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목차
1 개요
Stylus pen[1]
전자적인 원리를 이용한 필기구. 이름에서도 볼 수 있듯 볼펜처럼 쓰는 물건이다.
2 설명
한국에서는 스마트폰 태동기 즈음에서야 보편화되어 문명의 이기(?)로 생각하곤 하는데[2], 의외로 역사가 오래된 물건이다. 전자수첩이 발명된 1980년대에 등장했으니... 이후 PDA를 거쳐 스마트폰, 태블릿 컴퓨터에 이르게 되면서 주요 액세서리가 되었다.
일러스트레이터의 필수요소인 태블릿도 스타일러스 펜을 이용한 기기이다.
용도는 전자적 필기구답게 글씨를 쓰거나 그림을 그리는 것이다. 물론, 스타일러스 펜 단독으로는 사용할 수 없고 터치 스크린이나 전용 판형 센서와 짝지어서 쓴다. 터치 스크린에 주로 쓰이기 때문에 터치펜이라고도 한다.
자매품으로 펜 마우스가 있다. 마우스와 스타일러스 펜의 딱 중간에 위치한 녀석이다.
3 방식
스타일러스 펜의 입력 신호를 센서가 어떤 방식으로 감지하느냐에 따라 감압식, 정전식, 전자기유도식으로 나뉜다.
3.1 감압식
사진은 NDS용 감압식 스타일러스 펜. 3DS도 현재까지 감압식 터치스크린을 고수중이다.
감압식 터치 스크린은 압력을 감지해서 작동하는 원리상 펜쪽에 아무런 전자적 장치가 필요 없기 때문에, 손에 집히는 것이라면 뭐든지 스타일러스 펜으로 쓸 수 있다. 심지어는 손톱,볼펜을 스타일러스 펜 대용으로 쓸 수 있다. 다만 잘못하면 액정에 기스가 날 수도 있다. 과거부터 쓰였던 PDA는 대부분 이 방식을 채택하며, 스마트폰의 조상격인 IBM 시몬의 경우도 감압식 터치스크린용 스타일러스 펜이 딸려 있다.
하지만 아이폰 3GS이후 정전식이 주류가 되면서 사양길에 접어들고 있다. 2010년대 시점에서는 닌텐도 3DS 시리즈만이 그 맥을 잇고 있다시피하는 실정.[3][4]
장점으로는 가격이 싸다는 것과 오염에 강하다는것, 그리고 압력만 주면 되기에 뭐로든지 사용이 가능하다는것. 이 때문에 공장의 제어판넬이나 PDA, 산업용 태블릿등에서는 여전히 활발하게 쓰인다. 원가절감을 위해 닌텐도도 쓴다.
단점으로는 타 방식보다 인식률이 안좋고,터치감도 구리며 내구성이 떨어지고, 기기가 두껍고 무거워지고 화질이 나빠지며 대형화하기 힘들며 필압, 틸트등을 지원하지 못한다는것.
상기한 단점으로 인해 그래픽 태블릿에서는 전혀 못쓰고 있고, 요새는 정전식도 많이 싸지는데다가 오염에도 강해지면서 점점더 사양되고있다. 물론 이걸로도 잘그리는 괴수들은 존재한다.
사실 감압식에서 주체는 터치패널이지 스타일러스가 아니기에 딸려오는 스타일러스는 구색맞추기에 가깝다. 굳이 의미를 찾자면 패널이 긁히는걸 방지하는 정도.
3.2 적외선/초음파
와콤사의 잉클링
적외선/초음파를 쏘아 펜의 위치를 파악하는 방식. 장점은 대형화에 용이하고 장소의 제약이 적다는것.[5] 단점은 수/발신기가 필수고 크기가 상당해 모바일기기에서의 채용은 힘들며 가격이 올라가며 타방식(감압식 제외)보다 필기감이 좀 떨어지는 편이라는것. 또 수/발신부위의 센서가 오염에 취약한것도 있고
둘중 하나만 쓰거나 둘다 같이쓰는경우가 보통이다. 모바일기기보다는 보조 메모용 기기에 많이 채용된다.
3.3 정전용량식
그냥 줄여서 정전식이라고도 한다. 전기 신호의 변화를 이용한 것으로, 접촉부에 전도체가 있고 그 전도체와 터치 스크린이 접촉하면 작동하는 원리이다.
전기가 통한다면 어떤 물체라도 사용이 가능하기에 한 때 맥스봉[6]이 정전식 스타일러스 펜으로 각광받은 적이 있다(...) 혹은 다 쓴 건전지를 쥐고 음극으로 터치를 해도 터치가 가능하다.
정전용량식 터치스크린의 특성상 반응 속도가 다소 느린 편이다. 아이폰 출시 이후 우후죽순처럼 쏟아져 나온 단말기는 죄다 정전식 터치 스크린을 채용하고 있기 때문에, 일반적인 스타일러스 펜은 대부분 이런 부류이다.
장갑을 끼고 있다면 필수적으로 쓰게 된다. 물론, 시간이 지나 정전식 스크린에서 터치가 가능한 장갑도 나오고 있기는 하지만.
공통적인 단점으로 굉장히 민감한 터치스크린에 고무나 디스크의 직경이 큰 터치펜을 사용할 경우 액정에 닿지 않았는데도 터치가 인식되는 문제점이 있다.
3.3.1 고무팁형
고무 비스무리한 것이 달려 있는데(위 사진의 뒤축 부분), 고무는 전도성 고무를 사용하며 전극에 의해 액정이 긁히지 말라고 있는 거다. 삼성전자의 삼성 C펜[7]과 LG전자의 러버돔 펜, 그리고 팬택의 V펜이 이 방식.
보통 호환을 타지 않는 방식이나, 일부 펜은 터치패널의 민감도에 따라 호환이 안되는 경우가 발생한다.[8] 위의 삼성 C펜, LG 러버돔 펜등이 그 예
su-pen으로 대표되는 일부 고급형 제품군은 팁 부분에 고무도 실리콘도 아닌 무려 탄소섬유를 채용했다. 쓸데없는 고급화 인식률이 압도적으로 좋고, 맨몸 액정이건 필름 붙은 액정이건 가리지 않는 범용성에 사용률이 꽤 높은 편. 대신 재질이 재질인 만큼 닳았을 때를 위한 교체용 펜 촉 가격이 어마어마하다. 본체 가격도 상당한 편이고. 퍼즐앤드래곤을 비롯한 퍼즐 RPG 계열 유저들의 선호도가 유독 높다. 고무 붙은 펜보다 압도적으로 빠르고 편리한 퍼즐링이 가능하기 때문에 퍼즐앤드래곤 유튜버들은 불문율처럼 다들 su-pen을 쓴다. 유명인들은 아예 닉네임이 박힌 모델까지 있다!
3.3.2 디스크팁형
정전식 스타일러스 펜의 정밀도를 높이기 위해 탄생한 물건. 펜의 몸체는 금속으로 되어 있고, 끝부분에 접촉면적을 넓히기 위한 플라스틱 디스크가 달려 있다. 대표적인 제품으로는 Adnoit사의 Jot, 다기펜 등이 있다.
세부적인 구조를 봤을 때, 디스크에 구슬을 끼워넣는 방식과 디스크를 스프링이나 고무 등으로 연결하는 방식으로 나눌 수 있다.
구슬 방식은 화면에 펜을 대지 않아도 디스크가 쉽게 돌아가며 화면 유리 - 플라스틱 디스크 - 구슬이 서로 부딪히면서 소리가 시끄럽게 나는 편이다. 그리고 스프링 방식에 비해 디스크가 쉽게 빠질 수 있다. 이런 방식의 제품을 쓰다 보면 디스크와 본체 사이의 접촉이 나빠져 금세 터치가 불량해지기도 한다. 알루미늄 호일을 디스크와 본체 사이에 끼우면 된다는 팁이 있는데 그것도 잠시뿐이고 그것보다는 샤프심 가루나 혹은 부러뜨린 조각을 집어넣어주면 한동안 걱정없이 쓸 수 있다. 떨어트릴 경우 금속 팁이 휘기 쉽다.
스프링 등을 사용하는 방식의 경우, 펜을 눌러줘야 디스크가 돌아가기 때문에 처음 사용시 불편할 수 있지만, 스프링이 댐퍼 역할을 하여 유리에 부딪히는 소리가 잘 나지 않는다. 그리고 억지로 잡아당기지 않는 이상 디스크가 쉽게 분리되지 않으며, 스프링이 잘 휠 수 있기에 관리에 주의해야한다. 처음 쓸 때 각도가 불편하다면 스프링을 휘게 하면 편하게 쓸 수 있다.
3.4 전자기공명식
사진은 와콤의 에어브러시 펜.
http://asuskr.co.kr/asuskr-contents/uploads/2014/02/와콤EMR.jpg
- 와콤EMR의 대략적인 작동 방식, ASUS 코리아 블로그에서 발췌
스크린에서 내보내는 자기장과 펜의 사이에서 발생하는 전자기유도에 의한 공명을 감지해서 신호를 판정하는 것으로, 그림쟁이의 벗인 태블릿에서 주로 쓰인다. 와콤, 한본, 비스타블렛 등. 터치 스크린을 사용하는 기기 중에서 고가형의 태블릿 PC들이나 마이크로소프트 서피스 전용 펜[9], 갤럭시 노트 시리즈의 S펜이 전자기공명식을 사용한다. 펜촉 부분이 소모품이라 쓰다 보면 닳기 때문에 주기적으로 교체해야 하며, 펜촉을 뽑을 수 있게 전용 집게를 동봉하는 경우가 많다. 전자기공명을 이용하는 특성상 기기의 외곽부나 스피커 등의 주변에서 왜곡이 발생하는 경우가 있다. 당연한 이야기로 강한 자기장을 뿜어내는 자석에 취약하여 왜곡이 발생하니(위의 스피커 주변부 왜곡이 이 때문이다.) 이런 스타일러스를 사용하는 기기에 자석케이스 따위의 자석이 들어간 악세사리를 사용하는 것은 삼가자.
위의 둘과는 달리 호버링이 가능하여 마우스처럼 커서를 움직이기만 할 수 있을뿐더러, 필압이라는 특성이 있다. 그래서 적절한 힘조절로 굵은 선, 얇은 선을 모두 표현할 수 있는 것이다. 또한 일반적으로 펜의 호버링을 인식해 손바닥의 터치를 무시해주는 기능을 기본적으로 탑재하고 있다.[10]
3.5 능동 정전기식
Active Electrostatic. 전자기유도와 달리 이쪽은 펜에서 정전기 신호를 내보내는 것을 감지하여 작동한다. 전자기유도와는 달리 펜 쪽에 배터리가 들어가서 펜이 굵고 무거워지는 단점이 있으나 전자기유도식과 달리 펜의 인식을 위한 별도의 레이어를 갖추지 않고 터치패널 하나로 해결 되기에 상대적으로 훨씬 저렴하며 전력소모가 준다는 장점이 있다.[11] 또한 전자기공명식에 비하여 외곽부 좌표오차가 없으며 틸트 오차 또한 거의 적은 수준이다. 지연도 매우 적어 애플 펜슬의 경우에는 실제 아날로그 연필과 거의 흡사한 느낌을 받을 수 있다.
단점으로는 펜을 느리게 그을 경우 커서가 흔드리는 지터 현상이 있다. 이는 정확히 X축 Y축으로 긋거나 펜을 세워서 그으면 거의 보이지 않으나 펜을 눕혀서 대각선으로 그으면 눈에 띄게 커서가 흔들리는 것을 볼 수 있다. 직접 보자 [12]
그리고 호버링 가능 길이가 전자기 유도식보다 짧다는것도 단점, 이 때문인지 가끔 갈고리 현상이라 불리는 끝이 튀는 현상이 발생한다.
또 펜에서 정전기 신호를 내야하기에 펜에 배터리를 넣어야한다. 아니면 전선으로 전력공급을 해주던가. 타 방식들에 비해 제일 큰 단점이라 할 수 있다.
마이크로소프트 서피스 펜, 와콤 Active ES, 시냅틱스의 클리어패드, N-Trig의 Duo Sence, 애플의 애플 펜슬등이 이 방식을 사용하는 기술으로 서피스 프로 3[13], 4와 소니 바이오 시리즈 일부 모델, 베뉴 8,10,11 프로, 도시바 앙코르 2, 씽크패드 10 2세대 등의 기기에서 사용된다.
3.6 Ncode
위의 적외선/초음파 방식과 같이, 스크린에 바로 사용되는 것이 아닌 종이에 필기하여 전자기기로 전달하는 방식이다. 국내 스타트업 기업 Neolab에서 제작한 Neo Smartpen이라는 제품에 사용된 기술로, 펜에 소형 카메라가 달려 있어 종이에 인쇄된 미세한 패턴을 감지하여 위치를 파악한다. 종이+펜+앱이 한 세트로 있어야 작동하며 종이의 경우 노트 형태로 일반 제품과 거의 차이없는 가격에 판매하기도 하고 프린터만 지원된다면 직접 인쇄해서 사용하는것도 가능하다. 별도의 장치도 필요없고 노트의 어느 페이지에 필기하는지도 바로 인식하며 필압까지도 감지가 가능하다.
4 기타
애플의 스티브 잡스는 2007년 아이폰 발표 당시 스타일러스의 번거로움을 지적하며 우리가 모두 갖고 태어나는 가장 자연스러운 도구인 손가락으로 기기를 조작한다고 강조했다. 그런데 8년 후 발표된 애플 아이패드 프로에 스타일러스 펜이 채용되어서 논란이 일었다. 자세한건 해당 문서 참고. [14]
스타일러스는 터치스크린의 발전과 함께해왔다. 감압식이 주를 이루던 시절만해도 스타일러스는 정밀하고 쾌적한 사용을 위한 필수품처럼 여겨졌으나, 아이폰의 출시 이후 정전식이 대세가 되고 발전을 거듭해 터치기능이 없는 일반 장갑으로 조작이 가능해져 전문가용이나 특수목적용을 제외하고는 거의 사장되었다. 이후 타사와 차별화를 위해 모바일에서는 채용이 어려울 것이라 생각되던 전자기 유도식 스타일러스가 모바일에서 등장했으며, 태블릿 PC를 중심으로 생산성 강화를 위해 능동 정전기식 스타일러스 역시 채용되기 시작했다.이쪽이 먼저던가
그리고 위의 항목들을 읽어 봤다면 알겠지만, 상당수가 패널 종속적이라 패널의 성능에 따라 성능이 달라진다. 단적으로 스마트폰 보급과 함께 가장 흔해진 정전식 스타일러스는 사실 펜 잡고 쓸 수 있다 뿐이지, 인식되는 원리는 손가락을 인식하는 원리와 동일하다.
그리고 만약 터치펜이 갑자기 필요하다 싶을 때에는 면봉에 물을 적시고 사용하면 대용으로 쓸 수 있다. 천하장사 혹은 맥스봉등의 육가공품으로 대체할 수 있다.- ↑ Stylus는 축음기에서 레코드 판에 닿는 바늘을 뜻한다. 화면을 레코드 판 긋듯이 긋는다는 의미로 쓰인 것.
- ↑ 사실 잘 생각해보면 한참 터치폰이 뜰때 거의 기본 악세사리로 지급되던게 감압식 스타일러스다. NDS역시 감압식 스타일러스였고
- ↑ 그 증거로 닌텐도 3DS에 딸려 있는 스타일러스 펜은 고무도 안 달려 있고, 그렇다고 집게로 펜촉을 분리하는 것도 없는 그냥 통짜 플라스틱이다. 손톱 터치도 된다.
- ↑ 일부 내비게이션, POS, 키오스크, 싸인패드등등에서는 아직도 쓰인다. PDA도 그렇고. 다만 요새 정전식이 싸져서...
- ↑ 3D좌표도 구할 수 있다!
- ↑ 이거 먹는 거다(...).
- ↑ S펜과 다른 물건이다.
- ↑ 필기감을 위해 인식되는 전극의 크기를 줄인게 주된 원인
- ↑ 서피스 프로 1,2 한정. 서피스3, 프로 3부터는 아래 서술된 능동 정전기식으로 변경됨
- ↑ 다만 일부 고급 정전식 스타일러스 펜은 블루투스를 통해 필압을 지원해주기도 한다.
- ↑ 기존에 기기의 두께가 두꺼워지고 전면 유리와 디스플레이 사이 간격을 줄이기 어렵다는 설명이 있었는데, 이는 대표적인 와콤 EMR기술에 대한 오해이다. 실제로 해당 제품군의 분해사진을 보면 알겠지만 인식을 위한 레이어는 디스플레이 "뒤에" 필름형태로 붙여서 구현한다. 즉 기존 제품의 시차 문제는 단지 제조사가 갭리스 액정을 사용하지 않았기 때문에 발생한 문제이며 레이어 두께 역시 필름이므로 1mm에 한참 못미치는 두께이다. 애초에 갤럭시 노트 시리즈만 보아도 알 것이다.
- ↑ 사실 이는 정전식 터치스크린의 문제점으로, 정전식 터치펜이나 손가락으로 느리게 그어도 지터 현상이 발생한다. 다만 그 정도에 차이가 있다.
- ↑ 프로가 아닌 일반 서피스 3에서도 별도로 구매하여 사용 가능
- ↑ 허나 애플 펜슬은 애초에 생산성을 위해 만들어진거라 비교자체가 잘못됬다.