무충전&무배터리&무선 - 3無 기술의 집약, 와콤 펜 테크놀로지
와콤 팬 여러분은 타블렛을 사용하면서 어떻게 이 펜이 스크린 위에서 내가 그리는 그림과 글씨를 모두 인식하는지 궁금했던 적이 있나요? 와콤 펜은 충전도, 배터리도 필요없이 작동한다고 하는데 어떻게 가능한지 , 그 이유를 생각해 본 적이 있으신가요? 오늘은 와콤 블로그지기가 터치스크린의 원리를 비롯해 와콤이 자랑하는 펜 기술에 대해 소개하고자 합니다.
스마트폰과 태블릿PC의 등장으로 종이와 펜 사용은 점점 줄어들고, 친환경 페이퍼리스의 일환이자 편리함을 위해서 많은 지류가 디지털로 대체되고 있어요. 자연스럽게 생소했던 디지털 스크린도 점점 교육, 업무를 비롯한 여러 일상생활에서 익숙해지고 있고요. 최근에는 응답자 10명 중 9명이 ‘학생이 학습을 하기 위해 태블릿PC가 필요하다’고 답하고, 볼펜보다 터치펜이 더욱 익숙하다는 다나와의 설문 결과가 우리 일상 속에 깊게 들어온 디지털 펜의 존재감을 뒷받침하기도 했죠.
이처럼 영향력을 계속해서 키워가는 디지털 펜. 와콤이 자랑하는 펜 기술력과 그 원리가 무엇인지 함께 알아볼까요?
감압식 터치 & 정전식 터치
와콤의 펜 기술력을 이해하기 위해서는 먼저 스크린을 터치할 때의 방식을 알아두는 게 좋습니다. 크게 감압식과 정전식 터치 패널로 구분되는데, 감압식과 정전식은 펜이 입력하는 신호를 스크린 센서가 어떤 방식으로 감지하냐에 따라서 차이가 있어요.
감압식
감압식은 물리적인 압력을 이용한 터치 방식입니다. 저항막 방식이라고도 불러요. 스마트폰과 태블릿PC가 지금처럼 대중화되기 전에는 PDA, PMP, 전자사전 등의 기기에 터치스크린이 적용되었는데요, 이러한 기기의 보조 수단으로 감압 방식의 스타일러스 펜이 사용되었습니다. 터치스크린이 물리적인 압력을 감지해서 작동하는 원리로, 굳이 스타일러스 펜이 아니어도 뾰족한 물건이라면 어떤 것이든 이 펜을 대체해서 사용할 수 있었어요. 손톱이나 볼펜도 상관없었죠.
그러나 화면을 눌렀을 때 생기는 압력으로 인식하기 때문에, 필기같이 정확한 인식이 필요한 상황에서는 사용하기 어려웠습니다. 그래서 감압식 스크린은 정교하지 않아도 되는 상황에서 자주 사용되었어요.
감압식 스크린은 굳이 정교할 필요가 없는 기기에 사용되었습니다. 닌텐도의 스타일러스 펜을 이용해 게임을 조작할 때, 전자사전에서 필기 인식을 이용해 단어를 찾을 때, 도면에서 틀린 부분을 체크할 때처럼 펜이 필요하면서도 정교하지는 않아도 되는 기기에서 주로 감압식 스크린을 주로 찾아볼 수 있었죠. 쉽게 터치가 가능하고 가격이 저렴한 것이 장점이었습니다.
정전식
정전식의 정확한 명칭은 '정전용량식'으로, 전류를 화면 위에 흘려보내고 전도체를 접촉시켜 일어나는 변화를 인식하는 원리입니다. X전극과 Y전극의 좌표를 이용해 전도체가 닿은 부분을 인식하게 되고, 이때 전도성을 띈 사람의 손가락까지 전도체로 인식하기 때문에 터치가 가능한 것입니다. 아이폰에서 정전식 방식을 채택한 후, 대부분의 터치가 가능한 스마트폰에서 정전식 펜을 사용했어요.
장갑을 끼고 일해야 하는 직종에서는 손가락 터치가 불가능하기 때문에, 이러한 스타일러스 펜이 필수였다고 하죠. 감압식과 다르게 압력이 아닌 전류를 이용하기 때문에 멀티 터치가 가능하며, 반응 속도가 훨씬 빨랐습니다. 그래서 정전식 스타일러스 펜은 손가락보다 더욱 정확한 인식이 필요하거나 필기가 필요한 상황에서 자주 쓰였답니다.
EMR(전자기공명) & AES (능동정전기)
위에서 설명한 감압식과 정전식이 스크린 터치 패널의 인식 원리를 크게 나눠 설명한 거라면, 세부적으로 터치에 이용되는 디지털 펜은 펜 자체에 쓰이는 기술에 따라 달라집니다. 흔히 전자기공명 방식을 이용한 EMR과 능동정전기 방식을 이용한 AES형 펜으로 나뉘는데요, 쉽게 말해 액정 스크린에서 신호를 보내느냐, 펜 자체에서 신호를 보내느냐에 따라 구분됩니다. 더욱 자세히 알아볼게요!
EMR (Electro-Magnetic Resonance, 전자기공명)
먼저 와콤에서 특허받은 EMR 기술에 대해 소개할게요. 와콤 원 펜, 와콤 프로 펜 2, 와콤 프로 펜 3 등 현재 판매 중인 와콤의 모든 타블렛에서 사용하는 펜에 탑재된 EMR 기술은 여러분이 잘 알고 있는 삼성전자 휴대폰과 갤럭시탭의 'S펜'에도 적용된 기술입니다. EMR 기술이 적용된 펜은 종이 위의 펜처럼 직관적이고 자연스러운 디지털 드로잉, 필기 느낌을 제공하는데요, Electro-Magnetic Resonance의 약자로, 전자기 공명 방식이라고 불러요.
와콤에서 특허받은 EMR 기술은 기기의 LCD 화면과 강화유리 층 뒤에 있는 센서 층으로 구성됩니다. 센서는 수직/수평 그리드 패턴으로 번갈아 배열되고, 각 센서는 정밀하게 보정되어 약한 전자기 신호를 방출해요. 그리고 이 신호들이 기기의 유리 표면 위로 약 5mm가량의 자기장을 생성합니다.
기기의 디스플레이 아래 디지타이저라는 별도의 패널을 깔아, 펜 내부에 전류가 흐르는 코일과 무선 주파수를 이용해 인식시키는 원리로, 디지타이저에서 자기장을 만들고, 펜으로 주파수를 내보면 이를 펜이 감지하는 것이죠. 펜에 무선으로 전송된 에너지가 펜 내부 회로를 통해 무선 주파수(RF) 신호로 전달되면, 이 시점에서 센서는 전송을 중지하고 청취 모드로 전환합니다. 그러면 센서는 센서의 여러 지점에서 신호 세기를 측정함으로써 펜의 정확한 위치, 펜촉을 누른 시기 및 누른 세기를 즉시 계산할 수 있습니다.
EMR 기술의 장점은 외부 전원 없이도 전원이 LCD 디스플레이와 이를 보호하는 표면을 통과할 수 있다는 거예요. 별도의 배터리나 건전지가 필요 없고, 배터리가 다 닳아서 사용을 못하게 되거나 전원 케이블이 꼬이고 끊어질 일이 절대 없죠. 종종 와콤 블로그에 펜 충전에 대해 질문해 주시는 분들이 있는데요, 와콤 타블렛에서 사용하는 모든 펜은 배터리가 내장되어 있지 않고, 충전할 필요가 없어요! 그림을 그리고 싶어서 펜을 들었는데, 배터리가 없어서 다시 충전해야 하는 김새는 순간은 와콤 타블렛에서 있을 수 없는 일이랍니다.
또, 배터리나 건전지가 들어있지 않아서 펜이 가벼운 것은 물론이고, 화면 전체를 스캔해서 좌표를 인식하기 때문에 정확도가 매우 높습니다. 또한, 손바닥과 펜에 전달되는 무선 주파수 신호를 구분해서 작동하므로, 화면 위에 닿는 손은 인식하지 않고 오로지 펜만 인식하는 '팜 리젝션' 기능을 적용할 수 있는 것도 큰 장점입니다.
액정에 손바닥을 대지 않으려고 불편하게 작업하는 일 없이, 팜 리젝션이 탑재된 와콤 타블렛으로 편하게 드로잉과 필기를 즐겨보세요!
AES (Active Electrostatic, 능동 정전기)
EMR 방식이 스크린에 특별한 디지타이저 장치를 넣어 펜을 가볍게 만들었다면, AES 방식은 화면이 아닌 펜 자체에 기술을 넣었습니다. EMR처럼 패널로부터 전기를 공급받는 것이 아니라 펜 자체에서 전기를 발생시키기 때문에 '능동' 방식이라고 부르는데요, 디지타이저가 없어도 되기 때문에 일반 정전식 스크린을 이용하는 많은 스마트폰, 태블릿, 터치형 노트북 등에서 사용하고 있어요. 또, 와콤의 뱀부 잉크 플러스에 적용된 것도 바로 AES 기술입니다.
AES 기술은 디지털 펜과 상호작용하는 여러 개의 정전기 그리드가 서로 직각으로 배열된 센서를 포함하는 디스플레이로 구성됩니다. 하나의 센서 그리드와 펜은 전기장을 생성하는 송신 장치 역할을 하고, 다른 그리드들은 수신 장치 역할을 해요. 펜의 위치는 각 센서 그리드 수신 장치에 감지된 전하량의 차이를 기준으로 파악됩니다. 와콤은 EMR뿐만 아니라 Active ES 방식에서도 뛰어난 기술을 자랑하고 있답니다.
이번 게시물에서는 터치스크린의 작동 방식과 펜 기술에 대해서 알아보았습니다. 많은 분들이 궁금해하는 '와콤 펜은 어떻게 충전 없이 계속해서 쓸 수 있지?'라는 질문에 정확히 답변이 되는 내용이었어요. 40년의 역사를 자랑하는 와콤은 이렇게 뛰어난 기술력으로 여러분의 편리한 드로잉, 필기 등 창작과 취미 활동을 지원하고 있습니다. 지금도 꾸준히 기술 연구를 통해서 경험을 개선하기 위한 노력을 하고 있죠. 또 와콤은 전자 서명 분야에서도 독보적인 기술력을 자랑하는데요, 전자 서명에 대해서는 다음 시간에 다뤄보도록 할게요.
그럼 오늘도 와콤 타블렛으로 슬기로운 드로잉 & 필기 생활을 즐겨봅시다 :)
