KR20210016924A - 안테나를 포함하는 디지털 펜의 구조 - Google Patents

안테나를 포함하는 디지털 펜의 구조 Download PDF

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Abstract

디지털 펜은, 하우징, 상기 하우징의 제1 단에 배치된 펜 팁, 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 펜 팁과 연결되는 펜 팁 센서, 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 제1 단과 반대되는 제2 단에 배치되는 배터리, 상기 제1 단과 상기 제2 단을 연결하는 제1 축을 기준으로, 상기 펜 팁 센서와 상기 배터리 사이에 배치되는 제1 인쇄 회로 기판, 상기 제1 인쇄 회로 기판의 적어도 일 면에 배치되고, 상기 제1 축을 기준으로 상기 펜 팁 센서와 상기 배터리 사이에 배치되는 입력 장치, 및 상기 제1 축을 기준으로 상기 입력 장치와 상기 배터리 사이에 배치되는 적어도 하나의 제1 PEA(printed circuit board embedded antenna) 안테나를 포함할 수 있다.

Description

안테나를 포함하는 디지털 펜의 구조{STRUCTURE OF DIGITAL PEN COMPRISING ANTENNA}
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 안테나를 포함하는 디지털 펜의 구조와 관련된다.
디지털 펜(또는 스타일러스 펜)은 사용자가 외부 전자 장치(예: 스마트폰 또는 태블릿) 상에 손 글씨를 입력할 수 있는 환경을 제공할 수 있다. 디지털 펜은 손 글씨를 입력할 수 있는 기능 이외에도, 외부 전자 장치와 근거리 무선 통신을 통해 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다.
디지털 펜은 일반적인 필기구와 유사한 형태를 가지므로 크기가 제한될 수 있다. 디지털 펜의 크기가 제한되면 디지털 펜 내에 포함되는 구성요소들, 예를 들어, 배터리 및 안테나가 실장될(embedded) 공간이 제한될 수 있다.
사용자가 디지털 펜을 손으로 잡는 핸드 그립(hand grip) 상황에서 안테나의 성능이 감소할 수 있으므로, 핸드 그립 상황에서도 안테나의 성능이 감소하지 않도록 안테나가 배치될 필요가 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들은, 안테나 및 그 외 다양한 구성요소들을 포함할 수 있는 디지털 펜의 구조를 제공할 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 디지털 펜은, 하우징, 상기 하우징의 제1 단에 배치된 펜 팁, 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 펜 팁과 연결되는 펜 팁 센서, 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 제1 단과 반대되는 제2 단에 배치되는 배터리, 상기 제1 단과 상기 제2 단을 연결하는 제1 축을 기준으로, 상기 펜 팁 센서와 상기 배터리 사이에 배치되는 제1 인쇄 회로 기판, 상기 제1 인쇄 회로 기판의 적어도 일 면에 배치되고, 상기 제1 축을 기준으로 상기 펜 팁 센서와 상기 배터리 사이에 배치되는 입력 장치, 및 상기 제1 축을 기준으로 상기 입력 장치와 상기 배터리 사이에 배치되는 적어도 하나의 제1 PEA(printed circuit board embedded antenna) 안테나를 포함할 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 디지털 펜의 방법은, 충전 이벤트를 감지하는 동작, 상기 충전 이벤트를 감지한 것에 응답하여 제1 충전 모드를 실행하는 동작, 상기 제1 충전 모드가 실행되는 동안에, 상기 디지털 펜의 배터리의 온도가 지정된 임계값 이상인지를 확인하는 동작, 및 상기 온도가 상기 지정된 임계값 이상이면, 상기 제1 충전 모드보다 충전 속도가 느린 제2 충전 모드로 변경하는 동작을 포함할 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 하우징, 상기 하우징의 제1 단에 배치된 펜 팁, 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 펜 팁과 연결되는 펜 팁 센서, 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 펜 팁 센서와 연결되는 지지 부재를 포함하고, 상기 지지 부재는, 상기 제1 단과 반대되는 제2 단에 배치되는 배터리, 상기 제1 단과 상기 제2 단을 연결하는 제1 축을 기준으로, 상기 펜 팁 센서와 상기 배터리 사이에 배치되는 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 상단에 배치되고, 상기 제1 축을 기준으로 상기 펜 팁 센서와 상기 배터리 사이에 배치되는 입력 장치, 및 상기 인쇄 회로 기판에 형성되고, 상기 제1 축을 기준으로 상기 입력 장치와 상기 배터리 사이에 배치되는 PEA 안테나를 포함하며, 상기 인쇄 회로 기판 및 상기 배터리는 상기 인쇄 회로 기판에 배치된 전극 쌍을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 디지털 펜은 사용자의 신체로부터 영향을 최소화하고 안테나의 성능을 확보할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 디지털 펜은 근거리 무선 통신을 수행할 수 있는 안테나가 배치될 공간을 확보할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른 디지털 펜의 구조를 도시한다.
도 2는 다양한 실시 예들에 따라 사용자가 디지털 펜을 파지한 상태에서 안테나 빔을 도시한다.
도 3은 다양한 실시 예들에 따른 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB) 및 배터리를 포함하는 디지털 펜의 구조를 도시한다.
도 4는 다양한 실시 예들에 따른 권선형(winding) 안테나를 포함하는 디지털 펜의 구조를 도시한다.
도 5는 다양한 실시 예들에 따른 권선형 안테나의 전류 방향을 도시한다.
도 6은 다양한 실시 예들에 따른 권선형 안테나를 포함하는 디지털 펜의 구조를 도시한다.
도 7은 다양한 실시 예들에 따라 공간 버퍼를 포함하는 디지털 펜의 구조를 도시한다.
도 8은 다양한 실시 예들에 따라 루프형(loop) 안테나 및 자성 물질을 포함하는 디지털 펜의 구조를 도시한다.
도 9는 다양한 실시 예들에 따라 루프형 안테나 및 자성 물질을 포함하는 디지털 펜의 구조를 도시한다.
도 10은 다양한 실시 예들에 따라 외부 전자 장치로부터 충전 신호를 수신할 수 있는 디지털 펜의 구조를 도시한다.
도 11은 다양한 실시 예들에 따라 외부 전자 장치로부터 충전 신호를 수신할 수 있는 디지털 펜의 다른 구조를 도시한다.
도 12는 일 실시 예에 따른 디지털 펜의 기능적 블록도를 도시한다.
도 13은 다른 실시 예에 따른 디지털 펜의 기능적 블록도를 도시한다.
도 14는 다양한 실시 예들에 따라 충전 모드를 실행하는 디지털 펜의 동작 흐름도를 도시한다.
도 15는 다양한 실시 예들에 따른 기판 조립체를 도시한다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른 디지털 펜(101)의 구조를 도시한다. 도 1은 디지털 펜(101)의 일 측면(예: -y축)으로부터 디지털 펜(101)을 바라볼 때 디지털 펜(101)의 내부 구조를 나타낼 수 있다.
도 1을 참조하면, 디지털 펜(101)은 스타일러스 장치 또는 스타일러스 펜으로 지칭될 수 있다. 디지털 펜(101)은 디지털 펜(101)의 외형을 구성하는 하우징(105)과 하우징(105) 내부에 포함되는 내부 조립체(inner assembly) 및 스토퍼(stopper) 구조체(170)(예: 클릭 구조체 또는 클립 구조체)를 포함할 수 있다.
하우징(105)은 일 축(예: x축)으로 길게 연장된 형태를 가질 수 있다. 하우징(105)은 튜브(tube)형 케이스로 지칭될 수 있다. 하우징(105)의 재질은 안테나 간 간섭을 줄이기 위하여 합성 수지(예: 플라스틱)를 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 하우징(105)의 재질은 금속 도금이 된 합성 수지, 금속, 또는 세라믹 중 하나일 수 있다. 하우징(105)은 내부 조립체를 포함할 수 있도록 내부에 수납 공간을 포함할 수 있다.
내부 조립체는 도 1에 도시된 구성들 중 하우징(105)과 스토퍼 구조체(170)를 제외한 부품들이 조립된 구성을 의미할 수 있다. 예를 들어, 내부 조립체는 상기 부품들이 조립된 상태에서 일 방향(예: -x 축 방향)으로 하우징(105)의 내부에 삽입될 수 있다. 이 경우, 내부 조립체는 하우징(105)의 형상에 대응하여 일 축(예: x축)으로 길게 연장된 형태를 가질 수 있다. 내부 조립체가 하우징(105)에 삽입되면, 하우징(105)의 일 단에 펜 팁(110)이 노출될 수 있다.
내부 조립체는 부품들을 지지할 수 있도록 구성된 제1 지지 부재(130)를 포함할 수 있다. 제1 지지 부재(130)는 부품들을 수납할 수 있는 수납 공간을 포함할 수 있다. 제1 지지 부재(130)에는 펜 팁 센서(120), 인쇄 회로 기판(150), 및 배터리(140)가 배치될 수 있다.
펜 팁 센서(120)는 펜 팁(110)의 후단(예: +x축 방향)과 연결될 수 있다. 펜 팁 센서(120)는 디지털 펜(101)의 필압을 감지하고 펜 팁 신호(예: 공진 주파수 신호 또는 정전용량 신호)를 전송(또는 수신)하기 위하여, 좌표 센서 및 압력 센서를 포함할 수 있다. 펜 팁 센서(120)는 압력 센서를 통해 디지털 펜(101)의 필압을 감지할 수 있다. 압력 센서는 압력에 의한 정전 용량 신호를 출력할 수 있다. 디지털 펜(101)은 좌표 센서 또는 압력 센서로부터 출력된 신호를 외부 전자 장치로 전달할 수 있다. 펜 팁 센서(120)는 좌표 센서를 통해 정전 용량 신호 또는 지정된 공진 주파수의 신호를 출력할 수 있다. 좌표 센서는 펜 팁 신호를 출력하기 위하여 원통형 코일(solenoid coil)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도전성 코일(122)이 원통형 부재에 복수 회 감길 수 있다.
펜 팁 신호를 전송하기 위하여, 디지털 펜(101)은 EMR(electro-magnetic resonance) 방식, AES(active electrostatic) 방식, 또는 ECR(electrically coupled resonance) 방식 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 디지털 펜(101)이 EMR 방식에 의하여 신호를 전송하는 경우, 디지털 펜(101)은 외부 전자 장치의 유도성 패널(inductive panel)로부터 발생되는 전자기장(electromagnetic field)에 기반하여, 지정된 공진 주파수를 포함하는 신호를 생성할 수 있다. 디지털 펜(101)이 AES 방식에 의하여 신호를 전송하는 경우, 디지털 펜(101)은 외부 전자 장치와 용량성 결합(capacitive coupling)을 이용하여 신호를 생성할 수 있다. 디지털 펜(101)이 ECR 방식에 의하여 신호를 전송하는 경우, 디지털 펜(101)은 외부 전자 장치의 용량성(capacitive) 장치로부터 발생되는 전기장(electric field)에 기반하여, 지정된 공진 주파수를 포함하는 신호를 생성할 수 있다.
인쇄 회로 기판(150)은 펜 팁 센서(120)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 펜 팁 센서(120)의 후단(예: +x축 방향)과 인쇄 회로 기판(150)은 제1 지지 부재(130)의 일부 영역 상에 형성된 제1 개구부(135)를 통해 결합될 수 있다. 이 경우, 펜 팁 센서(120)에 포함된 도전성 코일(122)의 양 끝 단이 인쇄 회로 기판(150)의 전극 쌍(132)에 연결될 수 있다.
도 1은 하나의 인쇄 회로 기판(150)을 도시하지만, 다른 실시 예들에 따르면, 디지털 펜(101)은 복수의 인쇄 회로 기판들(예: 150)을 포함하는 기판 조립체를 포함할 수 있다. 기판 조립체에 관한 설명은 도 15에서 후술된다.
인쇄 회로 기판(150)의 상단(예: +z축 방향)에 입력 장치(157) 및 입력 장치(157)를 지지하도록 구성된 제2 지지 부재(155)가 배치될 수 있다. 일 축(예: z축)을 기준으로 입력 장치(157)는 인쇄 회로 기판(150)의 상단에 배치되지만, 다른 일 축(예: x 축)을 기준으로, 입력 장치(157)는 펜 팁 센서(120)와 배터리(140) 사이에 위치할 수 있다. 입력 장치(157)는 사용자의 입력을 감지하도록 구성될 수 있다. 도 1은 입력 장치(157)가 하우징(105)의 내부에 배치되는 실시 예를 도시하지만, 다른 실시 예들에 따르면, 하우징(105)의 상단(예: +z축 방향)에 배치된 개구부(미도시)를 통해 입력 장치(157)의 일부가 외부로 노출될 수 있다. 디지털 펜(101)은 입력 장치(157)를 터치하거나, 또는 일정한 압력으로 누르는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 입력 장치(157)는 예를 들어, 푸시/풀(push/pull) 버튼, 압력(force) 센서, 자성 물질, 무선 충전 코일, 터치 센서, 초음파 센서, 마이크, 또는 광학 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
사용자가 디지털 펜(101)을 파지한 상태에서 손가락(예: 검지 손가락)을 이용하여 손쉽게 입력 장치(157)를 누를 수 있도록, 일 실시 예에 따른 입력 장치(157)는 사용자가 디지털 펜(101)을 파지한 상태에서 손가락이 닿을 수 있는 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 입력 장치(157)는 디지털 펜(101)의 중심을 기준으로 전단(예: -x축 방향)에 배치될 수 있다.
사용자의 신체로부터의 영향을 줄이기 위하여, 안테나(160)는 사용자가 디지털 펜(101)을 파지한 상태에서 사용자의 신체가 닿지 않는 부분과 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 안테나(160)는 입력 장치(157)의 후단(예: +x축 방향)에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나(160)는 인쇄 회로 기판(150)의 표면 또는 내부에 배치되는 PEA(PCB embedded antenna) 형태로 구성되거나, 또는 칩(chip) 안테나로 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 안테나(160) 외에도, 디지털 펜(101)의 기능을 수행할 수 있는 적어도 하나의 부품들이 인쇄 회로 기판(150)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(150)은 프로세서, 메모리, 및 무선 통신 회로를 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 인쇄 회로 기판(150)은 도 12 내지 도 13에 도시된 구성들 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
배터리(140)는 실린더 타입의 LTO(lithium-titanium-oxide) 배터리를 포함할 수 있다. 배터리(140)는 안테나(160)와 배터리(140) 간 영향을 줄이기 위하여 인쇄 회로 기판(150)과 이격된 채로 하우징(105)의 후단(예: +x축 방향)에 배치될 수 있다. 이 경우, 배터리(140)의 배터리 핀(142)과 인쇄 회로 기판(150)은 제1 지지 부재(130)의 일부 영역 상에 형성된 제2 개구부(145)를 통해 결합될 수 있다.
스토퍼 구조체(170)는 디지털 펜(101)의 일 끝단(예: +x축 방향)을 막을 수 있도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스토퍼 구조체(170)는 내부 조립체의 후단에서 하우징(105)의 내부에 삽입될 수 있다. 도 1은 스토퍼 구조체(170)가 하우징(105)의 내부에 삽입되는 실시 예를 도시하지만, 다른 실시 예들에 따르면, 스토퍼 구조체(170)는 하우징(105)의 후단(예: +x축 방향)에 하우징(105)과 결합될 수 있다.
도 2는 다양한 실시 예들에 따라 사용자가 디지털 펜(101)을 파지한 상태에서 안테나 빔(260)을 도시한다.
도 2를 참조하면, 사용자가 디지털 펜(101)을 파지한 상태에서 사용자가 입력 장치(157)를 손쉽게 누를 수 있도록, 입력 장치(157)는 사용자가 디지털 펜(101)을 파지한 상태에서 사용자의 손가락(예: 엄지 손가락 또는 검지 손가락)과 인접한 위치에 배치될 수 있다.
안테나(160)가 입력 장치(157)의 후단에 배치되면, 사용자가 디지털 펜(101)을 파지한 상태에서 사용자의 신체(예: 손)가 안테나(160)를 가리지 않으므로, 안테나(160)로부터 방사되는 안테나 빔(260)이 사용자의 신체로부터 받는 영향은 최소화될 수 있다.
도 3은 다양한 실시 예들에 따른 인쇄 회로 기판(150) 및 배터리(140)를 포함하는 디지털 펜(101)의 구조를 도시한다.
도 3을 참조하면, 펜 팁 센서(120) 및 배터리(140)와 전기적으로 연결될 수 있도록 인쇄 회로 기판(150)은 양 끝 단에 전극 쌍들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극 쌍(310-1, 310-2)(예: 도 1의 132)은 펜 팁 센서(120)의 도전성 코일(122)과 연결되고, 제2 전극 쌍(320-1, 320-2)은 배터리(140)의 배터리 핀들(142-1, 142-2)과 연결될 수 있다. 도 3은 인쇄 회로 기판(150)의 전극 쌍들이 별도의 도선을 통해 펜 팁 센서(120) 및 배터리(140)와 전기적으로 연결되는 실시 예를 도시하지만, 다른 실시 예들에 따르면, 도전성 코일(122) 또는 배터리 핀들(142-1, 142-2)은 전극 쌍들에 직접 결합될 수 있다. 전극 쌍들은 예를 들어 납땜 패드 또는 커넥터로 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 인쇄 회로 기판(150)은 PEA 형태의 안테나(예: 도 1의 안테나(160))가 배치될 수 있도록 비 도전성(non-conductive) 영역(330)을 포함할 수 있다. 비 도전성 영역(330)은 일 방향(예: z축 방향)으로 쌓이는(stacked) 복수의 레이어들(layers)로 구성될 수 있다. 도전성 안테나 패턴이 비 도전성 영역(330) 상에 형성됨으로써 다른 도전성 물질에 의한 안테나 방사 간섭이 감소할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 비 도전성 영역(330)의 크기는 안테나(160)의 주파수에 대응하기 위하여 지정된 크기 이상으로 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 비 도전성 영역(330)은 제2 전극 쌍(320-1, 320-2)과 인접한 위치에 배치될 수 있다. 도 3은 비 도전성 영역(330)과 제2 전극 쌍(320-1, 320-2)이 이격된 채로 배치되는 실시 예를 도시하지만, 일 실시 예에 따르면, 비 도전성 영역(330)은 제2 전극 쌍(320-1, 320-2)을 위한 패턴 영역을 제외한 나머지 영역을 포함할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 다양한 실시 예들에 따라 권선형 안테나(460)를 포함하는 디지털 펜(101)의 구조를 도시한다.
도 4를 참조하면, 인쇄 회로 기판(150)은 비 도전성 영역(330) 상에 도전성 사선 패턴으로 구성된 권선형 안테나(460)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 사선 방향을 향하고 동일한 간격을 가지는 제1 도전성 패턴들(예: 432-1)이 인쇄 회로 기판(150)의 상부면(예: +z축을 향하는 면)에 형성되고, 제2 사선 방향을 향하고 동일한 간격을 가지는 제2 도전성 패턴들(예: 432-2)이 인쇄 회로 기판(150)의 하부면(예: -z축을 향하는 면)에 형성될 수 있다. 제1 도전성 패턴들 및 제2 도전성 패턴들이 비아(예: 435)를 통해 전기적으로 연결됨으로써 하나의 도전성 패턴들이 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 도전성 패턴들 또는 제2 도전성 패턴들의 개수, 제1 도전성 패턴들 간 간격, 제2 도전성 패턴들 간 간격, 또는 상하(예: z축) 거리는 안테나의 주파수 대역에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 권선형 안테나(160)의 길이(또는, 제1 도전성 패턴들 또는 제2 도전성 패턴들의 개수)는 공진 주파수를 위한 인덕턴스(inductance)에 따라 결정되고, 제1 도전성 패턴들 간 간격 또는 제2 도전성 패턴들 간 간격은 공진 주파수를 위한 커패시턴스(capacitance)에 따라 결정될 수 있다.
도 5를 참조하면, 디지털 펜(101)은 급전부(510)를 통해 전류를 인가함으로써 방사 신호를 출력할 수 있다. 인가된 전류는 지정된 방향(520)으로 제1 도전성 패턴들 및 제2 도전성 패턴들을 통해 흐를 수 있다. 상부면의 제1 도전성 패턴들을 통해 형성된 전류 경로의 방향과 하부면의 제2 도전성 패턴들을 통해 형성된 전류 경로의 방향은 제1 방향(530)(예: 도 4의 +x방향)으로 동일하므로, 안테나 성능의 열화를 방지할 수 있다. 예를 들어, 민더 라인(meander line) 안테나와 같이 도전성 패턴이 지그재그 형태를 가지는 안테나에서, 상부면에 형성된 전류 경로의 방향은 하부면에서 형성된 전류 경로의 방향과 반대이므로 전류 감쇄 현상이 발생할 수 있는 반면에, 권선형 안테나(460)는 서로 다른 표면에서 생성된 각각의 전류 경로가 서로 상쇄되는 것을 방지할 수 있다. 제1 방향(530)은 배터리(140)가 배치된 위치를 향하는 것을 의미하므로, 사용자가 디지털 펜(101)을 파지할 때 안테나의 전기장이 파지에 받는 영향을 감소할 수 있다. 이 경우, 인쇄 회로 기판(150) 내에 포함된 전력 라인(미도시)을 통해 제1 방향(530)과 반대되는 제2 방향(540)으로 배터리(140)의 전류가 흐를 수 있다. 전력 라인은 권선형 안테나(460)의 리턴 패스(return path)로 이용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 복수의 레이어들로 구성된 인쇄 회로 기판(150)은 권선형 안테나(460)가 배치되지 않은 도전성 영역(610), 권선형 안테나(460)가 배치되는 비 도전성 영역(620)(예: 도 3의 330), 및 배터리 핀(142)이 결합되기 위한 전극 영역(630)(예: 도 3의 전극 쌍들(320-1, 320-2))을 포함할 수 있다. 인쇄 회로 기판(150)의 상부면에는 도 5의 급전부(510)를 포함하는 무선 통신 회로(640)가 배치될 수 있다. 전류는 비아(예: 435)를 통해 지정된 방향(650)으로 제1 도전성 패턴과 제2 도전성 패턴 간에 이동할 수 있다. 전기장(예: 660)은 배터리(140)가 배치된 방향(예: +x축 방향)으로 생성될 수 있다.
인쇄 회로 기판(150)을 구성하는 레이어들의 개수나, 제1 도전성 패턴들(예: 432-1) 및 제2 도전성 패턴들(예: 432-2)의 개수는 도 6에 도시된 예로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 도전성 패턴들의 개수와 제2 도전성 패턴들의 개수는 동일할 수 있다. 다른 예를 들어, 권선형 안테나(460)는 무선 통신 회로(640)와 동일한 면에 배치된 제1 도전성 패턴을 제2 도전성 패턴보다 하나 더 포함할 수 있다.
도 7은 다양한 실시 예들에 따라 공간 버퍼(730, 740)를 포함하는 디지털 펜(101)의 구조를 도시한다.
도 7을 참조하면, 인쇄 회로 기판(150) 및 배터리(140)는 각각 제1 지지 부재(130)에 의하여 형성된 개별적인 수납 공간(710, 720)에 배치될 수 있다. 안테나(160)(예: 도 4의 권선형 안테나(460))가 펜 팁 센서(120) 및 배터리(140)와 이격될 수 있도록 제1 지지 부재(130)는 공간 버퍼들(730, 740)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 공간 버퍼(730)는 펜 팁 센서(120)와 인쇄 회로 기판(150)의 제1 전극 쌍들(310-1, 310-2) 사이에 형성되고, 제2 공간 버퍼(740)는 배터리(140)와 인쇄 회로 기판(150)의 제2 전극 쌍들(320-1, 320-2) 사이에 형성될 수 있다. 공간 버퍼들(730, 740)은 안테나(160)의 방사 공간 확보를 위하여 비 도전성 물질(예: 플라스틱)로 구성될 수 있다. 공간 버퍼들(730, 740)의 두께(예: x축 길이)가 증가할수록 안테나(160)의 안정적인 방사 공간이 증가하므로, 안테나(160)의 성능은 증가할 수 있다.
다른 예를 들어, 공간 버퍼들(730, 740)은 부품들(예: 인쇄 회로 기판(150), 배터리(140), 또는 펜 팁 센서(120) 중 적어도 둘 이상) 간 충격 전달을 완화할 수 있다.
도 8 내지 도 9는 다양한 실시 예들에 따라 루프형 안테나(860) 및 자성 물질(820-1, 820-2)을 포함하는 디지털 펜(101)의 구조를 도시한다.
도 8을 참조하면, 인쇄 회로 기판(150)의 비 도전성 영역(330) 상에 루프형 안테나(860)가 배치될 수 있다. 루프형 안테나(860)는 루프 형태를 가지는 도전성 패턴(810) 및 비아(815)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(150)이 도 6에 도시된 바와 같이 복수의 레이어들을 포함하면, 도전성 패턴(810)은 복수의 레이어들을 통해 루프를 형성할 수 있다. 이 경우, 도전성 패턴(810)의 크기 및 루프의 간격은 일정할 수 있다.
루프형 안테나(860)는 외부 전자 장치로부터 충전 신호(예: electro-magnetic-field(EMF) 신호)를 수신하도록 구성될 수 있다. 다른 예를 들어, 루프형 안테나(860)는 근거리 무선 통신(예: NFC(near field communication)을 수행하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 무선 충전에 이용되는 루프형 안테나(860)는 간격이 더 조밀하고, 도전성 패턴(810)이 더 두꺼우며, 도전성 패턴(810)이 감긴 횟수가 더 많을 수 있다.
디지털 펜(101)이 충전 신호를 수신하도록 구성된 루프형 안테나(860)를 포함하면, 디지털 펜(101)이 외부 전자 장치에 부착될 수 있도록 디지털 펜(101)은 하우징(105)의 내부에 적어도 하나의 자성 물질(820-1, 820-2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 자성 물질(820-1)은 인쇄 회로 기판(150)에서 루프형 안테나(860)의 전단(예: -x축 방향)에 배치되고, 제2 자성 물질(820-2)은 인쇄 회로 기판(150)에서 배터리(140)의 후단(예: +x축 방향)에 배치될 수 있다. 디지털 펜(101)은 자성 물질들(820-1, 820-2)을 통해 외부 전자 장치에 부착된 상태에서 루프형 안테나(860)를 통해 충전 신호를 수신함으로써 무선 충전 동작을 수행할 수 있다. 이를 위해, 디지털 펜(101)은 외부 전자 장치와 결합 장치 정보(예: 장치 ID(identifier) 또는 배터리 정보)를 교환할 수 있다.
도 9를 참조하면, 제1 자성 물질(820-1)이 배치된 위치는 도 1의 입력 장치(157)가 배치된 위치와 동일하거나 인접할 수 있다. 예를 들어, 입력 장치(157)가 자성 물질을 포함하면, 디지털 펜(101)은 제1 자성 물질(820-1)을 별도로 포함하지 않고 입력 장치(157)를 통해 외부 전자 장치에 부착될 수 있다.
도 10 내지 도 11은 다양한 실시 예들에 따라 외부 전자 장치(1001)로부터 충전 신호를 수신할 수 있는 디지털 펜(101)의 구조를 도시한다. 도 10은 디지털 펜(101)이 외부 전자 장치(1001)의 외부에 부착된 상태에서 충전 신호를 수신하는 실시 예를 도시한다. 도 11은 디지털 펜(101)이 외부 전자 장치(1001)의 내부에 삽입된 상태에서 충전 신호를 수신하는 실시 예를 도시한다.
도 10을 참조하면, 디지털 펜(101)은 외부 전자 장치(1001)의 하우징(1005)의 외부에 부착될 수 있다. 예를 들어, 디지털 펜(101)에 포함된 자성 물질들(820-1, 820-2)과 외부 전자 장치(1001)에 포함된 자성 물질들(1010-1, 1010-2) 간 자력을 통해 디지털 펜(101)이 외부 전자 장치(1001)에 부착될 수 있다. 디지털 펜(101)은 외부 전자 장치(1001)에 부착된 상태에서 충전 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 디지털 펜(101)은 안테나(160)(예: 루프형 안테나(860)) 및 도전성 코일(122)을 통해 외부 전자 장치(1001)에 포함된 충전 코일들(1020-1, 1020-2)로부터 EMF 신호를 수신함으로써 배터리(140)를 충전할 수 있다(예: 도 14의 제1 충전 모드). 외부 전자 장치(1001)는 안정적인 자기장 형성을 위하여 하우징(1005)의 일부 영역 상에 비 도전성 영역(1015)을 포함할 수 있다.
도 11을 참조하면, 디지털 펜(101)은 외부 전자 장치(1001)의 내부에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 외부 전자 장치(1001)는 하우징(1110)을 포함하고, 하우징(1110)의 일 부분, 예를 들면, 측면(1110C)의 일 부분에는 홀(1111)을 포함할 수 있다. 외부 전자 장치(1001)는 홀(1111)과 연결된 수납 공간(1112)을 포함할 수 있으며, 디지털 펜(101)은 수납 공간(1112) 내에 삽입될 수 있다. 디지털 펜(101)은 사용자가 디지털 펜(101)을 외부 전자 장치(1001)의 수납 공간(1112)으로부터 꺼내기 용이하도록, 일 단부에, 눌림 가능한 버튼(101a)(예: 도 1의 스토퍼 구조체(170)의 적어도 일부)을 포함할 수 있다. 버튼(101a)이 눌리면, 버튼(101a)과 연계 구성된 반발 메커니즘(예를 들어, 적어도 하나의 스프링)들이 작동하여, 수납 공간(1112)으로부터 디지털 펜(101)이 이탈될 수 있다. 이 경우, 디지털 펜(101)과 외부 전자 장치(1001)는 별도의 자성 물질(예: 820-1, 820-2, 1010-1, 또는 1010-2)을 포함하지 않을 수 있다.
도 11에는 도시되지 않았지만, 외부 전자 장치(1001)는 수납 공간(1112)과 인접한 위치에 도 10의 충전 코일들(1020-1, 1020-2)과 동일하거나 유사한 구조의 충전 코일을 포함할 수 있으므로, 디지털 펜(101)이 수납 공간(1112) 내에 삽입되면, 디지털 펜(101)은 도전성 코일(122) 또는 안테나(160)를 통해 외부 전자 장치(1001)로부터 충전 신호를 수신할 수 있다.
도 12 내지 도 13은 다양한 실시 예들에 따른 디지털 펜(101)의 기능적 블록도(1200, 1300)를 도시한다. 도 12는 단일한 안테나(160)를 포함하는 디지털 펜(101)의 기능적 블록도(1200)를 나타내고, 도 13은 복수의 안테나들(1310, 1320)을 포함하는 디지털 펜의 기능적 블록도(1300)를 도시한다.
도 12를 참조하면, 디지털 펜(101)은 펜 팁(110), 펜 팁 센서(120), 배터리(140), 및 안테나(160) 이외에도 제1 무선 통신 회로(1210), 제2 무선 통신 회로(1220)(예: 도 6의 640), 전력 충전 제어부(1230), 모션 센서(1240), 및 열 센서(1250)를 더 포함할 수 있다.
제1 무선 통신 회로 (1210)는 프로세서와 같은 커스터마이즈드(customized) 하드웨어 모듈 또는 소프트웨어를 실행하도록 구성된 제너릭(generic) 프로세서를 포함할 수 있다. 제1 무선 통신 회로(1210)는 펜 팁 센서(120) 또는 도전성 코일(122)과 연결될 수 있다. 제1 무선 통신 회로(1210)는 도전성 코일(122)을 통해 지정된 공진 주파수를 포함하는 신호를 전송(또는 수신)할 수 있다. 예를 들어, 제1 무선 통신 회로(1210)는 EMR 방식, AES 방식, 또는 ECR 방식 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 무선 통신 회로(1210)는 입력 장치(157)의 상태에 따라 전자기장의 세기 또는 주파수를 변경시키는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 제1 무선 통신 회로(1210)는 호버링(hovering) 입력 또는 드로잉(drawing) 입력을 위한 제1 주파수나, 버튼(button) 입력을 위한 제2 주파수를 제공할 수 있다. 제1 주파수와 제2 주파수는 서로 상이할 수 있다.
제2 무선 통신 회로(1220)는 안테나(160)를 통해 디지털 펜(101)과 외부 전자 장치(1001) 간의 무선 통신 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 안테나(160)는 권선형 안테나(460) 또는 루프형 안테나(860)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 무선 통신 회로(1220)는 근거리 통신 프로토콜을 이용하여 디지털 펜(101)의 장치 ID, 배터리 정보, 펜 속성 정보, 모션 데이터, 배터리(140)의 온도 데이터, 및 입력 장치(157)의 상태 정보 중 적어도 하나를 외부 전자 장치(1001)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 제2 무선 통신 회로(1220)는 펜 팁 센서(120) 통해 획득한 디지털 펜(101)의 방향 정보(예: 모션 데이터) 또는 배터리(140)의 잔량 정보를 외부 전자 장치(1001)로 전송할 수 있다. 근거리 통신 프로토콜은 예를 들어, 블루투스, BLE(bluetooth low energy), 또는 무선랜 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전력 충전 제어부(1230)는 도전성 코일(122)과 연결될 수 있다. 전력 충전 제어부(1230)는 도전성 코일(122)을 통해 수신된 충전 신호(또는 공진 신호)를 직류 신호로 정류할 수 있다. 전력 충전 제어부(1230)는 정류된 신호를 배터리(140)에게 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 충전 제어부(1230)는 열 센서(1250)에 의하여 측정된 배터리(140)의 온도 값에 따라서 배터리(140)의 충전 동작을 제어할 수 있다.
모션 센서(1240)는 디지털 펜(101)의 움직임을 감지할 수 있다. 모션 센서(1240)는 예를 들어, 가속도 센서, 자이로 센서, 또는 지자계 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
열 센서(1250)는 배터리(140)와 인접한 위치에 배치되고 배터리(140)의 온도를 측정할 수 있다. 열 센서(1250)는 측정된 온도 값을 전력 충전 제어부(1230)로 전달할 수 있다.
도 13을 참조하면, 디지털 펜(101)은 복수의 안테나들(1310, 1320)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 안테나(1310) 및 제2 안테나(1320)는 도 15에 도시된 기판 조립체(1500)에 포함된 PEA 안테나일 수 있다. 제1 안테나(1310)는 제2 무선 통신 회로(1220)와 연결되고, 제2 안테나(1320)는 전력 충전 제어부(1230)와 연결될 수 있다. 이 경우, 제2 안테나(1320)는 루프형 안테나(860)이고, 제1 안테나(1310)는 인쇄 회로 기판(150)의 외부에 배치된 별도의 안테나일 수 있다. 제1 안테나(1310)는 예를 들어, PEA 안테나, FPCB(flexible PCB) 안테나, 안테나 모듈, 또는 칩 안테나 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 무선 통신 회로(1220)는 제1 안테나(1310)를 통해 근거리 무선 통신을 수행할 수 있다. 전력 충전 제어부(1230)는 제2 안테나(1320)를 통해 수신된 충전 신호를 직류 신호로 정류하고, 정류된 신호를 배터리(140)에게 제공할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 디지털 펜(101)은 도 12 내지 도 13에 도시되지 않은 다른 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 디지털 펜(101)은 프로세서 및/또는 메모리를 더 포함할 수 있다. 프로세서는 커스터마이즈드(customized) 하드웨어 모듈 또는 소프트웨어(예를 들어, 어플리케이션 프로그램)를 실행하도록 구성된 제너릭(generic) 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는, 디지털 펜(101)에 구비된 다양한 센서들, 데이터 측정 모듈, 입출력 인터페이스, 디지털 펜(101)의 상태 또는 환경을 관리하는 모듈 또는 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함하는 하드웨어적인 구성 요소(기능) 또는 소프트웨어적인 요소(프로그램)를 포함할 수 있다. 프로세서는 예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다. 메모리는 디지털 펜(101)의 동작에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 외부 전자 장치(1001)와의 통신을 위한 정보 및 디지털 펜(101)의 입력 동작에 관련된 주파수 정보를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 디지털 펜(101)은 별도의 메모리를 더 포함하지 않고 제1 무선 통신 회로(1210) 또는 제2 무선 통신 회로(1220)에 내장된 메모리를 이용할 수 있다.
도 14는 다양한 실시 예들에 따라 충전 모드를 실행하는 디지털 펜(101)의 동작 흐름도(1400)를 도시한다. 도 14에 도시된 동작들은 예를 들어, 디지털 펜(101)의 일부 구성요소(예: 프로세서 또는 도 12의 전력 충전 제어부(1230))에 의하여 수행될 수 있다.
도 14를 참조하면, 동작 1405에서, 디지털 펜(101)은 충전 이벤트를 감지할 수 있다. 예를 들어, 디지털 펜(101)은 센서(예: 모션 센서(1240) 또는 홀(hall) 센서(미도시))를 통해 디지털 펜(101)이 외부 전자 장치(1001)의 외부에 부착되거나, 외부 전자 장치(1001)의 내부에 삽입됨을 감지함으로써 충전 이벤트를 감지할 수 있다. 다른 예를 들어, 디지털 펜(101)은 외부 전자 장치(1001)로부터 지정된 공진 주파수의 신호를 수신하면 충전 이벤트를 감지할 수 있다.
동작 1410에서, 디지털 펜(101)은 제1 충전 모드를 실행함으로써 배터리(140)를 충전할 수 있다. 제1 충전 모드는 고속 충전 모드로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 디지털 펜(101)은 루프형 안테나(860) 및 도전성 코일(122)을 통해 충전 신호를 수신함으로써 배터리(140)를 충전할 수 있다. 고속 충전 모드에서, 디지털 펜(101)은 충전 신호를 보다 빈번하게 수신하거나 또는 높은 전력의 신호를 수신함으로써 배터리(140)를 빠르게 충전할 수 있지만, 배터리(140)의 온도가 상승할 수 있다.
고속 충전 모드를 통해 배터리(140)가 충전되는 동안에, 동작 1415에서, 디지털 펜(101)은 배터리(140)의 온도가 지정된 임계값 이상인지를 확인할 수 있다. 예를 들어, 디지털 펜(101)은 열 센서(1250)를 통해 배터리(140)의 온도를 측정할 수 있다. 다른 예를 들어 디지털 펜(101)이 열 센서(1250)를 포함하지 않는 경우, 디지털 펜(101)은 외부 전자 장치(1001)의 온도 센서를 이용할 수 있다. 온도가 지정된 임계값 미만이면, 디지털 펜(101)은 동작 1415를 주기적으로 반복할 수 있다.
온도가 지정된 임계값 이상이면, 동작 1420에서, 디지털 펜(101)은 제2 충전 모드를 실행할 수 있다. 제2 충전 모드는 일반 충전 모드로 지칭될 수 있다. 제2 충전 모드에서 디지털 펜(101)이 충전 신호를 수신하는 빈도 또는 충전 신호의 수신 전력이 제1 충전 모드에 비하여 감소하므로, 충전 속도는 감소할 수 있지만 배터리(140)의 온도가 상승하는 상승률은 감소할 수 있다.
도 15는 다양한 실시 예들에 따른 기판 조립체(1500)를 도시한다.
도 15를 참조하면, 디지털 펜(101)은 단일한 인쇄 회로 기판(150) 대신에 기판 조립체(1500)를 포함할 수 있다. 기판 조립체(1500)는 적어도 하나의 인터포저(interposer)(1510-1 또는 1510-2)를 통해 상하 방향(예: z축 방향)으로 연결된 복수의 인쇄 회로 기판들(150-1, 150-2)을 포함할 수 있다. 복수의 인쇄 회로 기판들(150-1, 150-2)은 도 1의 인쇄 회로 기판(150)과 구조가 동일하거나 유사할 수 있다. 이 경우, 제1 인쇄 회로 기판(150-1)은 제1 안테나(1310)를 포함하고, 제2 인쇄 회로 기판(150-2)은 제2 안테나(1320)를 포함할 수 있다.
제1 안테나(1310) 및 제2 안테나(1320)는 PEA 안테나일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 안테나(1310)는 근거리 무선 통신에 이용되고, 제2 안테나(1320)는 무선 충전에 이용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 다양한 실시 예들에 따른 디지털 펜(예: 도 1의 디지털 펜(101))은, 하우징(예: 도 1의 하우징(105)), 상기 하우징의 제1 단에 배치된 펜 팁(예: 도 1의 펜 팁(110)), 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 펜 팁과 연결되는 펜 팁 센서(예: 도 1의 펜 팁 센서(120)), 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 제1 단과 반대되는 제2 단에 배치되는 배터리(예: 도 1의 배터리(140)), 상기 제1 단과 상기 제2 단을 연결하는 제1 축을 기준으로, 상기 펜 팁 센서와 상기 배터리 사이에 배치되는 제1 인쇄 회로 기판(예: 도 1의 인쇄 회로 기판(150)), 상기 제1 인쇄 회로 기판의 적어도 일 면에 배치되고, 상기 제1 축을 기준으로 상기 펜 팁 센서와 상기 배터리 사이에 배치되는 입력 장치(예: 도 1의 입력 장치(157)), 및 상기 제1 축을 기준으로 상기 입력 장치와 상기 배터리 사이에 배치되는 적어도 하나의 제1 PEA(printed circuit board embedded antenna) 안테나(예: 도 1의 안테나(160))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 인쇄 회로 기판은, 상기 제1 인쇄 회로 기판의 제1 단에 상기 배터리의 배터리 핀(pin)과 연결될 수 있도록 구성된 제1 전극 쌍(예: 도 3의 제2 전극 쌍(320-1, 320-2)), 및 상기 제1 인쇄 회로 기판의 제1 단과 반대되는 제2 단에 상기 펜 팁 센서와 연결될 수 있도록 구성된 제2 전극 쌍(예: 도 3의 제1 전극 쌍(310-1, 310-2))을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 인쇄 회로 기판은 도전성 영역 및 비 도전성 영역(예: 도 3의 비 도전성 영역(330))을 포함하고, 상기 제1 PEA 안테나는 상기 비 도전성 영역 상에 권선형 안테나(예: 도 4의 권선형 안테나(460))로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 권선형 안테나는, 상기 제1 인쇄 회로 기판의 상부 면에 형성되고, 제1 사선 방향을 향하도록 형성된 제1 도전성 패턴(예: 도 4의 제1 도전성 패턴(432-1)), 상기 제1 인쇄 회로 기판의 하부 면에 형성되고, 상기 제1 사선 방향과 다른 제2 사선 방향을 향하도록 형성된 제2 도전성 패턴(예: 도 4의 제2 도전성 패턴(432-2)), 및 상기 제1 도전성 패턴과 상기 제2 도전성 패턴을 전기적으로 연결하는 비아(예: 도 4의 비아(435))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 디지털 펜은 하우징의 내부에 배치되고, 상기 펜 팁 센서와 연결되며, 상기 배터리 및 상기 제1 인쇄 회로 기판을 포함하는 지지 부재(예: 도 1의 지지 부재(130))를 더 포함하고, 상기 지지 부재는, 상기 제1 인쇄 회로 기판과 상기 펜 팁 센서 사이에 배치되는 제1 공간 버퍼(예: 도 7의 제1 공간 버퍼(730)), 및 상기 제1 인쇄 회로 기판과 상기 배터리 사이에 배치되는 제2 공간 버퍼(예: 도 7의 제2 공간 버퍼(740))를 포함하고, 상기 제1 공간 버퍼 및 상기 제2 공간 버퍼는 비 도전성 물질로 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 펜 팁 센서는, 상기 제1 공간 버퍼의 일부에 형성된 제1 개구부(예: 도 1의 제1 개구부(135))를 통해 상기 제1 인쇄 회로 기판과 연결되고, 상기 배터리는, 상기 제2 공간 버퍼의 일부 형성된 제2 개구부(예: 도 1의 제2 개구부(145))를 통해 상기 제1 인쇄 회로 기판과 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 인쇄 회로 기판은 복수의 레이어들이 적층된 구조를 포함하고, 상기 제1 PEA 안테나는 도전성 패턴이 상기 적층된 복수의 레이어들을 통해 동일한 간격으로 형성되는 루프형(loop) 안테나(예: 도 8의 루프형 안테나(810))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 디지털 펜은 상기 제1 축을 기준으로 상기 펜 팁 센서의 후단에 배치되는 제1 자성 물질(예: 도 8의 자성 물질(820-1)), 및 상기 제1 축을 기준으로 상기 배터리의 후단에 배치되는 제2 자성 물질(예: 도 8의 자성 물질(820-2))을 더 포함하고, 상기 루프형 안테나는, 상기 제1 축을 기준으로 상기 제1 자성 물질 및 상기 제2 자성 물질 사이에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 디지털 펜은 상기 배터리의 온도를 측정하도록 구성된 열 센서(예: 도 12의 열 센서(1250)), 및 상기 열 센서 및 상기 루프형 안테나와 작동적으로 연결되는 전력 충전 제어부(예: 도 12의 전력 충전 제어부(1230))를 더 포함하고, 상기 전력 충전 제어부는, 상기 디지털 펜의 충전 이벤트가 감지되면, 제1 충전 모드를 실행하고, 상기 제1 충전 모드가 실행되는 동안에, 상기 열 센서를 통해 측정된 상기 배터리의 온도 값이 지정된 임계값 이상인지를 확인하고, 상기 온도 값이 상기 지정된 임계 값 이상이면, 상기 제1 충전 모드보다 충전 속도가 느린 제2 충전 모드로 변경하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전력 충전 제어부는, 상기 디지털 펜이 상기 제1 자성 물질 및 상기 제2 자성 물질을 통해 외부 전자 장치에 부착되거나, 상기 디지털 펜이 상기 외부 전자 장치 내부에 삽입되거나, 또는 상기 외부 전자 장치로부터 지정된 공진 주파수의 신호를 수신하면, 상기 충전 이벤트를 감지하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전력 충전 제어부는, 상기 제1 충전 모드가 실행되는 동안에, 상기 펜 팁에 포함된 도전성 코일 및 상기 루프형 안테나를 통해 충전 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 디지털 펜은 상기 제1 인쇄 회로 기판과 적어도 하나의 인터포저(interposer)를 통해 연결된 제2 인쇄 회로 기판(예: 도 15의 제2 인쇄 회로 기판(150-2))을 더 포함하고, 상기 제2 인쇄 회로 기판은 제2 PEA 안테나(예: 도 15의 제2 안테나(1320))를 포함하며, 상기 제1 PEA 안테나는 근거리 무선 통신을 수행하도록 구성되고, 상기 제2 PEA 안테나는 무선 충전을 수행하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 근거리 무선 통신은, 블루투스 프로토콜, BLE(bluetooth low energy) 프로토콜, NFC(near field communication), 또는 Wi-Fi(wireless fidelity) 프로토콜 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 다양한 실시 예들에 따른 디지털 펜의 방법은, 충전 이벤트를 감지하는 동작, 상기 충전 이벤트를 감지한 것에 응답하여 제1 충전 모드를 실행하는 동작, 상기 제1 충전 모드가 실행되는 동안에, 상기 디지털 펜의 배터리의 온도가 지정된 임계값 이상인지를 확인하는 동작, 및 상기 온도가 상기 지정된 임계값 이상이면, 상기 제1 충전 모드보다 충전 속도가 느린 제2 충전 모드로 변경하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 충전 이벤트를 감지하는 동작은, 상기 디지털 펜이 적어도 하나의 자성 물질을 통해 외부 전자 장치에 부착되거나, 상기 디지털 펜이 상기 외부 전자 장치 내부에 삽입되거나, 또는 상기 외부 전자 장치로부터 지정된 공진 주파수의 신호를 수신하면, 상기 충전 이벤트를 감지하는 동작을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치(예: 도 1의 디지털 펜(101))는 하우징(예: 도 1의 하우징(105)), 상기 하우징의 제1 단에 배치된 펜 팁(예: 도 1의 펜 팁(110)), 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 펜 팁과 연결되는 펜 팁 센서(예: 도 1의 펜 팁 센서(120)), 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 펜 팁 센서와 연결되는 지지 부재(예: 도 1의 지지 부재(130))를 포함하고, 상기 지지 부재는, 상기 제1 단과 반대되는 제2 단에 배치되는 배터리(예: 도 1의 배터리(140)), 상기 제1 단과 상기 제2 단을 연결하는 제1 축을 기준으로, 상기 펜 팁 센서와 상기 배터리 사이에 배치되는 인쇄 회로 기판(예: 도 1의 인쇄 회로 기판(150)), 상기 인쇄 회로 기판의 상단에 배치되고, 상기 제1 축을 기준으로 상기 펜 팁 센서와 상기 배터리 사이에 배치되는 입력 장치(예: 도 1의 입력 장치(157)), 및 상기 인쇄 회로 기판에 형성되고, 상기 제1 축을 기준으로 상기 입력 장치와 상기 배터리 사이에 배치되는 PEA 안테나(예: 도 1의 안테나(160))를 포함하며, 상기 인쇄 회로 기판 및 상기 배터리는 상기 인쇄 회로 기판에 배치된 전극 쌍을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 인쇄 회로 기판은 도전성 영역 및 비 도전성 영역(예: 도 3의 비 도전성 영역(330))을 포함하고, 상기 PEA 안테나는 상기 비 도전성 영역 상에 권선형 안테나(예: 도 4의 권선형 안테나(460))로 형성되며, 상기 권선형 안테나는, 상기 인쇄 회로 기판의 상부 면에 형성되고, 제1 사선 방향을 향하도록 형성된 제1 도전성 패턴(예: 도 4의 제1 도전성 패턴(432-1)), 상기 인쇄 회로 기판의 하부 면에 형성되고, 상기 제1 사선 방향과 다른 제2 사선 방향을 향하도록 형성된 제2 도전성 패턴(예: 도 4의 제2 도전성 패턴(432-2)), 및 상기 제1 도전성 패턴과 상기 제2 도전성 패턴을 전기적으로 연결하는 비아(예: 도 4의 비아(435))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 지지 부재는, 상기 인쇄 회로 기판과 상기 펜 팁 센서 사이에 배치되는 제1 공간 버퍼(예: 도 7의 제1 공간 버퍼(730)), 및 상기 인쇄 회로 기판과 상기 배터리 사이에 배치되는 제2 공간 버퍼(예: 도 7의 제2 공간 버퍼(740))를 더 포함하고, 상기 펜 팁 센서는, 상기 제1 공간 버퍼의 일부에 형성된 제1 개구부(예: 도 1의 제1 개구부(135))를 통해 상기 인쇄 회로 기판과 연결되고, 상기 배터리는, 상기 제2 공간 버퍼의 일부 형성된 제2 개구부(예: 도 1의 제2 개구부(145))를 통해 상기 인쇄 회로 기판과 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치는 상기 입력 장치에 포함되는 제1 자성 물질(예: 도 8의 자성 물질(820-1)), 및 상기 제1 축을 기준으로 상기 배터리의 후단에 배치되는 제2 자성 물질(예: 도 8의 자성 물질(820-2))을 더 포함하고, 상기 인쇄 회로 기판은 도전성 영역 및 비 도전성 영역을 포함하고, 상기 PEA 안테나는 상기 비 도전성 영역 상에 루프형(loop) 안테나(예: 도 8의 루프형 안테나(810))로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치는 상기 배터리의 온도를 측정하도록 구성된 열 센서(예: 도 12의 열 센서(1250)), 및 상기 열 센서 및 상기 루프형 안테나와 작동적으로 연결되는 전력 충전 제어부(예: 도 12의 전력 충전 제어부(1230))를 더 포함하고, 상기 전력 충전 제어부는 상기 디지털 펜의 충전 이벤트가 감지되면, 제1 충전 모드를 실행하고, 상기 제1 충전 모드가 실행되는 동안에, 상기 열 센서를 통해 측정된 상기 배터리의 온도 값이 지정된 임계값 이상인지를 확인하고, 상기 온도 값이 상기 지정된 임계 값 이상이면, 상기 제1 충전 모드보다 충전 속도가 느린 제2 충전 모드로 변경하도록 구성될 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 실시예에 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 실시예의 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 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 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: 디지털 펜(101 또는 외부 전자 장치(1001)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 메모리)에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램)로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 프로세서)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 저장 매체는, 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 두 개의 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. 디지털 펜에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징의 제1 단에 배치된 펜 팁;
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 펜 팁과 연결되는 펜 팁 센서;
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 제1 단과 반대되는 제2 단에 배치되는 배터리;
    상기 제1 단과 상기 제2 단을 연결하는 제1 축을 기준으로, 상기 펜 팁 센서와 상기 배터리 사이에 배치되는 제1 인쇄 회로 기판;
    상기 제1 인쇄 회로 기판의 적어도 일 면에 배치되고, 상기 제1 축을 기준으로 상기 펜 팁 센서와 상기 배터리 사이에 배치되는 입력 장치; 및
    상기 제1 축을 기준으로 상기 입력 장치와 상기 배터리 사이에 배치되는 적어도 하나의 제1 PEA(printed circuit board embedded antenna) 안테나를 포함하는, 디지털 펜.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 인쇄 회로 기판은,
    상기 제1 인쇄 회로 기판의 제1 단에 상기 배터리의 배터리 핀(pin)과 연결될 수 있도록 구성된 제1 전극 쌍; 및
    상기 제1 인쇄 회로 기판의 제1 단과 반대되는 제2 단에 상기 펜 팁 센서와 연결될 수 있도록 구성된 제2 전극 쌍을 포함하는, 디지털 펜.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 인쇄 회로 기판은 도전성 영역 및 비 도전성 영역을 포함하고,
    상기 제1 PEA 안테나는 상기 비 도전성 영역 상에 권선형 안테나로 형성되는, 디지털 펜.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 권선형 안테나는,
    상기 제1 인쇄 회로 기판의 상부 면에 형성되고, 제1 사선 방향을 향하도록 형성된 제1 도전성 패턴;
    상기 제1 인쇄 회로 기판의 하부 면에 형성되고, 상기 제1 사선 방향과 다른 제2 사선 방향을 향하도록 형성된 제2 도전성 패턴; 및
    상기 제1 도전성 패턴과 상기 제2 도전성 패턴을 전기적으로 연결하는 비아를 포함하는, 디지털 펜.
  5. 청구항 1에 있어서,
    하우징의 내부에 배치되고, 상기 펜 팁 센서와 연결되며, 상기 배터리 및 상기 제1 인쇄 회로 기판을 포함하는 지지 부재를 더 포함하고,
    상기 지지 부재는,
    상기 제1 인쇄 회로 기판과 상기 펜 팁 센서 사이에 배치되는 제1 공간 버퍼; 및
    상기 제1 인쇄 회로 기판과 상기 배터리 사이에 배치되는 제2 공간 버퍼를 포함하고,
    상기 제1 공간 버퍼 및 상기 제2 공간 버퍼는 비 도전성 물질로 구성되는, 디지털 펜.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 펜 팁 센서는, 상기 제1 공간 버퍼의 일부에 형성된 제1 개구부를 통해 상기 제1 인쇄 회로 기판과 연결되고,
    상기 배터리는, 상기 제2 공간 버퍼의 일부 형성된 제2 개구부를 통해 상기 제1 인쇄 회로 기판과 연결되는, 디지털 펜.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 인쇄 회로 기판은 복수의 레이어들이 적층된 구조를 포함하고,
    상기 제1 PEA 안테나는 도전성 패턴이 상기 적층된 복수의 레이어들을 통해 동일한 간격으로 형성되는 루프형(loop) 안테나를 포함하는, 디지털 펜.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 축을 기준으로 상기 펜 팁 센서의 후단에 배치되는 제1 자성 물질; 및
    상기 제1 축을 기준으로 상기 배터리의 후단에 배치되는 제2 자성 물질을 더 포함하고,
    상기 루프형 안테나는,
    상기 제1 축을 기준으로 상기 제1 자성 물질 및 상기 제2 자성 물질 사이에 배치되는, 디지털 펜.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 배터리의 온도를 측정하도록 구성된 열 센서; 및
    상기 열 센서 및 상기 루프형 안테나와 작동적으로 연결되는 전력 충전 제어부를 더 포함하고, 상기 전력 충전 제어부는,
    상기 디지털 펜의 충전 이벤트가 감지되면, 제1 충전 모드를 실행하고,
    상기 제1 충전 모드가 실행되는 동안에, 상기 열 센서를 통해 측정된 상기 배터리의 온도 값이 지정된 임계값 이상인지를 확인하고,
    상기 온도 값이 상기 지정된 임계 값 이상이면, 상기 제1 충전 모드보다 충전 속도가 느린 제2 충전 모드로 변경하도록 구성된, 디지털 펜.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 전력 충전 제어부는,
    상기 디지털 펜이 상기 제1 자성 물질 및 상기 제2 자성 물질을 통해 외부 전자 장치에 부착되거나, 상기 디지털 펜이 상기 외부 전자 장치 내부에 삽입되거나, 또는 상기 외부 전자 장치로부터 지정된 공진 주파수의 신호를 수신하면, 상기 충전 이벤트를 감지하도록 구성된, 디지털 펜.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 전력 충전 제어부는,
    상기 제1 충전 모드가 실행되는 동안에, 상기 펜 팁에 포함된 도전성 코일 및 상기 루프형 안테나를 통해 충전 신호를 수신하도록 구성된, 디지털 펜.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 인쇄 회로 기판과 적어도 하나의 인터포저(interposer)를 통해 연결된 제2 인쇄 회로 기판을 더 포함하고,
    상기 제2 인쇄 회로 기판은 제2 PEA 안테나를 포함하며,
    상기 제1 PEA 안테나는 근거리 무선 통신을 수행하도록 구성되고,
    상기 제2 PEA 안테나는 무선 충전을 수행하도록 구성된, 디지털 펜.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 근거리 무선 통신은, 블루투스 프로토콜, BLE(bluetooth low energy) 프로토콜, NFC(near field communication), 또는 Wi-Fi(wireless fidelity) 프로토콜 중 적어도 하나를 포함하는, 디지털 펜.
  14. 디지털 펜의 방법에 있어서,
    충전 이벤트를 감지하는 동작;
    상기 충전 이벤트를 감지한 것에 응답하여 제1 충전 모드를 실행하는 동작;
    상기 제1 충전 모드가 실행되는 동안에, 상기 디지털 펜의 배터리의 온도가 지정된 임계값 이상인지를 확인하는 동작; 및
    상기 온도가 상기 지정된 임계값 이상이면, 상기 제1 충전 모드보다 충전 속도가 느린 제2 충전 모드로 변경하는 동작을 포함하는, 방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 충전 이벤트를 감지하는 동작은,
    상기 디지털 펜이 적어도 하나의 자성 물질을 통해 외부 전자 장치에 부착되거나, 상기 디지털 펜이 상기 외부 전자 장치 내부에 삽입되거나, 또는 상기 외부 전자 장치로부터 지정된 공진 주파수의 신호를 수신하면, 상기 충전 이벤트를 감지하는 동작을 포함하는, 방법.
  16. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징의 제1 단에 배치된 펜 팁;
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 펜 팁과 연결되는 펜 팁 센서;
    상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 펜 팁 센서와 연결되는 지지 부재를 포함하고,
    상기 지지 부재는,
    상기 제1 단과 반대되는 제2 단에 배치되는 배터리;
    상기 제1 단과 상기 제2 단을 연결하는 제1 축을 기준으로, 상기 펜 팁 센서와 상기 배터리 사이에 배치되는 인쇄 회로 기판;
    상기 인쇄 회로 기판의 상단에 배치되고, 상기 제1 축을 기준으로 상기 펜 팁 센서와 상기 배터리 사이에 배치되는 입력 장치; 및
    상기 인쇄 회로 기판에 형성되고, 상기 제1 축을 기준으로 상기 입력 장치와 상기 배터리 사이에 배치되는 PEA(printed circuit board embedded antenna) 안테나를 포함하며,
    상기 인쇄 회로 기판 및 상기 배터리는 상기 인쇄 회로 기판에 배치된 전극 쌍을 통해 전기적으로 연결되는, 전자 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은 도전성 영역 및 비 도전성 영역을 포함하고,
    상기 PEA 안테나는 상기 비 도전성 영역 상에 권선형 안테나로 형성되며,
    상기 권선형 안테나는,
    상기 인쇄 회로 기판의 상부 면에 형성되고, 제1 사선 방향을 향하도록 형성된 제1 도전성 패턴;
    상기 인쇄 회로 기판의 하부 면에 형성되고, 상기 제1 사선 방향과 다른 제2 사선 방향을 향하도록 형성된 제2 도전성 패턴; 및
    상기 제1 도전성 패턴과 상기 제2 도전성 패턴을 전기적으로 연결하는 비아를 포함하는, 전자 장치.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 지지 부재는,
    상기 인쇄 회로 기판과 상기 펜 팁 센서 사이에 배치되는 제1 공간 버퍼; 및
    상기 인쇄 회로 기판과 상기 배터리 사이에 배치되는 제2 공간 버퍼를 더 포함하고,
    상기 펜 팁 센서는, 상기 제1 공간 버퍼의 일부에 형성된 제1 개구부를 통해 상기 인쇄 회로 기판과 연결되고,
    상기 배터리는, 상기 제2 공간 버퍼의 일부 형성된 제2 개구부를 통해 상기 인쇄 회로 기판과 연결되는, 전자 장치.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 입력 장치에 포함되는 제1 자성 물질; 및
    상기 제1 축을 기준으로 상기 배터리의 후단에 배치되는 제2 자성 물질을 더 포함하고,
    상기 인쇄 회로 기판은 도전성 영역 및 비 도전성 영역을 포함하고,
    상기 PEA 안테나는 상기 비 도전성 영역 상에 루프형(loop) 안테나로 형성되는, 전자 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 배터리의 온도를 측정하도록 구성된 열 센서; 및
    상기 열 센서 및 상기 루프형 안테나와 작동적으로 연결되는 전력 충전 제어부를 더 포함하고, 상기 전력 충전 제어부는,
    상기 디지털 펜의 충전 이벤트가 감지되면, 제1 충전 모드를 실행하고,
    상기 제1 충전 모드가 실행되는 동안에, 상기 열 센서를 통해 측정된 상기 배터리의 온도 값이 지정된 임계값 이상인지를 확인하고,
    상기 온도 값이 상기 지정된 임계 값 이상이면, 상기 제1 충전 모드보다 충전 속도가 느린 제2 충전 모드로 변경하도록 구성된, 전자 장치.
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