(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各送信器モジュールが受信器に誘導的に電力を送信するため他の送信器モジュールと接続される送信器モジュールの装置であって、前記装置の送信器モジュールは、少なくとも一つの送信器セルと、電源を共有するための隣接する送信器モジュールと接続するための相互接続ユニットとを有し、各送信器セルが受信器へ電力を送信する一つの送信器コイルを持ち、前記送信器モジュールは、電力送信表面を形成するため隣接する送信器モジュールに適合するように形づくられている外周を持ち、前記少なくとも一つの送信器セルは、前記電力送信表面が前記電力送信表面に延在している隣接する送信器コイルの連続的なパターンにより構成されるように配置され、
前記送信器モジュールの前記外周が正六角形の外周の部分に従って形づくられた、送信器モジュールの装置。
【請求項２】
前記送信器モジュールは、送信器セルの第１層及び送信器セルの少なくとも一つの他の層を有し、前記他の層の送信器コイルが第１層の少なくとも２つの送信器コイルに重なっている、請求項１に記載の送信器モジュールの装置。
【請求項３】
前記外周が、ステップ形状プロフィールを具備し、前記他の層が前記外周の一部で第１層を越えて延在する、請求項２に記載の送信器モジュールの装置。
【請求項４】
前記送信器モジュールの前記外周が、第１の周辺位置に延長部分と、第２の周辺位置に相補的切り欠き部分とを具備し、第１の周辺位置は、前記延長部分及び前記切り欠き部分を介して機械的固定を供給するため隣接するモジュールの第２の周辺位置と隣接している、請求項１に記載の送信器モジュールの装置。
【請求項５】
前記相互接続ユニットは、前記隣接する送信器モジュールの雌コネクタと接続するための雄型ピンであって、前記電力送信表面と平行の前記雄型ピンと、前記隣接する送信器モジュールの雄コネクタと接続するため、又は、前記電力送信表面と平行の連結管ピンを介して前記隣接する送信器モジュールの雌コネクタと接続するための雌コネクタと、前記隣接する送信器モジュールの雌コネクタと接続するための雄コネクタであって、前記雄型ピンが前記電力送信表面に垂直である、当該雄コネクタと、前記隣接する送信器モジュールの雄コネクタと接続するため、又は、前記電力送信表面に垂直である連結管ピンを介して前記隣接する送信器モジュールの雌コネクタと接続するための雌コネクタと、接触ばねを介して接続可能な接触領域を持つコネクタとのうちの少なくとも一つを有する構成を持つ、請求項１に記載の送信器モジュールの装置。
【請求項６】
前記相互接続ユニットは、逆接続安全性を供給するために、前記送信器モジュールが意図されたように配置されるとき、第１の周辺位置及び第２の周辺位置は整合し、前記送信器モジュールが意図されたように配置されていないとき、第１の周辺位置及び第２の周辺位置は整合しない、第１の周辺位置の周囲に沿って配置された接続部及び第２の周辺位置の前記隣接する送信器モジュールの相補的接続と、前記送信器モジュールが前記電力送信表面に配置されるとき、中央の位置が前記隣接する送信器モジュールの中央の位置と整合する当該中央の位置に関して複製となる、周囲に沿って配置された接続と、前記相互接続ユニット間の交差したワイヤ連結管を有する接続と、前記送信器モジュールが前記電力送信表面に配置されるとき中央の位置が整合する当該中央の位置で、周囲に沿って配置された同軸の接続と、前記送信器モジュールが前記電力送信表面に配置されるとき、中央の位置が整合する当該中央の位置で前記電力送信表面に垂直に積み重なって配置された接続とのうちの少なくとも一つを有する電気的構成を持つ、請求項１又は５に記載の送信器モジュールの装置。
【請求項７】
前記相互接続ユニットが、前記送信器モジュールと前記他の送信器モジュールとの間の通信接続を供給する、請求項１に記載の送信器モジュールの装置。
【請求項８】
前記相互接続ユニットは、少なくとも２つの別々の電力供給信号と、共通の通信バスと、ローカル通信バスと、仮想の共通の通信バスと、接続されたモジュール検知信号と、同期化信号とのうちの少なくとも一つを有する接続のために配置される、請求項７に記載の送信器モジュールの装置。
【請求項９】
前記送信器モジュールは、更に、前記送信器モジュールから受信器への電力送信を制御するためのコントローラを有し、前記コントローラは、前記電力送信表面に配置される種々異なる送信器モジュールの送信器セル間の電力制御を調整することと、前記電力送信表面に配置された他の送信器モジュールに関して、前記送信器モジュールの位置及び向きを決定することと、前記電力送信表面に配置された異なる送信器モジュールの少なくとも一つの他の送信器セルで少なくとも送信器セルをグループ化することと、前記電力送信表面に配置された異なる送信器モジュール間に位置される受信器を検出することとのうちの少なくとも一つのために配置される、請求項１、７又は８に記載の送信器モジュールの装置。
【請求項１０】
前記送信器モジュールは、前記送信器モジュールを識別するための識別情報と、各送信器セルを識別するための送信器セルアドレス情報と、送信器モジュールタイプを識別するためのタイプ情報とのうちの少なくとも一つを保存するためのメモリを有し、前記コントローラは、前記相互接続ユニットを介して、前記電力送信表面に配置される異なる送信器モジュールの上記情報の少なくとも一つを送信する、請求項９に記載の送信器モジュールの装置。
【請求項１１】
前記コントローラは、ユーザインタフェースを持つ制御装置を介して、位置及び向き情報を受信することと、前記送信器モジュールの接続の間、隣接する送信器モジュールの少なくとも一つの制御信号を検出することと、前記送信器モジュールの装置を有するモジュラ電力送信システムのマスターコントローラと通信することと、隣接する送信器モジュールと通信することとのうちの少なくとも一つにより、前記電力送信表面に配置される他の送信器モジュールに関して前記送信器モジュールの位置及び向きを決定する、請求項９に記載の送信器モジュールの装置。
【請求項１２】
補充モジュールを更に有し、前記補充モジュールは、電力送信表面を形成する隣接する送信器モジュールへの少なくとも一つの向きに適合するように形づくられている少なくとも一つの外周部分と少なくとも一つの他の周囲部分とを持ち、送信器モジュールに隣接する外周部分は、前記隣接する送信器モジュールの外周に従って形づくられ、送信器モジュールに隣接していない他の周囲部分は、前記電力送信表面へ直線の境界を付与するために直線である、請求項１に記載の送信器モジュールの装置。
【請求項１３】
拡張モジュールを更に有し、前記拡張モジュールは、電力送信表面を形成する隣接する送信器モジュールへの少なくとも一つの向きに適合するように形づくられている少なくとも一つの外周部分を持ち、送信器モジュールに隣接する外周部分は、前記隣接する送信器モジュールの外周に従って形づくられ、前記拡張モジュールは、隣接する送信器モジュールへ電源を供給するための相互接続ユニット、異なる送信器モジュール間の通信若しくは電力送信を制御するためのシステムコントローラ、異なる送信器モジュール間の通信若しくは電力送信を制御可能にするためのオペレーショナルインタフェース、又は、異なる送信器モジュール若しくは受信器間のデータ送信若しくは通信を可能にするためのデータインタフェースを有する、請求項１に記載の送信器モジュールの装置。
【請求項１４】
送信器モジュールが受信器に誘導的に電力を送信するために接続される、請求項１に記載の送信器モジュールの装置を有する、モジュラ電力送信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導的無線電力送信システムを使用する電力送信技術の分野に関し、特に、電力を誘導的に受信器へ送信するため誘導的電力システムでの使用のための送信器モジュールに関する。
【０００２】
本発明は、更に、モジュラ誘導的電力システム用の補充モジュール及び拡張モジュールに関する。
【背景技術】
【０００３】
携帯電話、ＰＤＡ、遠隔制御装置、ノートブック等のようなバッテリ給電装置のバッテリを充電するか、又はランプ若しくは台所機器のような電力装置に直接充電するために、無線電力送信を可能にする誘導的電力システムが適用できる。電力を送信するか又はモバイル装置を充電するための誘導的電力システムは、一般に知られている。システムは、個別に活性化でき、これにより交流磁場を生成する一つ以上の送信器コイルを有する、以下に送信器モジュールと呼ばれる電力送信装置を有する。誘導的電力システムは、充電されるか又は電力を備えている装置又は装置の一部に接続可能である以下に受信器と呼ばれる電力受信装置へ電力を送信するために用いられる。電力を受信するために、電力受信装置は受信器コイルを具備し、活性化された送信器コイルにより供給される交流磁場が電流を誘導する。この電流は、負荷を駆動でき、例えば、バッテリを充電し、ディスプレイに給電でき、又はランプを点灯できる。
【０００４】
文献米国特許ＵＳ７，５７６，５１４は、電子回路装置を再充電可能にするように設計された平面誘導的バッテリ充電システムを記述する。当該システムは、再充電されるべき装置が配置される平面電力表面を含む。少なくとも一つの送信器コイルが電力表面内にあり、好ましくは、再充電されるべき装置内に形成される受信器コイルとエネルギーを誘導的に結合させる送信器コイルのアレイが電力表面内にある。送信器コイルの実質的に一定の密度を持つ連続的な電力表面を提供する送信器コイルの様々な配置が、説明されている。斯様なアレイのアプリケーションは、無線装置を給電するため、例えばバッテリを充電するため、家具に一体化された、又は、床若しくは壁カバーとしての通常の電力表面でもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
既知の無線誘導的電力システムは、送信器領域のサイズが予め決められているという課題を持つ。しかしながら、多くの場合、必要とされる領域は変化するので、所定サイズを持つシステムは柔軟性を欠いている。適当な数のコイルを選択することにより、送信器領域は、任意のサイズに選択できる。しかしながら、その後、サイズは固定され、拡張できない。所定サイズシステムの２つ以上がまとめられる場合、これらのシステムの境界は結合されるように設計されていないので、システム間のギャップがあるだろう。これらの位置で、オペレーション（例えば電力送信）は、適切に提供されない。更にまた、個々のシステムは、互いに協働するように設計されていない。
【０００６】
本発明の目的は、電力送信システムに用いられる送信器モジュールを提供することにある。送信器モジュールは、柔軟性を維持すると共に、任意のサイズまで容易に拡張できるシステムを形成するため、他の送信器モジュールと接続されることを意図される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のために、本発明の第１の態様によると、モジュラ誘導的電力システムに用いられる送信器モジュールが、提案される。当該システムは、受信器に誘導的に電力を送信するための他の送信器モジュールと接続される送信器モジュールを有する。好ましくは、他の送信器モジュールは、形状及びコイル配列に関して当該送信器モジュールと同じである。これは、システム設計を単純にする。送信器モジュールは、少なくとも一つの送信器セルを有し、各送信器セルが受信器へ電力を送信する一つの送信器コイルを持ち、前記送信器モジュールは、電力送信表面を形成するため隣接する送信器モジュールに適合するように形づくられている外周を持ち、前記少なくとも一つの送信器セルは、前記電力送信表面が前記表面に延在している隣接する送信器コイルの連続的なパターンにより構成されるように設けられ、前記送信器モジュールは、電源を共有するための隣接する送信器モジュールと接続するための相互接続ユニットを有する。
【０００８】
送信器セルの外側形状は、セルが並んで配置されるとき、隣接する送信器コイルの密度の高いパターンを可能にするように形成される。例えば、セルの形状は正多角形、例えば六角形又は正方形であり、セルは隣接し合い、中断することなく規則的に配置されている。モジュールの外周は送信器セル形状の区域により構成され、従ってセルの基本的な形状により可能にされる任意の方向に並べてモジュールを配置可能にする。多くのモジュールがそのように配置されるとき、送信器セル及びそれぞれのコイルは、任意のサイズの領域の連続的なパターンを構成する。コイルが同じモジュール内にあるか、又は異なるモジュール内にあるかにかかわらず、送信器コイルの間の距離は常に等しい。この連続的なパターンのおかげで、ユーザは、電力送信表面のどこにでも受信器を置くことができる。また、システムは、良好な効率を持つ大きい受信コイルを具備する受信器の役に立つことができる。相互接続ユニットは、並んで配置される全てのモジュールに好適には少なくとも電源を提供する。
【０００９】
送信器モジュールの実施例において、送信器モジュールは、受信器へ電力送信を制御するためのコントローラ、例えばそれぞれの送信器コイルを起動させるためのスイッチユニットを有する。コントローラは、各送信器モジュールの自立的な動作を可能にする、すなわち、コントローラは、電力送信及び／又は受信器との通信のような可能性がある他の機能の自主的制御を可能にするために、ローカル知能を具備する。このとき、隣接するモジュールが存在するかどうかにかかわらず、モジュールは、受信器への電力送信を自主的に制御する。当該手法は、追加モジュールを加えることにより任意のサイズに拡張可能である誘導的電力表面が形成されるという効果を持つ。
【００１０】
送信器モジュールの実施例において、外周を構成する部分に対して、送信器セルは、六角形のような正多角形、花弁の規則的形状、又は、外周パターンが隣接する送信器モジュールに嵌合し、全体の電力表面に沿って連続的なコイル配列を可能にする限り、突出部が隣接する送信器モジュールの凹部に嵌合され、凹部が隣接するモジュールの突出部に嵌合される凹凸部を持つ他の任意の曲線パターンに従って形成されてもよい。連続的なコイルおかげで、誘導的フィールドの配置変化が低減される。
【００１１】
送信器モジュールの実施例において、前記外周が、第１の周辺位置に延長部分と、第２の周辺位置で相補的切り欠き部分とを更に具備し、前記モジュールが電力表面に配置されるとき、第１の周辺位置は、前記延長部分及び前記切り欠き部分を介して機械的固定を供給するため隣接するモジュールの第２の周辺位置と隣接している。これは、電力表面の機械的安定性が強化される利点を持つ。
【００１２】
送信器モジュールの実施例において、モジュールが電力表面内に配置されるとき、相互接続ユニットは、電力表面と平行した連結管ピンを介して隣接する送信器モジュールと接続するための雌コネクタの構成を持つ。これは、電力表面の外側端縁で、何れの接触ピンも伸びていないという利点を持つ。
【００１３】
送信器モジュールの実施例において、モジュールが電力表面内に配置されるとき、相互接続ユニットは、隣接する送信器モジュールの第２の周辺位置で相補的接続部と接続するための第１の周辺位置で周囲に沿って配置される接続部の電気的構成を持ち、逆接続安全性を提供するために、意図されるようにモジュールが配置されるとき第１及び第２の位置は整合し、モジュールが意図されずに配置されるとき第１及び第２の位置は整合していない。モジュールが少なくとも一つの回転位置において対称形である点に留意されたい。当該特徴は、適切に配置されるときモジュールは意図される接続を持つ一方で、異なる回転位置にモジュールを置くことは、結果的に、逆接続安全性と呼ばれている、相互接続ユニットが異なる、整合されていない位置にあることになるという効果を持つ。
【００１４】
送信器モジュールの実施例において、相互接続ユニットは、送信器モジュールと他の送信器モジュールとの間の通信接続を供給するために配置される。これは、コントローラがモジュール内でデータを交換可能にされる効果を持つ。例えば、受信器がモジュール境界間に配置されるとき、好適には、電力送信及び他のタスクが、モジュール間で調整できる。
【００１５】
送信器モジュールの実施例において、コントローラは、電力表面に配置される他の送信器モジュールに関して送信器モジュールの位置及び向きを決定するために配置される。本願において送信器モジュールを決定することは、モジュールが相互接続ユニットを介して接続された他のモジュールと通信し、他のモジュールに関して電力表面内のどこにどのように配置されているかを検出する機能である。その後、モジュールは、モジュール自体を電力表面内の位置及び向きに割り当てる。これは、モジュールが、例えば一つ以上の特定の受信器を起動させるため、電力表面内の特定の位置を示す命令に応答できるという利点を持つ。
【００１６】
送信器モジュールの実施例において、送信器モジュールは、電力表面内に配置されるとき、送信器モジュールを識別するための識別情報を格納するためのメモリを有する。識別情報は、固定記憶装置に格納されているか、配線されているか、又は切換可能であり、例えば製造中に、又は取付けフェーズの間に設定される。これは、モジュールが個別にアドレス指定できる利点を持つ。
【００１７】
実施例において、補充モジュールは、上記に規定されるようにモジュラ誘導的電力システムで使用のために供給され、補充モジュールは、電力送信表面を形成している隣接する送信器モジュールへの少なくとも一つの向きに適合させるように形成され、送信器モジュールに隣接する外周部分は、隣接する送信器モジュールの外周及び少なくとも一つの外の外周部分に従って形成され、送信器モジュールに隣接していない当該外の外周部分は、電力表面への直線の境界を示すために直線である。電力表面に配置されるとき、補充モジュールは、好適には、電力表面に対する直線の外周を供給する。
【００１８】
実施例において、拡張モジュールは、上記に規定されるようにモジュラ誘導的電力システムで使用のために供給され、拡張モジュールは、電力送信表面を形成している隣接する送信器モジュールへの少なくとも一つの方向に適合させるように形成され、送信器モジュールに隣接する外周部分は、隣接する送信器モジュールの外周に従って形成され、当該拡張モジュールは、隣接する送信器モジュール、又は電力送信若しくは種々異なる発振器モジュール間の通信を制御するためのシステムコントローラへ電源を提供するための相互接続を有するか、電力送信若しくは種々異なる発振器モジュール間の通信の制御を可能にするオペレーショナルインタフェースを有するか、又は、データ送信若しくは種々異なる送信器モジュール、受信器間の通信を可能にするためのデータインタフェースを有する。電力表面に配置されるとき、拡張モジュールは、好適には、電力表面への共有電源を有するか、送信器モジュール間に調整機能を可能にするための中央コントロールユニットを有するか、ユーザがシステムを制御可能にするオペレーショナルインタフェースを有するか、又は、データ送信又は異なる送信器モジュール若しくは受信器間の通信を可能にするためのデータインタフェースを有する。
【００１９】
本発明による装置及び方法の他の好ましい実施例は、参照によりここに組み込まれる添付の請求の範囲及び明細書で与えられる。
【００２０】
本発明のこれら及び他の態様は、添付の図面を参照して、以下の説明において例示として説明される実施例を参照して明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、送信器コイルの正方形の配列を示す。
【図２】図２は、送信器コイルの正六角形の配列を示す。
【図３】図３は、六角形の送信器セルを示す。
【図４】図４は、六角形の送信器セルに基づく送信器モジュールを示す。
【図５】図５は、３―コイルモジュールの電力表面を示す。
【図６】図６は、７―コイルモジュールの電力表面に示す。
【図７】図７は、６―コイルモジュールの電力表面を示す。
【図８】図８は、６―コイルモジュールの狭いストライプ形状電力表面を示す。
【図９】図９は、６―コイルモジュールの広いストライプ形状電力表面を示す。
【図１０】図１０は、機械的固定レイアウトを示す。
【図１１】図１１は、水平ピンを持つ機械的コネクタレイアウトを示す。
【図１２】図１２は、垂直ピンを持つ機械的コネクタレイアウトを示す。
【図１３】図１３は、相互接続ユニットの電気的レイアウト及び位置を示す。
【図１４】図１４は、対称形のピン割当てにより逆接続安全性を持つ電気的コネクタレイアウトを示す。
【図１５】図１５は、２つの雌のコネクタプラグ及び雄の交差ワイヤ連結管を持つ電気的コネクタレイアウトを示す。
【図１６】図１６は、正しい向きを持つモジュールの相互接続を示す。
【図１７】図１７は、逆接続安全性を示す。
【図１８】図１８は、補充モジュールと接続される６―コイルモジュールを持つ２つの活性領域を持つ電力表面を示す。
【図１９】図１９は、６―コイルモジュール及び補充モジュールのストライプ領域を示す。
【図２０】図２０は、送信器モジュール及び受信器の断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図は、単なる模式図であって、一定の比率で描かれてはいない。図において、すでに説明された要素に対応する要素は、同一参照番号を持つ。
【００２３】
図１は、送信器セルの正方形の配列を示す。送信器コイル１１の配列は、線により示される正方形の領域に置かれているコイルで示される。矢印１４により示されるコイルにより構成される電力表面のサイズは、予め決められていて、垂直ドット１２及び水平ドット１３により示されるように垂直又は水平方向に表面を拡張することにより選択できる。様々な同様の配列は可能であり、例えば、三角形配列も可能である。
【００２４】
図２は、送信器セルの正六角形の配列を示す。送信器コイル２１の配列は、薄い線により示される六角形の領域２２に置かれているコイルで示される。コイルにより構成される電力表面のサイズは、予め決められていて、垂直ドット２３及び水平ドット２４により示されるように垂直又は水平方向に表面を拡張することにより選択できる。図１及び図２のような予め定められた規則正しい配列において、個々のコイルの形状は、配列に適合し、例えば、正方形の配列に対して正方形の形状であり、六角形の配列に対して六角形の形状である。しかし、また、円形コイルも用いられ、これはデザイン計算をより単純にする。斯様な説明されたコイル形状を使用している規則正しい予め決められた配列は、例えば米国特許７，５７６，５１４を参照して知られている。
【００２５】
更にまた、米国特許出願公開公報２００９／００９６４１３Ａ１において、図８に関する段落［０１５７］において、モジュラ電力パッドの例を説明していることに留意されたい。矩形のパッドは、複数の装置を給電するために、一方向に接続されている。しかしながら、斯様な一連のパッドは、連続的な拡張可能な電力表面を構成しない。その上、パッドは、中央通信及び記憶ユニットを必要とする別々のユニットであり、自立的に動作できない。
【００２６】
図３は、六角形の形状の送信器セルを示す。送信器セル３０は、正多角形で、図において正六角形３１に従って形成される。送信器セルは、送信器コイル３３を有し、加えて、電子回路３４、例えばコイルを担持しているパネルの背面に制御回路を有する。コイルの領域は、コイル境界３２により示されている。回路は、存在検出のためのセンサと、コイルに電流を生成し又は制御する電子回路とを有する。電子回路は、通常、平坦面を受信器に提供するために、コイル３３の背面に位置する。送信器セルは、コイル配列のタイプに関係のある外側の形状を持つ。セルは、六角形の配列で配置されるが、コイルの形状は図３に図示されたように、丸くてもよい。
【００２７】
任意に拡張可能な電力表面を持つモジュール式システムを供給するために、送信器セルは、送信器モジュールに配置される。送信器モジュールは、電力送信表面を形成するため隣接する送信器モジュールに適合するために形づくられる外周を持ち、少なくとも一つの送信器セルは、電力送信表面が当該表面に延在する隣接する送信器コイルの連続的なパターンにより構成されるように、送信器モジュールの外周に配置される。モジュールが連続的電力表面として動作可能にするために、送信器モジュールは、電源を共有するため隣接する送信器モジュールと接続するための相互接続ユニットを持つ。
【００２８】
送信器モジュールは、単一の送信器セルから成ってもよい。しかし、好ましくは、幾つかのセルが、一つのモジュールに組み込まれる。このように、制御電子回路（例えばマイクロプロセッサ、通信回路）は、セルにより共有され、これは電子回路の労力を減らす。モジュールのサイズは、モジュラリティと労力低減との間のトレードオフである。
【００２９】
送信器モジュールは、個々のモジュール間のギャップのない、すなわち連続的なパターンを持つ送信器コイルの規則正しいパターンを提供するように考えられる。好ましくは、各モジュールは、以下に明らかにされるようにモジュールの制御のための労力を減らすために、複数の送信器コイルから成る。継ぎ目のない領域を達成するために、送信器モジュールの外周は、隣接する送信器モジュールの外周に適合する必要があり、発振器セルは、送信器モジュール内で連続的な態様で配置されるべきであり、モジュールの外周は、隣接する送信器モジュールと接続されるとき、異なる送信器モジュール内の２つの隣接する送信器コイルが、送信器モジュールのコイル配列と同じコイル配列に従うように配置されるべきであり、すなわち、隣接するモジュール間の隣接する送信器コイルも、連続的であるべきである。
【００３０】
送信器セルの外縁がモジュールの外周パターンに従う場合、モジュールの外周は、送信器セルの外縁の一部により構成される。矩形配列に対して、モジュール形状は、セルの正方形の形状に従う。六角形のコイル配列は、もっと洗練されたモジュール形状を可能にする。
【００３１】
図４は、六角形の送信器セルに基づいた送信器モジュール４０を示す。例の一つにおいて、送信器セル３０は、太いラインにより模式的に示され、各送信器セルは送信器コイル４６を持つ。送信器モジュール４１の第１の例は、３つの六角形の送信器セルを持つ。第２の例４２は、４つの六角形の送信器セルを持つ。第３の例４３は、７つの六角形の送信器セルを持つ。第４の例４４は、６つの六角形の送信器セルを持つ。各モジュールは外周４５を持ち、一つの例では、モジュールは、外周がモジュールの境界でセルの一部により構成される太いラインにより模式的に示される。以下の図は、これらのモジュールがどのように電力表面のより大きい領域をつくるために結合できるかを示す。
【００３２】
図５は、３―コイルモジュールの電力送信表面を示す。第１の送信器モジュール５１は、第２のモジュール５２と隣接している。第３の送信器モジュール５３は、再び相補的向きで第２のモジュール５２と隣接し、第４のモジュール５４により後続されている。当該パターンは、異なる方向へ任意に拡張可能である。
【００３３】
図６は、７―コイルモジュールの電力表面を示す。第１の送信器モジュール６１は、第２のモジュール６２と隣接している。第３のモジュール６３は、異なる方向にパターンを延長することを示している。
【００３４】
図７は、６―コイルモジュールの電力表面を示す。第１の送信器モジュール７１は、第２のモジュール７２と隣接している。他のモジュールは、垂直ドット７３及び水平ドット７４により示される種々異なる方向へパターンを延長可能にする。
【００３５】
図８は、６―コイルモジュールの狭いストライプ形状電力表面を示す。モジュール８１，８２，８３は、狭いストライプ形状の電力表面を構成するために、線形に配列されている。
【００３６】
図９は、６―コイルモジュールの広いストライプ形状の電力表面を示す。モジュール９１，９２，９３は、図８の配列より広く、ストライプ形状の電力表面を構成するために、線形に配列される。
【００３７】
また、異なるモジュール形状が同じコイル配列タイプに関係する限り、異なるモジュール形状の組合せも可能である（図に示されない）。
【００３８】
受信器の位置から独立して合理的な電力送信を達成するために、送信器コイルは、受信器コイルより小さな直径を持つ。任意のいずれかの位置で、少なくとも一つの送信器コイルが受信器により完全にカバーされることが好ましい。
【００３９】
図１０は、機械的固定レイアウトを示す。図１０ａはスナップ式の固定を示し、図１０ｂは蟻継ぎ固定を示す。上述のような送信器モジュールは、図１０の例にあるように、隣接する送信器モジュールの外周の第２の周辺位置で相補的切欠部分１０２，１０４と接続するため第１の周辺位置に延長部分１０１，１０３を更に具備する外周を持つ。モジュールが電力送信表面に配置されるとき、第１の位置は、隣接するモジュールの第２の位置と隣接している。その後、機械的固定は、延長部分及び切欠部分を介して提供される。
【００４０】
送信器モジュールの他のタスクは、隣接するモジュール間に適切な電気的相互接続を提供することである。接続部が、モジュールからモジュールへ供給電圧をつなげるために必要である。実施例において、他の通信信号及び他のコモン信号が、隣接されたモジュールへ供給される。信号についての詳細は、後で提供される。相互接続ユニットは、モジュールを結合するために最大自由度を可能にすべきである。好ましくは、相互接続ユニットは、誤った相互接続を禁止する、すなわち、異なる信号が互いに接続されることを回避する。
【００４１】
様々な機械的レイアウトが、利用可能となる。モジュール間の相互接続の好ましい機械的レイアウトは、接触ピン及びソケットを使用することである。この構成は、通常、信頼性が高い接触を供給するからである。このレイアウトは、また、幾つかの基本的な機械的固定を供給する。
【００４２】
図１１は、水平ピンを持つ機械的コネクタレイアウトを示す。図１１ａは、隣接する送信器モジュールに属する雌コネクタ１１１と接続するための送信器モジュールに属する雄コネクタ１１０を示す。図１１ｂは、また、幾つかの基本的な機械的固定を供給する雄の連結管１１２を介して隣接する送信器モジュールの雌コネクタと接続するための２つの雌コネクタプラグ１１３，１１４を示す。ピン及びソケットは、モジュールが水平平面内に一緒に固定されるように、水平方向に配置される。
【００４３】
図１１ａに示されるような雄雌解決策の利点として、本質的に逆接続安全がある。この解決策の不利な点として、２種類のコネクタが、必要である。これは、任意にモジュールを相互接続する可能性を制限する。更にまた、雄コネクタのピンは、モジュールの外縁部を越えて延在する。コネクタが電力送信領域の外縁部上にあって使われない場合、モジュールが縁の近くに配置できないので、配列を制限する。
【００４４】
異なる解決策は、図１１ｂに示される。ここで、モジュールは、雌コネクタだけを有する。２つのモジュールを接続するために、ピンを持つ連結管が使われる。利点として、モジュールの全てのコネクタが同じタイプであり、これはモジュール配列に高度な自由度を可能にする。更にまた、使っていないコネクタが、モジュールの縁を越えて延在しない。不利な点として、コネクタは、本質的に逆接続安全ではない。ピンの割当ては、しかるべく選択されなければならない。軽微な不利な点として、追加の連結管部分が必要である。水平ピンコネクタの利点として、建物高さは、非常に低くてもよい。不利な点として、大きい領域から単一のモジュールを取り外すか又は交換することが不可能である。これを達成するために、全体の領域が取り外されなければならない。更にまた、モジュールの特定の形状を取り付けることは不可能である。
【００４５】
実施例において、任意の順番に任意に形づくられたモジュールを取り付け可能にするために、垂直ピンを持つコネクタが供給される。
【００４６】
図１２は、垂直ピンを持つ機械的コネクタレイアウトの例を示す。図１２ａは、雄及び雌コネクタを持つ配列を示す。
【００４７】
図１２ｂは、２つの垂直の雌型ピン及び雄の連結管を持つ配列を示す。両方の配列は、水平ピンを持つことで関係のある配列と同様の利点及び不利な点を持つ。他の可能性は、ピンの代わりに接触ばねを使用することである。このとき、機械的固定は、モジュールを一緒に保持するために力を供給しなければならない。利点として、接触はモジュールの縁を越えて著しくは延在せず、モジュールは容易に取り付けられる。
【００４８】
送信器モジュールにおいて、モジュールが電力送信表面内に配置されるとき、相互接続ユニットは上記に示されるように構成される。当該構成は、雄型ピンが電力表面と平行であり、隣接する送信器モジュールの雌及び雄コネクタと接続するための雄及び雌コネクタ、電力表面と平行して連結管ピンを介して隣接する送信器モジュールの雌コネクタと接続するための雌コネクタ、雄型ピンが電力表面に垂直であり、隣接する送信器モジュールの雌及び雄コネクタと接続するための雄及び雌コネクタ、電力表面に垂直である連結管ピンを介して隣接する送信器モジュールの雌コネクタと接続するための雌コネクタ、又は、接触ばねを介して接続可能な接触領域を持つ反対側の位置にあるコネクタである。
【００４９】
送信器モジュールにおいて、モジュールが電力送信表面に配置されるとき、相互接続ユニットは、以下のような様々な電気的構成を持つ。実施例において、接続部は、逆接続安全性を提供するために、第２の周辺位置の隣接する送信器モジュールの相補的接続部及び第１の周辺位置の周囲に沿って配置され、第１及び第２の位置は、モジュールが意図されたように配置されるとき整合し、モジュールが意図されていないように配置されるとき、整合していない。
【００５０】
図１３は、相互接続ユニットの電気的レイアウト及び位置決めを示す。図１３ａは、雄コネクタ１３１と雌コネクタ１３２との組合せを示す。これらは、本質的に逆接続安全である。加えて、コネクタは、モジュールの対向する縁の中心に関して、非対称に配置される。図１７で後に例示されるように、互いに接続してはならない２つのコネクタは互いに向かい合わない。
【００５１】
図１３ｂは、２つの雌コネクタ及び雄の連結管１３３を持つ配列を示す。ピン割当ては、対称形でない。従って、２つの異なるピン割当てが必要である。逆接続安全性を達成するために、コネクタは、モジュールの対向する縁の中心に関して、非対称に配置される。このように、図１７に図示される場合と同様に、互いに接続してはならない２つのコネクタは互いに向かい合わない。
【００５２】
図１４は、対称形のピン割当てにより逆接続安全性を持つ電気的コネクタレイアウトを示す。コネクタが平面内を１８０度回転でき、回転したコネクタが元のコネクタと適合する場合、正しい対称形が達成される。Ａ，Ｂ，Ｃにより示されるピン割当ては、これを達成するために、コネクタの中央に関して、ミラー対称を持たなければならない。不利な点として、全ての信号（中央の信号を除いて）は２つのピンにルーティングされなければならず、これは大きなコネクタを必要とする。
【００５３】
図１４ａは、２つの雌コネクタ及び連結管を持つ解決策を示す。図１４ｂは、一つのコネクタの幾つかの接触は雄であり、他のコネクタの接触は雌であるハイブリッド解決策を示す。回転対称のため、これらコネクタは、任意に組み合わせられる。斯様なハイブリッド解決策は、水平ピンを使用する。この配列では、右側のピンは互いに対向し、コネクタの任意の組合せが可能である。従って、コネクタは、モジュールの対向する縁の中心に関して、対称的に配置される。コネクタレイアウトは、周囲に沿って配置される接続を付与し、中央に置かれた位置に関して、二重のピンを持ち、中央に置かれた位置は、モジュールが電力表面に配置されるとき、整合する。
【００５４】
図１５は、２つの雌のコネクタプラグ及び雄の交差するワイヤ連結管を持つ電気的コネクタレイアウトを示す。接続は、相互接続ユニット間に交差するワイヤ連結管１５１を必要とする。
【００５５】
対称形のコネクタを達成するための他のオプションは、同軸コネクタを使用することである。例は、ヘッドホンコネクタ（４ピン以上を利用できる）又は同軸電力コネクタである。中央の位置で周囲に沿って配置される同軸接続が用いられ、中央の位置は、モジュールが電力表面に配置されるとき、整合する。また、中央の位置で電力表面に垂直に積み重なって配置される接続も可能であり、中央の位置は、モジュールが電力表面に配置されるとき、整合する。
【００５６】
モジュールの非常にフレキシブルな配列を可能にするために、好ましくは、各モジュールは、隣接されたモジュールに対向する各縁上に一つのコネクタを持つ。コネクタのタイプに依存して、上述されたように、コネクタは、この縁に対して中央に置かれるか、又は、中心からずれた場所に置かれる。必ずしも、これらコネクタの全てが、最終的な配列において使われる必要があるわけではない。２タイプの異なるコネクタ又はピン割当てが使われる場合、モジュールは対称軸に沿って分けられる。対称軸の一方の側に、第１のタイプのコネクタが用いられ、他方の側に、第２のタイプのコネクタが用いられる。
【００５７】
図１６は、正しい向きを持つモジュールの相互接続を示す。この図は、接触位置の相互接続例、及び六角形の６つのコイルモジュールのための相互接続を供給する。２種類のコネクタが使われる。対称ラインは、水平に描かれる。当該図は、２つのあり得る配列、垂直配列１６１及び水平配列１６２を示す。以下に明らかにされるように、当該図は、更に、２つの方向にモジュールを接続するための相互接続ユニット１６５，１６６と、モジュールの電力伝達機能及び他のタスクを制御するための各モジュール上のコントローラ１６７とを示す。
【００５８】
図１７は、逆接続安全性を示す。この例において、モジュールは、相互接続のための間違った向きを持っている。間違った側に２つのモジュールを接続する試みにおいて、コネクタ１７１、１７２は、互いに適合せず、誤った接続は回避される。
【００５９】
他の実施例（図示せず）において、各モジュールは一つの中心コネクタを有し、全てのモジュールは、このコネクタを使用するフラットケーブルにより接続される。
【００６０】
モジュールは、隣接するモジュールを機械的に一緒にタイルを張るように保つ手段を持つ。例えば、これは、図１０ａに示される「クリック」又は「スナップ式の」接続である。固定手段は、電気的コネクタと結合される。また、例えば平坦リボンケーブルコネクタから知られているように、「ロック」接続も可能である。他の例示的な手段は、図１０ｂに示されるように蟻継ぎ接続であり、これは、図１２に示されるように垂直ピンを持つ電気的コネクタで使われる。また、機械的連結管も可能であり、例えば２つの蟻継ぎを持つ連結管も可能である。好適には、機械的固定を改善することは、水平ピンを持つ電気的コネクタと結合できる。
【００６１】
システムは、補充モジュールを具備できる。補充モジュールは、電力送信表面を形成している隣接する送信器モジュールへの少なくとも一つの方向に適合するように形づくられている少なくとも一つの外周部分を持つ。これに関連して、送信器モジュールに隣接している外周部分は、隣接する送信器モジュールの外周に従って形づくられる。補充モジュールは、送信器モジュールに隣接しない、電力表面への直線の境界を示すための直線である少なくとも一つの他の周囲部分を持つ。
【００６２】
補充モジュールは、低い電子機能を持つか、又は電子機能を持たない。これらのモジュールは、局所的活性領域間の相互接続のため、均一な領域のためにギャップを埋めるか、領域の縁を真直ぐにするか、又は効果的に活性領域を延長するために使用できる。表面の一部（例えば床、壁、天井等）だけが、無線電力送信機能を備えるべきことは、起こり得る。この表面の残りの部分は、このときカバーされず、結果的に平坦でない表面である。均一な平坦面を達成するために、「ホール」は、電子機能のない適切な「ダミー」モジュールで埋められる。モジュールの外側の形状は、活性モジュールの形状に適している。最も単純な場合において、モジュールは同じ形状を持つ。
【００６３】
図１８は、拡張モジュール１８０と接続された６―コイルモジュールを具備する２つの活性領域を持つ電力表面を示す。電力表面は、同じ表面上に２つ（又は２つより多くの）分離された活性領域１８１，１８２を持つ。実施例において、これらの領域を接続するために、補充モジュールは、送信器モジュール間に挿入される。補充モジュールは、活性領域間の電気的接続を供給する。モジュール補充は、送信器モジュールと同じ形状及びコネクタを持つ。送信器モジュールが直線の縁を持たない場合、ダミーモジュールは領域の縁を真直ぐにするために用いられる。
【００６４】
他の実施例において、拡張モジュール１８０は、中央コントロールユニットを構成するための部品を具備する。これに関連して、拡張モジュールは、隣接する送信器モジュールへ電源を供給するための相互接続ユニット１８５を持つ。更にまた、拡張モジュールは、異なる送信器モジュール間の電力送信若しくは通信を制御するためのシステムコントローラ１８６、異なる送信器モジュール間の電力送信若しくは通信を制御可能にするオペレーショナルインタフェース１８８、及び／又は異なる送信器モジュール若しくは受信器間のデータ送信若しくは通信を可能にするためのデータインタフェース１８７を持つ。オペレーショナルインタフェースは、ボタン及び／又はディスプレイのようなユーザインタフェース要素を具備する。
【００６５】
図１９は、６―コイルモジュール及び補充モジュールのストライプ領域を示す。ストライプ形の電力表面は、送信器モジュール１９１により構成される。外側境界で、直線の外周１９４を持つ補充モジュール１９２が配置される。受信器１９３は、電力表面に隣接して示される。
【００６６】
以下で明らかにされるように、ダミーモジュールも、送信器又は受信器モジュールと同様の軟磁性層を有する。補充モジュールにおいて、軟磁性層は、受信器の磁力引力を供給するために用いられる。これは、図１９に図示されるように、縁補充モジュールのために有利である。受信器の一部だけが送信器コイルと重複する場合であっても、受信器はまだ固定できる。このように、効率的な活性領域が、楽に拡張できる。
【００６７】
図２０は、送信器モジュール及び受信器の断面を示す。当該図は、受信器が送信器上に配置されるときのシステムの垂直組立てを例示する。当該図の寸法は、一定の比率でなく、特に垂直次元は、水平の次元以上に強調されている。受信器キャリア２０１は、剛性材料、例えば印刷回路基板（ＰＣＢ）材料から作られる。送信器に対向する側に、受信器の受信器コイルを表している受信器巻線２０３が位置する。受信器巻線２０３は、銅のワイヤ、又はＰＣＢに積層された構造化された銅層から成る。巻線の側に永久磁石２０４が、例えば接着することにより取付けられる。永久磁石は、送信器の軟磁性層により引きつけられ（下記参照）、受信器が送信器に固定される。異なる実施例において、永久磁石は、コイルの中央に取り付けられる（図示せず）。電子回路部品が、例えば受信器の交流電圧を整流するためにキャリアの上に位置される。この実施例において、ターゲット装置２０５、例えばランプ又は発光ダイオード（ＬＥＤ）は、キャリアに直接取付けられる。ランプは、また、追加の機械的手段でキャリアに接続されてもよい。この例示的実施例では、受信器は、磁場の過剰な放射を防止するために受信器の上に空間と、故障を防止するために電子回路回路から交流磁場を保護するために、追加の軟磁性層２０２とを含む。
【００６８】
図２０も、送信器の例示的な実施例を示す。送信器は、軟磁性シート２１０と、補充及び接着材層２１１と、印刷回路基板２１２とを有する。モジュールは、ネジ２１３、スペーサ２１４及びシーリング２１５のような固定を使用して壁２１６に固定する。磁気シートは、交流磁場に曝されるとき、低い損失を持つ材料、例えばフェライトから成る。フェライトから作られる大きな薄いシートを達成することは難しいので、シートは、近接して一緒に配置される単一のタイル群から作られる。好適な材料は、フェライトポリマー化合物（ＦＰＣ）である。ＦＰＣは、プラスチックマトリックスに混合されるフェライト粉末から成る。欧州特許出願ＥＰ０３１０１９９１．２に説明されているように、斯様な材料は、広域で容易に製造でき、ＰＣＢ製造プロセスと互換性を持つようにさえ設計できるので、斯様な材料は、多層ＰＣＢの層のように扱われることができる。合理的機能を達成するために、軟磁性層は、約１ｍｍ以上の厚さを持つ。磁気シートの上に、送信器コイルの巻線が配置される。巻線は、薄い平面的渦巻線である。巻線は、導線から、又は軟磁性シートに積層される構造化された銅層から製造できる。送信器は、両側の隣接したコイルの部分により図に示されるように、並んで密接に配置される複数の送信器コイルから成る。
【００６９】
送信器モジュールは、図に示されるようにコントローラ２１７と、印刷回路基板２１２の背面に位置される他の電子部品とを有する。部品は、また、システム側に、又は軟磁性シートの背面に配置される。送信器は、保護層でカバーできる。この保護層は、好ましくはＰＣＢ材料から作られ、好適には送信器の表面を滑らかにする。この保護層は、例えばセラミックタイル又は板の間タイルのような装飾的な機能を持つこともできる。付加的な装飾的な機能は、任意のカバー層を持つ。このカバー層は、塗料の薄い層、印刷装飾的なフォイル、壁紙、薄い木、薄い漆喰、又はＰＣＶタイル若しくはカーペットのような床カバーである。薄く滑らかなカバー層は、送信器コイルの上でさえ磁気固定を可能にする。
【００７０】
駆動電子回路は、例えば積層により軟磁性層に固定される追加のＰＣＢを使用して、軟磁性シートの背面に位置される。必要に応じて、追加のＰＣＢが背面に取付けられてもよい。ＰＣＢの相互接続は、導電スルーホール２１９により送信器コイルと接続されている。必要に応じて、スルーホールは、軟磁性シートから絶縁されている（図示せず）。ＰＣＢ上に、送信器の駆動、制御及び通信回路を形成する電気的部品が取付けられる。背面上の電子回路装置への機械的圧力を防止するために、スペーサ２１４が、充分な距離を提供するために加えられる。スペーサは、（図に示されるように）ネジの位置にある必要があるだけでなく、電子回路を余裕で囲むように配置できる。このとき、任意のシーリングが、電子回路を環境衝撃から保護するために用いられる。
【００７１】
全体の配列は、固定手段２１３、例えばネジ又は釘のための１、２個の穴により、壁、天井又は床に固定できる。固定は、システムを見えなくするために、カバー層で取付け後、カバーできる。固定は、モジュールの背面上の鉤ホックのようなものでもよい。固定は、モジュールの外側形状の外側へ延在してはならない。
【００７２】
より良好な結合均一性を提供するために、特に小さな受信器に対して、送信器コイルの付加的な層が、第１層に重なることができる。全体の領域の平坦面で隣接されたモジュールのコイルに重なりを達成するために、モジュールは、重ねるためのステップ形状プロフィールを持たなければならない。
【００７３】
実施例において、送信器モジュールは、送信器セルの第１層及び送信器セルの他の層を持つ。他の層の送信器コイルは、受信器への誘導的電力送信のため、より均一な磁場を供給するために、第１層の少なくとも２つの送信器コイルを重ねている。２枚より多い層の送信器セルも、可能である。送信器モジュールにおいて、外周は更にステップ形状プロフィールを具備し、他の層は、周囲の一部で第１層を越えて延在する。斯様な送信器モジュールを電力表面に配置するとき、一つのモジュールの延在している他の層部分は、第１層の相補的延長部分の下で適合される。
【００７４】
送信器コイルへ電力を供給することに関して、各モジュールは、モジュール自身の生成器を持つ。このとき、各セルは、また、このセルの送信を制御する電子スイッチを有する。より柔軟な解決策は、生成器を各セルに提供することである。生成器は、ハーフブリッジ配列の２つのスイッチング素子（例えばトランジスタ）を持つ。従来から知られているように、種々異なる配列も可能である。各モジュールは、補助電圧を制御回路に供給するために、追加の電力コンバータを有する。
【００７５】
通常ＤＣ電圧である供給電圧が、送信器モジュールへ供給されるべきである。よって、電源は、モジュール間で共有される。コネクタの関係するピンは、並列に接続される。電力電圧は、中央電源により供給される。電力送信のため及び制御回路のために別々の供給電圧を供給することが有利である。電力送信のための供給電圧は、また、ＡＣ電圧でもよい。
【００７６】
実施例において、送信器モジュールにおいて、相互接続ユニットは、前記隣接する送信器モジュール間の通信接続を供給するために配置される。コントローラ及び他の電子回路部品は、通信のために供給され、隣接するモジュールへ他の制御信号を供給している。特に、相互接続ユニットは、上述のように少なくとも２つの別々の電源信号を供給するために配置される。更にまた、共通の通信バス、ローカル通信バス、仮想共通の通信バス、被接続モジュール検知信号、同期化信号、及び／又は他の任意の適切な通信若しくは制御信号を含む電気的信号が供給される。
【００７７】
実施例において、通信バスを介したデジタル通信が供給される。第１の例示的な実施例において、全てのモジュールは、共通の通信バスを共有する。コネクタの関係するピンは並列に接続され、バスはモジュールのコントローラに接続されている。好ましくは、シリアルデータ通信を使用する。使用できる幾つかの標準、例えばＲＳ４８５が存在する。衝突回避を取扱う既知の方法、例えば反応の任意の遅延が使用できる。
【００７８】
任意のマスターコントローラ又は遠隔制御装置は、個々のモジュール又は共通の全てのモジュールを制御するためにこのバスを利用する。利点として、この実施例は、コントローラ当たり一つの通信ポートだけを必要とし、全てのモジュールは互いに相互接続される。しかしながら、多くのモジュールが結合されて、通信中である場合、通信速度は低い。更にまた、共通のバスシステムは、接続できるモジュールの数における実際的な限界を持ち、一つのモジュールが故障していて、バスに向かって誤った挙動を示す場合、全体の通信システムが落ちてしまう。
【００７９】
他の実施例において、ローカル通信バスが供給される。ローカル通信バスは、２つの隣接されたモジュール間だけのストレートな接続である。一つのコントローラから、各隣への個々の通信線が存在する。好適には、直列接続、例えばＲＳ２３２であり、又は、単にＴＴＬレベル又はそれ以下のレベルを持つデジタルラインである。好適には、モジュールは互いに影響しないので、通信速度は高速である。一つのローカル接続でのエラーは、残りのシステムに直接影響しない。２つのモジュール間のリンクが断たれるにもかかわらず、完全なシステムは依然通信状態にできる。通信システムは、通信リンクにおけるエラーに対して、より頑強である。しかしながら、通信は次の隣とだけ可能である。
【００８０】
他の実施例において、仮想共通の通信バスが供給される。高速の通信速度及びグローバルな通信を結合させるために、共通のバス及びローカルバス両方が実行される。ローカルバスは、要求に応じて共通の通信バスと結合される。第１の解決策では、各モジュールは、全てのローカルバスと物理的に接続する手段を持つ。結果として生じるバスは、説明されている共通の通信バスと同様に作用する。ローカルバスと共通のバスとの間の変化は、オペレーションのフェーズに関係できる。例えば、コミッショニング（試運転）する第１のフェーズ（下記参照）の間、バスは、ローカルオペレーションモードであって、その後共通のオペレーションへ変化する。
【００８１】
実施例において、バスのオペレーションモードを設定する、命令を「報知する」という可能性が供給される。ローカルバスが、命令を「報知する」ための共通のバスとして用いられる。モジュール又はマスターコントローラは、領域内の全てのモジュールに通信したい場合、メッセージの前に特別な命令を送る。隣接されたモジュールは、この命令を受信する場合、他の全ての接続されたモジュールへ同じメッセージを送る。モジュールは、異なる隣により二度目に同じメッセージを受信する。この場合、メッセージは、より遠くに送られない。このように、メッセージは、全体の領域内に広がる。よって、ローカルバスは、仮想共通の通信バスを構成するために、仮想的に接続される。
【００８２】
他の実施例において、各モジュールは、他の送信器モジュールに関して、送信器モジュールの位置及び向きを決定する間に立ち上がるローカルルーティングテーブルを持つ。モジュールは、他のモジュールに通信したいとき、モジュールの識別子を含むメッセージを送る。各モジュールのルーティングテーブルは、各メッセージＩＤに対する接続ポートを含む。モジュールが他のモジュールへメッセージを通信する必要がある場合、又は、モジュールが他のモジュールへメッセージを送信しなければならない場合、当該モジュールは、ルーティングテーブルのメッセージを送信する必要がある適当な接続ポートを調べる。このように、メッセージは、発信源のモジュールから送信先のモジュールへの経路を見つける。通信システムを頑強にするために、各モジュールは、各メッセージＩＤに対する付加的な他の接続ポートを保存する。好ましい接続ポートの通信リンクが機能していない場合に備えて、モジュールは、メッセージをルーティングするために他の接続ポートを選択できる。
【００８３】
実施例において、接続されたモジュール検知信号が供給される。各プラグは、隣接されたモジュールがこのプラグに接続していることを示す検知信号を持つ。
【００８４】
実施例において、例えばデジタルライン入力が対応するコネクタのピンに接続しているという静的モジュール検知信号が供給される。一つの例として、このラインは、プルアップ抵抗で高い電位に引っ張られている。隣接されたコネクタの関係のあるピンは、グランドレベル（ＧＮＤ）に接続されている。２つのモジュールがこれらのコネクタと接続される場合、ラインはプルダウンされ、コントローラは、このコネクタが隣接されたモジュールに接続されていることを知っている。ピン割当ては、両方のモジュールが接続を知るように、対称形でなければならない。
【００８５】
実施例において、動的なモジュール検知信号が供給される。ここで、ラインは短絡しているのではなく、対応するコネクタに関する２つのラインが接続されている。２つのコントローラの各々は、このラインの状態を読み込むことができ、そのレベルを設定できる。例えば、各コントローラは、ラインをプルダウンするためにオープンコレクタ出力を持ち、ラインは、アクティブでない状態の間、プルアップ抵抗によりハイレベルに設定される。ピン割当ては、２つの対応するラインが接続されるように、対称形でなければならない。
【００８６】
実施例において、隣接されたモジュールの電力送信を同期させるために、モジュールにより共有されるべき電力クロック信号が供給される。当該信号は、電力送信と同一周波数を持つ。電力発生器は、この信号と同期する。このように、隣接されたモジュールの交流磁場のフェーズシフトは、一定を保つように又は最小になるように制御できる。例えば、より大きい電力受信器が複数の送信器の電力送信を必要とする場合、電力受信器が２つ以上の隣接されたモジュールの送信器セルをカバーする場合、これは必要である。電力クロック信号は、中央電源又は中央マスターコントローラにより供給できる。他の実施例では、電力クロック信号は、関係のある通信マスターにより生成される。
【００８７】
実施例において、各送信器モジュールは、自立的に動作できる。これに関連して、送信器モジュールは、送信器セルを自主的に制御するためのコントローラ、例えば不揮発メモリを持つマイクロプロセッサを有する。以下の段落で説明されるように、全てのモジュールは、同じレベルの階層を持ち、モジュール自身を組織するように設けられる。
【００８８】
モジュールのコントローラは、互いに通信可能である。各送信器モジュールは、固有の識別子（ＩＤ）、例えば番号コードを持つ。ＩＤは、製造業者により供給される。異なる例において、ＩＤは、全ての関連するモジュール間で、例えばモジュールが一緒にアセンブルされる順番により、取り決められる。ＩＤは、不揮発性メモリに保存される。各モジュールのセルは、連続した番号を持つので、各送信器セルは個別にアドレス指定できる。モジュールＩＤとセル番号とを組み合わせることは、各個別のセルに固有の識別子を与える。
【００８９】
実施例において、送信器モジュールは、識別情報を保存するためのメモリを有する。特に、識別情報は、モジュールが電力表面に配置されるとき、送信器モジュールを識別するための識別情報を有する。更にまた、識別情報は、モジュールが電力表面に配置されるとき、各送信器セルを識別するための送信器セルアドレス情報を有する。加えて、識別情報は、モジュールが電力表面に配置されるとき、送信器モジュールタイプを識別するためのタイプ情報を有する。コントローラは、電力表面に配置される異なる送信器モジュール間の識別情報を送信するために設けられる。
【００９０】
実施例において、送信器モジュールのコントローラは、他のモジュールに関係した位置及び向きを決定するために設けられる。多くのアプリケーションにとって、すぐ隣のモジュール及び当該モジュールの向きを知ることで十分である。より正確には、各モジュールは、各自身のセルに隣接されたセルを知っている。この情報は、例えば無線電力領域の組立ての間、又は直後に、特別な要求で得られる。その後、この情報は、不揮発メモリに保存される。この情報の決定は、コミッショニングと呼ばれる。以下の方法は、コミッショニングを得るための例である。
【００９１】
実施例において、他の送信器モジュールに関する送信器モジュールの位置及び向きをマニュアル決定することが適合される。ユーザインタフェースを持つ特別な制御装置は、モジュールのＩＤを読み込むことができる。更にまた、この制御装置は、モジュールを仮想的にグループ化可能にするユーザインタフェースを持つ。組立ての前に、ユーザは、各モジュールのＩＤを読まなければならない。このとき、モジュールは、モジュールが最後に位置する位置でユーザインタフェースに仮想的に置かれる。最後に、制御装置は、全てのモジュールへ入力位置情報を送る。利点として、この方法は、送信器モジュールの位置及び向きを決定するためのローカル知能を必要としない。更にまた、一つのグローバルな通信バス構造が、この種のアプリケーションに充分である。送信器モジュールの位置及び向きをマニュアル設定することは非常に柔軟性があるが、モジュールを組み立てるユーザに労力を要求し、エラーが容易に起こりやすい。
【００９２】
実施例において、接続の間に位置及び向き情報を決定することが適合され、すなわち電力表面の組み立ての間に決定する。これは、各プラグで接続されたモジュールに対する少なくとも静的検知信号（上記参照）と、少なくとも制御回路に対するパワーオンの間の組み立て（「ホットプラグイン」）とを必要とする。新規なモジュールが既存の領域に取付けられる場合、新規なモジュールは、通信チャネル上にそのＩＤを送る。新規なモジュールが取付けられる隣接されたモジュールは、モジュールが接続される関係のあるプラグで記録される。新規なモジュールがそのＩＤを送ったので、隣接されたモジュールは、コネクタからの信号を正しいモジュールＩＤに起因すると考える。このように、決定が連続してなされる。
【００９３】
実施例において、隣に信号を送る決定が適合される。上述されたように、検知ラインは、動的なモジュール検知信号を出力するために、各プラグからモジュールのコントローラまで接続される。電力表面が組み立てられた後、決定手順は、特別なイベントで、例えばパワーオンの直後で、又は共通の通信線を介したマスターコントローラの命令の後で、開始される。その後、連続して、各モジュールは、コネクタへの全ての検知ラインを起動させる一方、共通の通信バス上にＩＤを送信する。隣接されたモジュールは、自分自身のコネクタへの検知ラインの起動を認識できる。隣接されたモジュールは、起動をそのＩＤを送ったモジュールと関係づけ、よって現在隣接のモジュールと関連付ける。
【００９４】
他の実施例において、各コネクタは、個別のセル（おそらく、セル当たり複数のコネクタを許容する）に帰することができ、モジュールは、次々とコネクタへのラインを起動させる一方で、モジュールは、共通の通信バスを介してセル番号を送信する。このように、隣接されたモジュールは、隣接されたモジュールだけでなく、隣接されたセルの正確な位置も識別できる。同様であるが、異なる方法において、各コネクタは、モジュールの一つの縁部に関連付けられる。このとき、隣接されたモジュールは、活性モジュールの向きを決定できる。これから、個別のセルの位置が導出できる。
【００９５】
信頼性を改善するために、隣を検出したモジュールは、共通の通信バスを使用して、検出をアクノリッジできる。モジュール起動の順番は、例えばモジュールのＩＤ番号に起因できる。どの他のモジュールも、（「タイムアウト」により終わる）指定された時間内にＩＤをバスに付けない後、プロセスは終了する。異なる実施例において、決定の前に、領域内の全てのモジュールは、特別な「ラウンド」内で登録する。このとき、モジュールの数は既知であり、コミッショニングは、タイムアウトを必要としない。
【００９６】
検出プロセスの後、各モジュールは、すぐ隣のモジュールを知っている。多くのアプリケーションに対して、これは充分であるが、先進のアプリケーションのために、各モジュールがモジュール全体のランドスケープ又は少なくともより広い環境を知ることは必要である。従って、第１の決定ラウンドの後、全てのモジュールは、各モジュールが完全なランドスケープ情報を得るように情報を交換する。
【００９７】
利点として、この方法は、一つの通信バスを必要とするだけである一方、隣のモジュールへの信号ラインの高い要件がない。
【００９８】
実施例において、隣との通信での決定が適合される。各コネクタは、ローカル通信バスにより、コントローラから及びコントローラへの個別のデジタル通信を供給する。２つのモジュールが接続される場合、２つのコントローラ間の排他的なデジタル通信チャネルが作られる。決定手順の間、各モジュールは、これらの通信チャネルを使用して、隣のモジュールにＩＤを送る。このように、各モジュールは、直ぐ隣のモジュールについての知識を得る。前述の実施例と同様に、各コネクタは、一つの縁部に又は、一つのセルに帰することができるので、隣接されたモジュールは、モジュールの向きを決定できる。直ぐ隣のモジュールの検出の後、全てのモジュールは、情報を交換するので、各モジュールが完全なランドスケープ情報を得る。この目的のために、追加の共通の通信バスが用いられるか、又は、ローカルバスは、仮想の共通の通信バスと物理的に若しくは仮想的に接続されている。利点として、この方法は、隣への単純な通知を持つ逐次的方法より速い。しかしながら、不利な点として、この方法は、モジュール当たり多くの通信ラインを必要とする。
【００９９】
実施例において、送信器モジュールのコントローラは、受信器を検出するために設けられる。受信器がモジュール上に配置される場合、既知の方法を用いて検出される。このとき、送信器モジュール及び受信器は、互いに通信する。他の初期化情報以外に、受信器は、固有の識別子（受信器ＩＤ）で受信器自体を識別する。受信器が確認される場合、送信器モジュールのコントローラは、また、同じ識別子を持つ受信器が他で検出されるかどうかの要求を、隣接された（又は、全ての）モジュールへ送信する。他のモジュールが同じ受信器を検出しなかった場合、モジュールコントローラは電力送信の制御を引き継ぐ。他のモジュールが同じ受信器を検出した場合、モジュールは、電力送信上の制御を調整しなければならない。このための一つの例は、以下のセクションで説明される。
【０１００】
実施例において、コントローラは、電力表面内に配置される種々異なる送信器モジュールの送信器セル間の電力制御を調整するために設けられる。複数のモジュールが同じ受信器を検出した場合に電力制御を調整するために、関連するモジュールの一つは、「制御マスター」として割り当てられる。マスターコントローラは、前記相互接続ユニットを介して制御信号を他の送信器モジュールの他のコントローラへ送信するのに適しているので、制御信号は、属しているモジュールの電力送信を制御するため前記他のコントローラにより用いられる。制御マスターを選択することは、受信器への最善の通信（最大信号、最高のＳＮ比）を持つ送信器セルを検出することに基づいて達成される。代わりに、受信器を最初に見つけたモジュールが引き継いでもよい。この制御マスターは、この受信器のための制御を引き継ぐ。制御マスターは、受信器との通信を管理し、適当なセルの電力レベルを設定する。必要に応じて、制御マスターは、隣接されたモジュールのセルを制御する。この目的のために、制御マスターは、隣接されたモジュールと通信する。制御マスターは、隣接されたモジュールのセルの制御を要求し、隣接されたモジュールは「占められている」として、これらのセルのせいにする。制御マスターは、このとき、セルの電力レベルを「指図し」、隣接されたモジュールのコントローラは、しかるべく電力レベルを設定する必要がある。
【０１０１】
マスターモジュールは、隣接モジュール、好ましくは、しかし排他的にでなく、セルが受信器を検出したモジュールへそのマスター機能を引き継がせるように要求できる。この特徴は、モジュールが複数の受信器のためセルを制御する必要がある場合に、特に関連する。この特徴により、制御タスクは、モジュールに制御タスクで過負荷をかけるのを妨げるために、関連するモジュールに分散できる。この特徴は、また、モジュール当たり必要とされた処理電力を最小化し、モジュールのための生産コストを最適化可能にする。
【０１０２】
実施例において、電力表面に配置された異なる送信器モジュールの少なくとも一つの他の送信器セルで、少なくとも一つの送信器セルをグループ化することが適合される。グループ化は、制御マスターによりなされる。このグループ化の後、制御マスターは、その後、一つのグループのそれぞれの送信器セルへの制御信号を生成できる。
【０１０３】
実施例において、複数の送信器セルが電力送信に関与している場合、通信はモジュール間で適合される。前のセクションで説明されたように、重なり合う受信器の他に、他の例は、より大きい受信器のための複数のセル発動のため、遠隔フィールド補償のため、又は例えば複数の受信器が電力を必要とする場合、最大出力規制による電力送信の限定のため、電力送信についての交渉を含む。
【０１０４】
最後に、実施例において、システムは、中央ユニットを具備する。中央ユニットは、以下のタスクのために用いられる。
・協調して、例えば位置検出をリセットして、制御マスターの役をする。
・ヒューマンインタフェース（オンオフスイッチ、遠隔制御）
・アプリケーションデータ送信を管理する。
【０１０５】
本発明は、プログラム可能な部品を用いて、ハードウェア又はソフトウェアで実行されてもよいことに留意されたい。明確化のために上記説明は、種々異なる部品、機能ユニット及びプロセッサを参照して、本発明の実施例を説明したことは、理解されるだろう。しかしながら、異なる機能ユニット又はプロセッサ間の機能の任意の適切な分配が、本発明から逸脱せずに用いられてもよいことは、明らかである。例えば、別個のユニット、プロセッサ又はコントローラにより実施されるべく例示された機能は、同じプロセッサ又はコントローラにより実施されてもよい。従って、特定の機能ユニットの参照は、厳密に論理的若しくは物理的構造又は組織を表しているというよりはむしろ、説明された機能を提供するための適当な手段の参照とみなされるだけである。
【０１０６】
複数の送信器モジュールを有するモジュラ電力送信システムが、本発明で紹介されている。本発明で提案された送信器モジュールは、システムで用いられる。当該システムは、受信器へ誘導的に電力を送信するために、一緒に接続される複数の送信器モジュールを有する。好ましくは、送信器モジュールの各々は、外周配列と同様の同じコイル配列を持つ。モジュールの各々は、少なくとも一つの送信器セルを有し、各送信器セルが受信器へ電力を送信する一つの送信器コイルを持ち、送信器モジュールは、電力送信表面を形成するため隣接する送信器モジュールに適合するように形づくられている外周を持ち、外周は、電力送信表面が前記表面に延在している隣接する送信器コイルの連続的なパターンにより構成されるように、更に形づくられていて、モジュールの各々は、電源を共有するための隣接する送信器モジュールと接続するための相互接続ユニット（１１０，１１１）を有する。斯様なシステムは、連続的なコイル配列を持つ。
【０１０７】
本発明は幾つかの実施例と関連して説明されたが、ここで説明した特定の形式に限定する意図はない。加えて、特徴が特定の実施例と関連して説明されるように見えるが、当業者は、説明された実施例の様々な特徴が本発明に従って組み合わされてもよいことを認識するだろう。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップの存在を排除しない。
【０１０８】
更に、個別にリストされているが、複数の手段、要素、又は方法のステップは、例えば単一のユニット又はプロセッサにより実行されてもよい。加えて、個別の特徴が異なる請求項に含まれているが、これらは好適に結合でき、異なる請求項に含まれるものは、特徴の組み合わせが実行可能及び／又は有益であるのではないということを意味しない。また、一つのカテゴリの請求項に特徴を含めることは、このカテゴリの制限を意味するのではなく、むしろ特徴が適当に他の請求項カテゴリに等しく適用可能であることを示す。更に、請求項の特徴の順番は、特徴が働かなければならない特定の順番を意味するのではなく、特に方法の請求項の個別のステップの順番は、ステップがこの順番で実施されなければならないことを意味しない。むしろ、ステップは適当な順番で実施されてもよい。加えて、単一の引用は複数を排除しない。よって、引用「ａ」、［ａｎ」、「第１の」、「第２の」等は、複数を排除しない。請求項内の参照符号は、単に例を明白にするものとして提供されるのであって、何れにおいても請求項の範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。
【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８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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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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【図１９】
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【図２０】
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