KR102303139B1 - 입력 장치, 전자 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

입력 장치, 전자 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102303139B1
KR102303139B1 KR1020170033068A KR20170033068A KR102303139B1 KR 102303139 B1 KR102303139 B1 KR 102303139B1 KR 1020170033068 A KR1020170033068 A KR 1020170033068A KR 20170033068 A KR20170033068 A KR 20170033068A KR 102303139 B1 KR102303139 B1 KR 102303139B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sub
electrodes
input device
electrode
capacitances
Prior art date
Application number
KR1020170033068A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180105853A (ko
Inventor
이형선
이강윤
조성훈
김관형
김상윤
류호철
김상호
Original Assignee
삼성전자주식회사
성균관대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사, 성균관대학교 산학협력단 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020170033068A priority Critical patent/KR102303139B1/ko
Priority to PCT/KR2018/001628 priority patent/WO2018169209A1/ko
Priority to US16/493,057 priority patent/US11150770B2/en
Publication of KR20180105853A publication Critical patent/KR20180105853A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102303139B1 publication Critical patent/KR102303139B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
    • G06F3/0383—Signal control means within the pointing device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0441—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using active external devices, e.g. active pens, for receiving changes in electrical potential transmitted by the digitiser, e.g. tablet driving signals
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0442—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using active external devices, e.g. active pens, for transmitting changes in electrical potential to be received by the digitiser
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

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 { Input device, electronic system and control method thereof }
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.
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.
110: 통신부 120: 펜 팁
130: 전극부 140: 프로세서

Claims (17)

  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 커패시턴스 및 복수의 기준 커패시턴스를 비교하여 상기 입력 장치의 기울기 정보를 생성하여 상기 전자 기기로 전송하는 프로세서;를 포함하고,
    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.
  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. 삭제
  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 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 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 정보 및 복수의 기준 커패시턴스를 비교하여 상기 입력 장치의 기울기 값을 획득하며, 획득된 기울기 값에 기초하여 상기 터치 스크린을 제어하는 전자 기기;를 포함하고,
    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 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 및 복수의 기준 커패시턴스를 비교하여 상기 입력 장치의 기울기 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 기울기 정보를 터치 스크린을 포함하는 전자 기기로 전송하는 단계;를 포함하고,
    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.
  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. 삭제
  16. 제10항에 있어서,
    상기 입력 장치의 기울기 정보는,
    상기 복수의 커패시턴스 정보 및 상기 복수의 커패시턴스 정보에 기초하여 산출된 기울기 값 중 적어도 하나인, 제어 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    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 단계;를 더 포함하는, 제어 방법.
KR1020170033068A 2017-03-16 2017-03-16 입력 장치, 전자 시스템 및 그 제어 방법 KR102303139B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170033068A KR102303139B1 (ko) 2017-03-16 2017-03-16 입력 장치, 전자 시스템 및 그 제어 방법
PCT/KR2018/001628 WO2018169209A1 (ko) 2017-03-16 2018-02-07 입력 장치, 전자 시스템 및 그 제어 방법
US16/493,057 US11150770B2 (en) 2017-03-16 2018-02-07 Input device, electronic system and control method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170033068A KR102303139B1 (ko) 2017-03-16 2017-03-16 입력 장치, 전자 시스템 및 그 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180105853A KR20180105853A (ko) 2018-10-01
KR102303139B1 true KR102303139B1 (ko) 2021-09-17

Family

ID=63522464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170033068A KR102303139B1 (ko) 2017-03-16 2017-03-16 입력 장치, 전자 시스템 및 그 제어 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11150770B2 (ko)
KR (1) KR102303139B1 (ko)
WO (1) WO2018169209A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020080878A1 (ko) 2018-10-19 2020-04-23 주식회사 네오랩컨버전스 전자펜, 전자기기 및 그 제어 방법
US11126297B2 (en) * 2019-06-10 2021-09-21 Sigmasense, Llc. Electronic pen with ring-back and other functionalities
CN110851004B (zh) * 2019-11-19 2023-10-27 合肥京东方光电科技有限公司 一种触控笔及其驱动方法、触控***
CN110968208B (zh) * 2019-11-28 2023-06-23 京东方科技集团股份有限公司 触控笔、触控笔检测方法和触控***

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016126503A (ja) * 2014-12-26 2016-07-11 株式会社ワコム 位置指示器及び信号処理装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3188367B2 (ja) * 1994-12-26 2001-07-16 シャープ株式会社 座標検出装置
JPH1011206A (ja) * 1996-06-26 1998-01-16 Pentel Kk 傾き検出ペン使用座標入力装置
JPH10105322A (ja) 1996-09-25 1998-04-24 Sharp Corp タブレット装置及びこれを用いた文書処理装置並びにタブレット装置制御プログラムを記憶した媒体
JP4145095B2 (ja) * 2002-08-09 2008-09-03 富士通株式会社 座標入力装置
JP2010524097A (ja) * 2007-04-11 2010-07-15 シルバーブルック リサーチ ピーティワイ リミテッド 容量力センサーを有する感知デバイス
JP5442479B2 (ja) 2010-02-05 2014-03-12 株式会社ワコム 指示体、位置検出装置及び位置検出方法
US8638320B2 (en) * 2011-06-22 2014-01-28 Apple Inc. Stylus orientation detection
US9086745B2 (en) * 2011-10-28 2015-07-21 Atmel Corporation Dynamic reconfiguration of electrodes in an active stylus
US9218071B2 (en) * 2012-04-20 2015-12-22 Microsoft Corporation Interpolation of position of a stylus in a touch sensor
US9213423B2 (en) * 2013-09-13 2015-12-15 Atmel Corporation Method and system for determining stylus tilt in relation to a touch-sensing device
EP3049904A1 (en) * 2013-09-26 2016-08-03 Sony Corporation Touchpen for capacitive touch panel and method of detecting a position of a touchpen
KR102273683B1 (ko) 2015-01-30 2021-07-05 엘지디스플레이 주식회사 스타일러스 펜을 이용한 평판표시장치
JP6544791B2 (ja) * 2015-02-20 2019-07-17 株式会社ワコム 位置指示器、信号処理回路、信号供給制御方法及び信号処理方法
US10296108B2 (en) * 2015-07-06 2019-05-21 Sigmasense, Llc. Pen system with internal pressure tilt rotation
US10025401B2 (en) * 2015-09-08 2018-07-17 Apple Inc. Active stylus ring electrode
KR20180070574A (ko) * 2015-09-11 2018-06-26 텍추얼 랩스 컴퍼니 반수동형 스타일러스
CN105912147B (zh) * 2015-12-08 2020-05-12 汉王科技股份有限公司 主动电容笔及其倾角检测方法、电容式触控屏以及触控***
TWI631486B (zh) * 2017-06-16 2018-08-01 華碩電腦股份有限公司 觸控筆
KR102553544B1 (ko) * 2018-07-20 2023-07-10 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치, 터치 회로 및 구동 방법
US11054935B2 (en) * 2018-11-19 2021-07-06 Beechrock Limited Stylus with contact sensor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016126503A (ja) * 2014-12-26 2016-07-11 株式会社ワコム 位置指示器及び信号処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018169209A1 (ko) 2018-09-20
US20200192523A1 (en) 2020-06-18
US11150770B2 (en) 2021-10-19
KR20180105853A (ko) 2018-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102303139B1 (ko) 입력 장치, 전자 시스템 및 그 제어 방법
JP6488427B2 (ja) アクティブスタイラスリング電極
KR102440965B1 (ko) 스타일러스 펜, 스타일러스 펜으로부터 신호를 입력받는 전자 장치 및 이의 제어 방법
KR102301621B1 (ko) 스타일러스 펜, 터치 패널 및 이들을 구비한 좌표 측정 시스템
CN104615315B (zh) 触摸感测***及其驱动方法
JP6073467B2 (ja) タッチパネルシステムおよび電子機器
US10019077B2 (en) Capacitive cordless writing device
US20120327040A1 (en) Identifiable stylus
JP5324440B2 (ja) デジタイザのためのホバリングおよびタッチ検出
US9280245B2 (en) Touch panel sensor having dual-mode capacitive sensing for detecting an object
US9577614B2 (en) Detecting method and device for suppressing interference of low-frequency noise
JP6073466B2 (ja) タッチパネルシステムおよび電子機器
US11137840B1 (en) Stylus pen, touch-sensing system, touch-sensing controller, and touch-sensing method
US10579198B2 (en) Indicator detecting device and signal processing method thereof
KR20140017663A (ko) 능동적 스타일러스
US20140247238A1 (en) System and method for dual mode stylus detection
WO2017044315A1 (en) Active stylus precision tip
JP6073468B2 (ja) タッチパネルシステムおよび電子機器
KR20170001538A (ko) 입력 장치, 그 입력 장치로부터 신호를 입력받는 전자기기 및 그 제어방법
KR102176575B1 (ko) 입력을 감지하는 전자 장치 및 방법
KR102303136B1 (ko) 입력 장치, 전자 시스템 및 그 제어 방법
JP6255321B2 (ja) 情報処理装置とその指先操作識別方法並びにプログラム
US11353992B2 (en) Method and device for processing user input on basis of time during which user input is maintained
KR102216328B1 (ko) 터치 스크린 장치
KR102234249B1 (ko) 터치 스크린 장치와 이의 엣지 좌표 보상방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right