TWI400901B - 可省電之無線輸入裝置及系統 - Google Patents

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Description

可省電之無線輸入裝置及系統
本發明係有關於無線輸入技術，尤指一種可省電之無線輸入裝置及系統。
無線輸入裝置如無線滑鼠及無線鍵盤等，已是目前電腦所普遍使用之輸入工具。第1圖係習用之無線輸入裝置之架構圖，其中，無線輸入裝置13係用於將資料輸入至電腦主機11。無線輸入裝置13包含一射頻發射器(RF transmitter)131、一感應單元132及一電池133。感應單元132將所感應之輸入訊號(如滑鼠輸入訊號或鍵盤輸入訊號)經由射頻發射器131調變後，發射至一射頻接收器(RF receiver)12，再傳送至電腦主機11。而射頻發射器131及感應單元132運作所需之電能，則由電池133所提供。
然而，由於射頻發射器131耗電量大，電池133很快就會沒電，而需經常更換，如此不但不環保，還會造成使用上的不便。
有鑑於此，本發明之一目的，在於提供一種無線輸入裝置及相關之無線輸入系統，相較於先前技術可達到省電及使用方便的效果。
本發明之另一目的，在於提供一種無線輸入裝置及相關之無線輸入系統，相較於先前技術可降低製造成本。
本發明揭露一種無線輸入裝置，其包含：一天線；一射頻識別(Radio Frequency Identification，簡稱RFID)回應器(transponder)，經由該天線接收一交流訊號；一供電單元，耦接至該射頻識別回應器；以及一感應單元，使用供電單元所提供之電能，感應產生一輸入訊號至射頻識別回應器。射頻識別回應器依據該交流訊號解調產生一要求訊號，並依據該輸入訊號執行負載調變(load modulation)，以產生回應該要求訊號之一回覆訊號，經由天線傳送出去。
本發明另揭露一種無線輸入系統，其包含：一電子裝置；一射頻收發器(RF transceiver)，耦接至該電子裝置，用以發射第一射頻訊號；以及一無線輸入裝置，接收第一射頻訊號以產生電能，並使用所產生之電能，依據一輸入訊號調變產生對應之第二射頻訊號。射頻收發器接收第二射頻訊號，並將第二射頻訊號解調為一基頻訊號，以傳送至電子裝置。
第2圖為本發明之無線輸入系統之一實施例的方塊圖，其中，無線輸入系統20包含一電子裝置(例如電腦主機)21、一射頻收發器22及一無線輸入裝置23。無線輸入裝置23可為無線滑鼠、無線鍵盤、或是具有感測溫度、濕度、壓力、脈波等能力之感測裝置等。射頻收發器22可經由傳輸介面(如USB、RS232等)耦接至電腦主機21，或是內建於電腦主機21中，並可發射第一射頻訊號至無線輸入裝置23；無線輸入裝置23則利用第一射頻訊號產生電能，並使用所產生之電能，依據一輸入訊號(如滑鼠之輸入訊號、鍵盤之輸入訊號、或是感測溫度、濕度、壓力、脈波等所產生之感測訊號)調變產生對應之第二射頻訊號，發射至射頻收發器22。射頻收發器22可將第二射頻訊號解調為一基頻訊號，以傳送至電腦主機21。因此，無線輸入裝置23中可包括被動式(passive)的裝置，不需自備電源(如電池)，而可藉由無線感應方式產生電能。如此，可達到省電及使用方便(如不需更換電池)的雙重功效。
第3圖為第2圖之無線輸入系統20之一實施例的方塊圖，其中，射頻收發器22係一射頻識別收發器(RFID transceiver)24，而無線輸入裝置23包含一天線231、一射頻識別回應器(RFID transponder)232、一供電單元233及一感應單元234。在此實施例中，第一射頻訊號係一將訊號調變於一無線電交流載波上之交流訊號。射頻識別收發器24包含一線圈天線221，以產生一交流電磁場；無線輸入裝置23之天線231則感應該交流電磁場，以接收第一射頻訊號。在另一實施例中，射頻識別收發器24可產生交流電磁波，天線231則經由該交流電磁波接收第一射頻訊號。
感應單元234可使用供電單元233所提供之電能，感應產生前述之輸入訊號，送至射頻識別回應器232。射頻識別回應器232將第一射頻訊號解調以及去除載波，而產生射頻識別收發器24的基頻要求訊號(該要求訊號係表示射頻識別收發器24要求射頻識別回應器232回傳其所存之資料)，並依據感應單元234所產生之輸入訊號執行負載調變(load modulation)，以產生回應該要求訊號之一反射式(backscatter)之回覆訊號，經由天線231以及天線221傳送至射頻識別收發器24。在第3圖之實施例中，射頻識別回應器232除了具有射頻介面以從天線231收發射頻訊號外，還具有另一傳輸介面，可從感應單元234接收輸入訊號，射頻識別回應器232與感應單元234間傳輸訊號所需之電能則由供電單元233提供。射頻識別回應器232具有此種雙介面之設計，因而可應用於如無線滑鼠或無線鍵盤等輸入用途，以達到省電功效。
第4圖係第3圖之無線輸入裝置23之一較佳實施例的方塊圖，其中，射頻識別回應器232包含一整流電路2321、一解調電路2322、一控制電路2323、一調變電路2324及一記憶單元2325，而供電單元233係一蓄能單元235，耦接至該整流電路2321。整流電路2321將天線231所接收之第一射頻訊號轉換為直流電壓。整流電路2321還包含一穩壓器(regulator，圖未顯示)，以利產生穩定之直流電壓，此一穩定直流電壓除了可對蓄能單元235進行充電外，並供應射頻識別回應器232內之其他電路(即解調電路2322、控制電路2323、調變電路2324及記憶單元2325)運作所需之電力。蓄能單元235可為電容或充電電池等，其所儲存之電力除了可以供應感應單元234之外，亦可提供射頻識別回應器232運作所需之電力。因此，射頻識別回應器232具有蓄能單元235以及整流電路2321兩個電力來源，可彈性加以運用。例如，當射頻識別回應器232耗電不多時，可僅使用整流電路2321所提供之電力來運作；但當射頻識別回應器232耗電增加時，如需要處理之輸入訊號(由感應單元234所產生)增加或與射頻識別收發器24間之通訊量或通訊距離提高，不足的電力就由蓄能單元235提供。此較佳實施例的優點之一，是當無線輸入裝置23在平時不操作時，可持續接收無線電載波而將電能充電至蓄能單元235的充電元件，而當無線輸入裝置23頻繁操作時，可由蓄能單元235取得感應單元234及射頻識別回應器232所需之電能。
控制電路2323耦接至感應單元234，可將感應單元234所產生之輸入訊號轉換為一輸入資訊儲存至記憶單元2325。解調電路2322可將第一射頻訊號去除載波以及解調後產生前述之基頻頻段之要求訊號，而控制電路2323接收並解析基頻要求訊號後，根據該要求訊號自記憶單元2325取出輸入資訊，產生一對應之控制訊號。調變電路2324則依據該控制訊號執行負載調變，以產生前述之回覆訊號。
第5圖為第3圖之無線輸入裝置23之另一較佳實施例的方塊圖，其中，供電單元233係一電池236，以提供電能給射頻識別回應器232及感應單元234使用。射頻識別回應器232及感應單元234之運作類似於第4圖，茲不贅述。在此較佳實施例中，射頻識別回應器232可彈性使用電池236所提供之電能或者整流電路2321所提供之直流電壓來運作。
第6圖為第2圖之無線輸入系統20之一較佳實施例的方塊圖，其中，射頻收發器22係射頻識別收發器24，而無線輸入裝置23則包含天線231、射頻識別回應器232、蓄能單元235、感應單元234及電池236。第6圖之無線輸入裝置23可視為第4圖與第5圖之無線輸入裝置之結合，亦即，同時包含蓄能單元235及電池236兩種電源，而蓄能單元235之電能優先於電池236之電能被使用。如此，更能達到省電及降低電池沒電之困擾的雙重功效。
第7圖為第2圖之無線輸入系統20之另一較佳實施例的方塊圖，其中，射頻收發器22係射頻識別收發器24，而無線輸入裝置23包含天線231、射頻識別回應器232、一整流蓄能單元237及感應單元234。整流蓄能單元237耦接至天線231，並包括一整流電路2371及一蓄能電路2372，能將天線231接收的交流載波轉變為直流電壓並儲存電能，以供給射頻識別回應器232及感應單元234使用，蓄能電路2372可以為電容或充電電池。射頻識別回應器232及感應單元234之運作類似於第4圖，茲不贅述。此外，第7圖的電路中，亦可如第6圖所示一般另包含一電池，提供電能給射頻識別回應器232及感應單元234使用，如此可以增加供電的彈性。
在第3圖至第7圖之實施例中，由於無線輸入裝置所採用之射頻識別回應器的硬體成本，遠比第1圖中習用無線輸入裝置所採用之射頻發射器為低，因此相較於先前技術，本發明可大幅降低製造商的成本。另一方面，射頻識別回應器之耗電量亦遠比射頻發射器為低，因此相較於先前技術，本發明可大幅延長電池的壽命，減少電池沒電的困擾。
以上所述係使用較佳實施例詳細說明本發明，而非限制本發明之範圍。凡熟知此類技藝人士皆能明瞭，可根據以上實施例之揭示而做出諸多可能變化，仍不脫離本發明之精神和範圍。
11、21．．．電腦主機
12．．．射頻接收器
13、23．．．無線輸入裝置
131．．．射頻發射器
132、234．．．感應單元
133、236．．．電池
20．．．無線輸入系統
22．．．射頻收發器
221．．．線圈天線
231．．．天線
232．．．射頻識別回應器
2321．．．整流電路
2322．．．解調電路
2323．．．控制電路
2324．．．調變電路
2325．．．記憶單元
233．．．供電單元
235．．．蓄能單元
237．．．整流蓄能單元
2371．．．整流電路
2372．．．蓄能電路
24．．．射頻識別收發器
第1圖係習用之無線輸入裝置之架構圖。
第2圖為本發明之無線輸入系統之一實施例的方塊圖。
第3圖為第2圖之無線輸入系統之一實施例的方塊圖。
第4圖係第3圖之無線輸入裝置之一較佳實施例的方塊圖。
第5圖為第3圖之無線輸入裝置之另一較佳實施例的方塊圖。
第6圖為第2圖之無線輸入系統之一較佳實施例的方塊圖。
第7圖為第2圖之無線輸入系統之另一較佳實施例的方塊圖。
20．．．無線輸入系統
21．．．電腦主機
24．．．射頻識別收發器
221．．．線圈天線
23．．．無線輸入裝置
231．．．天線
232．．．射頻識別回應器
233．．．供電單元
234．．．感應單元

Claims (20)

  1. 一種無線輸入裝置，係搭配一電子裝置及一射頻收發器(RF transceiver)使用，該射頻收發器係耦接至該電子裝置，用以發射一第一射頻訊號以及接收一第二射頻訊號，且該射頻收發器將所接收之該第二射頻訊號解調為一基頻訊號後傳送至該電子裝置，該無線輸入裝置包含：一天線；一射頻識別回應器(RFID transponder)，經由該天線接收該第一射頻訊號並據以解調產生一要求訊號、並將該第一射頻訊號轉換為一直流電壓；一供電單元，耦接至該射頻識別回應器且又包括一蓄能單元，該供電單元係用以接收該直流電壓以進行該蓄能單元之充電並提供一電能；以及一感應單元，使用該供電單元所提供之該電能，感應產生一輸入訊號至該射頻識別回應器；其中，該射頻識別回應器依據該輸入訊號執行負載調變(load modulation)，以產生回應該要求訊號之該第二射頻訊號後，經由該天線傳送出去。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之無線輸入裝置，其中該輸入訊號係一滑鼠輸入訊號、一鍵盤輸入訊號、或一感測裝置之感測訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之無線輸入裝置，其中該無線輸入裝置係一無線滑鼠、一無線鍵盤、或一感測裝置。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之無線輸入裝置，其中該天線 藉由一交流電磁場接收該第一射頻訊號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之無線輸入裝置，其中該天線藉由一交流電磁波接收該第一射頻訊號。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之無線輸入裝置，其中該蓄能單元包含一電容。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之無線輸入裝置，其中該蓄能單元包含一充電電池。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之無線輸入裝置，其中該整流電路包含一穩壓器(regulator)。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之無線輸入裝置，更包含：一電池，用以提供一額外電能給該射頻識別回應器與該感應單元使用。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之無線輸入裝置，其中該蓄能單元之該電能優先於該電池之該額外電能被使用。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之無線輸入裝置，更包含：一電池，用以提供一額外電能給該射頻識別回應器與該感應單元使用。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之無線輸入裝置，其中該射頻識別回應器包含：一解調電路，依據該第一射頻訊號解調產生該要求訊號；一控制電路，接收該要求訊號，並將該輸入訊號轉換為一輸入資訊，其中該控制電路依據該輸入資訊，產生一對應之控制訊號；以及一調變電路，依據該控制訊號執行該負載調變，以產生該 第二射頻訊號。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之無線輸入裝置，其中該射頻識別回應器更包含：一記憶單元，耦接至該控制電路，用以儲存該輸入資訊。
  14. 一種無線輸入系統，包含：一電子裝置；一射頻收發器(RF transceiver)，耦接至該電子裝置，用以發射一第一射頻訊號；以及一無線輸入裝置，接收該第一射頻訊號以產生一電能，依據一輸入訊號調變產生一對應之第二射頻訊號，又包括：一射頻識別回應器，依據該第一射頻訊號解調產生一要求訊號、並將該第一射頻訊號轉換為一直流電壓；一供電單元，耦接至該射頻識別回應器，又包括一蓄能單元，用以接收該直流電壓以進行該蓄能單元之充電，並提供該電能；以及一感應單元，使用該供電單元所提供之該電能，感應產生該輸入訊號至該射頻識別回應器；其中，該射頻識別回應器依據該輸入訊號執行負載調變，以產生回應該要求訊號之該第二射頻訊號；其中，該射頻收發器接收該第二射頻訊號，並將該第二射頻訊號解調為一基頻訊號，以傳送至該電子裝置。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之無線輸入系統，其中該射頻識別收發器包含一線圈天線，以產生一交流電磁場；該 無線輸入裝置感應該交流電磁場，以接收該第一射頻訊號。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之無線輸入系統，其中該無線輸入裝置更包含一電池，以提供一額外電能給該射頻識別回應器與該感應單元使用。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之無線輸入系統，其中該蓄能單元之該電能優先於該電池之該額外電能被使用。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之無線輸入系統，其中該無線輸入裝置更包含一電池，以提供一額外電能給該射頻識別回應器與該感應單元使用。
  19. 如申請專利範圍第14項所述之無線輸入系統，其中該無線輸入裝置係一無線滑鼠、一無線鍵盤、或一感測裝置。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之無線輸入系統，其中該輸入訊號係一滑鼠輸入訊號、一鍵盤輸入訊號、或一感測裝置之感測訊號。
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