TWI497922B - 無線收發器與無線收發系統 - Google Patents

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TWI497922B
TWI497922B TW101116946A TW101116946A TWI497922B TW I497922 B TWI497922 B TW I497922B TW 101116946 A TW101116946 A TW 101116946A TW 101116946 A TW101116946 A TW 101116946A TW I497922 B TWI497922 B TW I497922B
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Description

無線收發器與無線收發系統
本發明係關於一種收發器與收發系統，特別關於一種無線收發器與無線收發系統。
隨著電子科技與多媒體資訊的快速發展，電腦與電腦周邊設備已經成為日常生活中的一部分，其中滑鼠更是電腦與使用者之間聯繫的橋樑。
由於習知有線滑鼠係利用連接線連接於電腦裝置，因此使用者操作有線滑鼠易受到連接線的長度限制，而影響有線滑鼠的操作便利性。為了解決上述問題，習知業者提出一種無線滑鼠，係利用無線信號接收器取代習知有線滑鼠的連接線，以提升滑鼠的操作便利性。
然而，無線滑鼠因少了連接線連接電腦裝置，因此需面對用電的問題。一般最普遍的方式就是在無線滑鼠內部裝設電池。當操作者使用裝設有電池的無線滑鼠時，由於無法確切地掌握電量耗盡的時間，而可能發生在使用過程中電池的電能耗盡之情形，而造成無線滑鼠無法作動的問題。
為了解決上述問題，習知業者提出一種包括有磁鐵與線圈的無線滑鼠，藉由磁鐵與線圈用之間的相對移動產生感應電流，並將感應電流儲存至充電電池中，以供電予無線滑鼠。雖然上述方法可解決習知裝設電池的無線滑鼠所存在因無法確切地掌握電量耗盡的時間而造成無線滑鼠無法作動的問題，但由於磁鐵與線圈 的設置，導致無線滑鼠的體積無法小型化。
鑒於以上問題，本發明提出一種無線收發器與無線收發系統，用以解決先前技術所存在的問題。
依據本發明所揭露之無線收發器的一實施例，無線收發器耦接一人工介面裝置(Human Interface Device，HID)，人工介面裝置包括一第一線圈。無線收發器包括一控制模組、一連接埠與一第二線圈，控制模組包括一射頻接收單元、一轉換單元與一電力單元。其中，轉換單元耦接射頻接收單元，第二線圈耦接電力單元。射頻接收單元用以接收人工介面裝置所輸出的一射頻信號，轉換單元用以將射頻接收單元所接收的射頻信號轉換成符合人工介面裝置的一資料封包。一電源信號透過連接埠供應電力給控制模組，電力單元依據電源信號驅動第二線圈，俾使第二線圈以共振互感方式傳輸一電磁波信號至第一線圈。
依據本發明所揭露之無線收發器的另一實施例，無線收發器耦接一人工介面裝置，人工介面裝置包括一第一線圈。無線收發器包括一第二線圈、一控制模組與一連接埠，控制模組包括一轉換單元與一電力單元。其中，轉換單元與電力單元分別耦接第二線圈。第二線圈用以接收人工介面裝置所輸出的一射頻信號，轉換單元用以將第二線圈所接收的射頻信號轉換成符合人工介面裝置的一資料封包。一電源信號透過連接埠供應電力予控制模組，使電力模組依據電源信號驅動第二線圈，俾使第二線圈以共振互感方式傳輸一電磁波信號至第一線圈。
依據本發明所揭露之無線收發系統的一實施例，無線收發系統包括一無線收發器與一無線充電式裝置。無線收發器包括一控制模組、一連接埠與一第二線圈，控制模組包括一射頻接收單元、一轉換單元與一電力單元，轉換單元耦接射頻接收單元，第二線圈耦接電力單元。無線充電式裝置包括一移動偵測模組與一第一線圈，第一線圈耦接移動偵測模組。射頻接收單元用以接收一射頻信號，轉換單元用以將射頻接收單元所接收的射頻信號轉換成一資料封包。一電源信號透過連接埠供應電力給控制模組，電力單元依據電源信號驅動第二線圈，俾使第二線圈輸出一電磁波信號至無線充電式裝置的第一線圈。第一線圈用以接收並轉換電磁波信號以供電予移動偵測模組，移動偵測模組用以計算無線充電式裝置的一位移而傳輸射頻信號至射頻接收單元。
依據本發明所揭露之無線收發系統的另一實施例，無線收發系統包括一無線收發器與一無線充電式裝置。無線收發器包括一第二線圈、一控制模組與一連接埠，控制模組包括一轉換單元與一電力單元，轉換單元與電力單元分別耦接第二線圈。無線充電式裝置包括一移動偵測模組與一第一線圈，第一線圈耦接移動偵測模組。第二線圈用以接收一射頻信號，轉換單元用以將第二線圈所接收的射頻信號轉換成一資料封包。一電源信號透過連接埠供應電力予控制模組，使電力模組依據電源信號驅動第二線圈，俾使第二線圈輸出一電磁波信號至無線充電式裝置的第一線圈。第一線圈用以接收並轉換電磁波信號以供電予移動偵測模組，移動偵測模組用以計算無線充電式裝置的一位移而輸出射頻信號至 無線收發器的第二線圈。
依據本發明所揭露之無線收發器與無線收發系統的實施例，適用於對人工介面裝置或無線充電式裝置進行無線充電且接收人工介面裝置或無線充電式裝置所輸出的位移資料。無線收發器的第二線圈可藉由共振互感方式傳輸電磁波信號至人工介面裝置或無線充電式裝置的第一線圈，使第一線圈轉換電磁波信號以供電予人工介面裝置或無線充電式裝置。此外，無線收發器的第二線圈亦可用以接收人工介面裝置或無線充電式裝置所輸出的位移資料。
以上關於本發明的內容說明及以下之實施方式的說明係用以示範及解釋本發明的精神及原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。
請參照「第1圖」，係為依據本發明所揭露之無線收發系統的第一實施例電路方塊圖。在本實施例中，無線收發系統100包括無線收發器200與無線充電式裝置300。無線收發器200包括控制模組210、連接埠220與第二線圈230，控制模組210包括射頻接收單元212、轉換單元214與電力單元216，轉換單元214耦接射頻接收單元212，第二線圈230耦接電力單元216。無線充電式裝置300包括移動偵測模組310與第一線圈320，第一線圈320耦接移動偵測模組310。其中，無線充電式裝置300可為無線滑鼠，連接埠220可為通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)，移動偵測模組310可包括至少一發光源80與影像感測器82。換句話 說，無線充電式裝置300可為無線充電式光學滑鼠，移動偵測模組310係利用至少一發光源80投射於工作平面(例如但不限於桌面)，並藉由影像感測器82抓取於不同時間發光源80投射於工作平面的影像進行移動偵測演算法，進而獲得無線充電式裝置300的位移。
射頻接收單元212用以接收射頻信號SRF，轉換單元214用以將射頻接收單元212所接收的射頻信號SRF轉換成資料封包Dp並傳輸資料封包Dp至連接埠220所耦接的電腦裝置(未繪製)。由於無線收發器200可藉由連接埠220耦接於電腦裝置，使得連接埠220可自電腦裝置接收電源信號P，以供應電力給控制模組210。電力單元216依據電源信號P驅動第二線圈230，俾使第二線圈230輸出電磁波信號SE至無線充電式裝置300的第一線圈320。第一線圈320用以接收並轉換電磁波信號SE以供電予移動偵測模組310(即發光源80與影像感測器82)，移動偵測模組310用以計算無線充電式裝置300的位移而傳輸射頻信號SRF至射頻接收單元212。
此外，電力單元216另可包括共振子單元10，第二線圈230另可包括耦合線圈30與感應線圈32，電力單元216依據電源信號P利用共振子單元10驅動耦合線圈30，使耦合線圈30產生磁場並耦合感應線圈32，俾使感應線圈32以共振互感方式輸出電磁波信號SE至無線充電式裝置300的第一線圈320。無線充電式裝置300另可包括整流單元40與穩壓單元42，第一線圈320包括感應線圈50與耦合線圈52，感應線圈50接收電磁波信號SE產生磁場， 並耦合至耦合線圈52，以使耦合線圈52輸出交流信號。整流單元40用以將耦合線圈52所輸出的交流信號進行整流並輸出至穩壓單元42，穩壓單元42將經過整流的交流信號進行穩壓以供電予移動偵測模組310。
更詳細地說，無線收發器200可藉由連接埠220接收來自電腦裝置的電源信號P，其中電源信號P為直流信號。電力單元216係將直流信號(即電源信號P)轉換為交流信號，並且藉由交流信號使共振子單元10產生交變磁場(alternating magnetic field)。共振子單元10所產生的交變磁場驅動耦合線圈30，使耦合線圈30產生磁場並耦合感應線圈32，俾使感應線圈32以共振互感方式輸出電磁波信號SE至無線充電式裝置300。
無線充電式裝置300的感應線圈50接收電磁波信號SE產生磁場，並耦合至耦合線圈52，以使耦合線圈52輸出交流信號。整流單元40用以將耦合線圈52所輸出的交流信號進行整流並輸出至穩壓單元42，穩壓單元42將經過整流的交流信號進行穩壓以供電予移動偵測模組310。移動偵測模組310獲得電力後可用以計算無線充電式裝置300的位移，進而依據無線充電式裝置300的位移產生對應的射頻信號SRF至無線收發器200的射頻接收單元212。轉換單元214用以將射頻接收單元212所接收的射頻信號SRF轉換成資料封包Dp並傳輸至連接埠220所耦接的電腦裝置，使電腦裝置對資料封包Dp進行資料處理而獲得無線充電式裝置300的位移，進而控制於電腦裝置的螢幕中游標的位移。
請參照「第2圖」，係為依據本發明所揭露之無線收發系統的 第二實施例電路方塊圖。本實施例與第一實施例所述之無線收發系統100的差異點在於本實施例的無線收發器200並未利用射頻接收單元212接收無線充電式裝置300所輸出的射頻信號SRF，而是利用無線收發器200所具有的第二線圈230接收無線充電式裝置300所輸出的射頻信號SRF。
更詳細地說，無線收發器200可藉由連接埠220接收來自電腦裝置電源信號P，其中電源信號P為直流信號。電力單元216係將直流信號(即電源信號P)轉換為交流信號，並且藉由交流信號使共振子單元10產生交變磁場(alternating magnetic field)。共振子單元10所產生的交變磁場驅動耦合線圈30，使耦合線圈30產生磁場並耦合感應線圈32，俾使感應線圈32以共振互感方式輸出電磁波信號SE至無線充電式裝置300。
無線充電式裝置300的感應線圈50接收電磁波信號SE產生磁場，並耦合至耦合線圈52，以使耦合線圈52輸出交流信號。整流單元40用以將耦合線圈52所輸出的交流信號進行整流並輸出至穩壓單元42，穩壓單元42將經過整流的交流信號進行穩壓以供電予移動偵測模組310。移動偵測模組310獲得電力後可用以計算無線充電式裝置300的位移，進而依據無線充電式裝置300的位移產生對應的射頻信號SRF至無線收發器200的感應線圈32。轉換單元214用以將感應線圈32所接收的射頻信號SRF轉換成資料封包Dp並傳輸至連接埠220所耦接的電腦裝置，使電腦裝置對資料封包Dp進行資料處理而獲得無線充電式裝置300的位移，進而控制於電腦裝置的螢幕中游標的位移。
需注意的是，由於第二線圈230可能需同時接收射頻信號SRF與傳輸電磁波信號SE，因此可藉由但不限於調整射頻信號SRF與電磁波信號SE的頻率(即射頻信號SRF的頻率不同於電磁波信號SE的頻率)，使得第二線圈230可同時接收射頻信號SRF與傳輸電磁波信號SE。如此一來，無線充電式光學滑鼠便可以在偵測位移控制游標的動作同時，又接收電磁波信號來完成充電，可確保滑鼠電力保持不中斷。
請參照「第3圖」，係為依據本發明所揭露之無線收發系統的第三實施例電路方塊圖。本實施例與第二實施例所述之無線收發系統100的差異點在於本實施例的無線收發器200另包括定位單元250，定位單元250耦接第二線圈230。其中，定位單元250依據第二線圈230所接收的射頻信號SRF調整第二線圈230的方位(即角度)，以提高第一線圈320接收電磁波信號SE的接收率。
更詳細地說，無線收發器200可藉由連接埠220接收來自電腦裝置電源信號P，其中電源信號P為直流信號。電力單元216係將直流信號(即電源信號P)轉換為交流信號，並且藉由交流信號使共振子單元10產生交變磁場(alternating magnetic field)。共振子單元10所產生的交變磁場驅動耦合線圈30，使耦合線圈30產生磁場並耦合感應線圈32，俾使感應線圈32以共振互感方式輸出電磁波信號SE至無線充電式裝置300。
無線充電式裝置300的感應線圈50接收電磁波信號SE產生磁場，並耦合至耦合線圈52，以使耦合線圈52輸出交流信號。整流單元40用以將耦合線圈52所輸出的交流信號進行整流並輸出 至穩壓單元42，穩壓單元42將經過整流的交流信號進行穩壓以供電予移動偵測模組310。移動偵測模組310獲得電力後可用以計算無線充電式裝置300的位移，進而依據無線充電式裝置300的位移產生對應的射頻信號SRF至無線收發器200的感應線圈32。轉換單元214用以將感應線圈32所接收的射頻信號SRF轉換成資料封包Dp並傳輸至連接埠220所耦接的電腦裝置，使電腦裝置對資料封包Dp進行資料處理而獲得無線充電式裝置300的位移，進而控制於電腦裝置的螢幕中游標的位移。
當電腦裝置獲得無線充電式裝置300的位移時，電腦裝置可藉由定位單元250調整第二線圈230的方位(即角度)，以增加第一線圈320的磁通密度(magnetic flux density)，進而提高第一線圈320接收電磁波信號SE的接收率。由於光學滑鼠在使用時並非位於固定位置，藉由本發明的定位技術，可追蹤光學滑鼠所在的位置，更準確地將充電能量傳遞到光學滑鼠。
上述第三實施例係利用定位單元250調整第二線圈230的方位(即角度)，以提高第一線圈320接收電磁波信號SE的接收率，但第三實施例並非用以限定本發明。舉例而言，請參照「第4圖」，係為依據本發明所揭露之無線收發系統的第四實施例電路方塊圖。本實施例與第三實施例所述之無線收發系統100的差異點在於本實施例的第二線圈數量為複數個，這些第二線圈230分別耦接定位單元250且於無線收發器200中的配置方位(即角度)皆不相同。因此，當電腦裝置獲得無線充電式裝置300的位移時，為了增加第一線圈320的磁通密度(magnetic flux density)，電腦裝 置可藉由定位單元250選擇可增加第一線圈320的磁通密度的至少一第二線圈230進行驅動，進而提高第一線圈320接收電磁波信號SE的接收率。
此外，由於第一線圈320轉換電磁波信號SE所獲得的電能時，移動偵測模組310並不一定會進行無線充電式裝置300的位移計算，因此「第1圖」、「第2圖」、「第3圖」與「第4圖」所述之無線充電式裝置300另可包括電力儲存單元330，以儲存第一線圈320轉換電磁波信號SE所獲得的電能，進而可供電予移動偵測模組310，以進行無線充電式裝置300的位移計算。
再者，無線充電式裝置300更可包括供電控制單元340，供電控制單元340耦接電力儲存單元330與第一線圈320。電控制單元340可依據電力儲存單元330的儲存量驅動第一線圈320，以傳輸電量信號至無線收發器200，使得無線收發器200依據電量信號控制第二線圈230是否輸出電磁波信號SE，進而確保電力儲存單元330具有足夠的電能儲存量供移動偵測模組310進行無線充電式裝置300的位移計算。
依據本發明所揭露之無線收發器與無線收發系統的實施例，適用於對人工介面裝置或無線充電式裝置進行無線充電且接收人工介面裝置或無線充電式裝置所輸出的位移資料。無線收發器的第二線圈可藉由共振互感方式傳輸電磁波信號至人工介面裝置或無線充電式裝置的第一線圈，使第一線圈轉換電磁波信號以供電予人工介面裝置或無線充電式裝置。無線收發器的第二線圈亦可用以接收人工介面裝置或無線充電式裝置所輸出的位移資料。此 外，可藉由但不限於調整射頻信號與電磁波信號的頻率(即射頻信號的頻率不同於電磁波信號的頻率)，使得第二線圈可同時接收射頻信號與傳輸電磁波信號。再者，可藉由定位單元調整第二線圈方位的方法或藉由定位單元與多個具有不同方位的第二線圈之設計，有效增加第一線圈的磁通量密度，進而提高第一線圈接收電磁波信號的接收率。
雖然本發明以前述的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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的專利保護範圍須視本說明書所附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧共振子單元
30、52‧‧‧耦合線圈
32、50‧‧‧感應線圈
40‧‧‧整流單元
42‧‧‧穩壓單元
80‧‧‧發光源
82‧‧‧影像感測器
100‧‧‧無線收發系統
200‧‧‧無線收發器
210‧‧‧控制模組
212‧‧‧射頻接收單元
214‧‧‧轉換單元
216‧‧‧電力單元
220‧‧‧連接埠
230‧‧‧第二線圈
250‧‧‧定位單元
300‧‧‧無線充電式裝置
310‧‧‧移動偵測模組
320‧‧‧第一線圈
330‧‧‧電力儲存單元
340‧‧‧供電控制單元
SE‧‧‧電磁波信號
SRF‧‧‧射頻信號
Dp‧‧‧轉換成資料封包
P‧‧‧電源信號
第1圖係為依據本發明所揭露之無線收發系統的第一實施例電路方塊圖。
第2圖係為依據本發明所揭露之無線收發系統的第二實施例電路方塊圖。
第3圖係為依據本發明所揭露之無線收發系統的第三實施例電路方塊圖。
第4圖係為依據本發明所揭露之無線收發系統的第四實施例電路方塊圖。
10‧‧‧共振子單元
30、52‧‧‧耦合線圈
32、50‧‧‧感應線圈
40‧‧‧整流單元
42‧‧‧穩壓單元
80‧‧‧發光源
82‧‧‧影像感測器
100‧‧‧無線收發系統
200‧‧‧無線收發器
210‧‧‧控制模組
214‧‧‧轉換單元
216‧‧‧電力單元
220‧‧‧連接埠
230‧‧‧第二線圈
300‧‧‧無線充電式裝置
310‧‧‧移動偵測模組
320‧‧‧第一線圈
330‧‧‧電力儲存單元
340‧‧‧供電控制單元
SE‧‧‧電磁波信號
SRF‧‧‧射頻信號
Dp‧‧‧轉換成資料封包
P‧‧‧電源信號

Claims (10)

  1. 一種無線收發器，耦接一人工介面裝置且適於接收該人工介面裝置所輸出的一射頻信號，該人工介面裝置包括一第一線圈，該無線收發器包括：一第二線圈，接收該射頻信號；一控制模組，包括：一轉換單元，耦接該第二線圈，用以將該第二線圈所接收的該射頻信號轉換成符合該人工介面裝置的一資料封包；以及一電力單元，耦接該第二線圈；以及一連接埠，一電源信號透過該連接埠供應電力予該控制模組，使該電力單元依據該電源信號驅動該第二線圈，俾使該第二線圈以共振互感方式傳輸一電磁波信號至該第一線圈；其中，該控制模組更包括一定位單元，耦接該第二線圈，該定位單元依據該第二線圈所接收的該射頻信號調整該第二線圈的一方位，以提高該第一線圈接收該電磁波信號的接收率。
  2. 如請求項1所述之無線收發器，其中該控制模組更包括複數個該第二線圈與一定位單元，該些第二線圈分別耦接該定位單元，該定位單元依據該射頻信號選擇性地驅動該些第二線圈其中之一，以提高該第一線圈接收該電磁波信號的接收率。
  3. 一種無線收發系統，包括： 一無線收發器，適於接收一射頻信號，該無線收發器包括：一控制模組，包括：一射頻接收單元，用以接收該射頻信號；一轉換單元，耦接該射頻接收單元，用以將該射頻接收單元所接收的該射頻信號轉換成一資料封包；以及一電力單元；一連接埠，一電源信號透過該連接埠供應電力給該控制模組；以及一第二線圈，耦接該電力單元，該電力單元依據該電源信號驅動該第二線圈，俾使該第二線圈輸出一電磁波信號；以及一無線充電式裝置，包括：一移動偵測模組，用以計算該無線充電式裝置的一位移；以及一第一線圈，耦接該移動偵測模組，用以接收並轉換該電磁波信號以供電予該移動偵測模組；其中，該無線充電式裝置更包括一電力儲存單元，用以儲存該第一線圈轉換該電磁波信號所獲得的電能，進而供電予該移動偵測模組。
  4. 如請求項3所述之無線收發系統，其中該無線充電式裝置更包括一供電控制單元，耦接該電力儲存單元與該第一線圈，該供 電控制單元依據該電力儲存單元的一儲存量驅動該第一線圈，以傳輸一電量信號至該無線收發器，該無線收發器依據該電量信號控制該第二線圈是否輸出該電磁波信號。
  5. 請求項3所述之無線收發系統，其中該第二線圈係以共振互方式傳輸該電磁波信號至該第一線圈。
  6. 種無線收發系統，包括：一無線收發器，適於接收一射頻信號，該無線收發器包括：一第二線圈，接收該射頻信號；一控制模組，包括：一轉換單元，耦接該第二線圈，用以將該第二線圈所接收的該射頻信號轉換成一資料封包；以及一電力單元，耦接該第二線圈；以及一連接埠，一電源信號透過該連接埠供應電力予該控制模組，使該電力模組依據該電源信號驅動該第二線圈，俾使該第二線圈輸出一電磁波信號；以及一無線充電式裝置，包括：一移動偵測模組，用以計算該無線充電式裝置的一位移；以及一第一線圈，耦接該移動偵測模組，用以接收並轉換該電磁波信號以供電予該移動偵測模組；其中，該無線充電式裝置另包括一電力儲存單元，用以儲存該第一線圈轉換該電磁波信號所獲得的電能，進而供電予該 移動偵測模組。
  7. 如請求項6所述之無線收發系統，其中該無線充電式裝置更包括一供電控制單元，耦接該電力儲存單元與該第一線圈，依據該電力儲存單元的一儲存量，驅動該第一線圈，以傳輸一電量信號至該無線收發器，該無線收發器依據該電量信號控制該第二線圈是否輸出該電磁波信號。
  8. 如請求項6所述之無線收發系統，其中該控制模組更包括一定位單元，耦接該第一線圈，該定位模組依據該射頻信號調整該第二線圈的一方位。
  9. 如請求項6所述之無線收發系統，其中該控制模組更包括複數個該第二線圈與一定位單元，該些第二線圈分別耦接該定位單元，該定位單元依據該射頻信號選擇性地驅動該些第二線圈其中之一，以輸出該電磁波信號。
  10. 如請求項6所述之無線收發系統，其中該第二線圈係以共振互感方式傳輸該電磁波信號至該第一線圈。
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