(57)【要約】  一態様では、他のデバイスとワイヤレスに結合するための装置が提供される。装置は、除去された部分を有する金属カバーを含む。装置は、金属カバーの除去された部分の周りに実質的に巻かれ、通信プロトコルを介して少なくとも1つの他のデバイスと通信するように構成される、第1のコイルを備える。金属カバーは、金属カバーの除去された部分の周りに実質的に巻かれ、少なくとも1つのワイヤレス充電電力送電器から装置を充電しまたはそれに給電するのに十分な充電電力をワイヤレスかつ誘導的に受信するように構成される、第2のコイルを備える。
2018537060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他のデバイスとワイヤレスに結合するための装置であって、
除去された部分を有する金属カバーと、
前記金属カバーの前記除去された部分の周りに実質的に巻かれ、通信プロトコルを介して少なくとも1つの他のデバイスと通信するように構成される、第1のコイルと、
前記金属カバーの前記除去された部分の周りに実質的に巻かれ、少なくとも1つのワイヤレス充電電力送電器から前記装置を充電しまたは前記装置に給電するのに十分な充電電力をワイヤレスかつ誘導的に受信するように構成される、第2のコイルとを備える、装置。
【請求項２】
スロットが前記金属カバーの端から前記除去された部分まで延びる、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記第1のコイルおよび前記第2のコイルが共通のポートを共有する、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
前記第1のコイルおよび前記第2のコイルが、前記第1のコイルの配線が前記第2のコイルの配線と交互配置されるように巻かれる、請求項1に記載の装置。
【請求項５】
前記第2のコイルの一端が、前記第1のコイルに沿った場所において電気的に接続される、請求項4に記載の装置。
【請求項６】
前記第1のコイルを形成する配線が前記第2のコイルを形成する配線とは相互に排他的であり、前記第1のコイルが第1のポートおよび第2のポートを備え、前記第2のコイルが第3のポートおよび第4のポートを備える、請求項4に記載の装置。
【請求項７】
前記第1のコイルの配線が、前記第2のコイルと、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルに共通ではない前記配線のセグメントとを備える、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
前記第1のコイルおよび前記第2のコイルに共通ではない前記配線の前記セグメントを前記第2のコイルに電気的に接続するように構成されるスイッチをさらに備える、請求項7に記載の装置。
【請求項９】
前記第1のコイルが前記第2のコイルと重複し、前記第1のコイルが前記第2のコイルに対して回転される、請求項1に記載の装置。
【請求項１０】
前記第1のコイルの配線が前記第2のコイルの配線に平行に延びない、請求項1に記載の装置。
【請求項１１】
電子デバイスを他のデバイスとワイヤレスに結合するための方法であって、
通信プロトコルを介し、前記電子デバイスの金属カバーの除去された部分の周りに実質的に巻かれた第1のコイルを使用して、少なくとも1つの他のデバイスと通信するステップと、
前記金属カバーの前記除去された部分の周りに実質的に巻かれた第2のコイルを使用して、少なくとも1つのワイヤレス充電電力送電器から前記電子デバイスを充電しまたは前記電子デバイスに給電するのに十分な電力をワイヤレスかつ誘導的に受信するステップとを備える、方法。
【請求項１２】
前記第1のコイルおよび前記第2のコイルが共通のポートを共有する、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
前記第1のコイルおよび前記第2のコイルが、前記第1のコイルの配線が前記第2のコイルの配線と交互配置されるように巻かれる、請求項11に記載の方法。
【請求項１４】
前記第2のコイルの一端が、前記第1のコイルに沿った場所において電気的に接続される、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
前記第1のコイルを形成する配線が前記第2のコイルを形成する配線とは相互に排他的であり、前記第1のコイルが第1のポートおよび第2のポートを備え、前記第2のコイルが第3のポートおよび第4のポートを備える、請求項13に記載の方法。
【請求項１６】
前記第1のコイルの配線が、前記第2のコイルと、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルに共通ではない前記配線のセグメントとを備える、請求項11に記載の方法。
【請求項１７】
前記第1のコイルおよび前記第2のコイルに共通ではない前記配線の前記セグメントを前記第2のコイルに電気的に接続するステップをさらに備える、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
前記第1のコイルが前記第2のコイルと重複し、前記第1のコイルが前記第2のコイルに対して回転される、請求項11に記載の方法。
【請求項１９】
前記第1のコイルの配線が前記第2のコイルの配線に平行に延びない、請求項18に記載の方法。
【請求項２０】
他のデバイスとワイヤレスに結合するための電子デバイスを製造するための方法であって、
除去された部分を有する金属カバーを設けるステップと、
前記金属カバー上の、実質的に前記除去された部分の周りに第1のコイルを巻くステップであって、前記第1のコイルが、通信プロトコルを介して少なくとも1つの他のデバイスと通信するように構成される、ステップと、
前記金属カバー上の、実質的に前記除去された部分の周りに第2のコイルを巻くステップであって、前記第2のコイルが、少なくとも1つのワイヤレス充電電力送電器から前記電子デバイスを充電しまたは前記電子デバイスに給電するのに十分な充電電力をワイヤレスかつ誘導的に受信するように構成される、ステップとを備える、方法。
【請求項２１】
前記第1のコイルおよび前記第2のコイルが共通のポートを共有する、請求項20に記載の方法。
【請求項２２】
前記第1のコイルの配線が前記第2のコイルの配線と交互配置されるように前記第1のコイルおよび前記第2のコイルを巻くステップをさらに備える、請求項20に記載の方法。
【請求項２３】
前記第1のコイルに沿った場所において前記第2のコイルの一端を電気的に接続するステップをさらに備える、請求項22に記載の方法。
【請求項２４】
前記第1のコイルを形成する配線が前記第2のコイルを形成する配線とは相互に排他的であり、前記第1のコイルが第1のポートおよび第2のポートを備え、前記第2のコイルが第3のポートおよび第4のポートを備える、請求項22に記載の方法。
【請求項２５】
前記第1のコイルの配線が、前記第2のコイルと、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルに共通ではない前記配線のセグメントとを備える、請求項20に記載の方法。
【請求項２６】
スイッチを使用して、前記第1のコイルおよび前記第2のコイルに共通ではない前記配線の前記セグメントを前記第2のコイルに電気的に接続するステップをさらに備える、請求項25に記載の方法。
【請求項２７】
前記第1のコイルが前記第2のコイルと重複し、前記第1のコイルが前記第2のコイルに対して回転される、請求項20に記載の方法。
【請求項２８】
他のデバイスとワイヤレスに結合するための装置であって、
除去された部分を備える金属カバーと、
通信プロトコルを介して少なくとも1つの他のデバイスと通信するための手段であって、通信するための前記手段が前記金属カバーの前記除去された部分の周りに実質的に巻かれる、手段と、
少なくとも1つのワイヤレス充電電力送電器から前記装置を充電しまたは前記装置に給電するのに十分な電力をワイヤレスかつ誘導的に受信するための手段であって、電力をワイヤレスに受信するための前記手段が前記金属カバーの前記除去された部分の周りに実質的に巻かれる、手段とを備える、装置。
【請求項２９】
通信するための前記手段および電力をワイヤレスに受信するための前記手段が、通信するための前記手段の配線が電力をワイヤレスに受信するための前記手段の配線と交互配置されるように巻かれる、請求項28に記載の装置。
【請求項３０】
通信するための前記手段が電力をワイヤレスに受信するための前記手段と重複し、通信するための前記手段が、通信するための前記手段の配線が電力をワイヤレスに受信するための前記手段の配線と平行に延びないように、電力をワイヤレスに受信するための前記手段に対して回転される、請求項28に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示のいくつかの態様は全般に、背面が金属のデバイスに関し、より具体的には、背面が金属のデバイスのための近接場通信(NFC)およびワイヤレス電力伝送デュアルモードアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル通信デバイスの設計は金属の背面カバーを含むことがある。ワイヤレス電力充電システムは、物理的な電気接続を伴わずに電子デバイスを充電し、かつ/または電子デバイスに給電するための能力を実現することができるので、電子デバイスの動作に必要な構成要素の数を減らし、電子デバイスの使用を簡単にする。ワイヤレス電力回路およびNFCデュアルモードアンテナを、背面が金属のデバイスに組み込むことが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示の一態様は、ワイヤレスに他のデバイスと結合するための装置を提供する。装置は、除去された部分を有する金属カバーを含む。装置は、金属カバーの除去された部分の周りに実質的に巻かれ、通信プロトコルを介して少なくとも1つの他のデバイスと通信するように構成される、第1のコイルを備える。金属カバーは、金属カバーの除去された部分の周りに実質的に巻かれ、少なくとも1つのワイヤレス充電電力送電器から装置を充電しまたはそれに給電するのに十分な充電電力をワイヤレスかつ誘導的に受信するように構成される、第2のコイルを備える。
【０００４】
本開示の別の態様は、電子デバイスをワイヤレスに他のデバイスと結合するための方法を提供する。方法は、通信プロトコルを介し、電子デバイスの金属カバーの除去された部分の周りに実質的に巻かれた第1のコイルを使用して、少なくとも1つの他のデバイスと通信するステップを含む。方法は、金属カバーの除去された部分の周りに実質的に巻かれた第2のコイルを使用して、少なくとも1つのワイヤレス充電電力送電器から電子デバイスを充電しまたはそれに給電するのに十分な電力をワイヤレスかつ誘導的に受信するステップを含む。
【０００５】
本開示の別の態様は、他のデバイスとワイヤレスに結合するための電子デバイスを製造するための方法を提供する。方法は、除去された部分を有する金属カバーを設けるステップを備える。方法は、金属カバー上の、実質的に除去された部分の周りに第1のコイルを巻くステップを備え、第1のコイルは、通信プロトコルを介して少なくとも1つの他のデバイスと通信するように構成される。方法は、金属カバー上の、実質的に除去された部分の周りに第2のコイルを巻くステップを備え、第2のコイルは、少なくとも1つのワイヤレス充電電力送電器から電子デバイスを充電しまたはそれに給電するのに十分な充電電力をワイヤレスかつ誘導的に受信するように構成される。
【０００６】
本開示の別の態様は、ワイヤレスに他のデバイスと結合するための装置を提供する。装置は、除去された部分を備える金属カバーを含む。装置は、通信プロトコルを介して少なくとも1つの他のデバイスと通信するための手段と、金属カバーの除去された部分の周りに実質的に巻かれた通信するための手段とを含む。装置は、少なくとも1つのワイヤレス充電電力送電器から装置を充電しまたはそれに給電するのに十分な電力をワイヤレスかつ誘導的に受信するための手段と、金属カバーの除去された部分の周りに実質的に巻かれた電力をワイヤレスに受信するための手段とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】例示的な実装形態によるワイヤレス電力伝送システムの機能ブロック図である。
【図２】別の例示的な実装形態によるワイヤレス電力伝送システムの機能ブロック図である。
【図３】例示的な実装形態による、送電カプラまたは受電カプラを含む、図2の送電回路または受電回路の一部分の概略図である。
【図４】いくつかの実装形態による、電子デバイスの金属カバーの上面図である。
【図５】いくつかの実装形態による、電子デバイスの別の金属カバーの上面図である。
【図６】図5の第1のコイルと第2のコイルとの間のスイッチング回路を示す概略図である。
【図７】いくつかの実装形態による、電子デバイスの別の金属カバーの上面図である。
【図８】いくつかの実装形態による、電子デバイスの別の金属カバーの上面図である。
【図９】いくつかの実装形態による、電子デバイスを他のデバイスとワイヤレスに結合するための方法のフローチャートである。
【図１０】いくつかの実装形態による、他のデバイスとワイヤレスに結合するための電子デバイスを製造するための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
新規のシステム、装置、および方法の様々な態様が、添付の図面を参照して以下でより十分に説明される。しかしながら、本開示の教示は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本開示全体にわたって提示される任意の特定の構造または機能に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの態様は、本開示が周到で完全になり、本開示の範囲を当業者に十分に伝えるために与えられるものである。本明細書の教示に基づいて、本開示の範囲は、本発明の任意の他の態様とは無関係に実装されるか、本発明の任意の他の態様と組み合わされるかにかかわらず、本明細書において開示される新規のシステム、装置、および方法の任意の態様を包含することが意図されることを、当業者は理解されたい。たとえば、本明細書に記載された任意の数の態様を使用して、装置が実装されてよく、または方法が実践されてよい。さらに、本発明の範囲は、本明細書に記載される本発明の様々な態様に加えて、またはそれ以外の、他の構造、機能、または構造および機能を使用して実践されるような装置または方法を包含することが意図される。本明細書において開示されるいかなる態様も、請求項の1つまたは複数の要素によって具現化され得ることを理解されたい。
【０００９】
特定の態様が本明細書において説明されるが、これらの態様の多くの変形および置換が、本開示の範囲内に入る。好ましい態様のいくつかの利益および利点が言及されるが、本開示の範囲は特定の利益、使用、または目的に限定されることが意図されない。そうではなく、本開示の態様は、異なるワイヤレス技術、システム構成、アクセスネットワーク、および送信プロトコルに広く適用可能であることが意図され、それらのうちのいくつかが例として図および好ましい態様の以下の説明において示される。詳細な説明および図面は、限定的ではなく本開示の例示にすぎず、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される。
【００１０】
図1は、例示的な実装形態によるワイヤレス電力伝送システム100の機能ブロック図である。エネルギー伝送または電力伝送を実行するためのワイヤレス場(たとえば、磁場または電磁場)105を生成するために、電源(図示せず)から送電器104の送電カプラ114に入力電力102が提供され得る。ワイヤレス場105は、送電器104によって出力されたエネルギーが受電器108によって捕捉され得る領域に相当する。受電器108の受電カプラ118(たとえば、受電カプラ118)は、ワイヤレス場105に結合することができ、出力電力110に結合されるデバイス(図示せず)による蓄積または消費のために出力電力110を生成することができる。送電器104と受電器108の両方は、距離112だけ離隔されている。
【００１１】
例示的な一実装形態では、電力は、送電カプラ114によって生成された時変磁場を介して誘導的に伝送される。送電カプラ114と受電カプラ118は、相互共振関係に従って構成され得る。受電カプラ118の共振周波数と送電カプラ114の共振周波数が実質的に同じであるか、または極めて近いとき、送電器104と受電器108との間の伝送損失は最小である。したがって、共振誘導結合技法は、効率の改善と、様々な距離にわたる様々なカプラ構成を用いた電力伝送とを可能にし得る。
【００１２】
いくつかの実装形態では、ワイヤレス場105は、送電器104の「近接場」に相当する。「近接場」は、電磁エネルギーを自由空間に放射するのではなく、送電カプラ114から最小限の電力を放射する送電カプラ114の中の電流および電荷から生じる強い反応場が存在する領域に相当し得る。「近接場」は、送電カプラ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得る。
【００１３】
効率的なエネルギー伝送は、電磁波のエネルギーの大部分を遠距離場に伝播するのではなく、ワイヤレス場105内のエネルギーの大部分を受電カプラ118に結合することによって行われ得る。ワイヤレス場105内に位置するとき、送電カプラ114と受電カプラ118との間に「結合モード」が生じることがある。
【００１４】
図2は、いくつかの他のある例示的な実装形態による、ワイヤレス電力伝送システム200の機能ブロック図である。システム200は、送電器204および受電器208を含む。送電器204は、発振器回路222、ドライバ回路224、ならびにフィルタおよび整合回路226を含む送電回路206を含む。発振器回路222は、周波数制御信号221に応答して調整され得る所望の周波数において信号を生成するように構成される。発振器回路222は、発振器信号をドライバ回路224に供給する。ドライバ回路224は、入力電圧信号(VD)225に基づいて、送電カプラ214を、たとえば送電カプラ218の共振周波数において駆動するように構成される。フィルタおよび整合回路226は、高調波または他の不要な周波数をフィルタリングし、電力伝送を最大にするために送電回路206のインピーダンスを送電カプラ214のインピーダンスと整合することもできる。ドライバ回路224は、バッテリ216を充電するのに十分なレベルの電力をワイヤレス出力するためのワイヤレス場205を生成するように送電カプラ214に電流を流す。
【００１５】
受電器208は、整合回路212および整流器回路220を含む受電回路210を備える。整合回路212は、受電回路210のインピーダンスを受電カプラ218のインピーダンスと整合することができる。整流器回路220は、交流(AC)電力入力から直流(DC)電力出力を生成し、バッテリ216を充電することができる。受電器208および送電器204は加えて、別個の通信チャネル219(たとえば、NFC、Bluetooth(登録商標)、Zigbee、セルラーなど)上で通信し得る。受電器208および送電器204は、代替として、ワイヤレス場205の特性を使用する帯域シグナリングを介して通信し得る。受電器208は、送電器204によって送信され受電器208によって受信される電力量がバッテリ216を充電するのに適切であるかどうかを決定するように構成され得る。
【００１６】
図3は、いくつかの例示的な実装形態による、図2の送電回路206または受電回路210の一部分の概略図である。図3に示されるように、送電回路または受電回路350はカプラ352を含み得る。カプラ352はまた、「導体ループ」、コイル、インダクタ、アンテナ、もしくは「磁気」カプラと呼ばれることがあり、またはそのように構成されることがある。「カプラ」という用語は一般に、別の「カプラ」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。
【００１７】
ループカプラまたは磁気カプラの共振周波数は、ループカプラまたは磁気カプラのインダクタンスおよび静電容量に基づく。インダクタンスは単にカプラ352によって生成されたインダクタンスであり得るが、静電容量は、所望の共振周波数において共振構造を作り出すためにキャパシタ(またはカプラ352の自己容量)を介して追加されることがある。非限定的な例として、共振周波数において共振する共振回路を作り出すために、送電回路または受電回路350にキャパシタ354およびキャパシタ356が追加されることがある。より大きいインダクタンスを示す大きい直径のコイルを使用するより大きいサイズのカプラでは、共振を生み出すために必要な静電容量の値はより小さいことがある。さらに、カプラのサイズが増大するにつれて、結合効率が向上することがある。このことは、主にベースカプラと電気車両カプラの両方のサイズが増大する場合に当てはまる。送電カプラの場合、カプラ352の共振周波数に実質的に相当する周波数を有する信号358が、カプラ352への入力であり得る。受電カプラの場合、信号358はカプラ352からの出力であり得る。
【００１８】
モバイル通信デバイスの設計は、金属の背面カバーを含むことがある。現在の設計では、ワイヤレス電力カプラと通信アンテナの両方を同じ金属の背面カバーに統合することが、それらの同調および動作の要件が異なることにより、難しい。加えて、背面が金属のデバイスに配設されるワイヤレス電力アンテナは、渦電流の発生、加熱、および誘導される渦電流によるアンテナの負荷により引き起こされる脱調に関する、特定の課題を引き起こす。本開示は、受電コイル(たとえば、カプラ352)および1つまたは複数の通信アンテナ(たとえば、NFCアンテナ)を、金属の背面カバーを伴うモバイル通信デバイスの設計に統合するための実装形態に関する。実装形態は、同じコイルを、しかし異なるフィード位置を使用する、または、異なるフィード位置を有しており離れているが接続されているコイルを使用する、単一の共有アンテナを含むことがあるが、それらに限定されない。他の実装形態では、2つの別々のアンテナは交互配置されたコイルおよび独立のフィードを有することがあり、または代替的に、2つのコイルは交互配置されていないが互いに対して回転されていることがある。
【００１９】
図4は、いくつかの実装形態による、電子デバイスの金属カバー402の上面図400を示す。本明細書において説明されるいくつかの実装形態は「金属」カバー402に言及することがあるが、いくつかの実装形態では、カバー402は、本明細書において説明される様々な実装形態の原理に従って、他の導電性の材料を含む他の材料から作られていてもよいことに留意されたい。金属カバー402は除去された部分404を有するものとして示されており、この部分はカメラレンズ開口または任意の他の間隙であり得る。金属カバー402はまた、第1のコイル406および第2のコイル408を有するものとして示されている。第1のコイル406は実質的に、金属カバー402の除去された部分404の周りに巻かれる。第2のコイル408も実質的に、金属カバー402の除去された部分404の周りに巻かれる。第1のコイル406および第2のコイル408がより低いQ値で動作するいくつかの実装形態では、第1のコイル406および第2のコイル408は、第1のコイル406および/または第2のコイル408の最も内側の巻線が除去された部分404から約3mmから10mmにあるように、配設され得る。そのような実施態様は、図5〜図8に示される構成に等しく当てはまり得る。いくつかの実装形態では、第1のコイル406および/または第2のコイル408は、金属カバー402の除去された部分404の周りに実質的に中心があり得る。第2のコイル408および第1のコイル406は共通のポート410を共有し得る。第1のコイル406は、第1のコイルの長手方向に沿ったある点において、第2のコイル408に電気的に接続され得る。第2のコイル408は第2のポート412を有することがあり、第1のコイル406は第1のポート414を有することがある。第1のポート414および第2のポート412は互いに異なることがある。いくつかの実装形態では、互いに離れている第2のコイル408および第1のコイル406の部分が、交互配置の方式で巻かれ得る。いくつかの実装形態では、第2のコイル408および第1のコイル406の一方の配線は他方より長いことがある。第2のポート412および共通のポート410は、第1の回路(図示せず)(たとえば、ワイヤレス受電コイルのためのワイヤレス受電回路または通信コイルのための通信回路)に選択的に接続され得る。同様に、第1のポート414および共通のポート410は、第2の回路(図示せず)(たとえば、通信コイルのための通信回路またはワイヤレス受電コイルのためのワイヤレス受電回路)に選択的に接続され得る。いくつかの実装形態では、第2のコイル408およびその関連する第1の回路がアクティブであるとき、第1のコイル406および/または第1のポート414は、スイッチ(図示せず)を介して第2の回路から選択的かつ電気的に切断され得る。逆に、第1のコイル406およびその関連する第2の回路がアクティブであるとき、第2のコイル408および/または第2のポート412は、第1の回路から選択的かつ電気的に切断され得る。これは、少なくとも次の利点をもたらす。すなわち、第1の回路と第2の回路の一方が、使用されていないときに第1の回路と第2の回路の他方により負荷をかけられず、第2のコイル408の少なくとも一部分が第1のコイル406により再使用されることが可能である。
【００２０】
図5は、いくつかの実装形態による、電子デバイスの別の金属カバー502の上面図500を示す。金属カバー502は除去された部分504を有するものとして示されており、この部分はカメラレンズポートまたは任意の他の間隙であり得る。金属カバー502はまた、第1のコイル506および第2のコイル508を有するものとして示されている。第1のコイル506は実質的に、金属カバー502の除去された部分504の周りに巻かれる。第2のコイル508も実質的に、金属カバー502の除去された部分504の周りに巻かれる。第1のコイル506および第2のコイル508は共通のポート510を共有し得る。第1のコイル506は、第2のコイル508の配線の長さ全体、ならびに、第1のコイル506および第2のコイル508に共通ではない追加の配線の長さを備え得る。したがって、いくつかの実装形態では、第1のコイル506および第2のコイル508は単一のコイルを備え得るが、この単一のコイルはその単一のコイルの配線上の異なる場所に位置する異なるポートを有する。第1のコイル506は第1のポート512を有することがあり、第2のコイル508は第2のポート514を有することがある。第1のポート512および第2のポート514は互いに異なることがある。第1のポート512および共通のポート510は、第1の回路(図示せず)(たとえば、ワイヤレス受電コイルのためのワイヤレス受電回路または通信コイルのための通信回路)に選択的に接続され得る。同様に、第2のポート514および共通のポート510は、第2の回路(図示せず)(たとえば、通信コイルのための通信回路またはワイヤレス受電コイルのためのワイヤレス受電回路)に選択的に接続され得る。
【００２１】
いくつかの他の実装形態では、ポート514は共通のポートであることがあり、第1のコイル506は第1のポート512を有することがあり、第2のコイル508は第2のポート510を有することがある。そのような実装形態では、第1のコイル506および第2のコイル508はそれでも、単一のコイルを備え得る。しかしながら、そのような実装形態では、第1のコイル506のために利用される配線および第2のコイル508のために利用される配線は、互いに対して相互に排他的である(たとえば、第1のコイル506を形成する導体の部分はどのような形でも第2のコイル508のいずれの部分も形成せず、その逆も当てはまる)。
【００２２】
図6は、図5の第1のコイル506と第2のコイル508との間のスイッチング回路602を示す概略図600である。いくつかの実装形態では、第1のコイル506およびその関連する第1の回路がアクティブであるとき、スイッチング回路602は閉じられてよく、第1のコイルの非共通部分(たとえば、ポート512とポート514との間の部分)を第2のコイル508(たとえば、ポート510と512との間の部分)に接続する。逆に、第2のコイル508およびその関連する第2の回路がアクティブであるとき、スイッチング回路602は開放され、第1のコイルの非共通部分を第2のコイル508から選択的に切断する。これは、第2のコイル508の少なくとも一部分が第1のコイル506により再使用され得るという利点を少なくとももたらす。
【００２３】
図7は、いくつかの実装形態による、電子デバイスの別の金属カバー702の上面図700を示す。金属カバー702は除去された部分704を有するものとして示されており、この部分はカメラレンズ開口または任意の他の間隙であり得る。金属カバー702はまた、第1のコイル706および第2のコイル708を有するものとして示されている。第1のコイル706は実質的に、金属カバー702の除去された部分704の周りに巻かれる。第2のコイル708も実質的に、金属カバー702の除去された部分704の周りに巻かれる。第1のコイル706および第2のコイル708は、互いに交互配置され、共通のポートを共有しない。代わりに、第1のコイル706は、第1のポート712および第2のポート714を有する。同様に、第2のコイル708は、第3のポート716および第4のポート710を有する。第1のコイル706および第2のコイル708は、同じ平面または異なる平面上で実装され得る。第1のポート712および第2のポート714は、第1の回路(図示せず)(たとえば、ワイヤレス受電コイルのためのワイヤレス受電回路または通信コイルのための通信回路)に選択的に接続され得る。同様に、第3のポート716および第4のポート710は、第2の回路(図示せず)(たとえば、通信コイルのための通信回路またはワイヤレス受電コイルのためのワイヤレス受電回路)に選択的に接続され得る。いくつかの実装形態では、第1のコイル706およびその関連する第1の回路がアクティブであるとき、第2のコイル708は、第2の回路から選択的かつ電気的に切断され得る。逆に、第2のコイル708およびその関連する第2の回路がアクティブであるとき、第1のコイル706は、第1の回路から選択的かつ電気的に切断され得る。これは、少なくとも次の利点をもたらす。すなわち、第1の回路と第2の回路の一方が、使用されていないときに第1の回路と第2の回路の他方により負荷をかけられず、第1のコイル706および第2のコイル708が別々に設計され得るので、第1のコイル706または第2のコイル708のいずれかの設計において、妥協をより少なくすることができる。
【００２４】
図8は、いくつかの実装形態による、電子デバイスの別の金属カバー802の上面図800を示す。金属カバー802は除去された部分804を有するものとして示されており、この部分はカメラレンズポートまたは任意の他の間隙であり得る。金属カバー802はまた、第1のコイル806および第2のコイル808を有するものとして示されている。第1のコイル806は実質的に、金属カバー802の除去された部分804の周りに巻かれる。第2のコイル808も実質的に、金属カバー802の除去された部分804の周りに巻かれる。互いに交互配置されるのではなく、第1のコイル806および第2のコイル808は、第1のコイル806および第2のコイル808の各々の導体が互いに対して上に、次いで下に巻かれ、互いに対して(たとえば45°)回転されるように、別々の平面または交互配置された平面上で実装され得る。第2のコイル808に対して第1のコイル806を回転させることで、各コイルの導体が互いに対して実質的に平行に延びないことが確実になり、したがって一方のコイルから他方への誘導される干渉が減る。第1のコイル806は、第1のポート812および第2のポート814を有する。同様に、第2のコイル808は、第3のポート816および第4のポート810を有する。第1のポート812および第2のポート814は、第1の回路(図示せず)(たとえば、ワイヤレス受電コイルのためのワイヤレス受電回路または通信コイルのための通信回路)に選択的に接続され得る。同様に、第3のポート816および第4のポート810は、第2の回路(図示せず)(たとえば、通信コイルのための通信回路またはワイヤレス受電コイルのためのワイヤレス受電回路)に選択的に接続され得る。いくつかの実装形態では、第1のコイル806およびその関連する第1の回路がアクティブであるとき、第2のコイル808は、第2の回路から選択的かつ電気的に切断され得る。逆に、第2のコイル808およびその関連する第2の回路がアクティブであるとき、第1のコイル806は、第1の回路から選択的かつ電気的に切断され得る。これは、少なくとも次の利点をもたらす。すなわち、第1の回路と第2の回路の一方が、使用されていないときに第1の回路と第2の回路の他方によって負荷をかけられず、第1のコイル806および第2のコイル807が交互配置されていないので、それらは両方とも、外部の結合されるデバイス回路に対する金属開口804を介した結合が改善するほど除去された部分804に近くなることが可能であり、第1のコイル806および第2のコイル808は別々に設計され得るので、第1のコイル806または第2のコイル808のいずれかの設計において、妥協をより少なくすることができる。
【００２５】
いくつかの実装形態では、吹き出し850により示されるように、第1のコイル806の配線および第2のコイル808の配線は、互いに直角に(たとえば、実質的に90°で)交差するように配設され得る。これにより、コイルを循環する電流により生成される電磁場により引き起こされる干渉またはノイズが減ることが確実になる。これは、一方のコイルの延長部の、他方のコイルとの交点における角度を調整し、次いで、他方のコイルと交差した後で延長部の角度を元の方向に調整することによって、達成され得る。いくつかの他の実装形態では、一方のコイルの角は、他方のコイルの隣接する配線から可能な限り離れるように調整され得る。このことには、一方のコイルの角が他方のコイルの2つの隣接する配線との間の実質的に中間に配設されることが必要であり得る。
【００２６】
図4〜図8の実装形態の各々において、第1のコイルおよび第2のコイルは、示されるもの以外の設計を用いて可能であろうものよりも金属カバーの除去された部分に近く配線が配設されるように、構成され得る。これは、第1のコイルおよび第2のコイルの各々と別のデバイスの少なくとも1つのコイルとの間の結合の増大をもたらし得る。たとえば、図4および図7では、第1のコイルおよび第2のコイルは、除去された部分からの配線の平均距離が減るように交互配置される。図5では、第1のコイルおよび第2のコイルは、配線の最も内側の部分を共有するように同じ配線から巻かれ、除去された部分までの配線からの平均距離を減らす。図8では、第1のコイルおよび第2のコイルは、各コイルの配線が厳密に同じ位置に配設されなくても除去された部分からの平均距離が実質的に同じになり得るように、互いに対して回転される。
【００２７】
図4を参照すると、これは図5〜図8のいずれにも等しく適用可能であるが、動作の1つの非限定的な例として、送電器104(図1)によって生成される外部的に生成される磁場が、金属カバー402の中に渦電流を誘起し得る。この渦電流は、除去された部分404の近くおよび/または周りにある程度より集中していることがあり、ワイヤレス電力伝送のために構成されるときに第1のコイル406または第2のコイル408への結合のための磁場を生成することがある。この渦電流は、除去された部分404を金属カバー402の端に接続するスロットにより渦電流がそのスロットを流れなくなり、渦電流がスロットおよび除去された部分404の周りを流れなければならなくなることを原因の一部として、集中することがある。同様に、第1のコイル406または第2のコイル408は、通信のために構成されるとき、変調された場および/または信号を介してデータを送信または受信するために、場に結合し得る。しかしながら、異なる材料を用いた他の実装形態では、第1のコイル406または第2のコイル408は、ワイヤレス電力伝送のために外部的に生成された場に直接結合することがあり、たとえば、またはワイヤレス結合の組合せが可能であることがある。
【００２８】
図9は、いくつかの実装形態による、電子デバイスを他のデバイスとワイヤレスに結合するための方法のフローチャート900である。いくつかの実装形態では、フローチャート900における動作のうちの1つまたは複数は、プロセッサによって実行されることがあり、またはプロセッサとともに実行されることがある。ただし、当業者には、本明細書において説明されるステップのうちの1つまたは複数を実施するために他の構成要素が使用されてもよいことが理解されよう。ブロックは特定の順序で行われるものとして説明されることがあるが、ブロックは並べ替えられてよく、ブロックは省略されてよく、かつ/またはさらなるブロックが追加されることがある。
【００２９】
フローチャート900はブロック902で開始することができ、ブロック902は、通信プロトコルを介し、電子デバイスの金属カバーの除去された部分の周りに実質的に巻かれた第1のコイルを使用して、少なくとも1つの他のデバイスと誘導的に通信するステップを含む。たとえば、図4〜図8のいずれかに関連して前に説明されたように、第1のコイル406、506、706、806は、電子デバイスの金属カバー402、502、702、802の除去された部分404、504、704、804の周りに実質的に巻かれ、NFC、802.11、または任意の他の既知の通信プロトコルなどの通信プロトコルを介して、少なくとも1つの他のデバイスと通信するように構成される。いくつかの実装形態では、第1のコイル406、506、706、806はまた、「通信プロトコルを介して少なくとも1つの他のデバイスと誘導的に通信するための手段」として知られていることがあり、またはそれの少なくとも一部分を備えることがある。
【００３０】
フローチャート900はブロック904に続くことができ、ブロック904は、金属カバーの除去された部分の周りに実質的に巻かれた第2のコイルを使用して、少なくとも1つのワイヤレス充電電力送電器から電子デバイスを充電しまたはそれに給電するのに十分な電力をワイヤレスかつ誘導的に受信するステップを含む。たとえば、図4〜図8のいずれかに関連して前に説明されたように、第2のコイル408、508、708、808は、金属カバー402、502、702、802の除去された部分404、504、704、804の周りに実質的に巻かれ、少なくとも1つのワイヤレス充電電力送電器から電子デバイスを充電しまたはそれに給電するのに十分な電力をワイヤレスに受信するように構成される。いくつかの実装形態では、第2のコイル408、508、708、808はまた、「少なくとも1つのワイヤレス充電電力送電器から装置を充電しまたはそれに給電するのに十分な電力をワイヤレスかつ誘導的に受信するための手段」として知られていることがあり、またはそれの少なくとも一部分を備えることがある。
【００３１】
いくつかの実装形態では、第1のコイル406、506および第2のコイル408、508は共通のポート410、510を共有する。いくつかの実装形態では、第1のコイル406、706および第2のコイル408、708は、第1のコイル406、706の配線が第2のコイル408、708の配線と交互配置されるように巻かれる。いくつかの実装形態では、第2のコイル408の一端は、第1のコイル406に沿った場所において電気的に接続される。いくつかの実装形態では、第1のコイル706、806を形成する配線は、第2のコイル708、808を形成する配線とは相互に排他的である。そのような実装形態では、第1のコイル706、806は第1のポート712、812および第2のポート714、814を備え、第2のコイル708、808は第3のポート716、816および第4のポート710、810を備える。いくつかの実装形態では、第1のコイル506の配線は、第2のコイル508と、第1のコイル506および第2のコイル508に共通ではない配線のセグメントとを備える。そのような実装形態では、スイッチング回路602は、第1のコイル506および第2のコイル508に共通ではない配線のセグメントを第2のコイル508に電気的に接続するように構成される。いくつかの実装形態では、第1のコイル806は第2のコイル808と重複し、第1のコイル806は、第1のコイル806の配線が第2のコイル808の配線と平行に延びないように、第2のコイル808に対して回転される。そのような実装形態では、第1のコイル806の配線は、実質的に90°の角度で第2のコイル808の配線と交差する。
【００３２】
図10は、いくつかの実装形態による、他のデバイスとワイヤレスに結合するための電子デバイスを製造するための方法のフローチャート1000である。いくつかの実装形態では、フローチャート1000における動作の1つまたは複数は、図4〜図8に関連して説明される電子デバイスの製造業者により実行されることがあり、この製造業者は、作業員、機械、または両方を含み得る。ブロックは特定の順序で行われるものとして説明されることがあるが、ブロックは並べ替えられてよく、ブロックは省略されてよく、かつ/またはさらなるブロックが追加されることがある。
【００３３】
フローチャート1000はブロック1002で開始することができ、ブロック1002は、除去された部分を有する金属カバーを設けるステップを含む。たとえば、図4〜図8のいずれかに関連して前に説明されたように、除去された部分404、504、704、804を有する金属カバー402、502、702、802が設けられ得る。
【００３４】
フローチャート1000はブロック1004に続くことができ、ブロック1004は、金属カバー上の、実質的に除去された部分の周りに第1のコイルを巻くステップを含み、第1のコイルは、通信プロトコルを介して少なくとも1つの他のデバイスと誘導的に通信するように構成される。たとえば、図4〜図8のいずれかに関連して前に説明されたように、第1のコイル406、506、606、706、806は、金属カバー402、502、702、802上に巻かれることがあり、除去された部分404、504、704、804の周りに実質的に巻かれることがあり、通信プロトコル(たとえば、NFC)を介して少なくとも1つの他のデバイスと通信するように構成されることがある。
【００３５】
フローチャート1000はブロック1006に続くことができ、ブロック1006は、金属カバー上の、実質的に除去された部分の周りに第2のコイルを巻くステップを含み、第2のコイルは、少なくとも1つのワイヤレス充電電力送電器から充電電力をワイヤレスかつ誘導的に受信するように構成される。たとえば、図4〜図8のいずれかに関連して前に説明されたように、第2のコイル408、508、608、708、808は、金属カバー402、502、702、802上に巻かれることがあり、除去された部分404、504、704、804の周りに実質的に巻かれることがある。第2のコイル408、508、608、708、808は、少なくとも1つのワイヤレス充電電力送電器から充電電力をワイヤレスに受信するように構成される。
【００３６】
いくつかの実装形態では、第1のコイル406、506および第2のコイル408、508は共通のポート410、510を共有する。いくつかの実装形態では、フローチャート1000はさらに、第1のコイル406、706の配線が第2のコイル408、708の配線と交互配置されるように、第1のコイル406、706および第2のコイル408、708を巻くステップを含み得る。いくつかの実装形態では、フローチャート1000はさらに、第1のコイル406に沿った場所において第2のコイル408の一端を電気的に接続するステップを含む。いくつかの実装形態では、第1のコイル706、806を形成する配線は、第2のコイル708、808を形成する配線とは相互に排他的である。そのような実装形態では、第1のコイル706、806は第1のポート712、812および第2のポート714、814を備え、第2のコイル708、808は第3のポート716、816および第4のポート710、810を備える。いくつかの実装形態では、第1のコイル506の配線は、第2のコイル508と、第1のコイル506および第2のコイル508に共通ではない配線のセグメントとを備える。そのような実装形態では、スイッチング回路602は、第1のコイル506および第2のコイル508に共通ではない配線のセグメントを第2のコイル508に電気的に接続するように構成される。いくつかの実装形態では、第1のコイル806は第2のコイル808と重複し、第1のコイル806は、第1のコイル806の配線が第2のコイル808の配線と平行に延びないように、第2のコイル808に対して回転される。そのような実装形態では、第1のコイル806の配線は、実質的に90°の角度で第2のコイル808の配線と交差する。
【００３７】
当業者は、情報および信号が、様々な異なる技術および技法のうちのいずれかを使用して表され得ることを理解されよう。たとえば、上記の説明全体にわたって言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、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され得る。
【００３８】
本開示において説明される実装形態に対する様々な修正は、当業者には容易に明らかであり得、本明細書において定義される一般原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実装形態に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書において示される実装形態に限定されるものではなく、本明細書において開示される特許請求の範囲、原理および新規の特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。「例示的な」という単語は、本明細書では、「例、事例、または例示としての役割を果たす」を意味するようにもっぱら使用される。「例示的な」として本明細書において説明される任意の実装形態は、必ずしも他の実装形態よりも好ましいか、または有利であると解釈されるべきではない。
【００３９】
別個の実装形態の文脈において本明細書で説明される特定の特徴は、単一の実装形態において組み合わせて実装されることも可能である。逆に、単一の実装形態の文脈において説明される様々な特徴は、複数の実装形態において別々に、または任意の適切な部分組合せにおいて実装されることもある。さらに、特徴は特定の組合せで機能すると上で説明され、最初にそのように特許請求されることもあるが、特許請求される組合せからの1つまたは複数の特徴は、場合によっては、その組合せから削除されることがあり、特許請求される組合せは、部分組合せまたは部分組合せの変形を対象とすることがある。
【００４０】
本明細書において使用される場合、項目のリストのうちの「少なくとも1つ」を指す句は、単一の部材を含むこれらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「a、b、またはcのうちの少なくとも1つ」は、a、b、c、a-b、a-c、b-c、およびa-b-cを包含することを意図する。
【００４１】
上で説明された方法の様々な動作は、様々なハードウェアならびに/あるい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の、動作を実行することが可能な任意の適切な手段によって実行され得る。一般に、図に示されるいずれの動作も、動作を実行することが可能な対応する機能手段によって実行され得る。
【００４２】
本開示に関して説明される様々な例示的な論理ブロック、モジュールおよび回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラマブル論理デバイス(PLD)、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、または本明細書において説明される機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであり得るが、代替として、プロセッサは、任意の市販のプロセッサ、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およびマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携した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され得る。
【００４３】
1つまたは複数の態様では、説明された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。ソフトウェアにおいて実装される場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとして、コンピュータ可読媒体上に記憶されることがあり、またはコンピュータ可読媒体を介して送信されることがある。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体と、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気記憶デバイス、または命令もしくはデータ構造の形式の所望のプログラムコードを搬送もしくは記憶するために使用可能であり、コンピュータによってアクセス可能な任意の他の媒体を備え得る。また、あらゆる接続が、コンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者線(DSL)、または、赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用してウェブサイト、サーバ、または他の遠隔ソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、DSL、または、赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書において使用されるディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザーディスク(登録商標)(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピーディスク(disk)、およびブルーレイディスク(disc)を含み、ディスク(disk)は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、レーザーを用いてデータを光学的に再生する。したがって、いくつかの態様では、コンピュータ可読媒体は非一時的コンピュータ可読媒体(たとえば、有形媒体)を含み得る。さらに、いくつかの態様では、コンピュータ可読媒体は一時的コンピュータ可読媒体(たとえば、信号)を含み得る。上の組合せもコンピュータ可読
媒体の範囲に含まれるべきである。
【００４４】
本明細書において開示される方法は、説明された方法を実現するための1つまたは複数のステップまたはアクションを備える。方法ステップおよび/または方法アクションは、特許請求の範囲から逸脱することなく互いに入れ替えられ得る。言い換えれば、ステップまたはアクションの特定の順序が指定されない限り、特定のステップおよび/またはアクションの順序および/または使用は、特許請求の範囲から逸脱することなく変更され得る。
【００４５】
さらに、本明細書において説明される方法および技法を実行するためのモジュールおよび/または他の適切な手段は、適用可能な場合、ユーザ端末および/または基地局によってダウンロードおよび/または別の方法で取得され得ることを理解されたい。たとえば、そのようなデバイスは、本明細書において説明される方法を実行するための手段の転送を容易にするためにサーバに結合され得る。代替的に、本明細書において説明される様々な方法は、ユーザ端末および/または基地局が記憶手段(たとえば、RAM、ROM、コンパクトディスク(CD)またはフロッピーディスクなどの物理的記憶媒体など)をデバイスに結合または提供すると様々な方法を取得することができるように、記憶手段を介して提供され得る。さらに、本明細書において説明される方法および技法をデバイスに提供するための任意の他の適切な技法が利用され得る。
【００４６】
上記は本開示の態様を対象とするが、本開示の他の態様およびさらなる態様が、その基本的範囲から逸脱することなく考案されることがあり、その範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。
【符号の説明】
【００４７】
100  ワイヤレス電力伝送システム
102  入力電力
104  送電器
105  ワイヤレス場
108  受電器
110  出力電力
112  距離
114  送電カプラ
118  受電カプラ
200  ワイヤレス電力伝送システム
204  送電器
206  送電回路
208  受電器
210  受電回路
212  整合回路
214  送電カプラ
216  バッテリ
218  受電カプラ
219  通信チャネル
220  整流器回路
221  周波数制御信号
222  発振器回路
224  ドライバ回路
225  入力電圧信号
226  フィルタおよび整合回路
350  送電回路または受電回路
352  カプラ 
354  キャパシタ
356  キャパシタ
358  信号
400  上面図
402  金属カバー
404  除去された部分
406  第1のコイル
408  第2のコイル
410  共通のポート
412  第2のポート
414  第1のポート
500  上面図
502  金属カバー
504  除去された部分
506  第1のコイル
508  第2のコイル
510  共通のポート
512  第1のポート
514  第2のポート
600  概略図
602  スイッチング回路
700  上面図
702  金属カバー
704  除去された部分
706  第1のコイル
708  第2のコイル
710  第4のポート
712  第1のポート
714  第2のポート
716  第3のポート
800  上面図
802  金属カバー
804  除去された部分
806  第1のコイル
808  第2のコイル
810  第4のポート
812  第1のポート
814  第2のポート
816  第3のポート
850  吹き出し
900  フローチャート
1000  フローチャート
【図１】
2018537060.tif 000003
【図２】
2018537060.tif 000004
【図３】
2018537060.tif 000005
【図４】
2018537060.tif 000006
【図５】
2018537060.tif 000007
【図６】
2018537060.tif 000008
【図７】
2018537060.tif 000009
【図８】
2018537060.tif 000010
【図９】
2018537060.tif 000011
【図１０】
2018537060.tif 000012
【国際調査報告】
2018537060.tif 000013
2018537060.tif 000014
2018537060.tif 000015
2018537060.tif 000016
2018537060.tif 000017