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TWI556073B - 可擴展近距離無線通信距離的可擕式電子裝置 - Google Patents

可擴展近距離無線通信距離的可擕式電子裝置 Download PDF

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TWI556073B
TWI556073B TW101150868A TW101150868A TWI556073B TW I556073 B TWI556073 B TW I556073B TW 101150868 A TW101150868 A TW 101150868A TW 101150868 A TW101150868 A TW 101150868A TW I556073 B TWI556073 B TW I556073B
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Description

可擴展近距離無線通信距離的可擕式電子裝置
本發明涉及近距離無線通信技術領域，特別是涉及一種可擴展近距離無線通信距離的可擕式電子裝置。
隨著資訊技術的發展，小巧輕便、功能強大的時尚消費品越來越受到消費者的青睞，同時，手錶行業也因為消費者的消費觀念發生了巨大的變化，人們不再單純從時間角度來要求手錶的功能，於是出現了越來越多的各式各樣多功能的電子手錶，如將電子記事本、GPS(Global Position System，全球定位系統)、MP3(Moving Picture Experts Group Audio Layer III)、NFC(Near Field Communication，近場通信技術)認證等功能集成於電子手錶中，以滿足消費者的各類需求。
與此同時，電子手錶消耗的電量也越來越多，因此經常需要要對電子手錶的充電電池充電。為了簡化充電步驟，有一些電子手錶還具有為充電電池進行無線充電的無線充電模組。然而，一般的無線充電模組都要求與電源發射端對準才能進行無線充電，此外，無線充電及NFC功能的使用均限於在很短的距離範圍內，因此，應用於例如電子手錶等小型可擕式電子裝置的NFC功能及無線充電功能無法充分發揮其便於使用的功效。因此，如何擴展可擕 式電子裝置的無線充電距離及NFC功能的使用距離成為人們關心的問題。
有鑒於此，有必要提供一種可擴展近距離無線通信距離的可擕式電子裝置，以解決上述問題。
一種可擴展近距離無線通信距離的可擕式電子裝置，包括一主體、一錶帶部、一電源模組、一NFC模組及設於該錶帶部內的至少一個中繼線圈組。該電源模組包括依次電連接的無線充電接收線圈、無線充電電路及充電電池。該NFC模組包括相互電連接的NFC天線及NFC電路。該中繼線圈組用於接收一外部電磁波能量並傳輸給該無線充電接收線圈，從而通過該無線充電電路對該充電電池進行充電。該中繼線圈組還用於接收一外部NFC讀寫信號並轉發給該NFC天線，或接收該NFC天線發送的NFC資料或一內部NFC讀寫信號並轉發到該電子裝置外部的其他電子裝置。
本發明的電子裝置通過在錶帶上設置中繼線圈組，並通過線圈間的磁共振大大地擴展信號的傳輸距離，且線圈間的位置無需完全對應，從而實現免定位充電及NFC通信，提升了無線充電及NFC通信的便利性及使用功效。
100‧‧‧電子裝置
20‧‧‧主體
21‧‧‧外殼
22‧‧‧顯示部
30‧‧‧錶帶部
31、32‧‧‧錶帶
40‧‧‧中繼線圈組
41‧‧‧無線充電磁感應共振線圈
42‧‧‧NFC磁感應共振線圈
43‧‧‧共用磁感應共振線圈
50‧‧‧電源模組
51‧‧‧無線充電接收線圈
52‧‧‧無線充電電路
53‧‧‧充電電池
60‧‧‧NFC模組
61‧‧‧NFC天線
62‧‧‧NFC電路
70‧‧‧系統硬體模組
71‧‧‧控制單元
81‧‧‧外部供電線圈
82‧‧‧外部NFC讀卡裝置
83‧‧‧外部NFC識別卡
圖1為本發明的可擕式電子裝置的示意圖。
圖2為圖1中的電子裝置的一種結構示意圖。
圖3為圖1中的電子裝置的另一種結構示意圖。
請參閱圖1，為本發明一實施方式中一種可附著於用戶身體上使用的可擕式電子裝置100的示意圖。在本實施方式中，該電子裝置100為腕帶式裝置，具有類似傳統手錶的外觀。
該電子裝置100包括一主體20及一錶帶部30。其中，該主體20包括外殼21及設置於該外殼21表面的顯示部22。
該錶帶部30包括分別連接於該主體20兩端的兩錶帶31及32，該兩錶帶31及32用於將該電子裝置100套設於手腕上。
本實施方式中，該電子裝置100進一步包括設於該錶帶部30內的至少一個中繼線圈組40。
請參閱圖2，該電子裝置100進一步包括一電源模組50、一NFC模組60及一系統硬體模組70，其中，該電源模組50及該NFC模組60均可設於該主體20內或設於該錶帶部30內。
該電源模組50包括依次電連接的無線充電接收線圈51、無線充電電路52及充電電池53。該NFC模組60包括相互電連接的NFC天線61及NFC電路62。該中繼線圈組40用於接收一外部電磁波能量並傳輸給該無線充電接收線圈51，從而通過該無線充電電路52對該充電電池53進行充電。該中繼線圈組40還用於轉接NFC模組60與其他電子裝置(圖中未示)的NFC通信。具體的，該中繼線圈組40用於接收一外部NFC讀寫信號並轉發給該NFC天線61，並用於接收該NFC天線61發送的NFC資料或一內部NFC讀寫信號並轉發到該電子裝置100外部的其他電子裝置。
具體地，在一種實施方式中，該中繼線圈組40包括一無線充電磁感應共振線圈41及一NFC磁感應共振線圈42，其中，該無線充電 磁感應共振線圈41與該無線充電接收線圈51匹配，並具有與該無線充電接收線圈51相同或相近的第一共振頻率。該無線充電磁感應共振線圈41用於通過與一外部供電線圈81產生磁共振而接收該外部供電線圈81發射的具有第一共振頻率的電磁波能量，並進一步通過與該無線充電接收線圈51產生磁共振而將該接收的電磁波能量傳輸給該無線充電接收線圈51。該無線充電電路52將該無線充電接收線圈51接收到的電磁波能量轉變為一充電電壓給該充電電池53充電。該充電電池53為該電子裝置100的一系統硬體模組70供電。
該NFC磁感應共振線圈42與該NFC天線61匹配，並具有與該NFC天線61相同或相近的第二共振頻率。本實施方式中，在NFC通信過程中，該電子裝置100具有被動工作模式及主動工作模式。在被動工作模式下，該電子裝置100可以充當例如NFC識別卡的角色來使用；而在主動工作模式下，該電子裝置100可以充當例如NFC讀卡裝置的角色來使用。
該系統硬體模組70還包括一控制單元71，該控制單元71用於回應用戶的操作而切換電子裝置100的主動工作模式以及被動工作模式，並在被動工作模式下，通過控制NFC電路62回應該外部NFC讀寫信號將相應的NFC資料通過該NFC天線61發送出去，在主動工作模式下，通過控制該NFC電路62通過該NFC天線61主動將一內部NFC讀寫信號發送出去。
具體地，在該電子裝置100的被動工作模式下，當一外部NFC讀卡裝置82發射具有第二共振頻率的外部NFC讀寫信號時，該NFC磁感應共振線圈42接收該外部NFC讀卡裝置82發射的具有第二共振頻 率的外部NFC讀寫信號，並通過與該NFC天線61產生磁共振而將接收到的外部NFC讀寫信號傳送給該NFC天線61，並通過NFC天線61傳送給NFC電路62。該控制單元71控制該NFC電路62回應該外部NFC讀寫信號，並將相應的NFC資料通過該NFC天線61發送出去。該NFC磁感應共振線圈42進一步通過與該NFC天線61產生磁共振而接收該NFC天線61發送的NFC資料，並通過與該外部NFC讀卡裝置82產生磁共振而將該NFC資料回饋給該外部NFC讀卡裝置82。
在該電子裝置100的主動工作模式下，該控制單元71控制該NFC電路62通過該NFC天線61主動將一內部NFC讀寫信號發送出去。該NFC磁感應共振線圈42通過與該NFC天線61產生磁共振而接收該NFC天線61發送的內部NFC讀寫信號，並通過與一外部NFC識別卡83產生磁共振而將該內部NFC讀寫信號發送給該外部NFC識別卡83，從而讀寫該外部NFC識別卡83的資料。
請參閱圖3，在另一種實施方式中，中繼線圈組40僅包括一個共用磁感應共振線圈43，該共用磁感應共振線圈43分別與該無線充電接收線圈51及該NFC天線61匹配，且該共用磁感應共振線圈43、該無線充電接收線圈51及該NFC天線61具有相同或相近的第三共振頻率。該共用磁感應共振線圈43的工作原理如上所述。可以理解，該無線充電接收線圈51及該NFC天線61能同時接收到該共用磁感應共振線圈43傳輸的電磁波能量或NFC讀寫信號，但該電源模組50及該NFC模組60只回應與其匹配的信號。這樣，該電源模組50及該NFC模組60即可共用同一個磁感應共振線圈，但相互不產生衝突。
本發明的電子裝置通過在錶帶上設置中繼線圈組，並通過線圈間 的磁共振大大地擴展信號的傳輸距離，且線圈間的位置無需完全對應，從而實現免定位充電及NFC通信，提升了無線充電及NFC通信的便利性及使用功效。
本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍之內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本發明要求保護的範圍之內。
40‧‧‧中繼線圈組
41‧‧‧無線充電磁感應共振線圈
42‧‧‧NFC磁感應共振線圈
50‧‧‧電源模組
51‧‧‧無線充電接收線圈
52‧‧‧無線充電電路
53‧‧‧充電電池
60‧‧‧NFC模組
61‧‧‧NFC天線
62‧‧‧NFC電路
70‧‧‧系統硬體模組
71‧‧‧控制單元
81‧‧‧外部供電線圈
82‧‧‧外部NFC讀卡裝置
83‧‧‧外部NFC識別卡

Claims (11)

  1. 一種可擴展近距離無線通信距離的可擕式電子裝置，包括一主體及一錶帶部，其改良在於，該電子裝置進一步包括：一電源模組，包括依次電連接的無線充電接收線圈、無線充電電路及充電電池；一NFC模組，包括相互電連接的NFC天線及NFC電路；及設於該錶帶部內的至少一個中繼線圈組，該中繼線圈組用於與一外部供電線圈產生磁共振而接收外部電磁波能量，並進一步與該無線充電接收線圈產生磁共振而將該接收到的該外部電磁波能量並傳輸給該無線充電接收線圈，從而通過該無線充電電路對該充電電池進行充電；該中繼線圈組還用於接收一外部NFC讀寫信號並轉發給該NFC天線，或接收該NFC天線發送的NFC資料或一內部NFC讀寫信號並轉發到該電子裝置外部的其他電子裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中，該中繼線圈組包括一無線充電磁感應共振線圈及一NFC磁感應共振線圈，該無線充電磁感應共振線圈與該無線充電接收線圈匹配，並具有與該無線充電接收線圈相同或相近的第一共振頻率，該NFC磁感應共振線圈與該NFC天線匹配，並具有與該NFC天線相同或相近的第二共振頻率。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，其中，該無線充電磁感應共振線圈用於通過與所述外部供電線圈產生磁共振而接收該外部供電線圈發射的具有第一共振頻率的電磁波能量，並進一步通過與該無線充電接收線圈產生磁共振而將該接收的電磁波能量傳輸給該無線充電接收線圈；該無線充電線路將該無線充電接收線圈接收到的電磁波能量轉變為一充電 電壓給該充電電池充電。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，其中，在NFC通信過程中，該電子裝置具有被動工作模式及主動工作模式；該電子裝置還包括一控制單元，該控制單元用於回應用戶的操作而切換電子裝置的主動工作模式以及被動工作模式。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電子裝置，其中，在該電子裝置的被動工作模式下，當一外部NFC讀卡裝置發射具有第二共振頻率的外部NFC讀寫信號時，該NFC磁感應共振線圈接收該外部NFC讀卡裝置發射的具有第二共振頻率的外部NFC讀寫信號，並通過與該NFC天線產生磁共振而將接收到的外部NFC讀寫信號傳送給該NFC天線，並通過NFC天線傳送給NFC電路；該控制單元控制該NFC電路回應該外部NFC讀寫信號將相應的NFC資料通過該NFC天線發送出去；該NFC磁感應共振線圈進一步通過與該NFC天線產生磁共振而接收該NFC天線發送的NFC資料，並通過與該外部NFC讀卡裝置產生磁共振而將該NFC資料回饋給該外部NFC讀卡裝置。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之電子裝置，其中，在該電子裝置的主動工作模式下，該電子裝置還包括一控制單元，該控制單元用於控制該NFC電路通過該NFC天線主動將該內部NFC讀寫信號發送出去；該NFC磁感應共振線圈通過與該NFC天線產生磁共振而接收該NFC天線發送的內部NFC讀寫信號，並通過與一外部NFC識別卡產生磁共振而將該內部NFC讀寫信號發送給一外部NFC識別卡，從而讀寫該外部NFC識別卡的資料。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中，該中繼線圈組包括一共用磁感應共振線圈，該共用磁感應共振線圈分別與該無線充電線圈及該NFC天線匹配，且該共用磁感應共振線圈、該無線充電接收線圈及該NFC天線具有相同或相近的第三共振頻率。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中，該共用磁感應共振線圈用 於通過與所述一外部供電線圈產生磁共振而接收該外部供電線圈發射的具有第三共振頻率的電磁波能量，並進一步通過與該無線充電接收線圈產生磁共振而將該接收的電磁波能量傳輸給該無線充電接收線圈；該無線充電線路將該無線充電接收線圈接收到的電磁波能量轉變為一充電電壓給該充電電池充電。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中，在NFC通信過程中，該電子裝置具有被動工作模式及主動工作模式；該電子裝置還包括一控制單元，該控制單元用於回應用戶的操作而切換電子裝置的主動工作模式以及被動工作模式。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中，在該電子裝置的被動工作模式下，當一外部NFC讀卡裝置發射具有第三共振頻率的外部NFC讀寫信號時，該共用磁感應共振線圈接收該外部NFC讀卡裝置發射的具有第三共振頻率的外部NFC讀寫信號，並通過與該NFC天線產生磁共振而將接收到的外部NFC讀寫信號傳送給該NFC天線，並通過NFC天線傳送給NFC電路；該控制單元控制該NFC電路回應該外部NFC讀寫信號並將相應的NFC資料通過該NFC天線發送出去；該共用磁感應共振線圈進一步通過與該NFC天線產生磁共振而接收該NFC天線發送的NFC資料，並通過與該外部NFC讀卡裝置產生磁共振而將該NFC資料回饋給該外部NFC讀卡裝置。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中，在該電子裝置的主動工作模式下，該電子裝置還包括一控制單元，該控制單元用於控制該NFC電路通過該NFC天線主動將該內部NFC讀寫信號發送出去；該共用磁感應共振線圈通過與該NFC天線產生磁共振而接收該NFC天線發送的內部NFC讀寫信號，並通過與一外部NFC識別卡產生磁共振而將該內部NFC讀寫信號發送給一外部NFC識別卡，從而讀寫該外部NFC識別卡的資料。
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