스타일러스 펜 (+ 기술의 종류)

Stylus

터치 스크린을 탭핑하기 위한 펜 모양의 도구로, 크게 passive stylus와 active stylus로 나누어진다.

 

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1. Passive Stylus

 

1) Capacitive

펜에 conductive tip을 붙여서 capacitive touchscreen 상의 터치 원리를 그대로 이용한 방법이다.

Capacitive touchscreen에는 일정한 electrostatic field(정전기장)이 형성되는데, 손가락/펜촉이 touchscreen에 닿으면 정전기장의 일부를 흡수하면서 capacitance(정전용량)을 빼앗아가고, 터치 센서가 이 변화를 감지해 터치로 인식한다.

 

2) EMR (Electro Magnetic Resonance) 전자기 공명식

자기장 형성을 위한 별도의 패널(digitizer)을 깔고 전자기 유도를 일으킬 수 있는 펜과 전자기 유도를 발생시켜 전자기 유도 공명을 감지한다. 펜이 감지하도록 주파수를 내보내고, 펜은 전송받은 에너지를 내부 회로를 통해 무선 주파수(RF) 신호로 전달해 신호의 세기를 측정한다. 예시로는 삼성 s펜이 있다. 펜에 전자기 유도를 일으킬 수 있는 장치(구리 코일과 무선 주파수 발생 장치)만 들어가면 되기 때문에 배터리 필요가 없고, 자기장을 사용하기 때문에 근처에 자석/전자기기가 있으면 오류가 생길 수도 있다는 단점이 있다.

 

+ 전자기 유도 (Electromagnetic Induction)

자기장의 변화로 코일의 유도전류가 흐르는 현상으로 영국의 물리학자 마이클 패러데이를 통해 알려졌다. 코일을 통과하는 자기력선(자기장의 모양을 시각적으로 나타낸 것; N극에서 나와 S극으로 향함)의 변화는 전류를 발생시키고 우리는 이를 유도 전류라고 한다. 전자기 유도 공명은 수신 코일과 송신 코일이 동일한 공진 주파수를 가져야만 에너지를 전달할 수 있다는 데에서 전자기 유도와 차이가 있다.

전자기 유도를 이용하는 예시로 무선 충전이 있다. 무선 충전기의 Tx 코일에 전류가 흘려 자기장을 발생시키고, 이 자기장의 변화가 스마트폰 코일에 유도 전류를 흐르게 한다. 직류로 변환된 이 전력이 배터리를 충전한다. 

 

 

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2. Active Stylus

펜에 별도의 칩을 장착하여 정밀도를 높인 기술

 

1) AES (Active Electrostatic) 능동 정전기식

패널로부터 전기를 공급받는게 아니라 펜 자체에서 (배터리나 전기 발생 장치를 통해) 정전기 신호를 내보내고 이 신호를 통한 전기장의 변화를 감지한다. 기존 정전식 디스플레이 위에서 구동되기 때문에 별도의 패널이 필요 없고, 반응 속도가 빠르다는 장점이 있지만, 펜에 배터리가 필요하다는 단점이 있다. 이 기술을 이용하는 예시로는 애플 펜슬이 있다.

 

 

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혼자 공부하면서 적어본 많이 부족한 글입니다. 잘못되거나 부족한 점이 있다면 알려주시면 감사하겠습니다!

 

 

References

• https://nelson-miller.com/passive-vs-active-stylus-whats-the-difference/
• https://y-tech.tistory.com/10
• https://y-tech.tistory.com/21
• https://www.youtube.com/watch?v=qGsJQATu-pc&t=33s 
• https://www.youtube.com/watch?v=Q4eTr2YYJp8 
• https://youtu.be/1ZvoK580ly0
• https://www.youtube.com/watch?v=SI1rzw1rjq8 
• https://wacomkoreablog.com/1012