TWI486824B - 具有無線充電之定位輸入系統及其裝置 - Google Patents

Description

具有無線充電之定位輸入系統及其裝置

本發明係關於一種輸入系統及其裝置，特別是一種具有無線充電之定位輸入系統及其裝置。

目前市面上的數位板都係搭配無線定位元件使用，當無線定位元件接觸到數位板時，無線定位元件會產生一電磁場，讓數位板可利用磁耦合的方式來演算出無線定位元件目前的座標位置，再將該座標位置傳送到電腦端。

目前無線定位元件工作所需的電源主要使用二種方式取得供電：一種係利用一次性電池供電，另一種則是使用電磁共振的方式來取得供電。若採用一次性電池供電的方式，無線定位元件必須頻繁的更換電池，對使用者來說極不方便也不環保。因此採用電磁共振方式係目前最為適當的供電方式。

但是目前無線定位元件與數位板的電磁共振供電相關技術中，數位板都必須發射較大的磁場，再由無線定位元件來接收，當無線定位元件累積到一定能量後再轉發射給數位板接收。由於這樣的無線充電的方式所產生的電力並非為固定量，因此無線定位元件可能在操作上就會出現中斷的情況。

鑒於以上的問題，本發明在於提供一種具有無線充電之定位輸入系統，用以提高對無線定位裝置的運作電壓，藉以提供無線定位裝置穩定的運作電壓。

本發明所揭露之具有無線充電之定位輸入系統包括數位板與無線定位裝置。數位板根據感應訊號計算無線定位裝置所相應的座標位置。數位板包括訊號處理電路、充電天線迴路與解磁天線迴路。訊號處理電路用以產生頻率訊號。充電天線迴路電性連接於訊號處理電路，充電天線迴路用以發射頻率訊號。解磁天線迴路電性連接於訊號處理電路，解磁天線迴路用以接收感應訊號。而無線定位裝置包括：感應線圈組、整流電路、感應電路與第三感應線圈。

感應線圈組至少包括第一感應線圈與第二感應線圈。整流電路透過感應線圈組接收頻率訊號，第一感應線圈藉由頻率訊號進行電磁感應產生磁耦合訊號，第二感應線圈藉由頻率訊號與磁耦合訊號進行電磁感應用以輸出電能。感應電路電性連接於整流電路，感應電路用以接收整流電路所輸出的電能，並輸出感應訊號。第三感應線圈電性連接於感應電路，第三感應線圈用以發射感應訊號。

本發明所揭露之一種具有無線充電之定位輸入裝置包括：感應線圈組、整流電路、感應電路與第三感應線圈。感應線圈組至少包括第一感應線圈與第二感應線圈。第一感應線圈藉由頻率訊號進行電磁感應產生磁耦合訊號，第二感應線圈藉由頻率訊號與磁耦合訊號進行電磁感應用以輸出電能。整流電路透過感應線圈組接收頻率訊號感應電路電性連接於整流電路，感應電路用以接收整流電路所輸出的電能，並輸出感應訊號。第三感應線圈電性連接於感應電路，第三感應線圈用以發射感應訊號。

本發明的具有無線充電之定位輸入系統除了可以對無線定位裝置進行充電外，也可以增加無線指標裝置的電壓，藉以提供無線定位裝置穩定的運作電壓。

有關本發明的特徵與實作，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

請同時參考第1與2A圖所示，其係為本發明之外觀與架構示意圖。本發明的無線充電之定位輸入系統可以應用在無線定位筆、無線滑鼠或其他無線指標裝置中。本發明包括數位板100與無線定位裝置200。當無線定位裝置200在數位板100的感應範圍中移動時，無線定位裝置200會持續的接收數位板100所發出的頻率訊號Sf。無線定位裝置200會根據頻率訊號Sf產生電磁感應，進而產生無線定位裝置200的運作電力並向數位板100發出相應的定位位置之訊號。

數位板100包括訊號處理電路110、充電天線迴路120與解磁天線迴路130。訊號處理電路110電性連接充電天線迴路120與解磁天線迴路130。訊號處理電路110用以產生頻率訊號Sf。充電天線迴路120用以發射頻率訊號Sf。解磁天線迴路130用以接收感應訊號Ss。

無線定位裝置200包括感應線圈組210、整流電路220、感應電路230與第三感應線圈240。整流電路220分別連接於感應線圈組210與感應電路230，而感應電路230則連接第三感應線圈240之間。在本發明的感應線圈組210中至少包括第一感應線圈211與第二感應線圈212。感應線圈組210中的感應線圈之數量可以根據無線定位裝置200所需的運作電力所決定。本發明所述的感應線圈係可於金屬導體外表層纏繞若干匝數的線圈，使得感應線圈可以偵測磁通量的改變，藉以產生感應電壓。由於其中之一個線圈的電流產生變動時，它所產生的通鏈變化交鏈至另一個線圈，而使該線圈感應出電壓，此種現象稱為磁耦合(或互感(instrument))。而第一感應線圈211的繞線匝數與第二感應線圈212的繞線匝數係為一定比例。

整流電路220透過感應線圈組210接收頻率訊號Sf。在感應線圈組210的兩端之間耦接第一電容C1。在本發明中整流電路220電性連接於第二感應線圈212，而第一感應線圈211則形成空接狀態。在第2A圖中第一感應線圈211與第二感應線圈212係以平行的方式配置，但實際上可以根據無線定位裝置200的種類或內藏空間決定兩者的配置方式。

當無線定位裝置200在數位板100的感應範圍中移動，第一感應線圈211藉由頻率訊號Sf進行電磁感應產生磁耦合訊號Smc。

於此同時，第二感應線圈212藉由頻率訊號Sf與磁耦合訊號Smc進行電磁感應，用以輸出電能。由於第一感應線圈211所產生的磁耦合訊號Smc，也連帶的增加第二感應線圈212的磁通量，進而提高第二感應線圈212的輸出電力。

例如，第一感應線圈211的繞線匝數與第二感應線圈212的繞線匝數比例可以為m：n，其中m、n係為自然數。本發明也可以同時設置多個第一感應線圈211，如第2B圖所示。感應電路230電性連接於整流電路220，感應電路230用以接收整流電路220所輸出的電能，並輸出感應訊號Ss。第三感應線圈240的兩端之間耦接第二電容C2。第三感應線圈240電性連接於感應電路230，第三感應線圈240用以發射感應訊號Ss。

除了上述實施態樣外，本發明另可以進行下述變化。請參考第3圖所示，其係為本發明之另一種實施態樣的架構示意圖。在此一實施態樣中無線定位裝置200的整流電路220與感應電路230之間更設置一儲能電容Cp。當整流電路220將電力輸出至感應電路230時，儲能電容Cp可以儲存通過的部分電力。當無線定位裝置200不在數位板100的感應範圍時，仍可提供感應電路230的運作電力。

本發明的具有無線充電之定位輸入系統除了可以對無線定位裝置進行充電外，也可以增加無線指標裝置的電壓，藉以提供無線定位裝置穩定的運作電壓。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧數位板

110‧‧‧訊號處理電路

120‧‧‧充電天線迴路

130‧‧‧解磁天線迴路

200‧‧‧無線定位裝置

210‧‧‧感應線圈組

211‧‧‧第一感應線圈

212‧‧‧第二感應線圈

220‧‧‧整流電路

230‧‧‧感應電路

240‧‧‧第三感應線圈

C1‧‧‧第一電容

C2‧‧‧第二電容

Cp‧‧‧儲能電容

Sf‧‧‧頻率訊號

Ss‧‧‧感應訊號

Smc‧‧‧磁耦合訊號

第1圖係為本發明之外觀示意圖。

第2A圖係為本發明之架構示意圖。

第2B圖係為本發明之架構示意圖。

第3圖係為本發明之另一種實施態樣的架構示意圖。

100．．．數位板

110．．．訊號處理電路

120．．．充電天線迴路

130．．．解磁天線迴路

200．．．無線定位裝置

210．．．感應線圈組

211．．．第一感應線圈

212．．．第二感應線圈

220．．．整流電路

230．．．感應電路

240．．．第三感應線圈

C1．．．第一電容

C2．．．第二電容

Sf．．．頻率訊號

Ss．．．感應訊號

Smc．．．磁耦合訊號

Claims (10)

1. 一種具有無線充電之定位輸入系統，其係包括：一數位板，其係根據一感應訊號計算相應的一座標位置，該數位板包括：一訊號處理電路，用以產生一頻率訊號；一充電天線迴路，電性連接於該訊號處理電路，該充電天線迴路用以發射該頻率訊號；以及一解磁天線迴路，電性連接於該訊號處理電路，該解磁天線迴路用以接收該感應訊號；以及一無線定位裝置，其係根據該頻率訊號回應該感應訊號，該無線定位裝置包括：一感應線圈組，其係至少包括一第一感應線圈與一第二感應線圈，該第一感應線圈之繞線匝數與該第二感應線圈之繞線匝數之比例為m：n，其中m及n為自然數，根據該無線定位裝置的內藏空間決定該第一感應線圈與該第二感應線圈的配置方式，該第一感應線圈藉由該頻率訊號進行電磁感應產生一磁耦合訊號，該第二感應線圈藉由該頻率訊號與該磁耦合訊號進行電磁感應用以輸出一電能；一整流電路，該整流電路透過該感應線圈組接收該頻率訊號與該電能；一感應電路，該感應電路電性連接於該整流電路，該 感應電路用以接收該整流電路所輸出的該電能，並輸出該感應訊號；以及一第三感應線圈，電性連接於該感應電路，該第三感應線圈用以發射該感應訊號。
2. 如請求項1所述之具有無線充電之定位輸入系統，其中該第一感應線圈與該第二感應線圈係為平行設置，且該第一感應線圈係為空接。
3. 如請求項1所述之具有無線充電之定位輸入系統，其中該無線定位裝置更包括一儲能電容，連接於該整流電路和該感應電路之間，用以儲存該電能。
4. 如請求項1所述之具有無線充電之定位輸入系統，其中該無線定位裝置係為一無線定位筆或一無線滑鼠。
5. 一種具有無線充電之定位輸入裝置，其係根據一數位板所發出的一頻率訊號進行充電，該定位輸入裝置包括：一感應線圈組，其係至少包括一第一感應線圈與一第二感應線圈，該第一感應線圈之繞線匝數與該第二感應線圈之繞線匝數之比例為m：n，其中m及n為自然數，根據該定位輸入裝置的內藏空間決定該第一感應線圈與該第二感應線圈的配置方式，該第一感應線圈藉由該頻率訊號進行電磁感應產生一磁耦合訊號，該第二感應線圈藉由該頻率訊號與該磁耦合訊號進行電磁感應用以輸出一電能；一整流電路，該整流電路透過該感應線圈組接收該頻率訊 號與該電能；以及一感應電路，該感應電路電性連接於該整流電路，該感應電路用以接收該整流電路所輸出的該電能。
6. 如請求項5所述之具有無線充電之定位輸入裝置，其中更包括一第三感應線圈，電性連接於該感應電路，該第三感應線圈將一感應訊號發射至該數位板，該數位板根據該感應訊號判斷該定位輸入裝置位於該數位板上的一座標位置。
7. 如請求項5所述之具有無線充電之定位輸入裝置，其中更包括一儲能電容，連接於該整流電路和該感應電路之間，用以儲存該電能。
8. 如請求項5所述之具有無線充電之定位輸入裝置，其中該感應線圈組的兩端耦接一第一電容，該第三感應線圈的兩端耦接一第二電容。
9. 如請求項5所述之具有無線充電之定位輸入裝置，該第一線圈與該第二感應線圈係為平行設置，且該第一線圈係為空接。
10. 如請求項5所述之具有無線充電之定位輸入裝置，該無線充電之定位輸入裝置係為一無線定位筆或一無線滑鼠。