TWI455089B - 對可攜式電子裝置充電之系統與顯示裝置 - Google Patents

Description

對可攜式電子裝置充電之系統與顯示裝置

本發明揭露一種對可攜式電子裝置充電之系統與顯示裝置，尤指一種根據顯示裝置與系統之間的有效連接存在與否來對可攜式電子裝置充電之系統與顯示裝置。

目前已有許多可攜式電子裝置配備有視訊功能或是其他需要大量資料的功能。為了實施這些功能，這些可攜式電子裝置亦配備了資料傳輸埠，以與外界的其他裝置進行資訊交換等必要功能。然而，在開啟這些功能的同時，可攜式電子裝置本身的電能消耗速度也會加劇，在沒有外來電源對其充電的情況下，可攜式電子裝置的使用時間很容易會碰到瓶頸。

本發明揭露一種用來對可攜式電子裝置充電之系統。該系統包含一顯示裝置與一可攜式電子裝置。該顯示裝置包含一第一連接介面、一電源供應器、一儲存裝置、一第一開關、及一第一控制單元。該第一連接介面包含一第一電壓傳送端點(V-power pin)。該儲存裝置儲存一功能資訊。該第一開關耦接於該第一電壓傳送端點、該電源供應器、與該儲存裝置。該第一控制單元耦接於該第一開關，用以控制該第一開關選擇性連接該電源供應器或該儲存裝置。該可攜 式電子裝置包含一第二連接介面，且該第二連接介面包含一第二電壓傳送端點。當該第一連接介面耦接該第二連接介面，且該第一電壓傳送端點耦接該第二電壓傳送端點時，該第一控制單元控制該第一開關使該電源供應器耦接該第一電壓傳送端點。

本發明揭露一種用來對可攜式電子裝置充電之顯示裝置。該可攜式電子裝置包含一第二連接介面，且該第二連接介面包含一第二電壓傳送端點。該顯示裝置包含一第一連接介面、一電源供應器、一儲存裝置、一第一開關、及一第一控制單元。該第一連接介面包含一第一電壓傳送端點。該儲存裝置儲存一功能資訊。該第一開關耦接於該第一電壓傳送端點與該儲存裝置。該第一控制單元耦接於該第一開關，用以控制該第一開關選擇性連接該電源供應器或該儲存裝置。當該第一連接介面耦接該第二連接介面，該第一電壓傳送端點耦接該第二電壓傳送端點，該第一控制單元控制該第一開關使該電源供應器耦接該第一電壓傳送端點。

藉由本發明所揭露之該顯示裝置與該系統的使用，當可攜式電子裝置與顯示裝置進行實體連接時，配備有對外充電功能的顯示裝置將可對可攜式電子裝置充電，使得可攜式電子裝置的使用時間不會遭遇如先前技術所述之限制。

請參閱第1圖，其為根據本發明之一實施例所揭露之一系統100 的示意圖。系統100包含一顯示裝置110與一可攜式電子裝置120，其中可攜式電子裝置120此時已實質連接於顯示裝置110。顯示裝置110包含一儲存裝置132、一第一控制單元134、一電源供應器136、一第一開關140、及一第一連接介面150。

第一連接介面150包含一第一電壓傳送端點152。在本發明之一實施例中，該功能資訊係為一延伸顯示能力識別資料(Extended Display Identification Data，EDID)。第一開關140耦接於第一電壓傳送端點150、電源供應器136、與儲存裝置132，且第一控制單元134耦接於第一開關140，用以控制第一開關140選擇性連接電源供應器136或儲存裝置132。

可攜式電子裝置120包含一第二連接介面160，且第二連接介面160包含一第二電壓傳送端點162。

顯示裝置110可在確認其與可攜式電子裝置120處於實體連接狀態時，對可攜式電子裝置120供電。舉例來說，在本發明之一實施例中，第一控制單元134可在已確認第一連接介面150耦接於第二連接介面160，且第一電壓傳送端點152耦接於第二電壓傳送端點162時，控制第一開關140使電源供應器136耦接第一電壓傳送端點152，以使電源供應器136可透過第一電壓傳送端點152與第二電壓傳送端點162之間的實體路徑來對可攜式電子裝置120充電。

在本發明之一實施例中，由於在顯示裝置110關機時，第一開關140的預設狀態是使第一電壓傳送端點152耦接於儲存裝置132，因此當顯示裝置110關機且實體連接於可攜式電子裝置120時，可攜式電子裝置120仍可直接透過第一開關140致能儲存裝置132以存取儲存裝置132所儲存之延伸顯示能力識別資料，並執行該延伸顯示能力識別資料中與可攜式電子裝置120相關的程序。

在本發明之一實施例中，可攜式電子裝置120在與顯示裝置110進行實體連接後，可先行確認顯示裝置110是否具有對外充電功能。該確認過程包含第一控制單元134先行控制第一開關140耦接於儲存裝置132，以使可攜式電子裝置120在與顯示裝置110實體連接時，在第一連接介面150與第二連接介面160之間建立起之一資料通道並確認該資料通道是否執行至少一個資訊交換的程序(例如可攜式電子裝置120與顯示裝置110之間的握手(Handshaking)程序或是該延伸顯示能力識別資料中與可攜式電子裝置120相關的程序)，可攜式電子裝置120最後再藉由該資料通道傳輸充電指令給第一控制單元134，並等待第一控制單元134透過該資料通道回覆顯示裝置110是否具有充電功能。

除了顯示裝置110以外，在本發明之部分實施例中，可攜式電子裝置120亦可經過特別的設計來與顯示裝置110配合，以實現上述顯示裝置110的對外充電功能。請參閱第2圖，其為根據本發明之一實施例所揭露第1圖所示之可攜式電子裝置120的功能方塊示意 圖。如第2圖所示，可攜式電子裝置120除了第二連接介面160外，另外包含一第二開關142、一第二控制單元138、一電池170、與一動力積體電路180。第二開關142耦接於第二電壓傳送端點162。電池170耦接於第二開關142。動力積體電路180耦接於電池170。第二控制單元138可用來控制第二開關142選擇性的連接於電池170或動力積體電路180。

當可攜式電子裝置120連接於顯示裝置110，使得第一連接介面150耦接第二連接介面160，第一電壓傳送端點152耦接第二電壓傳送端點162時，第二控制單元138可藉由控制第二開關142來選擇一充電路徑或一放電路徑，以進行對動力積體電路180的充電或是電池170透過動力積體電路180對儲存裝置132進行的充電(亦即電池170的放電)，以使得動力積體電路180可據此供應電力給可攜式電子裝置120包含的各種模組與元件或是在顯示裝置110關機時可繼續供應電力給儲存裝置132，其中第二控制單元138也是動力積體電路180供應電力的對象之一。上述之充電路徑是在第二開關142選擇性連接於電池170的情況下，途經第二電壓傳送端點162、第二開關142、電池170、與動力積體電路180，而上述之放電路徑是在第二開關142選擇性連接於動力積體電路180的情況下，途經電池170、動力積體電路180、第二開關142、與第二電壓傳送端點162。當第二控制單元138選擇開啟該充電路徑時，電能會先行暫存於電池170，以使得動力積體電路180可由電池170得到穩定電流強度的供電；而當第二控制單元138選擇開啟該放電路徑時(此時顯示裝 置110可為關機狀態)，電能會由電池170隨著上述之放電路徑被釋放至第一電壓傳送端點152，並進而因為第一開關140之切換使第一電壓傳送端點152耦接於儲存裝置132，使得該電能可用於對儲存裝置132充電以讀取儲存裝置132所儲存之延伸顯示能力識別資料。

在本發明之一實施例中，當可攜式電子裝置120得知顯示裝置110具有充電功能後，第一開關140可再次切換至使第一電壓傳送端點152與儲存裝置132耦接的狀態，以使可攜式電子裝置120可讀取並根據儲存裝置132所儲存之該延伸顯示能力識別資料來判斷使第一開關140再次切換至使電源供應器136耦接第一電壓傳送端點152的條件與時機。其中可攜式電子裝置120判斷可使第一開關140切換至使電源供應器136耦接第一電壓傳送端點152的條件與時機之方式包含偵測可攜式電子裝置120上一回歸路徑埠的電位、在顯示裝置110上另外設置一屏幕顯示裝置(On-Screen Display，OSD，未圖示)來讓使用者可透過該屏幕顯示裝置手動控制第一開關140與第二開關142的切換、或是在可攜式電子裝置120上安裝軟體來傳輸顯示裝置110可辨識之控制訊號給顯示裝置110以對應控制第一開關140與第二開關142的切換。

在本發明之一實施例中，電池170也會被附加保護措施，以更進一步控制電池170的充電時機與放電時機。請參閱第3圖，其為根據本發明之一實施例，將第2圖所示之可攜式電子裝置120另外在 電池170的充電側與放電側附加開關以控制電池170之充放電時機的示意圖。相較於第2圖所示之可攜式電子裝置120，第3圖所示之可攜式電子裝置120另外附加了一第三開關144與一第四開關146，第三開關144與第四開關146皆直接受到第二控制單元138的控制來進行切換，且第三開關144另外提供了一條對動力積體電路180進行直接充電的充電路徑。第三開關144耦接於第二開關142與電池170之間，而第四開關146耦接於電池170與動力積體電路180之間。為了更清楚解釋第3圖中的充電路徑與放電路徑，第一開關142連接至第三開關144的接點係假設為一第一開關接點P1，第二開關142連接至動力積體電路180的接點係假設為一第二開關接點P2，第三開關144直接連接至動力積體電路180的接點係假設為一第三開關接點P3，且第三開關144連接至電池170的接點係假設為一第四電壓開關端點P4。

在第3圖所示之實施例中，當第二控制單元138控制第二開關142選擇性連接至第一電壓開關端點P1時，第二控制單元138可另外控制第三開關144選擇性的導通至第四電壓開關端點P4，並控制第四開關146選擇性的開路，以使電池170得以透過至少途經第二電壓傳送端點162、第二開關142包含之第一電壓開關端點P1、第三開關144包含之第四電壓開關端點P4所形成之一第一充電路徑來被充電。或者，當第二控制單元138控制第二開關142選擇性連接至第一電壓開關端點P1時，第二控制單元138亦可另外控制第三開關144選擇性的導通至第三電壓開關端點P3，以使動力積體電路180 得以透過至少途經第二電壓傳送端點162、第二開關142包含之第一電壓開關端點P1、第三開關144包含之第三電壓開關端點P3所形成之一第二充電路徑來被充電。

在第3圖而當顯示裝置110處於關機狀態並需要由可攜式電子裝置120傳輸電力給儲存裝置132來讀取該延伸顯示能力識別資料時(此時第一開關140切換為使第一電壓傳送端點152耦接於儲存裝置132)，第二控制單元138會控制第三開關144選擇性的開路，控制第四開關146選擇性的短路，並控制第二開關142選擇性的連接至第二電壓開關端點P2，以使電池170可透過至少途經第四開關146、動力積體電路180、第二開關142包含之第二電壓開關端點P2、第二電壓傳送端點162、第一電壓傳送端點152、與第一開關140所形成之一放電路徑來對儲存裝置132進行充電。

在本發明之一實施例中，無論可攜式電子裝置120實體連接於顯示裝置110與否，第二控制單元138皆可控制第四開關146選擇性的導通，以在第四開關146選擇性短路的情況下使電池170得以對動力積體電路180進行放電，或是在第四開關146選擇性開路的情況下可單純的對電池170進行充電。總言之，第二控制單元138可視電池170需用於供電、充電、或與外界隔絕電力傳輸等不同狀況，來選擇性的同時開啟或同時關開第三開關144與第四開關146、或是僅開啟第三開關144與第四開關146兩者之一。

顯示裝置110除了可連接於可攜式電子裝置120，亦可連接於一個人電腦。當顯示裝置110實體連接於可攜式電子裝置120時，顯示裝置110會實施對可攜式電子裝置120充電的功能；然倘若顯示裝置110實體連接於該個人電腦時，該個人電腦通常會需要讀取儲存裝置132所包含之功能資訊。因此，在本發明之一實施例中，需要另行辨識顯示裝置110所實體連接的對象是可攜式電子裝置120或一個人電腦。

如第1圖所示，第一連接介面150上可選擇性的設置一回歸路徑埠154，且回歸路徑埠154在顯示裝置110未實體連接任何裝置、顯示裝置110連接於可攜式電子裝置120、與顯示裝置110連接於一個人電腦時的電位皆不同，因此可根據回歸路徑埠154之電位來提示顯示裝置110是否實體連接於不同裝置的情況。以第1圖所示之實施例來說，回歸路徑埠154的電位可指示出第一連接介面150耦接於第二連接介面160且第一電壓傳送端點152耦接於第二電壓傳送端點162的狀況，因此第一控制單元134可據以控制第一開關140使電源供應器136耦接第一電壓傳送端點152。

若顯示裝置110所實體連接的對象是個人電腦時，可以第4圖的作法來實施。請參閱第4圖，其為根據本發明之一實施例所揭露顯示裝置110與一個人電腦130連接時的概略示意圖。個人電腦130包含一第三連接介面190，且第三連接介面190包含一第三電壓傳送端點192。如第4圖所示，當顯示裝置110耦接於個人電腦130 使得第一連接介面150與第三連接介面190之間產生一資料通道，且第一電壓傳送端點152連接於第三連接介面190包含之第三電壓傳送端點192時，回歸路徑埠154之電位會反應第一電壓傳送端點152連接於第三電壓傳送端點192的情況，使得第一控制單元134控制第一開關140使儲存裝置132耦接第一電壓傳送端點152，並進行將資料由儲存裝置132透過第一連接介面150、該資料通道、與第三連接介面190傳輸至個人電腦130的動作。需注意，利用回歸路徑埠154判斷顯示裝置110連接個人電腦或可攜式電子裝置僅為本發明之一實施例；在本發明之其他實施例中，亦可以個人電腦130安裝之軟體或第一控制單元134安裝之軟體來實施判斷顯示裝置110目前係連接至個人電腦或可攜式電子裝置的功能。

在本發明之部分實施例中，第一連接介面150、第二連接介面160、與第三連接介面190可為影像傳輸介面，例如高解析度多媒體介面(High Definition Multimedia Interface，HDMI)或數位視訊介面(Digital Visual Interface，DVI)等。

本發明揭露一種對可攜式電子裝置充電之顯示裝置與系統。藉由顯示裝置內部開關所進行的切換，可對可攜式電子裝置進行充電以延長其使用時間。另外，藉由可攜式電子裝置內部就充電路徑所做的切換，亦可控制可攜式電子裝置內部之動力積體電路被充電時的充電電流強度。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100‧‧‧系統

110‧‧‧顯示裝置

120‧‧‧可攜式電子裝置

130‧‧‧個人電腦

132‧‧‧儲存裝置

134‧‧‧第一控制單元

136‧‧‧電源供應器

138‧‧‧第二控制單元

140‧‧‧第一開關

142‧‧‧第二開關

144‧‧‧第三開關

146‧‧‧第四開關

150‧‧‧第一連接介面

152‧‧‧第一電壓傳送端點

154‧‧‧回歸路徑埠

160‧‧‧第二連接介面

162‧‧‧第二電壓傳送端點

170‧‧‧電池

180‧‧‧動力積體電路

190‧‧‧第三連接介面

192‧‧‧第三電壓傳送端點

P1‧‧‧第一電壓開關端點

P2‧‧‧第二電壓開關端點

P3‧‧‧第三電壓開關端點

P4‧‧‧第四電壓開關端點

第1圖為根據本發明之一實施例所揭露之一系統的示意圖。

第2圖為根據本發明之一實施例所揭露第1圖所示之可攜式電子裝置的功能方塊示意圖。

第3圖為根據本發明之一實施例，將第2圖所示之可攜式電子裝置另外在電池的充電側與放電側附加開關以控制電池之充放電時機的示意圖。

第4圖為根據本發明之一實施例所揭露顯示裝置與一個人電腦連接時的概略示意圖。

100‧‧‧系統

110‧‧‧顯示裝置

120‧‧‧可攜式電子裝置

132‧‧‧儲存裝置

134‧‧‧第一控制單元

136‧‧‧電源供應器

140‧‧‧第一開關

150‧‧‧第一連接介面

152‧‧‧第一電壓傳送端點

154‧‧‧回歸路徑埠

160‧‧‧第二連接介面

162‧‧‧第二電壓傳送端點

Claims (11)

1. 一種用來對可攜式電子裝置充電之系統，包含：一顯示裝置，包含：一第一連接介面，包含一第一電壓傳送端點；一電源供應器；一儲存裝置，儲存一延伸顯示能力識別資料；一第一開關，包含：一第一端點，耦接於該第一電壓傳送端點；一第二端點，選擇性地耦接於該電源供應器或該儲存裝置；及一控制端點；及一第一控制單元，耦接於該第一開關之該控制端點，用以控制該第一開關之第二端點選擇性連接該電源供應器或該儲存裝置；及一可攜式電子裝置，包含：一第二連接介面，包含一第二電壓傳送端點；其中，當該第一連接介面耦接該第二連接介面，且該第一電壓傳送端點耦接該第二電壓傳送端點時，該第一控制單元先行透過該第一開關之該控制端點控制該第一開關使該第一開關之該第二端點耦接於該儲存裝置，使該儲存裝置透過該第一開關的該第一端點耦接該第一電壓傳送端點，以使該可攜式電子裝置透過該儲存裝置讀取該延伸顯示能力識別資 料，當該可攜式電子裝置讀取該延伸顯示能力識別資料後，該第一控制單元控制該第一開關的該第二端點耦接至該電源供應器，使該電源供應器透過該第一開關之該第一端點耦接至該第一電壓傳送端點。
2. 如請求項1所述之系統，其中當該可攜式電子裝置將該延伸顯示能力識別資料讀取完畢後，該第一控制單元根據該延伸顯示能力識別資料控制該第一開關的該第二端點耦接至該電源供應器，使該電源供應器透過該第一開關之該第一端點耦接至該第一電壓傳送端點。
3. 如請求項1所述之系統，其中該可攜式電子裝置另包含：一電池；一動力積體電路；一第二開關，包含：一第一端點，耦接於該第二電壓傳送端點；一第二端點，選擇性地耦接於該電池或該動力積體電路；及一控制端點；及一第二控制單元，耦接於該第二開關之該第三端點與該動力積體電路，用來控制該第二開關的第二端點選擇性連接該電池或該動力積體電路。
4. 如請求項3所述之系統，其中該可攜式電子裝置另包含： 一第三開關，耦接於該第二開關與該電池之間，包含：一第一端點，耦接於該第二開關；一第二端點，選擇性地耦接於該動力積體電路或該電池；及一控制端點，耦接於該第二控制單元；及一第四開關，耦接於該電池與該動力積體電路之間，包含：一第一端點，耦接於該電池；一第二端點，選擇性地耦接於該動力積體電路或浮接；及一控制端點，耦接於該第二控制單元；其中，該第三開關的該第二端點，係由該第二控制單元控制以選擇性地耦接於該動力積體電路或該電池；且該第四開關的第二端點，係由該第二控制單元控制以選擇性地耦接於該動力積體電路或浮接。
5. 如請求項4所述之系統，其中當該第一連接介面耦接該第二連接介面且該第一電壓傳送端點耦接該第二電壓傳送端點時，當該第一控制單元控制該第一開關使該電源供應器透過該第一開關之該第一端耦接該第一電壓傳送端點後，該第二控制單元控制該第二開關與第三開關，以使該電源供應器透過該第一開關、該第一電壓傳送端點、該第二電壓傳送端點、該第二開關及該第三開關連接至該動力積體電路，以對該動力積體電路充電。
6. 如請求項1所述之系統，其中該第一控制單元另用來偵測該顯示裝置之一回歸路徑埠的電位變化，當該回歸路徑埠的電位指 示出該第一連接介面耦接該第二連接介面且該第一電壓傳送端點耦接該第二電壓傳送端點之情況時，該第一控制單元控制該第一開關使該電源供應器耦接該第一電壓傳送端點，且當該回歸路徑埠的電位指示出該第一連接介面耦接於一個人電腦包含之一第三連接介面的狀況時，該第一控制單元控制該第一開關使該儲存裝置耦接該第一電壓傳送端點。
7. 如請求項1所述之系統，其中該第一控制單元另用來偵測該顯示裝置之第一連接介面與該可攜式電子裝置之第二連接介面之間之一資料通道是否執行任何資訊交換的程序，且當該第一控制單元偵測到該資料通道執行至少一個資訊交換的程序時，該第一控制單元透過該資料通道回覆該顯示裝置是否具有充電功能。
8. 一種用來對可攜式電子裝置充電之顯示裝置，該可攜式電子裝置包含一第二連接介面，且該第二連接介面包含一第二電壓傳送端點，該顯示裝置包含：一第一連接介面，包含一第一電壓傳送端點；一電源供應器；一儲存裝置，儲存一延伸顯示能力識別資料；一第一開關，包含：一第一端點，耦接於該第一電壓傳送端點；一第二端點，選擇性地耦接於該電源供應器或該儲存裝置； 及一控制端點；及一第一控制單元，耦接於該第一開關之該控制端點，用以控制該第一開關之第二端點選擇性連接該電源供應器或該儲存裝置；其中，當該第一連接介面耦接該第二連接介面，且該第一電壓傳送端點耦接該第二電壓傳送端點，該第一控制單元先行透過該第一開關之該控制端點控制該第一開關使該第一開關之該第二端點耦接於該儲存裝置，使該儲存裝置透過該第一開關的該第一端點耦接該第一電壓傳送端點，以使該可攜式電子裝置透過該儲存裝置讀取該延伸顯示能力識別資料，當該可攜式電子裝置讀取該延伸顯示能力識別資料後，該第一控制單元控制該第一開關的該第二端點耦接至該電源供應器，使該電源供應器透過該第一開關之該第一端點耦接至該第一電壓傳送端點。
9. 如請求項8所述之顯示裝置，其中當該可攜式電子裝置將該延伸顯示能力識別資料讀取完畢後，該第一控制單元根據該延伸顯示能力識別資料控制該第一開關的該第二端點耦接至該電源供應器，使該電源供應器透過該第一開關之該第一端點耦接至該第一電壓傳送端點。
10. 如請求項8所述之顯示裝置，其中該第一控制單元另用來偵測 該顯示裝置之一回歸路徑埠的電位變化，當該回歸路徑埠的電位指示出該第一連接介面耦接該第二連接介面且該第一電壓傳送端點耦接該第二電壓傳送端點之情況時，該第一控制單元控制該第一開關使該電源供應器耦接該第一電壓傳送端點，且當該回歸路徑埠的電位指示出該第一連接介面耦接於一個人電腦包含之一第三連接介面的狀況時，該第一控制單元控制該第一開關使該儲存裝置耦接該第一電壓傳送端點。
11. 如請求項8所述之顯示裝置，其中該第一控制單元另用來偵測該顯示裝置之第一連接介面與該可攜式電子裝置之第二連接介面之間之一資料通道是否執行任何資訊交換的程序，且當該第一控制單元偵測到該資料通道執行至少一個資訊交換的程序時，該第一控制單元透過該資料通道回覆該顯示裝置是否具有充電功能。