(57)【要約】【課題】エネルギ伝達装置及びエネルギ伝達方法、特に、簡略エネルギ伝達装置を提供する。【解決手段】本発明は、第１のエネルギ表面（２−２）と、第２のエネルギ表面（２−８）と、第１のエネルギ表面（２−２）から第２のエネルギ表面（２−８）までエネルギを伝達するための第１の手段と、第２のエネルギ表面（２−８）から端末デバイス（２−１６、３−１２）までエネルギを伝達するための第２の手段とを含むエネルギ伝達装置に関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のエネルギ表面（１−１２、２−８、３−４、３−５、４−４）と、該第１のエネルギ表面（１−１２、２−８、３−４、３−５、４−４）から端末デバイス（１−２２、１−２４、１−２６、１−２８、２−１６、３−１２、４−１０）までエネルギを伝達するための第１の手段（１−１８、１−１０２、１−１０４、２−１０、３−２、３−６、３−８、４−６、４−８）とを含むエネルギ伝達装置であって、
第２のエネルギ表面（１−２、２−２、３−１、４−２）と、
前記第２のエネルギ表面（１−２、２−２、３−１、４−２）から第１のエネルギ表面（１−１２、２−８、３−４、３−５、４−４）までエネルギを伝達するための第２の手段（１−３、２−４、２−６、３−１８、３−２０）と、
を更に含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第１のエネルギ表面（１−１２、２−８、３−４、３−５、４−４）は、前記第２のエネルギ表面（１−２、２−２、３−１、４−２）に関して自由に置くことができることを特徴とする請求項１に記載のエネルギ伝達装置。
【請求項３】
前記第１（１−１８、１−１０２、１−１０４、２−１０、３−２、３−６、３−８、４−６、４−８）及び／又は前記第２（１−３、２−４、２−６、３−１８、３−２０）の手段は、
無線電力伝達のための１つ又はそれよりも多くの誘導ループ（１−１８、２−４、３−６、３−１８）、及び／又は
電波手段（１−１８、２−４、３−６、３−１８）、及び／又は
マイクロ波手段（１−１８、２−４、３−６、３−１８）、及び／又は
レーザビーム手段（１−１８、２−４、３−６、３−１８）、
を含む、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエネルギ伝達装置。
【請求項４】
前記第２の手段（１−３、２−４、２−６、３−１８、３−２０）は、前記第１のエネルギ表面（１−１２、２−８、３−４、３−５、４−４）、前記第１の手段（１−１８、１−１０２、１−１０４、２−１０、３−２、３−６、３−８、４−６、４−８）、又は前記端末デバイス（１−２２、１−２４、１−２６、１−２８、２−１６、３−１２、４−１０）の識別のための手段を更に含み、及び／又は該第１の手段（１−１８、１−１０２、１−１０４、２−１０、３−２、３−６、３−８、４−６、４−８）は、前記第２のエネルギ表面（１−２、２−２、３−１、４−２）、該第２の手段（１−３、２−４、２−６、３−１８、３−２０）、又は該端末デバイス（１−２２、１−２４、１−２、１−２、２−１６、３−１２、４−１０）の識別のための手段を更に含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエネルギ伝達装置。
【請求項５】
前記第２のエネルギ表面（１−２、２−２、３−１、４−２）は、前記第２の手段（１−３、２−４、２−６、３−１８、３−２０）のうちの少なくとも一部を含み、
前記第１のエネルギ表面（１−１２、２−８、３−４、３−５、４−４）は、前記第１の手段（１−１８、１−１０２、１−１０４、２−１０、３−２、３−６、３−８、４−６、４−８）のうちの少なくとも一部を含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のエネルギ伝達装置。
【請求項６】
前記第２（１−２、２−２、３−１、４−２）及び／又は前記第１（１−１２、２−８、３−４、３−５、４−４）のエネルギ表面は、
前記第２のエネルギ表面（１−２、２−２、３−１、４−２）上又はその付近で前記第１のエネルギ表面（１−１２、２−８、３−４、３−５、４−４）を検出するための１つ又はそれよりも多くの第２の識別要素（２−６）、及び／又は該第１のエネルギ表面（２−８）上又はその付近で前記端末デバイス（１−２２、１−２４、１−２６、１−２８、２−１６、３−１２、４−１０）を検出するための１つ又はそれよりも多くの第１の識別要素（３−８）と、
前記第１のエネルギ表面（１−１２、２−８、３−４、３−５４−４）及び／又は前記端末デバイス（１−２２、１−２４、１−２６、１−２８、２−１６、３−１２、４−１０）の充電必要性を判断するために前記検出されたイベントを処理し、かつこの情報を１つ又はそれよりも多くの第１の手段（１−１８、１−１０２、１−１０４、２−１０、３−２、３−６、３−８、４−６、４−８）及び／又は前記第２（１−３、２−４、２−６、３−１８、３−２０）の手段に通信するための手段と、
を更に含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のエネルギ伝達装置。
【請求項７】
エネルギ貯蔵要素（１−１４、２−１４）が、前記第１のエネルギ表面（１−１２、２−８、３−４、３−５、４−４）及び／又は前記第２（１−２、２−２、３−１、４−２）のエネルギ表面と接続して配置されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のエネルギ伝達装置。
【請求項８】
前記１つ又はそれよりも多くの識別要素（３−８）及び／又は前記第２（２−６）の識別要素は、ＲＦＩＤ要素及び／又はＲＦ周波数要素及び／又はマイクロ波周波数要素であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のエネルギ伝達装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のエネルギ伝達装置からエネルギを受信するように配置されることを特徴とするエネルギ受信機（１−２２、１−２４、１−２６、１−２８、２−１６、３−１２、４−１０）。
【請求項１０】
エネルギ受信アダプタ（８Ｃ−２、８Ｄ−２）、及び／又はエネルギ受信バッテリ（１−２８）、及び／又はエネルギ受信充電カバー（１−２２）、及び／又はエネルギ受信ＵＳＢポートを含むことを特徴とする請求項９に記載のエネルギ受信機（１−２２、１−２４、１−２６、１−２８、２−１６、３−１２、４−１０）。
【請求項１１】
第１のエネルギ表面（１−１２、２−８、３−４、３−５、４−４）から端末デバイス（１−２２、１−２４、１−２６、１−２８、２−１６、３−１２、４−１０）までエネルギを伝達する段階、
を含むエネルギを伝達する方法であって、
第２のエネルギ表面（１−２、２−２、３−１、４−２）から第１のエネルギ表面（１−１２、２−８、３−４、３−５、４−４）までエネルギを伝達する段階、
を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記第２のエネルギ表面（１−２、２−２、３−１、４−２）上又はその付近で前記第１のエネルギ表面（１−１２、２−８、３−４、３−５、４−４）を検出する段階と、
前記第１のエネルギ表面（１−１２、２−８、３−４、３−５、４−４）の充電必要性を判断する段階と、
前記第１のエネルギ表面（１−１２、２−８、３−４、３−５、４−４）のためのエネルギを生成するために、前記充電必要性に関する情報を前記第２のエネルギ表面（１−２、２−２、３−１、４−２）の１つ又はそれよりも多くの第２のエネルギ手段（１−３、２−４、２−６、３−１８、３−２０）に通信する段階と、
前記第１のエネルギ表面（１−１２、２−８、３−４、３−５、４−４）上又はその付近で前記端末デバイス（１−２２、１−２４、１−２６、１−２８、２−１６、３−１２、４−１０）を検出する段階と、
前記端末デバイス（１−２２、１−２４、１−２６、１−２８、２−１６、３−１２、４−１０）の充電必要性を判断する段階と、
前記端末デバイス（１−２２、１−２４、１−２６、１−２８、２−１６、３−１２、４−１０）にエネルギを供給するために、前記充電必要性に関する情報を前記第１のエネルギ表面（１−１２、２−８、３−４、３−５、４−４）の１つ又はそれよりも多くの第１のエネルギ手段（１−１８、１−１０２、１−１０４、２−１０、３−２、３−６、３−８、４−６、４−８）に通信する段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギ伝達装置及びエネルギ伝達方法、特に、簡略エネルギ伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術によれば、バッテリ式電気デバイスの電流の貯蔵は、手動で制御されている。電流の低下に気づいたユーザは、変圧器と、導電体と、接触プラグとで構成される充電ユニットを探す。次に、ユーザは、適切な壁面コンセントを探して幹線にデバイスを接続し、それによってデバイスの充電が始まる。充電の必要性又はその可能性がそれ以上存在しないと、ユーザは、デバイスを幹線から取り外す。
【０００３】
充電ユニット及び壁面コンセントの従来の使用は、いくつかの厄介で不便なファクタを伴うことが多く、すなわち、コンセントが最適な状態で常に近くにあるとは限らず、充電機器を置き忘れることがあり、手元の充電機器が特定製品だけしか充電せず、ユーザが充電又は充電ユニットのいずれかを重大な局面で忘れることがあり、充電機器が携帯に不便かもしれず、低すぎる電荷レベルがある一定の形式のバッテリに有害かもしれず、充電イベントの不便さが、短い持続時間のバッテリの常時充電を妨げ、それによってバッテリの消耗が早すぎてユーザを苛立たせ、幹線に接続した機器を用いて作業をすることが、バッテリ式機器の快適な使用を大きく損なわせる場合がある。
【０００４】
無線電力供給方法も開示されている。米国特許公開番号ＵＳ２００５／０１１６６８３Ａ１は、充電がこの場合には接触に基づく従来型充電ユニットではなく非接触電磁誘導に基づいて行われる導電接触なしで電力を伝達するためのシステム及び方法を説明している。しかし、この機器、並びに誘導充電に基づく他のものは、それでも付属品、充電ユニット又は独立ユニットを収容する充電ステーション、及び場合によっては他の製品に接続した個別のプレート−ラインセンサから成る。これらのデバイスのワイヤは、依然としてユーザの届く範囲に残っており、デバイスは、電子付属品として、特に充電のための装置として見なされる。従って、充電イベントに関連してこの特許の著者が解決する唯一の問題は、電気デバイスと充電ユニット間の接触が片付いたことであるが、例えば、充電イベント及び手動電力制御に関連する問題は、未解決で残っている。
【０００５】
換言すれば、現行の従来技術の無線充電システムは、依然としてユーザの届く範囲にワイヤがあるので実際には無線ではない。最も一般的には、無線充電は、導電体によって幹線に接続された充電プレートの手段で行われ、充電イベントは、すなわち、厳密に場所本位である。従って、従来技術解決法で無線充電を可能にする電力伝達要素、識別要素、又はそれらの両方は、依然としてワイヤによって幹線に接続され、従って、総合的な無線電力伝達をサポートしない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許公開番号ＵＳ２００５／０１１６６８３Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上述の問題が解決されるような方法及びその方法を実施する機器を提供することである。本発明の目的は、独立請求項に示されるものを特徴とする方法及びシステムによって達成される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に開示している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、様々な技術によって実施することができる無線エネルギ伝達装置に基づくものである。例えば、エネルギは、無線又はマイクロ波、レーザビーム、又は電磁誘導の手段によって伝達することができる。適用される技術に関係なく、本発明は、第１の電力表面と、電力を第２の電力表面に伝達するための手段と、１つ又はそれよりも多くの端末デバイスに充電電流を供給することができる１つ又はそれよりも多くのエネルギ伝達ユニットを含む第２の電力表面とを含む。
【０００９】
本発明によれば、これらの表面はまた、別の目的のために使用することができる。従って、例えば、本質的にその上を歩くために使用されるフローリングは、１つの家具を充電するのに使用することができる。本質的に内部装飾の品目として役立つ１つの家具は、端末デバイスを充電するのに自動的に使用することもできる。
【００１０】
本発明の方法及びシステムの利点は、ユーザには充電ユニットと壁面コンセントが全く必要ないことである。ユーザには、ユーザが通常の日課に従事している間にデバイスを使用する利用可能性が自動的に維持されて保証されるので、もはや充電を制御する必要もなく積極的に充電を実行する必要もない。更に、本発明は、充電ユニットを不要にする。
【００１１】
以下に、好ましい実施形態と添付図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明及びその好ましい実施形態のブロック図である。
【図２】本発明及びその好ましい実施形態の第１の表面を示す図である。
【図３】本発明及びその好ましい実施形態の第２の表面を示す図である。
【図４】本発明及びその好ましい実施形態のインテリジェント構造構成要素を示す図である。
【図５】本発明及びその好ましい実施形態のインテリジェント構造表面材料を示す図である。
【図６ａ】本発明及びその好ましい実施形態のバッテリを示す図である。
【図６ｂ】本発明及びその好ましい実施形態の電気回路を示す図である。
【図７】本発明及びその好ましい実施形態のカバー構造を示す図である。
【図８ａ】本発明及びその好ましい実施形態の電気回路を示す図である。
【図８ｂ】本発明及びその好ましい実施形態の第１のアダプタを示す図である。
【図８ｃ】本発明及びその好ましい実施形態の第２のアダプタを示す図である。
【図８ｄ】本発明及びその好ましい実施形態の第３のアダプタを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、完全無線式の例えば２相エネルギ伝達のための装置を説明する。呈示する特徴は、本発明及びその好ましい実施形態の開示及び実施に関連する範囲でのみ以下に説明する。
【００１４】
本発明及びその実施形態は、特定の使用方法、ユーザ、端末デバイス、エネルギ伝達表面の数、形状、サイズ、重量、外観、構造、装着機構、配置、一体化、距離又は相互位置など、備え付け要素、エネルギ伝達表面、ユーザ又は機器識別の方法、エネルギ伝達方法、電力伝達方法、又は充電方法に限定されない。
【００１５】
従って、端末デバイスは、移動局、通信器、ナビゲータ、玩具、家庭用器具、工芸用具、コンピュータ、カメラ、演奏デバイス、衛生デバイス、治療デバイス、照明器具、ランプ、又は歯ブラシのような例えば電気エネルギ、電力を必要とする及び／又は貯蔵するデバイスとすることができ、ユーザは、例えば、個人又は別のデバイスとすることができる。第１のエネルギ伝達表面は、床、カーペット、積層体、壁、壁紙、天井、吊された要素、増大する要素とすることができる。表面の形状、サイズ、重量、外観、構造、取り付け、配置、一体化など、又は表面及びそれを支持する構造体は、変えることができる。表面の一部は、別の表面下又は表面内とすることができる。
【００１６】
第２のエネルギ伝達表面は、第１のエネルギ伝達表面と完全に又は部分的に同一とすることができる。更に、第２のエネルギ伝達表面は、１つの家具、備え付け要素、構造要素、又は補助要素とすることができる。第１及び／又は第２のエネルギ伝達表面の少なくとも一部は、その表面を他の又は別の表面内に置くことにより、又はそれをそこから取り出すことにより、又はより小さな表面部分からより大きな表面を構築することにより、縮小又は拡大することができる。
【００１７】
第２のエネルギ伝達表面は、第１のエネルギ表面上で移動可能であり、又は第１のエネルギ表面は、第２のエネルギ表面上で移動可能である。好ましい実施形態によれば、第２のエネルギ表面は、第１のエネルギ表面上を自由に移動可能であり、及び／又は第１のエネルギ表面は、第２のエネルギ表面上を自由に移動可能である。更に、端末デバイスは、第１及び／又は第２のエネルギ表面上を自由に移動可能である。好ましい実施形態によれば、第１及び第２のエネルギ表面は、互いに直接接触していない。表面の１つ又はそれよりも多く又はそれらの一部は、無線又は有線とすることができる。第２の好ましい実施形態によれば、第１又は第２のエネルギ表面又はそれらの一部は、実質的に平面か又は帯状である。
【００１８】
１つ又はそれよりも多くのエネルギ伝達表面、ユーザ、又はデバイスの識別は、識別又は使用信号の周波数、振幅、又は位相に基づいて行うことができる。代替的に、１つ又はそれよりも多くのエネルギ伝達表面又はユーザは、識別する必要はないが、充電は、連続及び自動とするか、又は特定間隔で行うことができる。エネルギ伝達は、例えば、無線又はマイクロ波、レーザビーム、又は電磁誘導の手段によって実施することができる。
【００１９】
誘導エネルギ伝達では、エネルギは、充電コイルに供給される高周波電流がバッテリを充電するのに使用される受信コイルに交流電流を誘導する充電磁場を発生させるような方法で磁場によって伝達される。本発明は、より長い充電距離を可能にする共振結合を使用することができる。
【００２０】
識別は、例えば、ＲＦＩＤ（無線ＩＣタグ）デバイスによって又は他の何らかの遠隔読取及び／又は遠隔記憶の方法によって行うことができる。第１の表面上の識別デバイスは、第２の表面、第２の手段、第２の表面の支持構造体及び／又は端末デバイスを識別及び／又は観測するための受信機、送信機、又は送受信機とすることができ、第２の表面上の識別デバイスは、第１の表面、第１の手段、第１の表面の支持構造体及び／又は端末デバイスを識別及び／又は観測するための受信機、送信機、又は送受信機とすることができる。両方の表面、支持構造体、及び端末デバイス、又はそれらと通信する要素には、複数の無線又は有線識別又は観測デバイスを設けることができる。
【００２１】
本出願は、エネルギ伝達装置及びエネルギ伝達表面を説明するが、例えば、電力伝達装置及び電力伝達表面にも使用及び応用することができることは理解されるものとする。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態によれば、第１の表面及び／又は第２の表面は、第２の表面を識別、観測し、第２の表面及び／又は第２の手段は、端末デバイス又はその一部を識別、観測する。識別手段、エネルギ伝達手段、支持構造体、エネルギ貯蔵手段、通信手段などは、表面上又は第１及び／又は第２の手段上のいずれかに置かれるか、又はそれらと通信することができる。それらは、固定され、統合され、又は取り外し可能などにすることができる。
【００２３】
図１は、本発明及びその好ましい実施形態のブロック図である。ここでは、誘導電力伝達を使用して本発明が実施される。図は、テーブル面１−１２のような充電表面を上に置くことができる床のような充電表面１−２を含む。床は、複数の電力伝達主コイル１−３、電源１−４．．．１−８、及び必要制御電子機器１−９で構成された充電装置を含む。更に、システムは、充電備え付け要素１−１００を有する単方向又は双方向通信１−１０、１−１３における通信システム１−１１を収容することができる。通信システムは、１つ又はそれよりも多くの送信機又は送受信機を含むことができる。要求負荷に対して電源が寸法決めされた時に、テーブル、表面、及び棚のような複数の異なる又は類似の充電備え付け要素１−１００を床のような第１の電力表面上に置くことができる。
【００２４】
充電備え付け要素１−１００は、電流受信部１−１０２、電流中継部１−１０４、及び電流送出部１−１２を含む。更に、それは、床からの充電電流を均一にし、かつ床間の通信のための通信部１−１２０が充電され、及び／又は通信１−２０のために電源が再充電されるのを可能にする電流貯蔵部１−１４、１−１１０を含むことができる。
【００２５】
電流受信部１−１０２は、１つ又はそれよりも多くの電流受信２次コイル１−１３０、整流器１−１３２、及びフィルタコンデンサ１−１３４を含む。電流貯蔵部は、例えば、電流貯蔵部に電気接続することができる。電流貯蔵部１−１１０は、例えば、１つ又はそれよりも多くのバッテリ及び／又はコンデンサを含むことができる。それらの一部は、例えば、電流受信部及び電流伝達部の両方に電気接続され、これは、両者間の電流の流れを平衡化する。
【００２６】
電流送出部１−１２は、１つ又はそれよりも多くの充電コイル１−１８、電流貯蔵部に接続した電源１−１４０、及び必要な制御電子機器１−１４２を含む。図の例では、これらの部分は、テーブルの異なる部分に置かれるが、備え付け要素の性質及び使用目的次第で、各部分の相互位置が変わる。
【００２７】
図１はまた、端末デバイス１−２４と、バッテリ１−２８、アダプタ１−２６、及びカバー１−２２のようなデバイスに配置されるか又はそれに接続される要素とを示している。更に別の例は、端末デバイス１−２４を充電する（１−２０）ために第２の充電表面１−１８ｂが設けられた車いす１−２００である。
【００２８】
図２は、本発明及びその好ましい実施形態の第１の充電表面を示している。第１の表面２−２は、例えば、コーティング、床、又は床カバーとすることができる。表面上には、その上又は下に、１つ又はそれよりも多くの電力伝達要素２−４及び１つ又はそれよりも多くの識別要素２−６を設けることができる。電力伝達要素は、例えば、主コイル、誘導ループとすることができ、識別要素は、例えば、ＲＦＩＤ（無線ＩＣタグ）又はある一定の距離からデータを読取り、及び／又は格納する何らかの他の方法のような遠隔識別のための無線周波数デバイスとすることができる。充電ユニットはまた、例えば、充電コイルに短い間隔で電流を供給することによって自動的に識別され、それによって充電ユニットは、例えば、抵抗及び／又は電流変化に基づいて近くに電流を必要とするデバイスがあるか否かを検出することができる。電力伝達要素及び／又は識別要素は、例えば、ＲＦＩＤマット、誘導マット、又はＲＦＩＤ誘導マットのようなマットを形成するために相互接続することができ、マットは、次に、幹線電流のような電源に直接又は間接に接続することができる。識別要素は、ある一定の間隔で自動的に、インテリジェントに機能することができ、又はそれらは、バイパスすることができる。
【００２９】
図２は、更に、再充電されるデバイス２−１６を置くことができるテーブル２−８を示している。テーブル支持体２−１２を第１の表面上に置くことができ、必要に応じて、テーブル脚２−１０上に又は脚に結合して充電バッテリ２−１４を設けることができる。
【００３０】
第１の表面２−６が、第２の表面又は第２の表面の支持構造体を感知している時に、第１の送受信機、例えば、第１のＲＦＩＤ送信機又はＲＦＩＤ送受信機は、例えば、第１の表面の誘導ループの領域内に第２の表面があるか、又は表面に属しているか又はそれに接続されて充電電流を必要とする例えばテーブルのような備え付け要素があるか否かに関する照会を所定間隔で送信する。備え付け要素と一体化されているか又は接続されるようになった例えば第２のＲＦＩＤのような第２の送受信機は、照会に対して応答する。照会には、例えば、備え付け要素のバッテリ電荷が低いか又は電荷がある一定の閾値よりも低下した時に答えることができる。
【００３１】
例えば、床のような第１の表面が電流を必要とするとの情報を受け取った後に、ＲＦＩＤ送信機は、それに応じて床の誘導ループと通信し、次に、適切な電流を第２の表面又はそこに接続されたエネルギ貯蔵要素を充電するために又はエネルギをそこに伝達するためにループに接続することができる。更に、備え付け要素には、ユーザに対して電力伝達又は充電が始まったこと、又は表面を充電のために使用することができることを示す光、音、色、又は形態のようなインジケータを設けることができる。備え付け要素のバッテリが十分である時に、それは、充電が終了することができることを通知し、それによって電流は、床上の充電ループからオフに切り換えられる。これは、例えば、バッテリが十分であることを積極的に通知することにより、又は充電が必要という指示を打ち切ることにより、又は受動的に電流の受信を終了することによって行うことができ、これを充電部が自動的に検出し、電力伝達を終了させることができる。
【００３２】
備え付け要素が１つの位置から別の位置に通常の方法で移動可能であり、依然として無線端末デバイスを充電するのに使用することができることに注意されたい。ユーザは、充電床をいずれかの普通の床として、備え付け要素を第２の表面又はその一部を形成して端末デバイスを充電するのに使用することができるいずれかの移動可能、取外し可能、又は固定された要素として見る。備え付け要素は、幹線リード線を必要としないことも注意されたい。
【００３３】
関連空間に電流を必要とする複数の充電備え付け要素がある場合、備え付け要素に設けられた充電バッテリは、充電電流の必要性を均衡させ、充電床が過負荷にならないことを保証し、同時に備え付け要素が常に端末デバイスを充電可能であることを保証するのに使用することができる。充電バッテリに接続した電子機器は、インテリジェント化することができ、それによってどれだけ、いつ、何が充電されることになるかを知ることが可能になる。更に、充電バッテリは、負荷が低い時に、充電マットの負荷及び電荷自体をモニタすることができる。例えば、カフェテリアが閉まっている時に、テーブル、椅子、カウンタ台、又は料金スロットのようなその充電備え付け要素のバッテリは、それ自体が十分になるまで再充電することができる。
【００３４】
図３は、本発明の第２の表面及びその好ましい実施形態を示している。ここで、備え付け要素の表面のような表面、又はテーブル、棚、表面、又は他の平面備え付け要素３−４のような備え付け要素、充電コイル３−６が設けられている３−５の上面は、無線充電システムに適合する表面を表す。ＲＦＩＤ送受信機３−８のような第３の送受信機は、電気デバイスと通信するのに使用することができ、この送受信機は、制御電子機器３−１０を案内して電気デバイス３−１２に近接するコイルに充電電流を供給することができる。端末デバイス３−１２内の又はそれと接続しているＲＦＩＤ送受信機のような第４の送受信機は、端末デバイスの充電必要性について第２の電力伝達表面と通信することができる。充電電流は、例えば、１つ又はそれよりも多くのチョッパ電源３−１４によって生成することができる。備え付け要素は、標準電気プラグによって通常の幹線電流３−１６に、又は例えば床３−１、壁、又は天井を通じて無線システム３−１８、３−２０にもそのいずれかに直接接続することができる。第１及び第２の電力表面は、１つの表面から別の表面に電力を伝達するための手段３−２によって相互接続することができる。
【００３５】
図４は、本発明及びその好ましい実施形態のインテリジェント構造構成要素を示している。インテリジェント充電構造構成要素のようなインテリジェント構造構成要素は、作業が容易で誘導ループのような固定された又は取外し可能な部品を有するマット状要素とすることができ、ＲＦＩＤ送信機は、インテリジェント誘導充電のような充電を可能にする。この構成要素は、電力伝達装置に無線充電において要求される均一な送信機を提供する。
【００３６】
端末デバイス４−１０を充電するためのインテリジェント構造構成要素４−２は、計画又は建築段階で部屋、空間、チャンバ、又は備え付け解決手段に接続することができ、従って、例えば、家具４−４、４−６、４−８、床カバー、壁カバー、及び天井カバーの各個々又は一部を考慮に入れることを可能にする。更に、構成要素の上には、テーブル面４−４、壁紙、カーペット、又は床カバーのような望ましい追加カバーを置くことができる。電力表面の厚みは、例えば、０．１〜１００ｍｍ、例えば、０．４ｍｍ、１ｍｍ、１０ｍｍ、１８ｍｍ、３３ｍｍ、４５ｍｍ、５６ｍｍ、６７ｍｍ、７０ｍｍ、８３ｍｍ、又は９３ｍｍとすることができる。インテリジェント構造構成要素は、「ハンバーガー」形状で備え付け製品の２つの表面の間に置くことができる。処理段階では、構成要素は、異なるサイズ及び形状の部品に切断することができ、構成要素全体は、伝達又は識別手段及びそれら４−２２の間に支持、伝達、又は識別手段のような能動及び受動的要素を含む１つ又はそれよりも多くの部品４−２で構成することができる。例えば、図のように、表面に又はそれに接続して、例えば、テーブルに識別、貯蔵、及び通信手段を配置することも可能である。構成要素は、導電体４−１４によって有線で又は無線でも外部電源４−１２に接続することができる。電源は、幹線電流、車両、バッテリ、燃料電池、太陽パネルによって供給される電力、又は人間又は動物によって生成されるエネルギから獲得することができる。
【００３７】
図５は、本発明及びその好ましい実施形態のインテリジェント構造表面材料を示している。表面材料は、例えば、プラスチック膜、網、皮、積層体又は複合材のようなマット状構造材料で形成された例えば本体５−１０を含むことができる。１つ又はそれよりも多くの送信機５−１４及び導電体５−１２を用いて電流を供給された充電コイルは、マットに配置するか又はそこに一体化することができる。電流は、例えば、プラグ５−２又は導電体５−６の手段によって電源に接続したリレー５−４によって導電体５−１２にもたらされる。リレー５−４は、構成要素構造体５−１０に提供された接触器５−８と接触状態になる接触器５−１６を有し、接触器５−８は、送信機５−１４又は材料の次の部分に充電電流を伝達する。エネルギは、導電体５−１２から導電体５−２０を通じて接触器５−１８に更に伝達することができ、接触器５−１８は、単一のタイル、壁紙、皮、又は寄木張り床とすることができる次のインテリジェント構造表面材料要素にエネルギが伝達されることを可能にする。
【００３８】
構造表面材料は、必要に応じて無線充電において均一な送信機又は送受信機を形成することができ、かつ複数の異なる部品を含むことができる。部品が相互接続されると、電気エネルギは、例えば、接触面にわたって１つの部品から別の部品に伝達することができる。複合充電機能は、小さな部品へのその切断のような要素の他の使用を制限しない。誘導充電が使用されると、例えば、銅ワイヤが使用され、それは、構造表面材料の固定部品を形成することができる。
【００３９】
図６ａは、本発明及びその好ましい実施形態のバッテリを示している。無線充電システムに適合し、端末デバイスに設置された又はそれと接続したバッテリは、電気デバイスの元のバッテリに適合するようにする物理的寸法及び電気特性を有する。バッテリは、電気貯蔵部６Ａ−２と、無線充電システムに適合する受信機部６Ａ−４とに分割される。部品は、自由に配置することができ、貯蔵部及び／又は受信機部には、実際の電気デバイスへの電気結合器６Ａ−６が設けられる。電気結合器が、端末デバイスに適する標準バッテリと物理的又は電気的に適合する場合、端末デバイスには何も変更を行う必要がない。
【００４０】
図６ｂは、本発明及びその好ましい実施形態の電気回路を示している。図６ａの電気貯蔵部６Ａ−２の内部構造は、例えば、普通のバッテリ又は電気エネルギを貯蔵する他の何らかの手段に対応させることができる。受信機部６Ａ−４の内部構造は、利用される無線充電システムに依存する。図６Ｂの誘導充電システム構造では、受信機ユニット６Ｂ−４が、２次コイル６Ｂ−２で構成され、それによって生成された交流電圧は、整流器６Ｂ−４内で直流電圧に濾過される。整流器は、更に、中間取り出しを使用することができる１つ又はそれよりも多くの公知の単方向又は双方向全波又は半波整流器を含むことができる。更に、デバイスには、１つ又はそれよりも多くのフィルタコンデンサ６Ｂ−６又は他の何らかのフィルタ部品、及び実際の電気デバイスの電気貯蔵部への及び電気回路６Ｂ−１０への接続部６Ｂ−８を設けることができる。
【００４１】
電気デバイスへの電気結合器が電気貯蔵部を通して配置される場合、受信機部は、電気貯蔵部への結合器のみを含む。更に、デバイスは、例えば、バッテリの電荷ステータス及び望ましい充電電力に関する情報及び他の可能なデータを電気充電システムの電流供給充電部に送信する通信部６Ｂ−１０を収容することができる。
【００４２】
図７は、携帯電話又は音楽再生器のような携帯式電気デバイスの交換可能なカバーのための本発明又はその好ましい実施形態のカバー構造を示している。無線充電システムに適合するカバー７−２は、電気デバイスの従来技術のカバーに適合する物理的寸法とコネクタ７−１２とを有し、従って、端末デバイスで必要とされる他の変更をすることなく標準カバーと直接交換可能である。カバー７−２の内側には、無線充電システムに適合しかつデバイスの電気システムに接続した受信機７−４が存在する。誘導無線充電システムの場合は、例えば、受信機部は、２次コイル、整流器、及びフィルタコンデンサを収容することができる。カバーは、個別の制御電子機器７−８を収容することができ、それによって受信機及び制御電子機器ユニットは、電気結合することができる（７−６）。その場合に、電気デバイス７−１０への電気結合は、電子機器ユニットを通じて行われる。実施形態は、例えば、バッテリの電荷レベル、望ましい充電電力に関する情報、及び他のデータを電気充電システムの通信部及び電流供給充電部に送る通信部７−１４を更に収容することができる。通信は、単方向又は双方向とすることができる。カバーは、特別構成のものとすることができる。カバー部は、好ましくは、例えば、その物理的寸法、取り付け機構、及び／又は電気特性に関して元のカバー部又はその一部分に適合する。材料は、例えば、プラスチック、金属、木、複合材、又はその組合せとすることができる。
【００４３】
図８ａは、本発明及びその好ましい実施形態の電気回路を示している。それは、無線充電システムに適合する受信機８Ａ−２、電子機器部８Ａ−４、及び固定充電ユニットと通信する通信部８Ａ−６を含む。１つ又はそれよりも多くの部分は、別々の構成要素又はブロック、又は物理的に同じブロックとすることができる。機能部分が互いに離れて位置する場合、それらの間に電気接続部８Ａ−８が存在する。本発明又はその好ましい実施形態の装置及びデバイスは、電気デバイス８Ａ−１０と通信し、上述の機能部分のいずれか１つからの接続部が設定される。
【００４４】
図８ｂ、８ｃ、及び８ｄは、本発明及びその好ましい実施形態の第１、第２、及び第３のアダプタを示している。無線充電システムに適合するアダプタは、小さいものとすることができ、アダプタ又はその一部は、電気デバイスの形状に適合する形状又は標準の形状を有することができる。アダプタは、直接に回路基板に又は他の何らかの手段により、例えば、充電プラグ、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）コネクタ、ＦｉｒｅＷｉｒｅコネクタ（ＩＥＥＥ  １３９４）を通じて電気デバイスの電気回路に接続することができる。図８ｂでは、アダプタ８Ｂ−２又はその一部は、平坦かつ場合によっては自己粘着性であり、それは、例えば、電気デバイス８Ｂ−４の充電プラグ８Ｂ−６又はそのバッテリの充電プラグ８Ｂ−６に取り付けることができる。図８ｃでは、アダプタ８Ｃ２又はその一部は、標準的な矩形、円形、又は平面形状を有し、それは、例えば、電気デバイス８Ｃ−４の充電プラグ８Ｃ−６に又はそのバッテリの充電プラグ８Ｃ−６に接続することができる。図８ｄでは、アダプタ８Ｄ−２又はその一部は、実質的に平面及び／又は水平な縦方向の形状を有し、電気デバイスと共に、１つ又はそれよりも多くの対抗部分８Ｄ８によって充電プラグ８Ｄ−６に接続することができる。加えて、アダプタは、端末デバイス内に置かれ、かつ例えば端末デバイスとバッテリの間のインタフェースに、又は何らかの電気的に適する接続部、インタフェース、又はポートに接続することができる。
【００４５】
上述のように、本発明及びその好ましい実施形態の目標は、端末デバイスの充電に関連した及び充電器の使用に関連した不便さを全面的に取り除くか又は部分的に軽減することである。ユーザの観点からは、本発明及びその好ましい実施形態は、ユーザがユーザのデバイスの作動の利用可能性を担うための新たな充電イベント及び方法を提供する。本発明及びその好ましい実施形態は、異なる作動環境と新しい使用状況におけるいくつかの新しい及び既存の技術的解決法を組み合わせる。本発明及びその好ましい実施形態の充電パラダイムは、ユーザが、もはやそのデバイスの使用ための利用可能性を能動的に担わず、それを環境に任せる使用状況である。
【００４６】
本発明及びその好ましい実施形態の解決法は、充電ユニット及びそのプラグからユーザを完全に解放する。更に、ユーザが例えばデスクで仕事をする、コーヒーブレークを取る、サイドテーブルを使用するなどの毎日の生活を続ける間に、デバイスの利用可能性が自動的に維持されかつ保証されるために、ユーザは、もはや充電のことについて考える必要がない。従って、本発明及びその好ましい実施形態は、個別の充電器を不要にする。
【００４７】
好ましい実施形態によれば、装置は、２つの電力表面と装置に適応した端末デバイスとを含む。ユーザの観点からは、電力表面の外観及びそれらが使用される方法は、床カバー、壁カバー、及び普通の作り付け備品のような普通の備え付け要素と似ている。
【００４８】
更に別の好ましい実施形態によれば、無線エネルギ伝達部又はその一部には、更に、エネルギ伝達を強化し、速度を上げ、又は保証するために有線エネルギ伝達部又は別の形式のエネルギ伝達部を設けることができる。
【００４９】
電源は、第１の電力表面に電気エネルギを伝達する。第１の電力表面は、電力表面上又はその付近で第２の電力表面を検出するための１つ又は複数の識別要素と、第２の電力表面の充電必要性を判断するために検出イベントを処理し、かつこの情報を第２の電力表面への充電電流を生成するための１つ又はそれよりも多くの第１の誘導ループ又は他の装置に伝達するための手段と、第１の電力表面から第２の電力表面に電力を伝達するための手段とを含むことができる。第２の電力表面は、電力表面上又はその付近で端末デバイスを検出するための、この検出イベントを処理するための、端末デバイスの充電必要性を判断するための、かつ１つ又はそれよりも多くの第２の誘導ループ又は他の装置にこの情報を通信するための１つ又は複数の識別要素と、端末デバイスに対して充電電流を生成するための１つ又はそれよりも多くの誘導ループ又は他の装置とを含むことができる。システムに適応した端末デバイスは、１つ又はそれよりも多くの識別要素、誘導ループ又は他の装置、電気エネルギを受け取って貯蔵するアキュムレータ又はバッテリのような要素を含むことができる。
【００５０】
本発明及びその好ましい実施形態は、例えば、毎日普通に使用される表面及び備え付け要素を新たにすることを可能にする。しかし、これは、例えば、製品の他の用途を決めないで毎日の備え付け要素に無線充電システムを組み込むことによって達成することができる。既に製造した製品に後からシステムを追加することも可能である。例えば、テーブルの製造業者は、テーブルの製造段階中又はテーブルが完成した後のいずれかに、テーブル内又はその付近に本発明又はその好ましい実施形態の解決法を実施することができる。備え付け要素の表面には、例えば、付近の電気デバイスに電力を伝達する電磁誘導に基づく送信機を設けることができる。備え付け要素は、例えば、電気デバイス又はデバイスが特定識別子又は優先権を有し、要求される電流が本発明の付近に存在するある一定の状況でのみ充電器に電力伝達させる公知のＲＦＩＤ技術によって再充電されるデバイスと通信することができる。代替的に、電流の必要性は、主コイルに充電電流を接続することによって自動的に判断することができ、その場合、電流の変化は、付近に電流を必要とするデバイスがあるか否かを推測することを可能にする。
【００５１】
以上によれば、表面はまた、普通の使用目的とは異なる別の目的のために使用することができる。従って、例えば、通常その上を歩く床は、テーブルを充電するのに使用することができる。１つの家具として内部装飾品の品目として備え付けるために例えば主に食事中に使用されるテーブルは、端末デバイスの充電のために使用することができる。換言すれば、普通の１つの家具、備え付け要素又は表面も、新しい目的のために使用することができる。
【００５２】
好ましい実施形態によれば、充電備え付け要素は、例えば、平面又は他の何らかの形状の表面又は凹部、表面下又上に設置された主コイル、電源、ＲＦＩＤ受信機、制御電子機器、電気ネットワークへの連結部、又は別の無線充電システムへの接続部を含むことができる。
【００５３】
本発明及びその好ましい実施形態によれば、構造表面、材料、及び表面材料も新たにすることができる。これは、本発明及びその好ましい実施形態により、無線充電に必要な均一な電力伝達デバイスを形成する構造床面材料を製造することによって実施することができる。その場合、全ての電流を環境内に隠すことができ、ワイヤは、もはやユーザには全く見えない。
【００５４】
加えて、本発明及びその好ましい実施形態は、電気デバイスが充電イベントの変化に対して調節されることを可能にする。これは、様々な方法で実施することができる。この例は、アダプタ又は修正された外側カバーを含み、これは、電力の無線受信に必要な技術を含み、それによって無線充電システムと共に既存の電気デバイスを使用することを可能にする。家庭用電気器具のバッテリが無線充電システムに適するように修正されるバッテリを使用することも可能である。この適応化は、例えば、ＵＳＢポートを通じて又は別の端末デバイスのポート又はインタフェースを通じて実施することもができる。
【００５５】
充電イベントを変えるのに必要とされる要素は、屋内又は屋外、又は例えば船、自動車、航空機、列車、又はロケットのような乗り物内のいずれかに置くか、又はそれらの構造体内に組み込むことができる。１つ又はそれよりも多くの要素は、構造体の外側に、構造体の内側に、又はそこに統合されて配置することができる。ユーザの観点からは、充電は、携帯電話、コンピュータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤ、トーチ、又は武器のような製品を一般的に使用される備え付け要素の付近に置くことによって簡単に行われ、それによってバッテリは、その最大程度まで自動的に充電された状態になる。備え付け要素は、要素の材料によって許される範囲で防水性である。充電床は、あらゆる屋内又は屋外領域、又は例えば自動車、船、列車、又は航空機内に置くことができる。
【００５６】
本発明及びその好ましい実施形態は、部分的に又は完全に自動で作動させることができる。備え付け要素は、エネルギを必要なだけしか消費せず、これは、エネルギ消費が効率的であり、ユーザとは無関係であることを意味する。従来技術ネットワーク機器を充電する意図の充電器は、デバイスから外されて幹線電流に取り付けられた時に多くのエネルギを消費する。デバイスは、それ自体で自動的にオフに切り換えることもできる。
【００５７】
本発明及びその好ましい実施形態の更に別の利点は、充電イベントの全ての段階を同じく通常の使用において他の目的に組み込むことができること、及び好ましい実施形態によれば、それへのアクセスが、それらの製品を収容することができるにも関わらず充電だけのための製品に制限されないことである。電磁誘導などに基づいて電気デバイスを充電する完全無線かつ完全自動システムは、上述のように実施することができる。システムは、電気デバイスの無線充電を関連の空間におけるプラグの位置と無関係にする。
【００５８】
本発明及びその実施形態により、完全無線の充電システムを可能にする電磁誘導又は他の装置に基づく全体的無線電力伝達及び備え付け要素が実施される。好ましい実施形態によれば、無線充電を可能にする送信機要素及び識別要素は、両方とも無線であり、新しい構造的解決法は、完全無線充電を可能にする。
【００５９】
携帯式電気デバイスは、充電備え付け要素の上で及び／又はその付近で再充電することができ、従って、完全無線充電を可能にする。電力伝達は、充電備え付け要素に電気を貯蔵することなくリアルタイムで実施することができ、又は充電備え付け要素には、床と備え付け要素間のより均等な電力伝達を考慮するバッテリ又はコンデンサのような電気貯蔵要素を設けることができる。
【００６０】
誘導充電を可能にする家具は、単純で製造が容易であり、インフラストラクチャの構築は、迅速である。上述のインテリジェント構造構成要素は、例えば、誘導充電特性を従来の量産家具及び個々の家具に好都合に組み込むことを可能にし、この特性は、無線充電の詳細に関するいずれの特別な知識も必要とせずに実施されるほど簡単である。
【００６１】
当業者は、技術の進歩により本発明の基本概念を様々な方法で実施することができることは明らかであることを見出すであろう。本発明及びその実施形態は、従って、上述の実施例に制限されず、特許請求の範囲内で変えることができる。
【符号の説明】
【００６２】
２−２  第１のエネルギ表面
２−８  第２のエネルギ表面
２−１６  端末デバイス
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【国際調査報告】
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