WO2020204582A1 - 스타일러스 펜 - Google Patents

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WO2020204582A1
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housing
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우형욱
정기룡
김세엽
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주식회사 하이딥
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Abstract

일 실시예에 따른 스타일러스 펜은 하우징, 적어도 일부가 하우징의 외부로 노출되어 있는 전도성 팁(tip), 하우징 내에 위치하고, 전도성 팁에 연결되어 있으며, 전도성 팁으로부터 전달되는 전기 신호를 공진시키는 공진 회로부, 그리고 전도성 팁이 외부로 노출되어 있는 하우징의 일 부분에 대응하여 위치하는 전도성의 차단 부재를 포함한다.

Description

스타일러스 펜
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 보디의 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 적절한 크기의 신호를 터치 센서에 전달하는 스타일러스 펜을 제공하기 위한 것이다.
실시예들은 공진 주파수가 유지될 수 있는 스타일러스 펜을 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 스타일러스 펜은 하우징, 적어도 일부가 하우징의 외부로 노출되어 있는 전도성 팁(tip), 하우징 내에 위치하고, 전도성 팁에 연결되어 있으며, 전도성 팁으로부터 전달되는 전기 신호를 공진시키는 공진 회로부, 그리고 전도성 팁이 외부로 노출되어 있는 하우징의 일 부분에 대응하여 위치하는 전도성의 차단 부재를 포함한다.
차단 부재는 단일의 전도성 판일 수 있다.
일 부분은 비전도성의 홀더부를 포함하고, 차단 부재는 홀더부에 대응하여 위치하고, 와전류의 발생을 차단하는 하나의 슬릿을 포함하고, 하나의 슬릿에 의해 차단 부재의 양단이 제1 방향을 따라 이격되어 있으며, 제1 방향은 와전류가 형성되는 방향일 수 있다.
차단 부재는 차단 부재의 양단을 연결하는 연결부를 더 포함하는, 차단 부재와 연결되어 있고, 사용자와 전기적 연결이 가능한 접지부를 더 포함하고, 연결부는 접지부와 전기적으로 연결되어 있다.
차단 부재는 전도성 팁이 외부로 노출되어 있는 하우징의 개구로부터 0.1mm 이격된 영역과, 개구로부터 20mm 이격된 영역 사이에 위치할 수 있다.
일 부분은 비전도성의 홀더부를 포함하고, 차단 부재는 홀더부에 대응하여 위치하고, 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.
차단 부재는 복수의 제1 차단부를 연결하는 연결부를 더 포함하는, 차단 부재와 연결되어 있고, 사용자와 전기적 연결이 가능한 접지부를 더 포함하고, 연결부는 접지부와 전기적으로 연결되어 있다.
일 부분은 비전도성의 홀더부를 포함하고, 차단 부재는 홀더부에 대응하여 위치하고, 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.
차단 부재와 연결되어 있고, 사용자와 전기적 연결이 가능한 접지부를 더 포함하고, 공진 회로부는, 전도성 팁과 접지부 사이에 연결되어 있는 인덕터부, 그리고 전도성 팁과 접지부 사이에 연결되어 있는 커패시터부를 포함할 수 있다.
차단 부재는, 인덕터부의 적어도 일부를 더 감싼다.
일 부분은 비전도성의 홀더부와, 전도성 팁에 이격되어 있는 비전도성의 보디부를 포함하고, 차단 부재의 전도성 팁에 인접하여 위치하는 제1 부분은 홀더부에 대응하여 위치하며, 하나의 전도성 판이고, 차단 부재의 인덕터부의 적어도 일부를 감싸는 제2 부분은 보디부에 대응하여 위치하고, 와전류의 발생을 차단하는 하나의 슬릿을 포함하며, 하나의 슬릿에 의해 차단 부재의 제2 부분의 양단이 제1 방향을 따라 이격되어 있고, 제1 방향은 와전류가 형성되는 방향일 수 있다.
일 부분은 비전도성의 홀더부를 포함하고, 하우징은 전도성 팁으로부터 이격되어 있는 비전도성의 보디부를 더 포함하고, 차단 부재의 전도성 팁에 인접하여 위치하는 제1 부분은 홀더부에 대응하여 위치하고, 와전류의 발생을 차단하는 하나의 제1 슬릿을 포함하고, 차단 부재의 인덕터부의 적어도 일부를 감싸는 제2 부분은 보디부에 대응하여 위치하고, 와전류의 발생을 차단하는 하나의 제2 슬릿을 포함하며, 하나의 제1 슬릿에 의해 차단 부재의 제1 부분의 양단이 제1 방향을 따라 이격되어 있고, 하나의 제2 슬릿에 의해 차단 부재의 제2 부분의 양단이 제1 방향을 따라 이격되어 있으며, 제1 방향은 와전류가 형성되는 방향일 수 있다.
일 부분은 비전도성의 홀더부를 포함하고, 하우징은 전도성 팁으로부터 이격되어 있는 비전도성의 보디부를 더 포함하고, 차단 부재의 전도성 팁에 인접하여 위치하는 제1 부분은 홀더부에 대응하여 위치하고, 제1 방향을 따라 서로 이격되고, 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 연장되어 있는 복수의 제1 차단부를 포함하고, 차단 부재의 인덕터부의 적어도 일부를 감싸는 제2 부분은 보디부에 대응하여 위치하고, 제1 방향을 따라 서로 이격되고, 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 연장되어 있는 복수의 제3 차단부를 포함하며, 제1 방향은 와전류가 형성되는 방향이고, 복수의 제1 차단부 및 복수의 제3 차단부는 전도성일 수 있다.
인덕터부는, 페라이트 코어, 그리고 전도성 팁에 연결되어 있고 페라이트 코어에 감겨 있는 전도성 코일을 포함할 수 있다.
차단 부재는 하우징의 내면에 위치할 수 있다.
차단 부재는 하우징의 외면에 위치할 수 있다.
차단 부재는 하우징의 내면과 외면 사이에 내장되어 있다.
차단 부재는 복수의 도전성 차단부가 프링틴된 시트(sheet)를 포함할 수 있다.
차단 부재는 하우징에 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, 의도하지 않은 터치 입력을 방지하는 스타일러스 펜을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
본 개시의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 터치 센서에 대한 터치 감도를 향상시키는 스타일러스 펜을 제공할 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 전자 디바이스를 나타낸 개념도이다.
도 2는 전자 디바이스를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 전자 디바이스에 스타일러스 펜이 근접한 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 스타일러스 펜과 전자 디바이스를 나타낸 개략적인 회로도이다.
도 5 및 도 6은 전자 디바이스에 스타일러스 펜이 근접하여 신호를 송수신하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 스타일러스 펜의 호버링에 의한 터치 입력을 나타낸 도면이다.
도 8은 스타일러스 펜을 파지한 경우의 스타일러스 펜과 전자 디바이스를 나타낸 개념도이다.
도 9는 스타일러스 펜을 파지한 경우의 스타일러스 펜과 전자 디바이스를 나타낸 개략적인 회로도이다.
도 10은 스타일러스 펜을 나타낸 개념도이다.
도 11은 도 10에 도시된 스타일러스 펜에서 발생하는 와전류(eddy current)를 나타낸 예시도이다.
도 12 내지 도 15는 실시예들에 따른 스타일러스 펜의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 16 및 도 17은 실시예들에 따른 스타일러스 펜의 차단 부재 구조를 나타낸 개념도이다.
도 18은 실시예들에 따른 스타일러스 펜의 호버링에 의한 터치 입력을 나타낸 도면이다.
도 19 내지 도 21은 실시예들에 따른 스타일러스 펜의 하우징 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 전자 디바이스를 나타낸 개념도이고, 도 2는 전자 디바이스를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
전자 디바이스(2)는 휴대용 통신 장치(예를 들어, 스마트폰, 태블릿 PC), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 전자 디바이스(2)는 플렉서블 장치 또는 플렉서블 디스플레이 장치일 수 있다.
전자 디바이스(2)는 무선 통신부(210), 메모리(220), 인터페이스부(230), 전원 공급부(240), 디스플레이부(250), 터치 센서(260), 및 제어부(270) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들은 단말을 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 개시 상에서 설명되는 단말은 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(210)는, 전자 디바이스(2)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 디바이스(2)와 다른 전자 디바이스(2) 사이, 또는 전자 디바이스(2)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(210)는, 전자 디바이스(2)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 메모리(220)는 전자 디바이스(2)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(220)는 전자 디바이스(2)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 전자 디바이스(2)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다.
인터페이스부(230)는 전자 디바이스(2)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(230)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전원공급부(240)는 제어부(270)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 전자 디바이스(2)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(240)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
디스플레이부(250)는 전자 디바이스(2)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(250)는 전자 디바이스(2)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
디스플레이부(250)는 LCD 디스플레이(liquid crystal display), OLED(organic light-emitting diode) 디스플레이, 및 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이부(250)는 영상을 표시하는 디스플레이 패널(251)과, 디스플레이 패널(251)과 연결되어 영상을 표시하기 위한 신호들을 디스플레이 패널(251)로 공급하는 디스플레이 컨트롤러(252)를 포함한다. 예를 들어, 디스플레이 패널(251)에는 복수의 스캔선, 복수의 데이터선과 같은 신호선들에 연결된 복수의 화소와, 스캔선으로 스캔 신호를 공급하는 스캔 구동부가 위치할 수 있고, 디스플레이 컨트롤러(252)는 데이터선으로 인가하는 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동 IC와 영상 신호를 처리하여 디스플레이부(250)의 전반적인 동작을 제어하는 타이밍 컨트롤러, 전원 관리(power management) IC 등을 포함할 수 있다.
터치 센서(260)는 정전용량 방식을 이용하여 터치 영역에 가해지는 터치(또는 터치 입력)를 감지한다. 일 예로서, 터치 센서(260)는, 특정 부위에 발생하는 정전 용량, 전압, 또는 전류 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서(260)는, 터치 영역 상에 터치를 가하는 터치 객체가 터치 센서(260) 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 객체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 사용자의 신체 부위(손가락, 손바닥 등), 패시브(passive) 또는 액티브(active) 방식의 스타일러스 펜(1) 등이 될 수 있다.
터치 센서(260)는 터치 전극이 위치하는 터치 패널(261)과 터치 패널(261)에 구동 신호를 인가하고 터치 패널(261)로부터 감지 신호를 수신하여, 제어부(270) 및/또는 디스플레이 컨트롤러(252)에 터치 데이터를 전달하는 터치 컨트롤러(262)를 포함한다.
터치 컨트롤러(262)는 복수의 제1 터치 전극 및 복수의 제2 터치 전극에 연결되어 구동 신호를 인가하는 구동부, 복수의 제1 터치 전극 및 복수의 제2 터치 전극에 연결되어 감지 신호를 수신하는 수신부, 및 구동부와 수신부의 동작을 제어하고, 수신부로부터 출력되는 감지 신호를 사용하여 터치 위치를 획득하는 MCU(micro control unit)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(251)과 터치 패널(261)은 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성되어, 터치 스크린(20)으로 지칭될 수 있다.
제어부(270)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 전자 디바이스(2)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(270)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(270)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(270)는 메모리(270)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 2와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(270)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 전자 디바이스(2)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
도 3은 전자 디바이스에 스타일러스 펜이 근접한 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 스타일러스 펜과 전자 디바이스를 나타낸 개략적인 회로도이며, 도 5 및 도 6은 전자 디바이스에 스타일러스 펜이 근접하여 신호를 송수신하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스타일러스 펜(10)과 터치 스크린(20)이 서로 근접할 수 있다.
스타일러스 펜(10)은 전도성 팁(tip)(11), 공진(resonance) 회로부(12), 접지부(18), 및 하우징(예를 들면, 케이스, 프레임, 커버 등)(19)을 포함할 수 있다.
전도성 팁(11)은 공진 회로부(12)에 전기적으로 연결되어 있다. 적어도 일부가 전도성 물질(예를 들어, 금속, 전도성 고무, 전도성 패브릭, 전도성 실리콘 등)로 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
공진 회로부(12)는 LC 공진 회로로서, 터치 스크린(20)에서 출력되는 구동 신호에 공진할 수 있다. 구동 신호는, 공진 회로부(12)의 공진 주파수에 대응하는 주파수를 갖는 신호(예를 들어, 사인파, 구형파 등)를 포함할 수 있다. 스타일러스 펜(10)의 공진 주파수는 스타일러스 펜(10)의 공진 회로부(12)의 설계 값에 따른다. 공진을 위해서는 공진 회로부(12)의 공진 주파수와 구동 신호의 주파수가 동일 내지는 매우 유사해야 한다. 터치 전극(21)이 구동 신호에 의한 전기장을 발생시키면, 스타일러스 펜(10)의 공진 회로(12)는 전기장의 변화를 통해 수신한 신호를 이용하여 공진한다.
공진 회로(12)가 구동 신호에 공진하여 발생된 공진 신호는 전도성 팁(11)을 통해 터치 스크린(20)에 출력될 수 있다. 터치 전극(21)에 구동 신호가 입력되는 구간 및 그 이후의 구간 동안, 공진에 의한 공진 신호가 전도성 팁(11)을 통해 터치 스크린(20)에 출력될 수 있다. 공진 회로부(12)는 하우징(19) 내에 위치하며, 접지부(18)에 전기적으로 연결되어 있다.
이러한 방식의 스타일러스 펜(10)은 터치 전극(21)에 인가되는 구동 신호에 응답하여 공진 신호를 발생시킴으로써 터치 입력을 발생시킬 수 있다.
하우징(19)은 스타일러스 펜(10)의 소자들을 수용할 수 있다. 하우징(19)은 원기둥, 다각기둥, 적어도 일부분이 곡면인 기둥 형태, 배흘림기둥(entasis) 형태, 각뿔대(frustum of pyramid) 형태, 원뿔대(circular truncated cone) 형태 등을 가질 수도 있으며, 그 형태에 제한되지 않는다. 하우징(19)은 내부가 비어있으므로, 그 내부에 전도성 팁(11), 공진 회로부(12), 및 접지부(18)를 수용할 수 있다. 이러한 하우징(19)은 비전도성 물질로 이루어질 수 있다.
터치 스크린(20)은 디스플레이 패널(251) 및 디스플레이 패널(251) 상의 터치 패널(261)을 포함한다. 터치 패널(261)은 기판(23), 기판 상의 터치 전극(21), 및 터치 전극(21) 상의 윈도우(22)를 포함할 수 있다.
기판(23)은 디스플레이 패널(251)의 봉지 기판일 수 있으며, 이는 투명 재질로 구현됨이 바람직하다.
터치 전극(21)은 제1 방향으로 연장된 형태를 갖고 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되는 복수의 제1 터치 전극과 제2 방향으로 연장된 형태를 갖고 제1 방향을 따라 배열되는 복수의 제2 터치 전극을 포함할 수 있다. 도 3에서 터치 전극(21)이 하나의 층으로 도시되었으나, 제1 터치 전극과 제2 터치 전극이 서로 상이한 층에 각각 위치할 수도 있으며 이에 제한되지 않는다.
터치 전극 상에는 윈도우(22)가 위치할 수 있다. 터치 전극(21)과 전도성 팁(11), 그리고 윈도우(22)는 커패시턴스(Cx)를 형성할 수 있다. 따라서, 터치 전극(21)에 인가된 구동 신호가 스타일러스 펜(10)에 전달되고, 스타일러스 펜(10)에서 생성된 공진 신호가 터치 전극(21)에 전달될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 도 3의 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 터치 전극(21)을 통해 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.
도 5에 도시된 바와 같이, 스타일러스 펜(10)이 윈도우(22)에 직접 접촉하고 있지 않은 상태(즉, 호버링 상태)에서도, 터치 전극(21)으로부터의 구동 신호(DS)가 전도성 팁(11)으로 전달될 수 있다.
마찬가지로 도 6에 도시된 바와 같이, 공진 신호(RS)는 전도성 팁(11)에서 대기 또는 비전도성의 하우징(19)을 통해 터치 전극(21) 측으로 전달될 수 있다.
즉, 스타일러스 펜(10)이 호버링 상태인 경우에도, 터치 전극(21)으로 전달된 공진 신호(RS)에 의해 터치 컨트롤러(262)는 감지 신호를 수신할 수 있다. 이러한 감지 신호에 따라 터치 컨트롤러(262)가 터치 데이터를 생성하면, 사용자가 의도하지 않은 터치 데이터가 생성되거나, 부정확하거나 불안정한 터치 데이터가 생성될 수 있다.
호버링 상태에서의 공진 신호(RS) 전달에 의한 터치 입력에 대해 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은 스타일러스 펜의 호버링에 의한 터치 입력을 나타낸 도면이다. 예를 들어, 필기 시에, 이전획을 쓴 다음 다음획을 쓰기 위하여, 터치 스크린(20) 내에서 스타일러스 펜(10)은 이전획의 끝 지점(A)으로부터 다음획의 시작 지점(C)으로 이동할 수 있다.
스타일러스 펜(10)의 전도성 팁(11)은 일 지점(A)에서 윈도우(22)에 접촉하고, 다른 지점(C)에서도 윈도우(22)에 접촉한다. 윈도우(22)에 접촉되어 있는 전도성 팁(11)으로부터의 공진 신호(RS0, RS2)가 터치 전극(21)에 전달될 수 있다. 공진 신호(RS0)에 의해, 일 지점(A)에 대응하는 터치 데이터가 생성되고, 공진 신호(RS2) 에 의해, 다른 지점(C)에 대응하는 터치 데이터가 생성된다.
일 지점(A)과 다른 지점(C) 사이의 영역(B)에서, 스타일러스 펜(10)은 윈도우(22)로부터 이격되어 있다. 즉, 영역(B)에서 스타일러스 펜(10)은 호버링 상태에 있다. 호버링 상태의 스타일러스 펜(10)의 전도성 팁(11)으로부터의 공진 신호(RS0)가 터치 전극(21)에 전달될 수 있다. 공진 신호(RS1)에 의해, 영역(B)의 연결획(NL)에 대응하는 터치 데이터가 생성된다. 즉, 호버링 상태의 스타일러스 펜(10)에서 전달된 공진 신호(RS1)에 따라 터치 컨트롤러(262)가 터치 데이터를 생성하면, 사용자가 의도하지 않은 연결획에 대응하는 터치 데이터가 생성되어 터치 스크린(20) 상에 표시된다.
실시예들은 호버링 상태의 스타일러스 펜에서의 공진 신호 전달을 방지하는 스타일러스 펜을 제공한다.
한편으로, 사용자는 스타일러스 펜(10)을 파지하고, 전도성 팁(11)으로 터치 스크린(20)을 터치한다. 관련하여, 도 8 내지 도 9를 참조하여 설명한다.
도 8은 스타일러스 펜을 파지한 경우의 스타일러스 펜과 전자 디바이스를 나타낸 개념도이고, 도 9는 스타일러스 펜을 파지한 경우의 스타일러스 펜과 전자 디바이스를 나타낸 개략적인 회로도이다.
도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 사용자(40)는 스타일러스 펜(10)을 파지하고, 터치 스크린(20)에 스타일러스 펜(10)의 팁을 접촉시켜 터치를 입력한다.
도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 스타일러스 펜(10)은 전도성 팁(11), 전도성 팁(11)에 연결되어 있는 공진 회로부(12), 접지부(18), 및 하우징(19)을 포함한다. 공진 회로부(12)는 커패시터부(13)와 인덕터부(14)를 포함한다. 하우징(19)은 팁(11)에 인접한 홀더부(19a) 및 팁(11)과 이격되어 있는 보디부(19b)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(16)의 단면적(S), 및 권선 수(N)의 제곱에 비례하고, 코일(16)의 길이(l)에 반비례한다.
스타일러스 펜(10)은 사용자의 손가락(40)에 의해 파지되며, 이때 손가락(40)과 스타일러스 펜(10)의 내부 도전체(코일(16) 내지 스타일러스 펜(10)의 각 소자를 연결하고 있는 도선들 등)에 의해서 기생 커패시턴스(Cf1, Cf2)가 형성될 수 있다.
도 9를 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 10을 참조하여 설명한다.
도 10은 스타일러스 펜을 나타낸 개념도이다. 도 10에 도시된 스타일러스 펜(10')은 도 8의 스타일러스 펜(10)과 비교하여, 차단 부재(17)를 더 포함한다.
차단 부재(17)는 하우징(19)의 적어도 일부를 감싸는 전도성 부재 또는 하우징(19)의 적어도 일부인 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 11을 참조하여 함께 설명한다.
도 11은 도 10에 도시된 스타일러스 펜에서 발생하는 와전류(eddy current)를 나타낸 예시도이다.
도 11의 (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 11의 (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 더 방지하는 스타일러스 펜을 제공한다.
도 12 내지 도 15은 실시예들에 따른 스타일러스 펜의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 12는 호버링 상태의 스타일러스 펜에서의 공진 신호 전달을 방지하는 스타일러스 펜을 도시하고, 도 13은 호버링 상태의 스타일러스 펜에서의 공진 신호 전달과, 와전류 발생에 의한 공진 주파수의 변화를 더 방지하는 스타일러스 펜을 도시하며, 도 14 및 도 15는 호버링 상태의 스타일러스 펜에서의 공진 신호 전달과, 사용자의 파지 및 와전류 발생에 의한 공진 주파수의 변화를 더 방지하는 스타일러스 펜을 도시한다.
도 12 내지 도 15의 스타일러스 펜(100)은 전도성 팁(110), 공진 회로부, 차단 부재(170), 접지부(180), 및 하우징(190)을 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위해, 도 12 내지 도 15에 공진 회로부의 인덕터부(140)만을 도시하였으나, 공진 회로부는 커패시터부를 포함하며, 커패시터부는 하우징(190)의 내부에 위치할 수 있다.
도 12 내지 도 15를 참조하면, 전도성 팁(110)은 커패시터부(미도시) 및 인덕터부(140)에 전기적으로 연결되어 있다. 예를 들어, 전도성 팁(110)은 커패시터부(미도시)와 인덕터부(140)에 전도성 연결 부재(112) 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, 하우징에 마련된 개구(opening)를 통해 외부로 노출된 형태를 가질 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
전도성 연결 부재(112)는 전도성을 갖는 부재로서, 배선(wiring), 와이어(wire), 핀(pin), 로드(rod), 바(bar) 등일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
커패시터부(미도시) 및 인덕터부(140)는 하우징(190) 내에 위치한다. 커패시터부(미도시)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)으로부터 제1 거리(d1)만큼 이격되어 위치할 수 있다.
하우징(190)은 스타일러스 펜(100)의 소자들을 수용할 수 있다. 하우징(190)은 내부가 비어 있으므로, 그 내부에 전도성 팁(110), 공진 회로부, 및 접지부(180)를 수용할 수 있다. 이러한 하우징(190)은 비전도성 물질로 이루어질 수 있다.
하우징(190)은 전도성 팁(110)에 인접한 홀더부(190a)와 전도성 팁(110)에 이격되어 있는 보디부(190b)를 포함한다. 홀더부(190a)와 보디부(190b)는 일체로 형성될 수도 있다. 홀더부(190a)와 보디부(190b)가 일체로 결합된 형태로 도시하였으나, 홀더부(190a)와 보디부(190b)는 분리될 수도 있다.
홀더부(190a)는 도 12의 (a)에 도시된 뿔대 또는 도 12의 (b)의 기둥 형태일 수 있다. 또는 홀더부(190a)는 도 12의 (c)의 돔(dome)(192)이 결합된 기둥 형태일 수 있다. 또는 홀더부(190a)는 도 12의 (d)의 파이프(pipe) 형태일 수 있다.
보디부(190b)는 원기둥, 다각기둥, 적어도 일부분이 곡면인 기둥 형태, 배흘림기둥(entasis) 형태, 각뿔대(frustum of pyramid) 형태, 원뿔대(circular truncated cone) 형태 등을 가질 수도 있으며, 그 형태에 제한되지 않는다.
차단 부재(170a)는 전도성 팁(110)이 외부로 노출되어 있는 하우징의 일 부분에 대응하여 위치할 수 있다. 예를 들어, 차단 부재(170a)는 전도성 팁(110)이 외부로 노출되어 있는 홀더부(190a)의 개구로부터 0mm 내지 20mm 내에 위치할 수 있다. 구체적으로, 차단 부재(170a)는 홀더부(190a)의 개구와 홀더부(190a)의 개구로부터 20mm 이격되어 있는 부분 사이에 위치할 수 있다. 또한, 차단 부재(170a)는 홀더부(190a)의 개구로부터 0.1mm 이상 이격된 부분과 홀더부(190a)의 개구로부터 10mm 이격되어 있는 부분 사이에, 개구로부터 1mm 이상 이격된 부분과 홀더부(190a)의 개구로부터 5mm 이격되어 있는 부분 사이에, 위치할 수 있다. 즉, 차단 부재(170a)는 전도성 팁(110)이 외부로 노출되어 있는 하우징의 일 부분과 적어도 20mm 이내로 인접한 영역에 위치할 수 있다.
차단 부재(170a)는 홀더부(190a)의 적어도 일부를 감싸는 전도성 부재일 수 있다. 차단 부재(170a)는 홀더부(190a)의 적어도 일부인 전도성 부재일 수 있다. 이러한 차단 부재(170a)는 전도성 연결 부재(112)를 통해 접지부(180)에 연결될 수 있다. 차단 부재(170a)는 접지부(180)에 전기적으로 연결되어 접지된다.
차단 부재(170a)는 홀더부(190a)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 도 12에서, 전도성 팁(110)은 홀더부(190a) 내부에 위치하고 있는 것으로 도시되어 있으나, 전도성 팁(110)이 보디부(190b) 내부로 연장되어 있는 경우, 차단 부재(170a)는 보디부(190b)의 내부 또는 외부에도 위치할 수 있다.
또한, 차단 부재(170a)는 커패시터부와 인덕터부(140)의 위치에 따라, 커패시터부와 인덕터부(140)의 적어도 일부를 감쌀 수도 있다. 예를 들어, 커패시터부와 인덕터부(140)가 홀더부(190a) 내부에 위치하고 있는 경우, 차단 부재(170a)는 커패시터부와 인덕터부(140)의 적어도 일부를 감쌀 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 인덕터부(140)가 차단 부재(170a)로부터 소정 거리 이상 이격되어 있는 경우, 차단 부재(170a)는 하나의 전도성 판(plate)의 형태를 가질 수 있다. 또한, 차단 부재(170a)는 홀더부(190a) 내의 전도성 코일일 수도 있다. 예를 들어, 차단부재(170a)는 홀더부(190a)의 내부와 접하면서 감겨있는 전도성의 코일일 수도 있다.
차단 부재(170a)가 방향(PD)을 따라 인덕터부(140)의 페라이트 코어로부터 제1 거리(d1)만큼 이격되어 있다. 차단 부재(170a)가 복수의 차단부로 형성되어 있지 않더라도 인덕터부(140)의 페라이트 코어에 의해 형성된 자기장에 의한 영향이 적다.
도 12의 (a)에서 차단 부재(170a)는 뿔대 형태의 홀더부(190a)의 옆면의 적어도 일 부분을 감싸는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 차단 부재(170a)는 뿔대 형태의 홀더부(190a)의 옆면 중 팁(110)에 인접한 부분만을 감싸는 형태일 수 있다.
도 12의 (b)에서 차단 부재(170a)는 기둥 형태의 홀더부(190a)의 옆면의 적어도 일 부분을 감싸는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 차단 부재(170a)는 기둥 형태의 홀더부(190a)의 옆면 중 팁(110)에 인접한 부분만을 감싸는 형태일 수 있다.
도 12의 (c)에서 차단 부재(170a)는 기둥 형태의 홀더부(190a)의 옆면과 돔(192)의 외면의 적어도 일 부분을 감싸는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 차단 부재(170a)는 돔(192)의 외면과 기둥 형태의 홀더부(190a)의 옆면 중 팁(110)에 인접한 부분만을 감싸는 형태일 수 있다.
도 12의 (d)에서 차단 부재(170a)는 파이프 형태의 홀더부(190a)의 내면의 적어도 일 부분을 감싸는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 차단 부재(170a)는 파이프 형태의 홀더부(190a)의 내면 중 팁(110)에 인접한 부분만을 감싸는 형태일 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 인덕터부(140)가 차단 부재(170a)로부터 제1 거리(d1)보다 짧은 제2 거리(d2) 이하로 이격되어 있는 경우, 차단 부재(170a)는 복수의 제1 차단부(171a)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차단 부재(170a)는 홀더부(190a)의 둘레 방향으로 폐루프를 형성하면서 서로 이격된 복수의 차단부(171a)를 포함할 수 있다.
복수의 제1 차단부(171a)는 와전류에 수직인 방향(PD), 즉 인덕터부(140) 내의 페라이트 코어의 축방향(PD)과 평행한 방향으로 연장되어 있으며, 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있다. 복수의 제1 차단부(171a)는 와전류의 방향(ED)을 따라 0.03mm 이상의 간격으로 이격될 수 있다. 차단 부재(170)가, 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격된 복수의 제1 차단부(171a)를 포함하므로, 차단 부재(170a)를 따라 와전류가 흐를 수 없게 되어, 와전류의 발생이 차단된다. 복수의 제1 차단부(171a)가 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되어 있는 것으로 설명하였으나, 복수의 제1 차단부(171a)는 방향(PD)에 소정 각도(0도 초과 90도 미만)로 기울어진 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다.
복수의 제1 차단부(171a)는 연결부(174a)를 통해 서로 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 연결부(174a)가 접지부(180)에 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 복수의 제1 차단부(171a)는 전도성 연결 부재(112)를 통해 접지부(180)에 연결될 수 있다. 차단 부재(170a)는 접지부(180)에 전기적으로 연결되어 접지된다.
도 13의 (a)에서 차단 부재(170a)는 뿔대 형태의 홀더부(190a)의 옆면의 적어도 일 부분을 감싸는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 차단 부재(170a)는 뿔대 형태의 홀더부(190a)의 옆면 중 팁(110)에 인접한 부분만을 감싸는 형태일 수 있다.
도 13의 (b)에서 차단 부재(170a)는 기둥 형태의 홀더부(190a)의 옆면의 적어도 일 부분을 감싸는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 차단 부재(170a)는 기둥 형태의 홀더부(190a)의 옆면 중 팁(110)에 인접한 부분만을 감싸는 형태일 수 있다.
도 13의 (c)에서 차단 부재(170a)는 기둥 형태의 홀더부(190a)의 옆면과 돔(192)의 외면의 적어도 일 부분을 감싸는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 차단 부재(170a)는 돔(192)의 외면과 기둥 형태의 홀더부(190a)의 옆면 중 팁(110)에 인접한 부분만을 감싸는 형태일 수 있다.
도 13의 (d)에서 차단 부재(170a)는 파이프 형태의 홀더부(190a)의 내면의 적어도 일 부분을 감싸는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 차단 부재(170a)는 파이프 형태의 홀더부(190a)의 내면 중 팁(110)에 인접한 부분만을 감싸는 형태일 수 있다.
도 14에 도시된 스타일러스 펜(100)은, 도 12에 도시된 스타일러스 펜(100)에 비해 차단 부재(170b)를 더 포함한다. 도 15에 도시된 스타일러스 펜(100)은, 도 13에 도시된 스타일러스 펜(100)에 비해 차단 부재(170b)를 더 포함한다. 차단 부재(170b)는 인덕터부(140)를 감싸는 전도성 부재를 포함한다. 차단 부재(170b)는 복수의 제1 차단부(171b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차단 부재(170b)는 보디부(190b)의 둘레 방향으로 폐루프를 형성하면서 서로 이격된 복수의 차단부(171b)를 포함할 수 있다.
차단 부재(170b)는 인덕터부(140)의 적어도 일부를 감싸도록 보디부(190b)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 도 14에서, 인덕터부(140)는 보디부(190b) 내부에 위치하고 있는 것으로 도시되어 있으나, 인덕터부(140)가 홀더부(190a) 내부로 연장되어 있는 경우, 차단 부재(170b)는 홀더부(190a)의 내부 또는 외부에도 위치할 수 있다.
복수의 제1 차단부(171b)는 와전류에 수직인 방향(PD), 즉 인덕터부(140) 내의 페라이트 코어의 축방향(PD)과 평행한 방향으로 연장되어 있으며, 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있다. 차단 부재(170b)가, 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격된 복수의 제1 차단부(171b)를 포함하므로, 차단 부재(170b)를 따라 와전류가 흐를 수 없게 되어, 와전류의 발생이 차단된다. 복수의 제1 차단부(171b)가 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되어 있는 것으로 설명하였으나, 복수의 제1 차단부(171b)는 방향(PD)에 소정 각도(0도 초과 90도 미만)로 기울어진 방향을 따라 연장되어 있을 수 있다.
차단 부재(170a)와 차단 부재(170b)는 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 차단 부재(170a)와 복수의 제1 차단부(171b)가 홀더부(190a) 및 보디부(190b)의 경계에서 전기적으로 연결되어 있다. 그리고, 복수의 제1 차단부(171b)는 연결부(174b)를 통해 서로 전기적으로 연결되어 있다. 연결부(174b)가 접지부(180)에 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 복수의 제1 차단부(171b)는 전도성 연결 부재(112)를 통해 접지부(180)에 연결될 수 있다. 차단 부재(170a)와 차단 부재(170b)는 모두 접지부(180)에 전기적으로 연결되어 접지된다.
도 16 및 도 17은 실시예들에 따른 스타일러스 펜의 차단 부재 구조를 나타낸 개념도이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 차단 부재(170a)는 양단은 와전류의 방향(ED)을 따라 이격되어 있다. 차단 부재(170a)는 도금, 포토리소그래피(photolithography), 박막 증착(sputtering) 등의 방법으로 시트(sheet) 상에 프린팅되어 홀더부(190a)에 부착되거나, 또는 홀더부(190a)에 직접 도금, 포토리소그래피(photolithography), 박막 증착(sputtering) 등의 방법으로 프린팅될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
도 16의 (a)를 참조하면, 차단 부재(170a)는 와전류의 발생을 차단하는 하나의 슬릿(GP)과 차단 부재(170a)의 양단(1701a, 1702a)을 연결하는 연결부(174a)를 포함한다. 슬릿(GP)은 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되어 있다. 차단 부재(170a)의 양단(1701a, 1702a)은 하나의 슬릿(GP)에 의해 이격되어 있다. 차단 부재(170a)의 양단(1701a, 1702a)은 와전류의 방향(ED)을 따라 이격되어 있다. 연결부(174a)는 차단 부재(170a)의 양단(1701a, 1702a)을 연결할 수 있다.
도 16의 (b)를 참조하면, 차단 부재(170a)는 복수의 제1 차단부(171a) 및 복수의 제1 차단부(171a)를 서로 연결하는 연결부(174a)를 포함한다. 복수의 제1 차단부(171a)는 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되어 있으며, 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있다. 연결부(174a)는 복수의 제1 차단부(171a)를 연결할 수 있다.
도 16의 (c)를 참조하면, 차단 부재(170a)는 복수의 제2 차단부(172a) 및 복수의 제2 차단부(172a)를 연결하는 연결부들(174a, 176a)을 포함한다.
복수의 제2 차단부(172a)는 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 이격되어 있으며, 복수의 제2 차단부(172a) 각각의 양단은 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있다. 연결부(176a)는 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되며, 복수의 제2 차단부(172a)를 연결할 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 차단 부재(170b)는 양단은 와전류의 방향(ED)을 따라 이격되어 있다. 차단 부재(170b)도 도금, 포토리소그래피, 박막 증착 등의 방법으로 시트 상에 프린팅되어 보디부(190b)에 부착되거나, 또는 보디부(190b)에 직접 도금, 포토리소그래피, 박막 증착(sputtering) 등의 방법으로 프린팅될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
도 17의 (a)를 참조하면, 차단 부재(170b)는 와전류의 발생을 차단하는 하나의 슬릿(GP)과 차단 부재(170b)의 양단(1701b, 1702b)을 연결하는 연결부(174b)를 포함한다. 슬릿(GP)은 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되어 있다. 차단 부재(170b)의 양단(1701b, 1702b)은 하나의 슬릿(GP)에 의해 이격되어 있다. 차단 부재(170b)의 양단(1701b, 1702b)은 와전류의 방향(ED)을 따라 이격되어 있다. 연결부(174b)는 차단 부재(170b)의 양단(1701b, 1702b)을 연결할 수 있다.
도 17의 (b)를 참조하면, 차단 부재(170b)는 복수의 제1 차단부(171b) 및 복수의 제1 차단부(171b)를 서로 연결하는 연결부(174b)를 포함한다. 복수의 제1 차단부(171b)는 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되어 있으며, 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있다. 연결부(174b)는 복수의 제1 차단부(171b)를 연결할 수 있다.
도 17의 (c)를 참조하면, 차단 부재(170b)는 복수의 제2 차단부(172b) 및 복수의 제2 차단부(172b)를 연결하는 연결부들(174b, 176b)을 포함한다.
복수의 제2 차단부(172b)는 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 이격되어 있으며, 복수의 제2 차단부(172b) 각각의 양단은 와전류의 방향(ED)을 따라 서로 이격되어 있다. 연결부(176b)는 와전류에 수직인 방향(PD)을 따라 연장되며, 복수의 제2 차단부(172b)를 연결할 수 있다.
도 18은 실시예들에 따른 스타일러스 펜의 호버링에 의한 터치 입력을 나타낸 도면이다. 도 7에서 설명한 바와 같이, 필기 시에, 이전획을 쓴 다음 다음획을 쓰기 위하여, 터치 스크린(20) 내에서 스타일러스 펜(100)은 이전획의 끝 지점(A)으로부터 다음획의 시작 지점(C)으로 이동할 수 있다.
스타일러스 펜(100)의 전도성 팁(110)은 일 지점(A)에서 윈도우(22)에 접촉하고, 다른 지점(C)에서도 윈도우(22)에 접촉한다. 윈도우(22)에 접촉되어 있는 전도성 팁(110)으로부터의 공진 신호(RS3, RS5)가 터치 전극(21)에 전달될 수 있다. 공진 신호(RS3)에 의해, 일 지점(A)에 대응하는 터치 데이터가 생성되고, 공진 신호(RS5) 에 의해, 다른 지점(C)에 대응하는 터치 데이터가 생성된다.
일 지점(A)과 다른 지점(C) 사이의 영역(B)에서, 스타일러스 펜(100)은 윈도우(22)로부터 이격되어 있다. 즉, 영역(B)에서 스타일러스 펜(100)은 호버링 상태에 있다. 호버링 상태에서, 실시예에 따른 스타일러스 펜(100)의 전도성 팁(110)으로부터의 공진 신호(RS4)는 터치 전극(21)에 매우 작은 값으로 전달되거나, 또는 전달되지 않는다. 터치 컨트롤러(262)는 공진 신호(RS4)에 의한 터치 데이터를 생성하지 않는다. 즉, 영역(B)의 연결획(NL)에 대응하는 터치 데이터가 생성되지 않는다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 호버링 상태의 스타일러스 펜에 의한 의도하지 않은 터치 입력을 방지하는 스타일러스 펜을 제공할 수 있다는 장점이 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 19 내지 도 21을 참조하여, 차단 부재(170)와 하우징(190) 사이의 위치관계에 대해 설명한다.
도 19 내지 도 21는 실시예들에 따른 스타일러스 펜의 보디부 구조를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 19의 (a)를 참조하면, 스타일러스 펜(100)은 복수의 제1 차단부(171b)를 포함하는 차단 부재(170b) 및 보디부(190b)를 포함한다.
도 19의 (b)는 절단면(A1-A2-A3-A4)을 따라 절단된 스타일러스 펜(100)을 단면을 도시한다. 일 실시예에 따르면, 제1 차단부(171b)들은 보디부(190b)의 내면(1902)에 위치할 수 있다.
다음으로, 도 20의 (a)를 참조하면, 스타일러스 펜(100)은 복수의 제1 차단부(171b)를 포함하는 차단 부재(170b) 및 보디부(190b)를 포함한다.
도 20의 (b)는 절단면(B1-B2-B3-B4)을 따라 절단된 스타일러스 펜(100)을 단면을 도시한다. 일 실시예에 따르면, 제1 차단부(171b)들은 보디부(190b)의 외면(1900)에 위치할 수 있다.
마지막으로, 도 21의 (a)를 참조하면, 스타일러스 펜(100)은 복수의 제1 차단부(171b)를 포함하는 차단 부재(170b) 및 보디부(190b)를 포함한다.
도 21의 (b)는 절단면(C1-C2-C3-C4)을 따라 절단된 스타일러스 펜(100)을 단면을 도시한다. 일 실시예에 따르면, 제1 차단부(171b)들은 보디부(190b)의 외면(1900)과 내면(1902) 사이에 내장될 수 있다.
도 19 내지 도 21에서는 차단 부재(170b)만을 설명하였으나, 차단 부재(170a) 또한, 홀더부(190a)의 내면에 위치할 수 있거나, 외면에 위치할 수 있거나, 또는 외면과 내면 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 (19)

  1. 하우징,
    적어도 일부가 상기 하우징의 외부로 노출되어 있는 전도성 팁(tip),
    상기 하우징 내에 위치하고, 상기 전도성 팁에 연결되어 있으며, 상기 전도성 팁으로부터 전달되는 전기 신호를 공진시키는 공진 회로부, 그리고
    상기 전도성 팁이 외부로 노출되어 있는 하우징의 일 부분에 대응하여 위치하는 전도성의 차단 부재
    를 포함하는 스타일러스 펜.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차단 부재는 단일의 전도성 판인,
    스타일러스 펜.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 일 부분은 비전도성의 홀더부를 포함하고,
    상기 차단 부재는 상기 홀더부에 대응하여 위치하고, 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.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 차단 부재는 상기 차단 부재의 양단을 연결하는 연결부를 더 포함하는,
    상기 차단 부재와 연결되어 있고, 사용자와 전기적 연결이 가능한 접지부를 더 포함하고,
    상기 연결부는 상기 접지부와 전기적으로 연결되어 있는,
    스타일러스 펜.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차단 부재는 상기 전도성 팁이 외부로 노출되어 있는 하우징의 개구로부터 0.1mm 이격된 영역과, 상기 개구로부터 20mm 이격된 영역 사이에 위치하는,
    스타일러스 펜.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 일 부분은 비전도성의 홀더부를 포함하고,
    상기 차단 부재는 상기 홀더부에 대응하여 위치하고, 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.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 차단 부재는 상기 복수의 제1 차단부를 연결하는 연결부를 더 포함하는,
    상기 차단 부재와 연결되어 있고, 사용자와 전기적 연결이 가능한 접지부를 더 포함하고,
    상기 연결부는 상기 접지부와 전기적으로 연결되어 있는,
    스타일러스 펜.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 일 부분은 비전도성의 홀더부를 포함하고,
    상기 차단 부재는 상기 홀더부에 대응하여 위치하고, 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.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차단 부재와 연결되어 있고, 사용자와 전기적 연결이 가능한 접지부를 더 포함하고,
    상기 공진 회로부는,
    상기 전도성 팁과 상기 접지부 사이에 연결되어 있는 인덕터부, 그리고
    상기 전도성 팁과 상기 접지부 사이에 연결되어 있는 커패시터부를 포함하는,
    스타일러스 펜.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 차단 부재는, 상기 인덕터부의 적어도 일부를 더 감싸는,
    스타일러스 펜.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 일 부분은 비전도성의 홀더부와, 상기 전도성 팁에 이격되어 있는 비전도성의 보디부를 포함하고,
    상기 차단 부재의 상기 전도성 팁에 인접하여 위치하는 제1 부분은 상기 홀더부에 대응하여 위치하며, 하나의 전도성 판이고,
    상기 차단 부재의 상기 인덕터부의 적어도 일부를 감싸는 제2 부분은 상기 보디부에 대응하여 위치하고, 와전류의 발생을 차단하는 하나의 슬릿을 포함하며,
    상기 하나의 슬릿에 의해 상기 차단 부재의 제2 부분의 양단이 제1 방향을 따라 이격되어 있고,
    상기 제1 방향은 와전류가 형성되는 방향인,
    스타일러스 펜.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 일 부분은 비전도성의 홀더부를 포함하고,
    상기 하우징은 상기 전도성 팁으로부터 이격되어 있는 비전도성의 보디부를 더 포함하고,
    상기 차단 부재의 상기 전도성 팁에 인접하여 위치하는 제1 부분은 상기 홀더부에 대응하여 위치하고, 와전류의 발생을 차단하는 하나의 제1 슬릿을 포함하고,
    상기 차단 부재의 상기 인덕터부의 적어도 일부를 감싸는 제2 부분은 상기 보디부에 대응하여 위치하고, 와전류의 발생을 차단하는 하나의 제2 슬릿을 포함하며,
    상기 하나의 제1 슬릿에 의해 상기 차단 부재의 제1 부분의 양단이 제1 방향을 따라 이격되어 있고, 상기 하나의 제2 슬릿에 의해 상기 차단 부재의 제2 부분의 양단이 제1 방향을 따라 이격되어 있으며,
    상기 제1 방향은 와전류가 형성되는 방향인,
    스타일러스 펜.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 일 부분은 비전도성의 홀더부를 포함하고,
    상기 하우징은 상기 전도성 팁으로부터 이격되어 있는 비전도성의 보디부를 더 포함하고,
    상기 차단 부재의 상기 전도성 팁에 인접하여 위치하는 제1 부분은 상기 홀더부에 대응하여 위치하고, 제1 방향을 따라 서로 이격되고, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 연장되어 있는 복수의 제1 차단부를 포함하고,
    상기 차단 부재의 상기 인덕터부의 적어도 일부를 감싸는 제2 부분은 상기 보디부에 대응하여 위치하고, 제1 방향을 따라 서로 이격되고, 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 연장되어 있는 복수의 제3 차단부를 포함하며,
    상기 제1 방향은 와전류가 형성되는 방향이고,
    상기 복수의 제1 차단부 및 상기 복수의 제3 차단부는 전도성인,
    스타일러스 펜.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 인덕터부는,
    페라이트 코어, 그리고
    상기 전도성 팁에 연결되어 있고 상기 페라이트 코어에 감겨 있는 전도성 코일을 포함하는,
    스타일러스 펜.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 차단 부재는 상기 하우징의 내면에 위치하는,
    스타일러스 펜.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 차단 부재는 상기 하우징의 외면에 위치하는,
    스타일러스 펜.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 차단 부재는 상기 하우징의 내면과 외면 사이에 내장되어 있는,
    스타일러스 펜.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 차단 부재는 복수의 도전성 차단부가 프링틴된 시트(sheet)를 포함하는,
    스타일러스 펜.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 차단 부재는 상기 하우징에 도금되어 있는 복수의 차단부를 포함하는,
    스타일러스 펜.
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