近場通訊及無線充電裝置與其的切換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明是有關(guān)于一種近場通訊及無線充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無線傳輸技術(shù)的發(fā)展，越來越多的可攜式（如手持式或穿戴式）電子產(chǎn)品皆 具備無線傳輸?shù)墓δ?。無線傳輸技術(shù)取代了傳統(tǒng)的連接線，通過天線收發(fā)電磁波，讓電子產(chǎn) 品能夠與傳輸源在無實(shí)質(zhì)接觸的情況下進(jìn)行信號或能量傳輸。
[0003] 其中無線充電（Wireless Charging)技術(shù)與近場通訊（Near Field Communication)技術(shù)皆為目前主要的無線傳輸技術(shù)，且基本上都需要各自的天線以收發(fā)電 磁波。無線充電是接收電磁波以達(dá)到充電效果，而近場通訊則通過耦合電磁波而進(jìn)行信號 收發(fā)。雖然無線傳輸技術(shù)提升了操作的方便性，然而一般的可攜式電子產(chǎn)品的空間有限，過 多的無線傳輸模塊及其相對應(yīng)的天線將會造成組裝復(fù)雜化，不但會阻礙可攜式電子產(chǎn)品的 微型化，并且可能會降低可攜式電子產(chǎn)品的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的一方面提供一種近場通訊及無線充電裝置，包含線圈、調(diào)頻模塊、近場通 訊模塊、無線充電模塊與儲電裝置。線圈用以接收電磁波。調(diào)頻模塊電性連接于線圈。近 場通訊模塊包含衰減器與近場通訊控制電路。衰減器用以衰減自調(diào)頻模塊傳來的電磁波的 能量。近場通訊控制電路電性連接于衰減器。儲電裝置電性連接于無線充電模塊。電磁波 能夠與線圈進(jìn)行磁耦合，借此線圈將電磁波的信號經(jīng)由調(diào)頻模塊傳遞至近場通訊模塊，或 將電磁波的能量經(jīng)由調(diào)頻模塊與無線充電模塊傳遞至儲電裝置。
[0005] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，無線充電模塊包含整流器與電源管理芯片。整流器用以 將電磁波整流為直流電。電源管理芯片用以將直流電傳至儲電裝置，并管理儲電裝置的能 量傳遞。
[0006] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，無線充電模塊還包含開關(guān)，電性連接于整流器與電源管 理芯片。開關(guān)具有功率閥值。當(dāng)直流電的功率大于功率閥值，則導(dǎo)通整流器與電源管理芯 片，當(dāng)直流電的功率小于功率閥值，則開關(guān)為斷路。
[0007] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，開關(guān)為一單刀單擲開關(guān)。
[0008] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，無線充電模塊還包含電壓轉(zhuǎn)換器，用以調(diào)整直流電的電 壓。
[0009] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，無線充電模塊還包含傳輸收發(fā)器，電性連接于電壓轉(zhuǎn)換 器，用以與傳輸源相互通訊，并根據(jù)與傳輸源的通訊結(jié)果而決定是否驅(qū)動(dòng)電壓轉(zhuǎn)換器。
[0010] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，無線充電模塊包含匹配電路，用以匹配線圈與傳輸源之 間的阻抗。
[0011] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，近場通訊模塊還包含匹配電路，用以匹配線圈與傳輸源 之間的阻抗。
[0012] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，近場通訊及無線充電裝置還包含開關(guān)，電性連接于調(diào)頻 模塊、近場通訊模塊與無線充電模塊。
[0013] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，近場通訊及無線充電裝置還包含頻率偵測器與控制單 元。頻率偵測器電性連接于開關(guān)。頻率偵測器用以偵測電磁波的操作頻率?？刂茊卧娦?連接于頻率偵測器與開關(guān)?？刂茊卧靡越邮疹l率偵測器所偵測到的操作頻率，并根據(jù)該 操作頻率控制開關(guān)，使得開關(guān)導(dǎo)通調(diào)頻模塊與近場通訊模塊，或者導(dǎo)通調(diào)頻模塊與無線充 電模塊。
[0014] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，調(diào)頻模塊包含第一調(diào)頻元件與第二調(diào)頻元件。第一調(diào)頻 元件電性連接于近場通訊模塊與線圈。第二調(diào)頻元件電性連接于無線充電模塊與線圈，其 中第一調(diào)頻元件的電容值小于第二調(diào)頻元件的電容值。
[0015] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，調(diào)頻模塊為可變電容。
[0016] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，線圈環(huán)繞定義出通孔，近場通訊模塊、無線充電模塊與儲 電裝置形成一金屬區(qū)域，且金屬區(qū)域置于通孔內(nèi)。
[0017] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，通孔的截面積沿通孔的軸向而改變。
[0018] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，近場通訊及無線充電裝置還包含第一遮蔽層，置于金屬 區(qū)域與線圈之間。
[0019] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，近場通訊及無線充電裝置還包含外殼，環(huán)繞線圈設(shè)置。
[0020] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)外殼為金屬材質(zhì)時(shí)，近場通訊及無線充電裝置還包含 第二遮蔽層，置于外殼與線圈之間。
[0021] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，第一遮蔽層可當(dāng)成線圈的載體。
[0022] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，外殼可當(dāng)成線圈的載體。
[0023] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，第二遮蔽層可當(dāng)成線圈的載體。
[0024] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，近場通訊及無線充電裝置還包含可穿戴結(jié)構(gòu)，使得使用 者能夠通過可穿戴結(jié)構(gòu)而穿戴近場通訊及無線充電裝置，其中線圈置于近場通訊及無線充 電裝置的本體遠(yuǎn)離使用者的表面。
[0025] 本發(fā)明的另一方面提供一種近場通訊與無線充電的切換方法，包含偵測線圈所接 收的電磁波的操作頻率。根據(jù)該操作頻率而選擇進(jìn)行近場通訊模式或無線充電模式。若選 擇近場通訊模式，則衰減電磁波的能量后處理電磁波的信息，若選擇無線充電模式，則傳遞 電磁波的能量至儲電裝置。
[0026] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，選擇近場通訊模式包含與傳輸源進(jìn)行傳輸確認(rèn)。若確認(rèn) 為是，則處理電磁波的信號，若確認(rèn)為否，則停止處理電磁波的信號。
[0027] 在一或多個(gè)實(shí)施方式中，選擇無線充電模式包含與傳輸源進(jìn)行傳輸確認(rèn)。若確認(rèn) 為是，則傳遞電磁波的能量至儲電裝置，若確認(rèn)為否，則停止傳遞電磁波的能量至儲電裝 置。
[0028] 上述實(shí)施方式的近場通訊及無線充電裝置能夠通過單一線圈而達(dá)成近場通訊與 無線充電的功能，因此能大幅縮小近場通訊及無線充電裝置的整體厚度及降低設(shè)計(jì)上的復(fù) 雜性。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式的近場通訊及無線充電裝置的功能方塊圖；
[0030] 圖2為本發(fā)明另一實(shí)施方式的近場通訊及無線充電裝置的功能方塊圖；
[0031] 圖3為本發(fā)明一實(shí)施方式的近場通訊及無線充電裝置的切換方法的流程圖；
[0032] 圖4為本發(fā)明另一實(shí)施方式的近場通訊及無線充電裝置的切換方法的流程圖；
[0033] 圖5A為本發(fā)明一實(shí)施方式的近場通訊及無線充電裝置的立體圖；
[0034] 圖5B為圖5A的近場通訊及無線充電裝置的爆炸圖；
[0035] 圖6為無線充電源的上視圖；
[0036] 圖7A與圖7B為本發(fā)明另二實(shí)施方式的線圈的立體圖；
[0037] 圖8為本發(fā)明另一實(shí)施方式的近場通訊及無線充電裝置與使用者的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 以下將以附圖揭露本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式，為明確說明起見，許多實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié) 將在以下敘述中一并說明。然而，應(yīng)了解到，這些實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)不應(yīng)用以限制本發(fā)明。也就 是說，在本發(fā)明部分實(shí)施方式中，這些實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)是非必要的。此外，為簡化附圖起見，一 些已知慣用的結(jié)構(gòu)與元件在附圖中將以簡單示意的方式繪示。
[0039] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式的近場通訊及無線充電裝置的功能方塊圖。近場通訊及 無線充電裝置，例如手機(jī)、智能手表或具有通訊功能的可攜式裝置，其至少包含線圈110、調(diào) 頻模塊120、近場通訊模塊130、無線充電模塊140、儲電裝置150、顯示元件、中央處理器與 觸控輸入元件等。線圈110用以接收電磁波。調(diào)頻模塊120(例如由電容組成）電性連接 于線圈110。近場通訊模塊130包含衰減器132與近場通訊控制電路134。衰減器132用 以衰減自調(diào)頻模塊120傳來的電磁波的能量。近場通訊控制電路134電性連接于衰減器 132。儲電裝置150電性連接于無線充電模塊140。電磁波能夠與線圈110進(jìn)行磁耦合，借 此線圈110將電磁波的信號經(jīng)由調(diào)頻模塊120傳遞至近場通訊模塊130,或?qū)㈦姶挪ǖ哪芰?經(jīng)由調(diào)頻模塊120與無線充電模塊140傳遞至儲電裝置150。可理解的，于本實(shí)施方式中， 近場通訊模塊130與無線充電模塊140是共用線圈110的兩個(gè)端部。
[0040] 簡言之，本實(shí)施方式的近場通訊及無線充電裝置能夠通過單一線圈110而達(dá)成近 場通訊與無線充電的功能，因此能大幅縮小近場通訊及無線充電裝置的整體厚度及降低設(shè) 計(jì)上的復(fù)雜性。具體而言，因近場通訊與無線充電皆需要由線圈Iio當(dāng)作天線以與電磁波 耦合，因此本實(shí)施方式的近場通訊與無線充電可使用單一線圈110,再利用調(diào)頻模塊120以 改變線圈110的耦合頻率。依據(jù)不同的耦合頻率，電磁波能夠傳遞至近場通訊模塊130或 無線充電模塊140。其中若電磁波的信號經(jīng)由線圈110與調(diào)頻模塊120而傳遞至近場通訊 模塊130后，近場通訊模塊130的衰減器132能夠衰減電磁波的能量（也就是降低磁耦合 的品質(zhì)因子（Quality Factor))，以避免電磁波的能量飽和而造成信號失真。而經(jīng)過衰減的 信號便傳遞至近場通訊控制電路134,以進(jìn)行近場通訊的信號處理。
[0041] 在本實(shí)施方式中，調(diào)頻模塊120包含第一調(diào)頻元件122與第二調(diào)頻元件124。第 一調(diào)頻元件122電性連接于近場通訊模塊130與線圈110。第二調(diào)頻元件124電性連接于 無線充電模塊140與線圈110。第一調(diào)頻元件122的電容值小于第二調(diào)頻元件124的電容 值。詳細(xì)而言，第一調(diào)頻元件122與第