KR20210068372A - 스타일러스 펜 - Google Patents

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KR20210068372A
KR20210068372A KR1020210071683A KR20210071683A KR20210068372A KR 20210068372 A KR20210068372 A KR 20210068372A KR 1020210071683 A KR1020210071683 A KR 1020210071683A KR 20210071683 A KR20210071683 A KR 20210071683A KR 20210068372 A KR20210068372 A KR 20210068372A
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정기룡
우형욱
김세엽
김본기
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주식회사 하이딥
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Abstract

일 실시예에 따른 스타일러스 펜은 바디부, 바디부 내에서 외부로 노출되어 있는 전도성 팁(tip), 바디부 내에 위치하고, 전도성 팁에 연결되어 있으며, 전도성 팁으로부터 전달되는 전기 신호를 공진시키는 공진 회로부, 그리고 공진 회로부의 적어도 일부를 감싸는, 전도성의 차단 부재를 포함한다.

Description

스타일러스 펜{STYLUS PEN}
본 개시는 스타일러스 펜에 관한 것이다.
휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 태블릿(tablet) PC, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션과 같은 다양한 단말기에는 터치 센서가 구비된다.
*이러한 단말기 내에서 터치 센서는 이미지를 표시하는 표시 패널 상에 위치하거나, 단말기 바디의 일 영역에 위치할 수 있다. 사용자가 터치 센서를 터치하여 단말기와 상호 작용함으로써, 단말기는 직관적인 사용자 인터페이스를 사용자에게 제공할 수 있다.
사용자는 정교한 터치 입력을 위해, 스타일러스 펜을 사용할 수 있다. 이러한 스타일러스 펜은 터치 센서와 전기적 및/또는 자기적 방식을 통해 신호를 송수신할 수 있다.
실시예들은 터치 센서로부터 전달되는 신호를 공진시키는 스타일러스 펜을 제공하기 위한 것이다.
실시예들은 공진 주파수가 유지될 수 있는 스타일러스 펜을 제공하기 위한 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해, 일 실시예에 따른 스타일러스 펜은 바디부, 바디부 내에서 외부로 노출되어 있는 전도성 팁(tip), 바디부 내에 위치하고, 전도성 팁에 연결되어 있으며, 전도성 팁으로부터 전달되는 전기 신호를 공진시키는 공진 회로부, 그리고 공진 회로부의 적어도 일부를 감싸는, 전도성의 차단 부재를 포함한다.
사용자와 전기적 연결이 가능한 접지부를 더 포함할 수 있다.
공진 회로부는, 전도성 팁과 접지부 사이에 연결되어 있는 인덕터부, 그리고 전도성 팁과 접지부 사이에 연결되어 있는 커패시터부를 포함할 수 있다.
차단부는 인덕터부만을 감쌀 수 있다.
차단부는 와전류의 발생을 차단하는 하나의 슬릿을 포함하고, 하나의 슬릿에 의해 차단부의 양단이 제1 방향을 따라 이격되어 있으며, 제1 방향은 와전류가 형성되는 방향일 수 있다.
차단부는, 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라, 바디부 내에서의 인덕터부의 위치와 이격되고, 차단부의 양단을 연결하는 연결부를 더 포함할 수 있다.
연결부는 접지부와 전기적으로 연결되어 있다.
차단부는 제1 방향을 따라 서로 이격되고, 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 연장되어 있는 복수의 제1 차단부를 포함하고, 제1 방향은 와전류가 형성되는 방향이며, 복수의 제1 차단부는 전도성일 수 있다.
차단부는, 제2 방향을 따라, 바디부 내에서의 인덕터부의 위치와 이격되고, 복수의 제1 차단부를 연결하는 연결부를 더 포함할 수 있다.
연결부는 접지부와 전기적으로 연결되어 있다.
차단부는 제1 방향을 따라 연장되어 있고, 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 이격되어 있는 복수의 제2 차단부를 포함하고, 제1 방향은 와전류가 형성되는 방향이며, 복수의 제2 차단부 각각의 양단은 제1 방향을 따라 이격되어 있다.
차단부는, 제2 방향을 따라 연장되어 있고, 복수의 제2 차단부를 연결하는 연결부, 그리고 제2 방향을 따라, 바디부 내에서의 인덕터부의 위치와 이격되어 있고, 연결부와 연결되어 있는 추가 접지부를 더 포함할 수 있다.
추가 접지부는 접지부와 전기적으로 연결되어 있다.
인덕터부는, 페라이트 코어, 그리고 전도성 팁에 연결되어 있고 페라이트 코어에 감겨 있는 전도성 코일을 포함할 수 있다.
커패시터부는 병렬로 연결되고 서로 상이한 커패시턴스를 갖는 복수의 커패시터를 포함할 수 있다.
차단 부재는 바디부의 내면에 위치할 수 있다.
차단 부재는 바디부의 외면에 위치할 수 있다.
차단 부재는 바디부의 내면과 외면 사이에 내장되어 있다.
다른 실시예에 따른 스타일러스 펜은 바디부, 바디부 내에서 외부로 노출되어 있는 전도성 팁(tip), 바디부 내에 위치하고, 전도성 팁에 연결되어 있으며, 전도성 팁으로부터 전달되는 전기 신호를 공진시키는 공진 회로부, 바디부의 적어도 일부를 감싸는, 전도성의 차단 부재를 포함하고, 차단부는 와전류의 발생을 차단하는 하나의 슬릿을 포함하고, 하나의 슬릿에 의해 차단부의 양단이 제1 방향을 따라 이격되어 있으며, 제1 방향은 와전류가 형성되는 방향이다.
공진 회로부는, 전도성 팁과 접지부 사이에 연결되어 있는 인덕터부, 전도성 팁과 접지부 사이에 연결되어 있는 커패시터부, 그리고 전도성 팁과 인덕터부를 연결하는 전도성 연결 부재를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 스타일러스 펜은 바디부, 바디부의 적어도 일부를 감싸는, 전도성의 차단 부재, 그리고 바디부 내에서 외부로 노출되어 있는 전도성 팁(tip)을 포함하고, 차단 부재는 와전류의 발생을 차단하는 적어도 하나의 슬릿을 포함한다.
차단 부재는 바디부의 내면에 위치할 수 있다.
차단 부재는 바디부의 외면에 위치할 수 있다.
차단 부재는 바디부의 내면과 외면 사이에 내장되어 있다.
차단 부재는 시트(sheet) 상에 프린팅된 복수의 차단부를 포함할 수 있다.
차단 부재는 바디부에 도금되어 있는 복수의 차단부를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 스타일러스 펜의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 개시의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 외부 요인에 대해 강건한 스타일러스 펜을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
본 개시의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 터치 센서에 대한 터치 감도를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
본 개시의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 개시의 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 개시의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 스타일러스 펜과 터치 센서를 나타낸 개념도이다.
도 2는 스타일러스 펜과 터치 센서를 나타낸 개략적인 회로도이다.
도 3은 스타일러스 펜을 파지한 경우의 스타일러스 펜과 터치 센서를 나타낸 개념도이다.
도 4는 스타일러스 펜을 파지한 경우의 스타일러스 펜과 터치 센서를 나타낸 개략적인 회로도이다.
도 5는 스타일러스 펜을 나타낸 개념도이다.
도 6은 도 5에 도시된 스타일러스 펜에서 발생하는 와전류(eddy current)를 나타낸 예시도이다.
도 7 내지 도 11은 실시예들에 따른 스타일러스 펜의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 12 내지 도 14는 실시예들에 따른 스타일러스 펜의 바디 구조를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 스타일러스 펜과 터치 센서를 나타낸 개념도이고, 도 2는 스타일러스 펜과 터치 센서를 나타낸 개략적인 회로도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 스타일러스 펜(10)과 터치 센서(20)가 서로 근접할 수 있다.
스타일러스 펜(10)은 전도성 팁(tip)(11), 공진(resonance) 회로부(12), 접지부(18), 및 바디부(19)를 포함할 수 있다.
전도성 팁(11)은 공진 회로부(12)에 연결되어 있다. 전도성 팁(11)의 전체 또는 일부는 전도성 물질(예를 들어, 금속)로 형성될 수 있거나, 또는 전도성 팁(11)은 비전도성 하우징 내부에 존재하면서 전도성 팁(11)의 일부가 하우징 외부로 노출된 형태를 가질 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
전도성 팁(11)은 공진 회로부(12)에 연결되어 있다. 공진 회로부(12)는 터치 센서(20)로부터 입력되는 구동 신호에 공진할 수 있다. 구동 신호는 터치 전극으로 전달되는 Tx 신호, 터치 전극으로부터 생성되는 Rx 신호 등을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
공진 회로부(12)는 구동 신호가 입력되는 동안과 그 후에도 공진에 의한 공진 신호를 전도성 팁(11)에 출력할 수 있다. 공진 회로부(12)는 바디부(19) 내에 위치하며, 접지부(18)에 연결되어 있다.
터치 센서(20)는 채널 전극(21)과 채널 전극 상부의 윈도우(22)를 포함할 수 있다. 채널 전극(21)과 전도성 팁(11), 그리고 윈도우(22)는 커패시턴스(Cx)를 형성할 수 있다.
*도 2에 도시된 바와 같이, 도 1의 스타일러스 펜(10)은 저항(R1), 인덕터(L1), 및 커패시터(C1)를 포함하는 등가회로로 나타낼 수 있다.
커패시터(Cx)를 통해 소정 주파수를 갖는 구동 신호(30)가 스타일러스 펜(10)으로 전달된다. 그러면, 스타일러스 펜(10)의 인덕터(L1) 및 커패시터(C1)를 포함하는 공진 회로부(12)가 구동 신호(30)에 공진할 수 있다. 공진을 위해서는 공진 회로부(12)의 공진 주파수와 구동 신호의 주파수가 동일 내지는 매우 유사해야 한다.
사용자는 스타일러스 펜(10)을 파지하고, 전도성 팁(11)으로 터치 센서(20)를 터치한다. 관련하여, 도 3 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3은 스타일러스 펜을 파지한 경우의 스타일러스 펜과 터치 센서를 나타낸 개념도이고, 도 4는 스타일러스 펜을 파지한 경우의 스타일러스 펜과 터치 센서를 나타낸 개략적인 회로도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스타일러스 펜(10)은 전도성 팁(11), 커패시터부(13), 인덕터부(14), 접지부(18), 및 바디부(19)를 포함한다.
인덕터부(14)는 페라이트 코어(15)와, 페라이트 코어(15)에 감긴 코일(16)을 포함한다. 인덕터부(14)의 인덕턴스(inductance)는 L = μSN2/l에 의해서, 자성계수(μ), 코일(160)의 단면적(S), 및 권선 수(N)의 제곱에 비례하고, 코일(16)의 길이(l)에 반비례한다.
스타일러스 펜(10)은 사용자의 손가락(40) 등에 의해 파지되며, 이때 손가락(40)과 스타일러스 펜(1)의 내부 도전체(코일 내지 전선 등)에 의해서 기생 커패시턴스(Cf1, Cf2)가 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 사용자의 손(40)에 의한 기생 커패시턴스(Cf)가 도시된다. 즉, 기생 커패시턴스(Cf)에 의해, 스타일러스 펜(10)의 공진 주파수가 변화하게 된다. 그러면, 구동 신호(30)의 주파수와 스타일러스 펜(10)의 공진 주파수가 일치하지 않게 되어, 스타일러스 펜(10)으로부터 출력되는 신호의 크기가 감소하는 문제가 있다.
사용자의 파지에 의한 공진 주파수의 변화를 방지하는 스타일러스 펜에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 스타일러스 펜을 나타낸 개념도이다. 도 5에 도시된 스타일러스 펜(10')은 도 3의 스타일러스 펜(10)과 비교하여, 차단 부재(17)를 더 포함한다.
차단 부재(17)는 커패시터부(13)와 인덕터부(14)를 감싸는 전도성 부재로서, 사용자의 손에 의한 기생 커패시턴스의 형성을 방지할 수 있다. 그러나, 차단 부재(17)는 와전류(渦電流, eddy current)를 발생시키는 문제가 있다. 이와 관련하여 도 6을 참조하여 함께 설명한다.
도 6은 도 5에 도시된 스타일러스 펜에서 발생하는 와전류(eddy current)를 나타낸 예시도이다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 전도성 팁(11)에서 전달된 구동 신호에 의해, 전류(I1)가 코일(16)에 흐른다. 코일(16)에 흐르는 전류(I1)에 의해 자기장(M1)이 형성된다.
자기장(M1)에 의해 차단 부재(17)에는 일정 방향으로의 전류(I2)가 형성된다. 전류(I2)는 인덕터부(140)에 의해 형성된 자기장(M1)의 방향에 수직인 평면 상에서 형성될 수 있다. 이러한 전류(I2)가 합쳐져서, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같은 시계 방향의 와전류(I3)가 발생된다.
코일(16)에서 발생한 자기장(M1)이, 이러한 와전류(I3)에 의해 억제된다. 그러면, 인덕터부(14)의 인덕턴스가 변화하고, 인덕턴스 변화에 따라 스타일러스 펜(11)의 공진 주파수가 변화하는 문제가 발생한다.
실시예들은 사용자의 파지 및 와전류 발생에 의한 공진 주파수의 변화를 방지하는 스타일러스 펜을 제공한다.
도 7 내지 도 11은 실시예들에 따른 스타일러스 펜의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 7의 (a)를 참조하면, 스타일러스 펜(100)은 전도성 팁(110), 도전성 연결 부재(120), 커패시터부(130), 인덕터부(140), 차단 부재(170), 접지부(180), 및 바디부(190)를 포함할 수 있다.
전도성 팁(110)은 커패시터부(130)와 인덕터부(140)에 전기적으로 연결되어 있다. 예를 들어, 전도성 팁(110)은 커패시터부(130)와 인덕터부(140)에 도전성 연결 부재(120) 등으로 직접 연결되어 있다.
전도성 팁(110)의 전체 또는 일부는 전도성 물질(예를 들어, 금속)로 형성될 수 있거나, 또는 전도성 팁(110)은 비전도성 하우징 내부에 존재하면서 전도성 팁(110)의 일부가 하우징 외부로 노출된 형태를 가질 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
도전성 연결 부재(120)는 도전성을 갖는 부재로서, 배선(wiring), 와이어(wire), 핀(pin), 로드(rod), 바(bar) 등일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
커패시터부(130) 및 인덕터부(140)는 바디부(190) 내에 위치한다. 커패시터부(130)는 병렬로 연결된 복수의 커패시터를 포함할 수 있다. 각각의 커패시터는 서로 상이한 커패시턴스를 가질 수 있으며, 제조 공정 내에서 트리밍(trimming)될 수 있다.
인덕터부(140)는 전도성 팁(110)에 인접하게 위치할 수 있다. 인덕터부(140)는 페라이트 코어(150)와, 페라이트 코어(150)에 감긴 코일(160)을 포함한다. 인덕터부(140)의 인덕턴스는 L = μSN2/l에 의해서, 자성계수(μ), 코일(160)의 단면적(S), 및 권선 수(N)의 제곱에 비례하고, 코일(160)의 길이(l)에 반비례한다.
차단 부재(170)는 커패시터부(130)와 인덕터부(140)를 감싸는 전도성 부재를 포함한다. 차단 부재(170)는 접지부(180)에 연결될 수 있다.
또한 차단 부재(170)의 양단은 와전류의 방향(ED)을 따라 이격되어 있다. 이와 관련하여 도 7의 (b) 내지 (e)는 차단 부재(170)를 상세하게 도시한다.
도 7의 (b)를 참조하면, 차단 부재(170)는 와전류의 발생을 차단하는 하나의 슬릿(GP)을 포함한다. 슬릿(GP)은 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되어 있다. 차단 부재(170)의 양단(1701, 1702)은 하나의 슬릿(GP)에 의해 이격되어 있다. 실시예들에서, 슬릿(GP)은 와전류의 방향(ED)을 따라 0.03mm 이상의 폭을 가질 수 있다.
슬릿(GP)이 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되어 있는 것으로 설명하였으나, 슬릿(GP)은 방향(PD)에 소정 각도(0도 초과 90도 미만)로 기울어진 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다.차단 부재(170)의 양단(1701, 1702)은 와전류의 방향(ED)을 따라 이격되어 있다. 그러므로, 차단 부재(170)를 따라 와전류가 흐를 수 없게 되므로, 와전류의 발생이 차단된다.
도 7의 (c)를 참조하면, 차단 부재(170)는 복수의 제1 차단부(171)를 포함한다. 복수의 제1 차단부(171)는 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되어 있으며, 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있다. 마찬가지로, 차단 부재(170)가, 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격된 복수의 제1 차단부(171)를 포함하므로, 차단 부재(170)를 따라 와전류가 흐를 수 없게 되어, 와전류의 발생이 차단된다. 복수의 제1 차단부(171)가 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되어 있는 것으로 설명하였으나, 복수의 제1 차단부(171)는 방향(PD)에 소정 각도(0도 초과 90도 미만)로 기울어진 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다.
도 7의 (d)를 참조하면, 차단 부재(170)는 복수의 제2 차단부(172)를 포함한다. 복수의 제2 차단부(172)는 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 이격되어 있으며, 복수의 제2 차단부(172) 각각의 양단은 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있다. 마찬가지로, 차단 부재(170)에 포함된 복수의 제2 차단부(172) 각각의 양단이, 와전류의 방향(ED)을 따라 이격되어 있으므로, 차단 부재(170)를 따라 와전류가 흐를 수 없게 되어, 와전류의 발생이 차단된다.
도 7의 (e)를 참조하면, 차단 부재(170)는 복수의 제3 차단부(173)를 포함한다. 복수의 제3 차단부(173)는 와전류에 수직인 방향(PD) 및 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있다. 마찬가지로, 차단 부재(170)에 포함된 복수의 제3 차단부(173)가 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있으므로, 차단 부재(170)를 따라 와전류가 흐를 수 없게 되어, 와전류의 발생이 차단된다.
바디부(190)는 뿔대와 기둥이 결합된 형태를 포함할 수 있다. 바디부(190)는 뿔대 부분과 기둥 부분이 일체로 결합된 형태로 도시하였으나, 두 부분이 분리될 수도 있다. 기둥 부분은 원기둥, 다각기둥, 적어도 일부분이 곡면인 기둥 형태, 배흘림기둥 형태, 각뿔대 형태, 원뿔대 형태 등을 가질 수도 있으며, 그 형태에 제한되지 않는다. 이러한 바디부(190)는 비도전성 물질로 이루어질 수 있다.
차단 부재(170)는 바디부(190)의 내면, 외면, 또는 내부에 위치할 수 있으며, 이에 대해서는 도 11 내지 도 13을 참조하여 후술한다.
다음으로, 도 8의 (a)를 참조하면, 스타일러스 펜(101)은 전도성 팁(110), 도전성 연결 부재(120), 커패시터부(130), 인덕터부(140), 차단 부재(170), 접지부(180), 및 바디부(190)를 포함할 수 있다. 도 7의 (a)에 도시된 구성요소와 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다.
도 7의 (a)의 스타일러스 펜(100)과 비교하여, 스타일러스 펜(101)은 차단 부재(170)가 접지부(180)에 연결되어 있다는 차이점을 가진다. 또한, 차단 부재(170)와 접지부(180)는 인덕터부(140)로부터 이격된 위치에서 연결될 수 있다.
이와 관련하여 도 8의 (b) 내지 (d)는 접지부(180)와 연결되는 차단 부재(170)를 상세하게 도시한다.
도 8의 (b)를 참조하면, 차단 부재(170)는 와전류의 발생을 차단하는 하나의 슬릿(GP)과 차단 부재(170)의 양단(1701, 1702)을 연결하는 연결부(174)를 포함한다. 슬릿(GP)은 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되어 있다. 차단 부재(170)의 양단(1701, 1702)은 하나의 슬릿(GP)에 의해 이격되어 있다. 차단 부재(170)의 양단(1701, 1702)은 와전류의 방향(ED)을 따라 이격되어 있다.
연결부(174)는 인덕터부(140)로부터 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 이격된 위치에서, 차단 부재(170)의 양단(1701, 1702)을 연결할 수 있다. 그리고, 연결부(174)의 위치에서, 차단 부재(170)는 접지부(180)에 연결될 수 있다.
도 8의 (c)를 참조하면, 차단 부재(170)는 복수의 제1 차단부(171) 및 복수의 제1 차단부(171)를 서로 연결하는 제1 연결부(175)를 포함한다.
복수의 제1 차단부(171)는 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되어 있으며, 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있다.
제1 연결부(175)는 인덕터부(140)로부터 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 이격된 위치에서, 복수의 제1 차단부(171)를 연결할 수 있다. 그리고, 연결부(175)의 위치에서, 차단 부재(170)는 접지부(180)에 연결될 수 있다.
도 8의 (d)를 참조하면, 차단 부재(170)는 복수의 제2 차단부(172), 복수의 제2 차단부(172)를 서로 연결하는 제2 연결부(176), 및 추가 접지부(177)를 포함한다.
복수의 제2 차단부(172)는 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 이격되어 있으며, 복수의 제2 차단부(172) 각각의 양단은 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있다.
제2 연결부(176)는 인덕터부(140)로부터 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되며, 복수의 제2 차단부(172)와 추가 접지부(177)를 연결할 수 있다.
추가 접지부(177)는 접지부(180)에 연결될 수 있다. 추가 접지부(177)는 접지부(180)는 인덕터부(140)로부터 이격된 위치에서 연결될 수 있다.
다음으로, 도 9의 (a)를 참조하면, 스타일러스 펜(102)은 전도성 팁(110), 도전성 연결 부재(120), 커패시터부(130), 인덕터부(140), 차단 부재(170), 접지부(180), 및 바디부(190)를 포함할 수 있다. 도 8의 (a)에 도시된 구성요소와 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다.
도 8의 (a)의 스타일러스 펜(101)과 비교하여, 스타일러스 펜(102)은 차단 부재(170)가 인덕터부(140)에 대응하여 위치하는 제1 차단 부재(170a)와 접지부(180)에 연결되어 있는 제2 차단 부재(170b)를 포함한다는 차이점을 가진다.
제1 차단 부재(170a)는 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 인덕터부(140)의 페라이트 코어(150)의 길이(CL) 이상으로 연장될 수 있다. 제2 차단 부재(170b)는 제1 차단 부재(170a)와 연결되어 있다.
이와 관련하여 도 9의 (b) 내지 (d)는 제1 차단 부재(170a)와 제2 차단 부재(170b)를 포함하는 차단 부재(170)를 상세하게 도시한다.
도 9의 (b)를 참조하면, 제1 차단 부재(170a)는 와전류의 발생을 차단하는 하나의 슬릿(GP)을 포함한다. 슬릿(GP)은 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 제2 차단 부재(170b)의 하단까지 연장되어 있다. 제1 차단 부재(170a)의 길이(ES1)는 인덕터부(140)의 페라이트 코어(150)의 길이(CL) 이상일 수 있다. 슬릿(GP)의 길이도 제1 차단 부재(170a)의 길이(ES1)에 대응한다.
제1 차단 부재(170a)의 양단(1701, 1702)은 하나의 슬릿(GP)에 의해 이격되어 있다. 제1 차단 부재(170a)의 양단(1701, 1702)은 와전류의 방향(ED)을 따라 이격되어 있다. 그러므로, 제1 차단 부재(170a)를 따라 와전류가 흐를 수 없게 되므로, 와전류의 발생이 차단된다.
제2 차단 부재(170b)는 제1 차단 부재(170a)의 상단에 결합되어 있다. 제2 차단 부재(170b)는 접지부(180)에 연결될 수 있다. 제2 차단 부재(170b)는 방향(PD)을 따라 인덕터부(140)의 페라이트 코어(150)로부터 이격되어 있다. 그러므로, 제2 차단 부재(170b)에 슬릿이 형성되어 있지 않더라도 페라이트 코어(150)에 의해 형성된 자기장에 의한 영향이 적다.
도 9의 (c)를 참조하면, 제1 차단 부재(170a)는 복수의 제1 차단부(171)를 포함한다. 복수의 제1 차단부(171)는 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되어 있으며, 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있다. 제1 차단 부재(170a)의 길이(ES2)는 인덕터부(140)의 페라이트 코어(150)의 길이(CL) 이상일 수 있다. 복수의 제1 차단부(171)의 길이도 제1 차단 부재(170a)의 길이(ES2)에 대응한다. 그러므로, 제1 차단 부재(170a)를 따라 와전류가 흐를 수 없게 되므로, 와전류의 발생이 차단된다.
제2 차단 부재(170b)는 제1 차단 부재(170a)의 상단에 결합되어 있다. 제2 차단 부재(170b)는 접지부(180)에 연결될 수 있다. 제2 차단 부재(170b)는 방향(PD)을 따라 인덕터부(140)의 페라이트 코어(150)로부터 이격되어 있다. 그러므로, 제2 차단 부재(170b)가 복수의 차단부로 형성되어 있지 않더라도 페라이트 코어(150)에 의해 형성된 자기장에 의한 영향이 적다.
도 9의 (d)를 참조하면, 제1 차단 부재(170a)는 복수의 제2 차단부(172) 및 복수의 제2 차단부(172)를 서로 연결하는 제2 연결부(176)를 포함한다. 복수의 제2 차단부(172)는 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 이격되어 있으며, 복수의 제2 차단부(172) 각각의 양단은 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있다. 그러므로, 제1 차단 부재(170a)를 따라 와전류가 흐를 수 없게 되므로, 와전류의 발생이 차단된다. 제1 차단 부재(170a)의 길이(ES3)는 인덕터부(140)의 페라이트 코어(150)의 길이(CL) 이상일 수 있다.
제2 연결부(176)는 인덕터부(140)로부터 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되며, 제1 차단 부재(170a)와 제2 차단 부재(170b)를 연결할 수 있다.
제2 차단 부재(170b)는 제1 차단 부재(170a)의 상단에 결합되어 있다. 제2 차단 부재(170b)는 접지부(180)에 연결될 수 있다. 제2 차단 부재(170b)는 방향(PD)을 따라 인덕터부(140)의 페라이트 코어(150)로부터 이격되어 있다. 그러므로, 제2 차단 부재(170b)가 복수의 차단부로 형성되어 있지 않더라도 페라이트 코어(150)에 의해 형성된 자기장에 의한 영향이 적다.
다음으로, 도 10의 (a)를 참조하면, 스타일러스 펜(103)은 전도성 팁(110), 도전성 연결 부재(120), 커패시터부(130), 인덕터부(140), 차단 부재(170), 접지부(180), 및 바디부(190)를 포함할 수 있다. 도 8의 (a)에 도시된 구성요소와 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다.
스타일러스 펜(103)의 바디부(190) 내에서 인덕터부(140)의 위치는 도 9의 (a)의 스타일러스 펜(102)의 바디부(190) 내에서 인덕터부(140)의 위치와 상이하다. 스타일러스 펜(103)의 바디부(190) 내에서 인덕터부(140)는 전도성 팁(110)과 이격되어 있다.
이와 관련하여 도 10의 (b) 내지 (d)는 제1 차단 부재(170a)와 제2 차단 부재(170b)를 포함하는 차단 부재(170)를 상세하게 도시한다.
도 10의 (b)를 참조하면, 제1 차단 부재(170a)는 와전류의 발생을 차단하는 하나의 슬릿(GP)을 포함한다. 슬릿(GP)은 와전류에 수직인 방향(PD)의 반대 방향을 따라 제2 차단 부재(170b)의 상단까지 연장되어 있다. 제1 차단 부재(170a)의 길이(ES1)는 인덕터부(140)의 페라이트 코어(150)의 길이(CL) 이상일 수 있다. 슬릿(GP)의 길이도 제1 차단 부재(170a)의 길이(ES1)에 대응한다.
제1 차단 부재(170a)의 양단(1701, 1702)은 하나의 슬릿(GP)에 의해 이격되어 있다. 제1 차단 부재(170a)의 양단(1701, 1702)은 와전류의 방향(ED)을 따라 이격되어 있다. 그러므로, 제1 차단 부재(170a)를 따라 와전류가 흐를 수 없게 되므로, 와전류의 발생이 차단된다.
제2 차단 부재(170b)는 제1 차단 부재(170a)의 하단에 결합되어 있다. 제2 차단 부재(170b)는 방향(PD)의 반대 방향을 따라 인덕터부(140)의 페라이트 코어(150)로부터 이격되어 있다. 그러므로, 제2 차단 부재(170b)에 슬릿이 형성되어 있지 않더라도 페라이트 코어(150)에 의해 형성된 자기장에 의한 영향이 적다.
도 10의 (c)를 참조하면, 제1 차단 부재(170a)는 복수의 제1 차단부(171)를 포함한다. 복수의 제1 차단부(171)는 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되어 있으며, 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있다. 제1 차단 부재(170a)의 길이(ES1)는 인덕터부(140)의 페라이트 코어(150)의 길이(CL) 이상일 수 있다. 복수의 제1 차단부(171)의 길이도 제1 차단 부재(170a)의 길이(ES1)에 대응한다. 그러므로, 제1 차단 부재(170a)를 따라 와전류가 흐를 수 없게 되므로, 와전류의 발생이 차단된다.
제2 차단 부재(170b)는 제1 차단 부재(170a)의 하단에 결합되어 있다. 제2 차단 부재(170b)는 방향(PD)의 반대 방향을 따라 인덕터부(140)의 페라이트 코어(150)로부터 이격되어 있다. 그러므로, 제2 차단 부재(170b)가 복수의 차단부로 형성되어 있지 않더라도 페라이트 코어(150)에 의해 형성된 자기장에 의한 영향이 적다.
도 10의 (d)를 참조하면, 제1 차단 부재(170a)는 복수의 제2 차단부(172) 및 복수의 제2 차단부(172)를 서로 연결하는 제2 연결부(176)를 포함한다. 복수의 제2 차단부(172)는 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 이격되어 있으며, 복수의 제2 차단부(172) 각각의 양단은 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있다. 그러므로, 제1 차단 부재(170a)를 따라 와전류가 흐를 수 없게 되므로, 와전류의 발생이 차단된다.
제2 연결부(176)는 인덕터부(140)로부터 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되며, 제1 차단 부재(170a)와 제2 차단 부재(170b)를 연결할 수 있다.
제2 차단 부재(170b)는 제1 차단 부재(170a)의 하단에 결합되어 있다. 제2 차단 부재(170b)는 방향(PD)의 반대 방향을 따라 인덕터부(140)의 페라이트 코어(150)로부터 이격되어 있다. 그러므로, 제2 차단 부재(170b)가 복수의 차단부로 형성되어 있지 않더라도 페라이트 코어(150)에 의해 형성된 자기장에 의한 영향이 적다.
다음으로, 도 11의 (a)를 참조하면, 스타일러스 펜(104)은 전도성 팁(110), 도전성 연결 부재(120), 커패시터부(130), 인덕터부(140), 차단 부재(170), 접지부(180), 및 바디부(190)를 포함할 수 있다. 도 8의 (a)에 도시된 구성요소와 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다.
스타일러스 펜(104)의 바디부(190) 내에서 커패시터부(130)의 위치는 도 7의 (a), 도 8의 (a), 및 도 9의 (a)의 스타일러스 펜(100, 101, 102)의 커패시터부(130)의 위치와 상이하다. 스타일러스 펜(104)의 바디부(190) 내에서 커패시터부(130)는 전도성 팁(110)과 이격되어 있다.
마찬가지로, 스타일러스 펜(104)의 바디부(190) 내에서 인덕터부(140)의 위치는 전도성 팁(110)과 이격되어 있다.
전도성 팁(110)과 도전성 연결 부재(120)가 스타일러스 펜(104)의 앞 부분에 위치하고, 커패시터부(130)와 인덕터부(140)가 스타일러스 펜(104)의 뒷 부분에 위치한다.
도전성 연결 부재(120)에 대한 사용자 손에 의한 영향을 최소화하고, 인덕터부(140)에 의한 와전류의 발생을 방지하기 위해, 스타일러스 펜(104)은 차단 부재(170)를 더 포함한다.
이와 관련하여 도 11의 (b) 내지 (d)는 차단 부재(170)를 상세하게 도시한다.
도 11의 (b)를 참조하면, 차단 부재(170)는 와전류의 발생을 차단하는 하나의 슬릿(GP)을 포함한다. 슬릿(GP)은 와전류에 수직인 방향(PD)의 반대 방향을 따라 연장되어 있다. 차단 부재(170)의 길이(ES1)는 도전성 연결 부재(120)의 길이에 대응할 수 있다.
차단 부재(170)의 양단(1701, 1702)은 하나의 슬릿(GP)에 의해 이격되어 있다. 차단 부재(170)의 양단(1701, 1702)은 와전류의 방향(ED)을 따라 이격되어 있다. 그러므로, 차단 부재(170)를 따라 와전류가 흐를 수 없게 되므로, 와전류의 발생이 차단된다.
도 11의 (c)를 참조하면, 차단 부재(170)는 복수의 제1 차단부(171) 및 복수의 제1 차단부(171)를 서로 연결하는 제1 연결부(175)를 포함한다.
복수의 제1 차단부(171)는 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되어 있으며, 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있다. 차단 부재(170)의 길이(ES2)는 인덕터부(140)의 페라이트 코어(150)의 길이(CL) 이상일 수 있다. 복수의 제1 차단부(171)의 길이도 차단 부재(170)의 길이(ES2)에 대응한다. 그러므로, 차단 부재(170)를 따라 와전류가 흐를 수 없게 되므로, 와전류의 발생이 차단된다.
제1 연결부(175)는 복수의 제1 차단부(171)를 서로 연결할 수 있다. 그리고, 연결부(175)의 위치에서, 차단 부재(170)는 접지부(180)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 11의 (d)를 참조하면, 차단 부재(170)는 복수의 제2 차단부(172) 및 복수의 제2 차단부(172)를 서로 연결하는 제2 연결부(176)를 포함한다. 복수의 제2 차단부(172)는 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 이격되어 있으며, 복수의 제2 차단부(172) 각각의 양단은 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있다. 그러므로, 차단 부재(170)를 따라 와전류가 흐를 수 없게 되므로, 와전류의 발생이 차단된다.
제2 연결부(176)는 인덕터부(140)로부터 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되어 있다.
실시예들의 중 적어도 하나에 의하면, 사용자의 파지와 같은 외부 요인에 대해 강건한 스타일러스 펜을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 스타일러스 펜의 인덕턴스 값과 커패시턴스 값의 일정하게 유지될 수 있어서, 공진 주파수가 일정하게 유지되므로, 터치 센서에 대한 터치 감도를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
다음으로, 도 12 내지 도 14를 참조하여, 차단 부재(170)와 바디부(190) 사이의 위치관계에 대해 설명한다.
도 12 내지 도 13는 실시예들에 따른 스타일러스 펜의 바디 구조를 나타낸 도면이다.
차단 부재(170)는 도금, 포토리소그래피(photolithography), 박막 증착(sputtering) 등의 방법으로 시트(sheet) 상에 프린팅되어 바디부(190)에 부착되거나, 또는 바디부(190)에 직접 도금, 포토리소그래피(photolithography), 박막 증착(sputtering) 등의 방법으로 프린팅될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
먼저, 도 12의 (a)를 참조하면, 스타일러스 펜(100)은 복수의 제1 차단부(171)를 포함하는 차단 부재(170) 및 바디부(190)를 포함한다.
도 12의 (b)는 절단면(A1-A2-A3-A4)을 따라 절단된 스타일러스 펜(100)을 단면을 도시한다. 일 실시예에 따르면, 제1 차단부(171)들은 바디부(190)의 내면(190b)에 위치할 수 있다.
다음으로, 도 13의 (a)를 참조하면, 스타일러스 펜(100)은 복수의 제1 차단부(171)를 포함하는 차단 부재(170) 및 바디부(190)를 포함한다.
도 13의 (b)는 절단면(B1-B2-B3-B4)을 따라 절단된 스타일러스 펜(100)을 단면을 도시한다. 일 실시예에 따르면, 제1 차단부(171)들은 바디부(190)의 외면(190a)에 위치할 수 있다.
마지막으로, 도 14의 (a)를 참조하면, 스타일러스 펜(100)은 복수의 제1 차단부(171)를 포함하는 차단 부재(170) 및 바디부(190)를 포함한다.
도 14의 (b)는 절단면(C1-C2-C3-C4)을 따라 절단된 스타일러스 펜(100)을 단면을 도시한다. 일 실시예에 따르면, 제1 차단부(171)들은 바디부(190)의 외면(190a)과 내면(190b) 사이에 내장될 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (27)

  1. 바디부,
    상기 바디부 내에서 외부로 노출되어 있는 전도성 팁(tip),
    상기 바디부 내에 위치하고, 상기 전도성 팁에 연결되어 있으며, 상기 전도성 팁으로부터 전달되는 전기 신호를 공진시키는 공진 회로부, 그리고
    상기 공진 회로부의 적어도 일부를 감싸는, 전도성의 차단 부재
    를 포함하는 스타일러스 펜.
  2. 제1항에 있어서,
    사용자와 전기적 연결이 가능한 접지부를 더 포함하는 스타일러스 펜.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공진 회로부는,
    상기 전도성 팁과 상기 접지부 사이에 연결되어 있는 인덕터부
    상기 전도성 팁과 상기 접지부 사이에 연결되어 있는 커패시터부, 그리고
    상기 전도성 팁과 상기 인덕터부를 연결하는 전도성 연결 부재를 포함하는,
    스타일러스 펜.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 차단 부재는 상기 인덕터부만을 감싸는,
    스타일러스 펜.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 차단 부재는 상기 전도성 연결 부재만을 감싸는,
    스타일러스 펜.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단 부재는 와전류의 발생을 차단하는 하나의 슬릿을 포함하고,
    상기 하나의 슬릿에 의해 상기 차단 부재의 양단이 제1 방향을 따라 이격되어 있으며,
    상기 제1 방향은 와전류가 형성되는 방향인,
    스타일러스 펜.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 차단 부재는,
    상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라, 상기 바디부 내에서의 인덕터부의 위치와 이격되고, 상기 차단 부재의 양단을 연결하는 연결부를 더 포함하는,
    스타일러스 펜.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 접지부와 전기적으로 연결되어 있는,
    스타일러스 펜.
  9. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단 부재는 제1 방향을 따라 서로 이격되고, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 연장되어 있는 복수의 제1 차단부를 포함하고,
    상기 제1 방향은 와전류가 형성되는 방향이며,
    상기 복수의 제1 차단부는 전도성인,
    스타일러스 펜.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 차단 부재는,
    상기 제2 방향을 따라, 상기 바디부 내에서의 인덕터부의 위치와 이격되고, 상기 복수의 제1 차단부를 연결하는 연결부를 더 포함하는,
    스타일러스 펜.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 접지부와 전기적으로 연결되어 있는,
    스타일러스 펜.
  12. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단 부재는 제1 방향을 따라 연장되어 있고, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 이격되어 있는 복수의 제2 차단부를 포함하고,
    상기 제1 방향은 와전류가 형성되는 방향이며,
    상기 복수의 제2 차단부 각각의 양단은 상기 제1 방향을 따라 이격되어 있는,
    스타일러스 펜.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 차단 부재는,
    상기 제2 방향을 따라 연장되어 있고, 상기 복수의 제2 차단부를 연결하는 연결부, 그리고
    상기 제2 방향을 따라, 상기 바디부 내에서의 인덕터부의 위치와 이격되어 있고, 상기 연결부와 연결되어 있는 추가 접지부를 더 포함하는,
    스타일러스 펜.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 추가 접지부는 상기 접지부와 전기적으로 연결되어 있는,
    스타일러스 펜.
  15. 제3항에 있어서,
    상기 인덕터부는,
    페라이트 코어, 그리고
    상기 전도성 팁에 연결되어 있고 상기 페라이트 코어에 감겨 있는 전도성 코일
    을 포함하는,
    스타일러스 펜.
  16. 제3항에 있어서,
    상기 커패시터부는 병렬로 연결되고 서로 상이한 커패시턴스를 갖는 복수의 커패시터를 포함하는,
    스타일러스 펜.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 차단 부재는 상기 바디부의 내면에 위치하는,
    스타일러스 펜.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 차단 부재는 상기 바디부의 외면에 위치하는,
    스타일러스 펜.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 차단 부재는 상기 바디부의 내면과 외면 사이에 내장되어 있는,
    스타일러스 펜.
  20. 바디부,
    상기 바디부 내에서 외부로 노출되어 있는 전도성 팁(tip),
    상기 바디부 내에 위치하고, 상기 전도성 팁에 연결되어 있으며, 상기 전도성 팁으로부터 전달되는 전기 신호를 공진시키는 공진 회로부,
    상기 바디부의 적어도 일부를 감싸는, 전도성의 차단 부재
    를 포함하고,
    상기 차단 부재는 와전류의 발생을 차단하는 하나의 슬릿을 포함하고,
    상기 하나의 슬릿에 의해 상기 차단 부재의 양단이 제1 방향을 따라 이격되어 있으며,
    상기 제1 방향은 와전류가 형성되는 방향인,
    스타일러스 펜.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 공진 회로부는,
    사용자와 전기적 연결이 가능한 접지부,
    상기 전도성 팁과 상기 접지부 사이에 연결되어 있는 인덕터부,
    상기 전도성 팁과 상기 접지부 사이에 연결되어 있는 커패시터부, 그리고
    상기 전도성 팁과 상기 인덕터부를 연결하는 전도성 연결 부재를 포함하는,
    스타일러스 펜.
  22. 바디부,
    상기 바디부의 적어도 일부를 감싸는, 전도성의 차단 부재, 그리고
    상기 바디부 내에서 외부로 노출되어 있는 전도성 팁(tip)을 포함하고,
    상기 차단 부재는 와전류의 발생을 차단하는 적어도 하나의 슬릿을 포함하는,
    스타일러스 펜.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 차단 부재는 상기 바디부의 내면에 위치하는,
    스타일러스 펜.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 차단 부재는 상기 바디부의 외면에 위치하는,
    스타일러스 펜.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 차단 부재는 상기 바디부의 내면과 외면 사이에 내장되어 있는,
    스타일러스 펜.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 차단 부재는 시트(sheet) 상에 프린팅된 복수의 차단부를 포함하는,
    스타일러스 펜.
  27. 제23항에 있어서,
    상기 차단 부재는 상기 바디부에 도금되어 있는 복수의 차단부를 포함하는,
    스타일러스 펜.
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