WO2018169209A1 - 입력 장치, 전자 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

입력 장치, 전자 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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WO2018169209A1
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sub
electrodes
input device
capacitances
electrode
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PCT/KR2018/001628
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이형선
이강윤
조성훈
김관형
김상윤
류호철
김상호
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삼성전자 주식회사
성균관대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to an input device and a control method thereof, and more particularly, to a pen type input device, an electronic system and a control method thereof.
  • Smartphones or tablet PCs are mainly provided with a touch screen, the user can control the function of the electronic device using the touch screen.
  • the user may touch the touch screen using a pen-shaped input device as well as his or her body (for example, a finger).
  • the electronic device may perform different control operations according to the touch coordinates of the point where the body or the input device touches the touch screen and the menu (or icon) displayed on the touch coordinates.
  • the electronic device may perform various functions such as adjusting the thickness of the writing trace based on the degree of inclination of the input device.
  • Conventional tilt detection method is a method for detecting the tilt value of the input device based on the capacitor value formed between the input device and the electronic device, which is not efficient because the interaction between the input device and the electronic device is required There is this.
  • the present invention has been made in view of the above-described necessity, and an object of the present invention is to provide an input device, an electronic system, and a control method for detecting an inclination of the input device based on the capacitance variation inherent in the input device.
  • the communication unit for communicating with the electronic device, a pen tip provided at one end of the input device, spaced apart from each other at a position spaced from the pen tip
  • a first electrode part including a plurality of first sub-electrodes, and a plurality of second sub-electrodes spaced apart from each other to correspond to the plurality of first sub-electrodes at positions spaced apart from the first electrode part by a predetermined distance.
  • a driving signal is provided to the second electrode unit and the first and second electrode units, and the slope of the input device is based on a plurality of capacitances formed between the plurality of first sub-electrodes and the plurality of second sub-electrodes.
  • a processor for generating information and transmitting the generated information to the electronic device.
  • one of the plurality of first sub-electrodes and a corresponding second sub-electrode among the plurality of second sub-electrodes operate as a first capacitor according to a first driving signal, and the other of the plurality of first sub-electrodes is different.
  • a corresponding second sub-electrode of one and the plurality of second sub-electrodes operates as a second capacitor according to a second driving signal, and the plurality of capacitances may include capacitances of the first capacitors and capacitances of the second capacitors. It may include.
  • the plurality of first sub-electrodes may be disposed to surround the input device spaced apart from each other by a predetermined distance, and the plurality of second sub-electrodes may be arranged in the direction opposite to the direction in which the pen tip is disposed.
  • the apparatus may be spaced apart from the unit by a predetermined distance to surround the input device.
  • the processor may include a plurality of integrators including a driving unit for applying a driving signal to the electrode unit, and a plurality of integrators including a resistor and an amplifier connected to the resistor, respectively, wherein an input of the AMP is configured to be respectively applied to the plurality of first sub-electrodes. Is connected to each of the plurality of second sub-electrodes, and the plurality of first sub-electrodes and the plurality of second sub-electrodes are each paired to operate as capacitors of a plurality of integrators, respectively. can do.
  • the processor may acquire capacitances of the plurality of capacitors based on the magnitudes of the constant current sources applied to the plurality of integrators, the integration time, and the output voltage values of each of the plurality of integrators.
  • the processor may generate the slope information by comparing a plurality of reference capacitances with the plurality of capacitances, wherein the plurality of reference capacitances are measured when the input device is at a predetermined angle with respect to the electronic device. It may be a capacitance formed between the plurality of first sub-electrodes and the plurality of second sub-electrodes.
  • the inclination information of the input device may be at least one of information on the plurality of capacitances and an inclination value calculated based on the plurality of capacitances.
  • the processor may generate rotation information of the input device based on a plurality of capacitances formed between the plurality of first sub-electrodes and the plurality of second sub-electrodes and transmit the rotation information to the electronic device.
  • an electronic system including an electronic device including an input device and a touch screen may be spaced apart from each other at a predetermined distance from a conductive tip provided at one end of the input device and a distance from the conductive tip.
  • a first electrode part including a plurality of first sub-electrodes disposed thereon, and a plurality of second sub-electrodes spaced apart from each other to correspond to the plurality of first sub-electrodes at a predetermined distance from the first electrode part, respectively;
  • a pen tip formed at one end a first electrode part including a plurality of first sub-electrodes spaced apart from each other at a predetermined distance from the pen tip, and the first electrode
  • a control method of an input device including a second electrode unit including a plurality of second sub-electrodes spaced apart from each other to correspond to the plurality of first sub-electrodes at positions spaced apart from each other by a predetermined distance
  • the first and the second Providing a driving signal to a second electrode unit, generating slope information of the input device based on a plurality of capacitances formed between the plurality of first sub-electrodes and the plurality of second sub-electrodes, and generating the generated slope Transmitting information to the electronic device.
  • one of the plurality of first sub-electrodes and a corresponding second sub-electrode among the plurality of second sub-electrodes operate as a first capacitor according to a first driving signal, and the other of the plurality of first sub-electrodes is different.
  • the second sub-electrode corresponding to one of the plurality of second sub-electrodes operates as a second capacitor to the second driving signal.
  • the plurality of capacitances may include a capacitance of the first capacitor and a capacitance of the second capacitor.
  • the plurality of first sub-electrodes may be spaced apart from each other by a predetermined distance to surround the input device, and the plurality of second sub-electrodes may be opposite to the direction in which the pen tip is disposed.
  • the apparatus may be spaced apart from the unit by a predetermined distance to surround the input device.
  • the input device may further include a plurality of integrators each including a resistor and an amplifier connected to the resistor, the input of the AMP being connected to each of the plurality of first sub-electrodes, and the output of the AMP. May be connected to each of the plurality of second sub-electrodes, and the plurality of first sub-electrodes and the plurality of second sub-electrodes may be paired to operate as capacitors of each of the plurality of integrators.
  • the generating of the slope information of the input device may include obtaining capacitances of the plurality of capacitors based on the magnitudes of the constant current sources applied to the plurality of integrators, the integration time, and the output voltage values of each of the plurality of integrators. Can be.
  • the slope information may be generated by comparing a plurality of reference capacitances with the plurality of capacitances.
  • the plurality of reference capacitances may be capacitances formed between the plurality of first sub electrodes and the plurality of second sub electrodes measured while the input device is at a predetermined angle with respect to the electronic device. .
  • the inclination information of the input device may be at least one of the inclination values calculated based on the plurality of capacitance information and the plurality of capacitance information.
  • the method may further include generating rotation information of the input device based on a plurality of capacitances formed between the plurality of first sub-electrodes and the plurality of second sub-electrodes, and transmitting the generated rotation information to the electronic device. It may further comprise a step.
  • the inclination may be sensed by recognizing the amount of change in the capacitor value of the input device itself, thereby enabling a design independent of the electronic device.
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams for describing a schematic operation of an input device and an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an input device according to an exemplary embodiment.
  • 3A and 3B are diagrams for describing a structure of an input device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for describing an operation of an input device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 5 is a view for explaining the configuration of the integrator according to an embodiment of the present invention.
  • 6A and 6B are diagrams for describing a tilt detection method, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a control method of an input device according to an embodiment of the present invention.
  • Embodiments of the present disclosure may be variously modified and have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the scope to the specific embodiment, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the invention. In describing the embodiments, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist, the detailed description thereof will be omitted.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another.
  • a "module” or “unit” performs at least one function or operation, and may be implemented in hardware or software or in a combination of hardware and software.
  • a plurality of “modules” or a plurality of “units” may be integrated into at least one module except for "modules” or “units”, which need to be implemented with specific hardware, and are implemented with at least one processor (not shown). Can be.
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams for describing a schematic operation of an input device and an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the input device 100 may have a certain length and may be implemented in a thin and long pen shape so as to be easily gripped by a user. Accordingly, the input device 100 may be referred to in various terms such as an electronic pen, a pen-type input device, a stylus pen, an S-pen, and the like, but is not necessarily implemented in a pen shape. For example, it may be implemented to have a blunt or flat shaped body.
  • the input device 100 may be implemented in a passive manner or an active manner.
  • the passive method is a method of sensing the touch input of the input device 100 by the touch panel 210 by itself, and includes a capacitive method and an EMR (Electro Magnetic Resonance) method.
  • the input device 100 When implemented in a capacitive manner, the input device 100 includes a conductive tip having a predetermined area, and when implemented in an EMR manner, the input device 100 may include a coil for inducing electricity by an external magnetic field signal. .
  • a battery is built in the input device 100 to generate a unique signal, and a sensor for detecting the input device 100 is added to the electronic device 200, so that the operating system of the electronic device 200
  • the input device 100 is recognized.
  • various operations are possible between the finger and the pen.
  • the electronic device 200 may be implemented as an input panel such as a touch panel or a touch screen, or a laptop, a laptop, a mobile phone, a smartphone, an electronic blackboard, a digital signage, a PMP, an MP3 player, a game machine, or the like having a touch panel or a touch screen. It may be implemented as an electronic device such as a kiosk or a monitor.
  • the capacitive touch panel may have an electrode pattern structure as shown in FIG. 1B.
  • the grid-shaped electrode pattern illustrated in FIG. 1B includes vertical lines 211 and horizontal lines 212-1, 212-2, and 212-3.
  • This method is divided into a transmitter for transmitting an electric field and a receiver for detecting a change in the electric field, so that coordinates can be detected by detecting a change in the electric field due to contact of a conductor. Specifically, when the electric field is output from the input device 100 itself, the change of the electric field in the electrode pattern is detected. If a finger touch is to be detected, a method of dividing an electrode in a first direction by a transmitter and a electrode in a second direction among the electrodes in two directions that cross each other may be used.
  • the electronic device 200 may perform different control operations according to the signal output from the input device 100. For example, if the user touches the input device 100 on the touch screen of the electronic device 200 and moves the touch point, the electronic device 200 displays a line, that is, a writing trajectory according to the movement trajectory. do. In this state, the thickness, brightness, size, color, saturation, font, shape, and the like of the writing trace can be adjusted to the user's manipulation. For example, the electronic device 200 may adjust the thickness of the writing trace based on the slope of the input device 100.
  • the electronic device 200 needs to acquire inclination information of the input device 100.
  • the electronic device 200 generates the inclination information by itself and generates the inclination information of the input device 100. Can be sent to.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an input device according to an exemplary embodiment.
  • the input device 100 includes a communication unit 110, a pen tip 120, an electrode unit 130, a driver 140, and a processor 140.
  • the input apparatus 100 may be implemented in a passive manner or an active manner, but for the convenience of description, the following description will be made assuming that the input apparatus 100 is implemented in a passive manner.
  • the communication unit 110 communicates with the electronic device 200.
  • the communication unit 110 may include at least one of a short range communication module, a wireless LAN communication module, and a wired Ethernet module according to the performance and structure of the input device 100.
  • a short range communication module such as an infrared communication module, a Bluetooth communication module, or the like.
  • the communication module may be provided at the pen tip 120.
  • the pen tip 120 may be formed at one end of the input device 100.
  • the input device 100 may include a straight body portion 310 suitable for a user grip and an input unit 320 coupled to one end thereof, as illustrated in FIG. 3A.
  • the input unit 320 may be implemented in a conical shape as shown, and the pen tip 120 may be exposed at one end.
  • the body 310 and the input unit 320 are divided for convenience of description, and the input unit 320 may be implemented as a part of the body unit 310. That is, the input unit 320 and the body unit 310 may be implemented as a single body without distinction.
  • the pen tip 120 may be formed of a conductive metal tip, for example.
  • the conductive pen tip 120 may be formed inside the non-conductive material or may be implemented in a form in which a portion of the conductive pen tip 120 is exposed to the outside.
  • the conductive pen tip 120 may further include an insulating material that prevents the direct contact with the touch screen of the electronic device 100.
  • the insulating material may be, for example, rubber, plastic, glass, or the like.
  • the pen tip 120 may be implemented without a separate communication unit 110.
  • the conductive pen tip 120 can serve as a transmission electrode.
  • the conductive pen tip 120 contacts or approaches on the touch panel of the electronic device 200, the conductive pen tip 120 is coupled with the touch panel at the contact (or proximity) point.
  • the signal may be transmitted to a point of contact (or proximity) of the touch panel.
  • the electrode unit 130 includes a first electrode unit 131 and a second electrode unit 132.
  • the first electrode part 131 is formed to be spaced apart from the conductive tip 120 by a predetermined distance
  • the second electrode part 132 is formed to be spaced apart from the first electrode part 131 by a predetermined distance.
  • the second electrode unit 132 when the input unit 320 of the input device 100 is implemented in a conical shape in which a cross-sectional area gradually increases with respect to the pen tip 120, the second electrode unit 132.
  • various electrode materials may be used as the electrode unit 130, and for example, may be implemented as indium tin oxide (ITO).
  • the first electrode unit 131 includes a plurality of first sub electrodes 131-1, 131-2, and 131-3.
  • the plurality of first sub-electrodes may be disposed to surround the input unit 320 of the input device 100 at a predetermined distance from each other.
  • the meaning of being arranged to surround the input unit 320 means that it is disposed at the edge of the input unit 320, and the plurality of first sub-electrodes 131-1, 131-2, and 131-3 are exposed to the outside. Of course, this does not mean to be arranged. That is, it will be apparent to those skilled in the art that the input unit 310 and the body unit 320 may be covered by a case.
  • the plurality of first sub electrodes 131-1, 131-2, and 131-3 may be arranged as shown in FIG. 3B.
  • the second electrode part 132 is spaced apart from the first electrode part 131 by a predetermined distance, and the plurality of second electrodes disposed to correspond to the plurality of first sub-electrodes 131-1, 131-2, and 131-3, respectively.
  • the plurality of second sub-electrodes is spaced apart from the first electrode 131 by a predetermined distance in a direction opposite to the direction in which the pen tip 120 is disposed, and thus the input unit of the input device 100 is provided. It may be arranged to surround the (320).
  • the plurality of first sub electrodes 132-1, 132-2, and 132-3 may be arranged as shown in FIG. 3B.
  • the processor 140 provides driving signals to the first and second electrode units 131 and 132.
  • the processor 140 may be implemented to include a driver (not shown).
  • the driving unit may be implemented as an oscillator, a bias DC power supply, or the like.
  • the oscillator may be implemented as a transistor circuit according to an example, and may be implemented as an LC oscillator, an RC oscillator, an oscillator using Winbridge, and the like.
  • the high frequency oscillator and the low frequency oscillator may be classified according to the high and low frequency of the generated AC frequency, and may be classified into a sine wave oscillator, a pulse oscillator, and the like according to the generated AC waveform.
  • the driver 140 may be implemented as a bias DC power supply that does not use a transistor.
  • the processor 140 may be implemented as a digital signal processor (DSP), which refers to an integrated circuit that processes digital signals.
  • DSP digital signal processor
  • the driver may be implemented as one configuration of the DSP.
  • the processor 140 may input the input device based on a plurality of capacitances formed between the plurality of first sub electrodes 131-1 to 131-3 and the plurality of second sub electrodes 132-1 to 132-3 corresponding to each other. Generate slope information of 100. In addition, the processor 140 may transmit the generated slope information to the electronic device 200 through the communication unit 110.
  • the plurality of first sub-electrodes includes three sub-electrodes, an A electrode, a B electrode, and a C electrode
  • the plurality of second sub-electrodes may include three sub-electrodes corresponding to the A, B, and C electrodes; It may include A ', B', C 'electrode.
  • the A electrode and the A 'electrode operate as the first capacitor according to the first driving signal applied from the processor 140
  • the B electrode and the B' electrode operate as the second capacitor according to the second driving signal
  • the C electrode and the C ′ electrode may operate as a third capacitor according to the third driving signal.
  • the first to third driving signals may be currents having the same magnitude.
  • the capacitance formed in the first to third capacitors changes according to the inclination of the input device 100
  • the processor 140 may determine the inclination of the input device 100 based on the inclination of the input device 100.
  • the processor 140 may generate gradient information by comparing a plurality of previously stored reference capacitances with a plurality of calculated capacitances.
  • the plurality of reference capacitances are the plurality of first sub electrodes 131-1 to 131-3 and the plurality of second subs respectively corresponding to the input device 100 at a predetermined angle with respect to the electronic device 200. It may be a capacitance formed between the electrodes 132-1 to 132-3.
  • the capacitances of the first to third capacitors are the same when the input device 100 is perpendicular to the electronic device 200, that is, at 90 degrees.
  • the capacitance of the first to third capacitors may be the reference capacitance.
  • the present invention is not limited thereto, and the capacitance of the first to third capacitors in a state where the input device 100 is horizontal, that is, 0 degrees with respect to the electronic device 200 may be the reference capacitance.
  • the reference capacitance value may be calculated through experiments and may be pre-stored in the input device 100, but may be calculated based on data accumulated according to the use of the input device 100.
  • the processor 140 may be implemented in the form of a field programmable gate array (FPGA) as well as the above-described DSP according to the implementation form of the input device 100.
  • the processor 140 may include a central processing unit (CPU), a micro controller unit (MCU) controller, an application processor (AP), a communication processor (CP), It may include one or more of the ARM processors or may be defined in terms.
  • the driver may be implemented in a separate configuration from the processor 140.
  • the input device 100 obtains a plurality of capacitances formed between each of the plurality of first sub electrodes 131-1 to 131-3 and the corresponding plurality of second sub electrodes 132-1 to 132-3.
  • a plurality of integrators (not shown) and an analog-digital converter (ADC) for converting analog signals output from the plurality of integrators into digital signals may be included.
  • each of the plurality of integrators 161, 162, and 163 may include a plurality of first sub electrodes 131-1 to 131-3 and a corresponding plurality of second sub electrodes 132-. 1 to 132-3)
  • a plurality of capacitances formed between each of the first to third capacitances may be obtained, and the ADC 170 may convert the plurality of capacitances into digital signals and provide them to the processor 140.
  • the plurality of capacitances may be amplified through an amplifier (not shown), and then filtered by a filter (not shown) to be provided to the ADC 170.
  • the driving unit 150, the plurality of integrators 161, 162, 163, and the ADC 170 are illustrated as being implemented in a separate configuration from the processor 140.
  • the driving unit 150, the plurality of integrators 161, 162, 163, and the ADC 170 may be one component of the processor 140.
  • the driver 150, the plurality of integrators 161, 162, and 163, and the ADC 170 may be one component of the DSP.
  • each of the plurality of integrators 161, 162, and 163 may be implemented in a form including a resistor and an amplifier connected to the resistor.
  • an input of the AMP provided in each of the plurality of integrators 161, 162, and 163 is connected to each of the plurality of first sub-electrodes 131-1 to 131-3, and the output of the AMP is the plurality of second The sub electrodes 132-1 to 132-3 may be connected to each other.
  • the plurality of first sub electrodes 131-1 to 131-3 and the plurality of second sub electrodes 132-1 to 132-3 are paired to operate as capacitors of a plurality of integrators, respectively.
  • FIG. 5 is a view for explaining the configuration of the integrator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates a configuration of a first integrator 161 among a plurality of integrators 161, 162, and 163.
  • the first integrator 161 includes a first resistor 161-1 and a first AMP 161-2.
  • the input of the first AMP 161-2 is connected to one first sub-electrode 131-1, and the output of the AMP 161-2 is one second sub-electrode 132-1.
  • the first sub-electrode 131-1 and the second sub-electrode 132-1 operate as a capacitor of the first integrator 161.
  • the output of the first integrator 161 may be converted into a digital signal by the ADC 170 and provided to the processor 140.
  • the outputs of the second integrator 162 and the third integrator 163 may also be converted into digital signals by the ADC 170 and provided to the processor 140.
  • the processor 140 may generate slope information of the input device 100 based on the output voltage values of each of the plurality of integrators 161, 162, and 163.
  • the processor 140 may set the output voltage values of each of the plurality of integrators 161, 162, and 613 as v1, v2, and v3.
  • the processor 140 may include various factors that may affect the output voltage value v, for example, the size, integration time, and the plurality of integrators of the constant current source applied to the plurality of integrators 161, 162, and 613. Capacitances of the plurality of capacitors may be obtained based on the output voltage values of the respective capacitors 161, 162, and 613.
  • the constant current source is a power source capable of supplying a constant current with a very large internal impedance (ideally infinite), regardless of the load, it can be implemented in various forms.
  • 6A and 6B are diagrams for describing a tilt detection method, according to an exemplary embodiment.
  • a plurality of capacitors for example, an A capacitor by the first sub electrode 131-1 and the second sub electrode 132-1, and The capacitance formed in the B capacitor by the second sub-electrode 131-2 and the second sub-electrode 132-1 is the same.
  • the values of the A capacitor and the B capacitor are sensed in the corresponding first and second integrators 161 and 162, respectively, and digitally processed by the ADC 170.
  • the dielectric constant of the touch panel 210 affects the capacitance of the capacitor of the input device 100.
  • the A capacitor formed by the first sub-electrode 131-1 and the second sub-electrode 132-1 is less affected by the touch panel 210, but the first sub-electrode 131-2 is less affected.
  • the capacitance of the B capacitor by the second sub-electrode 132-2 is greatly changed by the influence of the touch panel 210. That is, since capacitance values of the plurality of capacitors change according to the inclination of the input device 100, the inclination of the input device 100 may be known based on the capacitance value.
  • the dielectric constant of the inter-electrode material constituting the capacitor but also the inter-electrode distance and the effective area may vary according to the slope, and this may also affect the capacitance.
  • the processor 140 may generate slope information of the input device 100 based on the output voltage values v1, v2, and v3 of each of the plurality of integrators 161, 162, and 613.
  • the signal digitally processed by the ADC 170 may be processed by the processor 140, for example, a DSP, and transmitted to the electronic device 200 through the driver stage 180.
  • the signal processed through the DSP may be transmitted to the electronic device 200 via the driver 180 of the pen tip 120.
  • the slope information of the input device 100 transmitted to the electronic device 200 may be a slope value calculated based on the plurality of capacitance information.
  • signals digitally processed through the ADC 170 may be directly transmitted to the electronic device 200 via the driver stage 180.
  • the electronic device 200 may obtain slope information based on the plurality of capacitance information.
  • the electronic device 200 may store slope information corresponding to the plurality of capacitance information in the form of a lookup table.
  • the lookup table may be obtained based on a form in which a value obtained by an experiment at the time of manufacturing the electronic device 200 is stored or accumulated data while the input device 100 and the electronic device 200 are used.
  • an algorithm eg, an equation or the like that may generate gradient information based on the plurality of capacitance information may be stored.
  • the electronic device 200 stores a plurality of reference capacitance values corresponding to a reference slope (for example, 90 degrees and 0 degrees), and corresponds to a plurality of received capacitance values based on the reference slope and the reference capacitance.
  • Algorithms for obtaining the gradients can be stored.
  • the processor 140 may include a plurality of first sub-electrodes 131-1, 131-2, and 131-3 and a plurality of second sub-electrodes 132-1, 132-2, and 132-3. Rotation information of the input apparatus 100 may be generated and transmitted to the electronic device 200 based on the capacitance of the.
  • the rotation information indicates how much of the state is rotated based on the preset position of the input device 100, that is, which direction is inclined.
  • the thickness of the writing trajectory may vary depending on which position the current tilt direction is based on a specific reference position of the input device 100 (for example, a position marked with a trademark, a position provided with a specific marker, etc.). It can be implemented to be different.
  • the writing trajectory when the writing trajectory is inclined to the position where the specific marker is provided, the writing trajectory may be the thinnest and the writing trajectory is thickened according to the degree of rotation of the writing trajectory. That is, when the writing trajectory is inclined to the position where the specific marker is provided, when the writing trajectory is implemented to have the thinnest thickness and the writing trajectory is thickest, the rotation information of the input device 100 is required.
  • a plurality of capacitances formed between the plurality of terminals may inform information about how much the input device 100 is inclined while being rotated based on a preset position.
  • the inclination information and the rotation information processed as described above may be converted into data for transmission through the driver 180 and transmitted to the electronic device 200.
  • the first electrode part 131 and the second electrode part 132 have been described as including three sub-electrodes. However, this is only an example and the number of sub-electrodes is limited thereto. It is not.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a control method of an input device according to an embodiment of the present invention.
  • the input device to which the control method according to FIG. 7 is applied includes a pen tip provided in the input device, a first electrode part including a plurality of first sub-electrodes spaced apart from each other at a position spaced from the pen tip by a predetermined distance, and a first
  • the second electrode unit may include a plurality of second sub-electrodes spaced apart from each other to correspond to the plurality of first sub-electrodes at positions spaced apart from the electrode by a predetermined distance.
  • a driving signal is applied to at least one of the plurality of first sub-electrodes included in the first electrode unit and the number of second sub-electrodes included in the second electrode unit (S710).
  • each of the plurality of second sub-electrodes may correspond to each of the plurality of first sub-electrodes.
  • one of the plurality of first sub-electrodes and the corresponding second sub-electrode among the plurality of second sub-electrodes operate as a first capacitor according to the first driving signal
  • the other one of the plurality of first sub-electrodes may be used.
  • the corresponding second sub-electrode of the plurality of second sub-electrodes may operate as a second capacitor to the second driving signal, and may include a plurality of capacitances, capacitances of the first capacitors, and capacitances of the second capacitors.
  • the plurality of first sub-electrodes may be disposed to surround the input unit while being spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the plurality of second sub-electrodes may be disposed to surround the input unit while being spaced apart from the first electrode unit by a predetermined distance.
  • the input device may further include a plurality of integrators each including a resistor and an amplifier connected to the resistor as described above.
  • an input of the AMP is connected to each of the plurality of first sub electrodes
  • an output of the AMP is connected to each of the plurality of second sub electrodes
  • the plurality of first sub electrodes and the plurality of second sub electrodes are each paired. It is possible to operate as a capacitor of each of the plurality of integrators.
  • capacitances of the plurality of capacitors may be obtained based on the magnitudes of the constant current sources applied to the plurality of integrators, the integration time, and the output voltage values of each of the plurality of integrators.
  • the slope information may be generated by comparing the plurality of reference capacitances and the plurality of capacitances.
  • the plurality of reference capacitances may be capacitances formed between the plurality of first sub-electrodes and the plurality of second sub-electrodes measured while the input device is at a predetermined angle with respect to the electronic device.
  • the slope information of the input device may be at least one of a plurality of capacitance information and a slope value calculated based on the plurality of capacitance information.
  • the control method may further include generating rotation information of the input device based on a plurality of capacitances formed between the plurality of first sub electrodes and the plurality of second sub electrodes, and transmitting the generated rotation information to the electronic device. It may further comprise a step.
  • the inclination may be sensed by recognizing the amount of change in the capacitor value of the input device itself, thereby enabling a design independent of the electronic device.
  • the tilt information can be transmitted to the electronic device through one transmitter, power consumption can be reduced.
  • the above-described methods according to various embodiments of the present disclosure may be implemented in the form of software, a program, or an application that can be installed in an existing input device.
  • a non-transitory computer readable medium may be provided in which a program for sequentially performing a control method according to the present invention is stored.
  • the non-transitory readable medium refers to a medium that stores data semi-permanently and is readable by a device, not a medium storing data for a short time such as a register, a cache, a memory, and the like.
  • a non-transitory readable medium such as a CD, a DVD, a hard disk, a Blu-ray disk, a USB, a memory card, a ROM, or the like.

Abstract

입력 장치가 개시된다. 입력 장치는, 전자 기기와 통신하는 통신부, 입력 장치의 일 단부에 마련된 펜 팁, 펜 팁으로부터 일정 거리 이격된 위치에서 서로 이격 배치된 복수의 제1 서브 전극을 포함하는 제1 전극부, 제1 전극부와 일정 거리 이격된 위치에서 복수의 제1 서브 전극에 각각 대응되도록 서로 이격 배치된 복수의 제2 서브 전극을 포함하는 제2 전극부 및 제1 및 제2 전극부에 구동 신호를 제공하고, 복수의 제1 서브 전극 및 복수의 제2 서브 전극 간에 형성되는 복수의 커패시턴스에 기초하여 입력 장치의 기울기 정보를 생성하여 전자 기기로 전송하는 프로세서를 포함한다.

Description

입력 장치, 전자 시스템 및 그 제어 방법
본 발명은 입력 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펜 타입의 입력 장치, 전자 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
전자 기술의 발달에 힘입어 다양한 유형의 전자기기들이 개발 및 보급되고 있다.
특히, 최근에는 사용자가 휴대할 수 있는 스마트폰 또는 태블릿 PC의 보급이 활발하게 진행되고 있다. 스마트폰 또는 태블릿 PC는 주로 터치 스크린을 구비하고 있으며, 사용자는 터치 스크린을 이용하여 전자기기의 기능을 제어할 수 있다.
사용자는 자신의 신체(예를 들어, 손가락 등) 뿐만 아니라 펜 형상의 입력 장치를 이용해서도 터치스크린을 터치할 수 있다. 전자기기는 신체나 입력 장치 등이 터치 스크린을 터치한 지점의 터치 좌표와 그 터치 좌표 상에 표시된 메뉴(또는 아이콘)에 따라 상이한 제어 동작을 수행할 수 있다.
특히, 전자기기는 입력 장치가 기울어진 정도에 기초하여 필기 궤적의 두께를 조정하는 등과 같은 다양한 기능을 수행할 수 있다.
종래의 기울기 감지 방법으로는, 입력 장치와 전자 기기 간에 형성되는 커패시터 값에 기초하여 입력 장치의 기울기 값을 감지하는 방법이 있는데, 이는 입력 장치와 전자 기기 간에 상호 동작이 요구되므로 효율적이지 못하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 필요성에 의해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 입력 장치 고유의 커패시턴스 변화량에 기초하여 입력 장치의 기울기를 검출하는 입력 장치, 전자 시스템 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력 장치는, 전자 기기와 통신하는 통신부, 상기 입력 장치의 일 단부에 마련된 펜 팁, 상기 펜 팁으로부터 일정 거리 이격된 위치에서 서로 이격 배치된 복수의 제1 서브 전극을 포함하는 제1 전극부, 상기 제1 전극부와 일정 거리 이격된 위치에서 상기 복수의 제1 서브 전극에 각각 대응되도록 서로 이격 배치된 복수의 제2 서브 전극을 포함하는 제2 전극부 및 상기 제1 및 제2 전극부에 구동 신호를 제공하고, 상기 복수의 제1 서브 전극 및 상기 복수의 제2 서브 전극 간에 형성되는 복수의 커패시턴스에 기초하여 상기 입력 장치의 기울기 정보를 생성하여 상기 전자 기기로 전송하는 프로세서를 포함한다.
이 경우, 상기 복수의 제1 서브 전극 중 하나와 상기 복수의 제2 서브 전극 중 대응되는 제2 서브 전극은 제1 구동 신호에 따라 제1 커패시터로 동작하고, 상기 복수의 제1 서브 전극 중 다른 하나와 상기 복수의 제2 서브 전극 중 대응되는 제2 서브 전극은 제2 구동 신호에 따라 제2 커패시터로 동작하며, 상기 복수의 커패시턴스는, 상기 제1 커패시터의 커패시턴스 및 상기 제2 커패시터의 커패시턴스를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 제1 서브 전극은, 서로 일정 거리 이격되어 상기 입력 장치둘레를 감싸도록 배치되며, 상기 복수의 제2 서브 전극은, 상기 펜 팁이 배치된 방향과 반대 방향으로 상기 제1 전극부와 일정 거리 이격되어, 상기 입력 장치 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 전극부로 구동 신호를 인가하는 구동부 및 각각 저항 및 상기 저항에 연결된 AMP(amplifier)를 포함하는 복수의 적분기를 포함하며, 상기 AMP의 입력은 상기 복수의 제1 서브 전극 각각에 연결되고, 상기 AMP의 출력은 상기 복수의 제2 서브 전극 각각에 연결되며, 상기 복수의 제1 서브 전극 및 상기 복수의 제2 서브 전극은, 각각 쌍을 이루어 복수의 적분기 각각의 커패시터로 동작할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 복수의 적분기에 인가된 정전류원의 크기, 적분 시간 및 상기 복수의 적분기 각각의 출력 전압 값에 기초하여 상기 복수의 커패시터의 커패시턴스를 획득할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 복수의 기준 커패시턴스와 상기 복수의 커패시턴스를 비교하여 상기 기울기 정보를 생성하며, 상기 복수의 기준 커패시턴스는, 상기 입력 장치가 상기 전자 기기에 대해 기설정된 각도인 상태에서 측정된 상기 복수의 제1 서브 전극 및 상기 복수의 제2 서브 전극 간에 형성되는 커패시턴스가 될 수 있다.
또한, 상기 입력 장치의 기울기 정보는, 상기 복수의 커패시턴스에 대한 정보 및 상기 복수의 커패시턴스에 기초하여 산출된 기울기 값 중 적어도 하나가 될 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 복수의 제1 서브 전극 및 상기 복수의 제2 서브 전극 간에 형성되는 복수의 커패시턴스에 기초하여 상기 입력 장치의 회전 정보를 생성하여 상기 전자 기기로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력 장치 및 터치 스크린을 포함하는 전자 기기를 포함하는 전자 시스템은, 상기 입력 장치의 일 단부에 마련된 도전성 팁, 상기 도전성 팁으로부터 일정 거리 이격되어 위치에서 서로 이격 배치된 복수의 제1 서브 전극을 포함하는 제1 전극부 및, 상기 제1 전극부와 일정 거리 이격 위치에서 상기 복수의 제1 서브 전극에 각각 대응되도록 서로 이격 배치된 복수의 제2 서브 전극을 포함하는 제2 전극부를 포함하며, 상기 복수의 제1 서브 전극 및 상기 복수의 제2 서브 전극 간에 형성되는 복수의 커패시턴스에 대한 정보를 상기 전자 기기로 전송하는 입력 장치 및, 상기 입력 장치로부터 수신된 상기 복수의 커패시턴스 정보에 기초하여 상기 입력 장치의 기울기 값을 획득하며, 획득된 기울기 값에 기초하여 상기 터치 스크린을 제어하는 전자 기기를 포함한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 일 단부에 형성된 펜 팁, 상기 펜 팁으로부터 일정 거리 이격된 위치에서 서로 이격 배치된 복수의 제1 서브 전극을 포함하는 제1 전극부 및, 상기 제1 전극부와 일정 거리 이격된 위치에서 상기 복수의 제1 서브 전극에 각각 대응되도록 서로 이격 배치된 복수의 제2 서브 전극을 포함하는 제2 전극부를 포함하는 입력 장치의 제어 방법은, 상기 제1 및 제2 전극부에 구동 신호를 제공하는 단계, 상기 복수의 제1 서브 전극 및 상기 복수의 제2 서브 전극 간에 형성되는 복수의 커패시턴스에 기초하여 상기 입력 장치의 기울기 정보를 생성하는 단계 및 상기 생성된 기울기 정보를 상기 전자 기기로 전송하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 복수의 제1 서브 전극 중 하나와 상기 복수의 제2 서브 전극 중 대응되는 제2 서브 전극은 제1 구동 신호에 따라 제1 커패시터로 동작하고, 상기 복수의 제1 서브 전극 중 다른 하나와 상기 복수의 제2 서브 전극 중 대응되는 제2 서브 전극은 제2 구동 신호에 제2 커패시터로 동작하며,
상기 복수의 커패시턴스는, 상기 제1 커패시터의 커패시턴스 및 상기 제2 커패시터의 커패시턴스를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 제1 서브 전극은, 서로 일정 거리 이격되어 상기 입력 장치 둘레를 감싸도록 배치되며, 상기 복수의 제2 서브 전극은, 상기 펜 팁이 배치된 방향과 반대 방향으로 상기 제1 전극부와 일정 거리 이격되어, 상기 입력 장치 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 입력 장치는, 각각 저항 및 상기 저항에 연결된 AMP(amplifier)를 포함하는 복수의 적분기를 더 포함하며, 상기 AMP의 입력은 상기 복수의 제1 서브 전극 각각에 연결되고, 상기 AMP의 출력은 상기 복수의 제2 서브 전극 각각에 연결되며, 상기 복수의 제1 서브 전극 및 상기 복수의 제2 서브 전극은, 각각 쌍을 이루어 복수의 적분기 각각의 커패시터로 동작할 수 있다.
또한, 상기 입력 장치의 기울기 정보를 생성하는 단계는, 상기 복수의 적분기에 인가된 정전류원의 크기, 적분 시간 및 상기 복수의 적분기 각각의 출력 전압 값에 기초하여 상기 복수의 커패시터의 커패시턴스를 획득할 수 있다.
또한, 상기 입력 장치의 기울기 정보를 생성하는 단계는, 복수의 기준 커패시턴스와 상기 복수의 커패시턴스를 비교하여 상기 기울기 정보를 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 기준 커패시턴스는, 상기 입력 장치가 상기 전자 기기에 대해 기설정된 각도인 상태에서 측정된 상기 복수의 제1 서브 전극 및 상기 복수의 제2 서브 전극 간에 형성되는 커패시턴스가 될 수 있다.
또한, 상기 입력 장치의 기울기 정보는, 상기 복수의 커패시턴스 정보 및 상기 복수의 커패시턴스 정보에 기초하여 산출된 기울기 값 중 적어도 하나가 될 수 있다.
또한, 상기 복수의 제1 서브 전극 및 상기 복수의 제2 서브 전극 간에 형성되는 복수의 커패시턴스에 기초하여 상기 입력 장치의 회전 정보를 생성하는 단계 및, 상기 생성된 회전 정보를 상기 전자 기기로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 입력 장치 자체의 커페시터 값 변화량을 인지하여 기울기를 감지할 수 있으므로 전자 기기와 독립적인 설계가 가능하게 된다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력 장치와, 전자 기기의 개략적 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력 장치의 구조를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적분기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기울기 감지 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
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이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.　
본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 개시의 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 발명된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 "모듈" 혹은 "부"는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈" 혹은 복수의 "부"는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 "모듈" 혹은 "부"를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.　그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력 장치와, 전자 기기의 개략적 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력 장치(100)는 일정한 길이를 가지며 사용자가 쥐기 편하도록 얇고 긴 펜 형상으로 구현될 수 있다. 따라서, 입력 장치(100)는 전자 펜, 펜 형 입력 장치, 스타일러스 펜, S-펜 등과 같이 다양한 용어로 지칭할 수 있지만, 반드시 펜 형상으로 구현되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 뭉툭하거나, 평평한 형상의 바디를 갖도록 구현될 수도 있다.
입력 장치(100)는 패시브 방식 또는 액티브 방식으로 구현될 수 있다.
패시브 방식은 터치 패널(210) 스스로 입력 장치(100)의 터치 입력을 감지하는 방식으로, Capacitive 방식, EMR(Electro Magnetic Resonance) 방식 등이 있다. Capacitive 방식으로 구현되는 경우 입력 장치(100)는 일정한 면적을 가진 도전성 팁을 포함하며, EMR 방식으로 구현되는 경우 입력 장치(100)는 외부의 자기장 신호에 의해 전기를 유도하는 코일을 포함할 수 있다.
반면 액티브 방식은 입력 장치(100)에 배터리가 내장되어 고유한 신호를 발생시키고, 전자 기기(200)에 입력 장치(100) 감지를 위한 센서가 추가되어, 전자 기기(200)의 운영 체제 단에서 입력 장치(100)를 인식하는 방식이다. 이 경우, 입력 장치(100)와 손가락 터치를 구분하거나 각 입력장치(100)를 구분해 인식함으로써 손가락과 펜을 오가며 다양한 작업이 가능해진다.
전자 기기(200)는 터치 패널, 터치 스크린과 같은 입력 패널로 구현되거나, 터치 패널 또는 터치 스크린을 구비하는 노트북, 랩탑, 휴대폰, 스마트폰, 전자칠판, 디지털 사이니지, PMP, MP3 player, 게임기, 키오스크, 모니터 등과 같은 전자 기기로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따른 정전식 터치 패널은 도 1b에서와 같은 전극 패턴 구조를 가질 수 있다. 도 1b에 도시된 격자 무늬의 전극 패턴은 세로 방향 라인(211) 및 가로 방향 라인(212-1, 212-2, 212-3)을 포함한다. 이러한 방식은 전기적 필드(electric field)를 송신하는 송신부, 전기적 필드의 변화를 감지하는 수신부로 구분되어 도체의 접촉에 의한 전기적 필드의 변화를 감지하여 좌표를 검출할 수 있다. 구체적으로, 입력 장치(100) 자체에서 전기적 필드를 출력하면, 전극 패턴에서 전기적 필드의 변화를 감지하게 된다. 만약 손가락의 접촉을 감지하고자 한다면, 교차하는 두 방향의 전극 중, 제1 방향의 전극을 송신부, 제2 방향의 전극을 수신부로 나누어 기능하게 하는 방법을 사용할 수도 있다.　
한편, 전자 기기(200)는 입력 장치(100)로부터 출력되는 신호에 따라 상이한 제어 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 입력 장치(100)를 전자 기기(200)의 터치 스크린에 터치시키고 터치 지점을 이동시키고 있는 경우라면, 전자 기기(200)는 그 이동 궤적에 따라 라인 즉, 필기 궤적을 디스플레이한다. 이러한 상태에서 사용자의 조작에 필기 궤적의 두께, 명도, 크기, 색상, 채도, 폰트, 형태 등을 조정할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기(200)는 입력 장치(100)의 기울기에 기초하여 필기 궤적의 두께를 조정할 수 있다.
이 경우, 전자 기기(200)는 입력 장치(100)의 기울기 정보를 획득할 필요가 있는데, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 입력 장치(100)에서 자체적으로 기울기 정보를 생성하여 전자 기기(200)로 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2에 따르면, 입력 장치(100)는 통신부(110), 펜 팁(120), 전극부(130), 구동부(140) 및 프로세서(140)를 포함한다.
상술한 바와 같이 입력 장치(100)는 패시브 방식 또는 액티브 방식으로 구현될 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 입력 장치(100)가 패시브 방식으로 구현되는 경우를 상정하여 설명하도록 한다.
통신부(110)는 전자 기기(200)와 통신을 수행한다. 통신부(110)는 입력 장치(100)의 성능 및 구조에 따라 근거리 통신 모듈, 무선랜 통신 모듈, 유선 이더넷 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적외선 통신 모듈, 블루투스 통신 모듈 등과 같은 통신 모듈로 구현될 수 있다. 일 예로 통신 모듈은 펜 팁(120)에 구비될 수도 있다.
펜 팁(120)은 입력 장치(100)의 일 단부에 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 입력 장치(100)는 도 3a에 도시된 바와 같이 사용자가 쥐기에 적합한 일자형의 바디부(310) 및 그의 일단에 결합되는 입력부(320)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력부(320)는 도시된 바와 같이 원뿔형으로 구현될 수 있고, 일 단에는 펜 팁(120)이 노출될 수 있다. 다만, 바디부(310) 및 입력부(320)는 설명의 편의를 위하여 구분한 것이며, 입력부(320)가 바디부(310)의 일 부분으로 구현될 수 있음은 물론이다. 즉, 입력부(320) 및 바디부(310)는 구분 없이 하나의 본체로 구현될 수 있다.
펜 팁(120)은 예를 들어 도전성 금속 팁으로 형성될 수 있다. 도전성 펜 팁(120)은 비전도성 물질 내부에 존재하거나 또는 도전성 펜 팁(120)의 일부가 외부로 노출되는 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 사용 시에 필기 감을 부드럽게 하기 위하여 도전성 펜 팁(120)이 전자 기기(100)의 터치 스크린과 직접적인 접촉하는 것을 방지하는 절연 물질을 더 포함할 수 있다. 절연 물질로는 예를 들어, 고무, 플라스틱, 유리 등이 될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 별도의 통신부(110)가 구비되지 않고 펜 팁(120)이 해당 기능을 하도록 구현될 수도 있다. 예를 들어, 도전성 펜 팁(120)은 송신 전극의 역할을 할 수 있다. 도전성 펜 팁(120)은 전자 기기(200)의 터치 패널 상에 접촉(Contact) 또는 근접(Hovering)될 때, 그 접촉(또는 근접) 지점에서 전도성 펜 팁(120)은 터치 패널과 커플링되어 터치 패널의 접촉(또는 근접) 지점에 신호를 송신할 수 있다.
전극부(130)는 제1 전극부(131) 및 제2 전극부(132)를 포함한다.
제1 전극부(131)는 도전성 팁(120)으로부터 일정 거리 이격되어 형성되고, 제2 전극부(132)는 제1 전극부(131)와 일정 거리 이격되어 형성된다. 일 실시 예에 따라 도 3a에 도시된 바와 같이 입력 장치(100)의 입력부(320)가 펜 팁(120)을 기준으로 점차 단면적이 증가하는 원 뿔 형태로 구현되는 경우, 제2 전극부(132)의 반지름은 제1 전극부(131)의 반지름보다 크게 된다. 또한, 전극부(130)로서 다양한 전극 재료가 이용될 수 있으며, 일 예로, ITO(Indium Tin Oxide)로 구현될 수 있다.
제1 전극부(131)는 복수의 제1 서브 전극(131-1, 131-2, 131-3)을 포함한다. 이 경우, 복수의 제1 서브 전극은 도 3a에 도시된 바와 같이 서로 일정 거리 이격되어 입력 장치(100)의 입력부(320) 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다. 여기서, 입력부(320) 둘레를 감싸도록 배치된다는 의미는 입력부(320)의 테두리 위치에 배치된다는 의미이며, 복수의 제1 서브 전극(131-1, 131-2, 131-3)이 외부로 노출되도록 배치된다는 의미는 아님은 물론이다. 즉, 입력부(310) 및 바디부(320)는 케이스에 의해 커버될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
예를 들어, 복수의 제1 서브 전극(131-1, 131-2, 131-3)은 도 3b에 도시된 바와 같은 형태로 배치될 수 있다.
제2 전극부(132)는 제1 전극부(131)와 일정 거리 이격되어, 복수의 제1 서브 전극(131-1, 131-2, 131-3)에 각각 대응되도록 배치되는 복수의 제2 서브 전극(132-1, 132-2, 132-3)을 포함한다. 이 경우, 복수의 제2 서브 전극은 도 3a에 도시된 바와 같이 펜 팁(120)이 배치된 방향과 반대 방향으로 제1 전극부(131)와 일정 거리 이격되어, 입력 장치(100)의 입력부(320) 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 서브 전극(132-1, 132-2, 132-3)은 도 3b에 도시된 바와 같은 형태로 배치될 수 있다.
프로세서(140)는 제1 및 제2 전극부(131, 132)에 구동 신호를 제공한다.
일 실시 예에 따라 프로세서(140)는 구동부(미도시)를 포함하도록 구현될 수 있다. 여기서, 구동부는 오실레이터, 바이어스용 직류 전원 등으로 구현될 수 있다. 오실레이터는 일 예에 따라 트랜지스터 회로로 구현될 수 있으며, LC 오실레이터, RC 오실레이터, 윈브리지를 이용한 오실레이터 등으로 구현될 수 있다. 발생하는 교류 주파수의 고저(高低)에 따라 고주파 오실레이터, 저주파 오실레이터 등으로 구분될 수 있으며, 발생하는 교류의 파형에 따라 사인파 오실레이터, 펄스 오실레이터 등으로 구분될 수도 있다. 또는, 구동부(140)는 트랜지스터를 이용하지 않는 바이어스용 직류 전원으로 구현될 수도 있다.
일 실시 예에 따라 프로세서(140)는 DSP(digital signal processor)로 구현될 수 있는데, DSP 란 디지털 신호를 처리하는 집적회로를 말한다. 이 경우 구동부는 DSP의 일 구성으로 구현될 수 있다.
프로세서(140)는 복수의 제1 서브 전극(131-1 내지 131-3) 및 각각 대응되는 복수의 제2 서브 전극(132-1 내지 132-3) 간에 형성되는 복수의 커패시턴스에 기초하여 입력 장치(100)의 기울기 정보를 생성한다. 또한, 프로세서(140)는 생성된 기울기 정보를 통신부(110)를 통해 전자 기기(200)로 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따라 복수의 제1 서브 전극은 세 개의 서브 전극, A 전극, B 전극, C 전극을 포함하고, 복수의 제2 서브 전극은 A, B, C 전극에 대응되는 세 개의 서브 전극, A', B', C' 전극을 포함할 수 있다.
이 경우, A 전극 및 A' 전극은 프로세서(140)로부터 인가되는 제1 구동 신호에 따라 제1 커패시터로 동작하고, B 전극 및 B' 전극은 제2 구동 신호에 따라 제2 커패시터로 동작하며, C 전극 및 C' 전극은 제3 구동 신호에 따라 제3 커패시터로 동작할 수 있다. 여기서, 제1 내지 제3 구동 신호는 동일한 크기의 전류가 될 수 있다.
*이 경우, 입력 장치(100)의 기울기에 따라 제1 내지 제3 커패시터에 형성되는 커패시턴스는 변하게 되며, 프로세서(140)는 이에 기초하여 입력 장치(100)의 기울기를 판단할 수 있다.
　특히, 프로세서(140)는 기저장된 복수의 기준 커패시턴스와 산출된 복수의 커패시턴스를 비교하여 기울기 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 복수의 기준 커패시턴스는 입력 장치(100)가 전자 기기(200)에 대해 기설정된 각도인 상태에서 복수의 제1 서브 전극(131-1 내지 131-3) 및 각각 대응되는 복수의 제2 서브 전극(132-1 내지 132-3) 간에 형성되는 커패시턴스가 될 수 있다.
일 예에 따라 상술한 제1 내지 제3 커패시터에 동일한 전류가 인가되는 경우 입력 장치(100)가 전자 기기(200)에 대해 직각 즉, 90도인 상태에서 제1 내지 제3 커패시터의 커패시턴스는 동일하며 이 경우, 제1 내지 제3 커패시터의 커패시턴스가 기준 커패시턴스가 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 입력 장치(100)가 전자 기기(200)에 대해 수평, 즉 0도인 상태에서의 제1 내지 제3 커패시터의 커패시턴스가 기준 커패시턴스가 되는 것도 가능하다.
이러한 기준 커패시턴스 값은 실험을 통해 산출되어 입력 장치(100)에 기 저장되어 있을 수도 있지만, 입력 장치(100)의 사용에 따라 누적된 데이터에 기초하여 산출되는 것도 가능하다.
한편, 입력 장치(100)의 구현 형태에 따라 프로세서(140)는 상술한 DSP뿐 아니라, FPGA(Field Programmable gate array) 형태로 구현될 수도 있다. 또는 프로세서(140)는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), MCU(Micro Controller Unit) 컨트롤러(controller), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함하거나, 해당 용어로 정의될 수 있다. 이 경우, 구동부는 프로세서(140)와 별도의 구성으로 구현될 수도 있다.
한편, 입력 장치(100)는 복수의 제1 서브 전극(131-1 내지 131-3) 및 대응되는 복수의 제2 서브 전극(132-1 내지 132-3) 각각 간에 형성되는 복수의 커패시턴스를 획득하기 위한 복수의 적분기(미도시) 및 복수의 적분기로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(analog-digital converter)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 적분기(161, 162, 163) 각각은 복수의 제1 서브 전극(131-1 내지 131-3) 및 대응되는 복수의 제2 서브 전극(132-1 내지 132-3) 각각 간에 형성되는 복수의 커패시턴스 즉, 제1 내지 제3 커패시턴스를 획득하고, ADC(170)는 복수의 커패시턴스를 디지털 신호로 변환하여 프로세서(140)로 제공할 수 있다. 다만, 경우에 따라서는 복수의 커패시턴스는 증폭기(미도시)를 통해 증폭된 후, 필터(미도시)에 의해 필터링되어 ADC(170)로 제공되는 것도 가능하다. 다만, 도 4에서는 설명의 편의를 위하여 구동부(150), 복수의 적분기(161, 162, 163), ADC(170) 등이 프로세서(140)와 별개의 구성으로 구현된 것으로 도시하였으나, 프로세서(140)의 구현 형태에 따라 구동부(150), 복수의 적분기(161, 162, 163), ADC(170) 등이 프로세서(140)의 일 구성이 될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 프로세서(140)가 DSP로 구현되는 경우, 구동부(150), 복수의 적분기(161, 162, 163), ADC(170)는 DSP의 일 구성이 될 수 있다.
여기서, 복수의 적분기(161, 162, 163) 각각은 저항 및 저항에 연결된 AMP(amplifier)를 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 이 경우, 복수의 적분기(161, 162, 163) 각각에 구비된 AMP의 입력은 복수의 제1 서브 전극(131-1 내지 131-3) 각각에 연결되고, AMP의 출력은 상기 복수의 제2 서브 전극(132-1 내지 132-3) 각각에 연결될 수 있다. 이 경우, 복수의 제1 서브 전극(131-1 내지 131-3) 및 복수의 제2 서브 전극(132-1 내지 132-3)은, 각각 쌍을 이루어 복수의 적분기의 커패시터로 동작하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적분기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 복수의 적분기(161, 162, 163) 중 제1 적분기(161)의 구성을 도시한 것으로, 제1 적분기(161)는 제1 저항(161-1) 및 제1 AMP(161-2)를 포함하며, 제1 AMP(161-2)의 입력은 하나의 제1 서브 전극(131-1)에 연결되고, AMP(161-2)의 출력은 하나의 제2 서브 전극(132-1)에 연결된다. 이 경우, 제1 서브 전극(131-1) 및 제2 서브 전극(132-1)는 제1 적분기(161)의 커패시터로 동작하게 된다.
제1 적분기(161)의 출력은 ADC(170)에 의해 디지털 신호로 변환되어 프로세서(140)로 제공될 수 있다. 동일한 방식으로 제2 적분기(162) 및 제3 적분기(163)의 출력 또한 ADC(170)에 의해 디지털 신호로 변환되어 프로세서(140)로 제공될 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 복수의 적분기(161, 162, 163) 각각의 출력 전압 값에 기초하여 입력 장치(100)의 기울기 정보를 생성할 수 있다.　
예를 들어, 프로세서(140)는 복수의 적분기(161, 162, 613) 각각의 출력 전압 값을 v1, v2, v3라 하면, 출력 전압 값 v1, v2, v3는 복수의 적분기(161, 162, 613) 각각의 커패시터에 축적된 전하, 즉 커패시턴스를 나타낼 수 있다. 이는 곧 복수의 제1 서브 전극(131-1, 131-2, 131-3) 및 그에 대응되는 복수의 제2 서브 전극(132-1, 132-2, 132-3) 간에 커패시턴스가 될 수 있다. 이는 v=1/c *∫i dt에 의해 입력 전류 i가 고정된 경우, 출력 전압 v는 커패시턴스 c 값에 따라 변하기 때문이다.
구체적으로, 프로세서(140)는 출력 전압 값 v에 영향을 미칠 수 있는 다양한 인자, 예를 들어, 복수의 적분기(161, 162, 613)에 인가된 정전류원의 크기, 적분 시간 및 복수의 적분기(161, 162, 613) 각각의 출력 전압 값에 기초하여 복수의 커패시터의 커패시턴스를 획득할 수 있다. 여기서, 정전류원이란 내부 임피던스가 매우 크고(이상적으로는 무한대), 부하에 관계없이 그에 대하여 일정한 전류를 공급할 수 있는 전원으로, 다양한 형태로 구현 가능하다.
한편, 일 실시 예에 따라　복수의 제1 서브 전극(131-1, 131-2, 131-3) 및 그에 대응되는 복수의 제2 서브 전극(132-1, 132-2, 132-3) 간의 복수의 커패시턴스에 기초하여 입력 장치(100)의 기울기 정보를 생성하는 원리는 다음과 같다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기울기 감지 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6a에 도시된 바와 같이 입력 장치(100)가 수직으로 서 있는 경우, 복수의 커패시터 예를 들어, 제1 서브 전극(131-1) 및 제2 서브 전극(132-1)에 의한 A 커패시터 및 제2 서브 전극(131-2) 및 제2 서브 전극(132-1)에 의한 B 커패시터에 형성되는 커패시턴스는 동일하다. A 커패시터 값 및 B 커패시터의 값은 각각 대응되는 제1 및 제2 적분기(161, 162)에서 감지되고, ADC(170)를 통해 디지털 처리된다.
제1 서브 전극(131-1) 및 제2 서브 전극(132-1)으로 구현되는 커패시터의 커패시턴스 C=ε(A/t)에 의해 제1 서브 전극(131-1) 및 제2 서브 전극(132-1)의 면적, 전극 간 거리 및 전극 간 물질의 유전율(또는 비유전율)에 따라 변화하게 된다. 즉, 입력 장치(100)가 기울어진 정도에 따라 제1 서브 전극(131-1) 및 제2 서브 전극(132-1) 간 물질의 유전율, 전극 간 거리 및 실효 면적(실제 커패시터 기능을 하게 되는 면적) 중 적어도 하나가 달라질 수 있으며, 이에 따라 커패시턴스는 변화하게 된다.
예를 들어, 도 6b에 도시된 바와 같이 입력 장치(100)가 기울어진 경우, 터치 패널(210)의 유전율이 입력 장치(100)의 커패시터의 커패시턴스에 영향을 주게 된다. 예를 들어 도시된 바와 같이 제1 서브 전극(131-1) 및 제2 서브 전극(132-1)에 의한 A 커패시터는 터치 패널(210)에 영향을 적게 받지만, 제1 서브 전극(131-2) 및 제2 서브 전극(132-2)에 의한 B 커패시터는 터치 패널(210)의 영향으로 커패시턴스가 많이 변하게 된다. 즉, 복수의 커패시터의 커패시턴스값은 입력 장치(100)의 기울기에 따라 변하게 되므로 이에 기초하여 입력 장치(100)의 기울기를 알 수 있게 된다. 다만, 상술한 바와 같이 커패시터를 구성하는 전극 간 물질의 유전율 뿐 아니라, 기울기에 따라 전극 간 거리 및 실효 면적 등도 달라질 수 있으며 이 또한 커패시턴스에 영향을 미칠 수 있음은 물론이다.
이에 따라 프로세서(140)는 복수의 적분기(161, 162, 613) 각각의 출력 전압 값v1, v2, v3 에 기초하여 입력 장치(100)의 기울기 정보를 생성할 수 있다.
한편, ADC(170)를 통해 디지털 처리된 신호는 프로세서(140), 예를 들어, DSP를 통해 신호 처리되어 드라이버 단(180)을 거쳐 전자 기기(200)로 전송될 수 있다. 예를 들어, DSP를 통해 신호 처리된 신호는 펜 팁(120)의 드라이버(180)를 거쳐 전자 기기(200)로 전송될 수 있다. 전자 기기(200)로 전송되는 입력 장치(100)의 기울기 정보는 복수의 커패시턴스 정보에 기초하여 산출된 기울기 값이 이 될 수 있다.
다만, 경우에 따라서는 ADC(170)를 통해 디지털 처리된 신호 즉, 복수의 커패시턴스 정보가 바로 드라이버 단(180)을 거쳐 전자 기기(200)로 전송될 수 있다.　 후자의 경우 전자 기기(200)는 복수의 커패시턴스 정보에 기초하여 기울기 정보를 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 전자 기기(200)는 복수의 커패시턴스 정보에 대응되는 기울기 정보를 룩업 테이블 형태로 저장할 수 있다. 이 경우, 룩업 테이블은 전자 기기(200) 제조시 실험에 의해 획득된 값이 기 저장된 형태 또는 입력 장치(100) 및 전자 기기(200)가 사용되는 동안 누적된 데이터에 기초하여 획득될 수도 있다.
다른 실시 예에 따라, 복수의 커패시턴스 정보에 기초하여 기울기 정보를 생성할 수 있는 알고리즘(예를 들어, 수학식 등) 등을 저장할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기(200)는 기준 기울기(예를 들어 90도, 0도)에 대응되는 복수의 기준 커패시턴스 값을 저장하고, 기준 기울기 및 기준 커패시턴스를 기초로 수신된 복수의 커패시턴스 값에 대응되는 기울기를 획득할 수 있는 알고리즘을 저장할 수 있다.
한편, 프로세서(140)는 복수의 제1 서브 전극(131-1, 131-2, 131-3) 및 복수의 제2 서브 전극(132-1, 132-2, 132-3) 간에 형성되는 복수의 커패시턴스에 기초하여 입력 장치(100)의 회전 정보를 생성하여 전자 기기(200)로 전송할 수 있다.
여기서, 회전 정보란, 입력 장치(100)의 기설정된 위치를 기준으로 얼마만큼 회전된 상태 즉, 어느 방향으로 기울어진 상태인지를 나타낸다. 예를 들어, 입력 장치(100)의 특정 기준 위치(예를 들어, 상표가 표시된 위치, 특정 마커가 구비된 위치 등)를 기준으로 현재 기울어진 방향이 어느 위치인지에 따라 필기 궤적의 두께 등이 달라지도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 특정 마커가 구비된 위치로 기울어진 경우 필기 궤적이 두께가 가장 얇고 이를 기준으로 회전된 정도에 따라 필기 궤적이 두꺼워지도록 구현된 경우 등이 이에 해당할 수 있다. 즉, 특정 마커가 구비된 위치로 기울어진 경우 필기 궤적이 두께가 가장 얇고 반대편으로 기울어진 경우 필기 궤적의 두께가 가장 두껍도록 구현된 경우, 입력 장치(100)의 회전 정보가 필요하게 된다.
이와 같은 경우에 있어서, 서로 다른 위치에 배치된 복수의 제1 서브 전극(131-1, 131-2, 131-3) 및 복수의 제2 서브 전극(132-1, 132-2, 132-3) 간에 형성되는 복수의 커패시턴스는 입력 장치(100)가 기설정된 위치를 기준으로 얼마만큼 회전된 상태로 기울어졌는지에 대한 정보를 알려줄 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 처리된 기울기 정보 및 회전 정보는, 드라이버(180)를 통해 전송용 데이터로 변환되어 전자 기기(200)로 전송될 수 있다.
한편, 상술한 실시 예에서는 제1 전극부(131) 및 제2 전극부(132)가 각각 3개의 서브 전극을 포함하는 것으로 설명하였으나, 이는 일 실시 예에 불과하며 서브 전극의 개수는 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 실시 예에서는 ECR 방식으로 구현되는 경우를 상정하여 설명하였으나, 다른 방식으로 구현되는 경우에도 동일한 원리가 본원의 다양한 실시 예가 그대로 적용될 수 있음은 물론이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7에 따른 제어 방법이 적용되는 입력 장치는, 입력 장치에 마련된 펜 팁, 펜 팁으로부터 일정 거리 이격된 위치에서 서로 이격 배치된 복수의 제1 서브 전극을 포함하는 제1 전극부 및, 제1 전극부와 일정 거리 이격된 위치에서 복수의 제1 서브 전극에 각각 대응되도록 서로 이격 배치된 복수의 제2 서브 전극을 포함하는 제2 전극부를 포함할 수 있다.　
우선, 제1 전극부에 포함된 복수의 제1 서브 전극 및 제2 전극부에 포함된 수의 제2 서브 전극 중 적어도 하나에 구동 신호를 인가한다(S710). 여기서, 복수의 제2 서브 전극 각각은 복수의 제1 서브 전극 각각에 대응될 수 있다.
이어서, 복수의 제1 서브 전극 및 대응되는 복수의 제2 서브 전극 각각 간에 형성되는 복수의 커패시턴스에 기초하여 입력 장치의 기울기 정보를 생성한다(S720).
*이 경우, 복수의 제1 서브 전극 중 하나와 복수의 제2 서브 전극 중 대응되는 제2 서브 전극은 제1 구동 신호에 따라 제1 커패시터로 동작하고, 복수의 제1 서브 전극 중 다른 하나와 복수의 제2 서브 전극 중 대응되는 제2 서브 전극은 제2 구동 신호에 제2 커패시터로 동작하며, 복수의 커패시턴스, 제1 커패시터의 커패시턴스 및 제2 커패시터의 커패시턴스를 포함할 수 있다.
이 후, 생성된 기울기 정보를 전자 기기로 전송한다(S730).
한편, 복수의 제1 서브 전극은, 서로 일정 거리 이격되어 입력부 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다. 또한, 복수의 제2 서브 전극은, 제1 전극부와 일정 거리 이격되어, 입력부 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다.
또는, 입력 장치는, 상술한 바와 같이 각각 저항 및 상기 저항에 연결된 AMP(amplifier)를 포함하는 복수의 적분기를 더 포함할 수 있다. 이 경우, AMP의 입력은 복수의 제1 서브 전극 각각에 연결되고, AMP의 출력은 복수의 제2 서브 전극 각각에 연결되며, 복수의 제1 서브 전극 및 복수의 제2 서브 전극은, 각각 쌍을 이루어 복수의 적분기 각각의 커패시터로 동작할 수 있다.
또한, 입력 장치의 기울기 정보를 생성하는 S720 단계에서는, 복수의 적분기에 인가된 정전류원의 크기, 적분 시간 및 복수의 적분기 각각의 출력 전압 값에 기초하여 복수의 커패시터의 커패시턴스를 획득할 수 있다.
또한, 입력 장치의 기울기 정보를 생성하는 S720 단계에서는, 복수의 기준 커패시턴스와 복수의 커패시턴스를 비교하여 기울기 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 복수의 기준 커패시턴스는, 입력 장치가 전자 기기에 대해 기설정된 각도인 상태에서 측정된 복수의 제1 서브 전극 및 복수의 제2 서브 전극 간에 형성되는 커패시턴스가 될 수 있다.
　또한, 입력 장치의 기울기 정보는, 복수의 커패시턴스 정보 및 복수의 커패시턴스 정보에 기초하여 산출된 기울기 값 중 적어도 하나가 될 수 있다.
또한, 상기 제어 방법은, 복수의 제1 서브 전극 및 복수의 제2 서브 전극 간에 형성되는 복수의 커패시턴스에 기초하여 입력 장치의 회전 정보를 생성하는 단계 및, 생성된 회전 정보를 전자 기기로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 입력 장치 자체의 커페시터 값 변화량을 인지하여 기울기를 감지할 수 있으므로 전자 기기와 독립적인 설계가 가능하게 된다.
또한, 하나의 송신부를 통해 기울기 정보를 전자 기기로 전송할 수 있으므로, 전력 소모를 감소시킬 수 있게 된다.
한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 방법들은, 기존 입력 장치에 설치 가능한 소프트웨어, 프로그램 또는 어플리케이션 형태로 구현될 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 방법들은, 기존 입력 장치에 대한 소프트웨어 업그레이드, 또는 하드웨어 업그레이드 만으로도 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제어 방법을 순차적으로 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 입력 장치에 있어서,
    전자 기기와 통신하는 통신부;
    상기 입력 장치의 일 단부에 마련된 펜 팁;
    상기 펜 팁으로부터 일정 거리 이격된 위치에서 서로 이격 배치된 복수의 제1 서브 전극을 포함하는 제1 전극부;
    상기 제1 전극부와 일정 거리 이격된 위치에서 상기 복수의 제1 서브 전극에 각각 대응되도록 서로 이격 배치된 복수의 제2 서브 전극을 포함하는 제2 전극부; 및
    상기 제1 및 제2 전극부에 구동 신호를 제공하고, 상기 복수의 제1 서브 전극 및 상기 복수의 제2 서브 전극 간에 형성되는 복수의 커패시턴스에 기초하여 상기 입력 장치의 기울기 정보를 생성하여 상기 전자 기기로 전송하는 프로세서;를 포함하는 입력 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 서브 전극 중 하나와 상기 복수의 제2 서브 전극 중 대응되는 제2 서브 전극은 제1 구동 신호에 따라 제1 커패시터로 동작하고,
    상기 복수의 제1 서브 전극 중 다른 하나와 상기 복수의 제2 서브 전극 중 대응되는 제2 서브 전극은 제2 구동 신호에 따라 제2 커패시터로 동작하며,
    상기 복수의 커패시턴스는,
    상기 제1 커패시터의 커패시턴스 및 상기 제2 커패시터의 커패시턴스를 포함하는, 입력 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 서브 전극은,
    서로 일정 거리 이격되어 상기 입력 장치 둘레를 감싸도록 배치되며,
    상기 복수의 제2 서브 전극은,
    상기 펜 팁이 배치된 방향과 반대 방향으로 상기 제1 전극부와 일정 거리 이격되어, 상기 입력 장치 둘레를 감싸도록 배치되는, 입력 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전극부로 구동 신호를 인가하는 구동부; 및
    각각 저항 및 상기 저항에 연결된 AMP(amplifier)를 포함하는 복수의 적분기;를 포함하며,
    상기 AMP의 입력은 상기 복수의 제1 서브 전극 각각에 연결되고, 상기 AMP의 출력은 상기 복수의 제2 서브 전극 각각에 연결되며,
    상기 복수의 제1 서브 전극 및 상기 복수의 제2 서브 전극은, 각각 쌍을 이루어 복수의 적분기 각각의 커패시터로 동작하는, 입력 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 적분기에 인가된 정전류원의 크기, 적분 시간 및 상기 복수의 적분기 각각의 출력 전압 값에 기초하여 상기 복수의 커패시터의 커패시턴스를 획득하는, 입력 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    복수의 기준 커패시턴스와 상기 복수의 커패시턴스를 비교하여 상기 기울기 정보를 생성하며,
    상기 복수의 기준 커패시턴스는,
    상기 입력 장치가 상기 전자 기기에 대해 기설정된 각도인 상태에서 측정된 상기 복수의 제1 서브 전극 및 상기 복수의 제2 서브 전극 간에 형성되는 커패시턴스인, 입력 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 입력 장치의 기울기 정보는,
    상기 복수의 커패시턴스에 대한 정보 및 상기 복수의 커패시턴스에 기초하여 산출된 기울기 값 중 적어도 하나인, 입력 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 제1 서브 전극 및 상기 복수의 제2 서브 전극 간에 형성되는 복수의 커패시턴스에 기초하여 상기 입력 장치의 회전 정보를 생성하여 상기 전자 기기로 전송하는, 입력 장치.
  9. 입력 장치 및 터치 스크린을 포함하는 전자 기기를 포함하는 전자 시스템에 있어서,
    상기 입력 장치의 일 단부에 마련된 도전성 팁, 상기 도전성 팁으로부터 일정 거리 이격되어 위치에서 서로 이격 배치된 복수의 제1 서브 전극을 포함하는 제1 전극부 및, 상기 제1 전극부와 일정 거리 이격 위치에서 상기 복수의 제1 서브 전극에 각각 대응되도록 서로 이격 배치된 복수의 제2 서브 전극을 포함하는 제2 전극부를 포함하며, 상기 복수의 제1 서브 전극 및 상기 복수의 제2 서브 전극 간에 형성되는 복수의 커패시턴스에 대한 정보를 상기 전자 기기로 전송하는 입력 장치; 및
    상기 입력 장치로부터 수신된 상기 복수의 커패시턴스 정보에 기초하여 상기 입력 장치의 기울기 값을 획득하며, 획득된 기울기 값에 기초하여 상기 터치 스크린을 제어하는 전자 기기;를 포함하는 전자 시스템.
  10. 일 단부에 형성된 펜 팁, 상기 펜 팁으로부터 일정 거리 이격된 위치에서 서로 이격 배치된 복수의 제1 서브 전극을 포함하는 제1 전극부 및, 상기 제1 전극부와 일정 거리 이격된 위치에서 상기 복수의 제1 서브 전극에 각각 대응되도록 서로 이격 배치된 복수의 제2 서브 전극을 포함하는 제2 전극부를 포함하는 입력 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극부에 구동 신호를 제공하는 단계;
    상기 복수의 제1 서브 전극 및 상기 복수의 제2 서브 전극 간에 형성되는 복수의 커패시턴스 에 기초하여 상기 입력 장치의 기울기 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 기울기 정보를 상기 전자 기기로 전송하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 제1 서브 전극 중 하나와 상기 복수의 제2 서브 전극 중 대응되는 제2 서브 전극은 제1 구동 신호에 따라 제1 커패시터로 동작하고,
    상기 복수의 제1 서브 전극 중 다른 하나와 상기 복수의 제2 서브 전극 중 대응되는 제2 서브 전극은 제2 구동 신호에 제2 커패시터로 동작하며,
    상기 복수의 커패시턴스는,
    상기 제1 커패시터의 커패시턴스 및 상기 제2 커패시터의 커패시턴스를 포함하는, 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 제1 서브 전극은,
    서로 일정 거리 이격되어 상기 입력 장치 둘레를 감싸도록 배치되며,
    상기 복수의 제2 서브 전극은,
    상기 펜 팁이 배치된 방향과 반대 방향으로 상기 제1 전극부와 일정 거리 이격되어, 상기 입력 장치 둘레를 감싸도록 배치되는, 제어 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 입력 장치는,
    각각 저항 및 상기 저항에 연결된 AMP(amplifier)를 포함하는 복수의 적분기;를 더 포함하며,
    상기 AMP의 입력은 상기 복수의 제1 서브 전극 각각에 연결되고, 상기 AMP의 출력은 상기 복수의 제2 서브 전극 각각에 연결되며,
    상기 복수의 제1 서브 전극 및 상기 복수의 제2 서브 전극은, 각각 쌍을 이루어 복수의 적분기 각각의 커패시터로 동작하는, 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 입력 장치의 기울기 정보를 생성하는 단계는,
    상기 복수의 적분기에 인가된 정전류원의 크기, 적분 시간 및 상기 복수의 적분기 각각의 출력 전압 값에 기초하여 상기 복수의 커패시터의 커패시턴스를 획득하는, 제어 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 입력 장치의 기울기 정보를 생성하는 단계는,
    복수의 기준 커패시턴스와 상기 복수의 커패시턴스를 비교하여 상기 기울기 정보를 생성하며,
    상기 복수의 기준 커패시턴스는,
    상기 입력 장치가 상기 전자 기기에 대해 기설정된 각도인 상태에서 측정된 상기 복수의 제1 서브 전극 및 상기 복수의 제2 서브 전극 간에 형성되는 커패시턴스인, 제어 방법.
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