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TW201328104A - 無線充電裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種無線充電裝置，包括充電平台以及電容式觸控裝置，其中電容式觸控裝置包括第一感應層、第二感應層以及微控制器。電容式觸控裝置設置於充電平台之上方，用以感測該電子裝置之位置。

Description

無線充電裝置
本發明關於一種無線充電裝置，尤其是指一種具有感測待充電物位置功能之無線充電裝置。
隨著科技發展，電子裝置日益普及，電子裝置為使用者帶來極大的便利，但是幾乎每種電子裝置各有不同的充電接頭，當使用者需要為電子裝置充電時，必須準備專屬的充電裝置進行充電，或是購買單價較高的萬用充電器以對應不同的充電接頭。因此，使用者經常在不經意間囤積了許多充電裝置，不僅造成空間與資源浪費，更增添使用上的不便。
為解決上述問題，各式無線充電裝置應運而生。無線充電裝置主要係利用電磁感應原理進行電能與磁場互換，達到對電子裝置進行充電之目的。關於電磁感應原理的簡單應用如下所示。首先，提供電能使電流通過無線充電裝置中的線圈而產生磁場變化，接著，電子裝置中的線圈感應環境中的磁場變化，並將磁場變化轉換為電流，進而對電子裝置中的電池進行充電，完成電子裝置之無線充電。
目前，無線充電裝置大多在其表面設置充電平台，以供使用者放置電子裝置，但充電平台多無限位電子裝置之設計。由於線圈與線圈之間的距離對於感應磁場變化的效果有極大的影響，倘若電子裝置被放置的位置不恰當，使得電子裝置的線圈距離無線充電裝置的線圈過於遙遠，則電子裝置所感應的磁場變化遠不及無線充電裝置所產生的磁場變化，如此將導致無線充電效率大幅降低，造成能量的無端損耗與浪費。
本發明之主要目的係提供一種高效率的無線充電裝置。
於一較佳實施例中，本發明提供一種無線充電裝置，用以對電子裝置進行充電，其中無線充電裝置包括：充電平台，用以承載電子裝置；以及電容式觸控裝置，設置於充電平台之上方，用以感測電子裝置之位置，其中電容式觸控裝置包括：第一感應層，包括以第一方向平行排列之複數第一導線；第二感應層，包括以第二方向平行排列之複數第二導線；以及微控制器，電連接於複數第一導線與複數第二導線，用以偵測複數第一導線與複數第二導線之電容變化，以獲取放置電子裝置之位置資訊。
於一較佳實施例中，無線充電裝置更包括：線圈，用以將電能轉換為磁場變化；以及驅動裝置，連結於線圈，並根據位置資訊移動線圈。
於一較佳實施例中，電容式觸控裝置黏貼於充電平台。
於一較佳實施例中，位置資訊為座標。
於一較佳實施例中，電容式觸控裝置為投射電容式觸控板。
請參照圖1，圖1為本發明之無線充電裝置之示意圖。如圖1所示，本發明之無線充電裝置10包括一充電平台11、一線圈12、一驅動裝置13與一電容式觸控裝置14。充電平台11提供一平面空間，用以承載電子裝置，以供使用者放置欲進行充電的電子裝置。而線圈12與驅動裝置13皆設置於充電平台11內部，其中驅動裝置13連結於線圈12，用以驅動線圈12以水平方向或垂直方向移動至「適當位置」，關於「適當位置」將於稍後說明。
請繼續參照圖1，驅動裝置13包括一第一馬達(圖中未示)、一第二馬達(圖中未示)、一第一移動軸131、一第二移動軸132以及一線圈平台133。其中第一馬達驅動第一移動軸131以水平方向移動，第二馬達驅動第二移動軸132以垂直方向移動，而第一移動軸131與第二移動軸132互相垂直，且分別貫穿於線圈平台133，藉以改變線圈平台133之位置。線圈12則設置於線圈平台133上，用以將經由電線18傳輸至無線充電裝置10之電能轉換為磁場變化。
電容式觸控裝置14設置於充電平台11上方，用以感測放置於充電平台11上方之電子裝置的位置。於本較佳實施例中，電容式觸控裝置14係透過背膠黏貼方式固定於充電平台11之上表面，但不以此為限。接著，請參照圖2，圖2為本發明之電容式觸控裝置之爆炸圖。如圖2所示，電容式觸控裝置14包括一第一感應層15、一第二感應層16以及一微控制器17，其中第一感應層15設置於第二感應層16上方。於本較佳實施例中，第一感應層15與第二感應層16分別係為由銦錫氧化物(Indium tin oxide)製作而成的透明導電層，但並不以此為限。目前常見的透明導電材料，例如銦鋅氧化物(indium zinc oxide)，應視為本發明之其他可選擇實施方式。
下文將進一步說明電容式觸控裝置14。如圖2所示，第一感應層15包括以一第一方向X平行排列之複數第一導線150，而第二感應層16包括以一第二方向Y平行排列之複數第二導線160，其中複數第一導線150與複數第二導線160分別電連接於微控制器17，而微控制器17用以偵測複數第一導線150及/或複數第二導線160之電容變化。承上所述，第一方向X為水平方向，第二方向Y為垂直方向，且第一方向X與第二方向Y相互垂直。
於本較佳實施例中，電容式觸控裝置10採用一投射電容式觸控板，更詳細的說，係利用兩片貼合製程之投射電容式觸控板。如圖2所示，第一感應層15之複數第一導線150被鍍於透明基材(如玻璃或塑膠)之反面，第二感應層16之複數第二導線160被鍍於另一透明基材之正面，接著，在第一感應層15與第二感應層16之間設置一絕緣層19，並藉由絕緣層19貼合第一感應層15與第二感應層16即完成電容式觸控裝置10之感測面，但不應以此為限。例如，將複數第一導線150與複數第二導線160鍍於同一透明基材之正反面(單片雙面)，或是鍍於同一透明基材之同一面(單片積層)，皆應視為本發明之其他可選擇實施方式。
下文將進一步說明「適當位置」。簡單來說，所謂「適當位置」係指適合對電子裝置進行無線充電的較佳位置，亦即電子裝置被放置的位置。請參照圖3，圖3為本發明之無線充電裝置與電子裝置之示意圖。
如圖3所示，當電子裝置20被放置於無線充電裝置10之充電平台11時，電子裝置20接觸設置於充電平台11上方的電容式觸控裝置14。由於電子裝置20之至少一部分為導體材質，因此電子裝置20使電容式觸控裝置14產生電容變化，進而形成至少一接觸點。
於本較佳實施例中，電容式觸控裝置14為一互電容式(Mutual-capacitive)觸控裝置，但並不以此為限。其中複數第一導線150為X電極，複數第二導線160為Y電極，且X電極與Y電極交叉之處產生X電極-Y電極電容。
請繼續參照圖3，當電子裝置20接觸於電容式觸控裝置14表面上之一A點時，具有導體特性之電子裝置20分別對A點附近的X3電極與Y4電極產生電容，進而形成電子裝置20-X3電極電容以及電子裝置20-Y4電極電容，使得X3電極-Y4電極電容產生改變。接著，微控制器17偵測X3電極與Y4電極之間的電容變化，而獲取放置電子裝置20之一位置資訊。
於本例中，位置資訊為A點之座標，且A=(X3,Y4)。接著，驅動裝置13根據位置資訊移動線圈12，第一馬達驅動第一移動軸131移動至X3電極下方，第二馬達驅動第二移動軸132移動至Y4電極下方，使線圈12得以移動至A點之正下方，達到無線充電裝置14之較佳充電效率之目的。
接著，抵達電容式觸控裝置14之A點下方之線圈12根據通過線圈12本體的電流產生磁場。當設置於電子裝置20外部或內部的線圈(圖中未示)感應到環境中的磁場變化時，電子裝置20之線圈將根據所受的磁場變化產生相對應的電流，進而對電子裝置20，特別是電子裝置20之電池，進行充電動作。
根據以上較佳實施例之說明可知，本發明之無線充電裝置包括充電平台與電容式觸控裝置，其中電容式觸控裝置包括第一感應層、第二感應層與微控制器。充電平台用以承載電子裝置，而電容式觸控裝置設置於充電平台之上方，用以感測電子裝置之位置。而在獲取放置電子裝置之位置資訊後，則利用驅動裝置根據位置資訊驅動線圈移動至電子裝置下方，使得電子裝置得以較佳距離感應線圈所產生的磁場，進而提升電子裝置的無線充電效率。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。
10．．．無線充電裝置
11．．．充電平台
12．．．線圈
13．．．驅動裝置
131．．．第一移動軸
132．．．第二移動軸
133．．．線圈平台
14．．．電容式觸控裝置
15．．．第一感應層
150．．．複數第一導線
16．．．第二感應層
160．．．複數第二導線
17．．．微控制器
18．．．電線
19．．．絕緣層
20．．．電子裝置
X．．．第一方向
Y．．．第二方向
圖1：係本發明之無線充電裝置之示意圖。
圖2：係本發明之電容式觸控裝置之爆炸圖。
圖3：係本發明之無線充電裝置與電子裝置之示意圖。
10．．．無線充電裝置
11．．．充電平台
12．．．線圈
13．．．驅動裝置
131．．．第一移動軸
132．．．第二移動軸
133．．．線圈平台
14．．．電容式觸控裝置
18．．．電線

Claims (5)

  1. 一種無線充電裝置，用以對一電子裝置進行充電，其中該無線充電裝置包括：一充電平台，用以承載該電子裝置；以及一電容式觸控裝置，設置於該充電平台之上方，用以感測該電子裝置之位置，其中該電容式觸控裝置包括：一第一感應層，包括以一第一方向平行排列之複數第一導線；一第二感應層，包括以一第二方向平行排列之複數第二導線；以及一微控制器，電連接於該複數第一導線與該複數第二導線，用以偵測該複數第一導線與該複數第二導線之電容變化，以獲取放置該電子裝置之一位置資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之無線充電裝置，其中該無線充電裝置更包括：一線圈，用以將一電能轉換為一磁場變化；以及一驅動裝置，連結於該線圈，並根據該位置資訊移動該線圈。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之無線充電裝置，其中該電容式觸控裝置黏貼於該充電平台。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之無線充電裝置，其中該位置資訊為一座標。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之無線充電裝置，其中該電容式觸控裝置為一投射電容式觸控板。
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