(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス電力のための送信機システムであって、
第１の周波数においてトータルで磁気共鳴性である、誘導性要素とキャパシタとを含むアンテナと、
より小さい第１のサイズの第１の結合ループ部分および前記第１の結合ループをアクティブにするための第１のスイッチと、より大きい第２のサイズの第２の結合ループ部分および前記第２の結合ループをアクティブにするための第２のスイッチとを含む結合ループアセンブリと、
を備える送信機システム。
【請求項２】
前記アンテナへの結合を検出し、前記結合に基づいて前記第１の結合ループまたは前記第２の結合ループのいずれかを自動的に選択するコントローラをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記コントローラは、近傍結合を検出し、近傍結合を検出すると前記第１の結合ループを選択する請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記コントローラは、近接結合を検出し、近接結合を検出すると前記第２の結合ループを選択する請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記結合ループはＰＣボード上に形成される請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記アンテナは複数のループを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記複数のループは前記ループの位置を互いに対して移動する機構を含む請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記アンテナは複数のループを含む請求項２に記載のシステム。
【請求項９】
前記コントローラは、前記複数のループを互いに対して移動することによって前記アンテナの共振周波数を調整する請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記結合ループは前記アンテナに接続されず、結合は磁気誘導を介して行われる請求項２に記載のシステム。
【請求項１１】
ワイヤレス電力のための受信機システムであって、
第１の周波数において信号を受信し、前記第１の周波数に基づいて電気出力を生成する回路と、
前記第１の周波数においてトータルで磁気共鳴性である、誘導性要素とキャパシタとを含むアンテナと、
より小さい第１のサイズの第１の結合ループ部分および前記第１の結合ループをアクティブにするための第１のスイッチと、より大きい第２のサイズの第２の結合ループ部分および前記第２の結合ループをアクティブにするための第２のスイッチとを含む結合ループアセンブリと、
を備える受信機システム。
【請求項１２】
前記アンテナへの結合を検出し、前記結合に基づいて前記第１の結合ループまたは前記第２の結合ループのいずれかを自動的に選択するコントローラをさらに備える請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記コントローラは、近傍結合を検出し、近傍結合を検出すると前記第１の結合ループを選択する請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記コントローラは、近接結合を検出し、近接結合を検出すると前記第２の結合ループを選択する請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記結合ループはＰＣボード上に形成される請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記アンテナは複数のループを含む請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記複数のループは前記ループの位置を互いに対して移動する機構を含む請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記アンテナは複数のループを含む請求項１２に記載のシステム。
【請求項１９】
前記コントローラは、前記複数のループを互いに対して移動することによって前記アンテナの共振周波数を調整する請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記結合ループは前記アンテナに接続されず、結合が磁気誘導を介して行われる請求項１２に記載のシステム。
【請求項２１】
電力を結合する方法であって、
第１の離隔距離よりも小さい近接でのワイヤレス電力伝送を検出し、前記近接で電力を伝送するために、より大きい結合ループに第１のスイッチによって切り替えることと、  前記第１の離隔距離よりも大きい近傍でのワイヤレス電力伝送を検出し、前記近傍で電力を伝送するために、より小さい結合ループに前記第１のスイッチとは異なる第２のスイッチによって切り替えることと、
を備える方法。
【請求項２２】
前記アンテナに結合された、第１の周波数において信号を生成する第１の回路をさらに備える請求項１に記載の送信機システム。
【請求項２３】
ワイヤレス電力のためのシステムであって、
ワイヤレス電力を送信または受信する手段であって、第１の周波数においてトータルで磁気共鳴性である、誘導性要素とキャパシタとを備える手段と、
前記送信または受信する手段との間でワイヤレス電力を結合する手段であって、より小さい第１のサイズの、前記手段にワイヤレス電力を結合する第１の手段および前記第１の手段をアクティブにする手段と、前記第１のサイズよりも大きい第２のサイズの、前記ワイヤレス電力を送信または受信する手段にワイヤレス電力を結合するための第２の手段および前記第２の手段をアクティブにする手段とを含む結合する手段と、
を備えるシステム。
【請求項２４】
前記ワイヤレス電力を送信または受信する手段への結合を検出し、前記結合に基づいて前記第１の手段または前記第２の手段のいずれかを自動的に選択する手段をさらに備える請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記結合を検出する手段は、近傍結合を検出し、前記近傍結合を検出すると前記第１の手段を選択する請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記結合を検出する手段は、近接結合を検出し、前記近接結合を検出すると前記第２の手段を選択する請求項２４に記載のシステム。
【請求項２７】
前記第１の手段および前記第２の手段は、ＰＣボード上に形成される請求項２３に記載のシステム。
【請求項２８】
前記送信および受信する手段は、複数のループを含む請求項２３に記載のシステム。
【請求項２９】
前記複数のループは前記ループの位置を互いに対して移動する手段を含む請求項２８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
本特許出願は、本出願の譲受人に譲渡され、参照により明確に本明細書に組み込まれる、２００８年７月１７日に出願された「ADAPTIVE MATCHING AND TUNING OF HF WIRELESS POWER TRANSMIT ANTENNA」と題する仮出願第６１／０８１，７１９号の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本譲受人に譲渡された前の出願には、アンテナ間の電力の磁気共鳴伝送（magnetically resonant transfer）が記載されている。アンテナは容量性装荷ワイヤループ（capacitively loaded wire loops）または多巻きコイル（multi-turn coils）とされ得る。これらは、１次構造（送信機）から遠くに位置する２次構造（受信機）に磁界を介してエネルギーを効率的に結合する共振アンテナを形成する。１次および２次の両方とも共通の共振周波数に同調する。
【０００３】
これらの前の出願では、人間の安全性のための電磁干渉および放射曝露（radiation exposure）としてのワイヤレス電力の重要な問題について述べている。磁界結合を介したエネルギー伝送は、主に、指定されたＨ界制限（H-field limits）によって抑制されることがある。これらの制限の順守は、放射構造からの規定された距離、例えば、１０ｍでテストされる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】ワイヤレス電力伝送システムの簡略ブロック図。
【図２】ワイヤレス電力伝送システムのより詳細なブロック図。
【図３】本発明の例示的な実施形態において使用するためのループアンテナの概略図。
【図４】複数部分結合ループを示す図。
【図５】ＰＣボード上の一実施形態を示す図。
【図６】摺動部分の実施形態を示す図。
【図７】移動アンテナの実施形態を示す図。
【図８Ａ】チューナブルソレノイドを示す図。
【図８Ｂ】チューナブルソレノイドを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
「例示的」という単語は、本明細書では「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために使用する。本明細書に「例示的」と記載されたいかなる実施形態も、必ずしも他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。
【０００６】
添付の図面とともに以下に示す詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するものであり、本発明を実施できる唯一の実施形態を表すものではない。詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態の完全な理解を与えるために具体的な詳細を含む。本発明の例示的な実施形態はこれらの具体的な詳細なしに実施できることが当業者には明らかであろう。いくつかの例では、本明細書で提示する例示的な実施形態の新規性を不明瞭にしないように、よく知られている構造およびデバイスをブロック図の形式で示す。
【０００７】
「ワイヤレス電力」という単語は、本明細書では、電界、磁界、電磁界に関連する任意の形態のエネルギー、あるいは物理電磁導体を使用せずに送信機から受信機に送信される任意の形態のエネルギーを意味するために使用する。
【０００８】
図１に、本発明の様々な例示的な実施形態による、ワイヤレス送信または充電システム１００を示す。エネルギー伝送を行うための放射界（radiated field）１０６を発生させるために、入力電力１０２を送信機１０４に供給する。受信機１０８は放射界１０６に結合し、出力電力１１０に結合されたデバイス（図示せず）が蓄積または消費するための出力電力１１０を発生する。送信機１０４と受信機１０８の両方は、距離１１２だけ分離されている。１つの例示的な実施形態では、送信機１０４および受信機１０８は相互共振関係（mutual resonant relationship）に従って構成される。受信機１０８の共振周波数と送信機１０４の共振周波数とが同じである場合、受信機１０８が放射界１０６の「近距離場（near-field）」に位置するとき、送信機１０４と受信機１０８との間の伝送損失は最小になる。
【０００９】
送信機１０４は、エネルギー送信のための手段を与えるための送信アンテナ１１４をさらに含み、受信機１０８は、エネルギー受信のための手段を与えるための受信アンテナ１１８をさらに含む。送信アンテナおよび受信アンテナは、それに関連する適用例およびデバイスに従ってサイズ決定される。上述のように、エネルギーの大部分を電磁波で遠距離場に伝搬するのではなく、送信アンテナの近距離場におけるエネルギーの大部分を受信アンテナに結合することによって効率的なエネルギー伝送が行われる。この近距離場にある場合、送信アンテナ１１４と受信アンテナ１１８との間に結合モードが生じる。この近距離結合が行われるアンテナ１１４および１１８の周りのエリアを、本明細書では結合モード領域と呼ぶ。
【００１０】
図２に、ワイヤレス電力伝送システムの簡略化された概略図を示す。送信機１０４は、発振器１２２と電力増幅器１２４とフィルタと整合回路１２６とを含む。発振器１２２は、調整信号１２３に応答して調整される、１３．５ＭＨｚなどの所望の周波数で発生するように構成される。代替では、ＬＦ周波数、例えば１３５ＫＨｚを使用する。発振器信号は、制御信号１２５に応答する増幅量で電力増幅器１２４によって増幅され得る。フィルタおよび整合回路１２６は、高調波または他の不要な周波数をフィルタ除去し、送信機１０４のインピーダンスを送信アンテナ１１４に整合させるために含められ得る。
【００１１】
受信機１０８は、図２に示すようにバッテリ１３６を充電するため、または受信機（図示せず）に結合されたデバイスに電力供給するために、整合回路１３２と、ＤＣ電力出力を発生するための整流器およびスイッチング回路１３４とを含むことができる。整合回路１３２は、受信機１０８のインピーダンスを受信アンテナ１１８に整合させるために含められ得る。
【００１２】
図３に示すように、例示的な実施形態において使用されるアンテナは、本明細書では「磁気」アンテナとも呼ぶ「ループ」アンテナ１５０として構成され得る。ループアンテナは、空芯またはフェライトコアなどの物理コアを含むように構成され得る。フェライトコアを使用することにより、外部物体の影響を低減させることができる。しかし、フェライトコアは有効であるためには一定の長さを必要とし、これは車両中で使用するときに困難である。エアディスクコイルは、自動車への組込みおよび地中への埋込みにより好適であると考えられる。ＬＦフェライトは、アンテナ周囲の金属部分において界が渦電流を発生するのを防ぐための磁気シールドとして使用され得る。
【００１３】
他のデバイスをコアエリア外に保つことによって、効率を改善することができる。空芯ループアンテナは、コアの近傍に配置された外部物理デバイスに対してより耐性がある。さらに、空芯ループアンテナでは、コアエリア内に他の構成要素を配置することができる。さらに、空芯ループは送信アンテナ１１４（図２）の結合モード領域がより強力である送信アンテナ１１４（図２）の平面内での受信アンテナ１１８（図２）の配置をより容易に可能にすることができる。
【００１４】
上述のように、送信機１０４と受信機１０８との間のエネルギーの効率的な伝送は、送信機１０４と受信機１０８との間の整合された、またはほぼ整合された共振中に行われる。しかしながら、送信機１０４と受信機１０８との間の共振が整合されていないときでも、エネルギーをより低い効率で伝送することができる。エネルギーの伝送は、送信アンテナからのエネルギーを自由空間に伝搬するというよりは、送信アンテナの近距離場からのエネルギーを、この近距離場が確立される近傍に存在する受信アンテナに結合することによって行われる。
【００１５】
ループまたは磁気アンテナの共振周波数は、インダクタンスおよびキャパシタンスに基づく。ループアンテナにおけるインダクタンスは、一般に単にループによって生成されるインダクタンスであり、キャパシタンスは、一般に所望の共振周波数で共振構造を生成するためにループアンテナのインダクタンスに追加される。非限定的な例として、共振信号１５６を発生する共振回路を生成するために、キャパシタ１５２およびキャパシタ１５４をアンテナに追加することができる。したがって、直径がより大きいループアンテナでは、ループの直径またはインダクタンスが増加するにつれて、共振を誘起するために必要なキャパシタンスの大きさは減少する。さらに、ループまたは磁気アンテナの直径が増加するにつれて、近距離場の効率的なエネルギー伝送エリアは増加する。もちろん、他の共振回路が可能である。別の非限定的な例として、ループアンテナの２つの終端間にキャパシタを並列に配置することができる。さらに、当業者なら送信アンテナの場合、共振信号１５６をループアンテナ１５０への入力とすることができることを認識されよう。
【００１６】
本発明の例示的な実施形態は、互いの近距離場にある２つのアンテナ間の電力を結合することを含む。上述のように、近距離場は、電磁界が存在するが、アンテナから離れて伝搬または放射しないアンテナの周りのエリアである。それらは、一般にアンテナの物理体積に近い体積に限定される。本発明の例示的な実施形態では、電気タイプアンテナ（例えば、小さいダイポール）の電気近距離場に比較して磁気タイプアンテナの磁気近距離場振幅のほうが大きくなる傾向があるので、単巻きおよび多巻きループアンテナなどの磁気タイプアンテナを送信（Ｔｘ）アンテナシステムと受信（Ｒｘ）アンテナシステムの両方に使用する。これによりペア間の結合を潜在的により強くすることができる。さらに、「電気」アンテナ（例えば、ダイポールおよびモノポール）または磁気アンテナと電気アンテナとの組合せをも企図する。
【００１７】
Ｔｘアンテナは、上述した遠距離場および誘導手法によって可能になる距離よりもかなり大きい距離で、小さいＲｘアンテナへの良好な結合（例えば、＞−４ｄＢ）を達成するのに十分に低い周波数および十分大きいアンテナサイズで動作できる。Ｔｘアンテナが正しくサイズ決定された場合、ホストデバイス上のＲｘアンテナが励振Ｔｘループアンテナの結合モード領域（すなわち、近距離場）内に配置されたとき、高い結合レベル（例えば、−２〜−４ｄＢ）を達成することができる。
【００１８】
上記の手法は、ＣＤＭＡ、ＷＣＤＭＡ、ＯＦＤＭなどの様々な通信規格に適用可能であることに留意されたい。情報および信号は様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して表すことができることを当業者は理解されよう。例えば、上記の説明全体にわたって言及されるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁性粒子、光場または光学粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表すことができる。
【００１９】
本発明の例示的な実施形態は以下を対象とする（または含む）。
【００２０】
ワイヤレス電力アンテナおよびその動作を開示する。例示的な一実施形態では、ワイヤレス電力アンテナは高周波（「ＨＦ」）送信アンテナである。ワイヤレス電力回路からのまたはワイヤレス電力回路へのアンテナに対する整合を調整することによって、これは、このシステムを近接（proximity）結合と近傍（vicinity）結合の両方に使用することを可能にする。
【００２１】
高Ｑ ＨＦ送信アンテナは、通常、極めて低い直列共振インピーダンスを有する。低インピーダンスのために送信機システムは効率的に動作することができないので、これらのアンテナに電源から直接に供給すべきではないと考えられている。
【００２２】
本発明の前の出願には、結合の使用法が記載されている。結合ループは、送信アンテナの低インピーダンスを電源に好適なインピーダンス、例えば５〜５０オームに変換する。
【００２３】
例示的な一実施形態では、負荷Ｑ（loaded Q）および無負荷Ｑ（unloaded Q）は送信アンテナの結合のサイズを決定する。装荷アンテナ（loaded antenna）に電力を供給するために結合効率を高めるために、より大きい結合ループを使用することができる。主共振器と同じ平面内にあるより小さい結合ループは、無装荷アンテナ（unloaded antenna）に電力を供給するのに十分であり得る。
【００２４】
近傍（vicinity）システムの場合、送信アンテナがほぼ無負荷であるので、Ｑは極めて高い。良好なアンテナは、例えば８００〜１０００の間で無負荷Ｑを達成することができる。主共振器と同じ平面内にあるより小さい結合ループは、無負荷アンテナに電力を供給するのに十分である。
【００２５】
近接(Proximity)システムの場合、受信機への強い結合のため、および受信機の金属部分中の渦電流損のために、送信アンテナのＱは低下する。無負荷Ｑは１００〜２００の範囲内とされ得る。装荷アンテナに電力を供給するために、より大きい結合ループはアンテナへの結合を有利に高めることができる。
【００２６】
図４に示す第１の例示的な実施形態は、ワイヤレス電力結合ループ４１０に接続された電源４００を示す。当該結合ループはワイヤレス電力アンテナ４５０に結合し、ワイヤレス電力アンテナ４５０は当該周波数において磁気共鳴性である。
【００２７】
例示的な一実施形態では、結合ループ４１０は異なるサイズの２つの異なる結合ループ４１２、４１４を有する。結合ループを別々にアクティブにすることができる。図示の一実施形態では、小さい結合ループ４１２は近傍vicinity（距離）結合のために使用される。より大きい結合ループ４１４は近接proximity（クローズアップ）結合のために使用される。結合ループの各々は埋込みスイッチを有する。例えば、近傍結合ループ４１２は電源に結合されたコントローラによってリモートで制御可能である埋込みスイッチ４１３を含む。同様に、より大きい結合ループ４１４はスイッチ４１５を含む。
【００２８】
スイッチ４１３または４１５のうちの一方のみが常時閉じている。４１５などのスイッチが閉じると、これによりループ４１４がアクティブになり、ループ４１２が非アクティブになる。
【００２９】
例示的な一実施形態では、この結合ループは図５の例示的な実施形態に示すようにプリント回路板上に形成され得る。このプリント回路板の実施形態では、スイッチ５００がワイヤレス電力を送信または受信するための結合ループとして２つの結合ループ５０５、５１０のどちらを使用するかを制御する。次いで、切替え結合ループ５０５または５１０を使用して、キャパシタ５２４と直列の誘導性要素５２２から形成された磁気共鳴アンテナ５２０に接続する。図５には、２つのターンをもつアンテナ５２０が示されているが、アンテナは任意の数のターンを持つことができることを理解されたい。
【００３０】
別の例示的な実施形態によれば、結合ループは機械的にサイズ変更可能である。例えば、図６に、機械的にサイズ変更可能な結合ループ６００を示す。ヒンジ６０５により、結合ループ６１０の一部分が矢印６１１で示すように前方および後方に移動することが可能になる。結合ループのこの部分は、リモートエリアにわたって延びるコンタクトパッド６１５上に位置する。動作中、制御可能なムーバ（mover）６２０、例えばモータまたは油圧デバイスを使用して部分６１０を移動し、必要に応じて結合ループを大きくしたり、小さくしたりすることができる。
【００３１】
図７に、結合ループ７００がキャリア７０５上に位置する例示的な代替実施形態を示す。そのキャリア７０５は、ムーバ（mover）７１５のアクションによって移動され得る。例えば、キャリア７０５は主共振器７２０に向かって、または主共振器７２０から離れて移動することができる。これには、主共振器７２０中の結合ループ７００間の結合を変化させる効果がある。これらの例示的な実施形態の各々では、ムーバは電気式、空気式とするか、または他の技術を使用することができる。
【００３２】
また、受信機の位置による影響を受ける送信アンテナに対する整合に加えて、共振周波数が影響を受けることがある。結合ループに極めて近接しているデバイスは、その電気的、誘電的な近さにより、結合ループを離調する。これは送信アンテナのキャパシタンスのインダクタンスに影響を及ぼす。
【００３３】
図８Ａおよび図８Ｂに、この問題に対処する一実施形態を示す。図８Ａの実施形態では、２つのターン８００、８０５を有するソレノイドアンテナを使用する。アンテナの後部分は、それに取り付けられたキャパシタ要素８１０を含み、固定されているか、またはヒンジで取り付けられている。ただし、スパイラルアンテナの前部分は、ループ８００とループ８０５との間の距離ｄを変更するために圧縮および復元され得る。２つのループ８００、８０５を互いに対して圧縮することによって、この共振器のインダクタンスが増加し、その結果、共振周波数が低下する。これらのループを圧縮しないことによりインダクタンスが減少し、代わりに共振周波数が上昇する。本技術では、５〜１０％の間の同調範囲が可能である。一実施形態では、ムーバ(mover)８２０を使用してループを圧縮および復元することができる。ムーバは、例えばサーボモータ、空気式モータ、または圧電デバイスとされ得る。これはブラケット８２２、８２４を介してループに接続される。
【００３４】
１つの例示的な実施形態では、アンテナのＱを変更することを回避するために、テフロン（登録商標）を用いてそれらのブラケットを接続することができる。ただし、高Ｑを破壊しない任意の材料、すなわち、一般に低い誘電損をもつ材料をこの目的のために使用することができる。
【００３５】
例示的な一実施形態では、アンテナ８００、８０５自体は銅から形成され、銅の弾性を使用して２つの材料間の距離を変更する。図８Ｂに、ループ８００とループ８０５との間に距離ｄ０がある、そのより圧縮されたシナリオにおけるアンテナを示す。
【００３６】
上記では２つのターンの使用について説明したが、コイルは任意の数のターンが使用できる。例えば、これはループのうちの２つのみの間の間隔を調整しながら、５ターンコイルが使用され得る。
【００３７】
これらの技術は、送信または受信アンテナのために使用され得、複数負荷状況に適応することを可能にし、近接電力伝送と近傍電力伝送の両方のために使用され得る。
【００３８】
さらに、本明細書で開示した実施形態に関して説明した様々な例示的なロジックブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装できることを当業者なら諒解されよう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップを、上記では概してそれらの機能に関して説明した。そのような機能をハードウェアとして実装するか、ソフトウェアとして実装するかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、説明した機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実装することができるが、そのような実装の決定は、本発明の範囲からの逸脱を生じるものと解釈すべきではない。
【００３９】
本明細書で開示した実施形態に関連して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブルロジックデバイス、個別ゲートまたはトランジスタロジック、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書に記載の機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装または実行できる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサとすることができるが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械とすることができる。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成として実装することもできる。
【００４０】
本明細書で開示する実施形態に関して説明する方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアで実施するか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで実施するか、またはその２つの組合せで実施することができる。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で知られている任意の他の形態の記憶媒体中に常駐することができる。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体はプロセッサに一体化することができる。プロセッサおよび記憶媒体はＡＳＩＣ中に常駐することができる。ＡＳＩＣはユーザ端末中に常駐することができる。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末中に個別構成要素として常駐することができる。
【００４１】
１つまたは複数の例示的な実施形態では、説明した機能はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはその任意の組合せで実装できる。ソフトウェアで実装する場合、機能は、１つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶するか、あるいはコンピュータ可読媒体を介して送信することができる。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にする任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体と通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスできる任意の利用可能な媒体でよい。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、または命令もしくはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを搬送または記憶するために使用でき、コンピュータによってアクセスできる任意の他の媒体を備えることができる。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用されるディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（disc）（ＣＤ）、レーザディスク（登録商標）（disc）、光ディスク（disc）、デジタル多用途ディスク（disc）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）およびブルーレイディスク（登録商標）（disc）を含み、ディスク（disk）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（disc）は、データをレーザで光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。
【００４２】
開示した例示的な実施形態の前述の説明は、当業者が本発明を実施または使用できるようにするために提供されるものである。これらの例示的な実施形態への様々な修正は当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義した一般原理は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用できる。したがって、本発明は、本明細書に示す実施形態に限定されるものではなく、本明細書で開示する原理および新規の特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきある。
以下に本件出願当初の特許請求の範囲を付記する。
［Ｃ１］
ワイヤレス電力のための送信機システムであって、
第１の周波数においてトータルで磁気共鳴性である、誘導性要素とキャパシタとを含むアンテナと、
より小さい第１のサイズの第１の結合ループ部分および前記第１の結合ループをアクティブにするための第１のスイッチと、より大きい第２のサイズの第２の結合ループ部分および前記第２の結合ループをアクティブにするための第２のスイッチとを含む結合ループアセンブリと、
を備える送信機システム。
［Ｃ２］
前記アンテナへの結合を検出し、前記結合に基づいて前記第１の結合ループまたは前記第２の結合ループのいずれかを自動的に選択するコントローラをさらに備える［Ｃ１］に記載のシステム。
［Ｃ３］
前記コントローラは、近接結合を検出し、近接結合を検出すると前記第１の結合ループを選択する［Ｃ２］に記載のシステム。
［Ｃ４］
前記コントローラは、近傍結合を検出し、近傍結合を検出すると前記第２の結合ループを選択する［Ｃ２］に記載のシステム。
［Ｃ５］
前記結合ループはＰＣボード上に形成される［Ｃ１］に記載のシステム。
［Ｃ６］
前記アンテナは複数のループを含む［Ｃ１］に記載のシステム。
［Ｃ７］
前記複数のループは前記ループの位置を互いに対して移動する機構を含む［Ｃ６］に記載のシステム。
［Ｃ８］
前記アンテナは複数のループを含む［Ｃ２］に記載のシステム。
［Ｃ９］
前記コントローラは、前記複数のループを互いに対して移動することによって前記アンテナの共振周波数を調整する［Ｃ８］に記載のシステム。
［Ｃ１０］
前記結合ループは前記アンテナに接続されず、結合は磁気誘導を介して行われる［Ｃ２］に記載のシステム。
［Ｃ１１］
ワイヤレス電力のための受信機システムであって、
第１の周波数において信号を受信し、前記第１の周波数に基づいて電気出力を生成する回路と、
前記第１の周波数においてトータルで磁気共鳴性である、誘導性要素とキャパシタとを含むアンテナと、
より小さい第１のサイズの第１の結合ループ部分および前記第１の結合ループをアクティブにするための第１のスイッチと、より大きい第２のサイズの第２の結合ループ部分および前記第２の結合ループをアクティブにするための第２のスイッチとを含む結合ループアセンブリと、
を備える受信機システム。
［Ｃ１２］
前記アンテナへの結合を検出し、前記結合に基づいて前記第１の結合ループまたは前記第２の結合ループのいずれかを自動的に選択するコントローラをさらに備える［Ｃ１１］に記載のシステム。
［Ｃ１３］
前記コントローラは、近接結合を検出し、近接結合を検出すると前記第１の結合ループを選択する［Ｃ１２］に記載のシステム。
［Ｃ１４］
前記コントローラは、近傍結合を検出し、近傍結合を検出すると前記第２の結合ループを選択する［Ｃ１２］に記載のシステム。
［Ｃ１５］
前記結合ループはＰＣボード上に形成される［Ｃ１１］に記載のシステム。
［Ｃ１６］
前記アンテナは複数のループを含む［Ｃ１１］に記載のシステム。
［Ｃ１７］
前記複数のループは前記ループの位置を互いに対して移動する機構を含む［Ｃ１６］に記載のシステム。
［Ｃ１８］
前記アンテナは複数のループを含む［Ｃ１２］に記載のシステム。
［Ｃ１９］
前記コントローラは、前記複数のループを互いに対して移動することによって前記アンテナの共振周波数を調整する［Ｃ１８］に記載のシステム。
［Ｃ２０］
前記結合ループは前記アンテナに接続されず、結合が磁気誘導を介して行われる［Ｃ１２］に記載のシステム。
［Ｃ２１］
アンテナであって、
誘導部分を形成する複数のループと、
前記複数のループと直列のキャパシタと、
前記アンテナの共振周波数を上げるために前記ループを互いに近づけるように、および前記アンテナの前記共振周波数を下げるために前記ループを互いから遠ざけるように、前記複数のループを互いに対して移動するムーバと、
を備えるアンテナ。
［Ｃ２２］
前記ムーバは電気モータを含む［Ｃ２１］に記載のシステム。
［Ｃ２３］
前記ムーバは空気式モータを含む［Ｃ２１］に記載のシステム。
［Ｃ２４］
前記ムーバは圧電デバイスを含む［Ｃ２１］に記載のシステム。
［Ｃ２５］
電力を結合する方法であって、
第１の離隔距離よりも小さい近接でのワイヤレス電力伝送を検出し、前記近接で電力を伝送するために、より小さい結合ループに切り替えることと、
前記第１の離隔距離よりも大きい近傍でのワイヤレス電力伝送を検出し、前記近傍で電力を伝送するために、より大きい結合ループに切り替えることと、
を備える方法。
［Ｃ２６］
前記切り替えることは、１つの結合ループまたは異なる結合ループを使用するように切り替えることを含む［Ｃ２５］に記載の方法。
［Ｃ２７］
電力を結合する方法であって、
回路を、第１の離隔距離よりも大きい近傍で電力をワイヤレスで伝送する第１の構成に構成することと、
前記回路を、前記第１の離隔距離よりも小さい近接で電力を伝送するように第２の構成に構成することと、
を備える方法。
［Ｃ２８］
前記構成することは、１つの結合ループまたは異なる結合ループを使用するように切り替えることを含む［Ｃ２５］に記載の方法。
［Ｃ２９］
前記アンテナに結合された、第１の周波数において信号を生成する第１の回路をさらに備える［Ｃ１］に記載の送信機システム。
［Ｃ３０］
ワイヤレス電力のためのシステムであって、
ワイヤレス電力を送信または受信する手段であって、第１の周波数においてトータルで磁気共鳴性である、誘導性要素とキャパシタとを備える手段と、
前記送信または受信する手段との間でワイヤレス電力を結合する手段であって、より小さい第１のサイズの、前記手段にワイヤレス電力を結合する第１の手段および前記第１の結合ループ手段をアクティブにする手段と、前記第１のサイズよりも大きい第２のサイズの、前記ワイヤレス電力を送信または受信する手段にワイヤレス電力を結合するための第２の手段および前記第２の手段をアクティブにする手段とを含む結合する手段と、
を備えるシステム。
［Ｃ３１］
前記ワイヤレス電力を送信または受信する手段への結合を検出し、前記結合に基づいて前記第１の手段または前記第２の手段のいずれかを自動的に選択する手段をさらに備える［Ｃ３０］に記載のシステム。
［Ｃ３２］
前記結合を検出する手段は、近接結合を検出し、前記近接結合を検出すると前記第１の手段を選択する［Ｃ３１］に記載のシステム。
［Ｃ３３］
前記結合を検出する手段は、近傍結合を検出し、前記近傍結合を検出すると前記第２の手段を選択する［Ｃ３１］に記載のシステム。
［Ｃ３４］
前記第１の手段および前記第２の手段は、ＰＣボード上に形成される［Ｃ３０］に記載のシステム。
［Ｃ３５］
前記送信および受信する手段は、複数のループを含む［Ｃ３０］に記載のシステム。
［Ｃ３６］
前記複数のループは前記ループの位置を互いに対して移動する手段を含む［Ｃ３５］に記載のシステム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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