(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量性給電システムであって、
負荷に接続された平面状受信電極のペアを含む受信要素と、
ドライバに接続された、前記平面状受信電極のペアに対して平行な平面状送信電極のペアを含む送信要素と、
給電中、前記容量性給電システムを共振させるためのインダクタと、
前記容量性給電システムの給電中、前記平面状送信電極と前記平面状受信電極との間の容量性インピーダンスを形成するための、前記平面状受信電極のペアと前記平面状送信電極のペアとの間に配置された第１の絶縁層とを含み、
前記容量性給電システムは、更に、第２の平面状受信電極のペア及び第２の絶縁層を含み、前記第２の平面状受信電極のペアも、前記平面状送信電極のペアに対して平行に配置され、前記第２の絶縁層は、前記第２の平面状受信電極のペアと前記平面状送信電極のペアとの間に配置され、前記平面状送信電極のペアは、前記２つの受信電極のペアの間に挟まれ、前記２つの受信電極のペアの同じ極性を有する電極は電気接続されていて、
前記平面状受信電極のペアは、電気絶縁材料からなる第１のプレート上に設けられ、前記第２の平面状受信電極のペアは、電気絶縁材料からなる第２のプレート上に設けられ、前記平面状送信電極のペアはこれらのプレート間に配置され、前記２つのプレートは、前記２つのプレートを前記平面状送信電極のペアのまわりに固定するための手段を備え、前記２つのプレートは、前記平面状送信電極のペアのまわりに移動可能に固定されている、容量性給電システム。
【請求項２】
前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層は、前記平面状送信電極のペアに取り付けられる、請求項１に記載の容量性給電システム。
【請求項３】
前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層は、前記平面状送信電極のペアが埋め込まれる単一の絶縁層を形成する、請求項２に記載の容量性給電システム。
【請求項４】
前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層は、フレキシブルな絶縁材料からなり、前記平面状送信電極のペアは、金属又は合金材料からなる、請求項２又は３に記載の容量性給電システム。
【請求項５】
前記固定するための手段は、前記プレートの端部に設けられたヒンジ要素を含む、請求項１に記載の容量性給電システム。
【請求項６】
前記２つのプレートは、更に、前記プレートの前記端部の反対側の端部に分離可能な接続手段を含む、請求項５に記載の容量性給電システム。
【請求項７】
前記平面状受信電極のペアのうちの少なくとも１つは、互いに距離を空けて配置された少なくとも２つの平行なサブ電極を含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の容量性給電システム。
【請求項８】
前記受信電極のペアのうちの少なくとも１つは、前記負荷及び前記インダクタが収容された筐体に機械的に取り付けられる、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の容量性給電システム。
【請求項９】
前記筐体は、光源を接続するための手段を含む、請求項８に記載の容量性給電システム。
【請求項１０】
前記筐体は、光源を含む、請求項９に記載の容量性給電システム。
【請求項１１】
前記光源は、ＬＥＤを含む、請求項１０に記載の容量性給電システム。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の容量性給電システムにおいて使用される受信要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ａ）負荷に接続された平面状受信電極のペアを含む受信要素と、ｂ）受信電極のペアに対して平行な、ドライバに接続された平面状送信電極のペアを含む送信要素と、ｃ）給電中にシステムを共振させるためのインダクタと、ｄ）システムの給電中、送信電極と受信電極との間に容量性インピーダンスを形成するための、平面状受信電極のペアと平面状送信電極のペアとの間に配置された第１の絶縁層とを含む、容量性給電システムに関する。また、本発明は、容量性給電システムでの使用のために適合させられた受信要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線電力伝送のために、より具体的には、大面積にわたる無線電力伝送のために、容量性給電システムが使用されている。無線電力伝送は、導線又は接点を要することなく電力を供給することを可能にし、よって、電子機器の給電が無線媒体を介して行われる。非接触給電の１つの一般的な適用例は、例えば携帯電話及びラップトップコンピュータ等のポータブル電子機器の充電である。無線電力伝送の第１の実装形態は、誘導給電システムにおいて見つけられる。かかるシステムでは、電源（送信機）とデバイス（受信機）との間の電磁インダクタンスが、非接触電力伝送を可能にする。送信機及び受信機の両方に電気コイルが取り付けられる。物理的に近づけられると、送信機から受信機に電気信号が流れる。
【０００３】
容量結合は、使用が拡大している別の無線電力伝送技術である。この技術は、データ伝送及びセンシング用途に主に使用されている。ウィンドウ上に接着されたカーラジオアンテナ及び車内のピックアップ素子は、容量結合の一例である。また、容量結合技術は、電子機器の非接触充電のためにも使用されている。かかる適用例では、（容量結合を実施する）充電ユニット又は送信機は、デバイスの本来の共振周波数外の周波数で動作する。
【０００４】
第１段落で述べられた種類の容量給電システム自体は既知である。より具体的には、本願と同じ名称で出願された、国際公開番号ＷＯ２０１３／０２４４３２Ａ２の特許出願は、給電動作中に協働し得る受信要素及び送信要素を含む容量性非接触給電システムを開示する。当該公報の図１に示されるシステムは、電線によってインダクタＬ１を介して負荷に接続された２つの平面状電極Ｓ１及びＳ２を有する受信要素を示す。システムは、更に、図１では番号１２１及び１２２によって示される、２つの更なる平面状且つ楕円形の電極Ｔ１及びＴ２を有する送信要素を示す。これらの電極は、電線によって追加インダクタを介してドライバに接続され、ドライバは、電源に接続されている。
【０００５】
片側の送信電極Ｔ１及びＴ２のペアと受信電極Ｓ１及びＳ２のペアとの間に絶縁層が挟まれている。システムの動作中、送信電極Ｔ１及びＴ２のペアと受信電極Ｓ１及びＳ２のペアとの間に容量性インピーダンスが形成される。この状況下で、電力信号の周波数が第１のインダクタＬ１及び容量性インピーダンスの直列共振周波数とマッチする場合、ドライバによって生成された電力信号が送信電極Ｔ１及びＴ２のペアから受信電極Ｓ１及びＳ２のペアに無線伝送され、負荷が給電される。
【０００６】
既知の容量性電力伝送システムは、電源から、一連のコンデンサＣ、並びにインダクタＬ及び負荷Ｒからなる同調回路に電力を供給するＡＣ信号を使用する。コンデンサは、絶縁された平面状送信電極Ｔ１及びＴ２と平面状受信電極Ｓ１及びＳ２との重畳領域によって形成される。コンデンサＣ１は、平面状電極Ｔ１−Ｓ１によって画定される重畳領域によって形成され、コンデンサＣ２は、平面状電極Ｔ２−Ｓ２によって画定される重畳領域によって形成される。ＡＣ信号において使用される周波数は、回路の直列共振に（非常に）近づく。この場合、コンデンサ及びインダクタの仮想インピーダンスがキャンセルされ、低損失で負荷に電力を供給することが可能な低オーム回路がもたらされる。
【０００７】
既知の容量性給電システムは概ね良好に機能するものの、給電効率の向上への継続的な需要が存在する。特に、対応する送信電極及び受信電極の重畳領域によって画定されるコンデンサによって引き起こされる損失の量は多過ぎると考えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一課題は、従来技術の容量性給電システムの上述の技術的問題を克服し又は少なくとも軽減することである。より具体的には、本発明は、既知のシステムの給電効率を高めることを目的とする。特に、好ましくは電極の表面寸法を大きくすることなく重なり合う送信電極及び受信電極によって形成されるコンデンサによって発生する電気的損失の量を減らす必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記及び可能な更なる課題は、容量性給電システムであって、ａ）負荷に接続された平面状受信電極のペアを含む受信要素と、ｂ）ドライバに接続された、受信電極のペアに対して平行な平面状送信電極のペアを含む送信要素と、ｃ）給電中、システムを共振させるためのインダクタと、ｄ）システムの給電中、送信電極と受信電極との間の容量性インピーダンスを形成するための、平面状受信電極のペアと平面状送信電極のペアとの間に配置された第１の絶縁層とを含み、システムは、更に、第２の平面状受信電極のペア及び第２の絶縁層を含み、第２の平面状受信電極のペアも、平面状送信電極のペアに対して平行に配置され、第２の絶縁層は、第２の平面状受信電極のペアと平面状送信電極のペアとの間に配置され、平面状送信電極のペアは、２つの受信電極のペアの間に挟まれ、２つの受信電極のペアの同じ極性を有する電極は電気接続される、容量性給電システムによって達成される。
【００１０】
本発明は、本質的には、送信電極の「空いた（free）」面にのみ追加の平面状受信電極のペアを配置することによって、コンデンサ面積が増加され得るという発明者の認識に基づく。ここで、「空いた」面は、第１の平面状受信電極のペアが配置された面の反対側に位置する。このようにすることで、受信電極及び送信電極のいずれの表面寸法も大きくすることなく、コンデンサ表面積が原則的に倍にされ得る。発明者は、更に、原則的に、コンデンサの全表面積を増加させることにより、電極及び絶縁層の材料及び寸法を変えることなく、容量性損失を減らすことができることを認識した。
【００１１】
受信電極のペアにおける同じ電気極性を有する電極は電気接続される。この接続は、例えば銅又はアルミニウム等の金属からなる１つ又は複数の導線によって実現され得る。
【００１２】
平面状受信電極に対する平面状送信電極の平行配置は、送信電極の表面上の垂線と、対応する受信電極の表面上の垂線との間の角度が３０°未満であり、好ましくは２０°未満であり、より好ましくは１０°未満であると理解されたい。受信電極及び送信電極は平面状であるが、小さい湾曲を、特に別の電極に面さない表面上で許容する。各電極ペアの２つの別個の電極は、好ましくは、単一の平面内で距離を空けて存在するようデザインされる。
【００１３】
インダクタは、容量性給電システムが機能することを保証する。かかるインダクタは、給電中にシステムを共振させるために使用される。送信要素又は受信要素のいずれかの電気回路に少なくとも１つのインダクタが存在しなければならない。したがって、かかるインダクタは、送信電極のうちの１つとドライバとの間の電線内に配置され得る。あるいは、インダクタは、受信電極のうちの１つと負荷との間に配置されてもよい。容量性給電システム内に１つのインダクタしか存在しない場合、インダクタは、好ましくは、安全上の理由から受信要素内に含まれる。受信要素及び送信要素の両方が、各自の電気回路内に１つ又は複数のインダクタを含み得ることに留意されたい。
【００１４】
本発明に係る容量性給電システムの興味深い実施形態は、第１の絶縁層及び第２の絶縁層が平面状送信電極のペアに取り付けられるという点で特徴付けられる。このデザインに係るシステムは、受信要素が送信要素から取り外された後であっても、通常は楕円形の送信電極が絶縁層によって完全に覆われたままであるという利点を有する。平面状受信電極のペアは、絶縁層を有さなくてもよい。好ましくは、安全上の理由から、これらの電極も薄い絶縁層を有する。
【００１５】
本発明に係る容量性給電システムの他の好適な実施形態は、第１の絶縁層及び第２の絶縁層が、平面状送信電極のペアが埋め込まれる単一の絶縁層を形成するという特徴を有する。これは、送信要素の単純且つ実践的デザインを可能にする。このデザインでは、例えば押し出し加工によって、２つの送信電極のペアのまわりに単一の材料からなる絶縁層が提供され得る。このような処理によって作成される絶縁層はシームレスであり、これは、２つの電極間のショート等の電気的な誤作動のリスクを下げる。
【００１６】
本発明に係る容量性給電システムの他の興味深い実施形態は、第１の絶縁層及び第２の絶縁層がフレキシブルな絶縁材料からなり、平面状送信電極のペアが金属（合金）材料からなるという特徴を有する。このデザインに係る容量性給電システムの送信部は、フレキシブルな平面状ケーブル又はいわゆるフレックスフォイル（flex-foil）を含み得る。本実施形態において使用され得る典型的な絶縁材料は、ポリエチレン（ＰＥ）又はポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン材料、及びカプトン（登録商標）等のポリイミドを含む。電極材料としての使用に適した典型的な金属（合金）は、銅及びアルミニウム又はこれらの金属と他の金属との合金である。
【００１７】
本発明に係る容量性給電システムの他の実践的な実施形態は、電気絶縁材料からなる第１のプレート上に平面状受信電極のペアが設けられ、電気絶縁材料からなる第２のプレート上に第２の平面状受信電極のペアが設けられ、これらのプレートの間に平面状送信電極のペアが配置され得るという特徴を有する。このデザインに係る給電システムは、平面状プレートが、受信電極ペアの強固なサポートを提供し得るという実践的な利点を有する。プレートのうちの一方は、負荷が収容される送信要素部分の一部を構成し得る。第１及び第２のプレートは、好ましくは、電気絶縁材料からなる。
【００１８】
後者のデザインに係る容量性給電システムの好適な実施形態は、２つのプレートが、プレートを平面状送信電極のペアのまわりに固定するための手段を有するという特徴を有する。これらの固定手段は、受信部分の送信部分への単純な固定のために構成され得る。固定圧力は、対応する送信電極及び受信電極の良好な接触に貢献し、よって、負荷への最適な電力伝送を提供し得る。固定手段は、好ましくは分離可能であり、よって、送信要素に対する受信要素の着脱を可能にする。適切な分離可能固定手段は、ネジ又は（弾性）クランプを含み得る。
【００１９】
本発明に係る給電システムの他の実践的な実施形態は、２つのプレートが平面状送信電極のペアのまわりに移動可能に固定可能であるという特徴を有する。本発明の当該実施形態は、受信要素が送信電極のまわりに固定された後、受信要素が、送信要素の送信電極ペア沿いに移動することを可能にする。これは、送信電極が（フレキシブルな）ケーブル又はフレックスコイルとしてデザインされた場合、特に興味深い。かかるケーブル又はフォイルは、壁等の構造物に取り付けられ、一方、受信要素の実際の配置は、受信要素をケーブル又はフォイル沿いに単純に動かすことによってユーザーによって決定され得る。
【００２０】
後者のデザインを有する容量性給電システムの他の好適な実施形態は、固定するための手段が、プレートの端部に配置されたヒンジ要素を含むという特徴を有する。したがって、受信要素のプレートは、取り付けられたヒンジによって単純に合わせられたままになる。結果として、この手段により、送信電極のまわりに固定されている間、プレートの方向付けは非常に単純になる。
【００２１】
後者の実施形態に従う本発明に係る給電システムの他の好適な実施形態は、２つのプレートが、更に、プレートの前記端部の反対側の端部に分離可能な接続手段を含むという点で特徴付けられる。これらの接続手段を固定することによって、プレートは２つの平面状送信電極のペアのまわりに自動的に固定され、よって、両受信電極ペアが対応する送信電極と密着する。しかしながら、互いに面する送信電極と受信電極との間の少なくとも１つの絶縁層の存在によって、電気ショートは防止される。適切な接続手段は、ネジ及び／又は（分離可能な）クランプを含み得る。
【００２２】
本発明に係る容量性給電システムの他の興味深い実施形態では、平面状受信電極のペアのうちの少なくとも１つが、互いに距離を空けて配置された少なくとも２つの平行なサブ電極を含む。このデザインに係る給電システムは、送信電極のペアがこれらのサブ電極間をループされ得るため、更に向上された給電効率を有し得る。したがって、個々の送信電極の最大表面積を維持しつつ、送信電極と受信電極との間の全重畳面積を増加させることができる。このような増加されたコンデンサ面積は、より低い容量性損失に貢献する。
【００２３】
本発明に係る給電システムの実践的な実施形態では、受信電極ペアのうちの少なくとも１つは、負荷及びインダクタが収容された筐体に機械的に取り付けられる。実際には、プレートは、かかる筐体の底部の一部を構成さえし得る。単純に人の手によって負荷及びインダクタに触れることができないため、筐体の存在は、容量性給電システムの電気的安全性に寄与する。前記筐体は、好ましくは、筐体が照明器具として機能し得るよう、光源を接続するための手段を含む。接続手段は、好ましくは光源を含み、光源は、好ましくはＬＥＤを含み得る。前記ＬＥＤ又は他の光源は、受信要素内の負荷として機能し得る。光源が接続手段に分離可能に接続される場合、有利である。
【００２４】
本発明は、更に、上述されたような本発明に係る容量性給電システムにおける使用のために適合させられた受信要素に関する。前記受信要素は、好ましくは、負荷として光源を含む照明器具としてデザインされる。前記光源は、好ましくは、１つ又は複数のＬＥＤを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
本発明の上記及び他の側面は、後述される実施形態を参照して説明され、明らかになるであろう。
【００２６】
【図１】図１は、本発明に係るものではない容量性給電システムの一実施形態の断面図を示す。
【図２】図２は、本発明に係る容量性給電システムの第１の実施形態の断面図を示す。
【図３】図３は、本発明に係る容量性給電システムの第２の実施形態において使用される受信電極の斜視図を示す。
【図４】図４は、図３の本発明に係る容量性給電システムの第２の実施形態の斜視図を示す。
【図５】図５は、壁に取り付けられた、本発明に係る容量性給電システムの第２の実施形態の斜視図を示す。
【図６】図６は、本発明に係る容量性給電システムの第３の実施形態の断面図を示す。
【００２７】
図面は概略的であり、縮尺通りではないことに留意されたい。異なる図面において、同じ要素は同じ参照番号によって表される。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、本発明に係るものではない容量性給電システム１の一実施形態の断面図を示す。より具体的には、図１は、受信要素２及び送信要素７を含む容量性給電システムを示す。受信要素２は、配線１５によってインダクタ６を介して負荷５に接続される、金属からなる平面状の受信電極３及び４のペアを含む。負荷５はランプを含み、ランプは好ましくはＬＥＤとして具現化され得る。配線１５、負荷５、及びインダクタ６は筐体１７の中に収容され、一方、受信電極３及び４は、前記筐体１７の外側に取り付けられる。送信要素７は、配線１６によってドライバ１０に接続される、金属からなる平面状の送信電極８及び９のペアを含む。前記ドライバ１０は、ＡＣ電源（図示無し）に接続される。
【００２９】
送信電極８及び９並びに受信電極３及び４の対向する面の間には、容量性インピーダンスを形成するために、第１の絶縁層１１が配置される。第１の絶縁層１１は、ＰＥ、ＰＰ、若しくはカプトン（登録商標）等のポリイミド等の高分子樹脂のような絶縁材料、又は紙のような材料からなり、送信電極８及び９に取り付けられる。
【００３０】
容量性給電システム１の動作中、ドライバ１０は、振幅、周波数、及び波形が調整可能なＡＣ電圧信号を生成する。典型的には、出力信号は、数十ボルトの振幅及び最大で数メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数を有する。例示的な実施形態では、出力信号は典型的には５０Ｖ／４００ｋＨｚである。システム１の動作中、負荷５を電流が流れるよう、送信要素７から受信要素２に電力が伝送される。しかしながら、給電システム１において、ドライバ１０によって生成されるＡＣ信号の周波数及び振幅、送信電極と受信電極との間に位置する第１の絶縁層１１の材料の種類及び厚さ、並びにこれらの電極の重畳領域のサイズによって主に決定され得る容量性損失が認められる。
【００３１】
図２は、本発明に係る容量性給電システムの第１の実施形態の断面図を示す。本実施形態は、図１に示される本発明に係るものではない実施形態と同じ部品を含む。しかしながら、本発明に係る実施形態は、更に、同じく金属からなり得る第２の平面状受信電極１２及び１３のペア、並びに第２の絶縁層１４を含む。図２に示されるように、第２の平面状受信電極１２及び１３のペアも、平面状送信電極８及び９のペアに対して平行に配置される。第２の絶縁層１４は、第２の平面状受信電極１２及び１３のペアと、第１の送信電極８及び９のペアとの間に配置される。したがって、電極の全体的配置は、平面状送信電極８及び９のペアが両受信電極３、４、１２、及び１３のペアの間に挟まれ、２つの受信電極のペアの同じ電気極性を有する電極が接続されるようデザインされる。したがって、受信電極３は受信電極１２と電気接続され、一方、受信電極４は受信電極１３と電気接続される。図示の例示的な実施形態では、これらの接続された電極は、単一のＵ字形電極としてデザインされる。
【００３２】
本発明のこの実施形態では、絶縁層１１及び第２の絶縁層１４は、共に、平面状送信電極８及び９のペアに取り付けられる。好ましくは、両絶縁層は、ＰＥ若しくはＰＰ等のポリオレフィン、又はカプトン（登録商標）等のポリイミドのような同じ電気絶縁材料からなり、送信電極８及び９は、この材料内に埋め込まれる。より好ましくは、送信電極及び絶縁層がフレキシブルなケーブル又はフレックスフォイルとしてデザインされ得るよう、両絶縁層１１及び１４としてフレキシブルな絶縁材料が使用される。
【００３３】
第２の受信電極１２及び１３のペア並びに第２の絶縁層１４の追加部分は、動作中に給電システム１内で発生する容量性損失の大きな減少をもたらす。したがって、同一の動作条件下（同じ給電、同じ送信要素及び受信要素の材料及びサイズ、特に同じ電極の表面積のサイズ）で、本発明に係るものではない容量性給電システムの実施形態（図１）と本発明に係る容量性給電システム１の実施形態（図２）とを比較すると、本発明に係るシステムでは、容量性損失を約半分にすることができるようである。
【００３４】
図３は、図４に示される本発明に係る容量性給電システム１の第２の実施形態において使用される本発明に係る受信要素２の斜視図を示す。受信要素２は、一連のＬＥＤとして具現化された負荷、インダクタ、及び必要な配線（詳細に図示されていない）が収容された筐体１７を含む。平面状受信電極３及び４のペアは、電気絶縁材料からなる第１のプレート１８上に設けられており、第２の平面状受信電極１２及び１３のペアは、電気絶縁材料からなる第２のプレート１９上に設けられている。両プレート１８及び１９のうちの１つが筐体１７に取り付けられ、これにより、受信電極と筐体内の配線との間の電気接続が確立される（図示無し）。２つのプレート１８及び１９は固定手段によって、より具体的には、両プレートの端部に設けられたヒンジ要素２０によって互いに接続される。
【００３５】
受信要素２は、送信要素７の平面状送信電極及び絶縁層を含むフレキシブルなケーブル又はフレックスフォイルを、４つの受信電極３、４、１２、及び１３を含むプレート１８と１９との間に挿入し、その後、（図３において矢印で示される）回転によってプレート１８及び１９を閉じることによって送信要素７に接続され得る。閉じられた状態で、プレート１８及び１９は、プレートの反対側の端部に配置された追加接続手段によって互いに固定され得る（図示無し）。かかる追加接続手段は、ネジ又はメカニカルクランプを含み得る。クランプを介して受信電極４及び１３間の電気接続が構成され得るよう、好ましくは、金属製のクランプが、受信電極１３へのプレート１９内のビア及び受信電極４へのプレート１８内のビアと組み合わせて使用される。他の受信電極３及び１２間の電気接続は、金属又は合金からなり得るヒンジ要素２０によって構成され得る。
【００３６】
図４は、上述された容量性給電システム１の実施形態を示す。したがって、絶縁層１１及び１４並びに電極８及び９を含む送信要素７（ここでは、ケーブル又はフレックスフォイルとして示されている）は、電極３、４、１２、及び１３を含むプレート１８及び１９間にクランプされている。この特殊なクランプ機構により、受信要素２は、図４に描かれた矢印によって示される方向に送信要素７に沿って動かされ得る。本実施形態の利点は後に詳述される。
【００３７】
図５は、壁２１に取り付けられた、本発明に係る容量性給電システムの第２の実施形態の斜視図を概略的に示す。したがって、ドライバを介してＡＣ電源に接続された平面状送信電極のペアを含む平面状ケーブルとしてデザインされた送信要素７（詳細に図示されていない）は、壁２１に水平に取り付けられている。照明器具としてデザインされた複数の受信要素２（詳細に図示されていない）が、前記送信要素７のまわりに移動可能に取り付けられている。これらの受信要素は、送信要素沿いに水平方向にいくらかの距離動かされ得る。当然ながら、ケーブルは壁２１に垂直に又は任意の他の所望の方向にも配置され得る。
【００３８】
図６は、本発明に係る容量給電システムの第３の実施形態の断面図を示す。図２と比較すると、この断面図は、システムを図面の平面内の垂直回転軸まわりに９０°回転された後図示されている。本実施形態は、同様に、ここでは送信要素及び絶縁層を含むケーブルとしてデザインされた送信要素７と、受信要素２とを含む。後者の受信要素は、電極３に取り付けられた配線１５、接続手段２１に接続された光源２２、及びインダクタが収容された筐体を含む。この具体的な実施形態では、受信電極１２及び１３のペアのうちの１つが、２つの追加のサブ電極のペアを含む。より具体的には、電極１２は、互いに対して距離を空けて平行に配置された、２つの追加サブ電極１２’及び１２”を含む。回転図のため、受信電極４及び１３、並びに対応するサブ電極１３’及び１３”は示されていないが、これらの（サブ）電極を電気接続する関連付けられた配線１５’は点線によって示されている。
【００３９】
ここで説明される本発明に係る容量性給電システム１の実施形態は、本願で先に説明された実施形態と比較して、更に小さい容量性損失が達成され得るという明確な利点を有する。したがって、ケーブルとしてデザインされる送信要素７は、４つの受信電極３、１２、１２’、及び１２”中をループされ得る。
【００４０】
結果として、関連する送信電極及び受信電極間の重畳表面積の合計は、図２に示される本発明に係る容量性給電システム１に対して、３倍になる。従来技術で説明される容量性給電システム（図１参照）に対しては、電極自体の表面寸法を大きくすることなく、重畳表面積は６倍にまで拡大される。このような拡大された容量性表面積は、やはり、より低い容量性損失をもたらす。したがって、図６に示される実施形態の容量性損失は、図１に示される従来技術の容量性給電システムにおいて存在する損失の約１６％にのぼる。
【００４１】
図面及び上記において本発明が詳細に図解及び記述されているが、かかる図解及び記述は説明的又は例示的であり、制限的では無いと考えられたい。本発明は開示の実施形態に限定されない。図面、開示、及び添付の特許請求の範囲を検討することにより、当業者は、開示の実施形態の他の変形例を理解し実施することができる。例えば、当業者は、平面状受信電極のデザインにおけるより多くのサブ電極の使用が、容量性損失の更に大きな低減をもたらすことを認識するであろう。
【００４２】
請求項中、「含む（又は有する若しくは備える等）」との用語は、他の要素又はステップを除外せず、要素は複数を除外しない。単にいくつかの手段が互いに異なる請求項に記載されているからといって、これらの手段の組み合わせを好適に使用することができないとは限らない。請求項中の如何なる参照符号も、請求項の範囲を限定するものと解されるべきではない。
【要約】
本発明は、ａ）負荷５に接続された平面状受信電極３、４のペアを含む受信要素２と、ｂ）ドライバ１０に接続された、受信電極３、４のペアに対して平行な平面状送信電極８、９のペアを含む送信要素７と、ｃ）給電中、システムを共振させるためのインダクタ６と、ｄ）システムの給電中、送信電極と受信電極との間の容量性インピーダンスを形成するための、平面状受信電極３、４のペアと平面状送信電極８、９のペアとの間に配置された第１の絶縁層１１とを含む、容量性給電システム１に関する。システム１は、更に、第２の平面状受信電極１２、１３のペア及び第２の絶縁層１４を含み、第２の平面状受信電極１２、１３のペアも、平面状送信電極８、９のペアに対して平行に配置され、第２の絶縁層１４は、第２の平面状受信電極１２、１３のペアと平面状送信電極８、９のペアとの間に配置され、平面状送信電極のペアは、２つの受信電極のペアの間に挟まれ、２つの受信電極のペアの同じ極性を有する電極３、１２及び４、１３は電気接続される。本発明に係る容量性給電システムは、より低い容量性損失を示す。【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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