(57)【要約】【課題】電子デバイスに電力を効率的および安全に伝達するワイヤレス電力伝達システムおよび方法を提供すること【解決手段】本開示は、複数の周波数帯域内の動作用に送信コイルを同調するためのシステム、方法および装置を提供する。一態様では、ワイヤレス電力送信の方法が提供される。この方法は、ワイヤレス電力送信機を介して、ワイヤレス電力送信システムの第1の部分を励起するステップを含む。この方法は、非充電オブジェクトが存在する場合、第1のパラメータの第1の変化を検出するステップをさらに含む。第1のパラメータは、非充電オブジェクトと第1の部分との間の結合を示す。この方法は、前記第1の変化に基づいて、ワイヤレス電力送信の特性を変更するステップをさらに含む。【選択図】図８A
2018061431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス電力送信システムの送信アンテナを介して受信アンテナにワイヤレスに電力を送信するための電磁場を生成するステップと、
前記送信アンテナに結合された前記ワイヤレス電力送信システムの第１の非送信部分を励起するステップと、
非充電オブジェクトが存在する場合、前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の結合を示すパラメータの第１の変化を検出するステップと、
を含む、ワイヤレス電力送信の方法。
【請求項２】
前記アンテナは容量結合を介して前記第１の非送信部分を励起する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合は容量結合を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の非送信部分は導電性板を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記非充電オブジェクトは生物、および寄生受信機のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記変化に基づいて前記ワイヤレス電力送信の特性を変更するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ワイヤレス電力送信の前記変更された特性は、送信電力および送信周波数のうち少なくとも１つを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す前記パラメータの前記第１の変化を検出する前記ステップは、
前記非充電オブジェクトが無い場合に、
較正入力を受信し、
前記較正入力の包絡線を検出し、
前記較正入力の前記検出された包絡線をサンプリングするステップと、
前記非充電オブジェクトが存在する場合に、
前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す入力を受信し、
前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す入力の包絡線を検出し、
前記較正入力を、前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す前記入力と比較するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す前記パラメータの前記第１の変化を検出する前記ステップは、
基準入力、および、前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す入力を受信するステップと、
前記基準入力を、前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す前記入力とｘｏｒするステップと、
前記ｘｏｒされた入力を方形波サイクルの交流部分で統合するステップと、
交互に統合されたｘｏｒされた入力を前記方形波サイクルの交流部分でサンプリングするステップと、
前記交互にサンプリングされ、交互に統合されたｘｏｒされた入力をヒステリシス的に比較するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記送信アンテナに結合された前記ワイヤレス電力送信システムの第２の非送信部分を励起するステップと、
前記非充電オブジェクトが存在する場合、前記非充電オブジェクトと前記第２の部分の間の結合を示す第２のパラメータの第２の変化を検出するステップと、
前記第１および第２の変化を比較して、前記オブジェクトの場所および前記オブジェクトの配向のうち少なくとも１つを決定するステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記決定された場所または配向に基づいてデバイス入力を制御するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記デバイス入力は、充電速度、音楽制御、データ同期、および電力制御のうち少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ワイヤレス電力送信を提供するように構成されたシステムであって、
第１の非送信部分と、
ワイヤレス電力を提供するように構成された送信アンテナであって、前記送信アンテナに結合された前記第１の非送信部分を励起する送信アンテナと、
非充電オブジェクトが存在する場合、前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の結合を示すパラメータの第１の変化を検出するように構成された回路と、
を備える、システム。
【請求項１４】
前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す前記パラメータの前記第１の変化を検出するように構成された前記回路は、
較正入力、前記非充電オブジェクトの不存在、および前記非充電オブジェクトが存在する場合に前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す入力を受信するように構成された包絡線検出器と、
前記較正入力の包絡線、前記非充電オブジェクトの不存在を検出し、前記非充電オブジェクトが存在する場合に前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す入力の包絡線を検出するように構成された包絡線検出器と、
前記較正入力を、前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す前記入力と比較するように構成されたヒステリシス比較器と、
を備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す前記パラメータの前記第１の変化を検出することは、
基準入力を受信するように構成された第１のインバータと、
前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す入力を受信するように構成された第２のインバータと、
前記第１および第２のインバータの出力をｘｏｒするように構成された少なくとも１つのｘｏｒゲートと、
それぞれ前記少なくとも１つのｘｏｒゲートの出力を方形波サイクルの交流部分で統合するように構成された第１および第２の積分器と、
それぞれ前記第１および第２の積分器の出力を、それぞれ、前記方形波サイクルの交流部分でサンプリングするように構成された第１および第２のサンプルおよびホールド回路と、
前記第１および第２のサンプルおよびホールド回路からの出力を比較するように構成されたヒステリシス比較器と、
を備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記送信アンテナに結合された前記ワイヤレス電力送信システムの第２の非送信部分を励起するステップと、
前記非充電オブジェクトが存在する場合、前記非充電オブジェクトと前記第２の部分の間の結合を示す第２のパラメータの第２の変化を検出するステップと、
前記第１および第２の変化を比較して、前記オブジェクトの場所、および前記オブジェクトの配向のうち少なくとも１つを決定するステップと、
をさらに含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
第１の非送信部分と、
ワイヤレス電力を送信するための手段であって、前記手段に接続された前記第１の非送信部分を励起するための手段と、
非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の容量結合を示すパラメータの第１の変化を検出するための手段と、
を備える、ワイヤレス電力送信のための装置。
【請求項１８】
前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す前記パラメータの前記第１の変化を検出するための前記手段は、
前記非充電オブジェクトが無い場合に、較正入力を受信し、前記較正入力の包絡線を検出し、前記較正入力の前記検出された包絡線をサンプリングするための手段と、
前記非充電オブジェクトが存在する場合、前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す入力を受信し、前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す入力の包絡線を検出し、前記較正入力を、前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す前記入力と比較するための手段と、
を備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す前記パラメータの前記第１の変化を検出するための前記手段は、
基準入力、および、前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す入力を受信するための手段と、
前記基準入力を、前記非充電オブジェクトと前記第１の非送信部分の間の前記結合を示す前記入力とｘｏｒするための手段と、
前記ｘｏｒされた入力を方形波サイクルの交流部分で統合するための手段と、
交互に統合されたｘｏｒされた入力を前記方形波サイクルの交流部分でサンプリングするための手段と、
前記交互にサンプリングされ、交互に統合されたｘｏｒされた入力をヒステリシス的に比較するための手段と、
を備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記送信アンテナに結合された前記ワイヤレス電力送信システムの第２の非送信部分を励起するための手段と、
前記非充電オブジェクトが存在する場合、前記非充電オブジェクトと前記第２の部分の間の結合を示す第２のパラメータの第２の変化を検出するための手段と、
前記第１および第２の変化を比較して、前記オブジェクトの場所および前記オブジェクトの配向のうち少なくとも１つを決定するための手段と、
をさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ワイヤレス電力に関する。より詳細には、本開示は、容量性近接感知が可能なワイヤレス電力システムを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
ますます多くの様々な電子デバイスが、充電式バッテリーを介して電力を供給されるようになっている。そのようなデバイスには、モバイルフォン、携帯型音楽プレーヤ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、コンピュータ周辺デバイス、通信デバイス(たとえば、ブルートゥース（登録商標）デバイス)、デジタルカメラ、補聴器などが含まれる。バッテリー技術は向上してきたが、バッテリー電源式電子デバイスは、より多くの電力量をますます必要とし、消費するので、頻繁に充電する必要がある。充電式デバイスは、多くの場合に、電源に物理的に接続されるケーブルまたは他の同様のコネクタを通して有線接続によって充電される。ケーブルおよび同様のコネクタは不便な場合があるか、または扱いにくい場合があり、他の欠点を有する場合もある。充電式電子デバイスを充電するか、または電子デバイスに電力を提供するのに用いられることになる電力を自由空間において伝達することができるワイヤレス充電システムは、有線式の充電解決策の欠点の一部を克服する可能性がある。したがって、電子デバイスに電力を効率的および安全に伝達するワイヤレス電力伝達システムおよび方法が望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
添付の特許請求の範囲内のシステム、方法、およびデバイスの様々な実装形態の各々は、いくつかの態様を有し、そのどの態様も単独で、本明細書で説明する望ましい属性に関与することはない。添付の特許請求の範囲を限定することなく、本明細書においていくつかの顕著な特徴について説明する。
【０００４】
本明細書で説明する主題の1つまたは複数の実装形態の詳細について、以下の添付の図面および説明において述べる。他の特徴、態様、および利点は、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。以下の図の相対的な寸法が、縮尺通りに描かれていない場合があることに留意されたい。
【０００５】
本開示において説明される主題の一態様は、ワイヤレス電力送信の方法を提供する。この方法は、ワイヤレス電力送信機を介して、ワイヤレス電力送信システムの第1の部分を励起するステップを含む。この方法は、非充電オブジェクトが存在する場合、第1のパラメータの第1の変化を検出するステップをさらに含む。第1のパラメータは、非充電オブジェクトと第1の部分との間の結合を示す。この方法は、前記第1の変化に基づいて、ワイヤレス電力送信の特性を変更するステップをさらに含む。
【０００６】
本開示に記載する主題の別の態様は、送信アンテナからのオブジェクトの距離を判定する方法を提供する。この方法は、送信アンテナを介して、ワイヤレス電力送信システムの第1および第2の部分を励起するステップを含む。第2の部分は、第1の部分から変位されている。この方法は、非充電オブジェクトが存在する場合、第1のパラメータの第1の変化を検出するステップをさらに含む。第1のパラメータは、非充電オブジェクトと第1の部分との間の結合を示す。この方法は、非充電オブジェクトが存在する場合、第2のパラメータの第2の変化を検出するステップをさらに含む。第2のパラメータは、非充電オブジェクトと第2の部分との間の結合を示す。この方法は、前記第1および第2の変化を比較して、前記オブジェクトの場所を判定するステップをさらに含む。
【０００７】
本開示において説明される主題の別の態様は、ワイヤレス電力送信を提供するように構成されたシステムを提供する。このシステムは、第1の金属板および送信アンテナを含む。送信アンテナは、ワイヤレス電力を提供するように、および第1の金属板を励起するように構成される。このシステムは、前記送信アンテナと前記第1の金属板との間のキャパシタンスの第1の変化を検出するように構成された回路をさらに含む。ある実施形態では、このシステムは、検出された第1の変化に基づいて、ワイヤレス電力送信の特性を変更するように構成されたコントローラを含み得る。
【０００８】
本開示に記載する主題の別の態様は、ワイヤレス充電システムの付近にある外部オブジェクトの場所を判定するためのシステムを提供する。このシステムは、第1の金属板と、第1の金属板から変位された第2の金属板とを含む。このシステムは、ワイヤレス電力を提供するように、および第1および第2の金属板を励起するように構成された送信アンテナをさらに含む。このシステムは、前記送信アンテナと前記第1の金属板との間のキャパシタンスの第1の変化を検出するように構成された回路をさらに含む。このシステムは、前記送信アンテナと前記第2の金属板との間のキャパシタンスの第2の変化を検出するように構成された回路をさらに含む。このシステムは、前記第1の変化を前記第2の変化と比較して、前記外部オブジェクトの場所を判定するように構成された回路をさらに含む。ある実施形態では、このシステムは、前記オブジェクトの判定された場所に基づいて、ワイヤレス電力送信の特性を変更するように構成されたコントローラを含み得る。
【０００９】
本開示において説明される主題の別の態様は、ワイヤレス電力送信のための装置を提供する。この装置は、ワイヤレス電力を送信するため、およびワイヤレス電力送信システムの第1の部分を励起するための手段を含む。この装置は、非充電オブジェクトが存在する場合、第1のパラメータの第1の変化を検出するための手段をさらに含む。第1のパラメータは、非充電オブジェクトと第1の部分との間の結合を示す。この装置は、前記第1の変化に基づいて、ワイヤレス電力送信の特性を変更するための手段1330をさらに含む。
【００１０】
本開示に記載する主題の別の態様は、送信アンテナからのオブジェクトの距離を判定するための装置を提供する。この装置は、ワイヤレス電力を送信するため、およびワイヤレス電力送信システムの第1および第2の部分を励起するための手段を含む。第2の部分は、第1の部分から変位されている。この装置は、非充電オブジェクトが存在する場合、第1のパラメータの第1の変化を検出するための手段をさらに含む。第1のパラメータは、非充電オブジェクトと第1の部分との間の結合を示す。この装置は、非充電オブジェクトが存在する場合、第2のパラメータの第2の変化を検出するための手段をさらに含む。第2のパラメータは、非充電オブジェクトと第2の部分との間の結合を示す。この装置は、前記第1および第2の変化を比較して、前記オブジェクトの場所を判定するための手段をさらに含む。
【００１１】
本開示に記載する主題の別の態様は、コードを含む非一時的コンピュータ可読媒体を提供する。この媒体は、実行されると、装置に、ワイヤレス電力送信機を介して、ワイヤレス電力送信システムの第1の部分を励起させるコードを含む。この媒体は、実行されると、装置に、非充電オブジェクトが存在する場合、第1のパラメータの第1の変化を検出させるコードをさらに含む。第1のパラメータは、非充電オブジェクトと第1の部分との間の結合を示す。この媒体は、実行されると、装置に、前記第1の変化に基づいて、ワイヤレス電力送信の特性を変更させるコードをさらに含む。
【００１２】
本開示に記載する主題の別の態様は、非一時的コンピュータ可読媒体を提供する。この媒体は、実行されると、装置に、送信アンテナを介して、ワイヤレス電力送信システムの第1および第2の部分を励起させるコードを含む。第2の部分は、第1の部分から変位されている。この媒体は、実行されると、装置に、非充電オブジェクトが存在する場合、第1のパラメータの第1の変化を検出させるコードをさらに含む。第1のパラメータは、非充電オブジェクトと第1の部分との間の結合を示す。この媒体は、実行されると、装置に、非充電オブジェクトが存在する場合、第2のパラメータの第2の変化を検出させるコードをさらに含む。第2のパラメータは、非充電オブジェクトと第2の部分との間の結合を示す。この媒体は、実行されると、装置に、前記第1および第2の変化を比較させて、前記オブジェクトの場所を判定させるコードをさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の例示的な実施形態による、例示的なワイヤレス電力伝達システムの機能ブロック図である。
【図２】本発明の種々の例示的な実施形態による、図1のワイヤレス電力伝達システムに使用され得る例示的な構成要素の機能ブロック図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態による、送信コイルまたは受信コイルを含む、図2の送信回路または受信回路の一部の概略図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態による、図1のワイヤレス電力伝達システムに使用され得る送信機の機能ブロック図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態による、図1のワイヤレス電力伝達システムに使用され得る受信機の機能ブロック図である。
【図６】図4の送信回路で使用され得る送信回路の一部の概略図である。
【図７Ａ】本発明の例示的な実施形態による容量性存在検出システムの上面図である。
【図７Ｂ】本発明の例示的な実施形態による、図7Aの容量性存在検出システムの断面図である。
【図８Ａ】本発明の例示的な実施形態による、図4の送信機の概略図モデルである。
【図８Ｂ】本発明の別の例示的な実施形態による図8Aの概略図モデルである。
【図９】本発明の例示的な実施形態による存在検出器の概略図である。
【図１０】本発明の例示的な実施形態による、図9の存在検出器におけるノードの信号プロットである。
【図１１】本発明の別の例示的な実施形態による存在検出器の概略図である。
【図１２】ワイヤレス電力送信の例示的な方法のフローチャートである。
【図１３】本発明の例示的な一実施形態による、ワイヤレス電力送信のためのシステム1300の機能ブロック図である。
【図１４】ワイヤレス電力送信の例示的な方法のフローチャートである。
【図１５】本発明の例示的な一実施形態による、ワイヤレス電力送信のためのシステムの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面に示された様々な特徴は、縮尺通りに描かれていない場合がある。したがって、明確にするために、様々な特徴の寸法は任意に拡大または縮小されている場合がある。加えて、図面のいくつかは、所与のシステム、方法、またはデバイスの構成要素のすべてを描写していない場合がある。最後に、本明細書および図の全体を通して、同様の特徴を示すために同様の参照番号が使用される場合がある。
【００１５】
添付の図面に関する下記の詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態の説明として意図されており、本発明が実施され得る唯一の実施形態を表すように意図されていない。本説明全体にわたって使用される「例示的」という用語は、「例、実例、または例示としての役割を果たす」ことを意味しており、必ずしも、他の例示的な実施態様よりも好ましいか、または有利なものと解釈されるべきではない。詳細な説明は、本発明の例示的実施形態の完全な理解をもたらす目的で、具体的な詳細を含んでいる。場合によっては、いくつかのデバイスはブロック図の形で示される。
【００１６】
電力をワイヤレスに伝達することは、物理的な電気導体を使用することなく、電場、磁場、電磁場などに関連する任意の形態のエネルギーを送信機から受信機に伝達することを指し得る(たとえば、電力は、自由空間を通して伝達され得る)。電力伝達を実現するために、ワイヤレス場(たとえば、磁場)内に出力された電力は、「受信コイル」によって受け取られ、捕捉され、または結合され得る。
【００１７】
図1は、本発明の例示的な実施形態による、例示的なワイヤレス電力伝達システム100の機能ブロック図である。エネルギー伝達を可能にするために、場105を生成するのに、電源(図示せず)から、送信機104に入力電力102を提供することができる。受信機108は、場105に結合し、出力電力110に結合されたデバイス(図示せず)によって蓄積または消費するための出力電力110を生成することができる。送信機104と受信機108の両方は互いに距離112だけ離間される。例示的な一実施形態では、送信機104および受信機108は、相互の共振関係に従って構成される。受信機108の共振周波数および送信機104の共振周波数が、ほぼ同じか、または極めて近いとき、送信機104と受信機108との間の伝送損失は最小となる。したがって、コイルが極めて近い(たとえば、数mm)ことが必要な大型のコイルを必要とする可能性がある純粋に誘導性のソリューションとは対照的に、より長い距離にわたってワイヤレス電力伝達を可能にすることができる。したがって、共振誘導結合技法は、様々な距離にわたっておよび様々な誘導コイル構成を用いて効率の改善および電力伝達を可能にし得る。
【００１８】
受信機108は、送信機104によって生成されたエネルギー場105内に位置するときに、電力を受信することができる。場105は、送信機104によって出力されたエネルギーが受信機108によって捕捉され得る領域に対応する。場合によっては、場105は、以下でさらに説明するように、送信機104の「近接場」に相当してよい。送信機104は、エネルギー送信を出力するための送信コイル114を含み得る。受信機108は、エネルギー送信からエネルギーを受信または捕捉するための受信コイル118をさらに含む。近接場は、送信コイル114から電力を最小限に放射する送信コイル114内の電流および電荷に起因する強い反応場が存在する領域に相当してよい。場合によっては、近接場は、送信コイル114の約1波長(または波長の数分の一)内にある領域に相当してよい。送信コイル114および受信コイル118は、それらに関連する適用例およびデバイスに応じてサイズを決定される。上述のように、効率的なエネルギー伝達は、電磁波のエネルギーの大部分を非近接場に伝播するのではなく、送信コイル114の場105のエネルギーの大部分を受信コイル118に結合することによって生じさせることができる。場105内に位置するとき、送信コイル114と受信コイル118との間に、「結合モード」を発生させることができる。この結合が起こり得る、送信コイル114および受信コイル118の周りの領域を、本明細書では結合モード領域と呼ぶ。
【００１９】
図2は、本発明の様々な例示的な実施形態による、図1のワイヤレス電力伝達システム100に使用され得る例示的な構成要素の機能ブロック図である。送信機204は、発振器222と、ドライバ回路224と、フィルタ/整合回路226とを含むことができる、送信回路206を含んでよい。発振器222は、周波数制御信号223に応答して調整され得る、468.75KHz、6.78MHz、または13.56MHzなどの所望の周波数の信号を生成するように構成され得る。発振器信号は、たとえば送信コイル214の共振周波数で送信コイル214を駆動するように構成されたドライバ回路224に供給され得る。ドライバ回路224は、発振器222から方形波を受け取り、正弦波を出力するように構成されたスイッチング増幅器であってよい。たとえば、ドライバ回路224は、E級増幅器であってよい。また、フィルタ/整合回路226は、高調波または他の不要な周波数をフィルタ処理し、送信機204のインピーダンスを送信コイル214に整合させるために含まれ得る。
【００２０】
受信機208は、整合回路232と、図2に示すバッテリー236を充電するかまたは受信機208に結合されたデバイス(図示せず)に電力を供給するためにAC電力入力からDC電力出力を生成するための整流器/スイッチング回路234とを含み得る受信回路210を含んでよい。整合回路232は、受信回路210のインピーダンスを受信コイル218に整合させるために含まれ得る。加えて、受信機208および送信機204は、別々の通信チャネル219(たとえば、ブルートゥース（登録商標）、zigbee、セルラーなど)上で通信してよい。代替的には、受信機208および送信機204は、ワイヤレス場205の特性を用いて帯域内シグナリングを介して通信することができる。
【００２１】
以下でより十分に説明するように、最初に選択的に無効にすることが可能な関連する負荷(たとえば、バッテリー236)を有する可能性がある受信機208は、送信機204によって送信され受信機208によって受信される電力量がバッテリー236を充電するのに適しているかどうかを判定するように構成され得る。さらに、受信機208は、電力量が適切であると判定すると、負荷(たとえば、バッテリー236)を有効にするように構成され得る。いくつかの実施形態では、受信機208は、バッテリー236を充電することなく、ワイヤレス電力伝達場から受信した電力を直接利用するように構成され得る。たとえば、近接場通信(NFC)または無線周波数識別デバイス(RFID)などの通信デバイスは、ワイヤレス電力伝達場から電力を受け取り、ワイヤレス電力伝達場と相互作用することによって通信し、かつ/または送信機204または他のデバイスと通信するために受信電力を利用するように構成され得る。
【００２２】
図3は、本発明の例示的な実施形態による、送信コイルまたは受信コイル352を含む、図2の送信回路206または受信回路210の一部分の概略図である。図3に示すように、例示的な実施形態に使用される送信回路または受信回路350は、コイル352を含むことができる。また、コイルは、「ループ」アンテナ352と呼ぶことができるか、または「ループ」アンテナ352として構成することができる。また、コイル352は、本明細書では、「磁気」アンテナまたは誘導コイルと呼ぶことができるか、または「磁気」アンテナまたは誘導コイルとして構成することができる。「コイル」という用語は、別の「コイル」に結合するためのエネルギーをワイヤレスに出力または受信することができる構成要素を指すことが意図される。コイルは、電力をワイヤレスに出力または受信するように構成されるタイプの「アンテナ」と呼ぶこともできる。コイル352は、空芯、またはフェライトコアなどの物理的コア(図示せず)を含むように構成され得る。空芯ループコイルは、コアの近傍に配置された無関係の物理デバイスに対して、より耐用性がある可能性がある。さらに、空芯ループコイル352により、他の構成要素をコア領域内に配置することが可能になる。加えて、空芯ループは、受信コイル218(図2)を送信コイル214(図2)の平面内に配置することをより容易にすることができ、送信コイル214(図2)の結合モード領域は、より強力である可能性がある。
【００２３】
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との間に整合した共振またはほぼ整合した共振が生じている間に行われ得る。しかしながら、送信機104と受信機108との間の共振が整合しないときでも、エネルギーを伝達することができるが、効率に影響を及ぼす可能性がある。エネルギーの伝達は、送信コイルの場105からのエネルギーを、近傍にある受信コイルに結合することによって行われ、この場105は、送信コイルからのエネルギーを自由空間に伝播させる代わりに確立される。
【００２４】
ループコイルまたは磁気コイルの共振周波数は、インダクタンスおよびキャパシタンスに基づいている。インダクタンスは単にコイル352によって生成されたインダクタンスである可能性があるが、キャパシタンスは、所望の共振周波数の共振構造を生成するためにコイルのインダクタンスに加えられ得る。非限定的な例として、共振周波数で信号358を選択する共振回路を生成するために、送信回路または受信回路350にキャパシタ354およびキャパシタ356を加えてよい。したがって、より大きい直径のコイルでは、共振を持続させるのに必要なキャパシタンスのサイズは、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減少してよい。さらに、コイルの直径が増加するにつれて、近接場の効率的なエネルギー伝達面積が増加してよい。他の構成要素を使用して形成される他の共振回路も考えられる。別の非限定的な例として、コイル352の2つの端子間に並列にキャパシタを配置してよい。送信コイルに関して、コイル352の共振周波数にほぼ対応する周波数を有する信号358がコイル352への入力であってよい。
【００２５】
一実施形態では、送信機104は、送信コイル114の共振周波数に対応する周波数を有する、時間変動する磁場を出力するように構成され得る。受信機が場105内にあるとき、時間変動する磁場は、受信コイル118内に電流を誘導することができる。上述のように、受信コイル118が送信コイル114の周波数で共振するように構成される場合、エネルギーを効率的に伝達することができる。受信コイル118内に誘導されたAC信号は、負荷を充電するかまたは負荷に電力を供給するために供給され得るDC信号を生成するために上述のように整流され得る。
【００２６】
図4は、本発明の例示的な実施形態による、図1のワイヤレス電力伝達システムに使用され得る送信機404の機能ブロック図である。送信機404は、送信回路406および送信コイル414を含むことができる。送信コイル414は、図3に示すコイル352である可能性がある。送信回路406は、送信コイル414の周りのエネルギー(たとえば、磁束)の生成をもたらす発振信号を提供することにより、送信コイル414にRF電力を提供することができる。送信機404は、任意の適切な周波数で動作してよい。例として、送信機404は、13.56MHzのISM帯域において動作することができる。
【００２７】
送信回路406は、送信回路406のインピーダンス(たとえば、50オーム)を送信コイル414に整合させるための固定インピーダンス整合回路409と、高調波放射を受信機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低減させるように構成されたローパスフィルタ(LPF)408とを含んでよい。他の例示的な実施形態は、ノッチフィルタを含むが、それに限定されない、異なるフィルタトポロジを含んでよく、ノッチフィルタは、特定の周波数を減衰させる一方で、他の周波数は通過させ、コイル414への出力電力、またはドライバ回路424によって引き出されるDC電流など、測定可能な送電メトリックに基づいて変化し得る、適応インピーダンス整合を含んでよい。送信回路406は、発振器423によって決定されるRF信号を駆動するように構成されたドライバ回路424をさらに含む。送信回路406は、個別のデバイスまたは回路から構成されても、または代わりに、一体型アセンブリから構成されてもよい。送信コイル414から出力される例示的なRF電力は、2.5ワット程度であってよい。
【００２８】
送信回路406は、隣接するデバイスに取り付けられた受信機を介して隣接するデバイスと対話するための通信プロトコルを実装するように特定の受信機の送信位相(またはデューティサイクル)の間に発振器423を選択的に有効にするための、発振器423の周波数または位相を調整するための、および出力電力レベルを調整するためのコントローラ415をさらに含んでよい。コントローラ415は、本明細書ではプロセッサ415と呼ばれることもあることに留意されたい。発振器位相および送信経路内の関連する回路の調整により、特に、ある周波数から別の周波数に移行する際の帯域外放射の低減が可能になり得る。
【００２９】
送信回路406は、送信コイル414によって生成された近接場の近傍における作動中の受信機の有無を検出するための負荷感知回路416をさらに含んでよい。例として、負荷感知回路416は、以下でさらに説明するように、送信コイル414によって生成された場の近傍における作動中の受信機の有無によって影響を及ぼされ得るドライバ回路424に流れる電流を監視する。ドライバ回路424上の負荷に対する変化の検出は、エネルギーを伝送するために発振器423を有効にすべきかどうか、および作動中の受信機と通信すべきかどうかを決定する際に使用するためにコントローラ415によって監視される。以下でより十分に説明するように、ドライバ回路424で測定される電流は、無効なデバイスが送信機404のワイヤレス電力伝達領域内に位置するかどうかを判定するために使用され得る。
【００３０】
送信コイル414は、リッツ線とともに、または抵抗損を低く保つために選択された厚さ、幅、および金属のタイプを有するアンテナストリップとして実装され得る。一実装形態では、送信コイル414は、一般に、テーブル、マット、ランプ、または他の携帯性の低い構成などの、より大きい構造と関連付けて構成され得る。したがって、送信コイル414は、一般に、実用的な寸法となるように「巻くこと」を必要としない場合がある。送信コイル414の例示的な実装形態は、「電気的に小型」(すなわち、波長の数分の一)であり、共振周波数を規定するためにキャパシタを使用することにより、より低い使用可能な周波数で共振するように同調され得る。
【００３１】
送信機404は、送信機404に関連し得る受信機デバイスの所在および状態に関する情報を収集および追跡してよい。したがって、送信回路406は、(本明細書ではプロセッサとも呼ばれる)コントローラ415に接続される、存在検出器480、密閉型検出器460、またはこれらの組合せを含んでよい。コントローラ415は、存在検出器480および密閉型検出器460からの存在信号に応答してドライバ回路424により送出される電力量を調整してよい。送信機404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404に適した電圧に変換するためのDC-DC変換器(図示せず)などの、いくつかの電源を通じて電力を受信することもでき、または従来のDC電源(図示せず)から直接電力を受信することもできる。
【００３２】
非限定的な例として、存在検出器480は、送信機404のカバー領域に挿入される、充電されるべきデバイスの最初の存在を感知するために利用される運動検出器であってよい。検出後に、送信機404をオンにすることができ、デバイスによって受信されたRF電力を用いて、所定の方法でRxデバイス上のスイッチを切り替えることができ、それにより、結果として送信機404の駆動点インピーダンスが変化する。
【００３３】
別の非限定的な例として、存在検出器480は、たとえば、赤外線検出手段、運動検出手段、または他の適切な手段によって人を検出することが可能な検出器であってよい。いくつかの例示的な実施形態では、送信コイル414が特定の周波数で送信することができる電力量を制限する規定が存在してよい。場合によっては、これらの規定は、人を電磁放射から守ることを意図されている。しかしながら、送信コイル414が、たとえば、ガレージ、工場の現場、店舗などの、人によって占有されないか、または人によって占有される頻度が低い領域に位置する環境が存在し得る。これらの環境に人間がいない場合は、通常の電力制限規定を超えて送信コイル414の電力出力を増加させることを許容し得る。言い換えれば、コントローラ415は、人の存在に応答して、送信コイル414の電力出力を、規制レベルまたはそれ未満に調整し、かつ人が送信コイル414の電磁場から規制距離の外側にいる場合は、送信コイル414の電力出力を、規制レベルを超えるレベルに調整してよい。
【００３４】
非限定的な例として、密閉型検出器460(本明細書では、密閉型コンパートメント検出器または密閉型空間検出器と呼ばれることもある)は、包囲体が閉状態または開状態であることを判定するための感知スイッチなどのデバイスであってよい。送信機が閉状態の包囲体内にあるとき、送信機の電力レベルを増加させてよい。
【００３５】
例示的な実施形態では、送信機404がいつまでもオンのままではない方法を使用してよい。この場合、送信機404は、ユーザが決定した時間後に切断するようにプログラムされ得る。この特徴は、送信機404の周囲のワイヤレスデバイスが十分充電された後、送信機404、特にドライバ回路424が長く動作するのを防ぐ。このイベントは、リピータまたは受信コイルより送信された、デバイスが十分充電されたという信号を検出するための回路の故障によるものである可能性がある。その周囲に別のデバイスが配置されている場合に、送信機404が自動的にシャットオフすることを防止するために、送信機404の自動シャットオフ機能は、その周囲で動作が検出されずに、定められた期間が経過した後にだけ、アクティブ化されてよい。ユーザが、望み通りに、無活動時間間隔を決定し、それを変更できてよい。非限定的な例として、この時間間隔は、特定のタイプのワイヤレスデバイスが最初に完全に放電したという仮定の下に、そのデバイスを完全に充電するのに必要な時間間隔よりも長くてよい。
【００３６】
図5は、本発明の例示的な実施形態による、図1のワイヤレス電力伝達システムに使用され得る受信機508の機能ブロック図である。受信機508は、受信コイル518を含み得る受信回路510を含む。受信機508は、それに受信電力を提供するためのデバイス550にさらに結合する。受信機508は、デバイス550の外部にあるものとして示されているが、デバイス550に統合されてよいことに留意されたい。エネルギーは、受信コイル518にワイヤレスに伝播され、次いで受信回路510の残りの部分を介してデバイス550に結合され得る。例として、充電デバイスには、モバイルフォン、携帯型音楽プレーヤ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、コンピュータ周辺デバイス、通信デバイス(たとえば、ブルートゥース（登録商標）デバイス)、デジタルカメラ、補聴器(および他の医療用デバイス)などのデバイスが含まれ得る。
【００３７】
受信コイル518は、送信コイル414(図4)と同じ周波数で、または特定の周波数範囲内で共振するように同調され得る。受信コイル518は、送信コイル414と同様の寸法を有しても、または関連するデバイス550の寸法に基づいて異なるサイズを有してもよい。例として、デバイス550は、送信コイル414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ってよい。そのような例では、受信コイル518は、同調キャパシタ(図示せず)のキャパシタンス値を低減させ、受信コイルのインピーダンスを増加させるために多巻きコイルとして実装され得る。例として、受信コイル518は、コイルの直径を最大化し、受信コイル518のループ巻き数(すなわち、巻回)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550の実質的な外周の周りに配置されてよい。
【００３８】
受信回路510は、受信コイル518に対するインピーダンス整合を可能にしてよい。受信回路510は、受信されたRFエネルギー源をデバイス550によって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506を含む。電力変換回路506は、RF-DC変換器520を含み、DC-DC変換器522を含んでもよい。RF-DC変換器520は、受信コイル518で受信されたRFエネルギー信号を、Vrectで表される出力電圧を有する非交流電力に整流する。DC-DC変換器522(または他の電力調整器)は、整流されたRFエネルギー信号を、VoutおよびIoutによって表される出力電圧および出力電流を有する、デバイス550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。部分的および完全な整流器、調整器、ブリッジ、ダブラー、ならびにリニア変換器およびスイッチング変換器を含む、種々のRF-DC変換器が企図される。
【００３９】
受信回路510は、受信コイル518を電力変換回路506に接続するための、あるいは電力変換回路506を切断するための、スイッチング回路512をさらに含んでよい。電力変換回路506から受信コイル518を切断することにより、デバイス550の充電を中断するだけでなく、送信機404(図2)から「見た」「負荷」も変化する。
【００４０】
上記で開示したように、送信機404は、送信機ドライバ回路424に供給されるバイアス電流の変動を検出することができる負荷感知回路416を含む。したがって、送信機404は、受信機が送信機の近接場内に存在することを判定するための機構を有する。
【００４１】
複数の受信機508が送信機の近接場内に存在するとき、他の受信機をより効率的に送信機に結合させるために、1つまたは複数の受信機の装荷および除荷を時間多重化することが望ましい場合がある。受信機508はまた、他の近くの受信機への結合を解消するか、または近くの送信機への装荷を低減させるためにクローキングされ得る。受信機のこの「除荷」は、本明細書では「クローキング」としても知られる。さらに、受信機508によって制御され送信機404によって検出される、除荷と装荷との間のこのスイッチングは、以下でより十分に説明するように、受信機508から送信機404への通信機構を実現することができる。加えて、受信機508から送信機404にメッセージを送信することを可能にするプロトコルが、このスイッチングに関連付けられ得る。例として、スイッチング速度は、100μ秒程度であってよい。
【００４２】
例示的な一実施形態では、送信機404と受信機508との間の通信は、従来の双方向通信(すなわち、結合場を使用する帯域内シグナリング)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404は、エネルギーが近接場で利用可能であるかどうかを調整するために送信信号のオン/オフキーイングを使用してよい。受信機は、これらのエネルギー変化を送信機404からのメッセージとして解釈してよい。受信機側から、受信機508は、どれくらいの電力が場から受け入れられているかを調整するために受信コイル518の同調および非同調を使用してよい。場合によっては、同調および非同調は、スイッチング回路512を介して実現され得る。送信機404は、場からの使用される電力のこの差を検出し、これらの変化を受信機508からのメッセージとして解釈してよい。送信電力の変調および負荷挙動の他の形態を利用してよいことに留意されたい。
【００４３】
受信回路510は、送信機から受信機への情報信号伝達に対応し得る、受信エネルギーの変動を識別するために使用される、信号伝達検出器/ビーコン回路514をさらに含んでよい。さらに、シグナリングおよびビーコン回路514を用いて、低減されたRF信号エネルギー(すなわち、ビーコン信号)の送信を検出することもでき、ワイヤレス充電用の受信回路510を構成するために、その低減されたRF信号エネルギーを整流して、受信回路510内の電力を供給されていない回路または電力を使い果たした回路のいずれかを呼び起こすための公称電力を生成することもできる。
【００４４】
受信回路510は、本明細書で説明するスイッチング回路512の制御を含む、本明細書において説明される受信機508のプロセスを協調させるためのプロセッサ516をさらに含む。また、受信機508のクローキングは、充電電力をデバイス550に提供する外部の有線充電ソース(たとえば、壁コンセント/USB電力)の検出を含む他のイベントが発生したときにも行われる可能性がある。プロセッサ516は、受信機のクローキングを制御するのに加えて、ビーコン回路514を監視してビーコン状態を判定し、送信機404から送信されたメッセージを抽出してもよい。プロセッサ516は、性能の改善のためにDC-DC変換器522を調整してもよい。
【００４５】
図6は、図4の送信回路406に使用され得る送信回路600の一部分の概略図である。送信回路600は、上記に図4において説明したように、ドライバ回路624を含んでよい。上述のように、ドライバ回路624は、方形波を受け取り、送信回路650に供給する正弦波を出力するように構成され得るスイッチング増幅器であってよい。場合によっては、ドライバ回路624は、増幅器回路と呼ばれることがある。ドライバ回路624は、E級増幅器として示されているが、本発明の実施形態によって任意の適切なドライバ回路624が使用されてよい。ドライバ回路624は、図4に示されるように、発振器423からの入力信号602によって駆動することができる。また、ドライバ回路624は、送信回路650を介して送出され得る最大電力を制御するように構成された駆動電圧VDを提供され得る。高調波を解消または低減するために、送信回路600は、フィルタ回路626を含むことができる。フィルタ回路626は、3極(キャパシタ634、インダクタ632、およびキャパシタ636)ローパスフィルタ回路626であってよい。
【００４６】
フィルタ回路626によって出力された信号は、コイル614を備える送信回路650に与えることができる。送信回路650は、ドライバ回路624によって供給されるフィルタ処理済み信号の周波数で共振する可能性がある、(たとえば、コイルのインダクタンスもしくはキャパシタンス、または追加のキャパシタ構成要素に起因する可能性がある)あるキャパシタンス620およびインダクタンスを有する直列共振回路を含んでよい。送信回路650の負荷は、可変抵抗器622によって表すことができる。この負荷は、送信回路650から電力を受け取るように置かれたワイヤレス電力受信機508の関数であってよい。
【００４７】
様々な実施形態では、図1〜図6を参照して上述したワイヤレス電力送信システム100は、近くのオブジェクトの検出に基づいて、ワイヤレス電力送信を変更することができる。近くのオブジェクトは、指定受信機、充電されるべきデバイス、および/または外部オブジェクトを含み得る。外部オブジェクトは、指定送信目標以外の何か(すなわち、非充電デバイス)、たとえば、寄生受信機(parasitic receiver)、無生物オブジェクト、または生物(たとえば、人間、動物など)などであってよい。寄生受信機は、たとえば、非電子金属製オブジェクト、無許可充電可能デバイスなどを含み得る。
【００４８】
たとえば、図4を参照して上述したように、送信機404は、存在検出器480を含むことができ、検出器480は、近くのオブジェクトの存在、距離、配向、および/または場所を検出することができる。他の様々な実施形態では、存在検出器480は、別の場所、たとえば、受信機508上、または他の所などに配置されてよい。コントローラ415は、外部オブジェクトが第1の距離以内で検出されたとき、送信電力を削減してよい。様々な実施形態では、ワイヤレス電力送信システム100は、生物学的安全性、防火性などに関する規則または規定に従って、ワイヤレス電力送信の特性を調整することができる。たとえば、ワイヤレス電力送信システム100は、近くの人体までの距離が与えられると、人体に届く電磁場が閾値を下回るように、送信電力を調整することができる。
【００４９】
様々な実施形態では、存在検出器480は、見通し線検出機構に基づいて、近くのオブジェクトの存在を検出することができる。見通し線検出機構は、たとえば、赤外線検出、超音波検出、レーザー検出などを含み得る。テーブルや机などの不透過表面を通して電力が送信され得る、組込み送信機を含む実施形態では、非見通し線検出機構を使うことが好ましい場合がある。非見通し線機構は、たとえば、容量検出、放射検出などを含み得る。
【００５０】
図7Aは、本発明の例示的な実施形態による容量性存在検出システム700の上面図である。容量性存在検出システム700は、図1のワイヤレス電力送信システム100とともに実装され得る。図示のように、容量性存在検出システム700は、金属製板V1〜V8によって囲まれた送信コイル714を含む。様々な実施形態では、送信コイル714は、図1、図2、および図4を参照して上述した送信コイル114、214、または414のうちいずれにも対応し得る。ある実施形態では、送信コイル714は、コイルの外側部分が、最も能動的な電気的活性を有するように構成され得る。
【００５１】
金属製板V1〜V8は、近くのオブジェクト760および/または送信コイル714との容量結合を生じるように形作られ、配向され得る。たとえば、金属製板V1〜V8は、長く、広く、および薄くてよく、比較的大きい表面積を有する。様々な実施形態では、金属製板は、たとえば、L形湾曲、パターニング、および任意のアスペクト比を含む、どの形状を含んでもよい。様々な実施形態では、非金属製材料が使われ得る。容量性存在検出システム700は、任意の数の金属製板、たとえば、ただ1つの金属製板などを含み得る。ある実施形態では、送信機404(図4)は、対応する金属製板に各々が関連付けられた、1つまたは複数の存在検出器480(図4)を含み得る。ただし、後で論じるように、金属製板の数の増加により、オブジェクト760を突き止める、検出システム700の能力が増大する場合がある。ある実施形態では、各金属製板V1〜V8は、抵抗器、たとえば、10kΩ抵抗器などを通して接地され得る。
【００５２】
1つまたは複数の金属製板V1〜V8とオブジェクト760との間の容量結合の変化を測定することによって、容量性存在検出システム700は、オブジェクト760の存在、オブジェクト760までの距離、オブジェクト760の場所、およびオブジェクト760の配向のうち1つまたは複数を判定することができる。容量性存在検出システム700は、1つまたは複数の金属製板V1〜V8とオブジェクト760との間の容量結合の変化を、直接または間接的に測定することができる。容量性存在検出の詳細については、図9A〜図9Bを参照してさらに詳しく説明する。
【００５３】
図7Bは、本発明の例示的な実施形態による、図7Aの容量性存在検出システム700の断面図である。図7Bの断面図は、線分A-Bに沿ってとられている。図7Bに示すように、送信コイル714の外側部分は、金属製板V4との容量結合を有する。金属製板V4は、オブジェクト760が導体である実施形態では、オブジェクト760との容量結合も有する。オブジェクト760が金属製板V4に近づいた場合、これら2つの間の相互キャパシタンスが増大する。オブジェクト760が金属製板V4から離れた場合、これら2つの間の相互キャパシタンスが低減する。
【００５４】
図8Aは、本発明の例示的な実施形態による、図4の送信機404の概略図モデル800である。図8Aは、オブジェクト760(図7A)が近くにない実施形態における、送信機404のある部分をモデル化している。言い換えると、オブジェクト760は、金属製板V1〜V8のうちいずれかと結合されるのに十分な距離にはない。図8Aに示すように、モデル800は、電流源Isource、抵抗器Rsource、送信コイルLcoil、コイルと金属製板との間のキャパシタCcoil-plate、および少なくとも1つの金属製板V1〜V8とグランドとの間のキャパシタCplate-groundを含む。モデル800は、金属製板V1〜V8のうち少なくとも1つにおける感知電圧Vsense1をサンプリングするように構成された存在検出器880と、たとえば、送信電力、送信周波数などのような、送信機404の特性を調整するように構成されたコントローラ815とをさらに含む。感知電圧Vsenseは、金属製板V1〜V8のうちいずれかの上のいずれかの点における電圧であってよい。いくつかの実施形態では、感知電圧Vsenseは、グランドに関して測定される。モデル800において、感知電圧Vsense1は、以下の式1によって与えられる(ここで、ωは、ワイヤレス充電システムの動作周波数の2π倍である)。
【００５５】
【数１】
2018061431.tif 000003
【００５６】
図7Bを参照して上述したように、人などのオブジェクト760が、ワイヤレス送信機404上の金属製板V1〜V8に近接すると、オブジェクト760は、オブジェクト760が空気よりも高い誘電率を有する実施形態では、磁気板とグランドとの間に追加キャパシタンスを加える。
【００５７】
図8Bは、本発明の別の例示的な実施形態による図8Aの概略図モデル800である。図8Bは、オブジェクト760(図7A)が近くにある実施形態における、送信機404のある部分をモデル化している。言い換えると、オブジェクト760は、金属製板V1〜V8のうち少なくとも1つと結合されるのに十分な距離にある。図8Bに示すように、モデル800は、電流源Isource、抵抗器Rsource、送信コイルLcoil、コイルと金属製板との間のキャパシタCcoil-plate、少なくとも1つの金属製板V1〜V8とグランドとの間のキャパシタCplate-ground、およびオブジェクト760と少なくとも1つの金属製板V1〜V8との間のキャパシタCplate-objectを含む。モデル800は、金属製板V1〜V8のうち少なくとも1つにおける感知電圧Vsense2をサンプリングするように構成された存在検出器880と、たとえば、送信電力、送信周波数などのような、送信機404の特性を調整するように構成されたコントローラ815とをさらに含む。モデル800において、感知電圧Vsense2は、以下の式2によって与えられる(ここで、ωは、ワイヤレス充電システムの動作周波数の2π倍である)。
【００５８】
【数２】
2018061431.tif 000004
【００５９】
ある実施形態では、存在検出器880は、Vsenseノードにおける電圧および/または位相の変化に基づいて、オブジェクト760の存在を検出することができる。ある実施形態では、存在検出器880は、どのオブジェクトも近くにないとき、感知電圧Vsense1に対して較正されてよく、オブジェクト760が近くにあるとき、感知電圧Vsense2を較正電圧と比較すればよい。同様に、存在検出器880は、どのオブジェクトも近くにないとき、感知電圧Vsense1の位相に対して較正されてよく、オブジェクト760が近くにあるとき、感知電圧Vsense2の位相を較正電圧と比較すればよい。
【００６０】
図9〜図11を参照して後で説明するように、様々な実施形態では、存在検出器880は、ワイヤレス電力システム周波数よりも数倍速いサンプリング周波数を有するアナログデジタル変換器(ADC)、ならびにサンプルおよびホールド回路および比較器をもつ包絡線検出器、ならびに位相変化検出器のうちいずれかを使って、Vsenseノードにおける電圧および/または位相の変化を検出することができる。他の実施形態では、容量検出方法を使うことができる。たとえば、Cplate-groundとCplate-objectの並列組合せによって形成される可変キャパシタンスは、発振器の周波数を設定するように構成され得る。したがって、存在検出器880は、発振器周波数の変化に基づいてオブジェクトを識別することができる。別の実装形態では、可変キャパシタンスは、1次または2次回路の時間定数を設定するのに使うことができる。Cplate-objectに対する変化を直接または間接的に検出する他のどの適切な方法も使われ得ることが、当業者には諒解されよう。
【００６１】
図7Aを参照して上述したように、存在検出システム700は、複数の金属製板V1〜V8など、1つまたは複数のセンサを含み得る。各センサは、分離存在検出器880に接続することができる。ある実施形態では、各センサ/検出器ペアは、結合効果の強度に基づいて、オブジェクト760までの距離を個々に判定することができる。たとえば、オブジェクト760と金属製板V4との間の結合は、オブジェクト760と金属製板V1との間の結合よりもはるかに強くなり得る。
【００６２】
したがって、存在検出システム700は、金属製板V4およびV1に関連付けられた検出結果を比較して、オブジェクト760が金属製板V4の近くにあると結論づけることができる。同様に、存在検出システム700は、金属製板V4およびV5に関連付けられた検出結果を比較して、オブジェクト760が金属製板V4の近くにあると結論づけることができる。センサは、各々が、わずかに異なる場所にあるオブジェクト760の存在に反応するように並べられ得る。
【００６３】
ある実施形態では、コントローラ815(図8)は、判定された場所を、1つまたは複数のデバイス入力を制御するのに使うことができる。たとえば、コントローラ815は、オブジェクト760の判定された場所に基づいて、充電速度、音楽制御、データ同期、および電力制御のうちいずれも調整することができる。一実施形態では、たとえば、ユーザは、音楽トラックを一時停止するために、存在検出システム700の左側(すなわち、金属製板V2およびV3の近く)で手を振ればよく、音楽トラックを再生するために、存在検出システム700の右側(すなわち、金属製板V6およびV7の近く)で手を振ればよい。同様に、ユーザは、充電速度を増大するために、充電可能デバイスを、存在検出システム700の上(すなわち、金属製板V4およびV5の近く)に動かし、充電速度を低下させるために、充電可能デバイスを、存在検出システム700の下(すなわち、金属製板V1およびV8の近く)に動かせばよい。
【００６４】
ある実施形態では、コントローラ815(図8)は、オブジェクト760の配向を判定することができる。たとえば、オブジェクト760は、第1の配向の金属製板V1、V4、V5、およびV8、ならびに第2の配向の金属製板V2、V3、V6、およびV7において検出されるように形作られ得る。したがって、コントローラは、上述したように、判定された配向を、1つまたは複数のデバイス入力を制御するのに使うことができる。一実施形態では、たとえば、ユーザは、オブジェクト760を、音楽をミュートするためには第1の配向に、ボリュームを増大するためには第2の配向に回転させればよい。
【００６５】
図9は、本発明の例示的な実施形態による存在検出器900の概略図である。存在検出器900は、包絡線検出器910と、サンプルおよびホールド回路920と、ヒステリシス比較器930とを含む。図示した実施形態では、存在検出器900は、第1の時間に較正入力Vsense1を受信するように、較正入力Vsense1の包絡線を検出するように、および検出した包絡線をサンプリングするように構成される。存在検出器900は、第2の時間に第2の入力Vsense2を受信するように、第2の入力Vsense2の包絡線を検出するように、および較正入力Vsense1を第2の入力Vsense2と比較するようにさらに構成され、そうすることによって、時間経過に伴う、1つまたは複数の金属製板V1〜V8(図7A)における電圧Vsenseの変化を検出する。存在検出器900は、検出した変化を、電圧Vcompとして出力する。
【００６６】
包絡線検出器910は、ダイオード940、包絡線検出キャパシタ950、および抵抗器960を含む。包絡線検出器910は、Vsense波形の振幅を検出する働きをする。サンプリング回路920は、スイッチ970およびサンプリングキャパシタ980を含む。サンプリング回路920は、検出された包絡線をサンプリングし、較正波形の振幅をホールドする働きをする。ある実施形態では、較正波形は、どのオブジェクトも送信機404(図4)の近くにないときにサンプリングされ得る。スイッチ970は、クロック信号CLKsample(図10)によって駆動され得る。ある実施形態では、較正波形は、周期的または断続的にアップデートされ得る。上述したように、コントローラ815(図8)は、比較器出力Vcompを受信し、金属製板V1〜V8における電圧の、検出された変化に基づいて、送信機404の1つまたは複数の特性を調整することができる。
【００６７】
図10は、本発明の例示的な実施形態による、図9の存在検出器900におけるノードの信号プロット1000である。プロット1000は、3つの期間A〜Cを示し、これらの期間中、Vsenseが振幅を変化させる。期間Aの間、Vsenseは第1の振幅を有し、その包絡線は、CLKsampleが高いときにサンプリングされる。期間Bの間、Vsenseは、第2の振幅に変化する。この変化は、信号Vcompに示すように、比較器930によって検出される。時間に伴い、CLKsampleが高いとき、第2の振幅がサンプリングされる。期間Cの間、Vsenseは、第3の振幅に変化する。この変化は、やはり比較器930によって検出され、最終的には、CLKsampleが高いとき、第3の振幅がサンプリングされる。
【００６８】
図11は、本発明の別の例示的な実施形態による存在検出器1100の概略図である。存在検出器1100は、インバータ1105および1110と、XNORゲート1115および1120と、積分器回路1125および1130と、サンプルおよびホールド回路1135および1140と、ヒステリシス比較器1150とを含む。図示した実施形態では、存在検出器1100は、入力Vsenseの位相変化を検出し、検出信号COMPoutを出力するように構成される。
【００６９】
インバータ1105および1110は、正弦波状であってよい、入力波形VsenseおよびVrefを二乗する働きをする。Vsenseは、金属製板V1〜V8のうちのいずれかの、どの部分の電圧であってもよい。基準波形Vrefは、たとえば、発振器423(図4)の出力、または別の基準波形であってよい。二乗波形は次いで、XNORゲート1115および1120においてXORされる。
【００７０】
積分器回路1125および1130は、方形波周期の半分にわたる各波形を積分し、その結果は、サンプルおよびホールド回路1135および1140によって交互にサンプリングされる。ある実施形態では、RESETクロックの周波数は、Vsense/Vrefの周波数よりもはるかに低い。したがって、Vsenseの位相が時間とともに変化しないとき、RESET信号の正および負の位相に対する積分は同じになる。一方、Vsenseの位相が変化するとき、積分は異なり、比較器1150は、出力COMPoutにおける差分をシグナリングする。上述したように、コントローラ815(図8)は、比較器出力Vcompを受信し、金属製板V1〜V8における電圧の、検出された変化に基づいて、送信機404の1つまたは複数の特性を調整することができる。
【００７１】
図12は、ワイヤレス電力送信の例示的な方法のフローチャート1200である。フローチャート1200の方法については、図7Aを参照して上で論じた存在検出システム700および図8Aを参照して上で論じたモデル800を参照してここで説明するが、フローチャート1200の方法は、本明細書で説明する別のデバイス、または他のどの適切なデバイスによっても実装され得ることが当業者には諒解されよう。一実施形態では、フローチャート1200内のステップは、たとえば、コントローラ415(図4)、コントローラ815(図8A)および/またはプロセッサシグナリングコントローラ516(図5)などの、プロセッサまたはコントローラによって実施することができる。フローチャート1200の方法は、特定の順序を参照して本明細書に記載されるが、様々な実施形態では、本明細書のブロックが異なる順序で実施されるか、または省略される場合があり、かつさらなるブロックが追加される場合がある。
【００７２】
最初に、ブロック1210で、送信コイル714は、ワイヤレス電力送信システム100の第1の部分を励起する。第1の部分は、たとえば、金属製板V1〜V8のうち1つまたは複数などの導電性板であり得る。たとえば、金属製板V1は、送信コイル714と容量的に結合され得る。したがって、送信コイル714における電圧の変化により、金属製板V1が励起され得る。
【００７３】
次に、ブロック1220で、存在検出器880は、非充電オブジェクトが存在する場合、非充電オブジェクトと第1の部分との間の結合を示す第1のパラメータの第1の変化を検出する。非充電オブジェクトは、指定送信目標以外の何か(すなわち、非充電デバイス)、たとえば、寄生受信機、無生物オブジェクト、または生物(たとえば、人間、動物など)などを含み得る。寄生受信機は、たとえば、非電子金属製オブジェクト、無許可充電可能デバイスなどを含み得る。ある実施形態では、非充電オブジェクトはオブジェクト760であってよい。
【００７４】
ある実施形態では、結合は、非充電オブジェクトと部分との間の容量結合を含む。たとえば、第1のパラメータは、金属製板V4における電圧Vsenseの振幅または位相であってよい。金属製板V4における電圧Vsenseの振幅または位相は、たとえば、キャパシタンスCplate-ground、キャパシタンスCplate-object、およびキャパシタンスCcoil-plateのうち1つまたは複数を示し得る。
【００７５】
次いで、ブロック1230で、コントローラ815は、前記第1の変化に基づいて、ワイヤレス電力送信の特性を変更する。ある実施形態では、コントローラ815は、コイル714における送信電力を変更することができる。ある実施形態では、コントローラ415は、変化が検出されたとき、たとえば、生物が送信機に接近したときなどに、PA424における出力を低減し、またはオフにすればよい。同様に、コントローラ415は、別の変化が検出されたとき、たとえば、生物が送信機にもはや接近していないときなどに、PA424における出力を増大し、またはオンにすればよい。別の実施形態では、コントローラ815は、コイル714における送信周波数を調整することができる。
【００７６】
図13は、本発明の例示的な一実施形態による、ワイヤレス電力送信のためのシステム1300の機能ブロック図である。ワイヤレス電力送信のためのシステム1300は、ワイヤレス電力を送信するため、およびワイヤレス電力送信システムの第1の部分を励起するための手段1310と、非充電オブジェクトが存在する場合、非充電オブジェクトと第1の部分との間の結合を示す第1のパラメータの第1の変化を検出するための手段1320と、前記第1の変化に基づいて、ワイヤレス電力送信の特性を変更するための手段1330とを備える。
【００７７】
ある実施形態では、ワイヤレス電力を送信するため、およびワイヤレス電力送信システムの第1の部分を励起するための手段1310は、ブロック1210(図12)を参照して上述した機能のうち1つまたは複数を実施するように構成され得る。様々な実施形態では、ワイヤレス電力を送信するため、およびワイヤレス電力送信システムの第1の部分を励起するための手段1310は、送信コイル114(図1)、送信コイル214(図2)、送信コイル414(図4)、送信コイル614(図6)、および送信コイル714(図7)のうち1つまたは複数によって実装され得る。
【００７８】
ある実施形態では、非充電オブジェクトが存在する場合、非充電オブジェクトと第1の部分との間の結合を示す第1のパラメータの第1の変化を検出するための手段1320は、ブロック1220(図12)を参照して上述した機能のうち1つまたは複数を実施するように構成され得る。様々な実施形態では、非充電オブジェクトが存在する場合、非充電オブジェクトと第1の部分との間の結合を示す第1のパラメータの第1の変化を検出するための手段1320は、存在検出器480(図4)、存在検出器880(図8)、コントローラ415(図4)、コントローラ815(図8)、および金属製板V1〜V8(図7)のうち1つまたは複数によって実装され得る。
【００７９】
前記第1の変化に基づいて、ワイヤレス電力送信の特性を変更するための手段は、ブロック1230を参照して上述した機能のうち1つまたは複数を実施するように構成され得る。様々な実施形態では、前記第1の変化に基づいて、ワイヤレス電力送信の特性を変更するための手段1330は、プロセッサまたはコントローラ、たとえば、コントローラ415(図4)、コントローラ815(図8)、および/またはプロセッサシグナリングコントローラ516(図5)などによって実装され得る。
【００８０】
図14は、ワイヤレス電力送信の例示的な方法のフローチャート1400である。フローチャート1400の方法については、図7Aを参照して上で論じた存在検出システム700および図8Aを参照して上で論じたモデル800を参照してここで説明するが、フローチャート1400の方法は、本明細書で説明する別のデバイス、または他のどの適切なデバイスによっても実装され得ることが当業者には諒解されよう。一実施形態では、フローチャート1400内のステップは、たとえば、コントローラ415(図4)、コントローラ815(図8A)および/またはプロセッサシグナリングコントローラ516(図5)などの、プロセッサまたはコントローラによって実施することができる。フローチャート1400の方法は、特定の順序を参照して本明細書に記載されるが、様々な実施形態では、本明細書のブロックが異なる順序で実施されるか、または省略される場合があり、かつさらなるブロックが追加される場合がある。
【００８１】
最初に、ブロック1410で、送信コイル714は、ワイヤレス電力送信システム100の第1および第2の部分を励起する。第1および第2の部分は各々、たとえば、金属製板V1〜V8のうち1つまたは複数などの導電性板であり得る。たとえば、金属製板V1は、送信コイル714と容量的に結合され得る。したがって、送信コイル714における電圧の変化により、金属製板V1が励起され得る。同様に、金属製板V2は、送信コイル714と容量的に結合され得る。したがって、送信コイル714における電圧の変化により、金属製板V2が励起され得る。
【００８２】
次に、ブロック1420で、存在検出器880は、非充電オブジェクトが存在する場合、非充電オブジェクトと第1の部分との間の結合を示す第1のパラメータの第1の変化を検出する。非充電オブジェクトは、指定送信目標以外の何か(すなわち、非充電デバイス)、たとえば、寄生受信機、無生物オブジェクト、または生物(たとえば、人間、動物など)などを含み得る。寄生受信機は、たとえば、非電子金属製オブジェクト、無許可充電可能デバイスなどを含み得る。ある実施形態では、非充電オブジェクトはオブジェクト760であってよい。
【００８３】
ある実施形態では、結合は、非充電オブジェクトと第1の部分との間の容量結合を含む。たとえば、第1のパラメータは、金属製板V4における電圧Vsenseの振幅または位相であってよい。金属製板V4における電圧Vsenseの振幅または位相は、たとえば、プレートV4についてのキャパシタンスCplate-ground、キャパシタンスCplate-object、およびキャパシタンスCcoil-plateのうち1つまたは複数を示し得る。
【００８４】
次いで、ブロック1430で、存在検出器880(または、図示しない別の存在検出器)は、非充電オブジェクトが存在する場合、非充電オブジェクトと第2の部分との間の結合を示す第2のパラメータの第2の変化を検出する。非充電オブジェクトは、指定送信目標以外の何か(すなわち、非充電デバイス)、たとえば、寄生受信機、無生物オブジェクト、または生物(たとえば、人間、動物など)などを含み得る。寄生受信機は、たとえば、非電子金属製オブジェクト、無許可充電可能デバイスなどを含み得る。ある実施形態では、非充電オブジェクトはオブジェクト760であってよい。
【００８５】
ある実施形態では、結合は、非充電オブジェクトと第2の部分との間の容量結合を含む。たとえば、第2のパラメータは、金属製板V1における電圧Vsenseの振幅または位相であってよい。金属製板V1における電圧Vsenseの振幅または位相は、たとえば、プレートV1についてのキャパシタンスCplate-ground、キャパシタンスCplate-object、およびキャパシタンスCcoil-plateのうち1つまたは複数を示し得る。
【００８６】
その後、ブロック1440で、コントローラ815は、前記第1および第2の変化を比較して、前記オブジェクトの場所を判定する。ある実施形態では、コントローラ815は、2つ以上の異なる存在検出器880から検出信号を受信することができ、それらを比較して、オブジェクトまでの距離、オブジェクトの場所、および/またはオブジェクトの配向を判定すればよい。ある実施形態では、コントローラ815は、判定された距離、場所、または配向に基づいて、コイル714における送信電力を変更することができる。ある実施形態では、コントローラ415は、たとえば、生物が送信機までの閾値距離以内にあるとき、PA424における出力を低減し、またはオフにすればよい。同様に、コントローラ415は、たとえば、生物が送信機までの閾値距離以内にないとき、PA424における出力を増大し、またはオンにすればよい。別の実施形態では、コントローラ815は、コイル714における送信周波数を調整することができる。
【００８７】
ある実施形態では、コントローラ815は、オブジェクト760の距離、場所、または配向に基づいて、デバイス入力を調整することができる。たとえば、コントローラ815は、充電速度、音楽制御、データ同期、および電力制御のうち1つまたは複数を調整することができる。様々な実施形態では、コントローラ815は、ワイヤードまたはワイヤレス通信リンクを介してデバイス入力を調整することができる。
【００８８】
図15は、本発明の例示的な一実施形態による、ワイヤレス電力送信のためのシステム1500の機能ブロック図である。ワイヤレス電力送信のためのシステム1500は、ワイヤレス電力を送信するため、およびワイヤレス電力送信システムの第1および第2の部分を励起するための手段1510であって、第2の部分が第1の部分から変位されている手段と、非充電オブジェクトが存在する場合、非充電オブジェクトと第1の部分との間の結合を示す第1のパラメータの第1の変化を検出するための手段1520と、非充電オブジェクトが存在する場合、非充電オブジェクトと第2の部分との間の結合を示す第2のパラメータの第2の変化を検出するための手段1530と、前記第1および第2の変化を比較して、前記オブジェクトの場所を判定するための手段1540とを備える。
【００８９】
ある実施形態では、ワイヤレス電力を送信するため、およびワイヤレス電力送信システムの第1および第2の部分を励起するための手段1510であって、第2の部分が第1の部分から変位されている手段は、ブロック1410(図14)を参照して上述した機能のうち1つまたは複数を実施するように構成され得る。様々な実施形態では、ワイヤレス電力を送信するため、およびワイヤレス電力送信システムの第1および第2の部分を励起するための手段1510であって、第2の部分が第1の部分から変位されている手段は、送信コイル114(図1)、送信コイル214(図2)、送信コイル414(図4)、送信コイル614(図6)、および送信コイル714(図7)のうち1つまたは複数によって実装され得る。
【００９０】
ある実施形態では、非充電オブジェクトが存在する場合、非充電オブジェクトと第1の部分との間の結合を示す第1のパラメータの第1の変化を検出するための手段1520は、ブロック1420(図14)を参照して上述した機能のうち1つまたは複数を実施するように構成され得る。様々な実施形態では、非充電オブジェクトが存在する場合、非充電オブジェクトと第1の部分との間の結合を示す第1のパラメータの第1の変化を検出するための手段1520は、存在検出器480(図4)、存在検出器880(図8)、コントローラ415(図4)、コントローラ815(図8)、および金属製板V1〜V8(図7)のうち1つまたは複数によって実装され得る。
【００９１】
非充電オブジェクトが存在する場合、非充電オブジェクトと第2の部分との間の結合を示す第2のパラメータの第2の変化を検出するための手段1530は、ブロック1430(図14)を参照して上述した機能のうち1つまたは複数を実施するように構成され得る。様々な実施形態では、非充電オブジェクトが存在する場合、非充電オブジェクトと第2の部分との間の結合を示す第2のパラメータの第2の変化を検出するための手段1530は、存在検出器480(図4)、存在検出器880(図8)、コントローラ415(図4)、コントローラ815(図8)、および金属製板V1〜V8(図7)のうち1つまたは複数によって実装され得る。
【００９２】
前記第1および第2の変化を比較して、前記オブジェクトの場所を判定するための手段1540は、ブロック1440を参照して上述した機能のうち1つまたは複数を実施するように構成され得る。様々な実施形態では、前記第1および第2の変化を比較して、前記オブジェクトの場所を判定するための手段1540は、プロセッサまたはコントローラ、たとえば、コントローラ415(図4)、コントローラ815(図8)、および/またはプロセッサシグナリングコントローラ516(図5)などによって実装され得る。
【００９３】
上記で説明した方法の様々な動作は、様々なハードウェアおよび/またはソフトウェア構成要素、回路、および/またはモジュールなど、それらの動作を実施することが可能な任意の好適な手段によって実施され得る。一般に、図に示される任意の動作は、動作を実施することができる対応する機能手段によって実施することができる。
【００９４】
多種多様な技術および技法のうちのいずれかを使用して情報および信号を表すことができる。たとえば、上記の説明全体にわたって参照される場合があるデータ、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、磁界もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表すことができる。
【００９５】
本明細書で開示する実施形態に関して説明する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、またはその両方の組合せとして実装され得る。ハードウェアおよび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、およびステップについて、上記では概してそれらの機能性に関して説明した。そのような機能性をハードウェアとして実装するか、または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。説明した機能性は、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、本発明の実施形態の範囲からの逸脱を引き起こすと解釈すべきではない。
【００９６】
本明細書で開示する実施形態に関して説明する様々な例示的なブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ(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)もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、または、本明細書で説明する機能を実施するように設計されたそれらの任意の組合せで、実装または実施されてよい。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つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装することができる。
【００９７】
本明細書で開示された実施形態に関連して記載された方法またはアルゴリズムおよび機能のステップは、直接ハードウェアで具現化されても、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具現化されても、またはその2つの組合せで具現化されてもよい。ソフトウェアで実装される場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとして、有形な非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶すること、または有形な非一時的コンピュータ可読媒体を介して送信することができる。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)、電気的にプログラム可能なROM(EPROM)、電気的に消去可能およびプログラム可能なROM(EEPROM)、レジスタ、ハードディスク、着脱可能ディスク、CD ROM、または当技術分野で知られた任意の他の形態の記憶媒体内に存在することができる。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。代替形態では、記憶媒体はプロセッサと一体にすることができる。本明細書で使用する場合、ディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(CD)、レーザーディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フロッピーディスク（登録商標）、およびブルーレイディスクを含み、ディスク(disk)は、通常、磁気的にデータを再生し、ディスク(disc)は、レーザーで光学的にデータを再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲の中に含まれるべきである。プロセッサおよび記憶媒体は、ASIC中に常駐し得る。ASICは、ユーザ端末内に常駐し得る。代替形態では、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末内に個別構成要素として存在することができる。
【００９８】
本開示を要約するために、本明細書において、本発明のいくつかの態様、利点、および新規の特徴が説明されてきた。本発明の任意の特定の実施形態に従って、そのような利点の必ずしもすべてを実現できない場合があることを理解されたい。したがって、本発明は、本明細書で教示された1つの利点または利点のグループを達成または最適化するが、本明細書で教示または提案された可能性のある他の利点を必ずしも達成するとは限らない方法で、具体化または実施することができる。
【００９９】
上述の実施形態への様々な修正が容易に明らかになり、本明細書に定義する一般原理は、本発明の趣旨または範囲を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、本明細書に示された実施形態に限定されるものではなく、本明細書に開示された原理および新規の特徴に一致する最大の範囲を与えるものである。
【符号の説明】
【０１００】
100  ワイヤレス電力伝達システム、ワイヤレス電力送信システム
102  入力電力
104  送信機
105  場
108  受信機
110  出力電力
114  送信コイル
118  受信コイル
204  送信機
205  ワイヤレス場
206  送信回路
208  受信機
210  受信回路
214  送信コイル
218  受信コイル
219  通信チャネル
222  発振器
223  周波数制御信号
224  ドライバ回路
226  フィルタ/整合回路
232  整合回路
234  整流器/スイッチング回路
236  バッテリー
350  送信回路、受信回路
352  送信コイル、受信コイル、コイル、ループアンテナ、空芯ループコイル
354  キャパシタ
356  キャパシタ
358  信号
404  送信機
406  送信回路
408  ローパスフィルタ(LPF)
409  固定インピーダンス整合回路
414  送信コイル、コイル
415  コントローラ、プロセッサ
416  負荷感知回路
423  発振器
424  ドライバ回路、送信機ドライバ回路、PA
460  密閉型検出器
480  存在検出器
506  電力変換回路
508  受信機、ワイヤレス電力受信機
510  受信回路
512  スイッチング回路
514  信号伝達検出器/ビーコン回路
516  プロセッサ、プロセッサシグナリングコントローラ
518  受信コイル
520  RF-DC変換器
522  DC-DC変換器
550  デバイス
600  送信回路
602  入力信号
614  コイル、送信コイル
620  キャパシタンス
622  可変抵抗器
624  ドライバ回路
626  フィルタ回路、ローパスフィルタ回路
632  インダクタ
634  キャパシタ
636  キャパシタ
650  送信回路
700  容量性存在検出システム、検出システム、存在検出システム
714  送信コイル、コイル
760  オブジェクト
815  コントローラ
880  存在検出器
900  存在検出器
910  包絡線検出器
920  サンプルおよびホールド回路、サンプリング回路
930  ヒステリシス比較器、比較器
940  ダイオード
950  包絡線検出キャパシタ
960  抵抗器
970  スイッチ
980  サンプリングキャパシタ
1100  存在検出器
1105  インバータ
1110  インバータ
1115  XNORゲート
1120  XNORゲート
1125  積分器回路
1130  積分器回路
1135  サンプルおよびホールド回路
1140  サンプルおよびホールド回路
1150  ヒステリシス比較器、比較器
1300  システム
1310  ワイヤレス電力を送信するため、およびワイヤレス電力送信システムの第1の部分を励起するための手段
1320  非充電オブジェクトと第1の部分との間の結合を示す第1のパラメータの第1の変化を検出するための手段
1330  ワイヤレス電力送信の特性を変更するための手段
1500  システム
1510  ワイヤレス電力を送信するため、およびワイヤレス電力送信システムの第1および第2の部分を励起するための手段
1520  非充電オブジェクトと第1の部分との間の結合を示す第1のパラメータの第1の変化を検出するための手段
1530  非充電オブジェクトと第2の部分との間の結合を示す第2のパラメータの第2の変化を検出するための手段
1540  前記オブジェクトの場所を判定するための手段
【図１】
2018061431.tif 000005
【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７Ａ】
2018061431.tif 000011
【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
2018061431.tif 000015
【図１０】
2018061431.tif 000016
【図１１】
2018061431.tif 000017
【図１２】
2018061431.tif 000018
【図１３】
2018061431.tif 000019
【図１４】
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【図１５】
2018061431.tif 000021
【外国語明細書】
2018061431000001.pdf