CN101783531B

CN101783531B - 射频充电系统及方法

Info

Publication number: CN101783531B
Application number: CN2009100055713A
Authority: CN
Inventors: 周峰键; 谢志远
Original assignee: MStar Software R&D Shenzhen Ltd; MStar Semiconductor Inc Taiwan
Current assignee: MStar Software R&D Shenzhen Ltd; MStar Semiconductor Inc Taiwan
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2029-01-20
Also published as: CN101783531A

Abstract

本发明公开了一种射频充电系统及方法，可对显示面板上的射频装置进行充电，并且提高充电的效率。射频装置于收到射频讯号时会产生响应讯号。该射频充电系统包含具复数个天线的天线组、切换单元、射频模块及微控制单元。微控制单元控制切换单元从天线组中选取可接收到响应讯号的一天线来发射该射频讯号，以对射频装置进行充电。

Description

射频充电系统及方法

技术领域

本发明涉及射频充电技术，尤指一种可充电一显示面板上的射频装置的射频充电系统及方法。

背景技术

近年来，射频(radio frequency；RF)通讯技术已发展出多种近距离无线通讯上的应用，例如，在图1所示的平面计算机(Surface Computer)10中，将射频装置11(如手机、射频识别标签(radio frequency identification tag；RFIDtag)等)放在一显示面板12上，即可透过设置于显示面板12背部的射频模块13(包含天线与相关射频电路)与一计算机主机14进行通讯。举例来说，射频装置11可将其内部所存的照片传送至计算机主机14，经由计算机主机14的处理及传输，显示在显示面板12上射频装置11所在的位置周围，以供使用者检视。

然而，射频装置11在与计算机主机14进行通讯时，特别是传输大量数据，会快速消耗射频装置11本身的电力。因此，平面计算机10需要具备射频充电能力，以对射频装置11进行充电，避免射频装置11的电力耗尽。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种射频充电系统及方法，可对显示面板上的射频装置进行充电，并且提高充电的效率。

为了解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种射频充电系统，用以对一射频装置进行充电。该射频装置于接收到一射频讯号时会产生一响应讯号。该射频充电系统包含：一天线组，包含复数个天线；一切换单元，耦接至该天线组；一射频模块，耦接至该切换单元，用以产生该射频讯号；以及一微控制单元，耦接至该切换单元与该射频模块，用以控制该切换单元从该天线组中选取可接收到该响应讯号的一天线来发射该射频讯号，以对该射频装置进行充电。

本发明更提供了一种射频充电方法，用以对一射频装置进行充电。该射频装置于接收到一射频讯号时会产生一响应讯号。该射频充电方法包含下列步骤：提供一天线组，该天线组包含复数个天线；产生该射频讯号，并选取该天线组其中一天线进行发射以及选取该天线组中可接收到该响应讯号的天线来发射该射频讯号，以对该射频装置进行充电。

本发明还提供了一种射频充电系统，用以对一射频装置进行充电。该射频装置于接收到一射频讯号时会产生一响应讯号。该射频充电系统包含：一显示面板，用以侦测该射频装置的位置；一天线组，包含复数个天线；一切换单元，耦接至该天线组；一射频模块，耦接至该切换单元，用以产生该射频讯号；以及一微控制单元，耦接至该显示面板、该切换单元与该射频模块，用以控制该切换单元从该天线组中选取一天线，以发射该射频模块所产生的该射频讯号，并判断该选取天线是否接收到该响应讯号，其中，该微控制单元系藉由选取该天线组中可接收到该响应讯号的天线来发射该射频讯号，以对该射频装置进行充电。当该射频装置的位置指示该射频装置未在该显示面板上的预定区域时，该微控制单元控制该显示面板显示预定区域。

本发明最后提供了一种射频充电方法，用以对一射频装置进行充电。该射频装置于接收到一射频讯号时会产生一响应讯号。该射频充电方法包含下列步骤：提供具有定位功能的一显示面板；提供一天线组，该天线组包含复数个天线；产生该射频讯号，并自该些天线中选取一天线进行发射；利用该显示面板判断该射频装置是否位于该显示面板上的预定区域；若该射频装置未置于预定区域内，于该显示面板上显示预定区域；以及选取该天线组中可接收到该响应讯号的天线来发射该射频讯号，以对该射频装置进行充电。

本发明采用的射频充电系统及方法，在对射频装置进行充电时，可于显示面板上定位射频装置，若发现射频装置未处于预定区域，例如天线收发效率较好的区域，则于显示面板上显示该预定区域，用以指示使用者将射频装置移入，如此可达到提升充电效率的效果。

附图说明

图1为一平面计算机的示意图。

图2为本发明的射频充电系统的一实施例的示意图。

图3显示图2的实施例推广至复数个天线组的情形。

图4为本发明的射频充电方法的一实施例的流程图。

图5为本发明的射频充电方法的另一实施例的流程图。

【主要组件符号说明】

10：平面计算机

11、24、25：射频装置

12、26：显示面板

13、23：射频模块

14：计算机主机

20、30：射频充电系统

21、31～34：天线组

210：中心点

211、212、213：环状天线

22、35：切换单元

231、功率放大器

232、射频电路

233、微控制单元

40～44、射频充电方法的一实施例的流程

50～54、射频充电方法的另一实施例的流程

具体实施方式

图2为本发明的射频充电系统20的一实施例的示意图，其包含一天线组21、一切换单元22、一射频模块23、一微控制单元(MCU)233及一显示面板26。射频充电系统20可对置放于显示面板26上的射频装置进行充电。该射频装置可为射频识别标签(RFID tag)或其它具有射频识别(RFID)功能的可携式电子装置，如手机、数字相机、个人数字助理(PDA)、MP3播放器等。天线组21与射频装置位于显示面板26的不同侧，例如，射频装置位于显示面板26上，而天线组21设置于显示面板26的背部。天线组21包含复数个不同大小的环状天线(如线圈天线)，该些环状天线具有一相同的中心点210。图2中，系以三个环状天线211、212及213为例，然而天线的个数及形状并不以此为限。射频模块23包含一射频电路232以及一功率放大器231。射频电路232耦接于微控制单元233；功率放大器231则耦接于微控制单元233、射频电路232及切换单元22。微控制单元233耦接至切换单元22，用以控制切换单元22切换至天线组21其中一环状天线；微控制单元233还耦接至显示面板26，以控制显示面板26是否进行显示。

微控制单元233可控制射频电路232以产生一射频讯号，功率放大器231则用来放大该射频讯号，并将放大后的射频讯号提供至切换单元22。切换单元22将该放大后的射频讯号送至天线组21中某一个由微控制单元233选取的环状天线，该选取环状天线即将此放大后的射频讯号发射出去，并以感应耦合(inductive coupling)的方式侦测显示面板26上是否有射频装置的存在。更详细地说，当射频装置接收到此放大后的射频讯号时，会产生一响应讯号，响应讯号再被该选取环状天线接收，经由射频电路232判断后确定侦测到该射频装置。微控制单元233会选取天线组21中可接收到响应讯号的环状天线来发射该射频讯号，以对射频装置进行充电。

当射频装置被侦测到时，代表该射频装置落于目前被选取的环状天线的一可侦测范围内，因此可以据此推算射频装置与中心点210间的距离。该可侦测范围随着环状天线的大小而改变，当环状天线越大，可侦测范围就越大，则侦测到的射频装置就可能越远离中心点210，反之环状天线越小，可侦测范围就越小，则侦测到的射频装置就可能离中心点210愈近。因此，可藉由哪一环状天线有侦测到射频装置，来估计射频装置到中心点210的距离。不过，由于不同大小的环状天线的可侦测范围可能重迭(例如，环状天线211的可侦测范围为距离中心点210的0～15公分的范围而环状天线212的可侦测范围为距离中心点210的5～25公分的范围)，造成平面26的同一位置上的射频装置可同时被两个以上的环状天线侦测到，此时便会依据可侦测到射频装置的最小环状天线的可侦测范围，来估计射频装置与中心点210间的距离。例如，射频装置24可同时被环状天线212及213侦测到，因而射频装置24至中心点210的距离系由较小的环状天线212的可侦测范围来决定；射频装置25可同时被环状天线211及212侦测到，因而射频装置24至中心点210的距离系由较小的环状天线211的可侦测范围来决定。

在估测出显示面板26上的射频装置至天线组21的中心点210的距离后，微控制单元233可藉由该估测距离来判断射频装置是否置于显示面板26上的一预定区域，例如天线组21的中心区域27。微控制单元233可将该估测距离与一临界值做比较，若该估测值小于或等于该临界值，代表射频装置系置于中心区域27；反之，若该估测值大于该临界值，则代表射频装置未置于中心区域27。由于中心区域27为天线组21的天线收发效率最高的区域，因此，若微控制单元233判断射频装置未置于中心区域27，则控制显示面板26显示中心区域27，以指示使用者将射频装置移至中心区域27，如此可以提高天线收发效率，连带提升充电效率。

在一较佳实施例中，微控制单元233可控制功率放大器231放大该射频讯号时所使用的功率强度，而显示面板26上的射频装置与中心点210间的距离，除了可依据天线组21中可侦测到射频装置的最小环状天线来估计，更可进一步依据该最小环状天线在侦测到射频装置时所使用的最小功率强度，来更精确地估计。一旦能更精确地估计射频装置与天线组21的中心点210间的距离，就能更精确判断射频装置是否置于天线组21的中心区域27。就任一环状天线而言，当其发射的射频讯号的功率越大时，其可侦测范围就会往环状天线的外部及内部延伸(亦即，同时往远离中心点210及接近中心点210的方向延伸)，此较佳实施例即利用此特性来更精确估计射频装置与中心点210间的距离。在此较佳实施例中，天线组21系配置成：当可侦测到射频装置的最小环状天线为天线组21本身的最小环状天线(即环状天线211)，则射频定位系统20将判断射频装置可能位于其内部或外部；当可侦测到射频装置的最小环状天线为天线组21的其它环状天线(即环状天线212、213)，则射频装置位于其外部；而且天线组21本身的最小环状天线(即环状天线211)够小，以使得位于其内部的射频装置在功率放大器231使用最小的功率强度下，就能被侦测到。实作上，以图2的天线组为例，只要最小的环状天线211够小，以及环状天线211、212及213的大小相差不要太多(亦即天线的排列较为紧密)，就能实现上述的配置方式。因此，在此种天线组21的配置下，就天线组21中可侦测到射频装置的最小环状天线而言，其可侦测到射频装置的功率强度越小，代表射频装置离中心点210越近，反之则越远。

在另一较佳实施例中，若射频装置本身具有回传充电信息(如充电量)的能力，则当射频充电系统20要进行充电前，微控制单元233可藉由控制切换单元23来于该些环状天线中进行切换，以分别透过天线组21中每一可接收到响应讯号的天线对该射频装置进行充电一预定时间。微控制单元233依据各天线于该预定时间内对该射频装置的充电量，选取其中充电量最高(亦即充电效率最高)的天线，用以对该射频装置进行充电，以提升充电效率。

图2的实施例可推广至复数个天线组的情形，如图3所示。在图3的实施例中，射频充电系统30包含四个天线组31～34，然而天线组的个数并不以此为限。每一天线组包含复数个环状天线(图3系以每一天线组包含三个环状天线为例，然而天线的个数及形状并不以此为限)，切换单元35则可在微控制单元233的控制下，选取任一天线组的任一环状天线，以发射射频模块23所产生的射频讯号。藉由如图2的实施例的运作方式，射频充电系统30可估测显示面板26上的射频装置距离每一天线组的中心点的距离，当所估测的距离显示射频装置并未置于任一天线组的中心区域时(即天线收发效率最高的区域)，微控制单元233即控制显示面板26显示任一天线组的中心区域，以指示使用者将射频装置移至所显示的区域。

在另一实施例中，图2与图3的显示面板26本身具有定位能力，例如触控显示面板藉由感测射频装置在面板上造成的触碰而得知射频装置的位置，则射频充电系统20与30可直接藉由显示面板26的定位能力判断射频装置的位置，并进一步判断射频装置是否位于天线收发效率最高的区域(即各天线组的中心区域)。若射频装置未置于天线收发效率最高的区域，微控制单元233即控制显示面板26显示天线收发效率最高的区域，以指示使用者将射频装置移至所显示的区域，以提高充电效率。请注意，天线收发效率最好的区域系依所使用的天线种类与形态而定，当射频充电系统20与30的各天线组采用非环状天线的其它天线时，仍可预先在显示面板26上经由测试辨识出天线收发效率最高的区域，而当有射频装置置放于显示面板26上时，即可藉由显示面板26的定位能力，判断该射频装置是否位于预先辨识的天线收发效率最高的区域。

图4为本发明的射频充电方法的一实施例的流程图。该射频充电方法系用以对一射频装置进行充电。该射频装置于接收到一射频讯号时会产生一响应讯号。该射频充电方法包含下列步骤：

步骤40：提供一显示面板及一天线组，该天线组包含复数个天线。

步骤41：产生该射频讯号，并选取该天线组其中一天线进行发射。

步骤42：依据该选取天线能否接收到该响应讯号来估测该射频装置与该天线组间的距离。

步骤43：当该估测距离指示该射频装置未在该显示面板上的预定区域时，控制该显示面板显示预定区域，以指示使用者将该射频装置移至预定区域。

步骤44：选取该天线组中可接收到该响应讯号的天线来发射该射频讯号，以对该射频装置进行充电。

在一较佳实施例中，步骤40中，该天线组与该射频装置系位于该显示面板的不同侧，且天线组所包含的复数个天线为不同大小的环状天线，并具有一相同的中心点。步骤42中，射频装置与天线组间的距离系以射频装置与该中心点的距离来决定，而射频装置与该中心点的距离系依据天线组中可接收到响应讯号的一最小环状天线以及该最小环状天线所发射的射频讯号的最小功率强度来估测。步骤43中，预定区域系天线组的中心区域，其天线收发效率最高，而当射频装置与该中心点的距离大于一临界值时，控制显示面板显示该中心区域。步骤44还包含：利用天线组中每一可接收到响应讯号的天线对射频装置分别进行充电一预定时间；以及依据每一可接收到响应讯号的天线于该预定时间内对射频装置的一充电量，选取其中一可接收到响应讯号的天线，用以对射频装置进行充电。

图5为本发明的射频充电方法的另一实施例的流程图。该射频充电方法系用以对一射频装置进行充电。该射频装置于接收到一射频讯号时会产生一响应讯号。该射频充电方法包含下列步骤：

步骤50：提供一显示面板及一天线组，该显示面板具有定位功能，该天线组包含复数个天线。

步骤51：产生该射频讯号，并选取该天线组其中一天线进行发射。

步骤52：利用该显示面板判断该射频装置是否位于该显示面板上的预定区域。

步骤53：若该射频装置未置于预定区域内，于该显示面板上显示预定区域，以指示使用者将该射频装置移至预定区域。

步骤54：选取该天线组中可接收到该响应讯号的天线来发射该射频讯号，以对该射频装置进行充电。

在一较佳实施例中，步骤50中，显示面板系一触控显示面板，而该天线组与该射频装置系位于该显示面板的不同侧，且天线组所包含的复数个天线为不同大小的环状天线，并具有一相同的中心点。步骤52中，预定区域系天线组的中心区域。步骤54还包含：分别以天线组中每一可接收到响应讯号的天线对射频装置进行充电一预定时间；以及依据每一可接收到响应讯号的天线于该预定时间内对射频装置的一充电量，选取其中一可接收到响应讯号的天线，以对射频装置进行充电。

综上所述，本发明的射频充电系统及方法可在对射频装置进行充电时，于显示面板上定位射频装置，若发现射频装置未处于天线收发效率较好的区域，则于显示面板上显示天线收发效率较好的区域，以指示使用者将射频装置移入，如此可达到提升充电效率的效果。

以上所述系利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围。凡熟知此类技艺人士皆能明了，可根据以上实施例的揭示而做出诸多可能变化，仍不脱离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种射频充电系统，用以对一射频装置进行充电，该射频装置于接收到一射频讯号时会产生一响应讯号，其特征在于，该射频充电系统包含：

一天线组，包含复数个天线；

一切换单元，耦接至该天线组；

一射频模块，耦接至该切换单元，用以产生该射频讯号；以及

一微控制单元，耦接至该切换单元与该射频模块，用以控制该切换单元从该天线组中选取可接收到该响应讯号的一天线来发射该射频讯号，以对该射频装置进行充电；

一显示面板，耦接至该微控制单元；

其中该微控制单元更依据该些天线能否接收到该响应讯号来估测该射频装置与该天线组间的距离，当该估测距离指示该射频装置未在该显示面板上的一预定区域时，该微控制单元控制该显示面板显示该预定区域。

2.如权利要求1所述的射频充电系统，其特征在于，该天线组与该射频装置系位于该显示面板的不同侧。

3.如权利要求1所述的射频充电系统，其特征在于，该些天线系为不同大小的环状天线，并且具有一相同的中心点，而该微控制单元系依据该天线组中可接收到该响应讯号的一最小环状天线，来估测该射频装置与该中心点的距离。

4.如权利要求3所述的射频充电系统，其特征在于，该微控制单元更依据该最小环状天线所发射的该射频讯号的最小功率强度，来估测该射频装置与该中心点的距离。

5.如权利要求4所述的射频充电系统，其特征在于，该预定区域系该天线组的一中心区域，当该射频装置与该中心点的距离大于一临界值时，该微控制单元控制该显示面板显示该预定区域。

6.如权利要求1所述的射频充电系统，其特征在于，该射频装置为具有射频识别功能的一可携式电子装置。

7.如权利要求1所述的射频充电系统，其特征在于，该微控制单元控制切换单元切换该些天线，以透过每一可接收到该响应讯号的天线对于该射频装置分别进行充电一预定时间；该微控制单元依据每一可接收到该响应讯号的天线于该预定时间内对该射频装置的一充电量，选取其中一可接收到该响应讯号的天线，用以对该射频装置进行充电。

8.一种射频充电方法，用以对一射频装置进行充电，该射频装置于接收到一射频讯号时会产生一响应讯号，其特征在于，该射频充电方法包含下列步骤：

提供一天线组，该天线组包含复数个天线；

产生该射频讯号，并选取该天线组其中一天线进行发射；以及

选取该天线组中可接收到该响应讯号的天线来发射该射频讯号，以对该射频装置进行充电；

提供一显示面板；

依据该些天线能否接收到该响应讯号来估测该射频装置与该天线组间的距离；以及

当该估测距离指示该射频装置未在该显示面板上的一预定区域时，控制该显示面板显示该预定区域。

9.如权利要求8所述的射频充电方法，其特征在于，该天线组与该射频装置系位于该显示面板的不同侧。

10.如权利要求8所述的射频充电方法，其特征在于，该些天线系为不同大小的环状天线，并且具有一相同的中心点，而该射频装置与该中心点的距离，系依据该天线组中可接收到该响应讯号的一最小环状天线来估测。

11.如权利要求10所述的射频充电方法，其特征在于，该预定区域系该天线组的一中心区域，当该射频装置与该中心点的距离大于一临界值时，控制该显示面板显示该预定区域。

12.如权利要求8所述的射频充电方法，其特征在于，对该射频装置进行充电的步骤包含：

利用该天线组中每一可接收到该响应讯号的天线对该射频装置分别进行充电一预定时间；以及

依据每一可接收到该响应讯号的天线于该预定时间内对该射频装置的一充电量，选取其中一可接收到该响应讯号的天线，以对该射频装置进行充电。

13.一种射频充电系统，用以对一射频装置进行充电，该射频装置于接收到一射频讯号时会产生一响应讯号，其特征在于，该射频充电系统包含：

一显示面板，用以侦测该射频装置的一位置；

一天线组，包含复数个天线；

一切换单元，耦接至该天线组；

一微控制单元，耦接至该显示面板、该切换单元与该射频模块，用以控制该切换单元从该天线组中选取一天线，以发射该射频模块所产生的该射频讯号，并判断该选取天线是否接收到该响应讯号；

其中，该微控制单元系藉由选取该天线组中可接收到该响应讯号的天线来发射该射频讯号，以对该射频装置进行充电；

其中，当该射频装置的该位置指示该射频装置未在该显示面板上的一预定区域时，该微控制单元控制该显示面板显示该预定区域。

14.如权利要求13所述的射频充电系统，其特征在于，该显示面板系一触控显示面板。

15.如权利要求13所述的射频充电系统，其特征在于，该射频装置为具有射频识别功能的一可携式电子装置。

16.如权利要求14所述的射频充电系统，其特征在于，该天线组与该射频装置系位于该触控显示面板的不同侧，且该些天线为不同大小的环状天线，具有一相同的中心点。

17.如权利要求16所述的射频充电系统，其特征在于，该预定区域系该天线组的一中心区域。

18.如权利要求13所述的射频充电系统，其特征在于，该微控制单元控制切换单元切换该些天线，以透过每一可接收到该响应讯号的天线对于该射频装置分别进行充电一预定时间；该微控制单元依据每一可接收到该响应讯号的天线于该预定时间内对该射频装置的一充电量，选取其中一可接收到该响应讯号的天线，用以对该射频装置进行充电。