TWI645642B

TWI645642B - 功能擴充裝置與可擴充功能的電子系統

Info

Publication number: TWI645642B
Application number: TW106115066A
Authority: TW
Inventors: 陳育翎; 蘇怡如; 林世倢
Original assignee: 精英電腦股份有限公司
Priority date: 2017-05-05
Filing date: 2017-05-05
Publication date: 2018-12-21
Also published as: TW201843907A

Abstract

一種功能擴充裝置具有支撐模組、無線訊號傳輸模組、功能模組、無線電能傳輸模組與儲電模組。無線訊號傳輸模組位於支撐模組、功能模組、無線電能傳輸模組與儲電模組位於支撐模組中。功能模組電性連接無線訊號傳輸模組。儲電模組電性連接功能模組與無線電能傳輸模組。功能模組用以經由無線訊號傳輸模組傳輸資料訊號。功能模組用以依據資料訊號執行預設功能。

Description

功能擴充裝置與可擴充功能的電子系統

本發明係關於一種功能擴充裝置與可擴充功能的電子系統，特別是一種以無線的方式傳輸資料與電能的功能擴充裝置與可擴充功能的電子系統。

隨著科技的發展，各類電子產品不斷被開發出來以符合使用者的需求。對使用者來說，最理想的情況當然為單一電子產品兼顧了所需的功能，以能夠因應人事時地物的變化。但這對於廠商來說相當於要為每個顧客客制化一台機器，或者廠商需要提供多個方案來供顧客選擇，這也意味著，廠商需要多種的製程，而提高了電子產品的生產成本。另一方面，若將所有的功能整合在同一台機器中，不但花費不貲，而且電子產品的體積與重量也必然可觀，反而造成生活上的不便。

本發明在於提供一種功能擴充裝置與可擴充功能的電子系統，以克服以往無法以低成本提供客製化電子產品的問題。

本發明揭露了一種功能擴充裝置，所述的功能擴充裝置具有支撐模組、無線訊號傳輸模組、功能模組、無線電能傳輸模組與儲電模組。無線訊號傳輸模組位於支撐模組中。功能模組位於支撐模組中。功能模組電性連接無線訊號傳輸模組。功能模組用以經由無線訊號傳輸模組傳輸資料訊號。功能模組用以依據資料訊號執行預設功能。無線電能傳輸模組位於支撐模組中。儲電模組位於支撐模組中，儲電模組電性連接功能模組與無線電能傳輸模組。其中，無線電能傳輸模組用以選擇性地提供儲電模組所儲存的電能給外部取電裝置。且無線電能傳輸模組用以選擇性地將外部供電裝置所提供的電能提供給儲電模組。

本發明揭露了一種可擴充功能的電子系統，所述的可擴充功能的電子系統具有主機與功能擴充裝置。主機具有第一無線訊號傳輸模組與第一無線電能傳輸模組。第一無線訊號傳輸模組用以經由無線的方式傳輸訊號。第一無線電能傳輸模組用以經由無線的方式傳輸電能。功能擴充裝置用以選擇性地耦合主機。功能擴充裝置具有支撐模組、第二無線訊號傳輸模組、功能模組、第二無線電能傳輸模組與儲電模組。第二無線訊號傳輸模組位於支撐模組中。第二無線訊號傳輸模組用以經由無線的方式傳輸訊號。功能模組位於支撐模組中。功能模組電性連接第二無線訊號傳輸模組。功能模組用以經由第二無線訊號傳輸模組與主機傳輸資料訊號。功能模組用以依據資料訊號執行預設功能。第二無線電能傳輸模組位於支撐模組中。當第二無線電能傳輸模組電力耦合主機的第一無線電能傳輸模組時，第二無線電能傳輸模組自主機取得電能。儲電模組位於支撐模組中且電性連接功能模組與第二無線電能傳輸模組。其中，第二無線電能傳輸模組用以選擇性地提供儲電模組所儲存的電能給外部取電裝置。且第二無線電能傳輸模組用以選擇性地將主機所提供的電能提供給儲電模組。

綜合以上所述，本發明提供了一種功能擴充裝置與可擴充功能的電子系統，功能擴充裝置藉由無線的方式與主機傳輸訊號與電能，因此，在拆裝功能擴充裝置於主機時，得以避免拆裝實體線路，僅需調整功能擴充裝置與主機的相對位置支撐模組。另一方面，功能擴充裝置更具有儲電模組，使得功能擴充裝置更可作為其他電子產品的無線充電座。藉此，本發明提供了具有高使用彈性的功能擴充裝置與可擴充功能的電子系統，克服了以往客製化電子產品成本過高的問題。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參照圖1，圖1係為根據本發明一實施例之功能擴充裝置的功能方塊示意圖。如圖1所示，功能擴充裝置10具有支撐模組110、無線訊號傳輸模組130、功能模組150、無線電能傳輸模組170與儲電模組190。無線訊號傳輸模組130、功能模組150、無線電能傳輸模組170與儲電模組190位於支撐模組110的容置空間中。儲電模組190電性連接功能模組150與無線電能傳輸模組170，功能模組150電性連接無線訊號傳輸模組130。

支撐模組110具有容置空間。支撐模組110例如為由非導電材質所製成。在一實施例中，支撐模組110為密閉殼體，而具有較佳的防水防塵性能。功能模組150用以經由無線訊號傳輸模組130傳輸資料訊號。功能模組150用以依據資料訊號執行預設功能。更具體地來說，功能模組150例如為揚聲器、光碟機、硬碟或是固態硬碟，但不以此為限。於實務上，功能模組150係用以擴充其他機器的功能，在此並不限制功能模組150所能實現的功能。在功能模組150為揚聲器的實施例中，資料訊號例如為音頻訊號，功能模組150用以依據音頻訊號發出聲音。在功能模組150為硬碟或是固態硬碟的實施例中，功能模組150用以依據資料訊號提供資料或是載入資料。所述的無線訊號傳輸模組130例如支援藍牙（blue tooth, BT）通訊協定、WIFI通訊協定或是其他的無線通訊協定，在此並不加以限制。

無線電能傳輸模組170用以選擇性地提供儲電模組190所儲存的電能給外部取電裝置（未繪示於圖1）。且無線電能傳輸模組170用以選擇性地將外部供電裝置（未繪示於圖1）所提供的電能提供給儲電模組190。無線電能傳輸模組170例如是依據WPC（Wireless Power Consortium）標準或是AFA標準（Airfuel alliance）來與外部取電裝置或外部供電裝置傳輸電力。

在一實施例中，無線電能傳輸模組170更具有傳送單元1710與接收單元1730，傳送單元1710與接收單元1730分別電性連接儲電模組190。傳送單元1710用以選擇性地將儲電模組190所儲存的電能提供給外部取電裝置。接收單元1730用以選擇性地接收外部供電裝置所提供的電能。所述的外部供電裝置與外部取電裝置可以是同一裝置或是個別不同的裝置。無線電能傳輸模組170與外部取電裝置或外部供電裝置的電力傳輸關係請見後續舉例詳述。

請一併參照圖2，圖2係為根據本發明一實施例之可擴充功能的電子系統的功能方塊示意圖。如圖2所示，可擴充功能的電子系統1具有功能擴充裝置30與主機20。功能擴充裝置30的結構與作動係相仿於前述的功能擴充裝置10，相關細節在此不予重覆贅述。主機20具有無線訊號傳輸模組210、無線電能傳輸模組230與處理器250。處理器250電性連接無線訊號傳輸模組210與無線電能傳輸模組230。無線訊號傳輸模組210用以經由無線的方式傳輸訊號。無線電能傳輸模組230用以經由無線的方式傳輸電能。主機20的無線訊號傳輸模組210係匹配於功能擴充裝置30的無線訊號傳輸模組330，主機20的無線電能傳輸模組230係匹配於功能擴充裝置30的無線電能傳輸模組370，然在此並不限制其具體結構。

在此實施例中，主機20係經由無線訊號傳輸模組210提供資料訊號給功能擴充裝置30，以使功能擴充裝置30執行預設功能。或者，主機20亦可經由無線訊號傳輸模組210取得功能擴充裝置30提供的資料訊號，並據以進行分析處理。另一方面，主機20係經由無線電能傳輸模組230提供電能給功能擴充裝置30。於實務上，主機20例如具有直流電源接頭（DC jack）或者是交流電源接頭，以自外部電源獲取電能。主機20除了依據所取得的電能作動之外，主機20更選擇性地將部分的電能提供給功能擴充裝置30。

請再接著參照圖3，圖3係為根據本發明另一實施例之可擴充功能的電子系統的功能方塊示意圖。於圖3的實施例中，可擴充功能的電子系統1’更具有功能擴充裝置40，功能擴充裝置40係具有與前述的功能擴充裝置30相仿的結構與作動，相關細節不再重覆贅述。在此實施例中，功能擴充裝置30係藉由無線訊號傳輸模組330與主機20進行溝通，而功能擴充裝置40係藉由無線訊號傳輸模組430與主機20進行溝通。主機與功能擴充裝置30及功能擴充裝置40之間的溝通係為同時或是分時或是採用其他的方式，相關細節係為所屬技術領域具有通常知識者得依實際所需自行設計。另一方面，功能擴充裝置30係藉由接收單元3730而自主機20取得電能。而功能擴充裝置40係藉由接收單元4730而自功能擴充裝置30取得電能。

請再一併參照圖4與圖5以說明，主機20與功能擴充裝置30及功能擴充裝置40在空間上的相對關係，圖4係為根據本發明一實施例之可擴充功能的電子系統的立體示意圖，圖5係為根據本發明一實施例之可擴充功能的電子系統的層疊示意圖。

如圖4所示，主機20具有上表面SU2，功能擴充裝置30具有上表面SU3與下表面SL3，功能擴充裝置40具有上表面SU4與下表面SL4。在一種使用情境中，功能擴充裝置30的下表面SL3係朝向主機20的上表面SU2，功能擴充裝置40的下表面SL4係朝向功能擴充裝置30的上表面SU3，主機20、功能擴充裝置30與功能擴充裝置40係依此相對關係堆疊設置。於實務上，主機20、功能擴充裝置30與功能擴充裝置40可藉由磁吸結構或者是其他的機械結構彼此對位固定，主機20、功能擴充裝置30與功能擴充裝置40的外殼也可標示有參考點，以供對位之用。

而如圖5所示，主機20的無線電能傳輸模組230係靠近於上表面SU2，功能擴充裝置30的接收單元3730係靠近於下表面SL3，功能擴充裝置30的傳送單元3710係靠近於上表面SU3，功能擴充裝置40的接收單元4730係靠近於下表面SL4，功能擴充裝置40的傳送單元4710係靠近於上表面SU4。為求圖式簡明易懂，在圖5中，各傳送單元的其中一邊、各接收單元的其中一邊與無線電能傳輸模組的其中一邊係直接重疊於功能擴充裝置30、功能擴充裝置40或主機20的一邊。但圖5所繪示者並不用以限制各元件的相對位置。舉例來說，接收單元4730可以設置於對應於下表面SL4的部分的支撐模組410上，接收單元4730也可以與對應於下表面SL4的部分的支撐模組410間隔有一段預設距離。相關機構細節係為所屬技術領域具有通常知識者可依實際所需自由設計，在此並不加以限制。

參照如圖4與圖5，當主機20、功能擴充裝置30與功能擴充裝置40係依此相對關係堆疊設置時，從Z軸方向的距離關係來，看功能擴充裝置30的接收單元3730會很靠近主機20的無線電能傳輸模組230，功能擴充裝置40的接收單元4730會很靠近功能擴充裝置30的傳送單元3710。而從XY平面的對位關係來看，接收單元3730的耦合區域在XY平面的投影會大致上重疊於無線電能傳輸模組230的耦合區域在XY平面的投影，接收單元4730的耦合區域在XY平面的投影會大致上重疊於傳送單元3710的耦合區域在XY平面的投影。

從另一個角度來說，參照如圖4與圖5，當主機20、功能擴充裝置30與功能擴充裝置40係依此相對關係堆疊設置時，接收單元3730會電力耦合無線電能傳輸模組230，接收單元4730會電力耦合傳送單元3710。藉此，主機20得以提供電能給功能擴充裝置30，且功能擴充裝置30得以提供電能給功能擴充裝置40。於實務上，當接收單元3730與無線電能傳輸模組230之間的距離小於對應的傳輸距離上限，接收單元3730即可電力耦合無線電能傳輸模組230。當接收單元4730與傳送單元3710的距離小於對應的傳輸距離上限，接收單元4730即可電力耦合傳送單元3710。對應如前述，在此實施例中，相對於功能擴充裝置30而言，功能擴充裝置40為功能擴充裝置30的外部取電裝置，主機20為功能擴充裝置30的外部供電裝置。

藉此，主機20得以藉由無線的方式與功能擴充裝置30及功能擴充裝置40溝通，以藉由功能擴充裝置30及功能擴充裝置40擴充功能。需注意的是，上述僅舉功能擴充裝置30及功能擴充裝置40為例進行說明，但是可擴充功能的電子系統所能具有的功能擴充裝置的數量並不以此為限。因此，使用者得以藉由調整功能擴充裝置的數量來調整可擴充功能的電子系統所支援的功能。此外，上述係舉主機20、功能擴充裝置30與功能擴充裝置40形成堆疊結構為例進行說明，但於實務上，主機20、功能擴充裝置30與功能擴充裝置40也可相鄰平放，而不僅限於堆疊設置。也就是說，只要主機20、功能擴充裝置30與功能擴充裝置40的距離夠接近，主機20、功能擴充裝置30與功能擴充裝置40即能進行資料傳輸或電力傳輸，而不囿於特殊形式的相對位置。另一方面，主機20亦可藉由無線的方式而直接或間接地提供電力給功能擴充裝置30及功能擴充裝置40。如此一來，主機20與功能擴充裝置30及功能擴充裝置40之間並不需藉由實體線路來傳輸資訊或傳輸電力，從而在拆裝功能擴充裝置30於功能擴充裝置40時，得以避免拆裝實體線路，僅需調整功能擴充裝置與主機的相對位置。支撐模組

如前述地，功能擴充裝置具有儲電模組，因此，當功能擴充裝置不為主機所用時，功能擴充裝置也具有供電的功能。請再接著參照圖6A至圖6C以對此進行說明，圖6A係為根據本發明一實施例之外部取電裝置的立體示意圖，圖6B係為根據本發明一實施例之功能擴充裝置的的立體示意圖，圖6C係為根據本發明一實施例之功能擴充裝置與外部取電裝置電力耦合的立體示意圖。

如圖6A所示，外部取電裝置50例如具有無線電能傳輸模組510，且無線電能傳輸模組510靠近於外部取電裝置50的下表面SL5。外部取電裝置50例如為手機、平板或是其他的行動電子裝置，在此並不加以限制。如圖6B所示，功能擴充裝置30的傳送單元3710係靠近於上表面SU3。因此，如圖6C所示，當功能擴充裝置30與外部取電裝置50以相仿於如圖4或圖5之實施例所示相對關係堆疊設置於，功能擴充裝置30即得以經由傳送單元3710提供電能給外部取電裝置50。於實務上，功能擴充裝置30的上表面SU3可標示有對位符號或設置有相關結構，以供外部取電裝置50對位之用。

在上述實施例中，當儲電模組中儲存有足夠的電能時，功能擴充裝置也可以依據儲電模組中所儲存的電能而獨立運作。也就是說，功能擴充裝置不必一定要與外部取電裝置或是外部供電裝置協同運作。

綜合以上所述，本發明提供了一種功能擴充裝置與可擴充功能的電子系統，功能擴充裝置藉由無線的方式與主機傳輸訊號與電能，因此，在拆裝功能擴充裝置於主機時，得以避免拆裝實體線路，僅需調整功能擴充裝置與主機的相對位置。支撐模組另一方面，功能擴充裝置更具有儲電模組，使得功能擴充裝置更可作為其他電子產品的無線充電座。在一種實施例中，使用者可藉由堆疊所欲的功能擴中裝置於主機上來實現所欲的功能。藉此，本發明提供了具有高使用彈性的功能擴充裝置與可擴充功能的電子系統，克服了以往客製化電子產品成本過高的問題。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1、1’　可擴充功能的電子系統 10、30、40　功能擴充裝置 110、310、410　支撐模組 130、330、430　無線訊號傳輸模組 150、350、450　功能模組 170、370、470　無線電能傳輸模組 1710、3710、4710　傳送單元 1730、3730、4730　接收單元 190、390、490　儲電模組 20　主機 210　無線訊號傳輸模組 230　無線電能傳輸模組 250　處理器 50　外部取電裝置 SU2~SU5　上表面 SL3~SL5　下表面

圖1係為根據本發明一實施例之功能擴充裝置的功能方塊示意圖。圖2係為根據本發明一實施例之可擴充功能的電子系統的功能方塊示意圖。圖3係為根據本發明另一實施例之可擴充功能的電子系統的功能方塊示意圖。圖4係為根據本發明一實施例之可擴充功能的電子系統的立體示意圖。圖5係為根據本發明一實施例之可擴充功能的電子系統的層疊示意圖。圖6A係為根據本發明一實施例之外部取電裝置的立體示意圖。圖6B係為根據本發明一實施例之功能擴充裝置的的立體示意圖。圖6C係為根據本發明一實施例之功能擴充裝置與外部取電裝置電力耦合的立體示意圖。

Claims

一種功能擴充裝置，包括：一支撐模組，具有一容置空間，該支撐模組具有一第一參考點，該第一參考點用以與一主機的一第二參考點相互對位；一無線訊號傳輸模組，位於該容置空間中；一功能模組，位於該容置空間中，電性連接該無線訊號傳輸模組，該功能模組用以經由該無線訊號傳輸模組傳輸一資料訊號，該功能模組用以依據該資料訊號執行一預設功能；一無線電能傳輸模組，位於該容置空間中，該無線電能傳輸模組包含有一傳送單元與一接收單元；以及一儲電模組，位於該容置空間中，電性連接該功能模組與該無線電能傳輸模組的該傳送單元與該接收單元；其中，該無線電能傳輸模組用以選擇性地提供該儲電模組所儲存的電能給一外部取電裝置，且該無線電能傳輸模組用以選擇性地將一外部供電裝置所提供的電能提供給該儲電模組。
如請求項1所述之功能擴充裝置，其中該功能模組為揚聲器。
如請求項1所述之功能擴充裝置，其中該功能模組為硬碟或是固態硬碟。
如請求項2至請求項3其中任一所述之功能擴充裝置，其中，該傳送單元用以選擇性地將該儲電模組所儲存的電能提供給該外部取電裝置；以及該接收單元用以選擇性地接收該外部供電裝置所提供的電能；其中，當該傳送單元電力耦合該外部取電裝置的另一接收單元時，該傳送單元提供該儲電模組所儲存的電能給該外部取電裝置，當該接收單元電力耦合該外部供電裝置的另一傳送單元時，該接收單元自該外部供電裝置取得電能。
一種可擴充功能的電子系統，包括：一主機，包括：一第一無線訊號傳輸模組，用以經由無線的方式傳輸訊號；以及一第一無線電能傳輸模組，用以經由無線的方式傳輸電能；以及一功能擴充裝置，用以選擇性地耦合該主機，該功能擴充裝置包括：一支撐模組，具有一容置空間，該支撐模組具有一第一參考點，該第一參考點用以與該主機的一第二參考點相互對位；一第二無線訊號傳輸模組，位於該容置空間中，用以經由無線的方式傳輸訊號；一功能模組，位於該容置空間中，電性連接該第二無線訊號傳輸模組，該功能模組用以經由該第二無線訊號傳輸模組與該主機傳輸一資料訊號，該功能模組用以依據該資料訊號執行一預設功能；一第二無線電能傳輸模組，位於該容置空間中，該第二無線電能傳輸模組包含有一傳送單元與一接收單元，當該第二無線電能傳輸模組電力耦合該主機的該第一無線電能傳輸模組時，該第二無線電能傳輸模組自該主機取得電能；以及一儲電模組，位於該容置空間中，電性連接該功能模組與該第二無線電能傳輸模組的該傳送單元與該接收單元；其中，該第二無線電能傳輸模組用以選擇性地提供該儲電模組所儲存的電能給一外部取電裝置，且該第二無線電能傳輸模組用以選擇性地將該主機所提供的電能提供給該儲電模組。
如請求項5所述之可擴充功能的電子系統，其中該功能模組為一揚聲器，該傳送單元用以選擇性地將該儲電模組所儲存的電能提供給該外部取電裝置；以及該接收單元用以選擇性地接收該主機以該第一無線電能傳輸模組所提供的電能；其中，當該傳送單元電力耦合該外部取電裝置的另一接收單元時，該傳送單元提供該儲電模組所儲存的電能給該外部取電裝置，當該接收單元電力耦合該主機的該第一無線電能傳輸模組時，該接收單元自該主機取得電能。
如請求項5所述之可擴充功能的電子系統，其中該功能模組為一儲存模組，該傳送單元用以選擇性地將該儲電模組所儲存的電能提供給該外部取電裝置；以及該接收單元用以選擇性地接收該主機以該第一無線電能傳輸模組所提供的電能；其中，當該傳送單元電力耦合該外部取電裝置的另一接收單元時，該傳送單元提供該儲電模組所儲存的電能給該外部取電裝置，當該接收單元電力耦合該主機的該第一無線電能傳輸模組時，該接收單元自該主機取得電能。