CN103904713A - 可扩展近距离无线通信距离的便携式电子装置 - Google Patents

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Abstract

一种可扩展近距离无线通信距离的便携式电子装置，包括表带部、电源模块、NFC模块及设于表带部内的中继线圈组。电源模块包括无线充电接收线圈、充电电路及充电电池。NFC模块包括NFC天线及NFC电路。该中继线圈组接收一外部电磁波能量并传输给无线充电接收线圈，从而通过充电电路对充电电池进行充电。该中继线圈组还接收一外部NFC读写信号并转发给该NFC天线，或接收该NFC天线发送的NFC数据或一内部NFC读写信号并转发到该电子装置外部。本发明的电子装置通过线圈间的磁共振扩展信号的传输距离，且线圈间的位置无需完全对应，实现免定位充电及NFC通信，提升了无线充电及NFC通信的便利性及使用功效。

Description

可扩展近距离无线通信距离的便携式电子装置
技术领域
本发明涉及近距离无线通信技术领域，特别是涉及一种可扩展近距离无线通信距离的便携式电子装置。
背景技术
随着信息技术的发展，小巧轻便、功能强大的时尚消费品越来越受到消费者的青睐，同时，手表行业也因为消费者的消费观念发生了巨大的变化，人们不再单纯从时间角度来要求手表的功能，于是出现了越来越多的各式各样多功能的电子手表，如将电子记事本、GPS（Global Position System，全球定位系统）、MP3（Moving Picture Experts Group Audio Layer III）、NFC（Near Field Communication，近场通信技术）认证等功能集成于电子手表中，以满足消费者的各类需求。
与此同时，电子手表消耗的电量也越来越多，因此经常需要要对电子手表的充电电池充电。为了简化充电步骤，有一些电子手表还具有为充电电池进行无线充电的无线充电模块。然而，一般的无线充电模块都要求与电源发射端对准才能进行无线充电，此外，无线充电及NFC功能的使用均限于在很短的距离范围内，因此，应用于例如电子手表等小型便携式电子装置的NFC功能及无线充电功能无法充分发挥其便于使用的功效。因此，如何扩展便携式电子装置的无线充电距离及NFC功能的使用距离成为人们关心的问题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可扩展近距离无线通信距离的便携式电子装置，以解决上述问题。
一种可扩展近距离无线通信距离的便携式电子装置，包括一主体、一表带部、一电源模块、一NFC模块及设于该表带部内的至少一个中继线圈组。该电源模块包括依次电连接的无线充电接收线圈、无线充电电路及充电电池。该NFC模块包括相互电连接的NFC天线及NFC电路。该中继线圈组用于接收一外部电磁波能量并传输给该无线充电接收线圈，从而通过该无线充电电路对该充电电池进行充电。该中继线圈组还用于接收一外部NFC读写信号并转发给该NFC天线，或接收该NFC天线发送的NFC数据或一内部NFC读写信号并转发到该电子装置外部的其他电子装置。
本发明的电子装置通过在表带上设置中继线圈组，并通过线圈间的磁共振大大地扩展信号的传输距离，且线圈间的位置无需完全对应，从而实现免定位充电及NFC通信，提升了无线充电及NFC通信的便利性及使用功效。
附图说明
图1为本发明的便携式电子装置的示意图。
图2为图1中的电子装置的一种结构示意图。
图3为图1中的电子装置的另一种结构示意图。
主要元件符号说明
电子装置 100
主体 20
外壳 21
显示部 22
表带部 30
表带 31、32
中继线圈组 40
无线充电磁感应共振线圈 41
NFC磁感应共振线圈 42
共用磁感应共振线圈 43
电源模块 50
无线充电接收线圈 51
无线充电电路 52
充电电池 53
NFC模块 60
NFC天线 61
NFC电路 62
系统硬体模块 70
控制单元 71
外部供电线圈 81
外部NFC读卡装置 82
外部NFC识别卡 83
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，为本发明一实施方式中一种可附着于用户身体上使用的便携式电子装置100的示意图。在本实施方式中，该电子装置100为腕带式装置，具有类似传统手表的外观。
该电子装置100包括一主体20及一表带部30。其中，该主体20包括外壳21及设置于该外壳21表面的显示部22。
该表带部30包括分别连接于该主体20两端的两表带31及32，该两表带31及32用于将该电子装置100套设于手腕上。
本实施方式中，该电子装置100进一步包括设于该表带部30内的至少一个中继线圈组40。
请参阅图2，该电子装置100进一步包括一电源模块50、一NFC模块60及一系统硬体模块70，其中，该电源模块50及该NFC模块60均可设于该主体20内或设于该表带部30内。
该电源模块50包括依次电连接的无线充电接收线圈51、无线充电电路52及充电电池53。该NFC模块60包括相互电连接的NFC天线61及NFC电路62。该中继线圈组40用于接收一外部电磁波能量并传输给该无线充电接收线圈51，从而通过该无线充电电路52对该充电电池53进行充电。该中继线圈组40还用于转接NFC模块60与其他电子装置（图中未示）的NFC通信。具体的，该中继线圈组40用于接收一外部NFC读写信号并转发给该NFC天线61，并用于接收该NFC天线61发送的NFC数据或一内部NFC读写信号并转发到该电子装置100外部的其他电子装置。
具体地，在一种实施方式中，该中继线圈组40包括一无线充电磁感应共振线圈41及一NFC磁感应共振线圈42，其中，该无线充电磁感应共振线圈41与该无线充电接收线圈51匹配，并具有与该无线充电接收线圈51匹配的第一共振频率，即该无线充电磁感应共振线圈41与该无线充电接收线圈51具有相同或相差不大的共振频率。该无线充电磁感应共振线圈41用于通过与一外部供电线圈81产生磁共振而接收该外部供电线圈81发射的具有第一共振频率的电磁波能量，并进一步通过与该无线充电接收线圈51产生磁共振而将该接收的电磁波能量传输给该无线充电接收线圈51。该无线充电电路52将该无线充电接收线圈51接收到的电磁波能量转变为一充电电压给该充电电池53充电。该充电电池53为该电子装置100的一系统硬体模块70供电。
该NFC磁感应共振线圈42与该NFC天线61匹配，并具有与该NFC天线61匹配的第二共振频率。本实施方式中，在NFC通信过程中，该电子装置100具有被动工作模式及主动工作模式。在被动工作模式下，该电子装置100可以充当例如NFC识别卡的角色来使用；而在主动工作模式下，该电子装置100可以充当例如NFC读卡装置的角色来使用。
该系统硬体模块70还包括一控制单元71，该控制单元71用于响应用户的操作而切换电子装置100的主动工作模式以及被动工作模式，并在被动工作模式下，通过控制NFC电路62响应该外部NFC读写信号将相应的NFC数据通过该NFC天线61发送出去，在主动工作模式下，通过控制该NFC电路62通过该NFC天线61主动将一内部NFC读写信号发送出去。
具体地，在该电子装置100的被动工作模式下，当一外部NFC读卡装置82发射具有第二共振频率的外部NFC读写信号时，该NFC磁感应共振线圈42接收该外部NFC读卡装置82发射的具有第二共振频率的外部NFC读写信号，并通过与该NFC天线61产生磁共振而将接收到的外部NFC读写信号传送给该NFC天线61，并通过NFC天线61传送给NFC电路62。该控制单元71控制该NFC电路62响应该外部NFC读写信号，并将相应的NFC数据通过该NFC天线61发送出去。该NFC磁感应共振线圈42进一步通过与该NFC天线61产生磁共振而接收该NFC天线61发送的NFC数据，并通过与该外部NFC读卡装置82产生磁共振而将该NFC数据反馈给该外部NFC读卡装置82。
在该电子装置100的主动工作模式下，该控制单元71控制该NFC电路62通过该NFC天线61主动将一内部NFC读写信号发送出去。该NFC磁感应共振线圈42通过与该NFC天线61产生磁共振而接收该NFC天线61发送的内部NFC读写信号，并通过与一外部NFC识别卡83产生磁共振而将该内部NFC读写信号发送给该外部NFC识别卡83，从而读写该外部NFC识别卡83的数据。
请参阅图3，在另一种实施方式中，中继线圈组40仅包括一个共用磁感应共振线圈43，该共用磁感应共振线圈43分别与该无线充电接收线圈51及该NFC天线61匹配，且该共用磁感应共振线圈43、该无线充电接收线圈51及该NFC天线61具有匹配的第三共振频率。该共用磁感应共振线圈43的工作原理如上所述。可以理解，该无线充电接收线圈51及该NFC天线61能同时接收到该共用磁感应共振线圈43传输的电磁波能量或NFC读写信号，但该电源模块50及该NFC模块60只响应与其匹配的信号。这样，该电源模块50及该NFC模块60即可共用同一个磁感应共振线圈，但相互不产生冲突。
本发明的电子装置通过在表带上设置中继线圈组，并通过线圈间的磁共振大大地扩展信号的传输距离，且线圈间的位置无需完全对应，从而实现免定位充电及NFC通信，提升了无线充电及NFC通信的便利性及使用功效。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种可扩展近距离无线通信距离的便携式电子装置，包括一主体及一表带部，其特征在于，该电子装置进一步包括：
一电源模块，包括依次电连接的无线充电接收线圈、无线充电电路及充电电池；
一NFC模块，包括相互电连接的NFC天线及NFC电路；及
设于该表带部内的至少一个中继线圈组，该中继线圈组用于接收一外部电磁波能量并传输给该无线充电接收线圈，从而通过该无线充电电路对该充电电池进行充电；该中继线圈组还用于接收一外部NFC读写信号并转发给该NFC天线，或接收该NFC天线发送的NFC数据或一内部NFC读写信号并转发到该电子装置外部的其他电子装置。
2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该中继线圈组包括一无线充电磁感应共振线圈及一NFC磁感应共振线圈，该无线充电磁感应共振线圈与该无线充电接收线圈匹配，并具有与该无线充电接收线圈匹配的第一共振频率，该NFC磁感应共振线圈与该NFC天线匹配，并具有与该NFC天线匹配的第二共振频率。
3.如权利要求2所述的电子装置，其特征在于，该无线充电磁感应共振线圈用于通过与一外部供电线圈产生磁共振而接收该外部供电线圈发射的具有第一共振频率的电磁波能量，并进一步通过与该无线充电接收线圈产生磁共振而将该接收的电磁波能量传输给该无线充电接收线圈；该无线充电线路将该无线充电接收线圈接收到的电磁波能量转变为一充电电压给该充电电池充电。
4.如权利要求2所述的电子装置，其特征在于，在NFC通信过程中，该电子装置具有被动工作模式及主动工作模式；该电子装置还包括一控制单元，该控制单元用于响应用户的操作而切换电子装置的主动工作模式以及被动工作模式。
5.如权利要求4所述的电子装置，其特征在于，在该电子装置的被动工作模式下，当一外部NFC读卡装置发射具有第二共振频率的外部NFC读写信号时，该NFC磁感应共振线圈接收该外部NFC读卡装置发射的具有第二共振频率的外部NFC读写信号，并通过与该NFC天线产生磁共振而将接收到的外部NFC读写信号传送给该NFC天线，并通过NFC天线传送给NFC电路；该控制单元控制该NFC电路响应该外部NFC读写信号将相应的NFC数据通过该NFC天线发送出去；该NFC磁感应共振线圈进一步通过与该NFC天线产生磁共振而接收该NFC天线发送的NFC数据，并通过与该外部NFC读卡装置产生磁共振而将该NFC数据反馈给该外部NFC读卡装置。
6.如权利要求4所述的电子装置，其特征在于，在该电子装置的主动工作模式下，该电子装置还包括一控制单元，该控制单元用于控制该NFC电路通过该NFC天线主动将该内部NFC读写信号发送出去；该NFC磁感应共振线圈通过与该NFC天线产生磁共振而接收该NFC天线发送的内部NFC读写信号，并通过与一外部NFC识别卡产生磁共振而将该内部NFC读写信号发送给一外部NFC识别卡，从而读写该外部NFC识别卡的数据。
7.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该中继线圈组包括一共用磁感应共振线圈，该共用磁感应共振线圈分别与该无线充电线圈及该NFC天线匹配，且该共用磁感应共振线圈、该无线充电接收线圈及该NFC天线具有匹配的第三共振频率。
8.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，该共用磁感应共振线圈用于通过与一外部供电线圈产生磁共振而接收该外部供电线圈发射的具有第三共振频率的电磁波能量，并进一步通过与该无线充电接收线圈产生磁共振而将该接收的电磁波能量传输给该无线充电接收线圈；该无线充电线路将该无线充电接收线圈接收到的电磁波能量转变为一充电电压给该充电电池充电。
9.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于，在NFC通信过程中，该电子装置具有被动工作模式及主动工作模式；该电子装置还包括一控制单元，该控制单元用于响应用户的操作而切换电子装置的主动工作模式以及被动工作模式。
10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，在该电子装置的被动工作模式下，当一外部NFC读卡装置发射具有第三共振频率的外部NFC读写信号时，该共用磁感应共振线圈接收该外部NFC读卡装置发射的具有第三共振频率的外部NFC读写信号，并通过与该NFC天线产生磁共振而将接收到的外部NFC读写信号传送给该NFC天线，并通过NFC天线传送给NFC电路；该控制单元控制该NFC电路响应该外部NFC读写信号并将相应的NFC数据通过该NFC天线发送出去；该共用磁感应共振线圈进一步通过与该NFC天线产生磁共振而接收该NFC天线发送的NFC数据，并通过与该外部NFC读卡装置产生磁共振而将该NFC数据反馈给该外部NFC读卡装置。
11.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，在该电子装置的主动工作模式下，该电子装置还包括一控制单元，该控制单元用于控制该NFC电路通过该NFC天线主动将该内部NFC读写信号发送出去；该共用磁感应共振线圈通过与该NFC天线产生磁共振而接收该NFC天线发送的内部NFC读写信号，并通过与一外部NFC识别卡产生磁共振而将该内部NFC读写信号发送给一外部NFC识别卡，从而读写该外部NFC识别卡的数据。
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