘플러(1020)를 이용하여 제 5 신호(1061)의 기준 클럭 신호(1064) 및 추출된 클럭 신호(1063)를 비교할 수 있다. 컨트롤러(510)는 비교 결과에 기초하여 제 5 신호(1061) 및 제 6 신호(1062) 간의 위상차를 계산할 수 있으며, 계산된 위상차를 비트 신호(1005)로 부호화하여 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 컨트롤러(510)는 기준 클럭 신호(1064) 및 추출된 클럭 신호(1063)를 비교한 후, 그 결과를 여섯 자리의 비트로 나타낼 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(510)는 기준 클럭 신호(1064) 및 추출된 클럭 신호(1063) 간에 같은 값을 가지는 영역의 비트에는 0을 부여하고, 다른 값을 가지는 영역의 비트에는 1을 부여할 수 있다. 제 5 신호(1061) 및 제 6 신호(1062) 간에는 Delay(t) 만큼의 위상차가 존재하며, 이에 따라, 컨트롤러(510)는 비트 신호(1005)로서 제 2 비트 신호(1007)인 "110000"을 출력할 수 있다. 컨트롤러(510)는 제 1 비트 신호(1006)가 아닌 비트 신호, 예컨대, 제 2 비트 신호(1007)가 출력되는 경우, 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소에 대한 물리적 또는 화학적 변화가 있는 것으로 판단할 수 있으며 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스에 조정이 필요한 것으로 판단할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 메모리(530)에 미리 저장된 룩 업 테이블을 참고하여, 측정된 위상차와 대응되는 커패시턴스에 대한 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 룩 업 테이블은 하기 표 1과 같을 수 있다.
560Khz 530Khz
비트 신호 위상차 커패시턴스(pF) 비트 신호 위상차 커패시턴스(pF)
100000 -90 0 100000 -60 0.2
110000 -100 1 110000 -70 0.4
111000 -110 2 111000 -80 0.6
111100 -120 3 111100 -90 0.8
111110 -130 4 111110 -100 1
111111 -140 5 111111 -110 1.2
일 실시 예에 따르면, 컨트롤러(510)는 신호 발생기(512)를 통해 560Khz의 주파수를 갖는 제 5 신호(1061)를 생성할 수 있으며, 위상 판단부(511)를 통해 560Khz의 주파수를 갖는 제 6 신호(1062)를 수신할 수 있다. 또한, 컨트롤러(510)는 제 5 신호(1061) 및 제 6 신호(1062)를 비교한 결과에 기초하여, "110000"의 비트 신호를 출력할 수 있다. 표 1에 따르면, 560Khz의 주파수를 갖는 제 5 신호(1061) 및 제 6 신호(1062)를 비교한 결과로서 "110000"의 비트 신호가 획득되는 경우, 두 신호들 간의 위상차는 -100도이며 위상차를 임계치 이하로 낮추기 위해 필요한 커패시턴스는 1 pF 임을 알 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(510)는 표 1과 같이, 메모리(530)에 미리 저장된 룩 업 테이블을 참고하여, 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스를 1 pF 조정할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 신호 발생기(512)를 통해 생성된 제 5 신호(1061) 및 위상 판단부(511)를 통해 수신된 제 6 신호(1062)의 주파수가 530Khz일 때 상기 두 신호들을 비교한 결과로서 "110000"의 비트 신호가 획득되는 경우, 두 신호들 간의 위상차는 -70도이며 위상차를 임계치 이하로 낮추기 위해 필요한 커패시턴스는 0.4 pF 임을 알 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(510)는 표 1과 같이, 메모리(530)에 미리 저장된 룩 업 테이블을 참고하여, 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스를 0.4 pF 조정할 수 있다.
도 11은 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치에서 가변 커패시터 회로를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 위상 판단부(511)를 통해 적어도 두 개의 신호들 간의 위상차를 계산한 결과, 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스에 대한 조정이 필요한 것으로 판단할 수 있다. 컨트롤러(510)는 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스를 조정하기 위해, 가변 커패시터 회로(540)로 커패시터 선택 신호(1100)를 송신할 수 있다. 커패시터 선택 신호(1100)는 적어도 두 개의 신호들 간의 위상차를 계산한 결과로서 획득된 비트 신호에 기초하여 생성될 수 있다. 예컨대, 560Khz의 주파수를 갖는 두 개의 신호들 간의 위상차를 계산한 결과로서 "110000"의 비트 신호가 획득되는 경우, 컨트롤러(510)는 메모리(530)에 미리 저장된 데이터를 참고하여, 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스를 1 pF 만큼 상향 조정할 필요가 있는 것으로 판단할 수 있다. 컨트롤러(510)는 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스를 1 pF 만큼 상향 조정하기 위해 커패시터 선택 신호(1100)를 생성할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 위상 판단부(511)를 통해 적어도 두 개의 신호들 간의 위상차를 계산한 결과, 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스에 대한 조정이 필요하지 않은 것으로 판단될 경우, 상기 계산 결과를 메모리(530)에 저장할 수 있으며 신호 발생기(512)를 통해 신호를 생성하는 동작 및 위상 판단부(511)를 통해 위상차를 계산하는 동작 등을 포함한 일련의 인스트럭션들을 종료할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스에 대한 조정이 필요하지 않은 것으로 판단될 경우에는 위상 판단부(511)를 통해 계산된 적어도 두 개의 신호들 간의 위상차가 미리 설정된 임계치 이하인 경우가 포함될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 메모리(530)에는 펜 입력 장치(120)가 제작될 때의 상태 정보가 미리 저장될 수 있다. 예컨대, 메모리(530)에는 펜 팁(421)에 의한 드로잉(drawing) 동작과 관련된 신호로 이용되는 제 1 공진 주파수(예: 530Khz)와 펜 팁(421) 또는 스위치(435)의 가압에 따른 버튼 동작과 관련된 신호로 이용되는 제 2 공진 주파수(예: 560Khz) 각각의 경우에 있어서, 발생 가능한 위상차 및 상기 위상차를 보정하기 위해 필요한 커패시턴스가 매핑된 룩 업 테이블이 미리 저장될 수 있다. 따라서, 컨트롤러(510)는 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스를 조정할 때, 메모리(530)에 미리 저장된 룩 업 테이블을 참고할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스는 컨트롤러(510)로부터 수신된 커패시터 선택 신호(1100)에 따라 변경될 수 있다. 예컨대, 커패시터 선택 신호(1100)가 수신되면, 가변 커패시터 회로(540)에 포함된 하나 이상의 커패시터들(예: 도 6a의 커패시터들(5401)) 및 하나 이상의 트랜지스터들(예: 도 6a의 트랜지스터들(5402)) 중 적어도 하나의 상태가 변경될 수 있으며, 이에 따라 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스가 조정될 수 있다. 컨트롤러(510)는 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스가 조정된 후에도 신호 발생기(512)를 통해 신호를 생성하는 동작 및 위상 판단부(511)를 통해 위상차를 계산하는 동작 등을 포함한 일련의 인스트럭션들을 반복할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 일련의 인스트럭션들의 반복은 적어도 두 신호들 간의 위상차가 미리 설정된 임계치 이하로 판단될 때까지 수행될 수 있다. 이를 통해, 컨트롤러(510)는 펜 입력 장치(120)의 공진 회로(542) 및 가변 커패시터 회로(540)의 결합과 코일(423) 간에 생성되는 신호가 외부 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))와 통신하기에 가장 적합한 공진 주파수를 유지하도록 제어할 수 있다.
도 12는 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치에서 외부 전자 장치의 변경에 따라 출력되는 공진 주파수를 변경하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시 예들에 따르면, 펜 입력 장치(120)는 통신 모듈(1210)(예: 도 15의 통신 모듈(1590)) 및 안테나 모듈(1220)(예: 도 15의 안테나 모듈(1597))을 포함할 수 있다. 펜 입력 장치(120)의 컨트롤러(510)는 통신 모듈(1210) 및 안테나 모듈(1220)을 통해 외부 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(100))와 데이터(1230)를 주고 받을 수 있다. 예컨대, 펜 입력 장치(120)의 컨트롤러(510)는 BLE(bluetooth low energy)와 같은 근거리 무선 통신 기술을 이용하여 외부 전자 장치와의 페어링을 수행할 수 있다. 컨트롤러(510)는 페어링 된 외부 전자 장치로 배터리(520) 상태 정보를 송신할 수 있다. 또한, 컨트롤러(510)는 외부 전자 장치 또는 펜 입력 장치(120)에 포함된 적어도 하나의 구성요소를 제어하기 위한 신호를, 페어링 된 외부 전자 장치와 주고 받을 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨트롤러(510)는 외부 전자 장치의 적어도 하나의 구성요소와 통신을 수행하기 위해 필요한 정보를 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(510)는 외부 전자 장치의 디지타이저 또는 무선 충전용 공진 회로와 통신을 수행하기 위해 필요한 공진 주파수를 외부 전자 장치로부터 획득할 수 있다. 컨트롤러(510)는 획득된 공진 주파수에 기초하여, 펜 입력 장치(120)의 코일(423)을 통해 출력되는 공진 주파수를 조정할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(510)는 가변 커패시터 회로(540)의 커패시턴스를 조정함으로써, 공진 회로(542) 및 가변 커패시터 회로(540)의 결합과 코일(423) 간에 생성되는 공진 주파수를 획득된 공진 주파수와 대응시킬 수 있다. 펜 입력 장치(120)는 변경된 공진 주파수에 기초하여 외부 전자 장치의 디지타이저와 통신하거나 외부 전자 장치로부터 전력을 획득할 수 있다. 또한, 펜 입력 장치(120)는 기 연결된 전자 장치의 상태 변경에 따라 공진 주파수 변경이 필요한 경우나 기 연결된 전자 장치 외에 다른 전자 장치와의 통신을 위해 공진 주파수 변경이 필요한 경우에도 가변 커패시터 회로(540)를 제어함으로써 필요한 공진 주파수를 출력하도록 설정될 수 있다.
도 13은 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치에 포함될 수 있는 가변 커패시터 회로 등의 크기를 종래 구성요소들의 크기와 비교 설명하기 위한 도면이다.
다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치(120)의 회로기판(1300) 상에는 가변 커패시터 회로(1310)가 포함될 수 있다. 펜 입력 장치(120)의 회로기판(1300) 상에 구비된 가변 커패시터 회로(1310)는 종래의 회로 기판(1320) 상에 구비된 복수의 커패시터들을 대체할 수 있다. 복수의 커패시터들이 가변 커패시터 회로(1310)로 대체됨에 따라 펜 입력 장치(120)의 회로기판(1300) 상에 커패시터를 제외한 다른 구성요소들을 실장하는 것이 가능하며, 이를 통해 펜 입력 장치(120)의 기능 및 용도가 확장될 수 있다.
도 14는 다양한 실시 예들에 따른 펜 입력 장치(120) 및 전자 장치(100) 중 적어도 하나를 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치(100)는 개구부(121), 상기 개구부(121)와 연결된 내부 공간을 포함하는 하우징(110), 상기 하우징(110) 내부의 제 1 배터리(350) 및 상기 개구부(121)를 통해 상기 내부 공간으로 삽입되도록 형성된 펜 입력 장치(120)를 포함할 수 있다. 또한, 펜 입력 장치(120)는 코일(423), 가변 커패시터 회로(540) 및 컨트롤러(510)를 포함할 수 있다. 이외에도, 전자 장치(100) 및 펜 입력 장치(120)는 도 15의 전자 장치(1500)에 포함된 구성요소들을 전부 또는 일부 포함할 수 있음을 밝혀둔다. 한편, 상기 방법을 수행하는 주체는 펜 입력 장치(120)의 컨트롤러(510) 또는 전자 장치(100)의 프로세서(예: 도 5의 프로세서(501)) 일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 1410에서, 컨트롤러(510)는 펜 입력 장치(120)가 전자 장치(100)의 내부 공간 내에 있을 때, 코일(423)에 제 1 신호를 인가할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(510)는 신호 발생기(512)를 이용하여 제 1 신호를 생성할 수 있으며, 생성된 제 1 신호를 펜 입력 장치(120) 내 적어도 하나의 구성요소로 전달할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 1420에서, 컨트롤러(510)는 제 1 신호를 인가한 결과로서 코일(423)로부터 출력되는 제 2 신호를 감지할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(510)는 코일(423)에 제 1 신호를 인가할 수 있으며, 그 결과로서 코일(423)에서 출력되는 제 2 신호를 획득할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 제 2 신호는 제 1 신호와 동일한 신호일 수도 있고, 제 1 신호의 특성들 중 일부 특성이 변경된 신호일 수도 있다. 한편, 컨트롤러(510)는 위상 판단부(511)를 통해 제 2 신호를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 1430에서, 컨트롤러(510)는 제 2 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 가변 커패시터 회로(540)를 변경할 수 있다. 컨트롤러(510)는 제 2 신호가 수신되는 것에 응답하여, 제 2 신호로부터 적어도 하나의 데이터를 추출할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(510)는 클럭 추출기(1010)를 이용하여 제 2 신호로부터 디지털 형태의 클럭 신호를 추출할 수 있다. 또한, 컨트롤러(510)는 추출된 클럭 신호를 클럭 샘플러(1020)로 전달할 수 있으며, 클럭 샘플러(1020)를 이용하여 제 1 신호의 기준 클럭 신호 및 추출된 클럭 신호를 비교할 수 있다. 컨트롤러(510)는 비교 결과에 기초하여 제 1 신호 및 제 2 신호 간의 위상차를 계산할 수 있으며, 계산된 위상차를 비트 신호로 부호화하여 출력할 수 있다. 또한, 컨트롤러(510)는 비트 신호에 기초하여, 가변 커패시터 회로(540)를 변경할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(510)는 비트 신호와 대응되는 제어 명령을 가변 커패시터 회로(540)로 전달할 수 있으며, 이에 기초하여 가변 커패시터 회로(540)의 하나 이상의 커패시터들(5401) 및 하나 이상의 트랜지스터들(5402) 중 적어도 하나의 상태를 변경할 수 있다.
도 15 는 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경(1500) 내의 전자 장치(1501)의 블럭도이다. 도 15 를 참조하면, 네트워크 환경(1500)에서 전자 장치(1501)는 제 1 네트워크(1598)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1502)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(1599)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1504) 또는 서버(1508)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1501)는 서버(1508)를 통하여 전자 장치(1504)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1501)는 프로세서(1520), 메모리(1530), 입력 장치(1550), 음향 출력 장치(1555), 표시 장치(1560), 오디오 모듈(1570), 센서 모듈(1576), 인터페이스(1577), 햅틱 모듈(1579), 카메라 모듈(1580), 전력 관리 모듈(1588), 배터리(1589), 통신 모듈(1590), 가입자 식별 모듈(1596), 또는 안테나 모듈(1597)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(1501)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(1560) 또는 카메라 모듈(1580))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(1576)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(1560)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(1520)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1540))를 실행하여 프로세서(1520)에 연결된 전자 장치(1501)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1520)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1576) 또는 통신 모듈(1590))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1532)에 로드하고, 휘발성 메모리(1532)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1534)에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(1520)는 메인 프로세서(1521)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1523)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(1523)은 메인 프로세서(1521)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(1523)는 메인 프로세서(1521)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(1523)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1521)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1521)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1521)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1521)와 함께, 전자 장치(1501)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(1560), 센서 모듈(1576), 또는 통신 모듈(1590))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 보조 프로세서(1523)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(1580) 또는 통신 모듈(1590))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(1530)는, 전자 장치(1501)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1520) 또는 센서모듈(1576))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1540)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1530)는, 휘발성 메모리(1532) 또는 비휘발성 메모리(1534)를 포함할 수 있다.
프로그램(1540)은 메모리(1530)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(1542), 미들 웨어(1544) 또는 어플리케이션(1546)을 포함할 수 있다.
입력 장치(1550)는, 전자 장치(1501)의 구성요소(예: 프로세서(1520))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1501)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(1550)는, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(1555)는 음향 신호를 전자 장치(1501)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(1555)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(1560)는 전자 장치(1501)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(1560)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 표시 장치(1560)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1570)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 오디오 모듈(1570)은, 입력 장치(1550)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(1555), 또는 전자 장치(1501)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1502)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(1576)은 전자 장치(1501)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 센서 모듈(1576)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(1577)는 전자 장치(1501)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1502))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인터페이스(1577)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(1578)는, 그를 통해서 전자 장치(1501)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1502))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 연결 단자(1578)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(1579)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 햅틱 모듈(1579)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1580)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(1580)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(1588)은 전자 장치(1501)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(1588)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(1589)는 전자 장치(1501)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리(1589)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(1590)은 전자 장치(1501)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1502), 전자 장치(1504), 또는 서버(1508))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1590)은 프로세서(1520)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(1590)은 무선 통신 모듈(1592)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1594)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(1598)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(1599)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(1592)은 가입자 식별 모듈(1596)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(1598) 또는 제 2 네트워크(1599)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1501)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(1597)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(1597)은 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있고, 이로부터, 제 1 네트워크 1598 또는 제 2 네트워크 1599와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(1590)에 의하여 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(1590)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(1599)에 연결된 서버(1508)를 통해서 전자 장치(1501)와 외부의 전자 장치(1504)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(1502, 1504) 각각은 전자 장치(1501)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1501)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(1502, 1504, or 1508) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1501)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1501)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(1501)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1501)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 전자 장치(100)를 제어하는 방법에 있어서, 상기 전자 장치는 개구부(121), 상기 개구부(121)와 연결된 내부 공간을 포함하는 하우징(110), 상기 하우징(110) 내부의 제 1 배터리(350) 및 상기 개구부(121)를 통해 상기 내부 공간으로 삽입되도록 형성된 상기 펜 입력 장치(120)를 포함하고, 상기 펜 입력 장치(120)는 코일(423), 가변 커패시터 회로(540) 및 제어 회로를 포함하고, 상기 방법은, 상기 펜 입력 장치가 상기 내부 공간 내에 있을 때, 상기 제어 회로에서 상기 코일에 제 1 신호를 인가하는 동작, 상기 제 1 신호를 인가한 결과로서 상기 코일로부터 출력되는 제 2 신호를 상기 제어 회로에서 감지하는 동작 및 상기 제 2 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 제어 회로에서 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 전자 장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 제 1 신호를 인가하는 동작은, 상기 제 1 배터리로부터의 전력을 사용하여 상기 펜 입력 장치의 제 2 배터리를 충전하는 동작 및 상기 제 2 배터리를 충전한 후에 상기 제 1 신호를 인가하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 전자 장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 제 1 신호를 인가하는 동작은, 미리 설정된 시간 동안 미리 설정된 주기에 따라 상기 제 1 신호를 인가하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 전자 장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작은, 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 간의 위상차를 결정하는 동작 및 상기 결정된 위상차에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 전자 장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 방법은, 샘플링을 통해 상기 결정된 위상차와 대응되는 디지털 데이터를 획득하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 전자 장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작은, 상기 펜 입력 장치의 메모리(530)에 미리 저장된 데이터들 중 상기 획득된 디지털 데이터와 대응되는 데이터를 검색하는 동작 및 상기 검색된 데이터와 연관하여 저장된 커패시턴스(capacitance)에 따라 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 전자 장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 방법은, 상기 메모리에 미리 저장된 데이터들 중 상기 획득된 디지털 데이터와 대응되는 데이터가 검색되지 않는 경우, 상기 전자 장치에 구비된 출력 장치를 통해 상기 펜 입력 장치의 교체와 관련된 정보를 출력하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 전자 장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 가변 커패시터 회로는, 복수의 커패시터들, 상기 복수의 커패시터들에 연결된 복수의 스위치들 및 상기 복수의 스위치들에 연결된 논리 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 펜 입력 장치(120)를 제어하는 방법에 있어서, 상기 펜 입력 장치는 코일(423), 가변 커패시터 회로(540), 배터리(520) 및 제어 회로를 포함하고, 상기 방법은, 상기 코일을 통해 외부로부터 수신되는 전력을 이용하여 상기 배터리를 충전하는 동작, 상기 배터리의 충전이 완료되는 것에 응답하여 상기 코일에 제 1 신호를 인가하는 동작, 상기 제 1 신호를 인가한 결과로서 상기 코일로부터 출력되는 제 2 신호를 감지하는 동작 및 상기 제 2 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 펜 입력 장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작은, 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 간의 위상차를 결정하는 동작 및 상기 결정된 위상차에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따라 전자 장치를 제어하는 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체에 있어서, 상기 전자 장치는 개구부(121), 상기 개구부(121)와 연결된 내부 공간을 포함하는 하우징(110), 상기 하우징(110) 내부의 제 1 배터리(350) 및 상기 개구부(121)를 통해 상기 내부 공간으로 삽입되도록 형성된 상기 펜 입력 장치(120)를 포함하고, 상기 펜 입력 장치(120)는 코일(423), 가변 커패시터 회로(540) 및 제어 회로를 포함하고, 상기 방법은, 상기 펜 입력 장치가 상기 내부 공간 내에 있을 때, 상기 제어 회로에서 상기 코일에 제 1 신호를 인가하는 동작, 상기 제 1 신호를 인가한 결과로서 상기 코일로부터 출력되는 제 2 신호를 상기 제어 회로에서 감지하는 동작 및 상기 제 2 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 제어 회로에서 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작을 포함하는 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체를 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나," "A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(1501)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1536) 또는 외장 메모리(1538))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1540))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1501))의 프로세서(예: 프로세서(1520))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    개구부 및 상기 개구부와 연결된 내부 공간을 포함하는 하우징; 상기 하우징 내부의 제 1 배터리; 및 상기 개구부를 통해 상기 내부 공간으로 삽입되도록 형성된 펜 입력 장치를 포함하고,
    상기 펜 입력 장치는 코일; 가변 커패시터 회로; 및 제어 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는 상기 펜 입력 장치가 상기 내부 공간 내에 있을 때, 상기 코일에 제 1 신호를 인가하고,
    상기 제 1 신호를 인가한 결과로서 상기 코일로부터 출력되는 제 2 신호를 감지하고, 및
    상기 제 2 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 가변 커패시터 회로를 변경하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 펜 입력 장치는 제 2 배터리를 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 제 1 배터리로부터의 전력을 사용하여 상기 제 2 배터리를 충전하고, 및 상기 제 2 배터리를 충전한 후에 상기 제 1 신호를 인가하도록 설정된 전자 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    미리 설정된 시간 동안 미리 설정된 주기에 따라 상기 제 1 신호를 인가하도록 설정된 전자 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 간의 위상차를 결정하고, 및
    상기 결정된 위상차에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 가변 커패시터 회로를 변경하도록 설정된 전자 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    샘플링을 통해 상기 결정된 위상차와 대응되는 디지털 데이터를 획득하도록 설정된 전자 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 펜 입력 장치는 메모리를 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 메모리에 미리 저장된 데이터들 중 상기 획득된 디지털 데이터와 대응되는 데이터를 검색하고, 및
    상기 검색된 데이터와 연관하여 저장된 커패시턴스(capacitance)에 따라 상기 가변 커패시터 회로를 변경하도록 설정된 전자 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 메모리에 미리 저장된 데이터들 중 상기 획득된 디지털 데이터와 대응되는 데이터가 검색되지 않는 경우, 상기 전자 장치에 구비된 출력 장치를 통해 상기 펜 입력 장치의 교체와 관련된 정보를 출력하도록 설정된 전자 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변 커패시터 회로는 복수의 커패시터들, 상기 복수의 커패시터들에 연결된 복수의 스위치들 및 상기 복수의 스위치들에 연결된 논리 회로를 포함하는 전자 장치.
  9. 전자 장치를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 전자 장치는 개구부, 상기 개구부와 연결된 내부 공간을 포함하는 하우징, 상기 하우징 내부의 제 1 배터리 및 상기 개구부를 통해 상기 내부 공간으로 삽입되도록 형성된 펜 입력 장치를 포함하고,
    상기 펜 입력 장치는 코일, 가변 커패시터 회로 및 제어 회로를 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 펜 입력 장치가 상기 내부 공간 내에 있을 때, 상기 제어 회로에서 상기 코일에 제 1 신호를 인가하는 동작;
    상기 제 1 신호를 인가한 결과로서 상기 코일로부터 출력되는 제 2 신호를 상기 제어 회로에서 감지하는 동작; 및
    상기 제 2 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 제어 회로에서 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작을 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 신호를 인가하는 동작은,
    상기 제 1 배터리로부터의 전력을 사용하여 상기 펜 입력 장치의 제 2 배터리를 충전하는 동작; 및
    상기 제 2 배터리를 충전한 후에 상기 제 1 신호를 인가하는 동작을 포함하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 신호를 인가하는 동작은,
    미리 설정된 시간 동안 미리 설정된 주기에 따라 상기 제 1 신호를 인가하는 동작을 포함하는 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작은,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 간의 위상차를 결정하는 동작; 및
    상기 결정된 위상차에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작을 포함하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    샘플링을 통해 상기 결정된 위상차와 대응되는 디지털 데이터를 획득하는 동작을 더 포함하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작은,
    상기 펜 입력 장치의 메모리에 미리 저장된 데이터들 중 상기 획득된 디지털 데이터와 대응되는 데이터를 검색하는 동작; 및
    상기 검색된 데이터와 연관하여 저장된 커패시턴스(capacitance)에 따라 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작을 포함하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 메모리에 미리 저장된 데이터들 중 상기 획득된 디지털 데이터와 대응되는 데이터가 검색되지 않는 경우, 상기 전자 장치에 구비된 출력 장치를 통해 상기 펜 입력 장치의 교체와 관련된 정보를 출력하는 동작을 더 포함하는 방법.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 가변 커패시터 회로는,
    복수의 커패시터들, 상기 복수의 커패시터들에 연결된 복수의 스위치들 및 상기 복수의 스위치들에 연결된 논리 회로를 포함하는 방법.
  17. 펜 입력 장치에 있어서,
    코일;
    가변 커패시터 회로;
    배터리; 및
    제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는,
    상기 코일을 통해 외부로부터 수신되는 전력을 이용하여 상기 배터리를 충전하고,
    상기 배터리의 충전이 완료되는 것에 응답하여 상기 코일에 제 1 신호를 인가하고,
    상기 제 1 신호를 인가한 결과로서 상기 코일로부터 출력되는 제 2 신호를 감지하고, 및
    상기 제 2 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 가변 커패시터 회로를 변경하도록 설정된 펜 입력 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 간의 위상차를 결정하고, 및
    상기 결정된 위상차에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 가변 커패시터 회로를 변경하도록 설정된 펜 입력 장치.
  19. 펜 입력 장치를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 펜 입력 장치는 코일, 가변 커패시터 회로, 배터리 및 제어 회로를 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 코일을 통해 외부로부터 수신되는 전력을 이용하여 상기 배터리를 충전하는 동작;
    상기 배터리의 충전이 완료되는 것에 응답하여 상기 코일에 제 1 신호를 인가하는 동작;
    상기 제 1 신호를 인가한 결과로서 상기 코일로부터 출력되는 제 2 신호를 감지하는 동작; 및
    상기 제 2 신호에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작을 포함하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작은,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 간의 위상차를 결정하는 동작; 및
    상기 결정된 위상차에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 가변 커패시터 회로를 변경하는 동작을 포함하는 방법.
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