TWM648285U

TWM648285U - 電子裝置

Info

Publication number: TWM648285U
Application number: TW112207295U
Authority: TW
Inventors: 林智群; 張永宗
Original assignee: 華碩電腦股份有限公司
Priority date: 2023-07-12
Filing date: 2023-07-12
Publication date: 2023-11-11

Abstract

本案揭露一種電子裝置，包含至少一金屬感應元件、一頻率調變偵測器、一控制單元以及一無線通訊模組。在電子裝置中，頻率調變偵測器係電性連接金屬感應元件，頻率調變偵測器可以偵測金屬感應元件產生的一電容值變化，並對應產生一輸出頻率。控制單元電性連接頻率調變偵測器，以根據輸出頻率產生一控制訊號。無線通訊模組電性連接控制單元，並接收控制訊號，以根據控制訊號調整一通訊功率。本案可利用頻率調變方式來達成自動調變通訊功率之目的者。

Description

電子裝置

本案係有關一種利用頻率調變方式來自動調變無線通訊功率之電子裝置。

電磁波之特定吸收率（Specific Absorption Rating，SAR）是一種用來衡量人體暴露在電磁波輻射下的吸收率指標，以評估電子產品中之無線通訊裝置之輻射對人體的影響。為保護公眾健康，相關政府機構制訂適合於行動通訊電信設備的SAR等級，令電子裝置符合安全規範的標準與法規定值。

以筆記型電腦為例，由於SAR數值的大小與無線通訊裝置的通訊功率（射頻功率）通常成正比，因此，筆記型電腦需要做無線的功率調降時，往往需要在主機板上設置電容式感應器（capacitive sensor），以透過電容式感應器去感測是否有人體靠近或正在使用，並據此調整通訊功率。但是傳統感應人體接近的方式需要額外的電容式感應器以及對應特定的天線來完成，且電容式感應器亦會佔用主機板空間，不符當前筆記型電腦輕薄短小的設計需求。

本案提供一種電子裝置，包含至少一金屬感應元件、一頻率調變偵測器、一控制單元以及一無線通訊模組。頻率調變偵測器係電性連接至少一金屬感應元件，頻率調變偵測器可以偵測金屬感應元件產生的一電容值變化，並對應產生一輸出頻率。控制單元電性連接頻率調變偵測器，以根據輸出頻率產生一控制訊號。無線通訊模組電性連接控制單元，並接收控制訊號，以根據控制訊號調整一通訊功率。

綜上所述，本案係提出一種電子裝置，其係藉由頻率調變偵測器搭配金屬感應元件之作用，以藉由金屬感應元件產生的電容值變化來調整頻率調變偵測器之輸出頻率，並根據輸出頻率之變化來達到通訊功率的調整。基此，本案可以節省電容式感應元件之費用，也可以節省主機板的面積空間，並能達成自動調變通訊功率以符合SAR規範，以據此增加產品競爭力。

以下提出較佳實施例進行詳細說明，然而，實施例僅用以作為範例說明，並不會限縮本案欲保護之範圍。此外，實施例中的圖式省略部份元件，以清楚顯示本案的技術特點。在所有圖式中相同的標號將用於表示相同或相似的元件。

請參閱圖1所示，一電子裝置10主要包含有至少一金屬感應元件12、14、一頻率調變偵測器16、一控制單元18以及一無線通訊模組20。在一實施例中，電子裝置10係為一筆記型電腦，但本案不以此為限。

如圖1所示，在電子裝置10中，設置至少一金屬感應元件，在此係以二個金屬感應元件12、14為例，如圖2所示，將金屬感應元件12、14分別設置在電子裝置10之殼體22內收訊良好的位置，作為人體感應的區域，以感應人體是否靠近。頻率調變偵測器16係分別透過天線電纜（antenna cable）電性連接至金屬感應元件12、14，頻率調變偵測器16可以偵測金屬感應元件12、14產生的一電容值變化，並對應產生一輸出頻率。當有人體靠近金屬感應元件12、14時，金屬感應元件12、14之電容值會提高，頻率調變偵測器16透過天線電纜（圖中未示）可以偵測到金屬感應元件12、14產生的電容值產生提高變化，進而輸出對應的輸出頻率；當人體遠離金屬感應元件12、14時，金屬感應元件12、14之電容值會降低，頻率調變偵測器16透過天線電纜可以偵測到金屬感應元件12、14產生的電容值產生降低變化，進而輸出對應的輸出頻率。控制單元18電性連接頻率調變偵測器16，以自頻率調變偵測器16接收輸出頻率，並根據輸出頻率對應產生一控制訊號。無線通訊模組20電性連接控制單元18，並接收來自控制單元18之控制訊號，以根據控制訊號調整一通訊功率，使無線通訊模組20依據此通訊功率接收或發射一無線射頻訊號。

請同時參閱圖1及圖2所示，控制單元18透過頻率調變偵測器16偵測金屬感應元件12、14產生的電容值變化來判斷人體是否靠近電子裝置10。當頻率調變偵測器16偵測金屬感應元件12、14產生的一個升高的電容值變化時，表示有人體靠近電子裝置10，如圖3所示之電子裝置10（筆記型電腦）貼近人體24的腿部，此時頻率調變偵測器16產生的輸出頻率會產生變化，即此輸出頻率降低了，當控制單元18判斷輸出頻率產生變化時，控制單元18會產生控制訊號通知無線通訊模組20調降通訊功率，使無線通訊模組20使用低功率傳輸訊號，以符合SAR法規。當頻率調變偵測器16偵測金屬感應元件12、14都沒有產生電容值變化時，此時頻率調變偵測器16產生之輸出頻率係為一固定數值，表示人體24遠離電子裝置10或是無人體24靠近電子裝置10，如圖4所示之電子裝置10（筆記型電腦）係放置在桌子26上使用，使人體24遠離電子裝置10，此時控制單元18判斷輸出頻率為固定數值時，若通訊狀態原本即為高功率傳輸狀態，控制單元18會透過控制訊號通知無線通訊模組20維持通訊功率，若通訊狀態為低功率傳輸狀態，控制單元18會透過控制訊號通知無線通訊模組20調升通訊功率，使無線通訊模組20使用高功率傳輸訊號，以增加無線收訊範圍。

在一實施例中，如圖1及圖2所示，金屬感應元件12、14可以為一個或複數個，在本實施例中，係使用二個金屬感應元件12、14為例，但金屬感應元件12、14之數量或種類可依實際需求而定，本案不以此為限。在一實施例中，金屬感應元件12、14係為一天線、一具有金屬線路之電路板（軟性印刷電路板）或其組合，或是其他具有電容值變化之電子元件。

在一實施例中，頻率調變偵測器16係由一反相史密特觸發器（inverting Schmitt trigger）161所構成，如圖5所示，頻率調變偵測器16包含並聯之一電阻器R以及一反相史密特觸發器161，且反相史密特觸發器161包含一比較器162、一第一電阻器R ₁以及一第二電阻器R ₂。請同時參閱圖1及圖5所示，圖中所示之電容器C係代表金屬感應元件12、14產生的電容值變化，比較器162具有一反相輸入端（-）、一正相輸入端（+）以及一輸出端T _out，第一電阻器R ₁之一端連接比較器162之輸出端T _out，第一電阻器R ₁之另一端係串聯第二電阻器R ₂，第二電阻器R ₂之一端連接第一電阻器R ₁，另一端連接至接地端GND，比較器162之反相輸入端（-）連接電容器C，比較器162之正相輸入端（+）連接至第一電阻器R ₁及第二電阻器R ₂之間，電阻器R之一端連接電容器C及比較器162之反相輸入端（-），電阻器R之另一端連接至比較器162之輸出端T _out及第一電阻器R ₁。

請同時參閱圖5及圖6所示，當輸出端T _out之輸出電壓V _out等於正飽和電壓+V _sat時，電容器C經電阻器R正向充電；當輸出端T _out之輸出電壓V _out等於負飽和電壓-V _sat時，電容器C經電阻器R逆向充電，因此，頻率調變偵測器16之輸出端T _out的輸出頻率f ₀與電阻器R、電容器C、第一電阻器R1及第二電阻器R2之關係式可以表示為式(1)所示： (1) 在式(1)之關係式可以表示出電容器C之電容值與輸出頻率f ₀之間的關係，當電容器C之電容值無變化時，輸出頻率f ₀為一固定數值，表示無人體24靠近電子裝置10；當電容器C之電容值產生變化而增加時，透過前述關係式可以知道，電容器C之電容值增加，輸出頻率f ₀則會降低，使輸出頻率f ₀產生變化，表示有人體24靠近電子裝置10，需要進一步調降電子裝置10的通訊功率。

在一實施例中，控制單元18係為中央處理單元（central processing unit，CPU）、嵌入式控制器（embedded controller，EC）、整合式交換集線器（Integrated Switching Hub，ISH），或是其他一般用途或特殊用途的微處理器（microprocessor）、微控制單元（micro control unit，MCU）、數位信號處理器（digital signal processor，DSP）、可程式化控制器、特殊應用積體電路（application specific integrated circuit，ASIC）或其他類似元件或上述元件的組合，本案不以此為限。

在一實施例中，無線通訊模組20係為常見之無線網卡，例如，無線網路（WIFI）網路卡或是無線廣域網路（WWAN）網路卡等，以支援無線通訊技術，但本案不以此為限。

傳統使用電容式感應元件會佔用主機板空間大約12 mm*10 mm 左右的空間，但在本案中，由於本案係直接使用天線或是軟性印刷電路板（FPC）作為金屬感應元件，在搭配頻率調變偵測器之作用，所以僅會佔據少許的空間。基此，本案不但省去主機板面積空間，也可以省去電容式感應元件的費用。

綜上所述，係提出一種電子裝置，其係藉由頻率調變偵測器搭配金屬感應元件之作用，以藉由金屬感應元件產生的電容值變化來調整頻率調變偵測器之輸出頻率，並根據輸出頻率之變化來達到通訊功率的調整。基此，本案可以節省電容式感應元件之費用，也可以節省主機板的面積空間，並能達成自動調變通訊功率以符合SAR規範，以據此增加產品競爭力。再者，本案可以根據輸出頻率的變化來判斷人體的靠近或遠離，並根據頻率變化來自動調變無線通訊模組的通訊功率大小，若人體靠近天線，無線通訊模組之通訊功率會降低，若人體遠離天線時，即可將無線通訊模組之通訊功率提到最高，以符合SAR的安全規範，並能夠維持電子裝置良好的傳輸效能。

以上所述之實施例僅係為說明本案之技術思想及特點，其目的在使熟悉此項技術者能夠瞭解本案之內容並據以實施，當不能以之限定本案之專利範圍，即大凡依本案所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本案之申請專利範圍內。

10:電子裝置 12:金屬感應元件 14:金屬感應元件 16:頻率調變偵測器 161:反相史密特觸發器 162:比較器 18:控制單元 20:無線通訊模組 22:殼體 24:人體 26:桌子 C:電容器 GND:接地端 R:電阻器 R ₁:第一電阻器 R ₂:第二電阻器 T _out:輸出端

圖1為根據本案一實施例之電子裝置的方塊示意圖。圖2為根據本案一實施例之電子裝置設置金屬感應元件的外觀示意圖。圖3為根據本案一實施例之電子裝置放置於人體腿上的使用情境示意圖。圖4為根據本案一實施例之電子裝置放置於桌子上的使用情境示意圖。圖5為根據本案一實施例之電子裝置使用之頻率調變偵測器的電路示意圖。圖6為根據本案一實施例之頻率調變偵測器於運作時的波形示意圖。

10:電子裝置

12:金屬感應元件

14:金屬感應元件

16:頻率調變偵測器

18:控制單元

20:無線通訊模組

Claims

一種電子裝置，包含：至少一金屬感應元件；一頻率調變偵測器，其係電性連接該金屬感應元件，該頻率調變偵測器可以偵測該金屬感應元件產生的一電容值變化，並對應產生一輸出頻率；一控制單元，電性連接該頻率調變偵測器，以根據該輸出頻率產生一控制訊號；以及一無線通訊模組，電性連接該控制單元，並接收該控制訊號，以根據該控制訊號調整一通訊功率。
如請求項1所述之電子裝置，其中該控制單元透過該頻率調變偵測器偵測該金屬感應元件產生的該電容值變化來判斷人體是否靠近該電子裝置。
如請求項2所述之電子裝置，其中該控制單元判斷該輸出頻率產生變化時，透過該控制訊號通知該無線通訊模組調降該通訊功率；以及該控制單元判斷該輸出頻率為一固定數值時，透過該控制訊號通知該無線通訊模組調升該通訊功率或是維持該通訊功率。
如請求項1所述之電子裝置，其中該金屬感應元件係為一天線、一具有金屬線路之電路板或其組合。
如請求項1所述之電子裝置，其中該頻率調變偵測器係包含一電阻器及一反相史密特觸發器，且該電阻器係與該反相史密特觸發器並聯。
如請求項1所述之電子裝置，其中該金屬感應元件係透過一天線電纜連接該頻率調變偵測器。
如請求項1所述之電子裝置，其中該無線通訊模組係為一無線網卡。
如請求項7所述之電子裝置，其中該無線網卡係為無線網路（WIFI）網路卡或無線廣域網路（WWAN）網路卡。