(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力をワイヤレス中継するように構成されたデバイスであって、
充電可能電子デバイスを受けるように構成されたスリーブまたはケースを含むハウジングと、
前記ハウジングに結合されたパッシブコイルであって、送信コイルから前記充電可能電子デバイスの受信コイルに電力をワイヤレス中継するように構成されたパッシブコイルと
を含む、デバイス。
【請求項２】
前記パッシブコイルが前記ハウジングに対して変位可能である、請求項1に記載のデバイス。
【請求項３】
前記ハウジングが非導電材料を含む、請求項1に記載のデバイス。
【請求項４】
前記非導電材料が、プラスチックおよびゴムのうちの少なくとも1つを含む、請求項3に記載のデバイス。
【請求項５】
前記ハウジングが、カバー、シェル、およびケージのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のデバイス。
【請求項６】
前記パッシブコイルが、容量装荷ループコイルおよび容量装荷多巻きコイルのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のデバイス。
【請求項７】
前記充電可能電子デバイスが、セルラー電話、ポータブルメディアプレーヤ、およびカメラのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のデバイス。
【請求項８】
前記ハウジングが、前記充電可能電子デバイスの周りに少なくとも部分的に嵌合するように構成された、請求項1に記載のデバイス。
【請求項９】
前記ハウジングが、入力デバイスおよび出力デバイスのうちの少なくとも1つにデバイスユーザがアクセスすることを可能にするように構成された少なくとも1つのアクセス開口を含む、請求項1に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記パッシブコイルが、関連する近距離場結合モード領域を再集束させること、および前記関連する近距離場結合モード領域を再整形することのうちの少なくとも1つを行う、請求項1に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記送信コイルが疎結合レジームのために構成される、請求項1に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記パッシブコイルが、前記受信コイルから10センチメートル未満に配置されるように構成された、請求項1に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記パッシブコイルが、前記ハウジングの外縁の先に延びるその部分を含む、請求項1に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記受信コイルが、強結合レジームのために構成された、請求項1に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記パッシブコイルが、前記受信コイルと前記送信コイルとの間の近距離場結合領域を向上させるように構成され、
前記受信コイルが、強結合レジームのために構成され、
前記送信コイルが、疎結合レジームのために構成された、請求項1に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記パッシブコイルが、前記送信コイルから前記受信コイルによって受信され得る電力量を増加させるように構成された、請求項1に記載のデバイス。
【請求項１７】
充電可能電子デバイスを受けるように構成されたスリーブまたはケースを含むハウジングに結合されたパッシブコイルにおいて、送信コイルから電力をワイヤレス受信するステップと、
前記ワイヤレス受信された電力を、前記パッシブコイルを介して前記充電可能電子デバイスの受信コイルにワイヤレス中継するステップと
を含む、方法。
【請求項１８】
前記パッシブコイルを前記ハウジングに対して変位させるステップをさらに含む、請求項17に記載の方法。
【請求項１９】
電力をワイヤレス受信するステップが、非導電材料を含むハウジングに結合された前記パッシブコイルにおいて電力をワイヤレス受信するステップを含む、請求項17に記載の方法。
【請求項２０】
電力をワイヤレス受信するステップが、ゴム材料およびプラスチック材料のうちの少なくとも1つを含むハウジングに結合された前記パッシブコイルにおいて電力を受信するステップを含む、請求項17に記載の方法。
【請求項２１】
電力をワイヤレス受信するステップが、カバー、シェル、シース、およびケージのうちの少なくとも1つを含むハウジングに結合された前記パッシブコイルにおいて電力をワイヤレス受信するステップを含む、請求項17に記載の方法。
【請求項２２】
電力をワイヤレス受信するステップが、容量装荷ループコイルおよび容量装荷多巻きコイルのうちの少なくとも1つを含む前記パッシブコイルにおいて電力をワイヤレス受信するステップを含む、請求項17に記載の方法。
【請求項２３】
前記充電可能電子デバイスが、セルラー電話、ポータブルメディアプレーヤ、およびカメラのうちの少なくとも1つを含む、請求項17に記載の方法。
【請求項２４】
前記パッシブコイルが、前記パッシブコイルに関連する近距離場結合モード領域を再集束させること、および前記近距離場結合モード領域を再整形することのうちの少なくとも1つを行うように構成された、請求項17に記載の方法。
【請求項２５】
電力をワイヤレス受信するステップが、疎結合レジームに整合された送信コイルから電力をワイヤレス受信するステップを含む、請求項17に記載の方法。
【請求項２６】
前記ワイヤレス受信された電力をワイヤレス中継するステップが、前記ワイヤレス受信された電力を、強結合レジームに整合された受信コイルに中継するステップを含む、請求項17に記載の方法。
【請求項２７】
前記パッシブコイルを使用して近距離場結合領域を向上させるステップをさらに含み、
前記受信コイルが、強結合レジームのために構成され、
前記送信コイルが、疎結合レジームのために構成された、請求項17に記載の方法。
【請求項２８】
前記パッシブコイルを使用して前記送信コイルから前記受信コイルによって受信され得る電力量を増加させるステップをさらに含む、請求項17に記載の方法。
【請求項２９】
充電可能電子デバイスを充電することを可能にするデバイスであって、
前記充電可能電子デバイスを受けるように構成されたスリーブまたはケースを含む、入れるための手段と、
入れるための前記手段に結合されたワイヤレス中継するための手段であって、ワイヤレス送信するための手段から前記充電可能電子デバイスのワイヤレス受信するための手段に電力を受動的にワイヤレス中継するように構成されたワイヤレス中継するための手段と
を含む、デバイス。
【請求項３０】
ワイヤレス中継するための前記手段がパッシブコイルを含み、ワイヤレス送信するための前記手段が送信コイルを含み、ワイヤレス受信するための前記手段が受信コイルを含む、請求項29に記載のデバイス。
【請求項３１】
入れるための前記手段がハウジングを含む、請求項29に記載のデバイス。
【請求項３２】
ワイヤレス中継するための前記手段が、入れるための前記手段に対して変位可能である、請求項29に記載のデバイス。
【請求項３３】
入れるための前記手段が非導電材料を含む、請求項29に記載のデバイス。
【請求項３４】
前記非導電材料が、プラスチックおよびゴムのうちの少なくとも1つを含む、請求項33に記載のデバイス。
【請求項３５】
ワイヤレス中継するための前記手段が、容量装荷ループコイルおよび容量装荷多巻きコイルのうちの少なくとも1つを含む、請求項29に記載のデバイス。
【請求項３６】
入れるための前記手段が、前記充電可能電子デバイスの周りに少なくとも部分的に嵌合するように構成された、請求項29に記載のデバイス。
【請求項３７】
入れるための前記手段が、入力デバイスおよび出力デバイスのうちの少なくとも1つにデバイスユーザがアクセスすることを可能にするように構成された少なくとも1つのアクセス開口を含む、請求項29に記載のデバイス。
【請求項３８】
ワイヤレス送信するための前記手段が、疎結合レジームのために構成された、請求項29に記載のデバイス。
【請求項３９】
ワイヤレス受信するための前記手段が、強結合レジームのために構成された、請求項29に記載のデバイス。
【請求項４０】
ワイヤレス中継するための前記手段が、入れるための前記手段の外縁の先に延びるその部分を含む、請求項29に記載のデバイス。
【請求項４１】
ワイヤレス中継するための前記手段が、ワイヤレス送信するための前記手段の近距離場結合領域を向上させるように構成され、
ワイヤレス受信するための前記手段が、強結合レジームのために構成され、
ワイヤレス送信するための前記手段が、疎結合レジームのために構成された、請求項29に記載のデバイス。
【請求項４２】
ワイヤレス中継するための前記手段が、前記ワイヤレス送信するための前記手段から前記ワイヤレス受信するための前記手段によって受信され得る電力量を増加させるように構成された、請求項29に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
米国特許法第119条に基づく優先権の主張
本出願は、その開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2009年4月28日に出願された「PARASITIC CAGES」と題する米国特許仮出願第61/173,569号の米国特許法第119条(e)項に基づく優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、一般にワイヤレス電力に関し、より詳細には、ワイヤレス電力伝達のための無給電デバイスおよびその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、各バッテリー電源式デバイスは、それ自体の充電器と、通常はAC電源コンセントである、電源とを必要とする。これは、多くのデバイスが充電を必要とするとき、収拾がつかなくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
送信機と充電すべきデバイスとの間で無線電力伝送を使用する手法が開発されている。これらは概して2つのカテゴリーに入る。1つは、送信アンテナと充電すべきデバイス上の受信アンテナとの間の平面波放射(遠距離場放射とも呼ばれる)の結合に基づくものであり、デバイスは、バッテリーを充電するために放射電力を収集し、それを整流する。アンテナは、結合効率を改善するために共振長のものであり得る。この手法には、電力結合がアンテナ間の距離とともに急速に低下するという欠点がある。したがって、妥当な距離(たとえば、>1〜2m)にわたる充電が困難になる。さらに、システムは平面波を放射するので、フィルタ処理によって適切に制御されない場合、偶発的な放射が他のシステムを妨害することがある。
【０００５】
他の手法は、たとえば、「充電」マットまたは表面中に埋め込まれた送信アンテナと、充電すべきホストデバイス中に埋め込まれた受信アンテナ+整流回路との間の誘導結合に基づく。この手法には、送信アンテナと受信アンテナとの間の間隔が極めて近接している(たとえば、数mm)必要があるという欠点がある。この手法は、同じエリア中の複数のデバイスを同時に充電する機能を有し得るが、このエリアは一般に小さく、したがって、ユーザがデバイスを特定のエリアに配置しなければならない。
【０００６】
送信アンテナは、受信アンテナが送信アンテナから遠ざかるにつれて急速に減少することがある有限近距離場結合モード領域を呈する。さらに、極「近接」結合適用例(すなわち、強結合レジーム)のために構成されたいくつかの受信機は、「近傍」結合(すなわち、疎結合レジーム)システムにおいてワイヤレス電力を効率的に受信することができないことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
送信機と受信機との間の結合を向上させるデバイスおよび方法が必要である。より詳細には、疎結合レジームに従って動作するように構成された送信機と、強結合レジームのために構成された受信機との間の結合を向上させるデバイスおよび方法が必要である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ワイヤレス電力伝送システムの簡略ブロック図である。
【図２】ワイヤレス電力伝送システムの簡略図である。
【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である。
【図４】本発明の例示的な実施形態による送信機の簡略ブロック図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態による受信機の簡略ブロック図である。
【図６】本発明の例示的な実施形態による、ワイヤレス電力伝送システム中の送信機と受信機との近接結合を示す図である。
【図７】例示的な実施形態による、ワイヤレス電力伝送システム中の送信機と受信機との近傍結合を示す図である。
【図８】本発明の例示的な実施形態による、パッシブエネルギーリレーを含むワイヤレス電力伝送システムの機能ブロック図である。
【図９】本発明の例示的な実施形態による無給電アンテナを含むデバイスの図である。
【図１０】図9のデバイスの別の図である。
【図１１】図9および図10のデバイスのさらなる図である。
【図１２】図9および図10のデバイスのさらなる図である。
【図１３】図9および図10のデバイスのさらなる図である。
【図１４】本発明の例示的な実施形態による、無給電アンテナと電子デバイスとを有するデバイスを含むシステムの図である。
【図１５】本発明の例示的な実施形態による、無給電アンテナを有するデバイス内に位置する電子デバイスを含むシステムの図である。
【図１６】本発明の例示的な実施形態による、無給電アンテナとワイヤレス充電器とを有するデバイス内に位置する電子デバイスを含むシステムの図である。
【図１７】図16のシステムの別の図である。
【図１８】本発明の例示的な実施形態による方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
添付の図面とともに以下に示す発明を実施するための形態は、本発明の例示的な実施形態を説明するものであり、本発明が実施され得る唯一の実施形態を表すものではない。この説明全体にわたって使用する「例示的」という用語は、「例、事例、または例示の働きをすること」を意味し、必ずしも他の例示的な実施形態よりも好ましいまたは有利であると解釈すべきではない。発明を実施するための形態は、本発明の例示的な実施形態の完全な理解を与える目的で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され得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態で示す。
【００１０】
「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、または場合によって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。
【００１１】
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。エネルギー伝達を行うための放射界106を発生させるために入力電力102が送信機104に供給される。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。例示的な一実施形態では、送信機104および受信機108は相互共振関係に従って構成され、受信機108の共振周波数と送信機104の共振周波数とが極めて近接している場合、送信機104と受信機108との間の伝送損失は、受信機108が放射界106の「近距離場」に位置するときに最小になる。
【００１２】
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達が行われる。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展開され得る。この近距離場結合が行われ得るアンテナ114および118の周りのエリアを、本明細書では近距離場結合モード領域と呼ぶ。
【００１３】
図2に、ワイヤレス電力伝達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、フィルタおよび整合回路126とを含む。発振器は、調整信号123に応答して調整され得る所望の周波数で信号を発生するように構成される。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まれ得る。
【００１４】
受信機108は、図2に示すバッテリー136を充電するため、または受信機に結合されたデバイス(図示せず)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とを含み得る。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まれ得る。受信機108と送信機104は、別個の通信チャネル119(たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、zigbee、セルラーなど)上で通信し得る。
【００１５】
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」アンテナと呼ばれることもある「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。空芯ループアンテナは、コアの近傍に配置された外来物理デバイスに対してより耐性があり得る。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り得る送信アンテナ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し得る。
【００１６】
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達は、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、エネルギーは、より低い効率で伝達され得る。エネルギーの伝達は、送信アンテナからのエネルギーを自由空間に伝搬するのではなく、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常駐する受信アンテナに結合することによって行われる。
【００１７】
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がアンテナに追加され得る。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達エリアは増加する。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が並列に配置され得る。さらに、当業者なら、送信アンテナの場合、共振信号156はループアンテナ150への入力であり得ることを認識されよう。
【００１８】
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ことがある、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(たとえば、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(たとえば、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。
【００１９】
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(たとえば、>-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させられ得る。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ループアンテナの近距離場結合モード領域(すなわち、近距離場)内に配置されたとき、高い結合レベル(たとえば、-2〜-4dB)を達成することができる。
【００２０】
図4は、本発明の例示的な実施形態による送信機200の簡略ブロック図である。送信機200は、送信回路202と送信アンテナ204とを含む。一般に、送信回路202は、発振信号を供給することによって送信アンテナ204にRF電力を供給し、その結果、送信アンテナ204の周りに近距離場エネルギーが発生する。例として、送信機200は、13.56MHz ISM帯域で動作し得る。
【００２１】
例示的な送信回路202は、送信回路202のインピーダンス(たとえば、50オーム)を送信アンテナ204に整合させるための固定のインピーダンス整合回路206と、受信機108(図1)に結合されたデバイスの自己ジャミングを防ぐレベルまで高調波放出を低減するように構成された低域フィルタ(LPF)208とを含む。他の例示的な実施形態は、限定はしないが、他の周波数をパスしながら特定の周波数を減衰させるノッチフィルタを含む様々なフィルタトポロジーを含み得、また、アンテナへの出力電力または電力増幅器によるDC電流ドローなど、測定可能な送信メトリクスに基づいて変化させられ得る適応型インピーダンス整合を含み得る。送信回路202は、発振器212によって判断されたRF信号を駆動するように構成された電力増幅器210をさらに含む。送信回路は、個別デバイスまたは回路からなるか、あるいは代わりに、一体型アセンブリからなり得る。送信アンテナ204からの例示的なRF電力出力は2.5ワットのオーダーであり得る。
【００２２】
送信回路202は、特定の受信機に対する送信位相(またはデューティサイクル)中に発振器212を使用可能にし、発振器の周波数を調整し、取り付けられた受信機を通して隣接デバイスと対話するための通信プロトコルを実装するために出力電力レベルを調整するための、コントローラ214をさらに含む。
【００２３】
送信回路202は、送信アンテナ204によって発生された近距離場の近傍におけるアクティブ受信機の存在または不在を検出するための負荷感知回路216をさらに含み得る。例として、負荷感知回路216は、送信アンテナ204によって発生された近距離場の近傍におけるアクティブ受信機の存在または不在によって影響を及ぼされる、電力増幅器210に流れる電流を監視する。電力増幅器210に対する負荷の変化の検出は、アクティブ受信機と通信するためのエネルギーを送信するために発振器212を使用可能にすべきかどうかを判断する際に使用するために、コントローラ214によって監視される。
【００２４】
送信アンテナ204は、抵抗損を低く保つように選択された厚さ、幅および金属タイプをもつアンテナストリップとして実装され得る。従来の実装形態では、送信アンテナ204は、一般に、テーブル、マット、ランプまたは他のより可搬性が低い構成など、より大きい構造物との関連付けのために構成され得る。したがって、送信アンテナ204は、一般に、実際的な寸法にするための「巻き」を必要としない。送信アンテナ204の例示的な一実装形態は、「電気的に小形」(すなわち、波長の分数)であり得、共振周波数を定義するためにキャパシタを使用することによって、より低い使用可能な周波数で共振するように同調させられ得る。送信アンテナ204の直径が、または方形ループの場合は、辺の長さが、受信アンテナに対してより大きい(たとえば、0.50メートル)ことがある例示的な適用例では、送信アンテナ204は、妥当なキャパシタンスを得るために必ずしも多数の巻きを必要としない。
【００２５】
送信機200は、送信機200に関連付けられ得る受信機デバイスの所在およびステータスに関する情報を収集し、追跡し得る。したがって、送信機回路202は、(本明細書ではプロセッサとも呼ばれる)コントローラ214に接続された、存在検出器280、密閉検出器290、またはそれらの組合せを含み得る。コントローラ214は、存在検出器280および密閉検出器290からの存在信号に応答して、増幅器210によって送出される電力の量を調整し得る。送信機は、たとえば、建築物中に存在する従来のAC電力を変換するためのAC-DC変換器(図示せず)、従来のDC電源を送信機200に適した電圧に変換するためのDC-DC変換器(図示せず)など、いくつかの電源を通して電力を受信するか、または従来のDC電源(図示せず)から直接電力を受信し得る。
【００２６】
図5は、本発明の例示的な実施形態による受信機300の簡略ブロック図である。受信機300は、受信回路302と受信アンテナ304とを含む。受信機300は、さらに、デバイス350に受信電力を与えるためにデバイス350に結合する。受信機300は、デバイス350の外部にあるものとして示されているが、デバイス350に一体化され得ることに留意されたい。一般に、エネルギーは、受信アンテナ304にワイヤレスに伝搬され、次いで、受信回路302を通してデバイス350に結合される。
【００２７】
受信アンテナ304は、送信アンテナ204(図4)と同じ周波数、または同じ周波数の近くで共振するように同調させられる。受信アンテナ304は、送信アンテナ204と同様に寸法決定され得、または関連するデバイス350の寸法に基づいて別様にサイズ決定され得る。例として、デバイス350は、送信アンテナ204の直径または長さよりも小さい直径寸法または長さ寸法を有するポータブル電子デバイスであり得る。そのような例では、受信アンテナ304は、同調キャパシタ(図示せず)のキャパシタンス値を低減し、受信アンテナのインピーダンスを増加させるために、多巻きアンテナとして実装され得る。例として、受信アンテナ304は、アンテナ直径を最大にし、受信アンテナのループ巻き(すなわち、巻線)の数および巻線間キャパシタンスを低減するために、デバイス350の実質的な周囲の周りに配置され得る。
【００２８】
受信回路302は、受信アンテナ304に対するインピーダンス整合を行う。受信回路302は、受信したRFエネルギー源を、デバイス350が使用するための充電電力に変換するための電力変換回路306を含む。電力変換回路306は、RF-DC変換器308を含み、DC-DC変換器310をも含み得る。RF-DC変換器308は、受信アンテナ304において受信されたRFエネルギー信号を非交流電力に整流し、DC-DC変換器310は、整流されたRFエネルギー信号を、デバイス350に適合するエネルギーポテンシャル(たとえば、電圧)に変換する。部分および完全整流器、調整器、ブリッジ、ダブラー、ならびに線形およびスイッチング変換器を含む、様々なRF-DC変換器が企図される。
【００２９】
受信回路302は、受信アンテナ304を電力変換回路306に接続するため、または代替的に電力変換回路306を切断するためのスイッチング回路312をさらに含み得る。電力変換回路306から受信アンテナ304を切断することは、デバイス350の充電を中断するだけでなく、送信機200(図2)から「見た」「負荷」を変化させる。
【００３０】
上記で開示したように、送信機200は、送信機電力増幅器210に供給されたバイアス電流の変動を検出する負荷感知回路216を含む。したがって、送信機200は、受信機が送信機の近距離場に存在するときを判断するための機構を有する。
【００３１】
例示的な実施形態では、送信機と受信機との間の通信は、従来の双方向通信ではなく、デバイス感知および充電制御機構を指す。言い換えれば、送信機は、近距離場においてエネルギーが利用可能であるかどうかを調整するために、たとえば、送信信号のオン/オフキーイングを使用する。受信機は、エネルギーのこれらの変化を送信機からのメッセージと解釈する。受信機側から、受信機は、近距離場からどのくらいの電力が受容されているかを調整するために受信アンテナの同調および離調を使用する。送信機は、近距離場から使用される電力のこの差異を検出し、これらの変化を、受信機からのメッセージを形成する信号と解釈することができる。
【００３２】
受信回路302は、送信機から受信機への情報シグナリングに対応し得る、受信したエネルギー変動を識別するために使用される、シグナリング検出器およびビーコン回路314をさらに含み得る。さらに、シグナリングおよびビーコン回路314はまた、低減されたRF信号エネルギー(すなわち、ビーコン信号)の送信を検出するために使用され得、また、ワイヤレス充電のための受信回路302を構成するために、低減されたRF信号エネルギーを整流して、受信回路302内の無電力供給回路または電力消耗回路のいずれかをアウェイクするための公称電力にするために使用され得る。
【００３３】
受信回路302は、本明細書で説明するスイッチング回路312の制御を含む、本明細書で説明する受信機300のプロセスを調整するためのプロセッサ316をさらに含む。受信機300のクローキングは、デバイス350に充電電力を供給する外部ワイヤード充電ソース(たとえば、ウォール/USB電力)の検出を含む他のイベントの発生時にも行われ得る。プロセッサ316は、受信機のクローキングを制御することに加えて、ビーコン状態を判断し、送信機から送信されたメッセージを抽出するためにビーコン回路314を監視することもある。プロセッサ316はまた、パフォーマンスの改善のためにDC-DC変換器310を調整し得る。
【００３４】
本明細書で開示する様々な例示的な実施形態は、異なる電力変換手法、およびデバイスポジショニングフレキシビリティを含む送信レンジに基づく異なる結合変形態(variant)(たとえば、ほぼ0距離における充電パッドソリューションのための極「近接」結合または短距離ワイヤレス電力ソリューションのための「近傍」結合)を識別する。極近接結合適用例(すなわち、強結合レジーム、一般に結合係数k>0.1)は、アンテナのサイズに応じて、一般にミリメートルまたはセンチメートルのオーダーの短いまたは極めて短い距離にわたってエネルギー伝達を行う。近傍結合適用例(すなわち、疎結合レジーム、一般に結合係数k<0.1)は、アンテナのサイズに応じて、一般に10cmから2mの範囲の距離において比較的低効率でエネルギー伝達を行う。送信機と受信機との間の「近傍」結合は高効率エネルギー伝達を行わないことがあるが、「近傍」結合は、送信機アンテナに対する(デバイスがアタッチされた)受信機のポジショニングにおけるフレキシビリティを与える。
【００３５】
本明細書で説明する、「近接」結合と「近傍」結合とは、電力源/シンクをアンテナ/結合ネットワークに適応させるために異なる整合手法を必要とし得る。その上、様々な例示的な実施形態は、LF適用例とHF適用例の両方について、および送信機と受信機の両方についての、システムパラメータ、設計ターゲット、実装変形態、および仕様を与える。これらのパラメータおよび仕様の一部は、必要に応じて、たとえば、特定の電力変換手法とより良く整合するために変化し得る。
【００３６】
図6に、例示的な実施形態による、送信アンテナと受信アンテナとの間の第1の結合変形態の機能ブロック図を示す。図6の結合変形態350は、「近傍」結合変形態を示し、「近傍」結合のために使用される高Q共振タンク回路に結合するために使用され得る。結合変形態350は、改善されたまたは高い伝達効率を生じる電力変換回路に整合するためにインピーダンスを変換する。詳細には、結合変形態350は、ある共振周波数で共振するように構成された送信アンテナ352と、同じ共振周波数で共振するように構成された受信アンテナ354とを含む。
【００３７】
送信アンテナ352は、キャパシタC1とインダクタL1とを含む高Qタンク共振器356を含む。受信アンテナ354は、キャパシタC2とインダクタL2とを含む高Qタンク共振器358を含む。近傍結合適用例(すなわち、一般に結合係数k<0.1である疎結合レジーム)は、アンテナのサイズに応じて、一般に10cmから2mの範囲の距離において比較的低効率でエネルギー伝達を行う。
【００３８】
図7に、例示的な実施形態による、送信アンテナと受信アンテナとの間の第2の結合変形態の機能ブロック図を示す。図7の結合変形態380は、例示的な実施形態による「近接」結合変形態を示す。結合変形態380は、図6の送信アンテナ352と受信アンテナ354とを含む結合された直列タンク回路を含み、送信アンテナ352は、キャパシタC1とインダクタL1とを含む高Qタンク共振器356を含み、受信アンテナ354は、キャパシタC2とインダクタL2とを含む高Qタンク共振器358を含む。極近接結合適用例(すなわち、一般に結合係数k>0.1である強結合レジーム)は、アンテナのサイズに応じて、一般にミリメートルまたはセンチメートルのオーダーの短いまたは極めて短い距離dにわたってエネルギー伝達を行う。
【００３９】
概して、共振誘導によるワイヤレス電力伝達は、所与のアンテナパラメータ(たとえば、無負荷Q値、LC比、および送信機ソースインピーダンス)に対して伝達効率が最大になる最適な負荷抵抗を判断することによって改善される。最適な負荷は結合係数kに依存する。反対に、所与の負荷抵抗に対して効率を最大にする最適な受信LC比または負荷変換が存在する。
【００４０】
本発明の例示的な実施形態は、近距離場電力伝達システム中の送信アンテナと受信アンテナとの間の結合を向上させるための方法、システム、およびデバイスを含む。より詳細には、送信アンテナと受信アンテナとの間の結合は、送信アンテナから受信アンテナに向かう電力のフローを向上させ得る、1つまたは複数の追加のアンテナの導入を通して向上され得る。これらの追加のアンテナは、「エネルギーリレー」コイル/アンテナ/ループ、「リピータ」コイル/アンテナ/ループ、またはパッシブコイル/アンテナ/ループとしても知られる、無給電アンテナなど、リピータアンテナを含み得る。無給電アンテナは単に、アンテナループと、アンテナの共振周波数を同調させるための容量性素子とを含み得る。
【００４１】
終端負荷、同調構成要素、共振周波数、および送信アンテナに対する無給電アンテナの配置などのファクタに基づいて、受信アンテナへの電力の結合が向上されるように、電力伝達システム中の送信アンテナと無給電アンテナとの組合せが最適化され得る。無給電アンテナは、送信アンテナから近距離場結合モード領域を再集束および/または再整形して、エネルギーを受信アンテナに結合するのにより好適であり得る第2の近距離場結合モード領域を無給電アンテナの周りに生成し得る。
【００４２】
図8に、例示的な実施形態による、送信機と、無給電エネルギーリレーと、受信機との間の間接的電界結合のために構成されたワイヤレス電力伝送システムの機能ブロック図を示す。ワイヤレス電力伝送システム500は、送信機504と、パッシブエネルギーリレー(無給電共振タンクまたはパッシブ共振タンク)512と、受信機508とを含む。受信機508への電界結合507をもつ、大部分が非放射の電界を発生するパッシブエネルギーリレー512へのエネルギー伝達を行うための電界結合k 506をもつ、大部分が非放射の電界を発生するために、送信機504に入力電力PTXinが与えられる。受信機508は、パッシブエネルギーリレー512によって発生された非放射電界に結合し、出力ポート510に結合されたバッテリーまたは負荷536によって蓄積または消費するための出力電力PRXoutを発生する。
【００４３】
送信機504、パッシブエネルギーリレー512、および受信機508の各々はある距離だけ分離されている。例示的な一実施形態では、送信機504とパッシブエネルギーリレー512とは相互共振関係に従って構成され、パッシブエネルギーリレー512の共振周波数f0と送信機504の共振周波数とが整合されたとき、パッシブエネルギーリレー512が、送信機504によって発生された放射界の「近距離場」に位置する間、送信機504とパッシブエネルギーリレー512との間の伝送損失は最小になる。さらに、パッシブエネルギーリレー512と受信機508とは相互共振関係に従って構成され、受信機508の共振周波数f0とパッシブエネルギーリレー512の共振周波数とが整合されたとき、受信機508が、パッシブエネルギーリレー512によって発生された放射界の「近距離場」に位置する間、パッシブエネルギーリレー512と受信機508との間の伝送損失は最小になる。
【００４４】
送信機504は、エネルギー伝送のための手段を与えるための送信アンテナ514をさらに含み、パッシブエネルギーリレー512は、エネルギーをパッシブ中継するための手段を与えるための無給電アンテナ516をさらに含み、受信機508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518をさらに含む。送信機504は、AC-AC変換器として少なくとも部分的に機能する送信電力変換ユニット520をさらに含む。受信機508は、AC-DC変換器として少なくとも部分的に機能する受信電力変換ユニット522をさらに含む。動作中、送信機504は、無給電アンテナ516の周りの磁気近距離場を発生するためのエネルギーリレー512の「励振器」として機能する。次いで、エネルギーリレー512の磁気近距離場は、受信機508の受信アンテナ518に結合する。したがって、中間エネルギーリレー512は、送信アンテナ514において呈されるエネルギーの伝達が受信機アンテナ518において効果的に受信されることを可能にする。
【００４５】
当業者なら諒解するように、特定の電子デバイス(たとえば、セルラー電話またはポータブルメディアプレーヤ)内に組み込まれる受信機は、極近接結合のために設計(すなわち、整合)され得る。単に例として、セルラー電話内に組み込まれる受信機は、強結合レジーム中の極めて短い距離にわたって充電パッドからワイヤレス電力を受信するために設計され得る。一方、いくつかのワイヤレス電力システム、より詳細には、ワイヤレス電力システム内のワイヤレス充電器は、「近傍」結合適用例(すなわち、疎結合レジーム)により好適であり得る。単に例として、天井または壁に取り付けられたワイヤレス充電器を含むワイヤレス電力システムは、テーブル上に位置し、ワイヤレス充電器の近傍(たとえば、10cmから2m内)にある受信機にワイヤレス電力を送信するのに好適であり得る。したがって、疎結合レジーム内で、極近接結合のために設計された受信機を充電しようと試みると、充電効率が不十分になり得る。
【００４６】
本明細書で説明する様々な例示的な実施形態は、少なくとも1つの無給電アンテナがそれに結合されたデバイスであって、1つまたは複数の受信アンテナを含み得る、充電可能デバイスを収容するように構成されたデバイスを対象とする。図9および図10に、ハウジング804(たとえば、スリーブ、ケース、またはケージ)と、上記で説明した無給電アンテナ516など、無給電アンテナとして構成され得る少なくとも1つのアンテナ802とを含むデバイス800を示す。より詳細には、アンテナ802は、近距離場によるエネルギーを受信し、再送信するように構成された無給電アンテナを含み得る。単に例として、アンテナ802は、容量装荷ループアンテナ、容量装荷多巻きコイル、またはそれらの組合せを含み得る。当業者なら諒解するように、アンテナ802は、アンテナの共振周波数(たとえば、13.56MHz)を同調させるためのLC定数を含み得る。たとえば、アンテナ802は、近距離場結合モード領域を再集束し、および/または送信アンテナから近距離場結合モード領域を再整形して、エネルギーを受信アンテナに結合するのにより好適であり得る第2の近距離場結合モード領域をアンテナ802の周りに生成し得る。
【００４７】
図10に示す例示的な一実施形態によれば、アンテナ802は、その少なくとも一部分が、ハウジング804の外面内に位置し(すなわち、アンテナ802の少なくとも一部分がハウジング804によって少なくとも部分的に囲まれ)、少なくとも一部分がハウジング804の外面の先に延びることを可能にするように構成され得る。アンテナ802がハウジング804に対して移動可能であり得、したがって、ハウジング804の外面の先に延びるアンテナ802の部分のサイズは調整可能であり得ることに留意されたい。図9に示すように、アンテナ802は、ハウジング804の外面内に十分に引っ込められるとして示されている。対照的に、図10に示すように、アンテナ802の少なくとも一部分は、ハウジング804から外に延びている。別の例示的な実施形態によれば、アンテナ802は、ハウジング804の表面に結合され得る。
【００４８】
図9〜図13に関して、ハウジング804は、任意の非導電材料を含み得る。単に例として、ハウジング804は、プラスチック、ゴム、またはそれらの組合せを含み得る。さらに、例示的な一実施形態によれば、ハウジング804は、単に例として、セルラー電話、ポータブルメディアプレーヤ、カメラ、または任意のそれらの組合せなど、電子デバイスを収容するように構成され、サイズ決定され得る。言い換えれば、ハウジング804は、電子デバイスの周りに少なくとも部分的に確実に嵌合するように構成され得る。より詳細には、単に例として、ハウジング804は、アンテナ802が、電子デバイスに結合され、関連付けられた受信アンテナに近接して配置されることを可能にする方法で、電子デバイスを受けるように構成され、サイズ決定され得る。1つまたは複数の例示的な実施形態によれば、ハウジング804は、電子デバイスの周りにぴったり嵌合するように構成され得ることに留意されたい。別の例示的な実施形態によれば、ハウジング804の表面は、電子デバイスの表面に着脱自在に取り付け可能であり得る。
【００４９】
さらに、ハウジング804は、デバイスユーザが1つまたは複数の入力または出力デバイスにアクセスすることを可能にするように構成された1つまたは複数のアクセス開口810を含み得る。たとえば、ハウジング804は、デバイスユーザが、ハウジング804内に位置する電子デバイスのディスプレイパネル、コネクタ、または他の周辺機器(たとえば、ボタン)にアクセスすることを可能にするために、1つまたは複数のアクセス開口810を含み得る。ハウジング804は、電子デバイスの少なくとも一部分を受けるように構成された任意の知られている好適なデバイスを含み得ることに留意されたい。単に例として、ハウジング804は、スリーブ、シェル、ケージ、ケース、カバー、またはそれらの任意の組合せを含み得る。図13に示すアンテナ802は、図11または図12に示すアンテナ802よりも引っ込められた状態にあるとして示されている。十分に引っ込められた場合と比較して、少なくとも部分的にハウジング804から延びるアンテナ(すなわち、アンテナ802)は、デバイスユーザによってより容易に引き出され得ることに留意されたい。
【００５０】
図14に、任意の知られている好適な充電可能デバイスを含み得る、電子デバイス820を含むシステム813を示す。電子デバイス820は、別のアンテナ(たとえば、アンテナ802)からワイヤレス送信された電力を受信するように構成された少なくとも1つの受信アンテナ822を含み得る。より詳細には、アンテナ822、および図8の受信機508などの関連する受信機は、関連する近距離場領域内に位置する別のアンテナから送信されたワイヤレス電力を受信するように構成され得る。さらに、電子デバイス820は、受信電力を電子デバイス820のバッテリー(たとえば、図8のバッテリー536)内に蓄積するように構成され得る。矢印824によって示されるように、電子デバイス820は、デバイス800のハウジング804内に位置するように構成され得る。図15に、ハウジング804内に位置する電子デバイス820を含むシステム811を示し、アンテナ822の少なくとも一部分は、アンテナ802の少なくとも一部分に近接して配置される。
【００５１】
図15を参照すると、アンテナ802がない場合、(たとえば、受信電力変換による)受信アンテナ822の装荷は、疎結合レジームにおいてエネルギーを受信するのに最適でなく、その結果、エネルギー伝達効率が極めて低くなることがある。しかしながら、装荷は、強結合レジームにおいては最適またはほぼ最適であり得る。システム811へのアンテナ802の追加により、電力変換によって与えられる負荷抵抗が最適またはほぼ最適であり得るようにインピーダンス変換が実施され、疎結合レジームにおいて動作させた場合に伝達効率が最大になり得る。言い換えれば、アンテナ802の追加は、アンテナ822が関連する受信電力変換ユニット(たとえば、受信電力変換ユニット522)によって装荷された場合にアンテナ802を最適にまたはほぼ最適に装荷する結合およびインピーダンス変換ネットワークへのアンテナ822の効果および機能を変更し得る。図15に示す実施形態では、アンテナ802は1次エネルギー受信アンテナと見なされ得、アンテナ822は結合およびインピーダンス変換ネットワークと見なされ得る。
【００５２】
図16に、ワイヤレス充電器852と、関連するハウジング804内に位置する電子デバイス820を含むデバイス800とを含むシステム850を示す。ワイヤレス充電器852は、関連する近距離場領域内で電力をワイヤレス送信するように構成された少なくとも1つの送信アンテナ854を含み得る。より詳細には、送信アンテナ854、および図8の送信機504などの関連する送信機は、関連する近距離場領域内の受信機にワイヤレス電力を送信するように構成され得る。図17は、ワイヤレス充電器852と、デバイス800のハウジング804内に位置する電子デバイス820とを含むシステム850の別の図である。例示的な一実施形態によれば、「近接」結合に概して整合され得る電子デバイス820は、インピーダンス変換のためにアンテナ802を利用することによって、近傍結合に概して整合され得るワイヤレス充電器852から電力をワイヤレス受信し得ることに留意されたい。
【００５３】
アンテナ822と比較して、アンテナ802は、電子デバイス820内の電子回路からより遠く離れて配置され得、したがって、動作中、アンテナ822と比較して、アンテナ802はそれほど減衰されず、関連する磁界は電子回路によってそれほど妨害されず、その結果、パフォーマンスの利得が生じることがある。さらに、上記のように、アンテナ802は、ハウジング804に対して変位されるように構成され得、したがって、ハウジング804から外に、電子デバイス820から離れて延び得る。その結果、電子デバイス820内の電子回路によって引き起こされたアンテナ802の減衰はさらに低減され、したがってパフォーマンスがさらに増加し得る。
【００５４】
システム850の1つの企図された動作では、送信アンテナ854は電力をワイヤレス送信し、その電力はアンテナ802によって受信され、アンテナ802は、送信アンテナ854と同じ周波数またはほぼ同じ周波数で共振するように同調させられる。電力を受信すると、アンテナ802は、アンテナ802の近距離場内で電力を送信し得る。アンテナ802によって送信された電力は、受信アンテナによって受信され得、受信アンテナは、関連する近距離場結合モード領域内に位置し、アンテナ802と同じ周波数またはほぼ同じ周波数で共振するように同調させられる。たとえば、アンテナ802からワイヤレス送信された電力は、電子デバイス820内のバッテリー(たとえば、図8のバッテリー336)に結合されたアンテナ822によって受信され得る。より詳細には、アンテナ802からワイヤレス送信された電力は、アンテナ822と、電子デバイス820内のバッテリーに結合され得る、受信機508(図8参照)など、関連する受信機とによって受信され得る。上記で説明したように、無給電アンテナを利用することは、近距離場結合モード領域を再集束させること、近距離場結合モード領域を再整形すること、または任意のそれらの組合せによって、デバイスの充電速度を増加させ得る。
【００５５】
図18は、1つまたは複数の例示的な実施形態による方法680を示すフローチャートである。方法680は、充電可能デバイスがその中に配置されたハウジングに結合された少なくとも1つの無給電アンテナを用いて、第1の近距離場結合モード領域中の近距離場から電力をワイヤレス受信するステップ(符号682によって示す)を含み得る。方法680は、少なくとも1つの無給電アンテナを用いて近距離場から向上した近距離場を発生するステップ(符号684によって示す)をさらに含み得る。さらに、方法680は、充電可能デバイスに結合された少なくとも1つの受信アンテナにおいて向上した近距離場から電力をワイヤレス受信するステップ(符号686によって示す)を含み得る。
【００５６】
本明細書で説明する本発明の様々な例示的な実施形態は、電子デバイスに関連する受信機の向上したワイヤレス充電効率を可能にし得る。より詳細には、受信機に近接して配置され、ワイヤレス充電器からワイヤレス電力を受信し、受信した電力を再放射するように構成された無給電アンテナの使用によって、極「近接」結合のために設計され得る受信機のワイヤレス充電効率が向上され得る。その上、本発明の例示的な実施形態は、デバイス電子回路によって引き起こされる無給電アンテナの減衰を低減することを可能にする。
【００５７】
情報および信号は多種多様な技術および技法のいずれかを使用して表され得ることを、当業者は理解されよう。たとえば、上記の説明全体にわたって言及され得るデータ、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され得る。
【００５８】
さらに、本明細書で開示した例示的な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、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され得ることを、当業者は諒解されよう。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し得るが、そのような実装の決定は、本発明の例示的な実施形態の範囲からの逸脱を生じるものと解釈すべきではない。
【００５９】
本明細書で開示した例示的な実施形態に関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論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書で説明した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され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、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、または状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、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され得る。
【００６０】
本明細書で開示した例示的な実施形態に関して説明した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されるか、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されるか、またはその2つの組合せで実施され得る。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し得る。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と一体であり得る。プロセッサおよび記憶媒体はASIC中に常駐し得る。ASICはユーザ端末中に常駐し得る。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し得る。
【００６１】
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、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。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されるか、あるいはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。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コンピュータ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され得る任意の利用可能な媒体であり得る。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または他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、あるいは命令また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され得、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を含むことができる。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。たとえば、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。本明細書で使用するディスク(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(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(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。
【００６２】
開示した例示的な実施形態の前述の説明は、当業者が本発明を製作または使用できるようにするために提供したものである。これらの例示的な実施形態の様々な修正は当業者には容易に明らかとなり、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され得る。したがって、本発明は、本明細書に示す例示的な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である。
【符号の説明】
【００６３】
100  充電システム
102  入力電力
104  送信機
106  放射界
108  受信機
110  出力電力
112  距離
114  送信アンテナ
114  アンテナ
118  受信アンテナ
118  アンテナ
122  発振器
123  調整信号
124  電力増幅器
125  制御信号
126  フィルタおよび整合回路
132  整合回路
134  整流器およびスイッチング回路
136  バッテリー
150  ループアンテナ
152  キャパシタ
154  キャパシタ
156  共振信号
200  送信機
202  送信回路
204  送信アンテナ
206  インピーダンス整合回路
208  低域フィルタ(LPF)
210  電力増幅器
210  増幅器
212  発振器
214  コントローラ
216  負荷感知回路
280  存在検出器
290  密閉検出器
300  受信機
302  受信回路
304  受信アンテナ
306  電力変換回路
308  RF-DC変換器
310  DC-DC変換器
312  スイッチング回路
314  ビーコン回路
316  プロセッサ
350  デバイス
350  結合変形態
352  送信アンテナ
354  受信アンテナ
356  高Qタンク共振器
358  高Qタンク共振器
380  結合変形態
500  充電可能デバイス
504  送信機
506  電界結合
507  電界結合
508  受信機
510  出力ポート
512  パッシブエネルギーリレー
514  送信アンテナ
516  無給電アンテナ
518  受信アンテナ
520  送信電力変換ユニット
522  受信電力変換ユニット
536  バッテリーまたは負荷
800  デバイス
802  アンテナ
804  ハウジング
810  アクセス開口
811  システム
813  システム
820  電子デバイス
822  受信アンテナ
850  システム
852  ワイヤレス充電器
854  送信アンテナ
850  システム
【図１】
0005411353.tif 000002
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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