(57)【要約】【課題】インダクタンス又はキャパシタンス値を直接調整せず、共振周波数チューニングを通じて無線でエネルギーを伝送するための無線エネルギー伝送システムとそれに含まれる無線エネルギー受信装置及びその方法並びに電子システムを提供する。【解決手段】無線エネルギー送受信装置を含む無線エネルギー伝送システムで、無線エネルギー受信装置と同送信装置との内の少なくとも１つは、同相（Ｉ）信号を出力する第１発振器と、Ｉ信号と９０°の位相差を有する直角位相（Ｑ）信号を出力する第２発振器と、第１発振器及び第２発振器各々に含まれ、少なくとも１つのインダクタと少なくとも１つのキャパシタとを含む共振器と、少なくとも１つのインダクタに接続され、インダクタに流れる電流量を変化させる電流可変ブロックと、Ｉ信号及びＱ信号の内の少なくとも１つの周波数をモニタしモニタリング結果にて、電流可変ブロックを制御するモニタとを有する。【選択図】      図３
2013110958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線エネルギー受信装置と無線エネルギー送信装置とを含む無線エネルギー伝送システムにおいて、
前記無線エネルギー受信装置と前記無線エネルギー送信装置との内の少なくとも１つは、同相（ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号（Ｉ信号）を出力する第１発振器と、
前記Ｉ信号と９０°の位相差を有する直角位相信号（Ｑ信号）を出力する第２発振器と、
前記第１発振器及び前記第２発振器のそれぞれに含まれる、少なくとも１つのインダクタと少なくとも１つのキャパシタとを含む共振器と、
前記第１発振器及び前記第２発振器のそれぞれに含まれる、前記少なくとも１つのインダクタに接続され、前記少なくとも１つのインダクタに流れる電流量を変化させる電流可変ブロックと、
前記Ｉ信号及びＱ信号の内の少なくとも１つの周波数をモニタし、該モニタリングの結果に従って、前記電流可変ブロックを制御するモニタとを有することを特徴とする無線エネルギー伝送システム。
【請求項２】
前記無線エネルギー伝送システムは、前記無線エネルギー受信装置と前記無線エネルギー送信装置との間の磁場を感知し、該感知の結果によって、前記電流可変ブロックをさらに制御するためのセンサーをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の無線エネルギー伝送システム。
【請求項３】
前記共振器は、第１相互誘導を有し、第１及び第２インダクタを含む第１インダクタ対と、
第２相互誘導を有し、第３及び第４インダクタを含む第２インダクタ対と、
前記第１インダクタと第３インダクタとの間に接続されるキャパシタと、
前記第１及び第３インダクタに流れる電流にバイアスをかけるためのバイアスブロックとを含み、
前記電流可変ブロックは、前記第２及び第４インダクタに流れる電流を可変することを特徴とする請求項１に記載の無線エネルギー伝送システム。
【請求項４】
前記第１発振器の少なくとも１つのインダクタと前記第２発振器の少なくとも１つのインダクタは、直角を成すように構成されることを特徴とする請求項３に記載の無線エネルギー伝送システム。
【請求項５】
同相（ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号（Ｉ信号）を出力する第１発振器と、
前記Ｉ信号と９０°の位相差を有する直角位相（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）信号（Ｑ信号）を出力する第２発振器とを有し、
前記第１発振器及び前記第２発振器のそれぞれは、第１相互誘導を有し、第１及び第２インダクタを含む第１インダクタ対と、
第２相互誘導を有し、第３及び第４インダクタを含む第２インダクタ対と、
前記第１インダクタと第３インダクタとに接続されるキャパシタとを含み、
前記第１及び第２発振器のそれぞれは、前記第２及び第４インダクタに流れる電流量を変化させて共振周波数を可変することによって、受信される無線エネルギーの大きさを制御することを特徴とする無線エネルギー受信装置。
【請求項６】
前記第１発振器及び前記第２発振器のそれぞれは、前記第２及び第４インダクタに流れる電流量を可変させる電流可変ブロックをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の無線エネルギー受信装置。
【請求項７】
前記第１及び第３インダクタは、相互同一のインダクタンスを有し、
前記第２及び第４インダクタは、相互同一のインダクタンスを有することを特徴とする請求項５に記載の無線エネルギー受信装置。
【請求項８】
前記第１発振器及び前記第２発振器のそれぞれは、前記第１及び第３インダクタに流れる電流にバイアスをかけるためのバイアスブロックと、
前記第１インダクタと前記バイアスブロックとの間、及び前記第３インダクタと前記バイアスブロックとの間に接続され、相互カップリングされるクロスカップルされた（ｃｒｏｓｓ−ｃｏｕｐｌｅｄ）トランジスタと、
前記第２インダクタと前記電流可変ブロックとの間に接続されるトランジスタと、
前記第４インダクタと前記電流可変ブロックとの間に接続されるトランジスタとをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の無線エネルギー受信装置。
【請求項９】
前記第１発振器の前記第２インダクタと前記電流可変ブロックとの間に接続されるトランジスタと、前記第４インダクタと前記電流可変ブロックとの間に接続されるトランジスタのゲートには、前記第２発振器から出力される前記Ｑ信号が入力され、
前記第２発振器の前記第２インダクタと前記電流可変ブロックとの間に接続されるトランジスタと、前記第４インダクタと前記電流可変ブロックとの間に接続されるトランジスタのゲートには、前記第１発振器から出力される前記Ｉ信号が入力されることを特徴とする請求項８に記載の無線エネルギー受信装置。
【請求項１０】
前記第１発振器の少なくとも１つのインダクタと前記第２発振器の少なくとも１つのインダクタは、直角を成すように構成されることを特徴とする請求項５に記載の無線エネルギー受信装置。
【請求項１１】
電子システムにおいて、
無線エネルギー送信装置から磁場を通じて無線エネルギーを受信して、受信電源を発生させる無線エネルギー受信装置と、
前記無線エネルギー受信装置から前記受信電源を受信して、前記電子システムの動作に必要な内部電源の少なくとも一部を供給するパワーユニットとを有し、
前記無線エネルギー受信装置は、同相（ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号（Ｉ信号）を出力する第１発振器と、
前記Ｉ信号と９０°の位相差を有する直角位相信号（Ｑ信号）を出力する第２発振器とを含み、
前記第１発振器及び前記第２発振器のそれぞれは、少なくとも１つのインダクタ及び少なくとも１つのキャパシタを含む共振器と、
前記少なくとも１つのインダクタに接続されて、前記少なくとも１つのインダクタに流れる電流量を変化させる電流可変ブロックとを含むことを特徴とする電子システム。
【請求項１２】
前記第１発振器及び前記第２発振器のそれぞれは、前記共振器に接続され、前記共振器のポジティブ抵抗を相殺させるためのネガティブ抵抗ブロックと、
前記少なくとも１つのインダクタに接続され、前記第１発振器と前記第２発振器をカップリングさせるためのカップリング回路ブロックとをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の電子システム。
【請求項１３】
前記電流可変ブロックは、少なくとも２つ以上の並列接続されたｎＭＯＳトランジスタを含み、
前記少なくとも２つ以上の並列接続されたｎＭＯＳトランジスタの一側端は、前記カップリング回路ブロックに接続され、
前記少なくとも２つ以上の並列接続されたｎＭＯＳトランジスタは、ゲート端に入力される入力制御信号によって選択的にスイッチングされて、前記少なくとも１つのインダクタに流れる電流量を変化させることを特徴とする請求項１２に記載の電子システム。
【請求項１４】
前記電流可変ブロックは、特定電流を印加する電流源と、
前記電流源にその一側端が接続される第１ｎＭＯＳトランジスタと、
前記第１ｎＭＯＳトランジスタのゲート端と電流ミラー回路形態に接続される少なくとも２つ以上のｎＭＯＳトランジスタとを含み、
前記少なくとも２つ以上のｎＭＯＳトランジスタは、入力制御信号によって選択的にスイッチングされて、前記少なくとも１つのインダクタに流れる電流量を変化させることを特徴とする請求項１１に記載の電子システム。
【請求項１５】
前記電流可変ブロックは、特定電流を印加する互いに並列接続された少なくとも２つ以上の電流源と、
前記少なくとも２つ以上の電流源にその一側端が接続される第１ｎＭＯＳトランジスタと、
前記第１ｎＭＯＳトランジスタのゲート端と電流ミラー回路形態に接続される第２ｎＭＯＳトランジスタとを含み、
前記少なくとも２つ以上の電流源は、入力制御信号によって選択的にスイッチングされて、前記少なくとも１つのインダクタに流れる電流量を変化させることを特徴とする請求項１１に記載の電子システム。
【請求項１６】
前記無線エネルギー受信装置は、前記Ｉ信号及びＱ信号の内の少なくとも１つの周波数をモニタし、制御信号を発生させるモニタと、
前記制御信号に応答して、前記少なくとも１つのインダクタに流れる電流量を可変することによって、前記Ｉ信号及びＱ信号の周波数を可変する周波数調整器とをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の電子システム。
【請求項１７】
前記電子システムは、スマートフォン、携帯電話、ＰＤＡ、ＰＭＰ、又はタブレットＰＣを含むことを特徴とする請求項１１に記載の電子システム。
【請求項１８】
無線エネルギー受信装置の無線エネルギー受信方法において、
相互誘導を有する少なくとも一対のインダクタを含む直交発振器（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）によって、同相（ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号（Ｉ信号）及び前記Ｉ信号と９０°の位相差を有する直角位相信号（Ｑ信号）を発生させる段階と、
前記少なくとも一対のインダクタの内、一側のインダクタに流れる電流量を可変して、共振周波数を調整する段階とを有することを特徴とする無線エネルギー受信方法。
【請求項１９】
前記無線エネルギー受信方法は、前記少なくとも一対のインダクタのうち、他の一側のインダクタに流れる電流に、所定のバイアス電流をかける段階をさらに有することを特徴とする請求項１８に記載の無線エネルギー受信方法。
【請求項２０】
前記無線エネルギー受信方法は、モニタが、前記Ｉ信号及び前記Ｑ信号の内の少なくとも１つの信号の周波数をモニタリングして、該モニタリングの結果を提供する段階をさらに有し、
前記共振周波数を調整する段階は、前記モニタリングの結果に応答してなされることを特徴とする請求項１９に記載の無線エネルギー受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線エネルギー伝送システムとそれに含まれる無線エネルギー受信装置及び無線エネルギー受信方法並びに電子システムに関し、より具体的には、より効率的な無線エネルギー伝送のための無線エネルギー伝送システムとそれに含まれる無線エネルギー受信装置及び無線エネルギー受信方法並びに電子システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁気誘導を利用した無線エネルギー伝送についての研究が活発になっているが、数ｃｍのような近距離でのみ電力伝送が可能であるという問題があった。
このような短所を克服することができる方法として、磁気共鳴を利用した方法がある。
【０００３】
磁気共鳴を利用した無線エネルギー伝送のために、ＬＣ共振を利用した方式が使われ、送信側と受信側との共振周波数が一致するようにチューニングされうる。
この際、共振周波数チューニングのために、キャパシタ値を調整することができる。
【０００４】
しかしながら、キャパシタンス値の精密な調整は容易ではなく、共振周波数チューニングが難しい問題点がある。
したがって、インダクタンス又はキャパシタンス値を直接調整せず、共振周波数チューニングを行う必要性が注目されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記従来の無線エネルギー伝送における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、インダクタンス又はキャパシタンス値を直接調整せず、共振周波数チューニングを通じて無線でエネルギーを伝送するための無線エネルギー伝送システムとそれに含まれる無線エネルギー受信装置及び無線エネルギー受信方法並びに電子システムを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明による無線エネルギー伝送システムは、無線エネルギー受信装置と無線エネルギー送信装置とを含む無線エネルギー伝送システムにおいて、前記無線エネルギー受信装置と前記無線エネルギー送信装置との内の少なくとも１つは、同相（ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号（Ｉ信号）を出力する第１発振器と、前記Ｉ信号と９０°の位相差を有する直角位相信号（Ｑ信号）を出力する第２発振器と、前記第１発振器及び前記第２発振器のそれぞれに含まれる、少なくとも１つのインダクタと少なくとも１つのキャパシタとを含む共振器と、前記第１発振器及び前記第２発振器のそれぞれに含まれる、前記少なくとも１つのインダクタに接続され、前記少なくとも１つのインダクタに流れる電流量を変化させる電流可変ブロックと、前記Ｉ信号及びＱ信号の内の少なくとも１つの周波数をモニタし、該モニタリングの結果に従って、前記電流可変ブロックを制御するモニタとを有することを特徴とする。
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明による無線エネルギー受信装置は、同相（ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号（Ｉ信号）を出力する第１発振器と、前記Ｉ信号と９０°の位相差を有する直角位相（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）信号（Ｑ信号）を出力する第２発振器とを有し、前記第１発振器及び前記第２発振器のそれぞれは、第１相互誘導を有し、第１及び第２インダクタを含む第１インダクタ対と、第２相互誘導を有し、第３及び第４インダクタを含む第２インダクタ対と、前記第１インダクタと第３インダクタとに接続されるキャパシタとを含み、前記第１及び第２発振器のそれぞれは、前記第２及び第４インダクタに流れる電流量を変化させて共振周波数を可変することによって、受信される無線エネルギーの大きさを制御することを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するためになされた本発明による電子システムは、電子システムにおいて、無線エネルギー送信装置から磁場を通じて無線エネルギーを受信して、受信電源を発生させる無線エネルギー受信装置と、前記無線エネルギー受信装置から前記受信電源を受信して、前記電子システムの動作に必要な内部電源の少なくとも一部を供給するパワーユニットとを有し、前記無線エネルギー受信装置は、同相（ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号（Ｉ信号）を出力する第１発振器と、前記Ｉ信号と９０°の位相差を有する直角位相信号（Ｑ信号）を出力する第２発振器とを含み、前記第１発振器及び前記第２発振器のそれぞれは、少なくとも１つのインダクタ及び少なくとも１つのキャパシタを含む共振器と、前記少なくとも１つのインダクタに接続されて、前記少なくとも１つのインダクタに流れる電流量を変化させる電流可変ブロックとを含むことを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明による無線エネルギー受信方法は、無線エネルギー受信装置の無線エネルギー受信方法において、相互誘導を有する少なくとも一対のインダクタを含む直交発振器（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）によって、同相（ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号（Ｉ信号）及び前記Ｉ信号と９０°の位相差を有する直角位相信号（Ｑ信号）を発生させる段階と、前記少なくとも一対のインダクタの内、一側のインダクタに流れる電流量を可変して、共振周波数を調整する段階とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る無線エネルギー伝送システムとそれに含まれる無線エネルギー受信装置及び無線エネルギー受信方法並びに電子システムによれば、インダクタンス又はキャパシタンス値を直接調整せず、共振周波数チューニングすることができるという効果がある。
従って、無線エネルギー伝送を効率的に行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による無線エネルギー伝送システムの概念的なブロック図である。
【図２】図１の無線エネルギー伝送システムの送信装置及び受信装置の一実施形態を示す概略的な構成ブロック図である。
【図３】図１の無線エネルギー伝送システムの送信装置及び受信装置の他の実施形態を示す概略的な構成ブロック図である。
【図４】図１の無線エネルギー伝送システムにおける周波数と良好度との関係を示すグラフである。
【図５】良好度の関数である共振周波数とエネルギー伝送比との関係を示すグラフである。
【図６】図１に示した送信装置及び／又は受信装置に備えられる直交発振器の一実施形態を示す回路図である。
【図７】図１に示した送信装置及び／又は受信装置に備えられる直交発振器の一実施形態を示す回路図である。
【図８】本発明の他の一実施形態による受信装置を示すブロック図である。
【図９】図６及び図７の電流可変ブロックの一実施形態を示す回路図である。
【図１０】図６及び図７の電流可変ブロックの一実施形態を示す回路図である。
【図１１】図６及び図７の電流可変ブロックの一実施形態を示す回路図である。
【図１２】図６又は図７の共振回路ブロックの等価回路図である。
【図１３】図７に示した直交発振器のインダクタの一実施形態を３次元座標内に示す図である。
【図１４】図７に示した直交発振器のインダクタの一実施形態を３次元座標内に示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態による直交発振器の整流出力波形を示すグラフである。
【図１６】本発明の一実施形態による無線エネルギー伝送方法を説明するためのフローチャートである。
【図１７】本発明の一実施形態による無線エネルギー伝送方法を説明するためのフローチャートである。
【図１８】本発明の一実施形態による無線エネルギー伝送方法を説明するためのフローチャートである。
【図１９】本発明の一実施形態による無線エネルギー伝送システムを示す概略斜視図である。
【図２０】本発明の一実施形態による受信装置を含むデバイスの例を示す斜視図である。
【図２１】本発明の一実施形態による受信装置を含むデバイスの例を示す斜視図である。
【図２２】本発明の一実施形態による受信装置を含むデバイスの例を示す斜視図である。
【図２３】本発明の一実施形態による無線エネルギー受信装置を含む電子システムの一実施形態を示すブロック図である。
【図２４】本発明の一実施形態による無線エネルギー受信装置を含む電子システムの他の一実施形態を示すブロック図である。
【図２５】本発明の一実施形態による無線エネルギー受信装置を含む電子システムのさらに他の実施形態を示すブロック図である。
【図２６】本発明の一実施形態による無線エネルギー受信装置を含む自動車の一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明に係る無線エネルギー伝送システムとそれに含まれる無線エネルギー受信装置及び無線エネルギー受信方法並びに電子システムを実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態による無線エネルギー伝送システムの概念的なブロック図である。
図１を参考にすると、無線エネルギー伝送システム１００は、送信装置（Ｔｘ）１１０、及び受信装置（Ｒｘ）１２０を含み、送信装置１１０及び受信装置１２０は、距離Ｄほど離れて位置する。
この際、距離Ｄは、数ｃｍのような近距離ではない一定範囲の距離に当該する。
【００１４】
送信装置１１０は、受信装置１２０に無線でエネルギーを伝達することができる。
そのために、送信装置１１０及び受信装置１２０は、共振装置（図示せず）を含みうる。
この際、共振装置（図示せず）は、ＬＣ（Ｌ：インダクタンス、Ｃ：キャパシタンス）共振器を含みうるが、これに限定されるものではない。
【００１５】
送信装置１１０は、パワーサプライ（ｐｏｗｅｒ  ｓｕｐｐｌｙ）１３０に接続されて、第１電源ＶＳ１が供給され、送信装置１１０から受信装置１２０に磁場を通じて無線エネルギーが伝達される。
例えば、送信装置１１０に含まれたインダクタと受信装置１２０に含まれたインダクタとの間に、磁気エネルギー伝達がなされうる。
【００１６】
受信装置１２０は、パワー消費装置１４０に接続され、パワー消費装置１４０は、無線伝達されたエネルギーを用いてパワーを消費（ｐｏｗｅｒ  ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ）する。
例えば、受信装置１２０は、送信装置１１０から無線エネルギーを受信して、受信電源ＶＲに変換して、パワー消費装置１４０に提供することができる。パワー消費装置１４０は、受信装置１２０から提供される受信電源ＶＲや別途の供給電源ＶＳ２を使うことができる。
【００１７】
図１では、送信装置１１０及び受信装置１２０の２つの装置が示されているが、本発明の範囲が、これに限定されるものではなく、３つ以上の装置で構成することもできる。
例えば、送信装置（１１０）２つ及び受信装置（１２０）２つで構成することもできる。
また、図２では、受信装置１２０とパワー消費装置１４０が、別個に構成されるが、一体型で構成することもできる。
【００１８】
図２は、図１の無線エネルギー伝送システムの送信装置及び受信装置の一実施形態を示す概略的な構成ブロック図である。
図２を参照すると、本実施形態の無線エネルギー伝送システム１００ａの送信装置１１０は、固定周波数発振器１１２を含み、受信装置１２０は、（可変周波数）発振器１２１、周波数調整器１２２、及び周波数モニタ１２４を含む。
【００１９】
固定周波数発振器１１２は、固定周波数の信号を出力する。
固定周波数発振器１１２及び（可変周波数）発振器１２１のそれぞれは、直交発振器（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ、図示せず）を含みうる。
【００２０】
この場合、固定周波数発振器１１２は、ポジティブ信号及びネガティブ信号を含む同相出力信号であるＩ−ｐｈａｓｅ信号と、ポジティブ信号の直角位相出力信号及びネガティブ信号の直角位相出力信号を含むＱ−ｐｈａｓｅ信号とを出力し、（可変周波数）発振器１２１は、固定周波数発振器１１２のＩ−ｐｈａｓｅ信号及びＱ−ｐｈａｓｅ信号を無線受信する。これについてのより具体的な説明は、図６及び図７で行う。
【００２１】
周波数モニタ１２４は、（可変周波数）発振器１２１の周波数をモニタリングして、周波数調整器１２２を制御するための制御信号ＣＯＮを出力する。
周波数調整器１２２は、受信装置１２０の周波数が送信装置１１０の周波数と一致するように、制御信号ＣＯＮに基づいて、受信装置１２０の周波数を調整する役割を果たす。
すなわち、周波数調整器１２２は、周波数モニタ１２４の制御信号ＣＯＮに応答して、（可変周波数）発振器１２１の周波数を可変する。
【００２２】
本発明の他の実施形態では、周波数モニタ１２４の代わりに、パワーモニタ（図示せず）又はホールセンサー（図示せず）などの他の手段が使われ得る。
パワーモニタ（図示せず）は、受信装置１２０が送信装置１１０から受信した無線エネルギーの強度をモニタリングして、無線エネルギーの大きさが増加するように制御信号ＣＯＮを出力することができる。
この際、無線エネルギーの強度は、Ｉ−ｐｈａｓｅ信号及びＱ−ｐｈａｓｅ信号の強度を測定することでモニタリングされうる。
ホールセンサー（図示せず）は、磁場の強度を検出して、磁場の強度が増加するように制御信号ＣＯＮを出力することができる。
これについてのより具体的な説明は、図６〜図９で行う。
【００２３】
図３は、図１の無線エネルギー伝送システム１００の送信装置及び受信装置の他の実施形態を示す概略的な構成ブロック図である。
図３を参照すると、本実施形態の無線エネルギー伝送システム１００ｂの送信装置１１０’は、（可変周波数）発振器１１２’、周波数調整器１１４、及び周波数モニタ１１６を含み、受信装置１２０’は、固定周波数発振器１２１’を含む。
【００２４】
（可変周波数）発振器１１２’は、周波数調整器１１４によって可変される周波数の信号を発生させる。
可変周波数発振器１１２’及び固定周波数発振器１２１’のそれぞれは、直交発振器（図示せず）を含みうる。
この場合、（可変周波数）発振器１１２’は、ポジティブ信号及びネガティブ信号を含む同相出力信号であるＩ−ｐｈａｓｅ信号と、ポジティブ信号の直角位相出力信号及びネガティブ信号の直角位相出力信号を含むＱ−ｐｈａｓｅ信号とを発生し、固定周波数発振器１２１’は、（可変周波数）発振器１１２’のＩ−ｐｈａｓｅ信号及びＱ−ｐｈａｓｅ信号を無線受信する。
これについてのより具体的な説明は、図６及び図７で行う。
【００２５】
周波数モニタ１１６は、（可変周波数）発振器１１２’の周波数をモニタリングして、周波数調整器１１４を制御するための制御信号ＣＯＮを出力する。
周波数調整器１１４は、送信装置１１０’の周波数が受信装置１２０’の周波数と一致するように、制御信号ＣＯＮに基づいて、送信装置１１０’の周波数を調整する役割を果たす。
これについてのより具体的な説明は、図６〜図９で行う。
【００２６】
図４は、図１の無線エネルギー伝送システムにおける周波数と良好度（ｑｕａｌｉｔｙｆａｃｔｏｒ；Ｑ）との関係を示すグラフである。
ここで、良好度Ｑ１は、送信装置１１０の良好度を表わし、良好度Ｑ２は、受信装置１２０の良好度を表わす。
【００２７】
図４を参照すると、受信装置１２０の周波数がｗ２であれば、送信装置１１０の良好度Ｑ１によって、エネルギー伝達効率が落ちる。
特に、無線エネルギー伝送システム１００が高い良好度を必要とする場合、周波数変動によるエネルギー伝達効率の変化もさらに大きくなる。
送信装置１１０の場合、周波数ｗ１で良好度が最大であるために、周波数ｗ１で受信装置１２０へのエネルギー伝送効率が最大となる。
したがって、受信装置１２０の周波数をｗ２からｗ１に調整して、共振周波数をマッチングさせてエネルギー伝達効率を高めうる。
【００２８】
図５は、良好度の関数である共振周波数とエネルギー伝送比（ＶＲ／ＶＴ）との関係を示すグラフである。
図５を参照すると、第１グラフ４１０、第２グラフ４２０、及び第３グラフ４３０の順序が、良好度が高いグラフから低いグラフの順序である。
良好度が高い第１グラフ４１０の場合、共振周波数がわずかに変更されても、エネルギー伝送比（ＶＲ／ＶＴ）は急激に落ちることが分かる。
したがって、図１の無線エネルギー伝送システム１００に高い良好度が要求される場合、周波数調節による送信装置１１０と受信装置１２０との間の共振周波数マッチングは、非常に重要である。
【００２９】
図６及び図７は、それぞれ図１に示した送信装置１１０及び／又は受信装置１２０に備えられる直交発振器６００の一実施形態を示す回路図である。
例えば、図６及び図７の直交発振器６００は、図２に示した（可変周波数）発振器１２１及び周波数調整器１２２を構成する実施形態に当該し、図３に示した（可変周波数）発振器１１２’及び周波数調整器１１４を構成する実施形態に当該する。
以下、図２に示した（可変周波数）発振器１２１及び周波数調整器１２２を構成する実施形態を基準に説明する。
【００３０】
図６及び図７に示した直交発振器６００は、互いに等価である。
図６及び図７を参照すると、直交発振器６００は、第１発振器６０５ａ及び第２発振器６０５ｂを含む。
第１発振器６０５ａ及び第２発振器６０５ｂは、それぞれＩ−ｐｈａｓｅ信号及びＩ−ｐｈａｓｅ信号と直角位相出力信号であるＱ−ｐｈａｓｅ信号とを出力することができる。
【００３１】
第１発振器６０５ａ及び第２発振器６０５ｂは、それぞれ共振回路ブロック６１０ａ、６１０ｂ、ネガティブ抵抗ブロック６１５ａ、６１５ｂ、カップリング回路ブロック６２０ａ、６２０ｂ、バイアスブロック６３０ａ、６３０ｂ、及び電流可変ブロック６４０ａ、６４０ｂを含む。
【００３２】
共振回路ブロック６１０ａは、インダクタＬ１、Ｌ２及びキャパシタＣ１、Ｃ２を含み、同相出力信号Ｉｐ、Ｉｎの周波数を決定する。インダクタＬ１とインダクタＬ２の間には、相互誘導が起こり、相互インダクタンス値は、Ｍである。
共振回路ブロック６１０ｂは、インダクタＬ３、Ｌ４及びキャパシタＣ３、Ｃ４を含み、直角位相出力信号Ｑｐ、Ｑｎの周波数を決定する。インダクタＬ３とインダクタＬ４の間には、相互誘導が起こり、相互インダクタンス値は、Ｍである。
【００３３】
本発明の一実施形態で、インダクタＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４のそれぞれは、オンチップインダクタとして具現可能であるが、これに限定されるものではない。
オンチップインダクタは、半導体チップ上で伝導体（例えば、メタル）で配線して具現可能である。
【００３４】
共振回路ブロック６１０ａは、理想的ではない場合には、インダクタＬ１、Ｌ２とキャパシタＣ１、Ｃ２とに内在するポジティブ抵抗を有するために、共振回路ブロック６１０ａの出力は、ＲＬＣからなる回路応答特性が表われ、これにより、ダンピング（ｄａｍｐｉｎｇ）発振がなされうる。
また、共振回路ブロック６１０ｂの場合にも、理想的ではない場合には、インダクタＬ３、Ｌ４とキャパシタＣ３、Ｃ４とに内在するポジティブ抵抗を有するために、共振回路ブロック６１０ｂの出力は、ＲＬＣからなる回路応答特性が表われ、これにより、ダンピング発振がなされうる。
【００３５】
そのために、共振回路ブロック６１０ａ、６１０ｂにネガティブ抵抗ブロック６１５ａ、６１５ｂが接続され、ネガティブ抵抗ブロック６１５ａ、６１５ｂは、共振回路ブロック６１０ａ、６１０ｂのポジティブ抵抗を相殺させるネガティブ抵抗を生成させる。
【００３６】
ネガティブ抵抗ブロック６１５ａは、互いにクロスカップリングされたｎＭＯＳトランジスタＴ１、Ｔ２で構成される。
ｎＭＯＳトランジスタＴ２の一側端には、ネガティブ同相出力信号Ｉｎが出力されて、ｎＭＯＳトランジスタＴ１のゲートに入力され、ｎＭＯＳトランジスタＴ１の一側端には、ポジティブ同相出力信号Ｉｐが出力されて、ｎＭＯＳトランジスタＴ２のゲートに入力されるように互いにクロスカップリングされている。
【００３７】
ネガティブ抵抗ブロック６１５ｂは、互いにクロスカップリングされたｎＭＯＳトランジスタＴ３、Ｔ４で構成される。
ｎＭＯＳトランジスタＴ４の一側端には、ネガティブ直角位相出力信号Ｑｎが出力されて、ｎＭＯＳトランジスタＴ３のゲートに入力され、ｎＭＯＳトランジスタＴ３の一側端には、ポジティブ直角位相出力信号Ｑｐが出力されて、ｎＭＯＳトランジスタＴ４のゲートに入力されるように互いにクロスカップリングされている。
【００３８】
カップリング回路ブロック６２０ａ、６２０ｂは、それぞれ２つのｎＭＯＳトランジスタＴ５、Ｔ６及び２つのｎＭＯＳトランジスタＴ７、Ｔ８で構成され、第１発振器６０５ａ及び第２発振器６０５ｂをカップリングさせることができる。
【００３９】
ｎＭＯＳトランジスタＴ５のゲートには、ポジティブ直角位相出力信号Ｑｐが入力され、ｎＭＯＳトランジスタＴ６のゲートには、ネガティブ直角位相出力信号Ｑｎが入力される。
また、ｎＭＯＳトランジスタＴ７のゲートには、ネガティブ同相出力信号Ｉｎが入力され、ｎＭＯＳトランジスタＴ８のゲートには、ポジティブ同相出力信号Ｉｐが入力される。
【００４０】
バイアスブロック６３０ａ、６３０ｂは、ネガティブ抵抗ブロック６１５ａ、６１５ｂに接続され、それぞれｎＭＯＳトランジスタＴ９、ｎＭＯＳトランジスタＴ１０を含む。
ｎＭＯＳトランジスタＴ９、Ｔ１０は、ゲートに入力されるバイアス電圧Ｖｂ１、Ｖｂ２に基づいてバイアス電流Ｉｂ１、Ｉｂ２を調節する。
【００４１】
電流可変ブロック６４０ａ、６４０ｂは、周波数モニタ１２４から入力される入力制御信号ＣＯＮ＿１、ＣＯＮ＿２に基づいて、共振回路ブロック６１０ａ、６１０ｂに流れる電流を可変することができる。
【００４２】
例えば、入力制御信号ＣＯＮ＿１、ＣＯＮ＿２に基づいて電流Ｉｃ１、Ｉｃ２が可変され、カップリング回路ブロック６２０ａ、６２０ｂによって、共振回路ブロック６１０ａ、６１０ｂに流れる電流、特に、インダクタＬ２、Ｌ４に流れる電流が可変されうる。
入力制御信号ＣＯＮ＿１、ＣＯＮ＿２は、それぞれ２以上のビットで構成されたデジタル信号であり得る。入力制御信号ＣＯＮ＿１と入力制御信号ＣＯＮ＿２は、同じでもあり、異なることもある。また、入力制御信号ＣＯＮ＿１と入力制御信号ＣＯＮ＿２は、対称的な信号（例えば、相補的な信号）でもあり得る。
電流可変ブロック６４０ａ、６４０ｂについての具体的な実施形態は、図８〜図１０で説明する。
【００４３】
これにより、インダクタＬ１〜Ｌ４のインダクタンス及びキャパシタＣ１〜Ｃ４のキャパシタンスを直接変化させず、第１発振器６０５ａ及び第２発振器６０５ｂが発生する信号の周波数を変更することができる。
これについてのより具体的な説明は、図１１で行う。
【００４４】
図８は、本発明の他の一実施形態による受信装置を示すブロック図である。
図６〜図８を参照すると、本発明の他の一実施形態による受信装置１２０は、図６及び図７に示した直交発振器６００にバイアス電圧発生部６５０及び整流器６６０をさらに備える。
もちろん、受信装置１２０は、図２に示した周波数モニタ１２４又は図３に示した周波数モニタ１１６をさらに備えることができる。
【００４５】
バイアス電圧発生部６５０は、ｎＭＯＳトランジスタＴ９、Ｔ１０のゲートに入力されるバイアス電圧Ｖｂ１、Ｖｂ２を発生させる。
整流器６６０は、共振回路ブロック６１０ａの同相出力信号Ｉｐ、Ｉｎ及び共振回路ブロック６１０ｂの直角位相出力信号Ｑｐ、Ｑｎを受信電源ＶＲに変換する。
例えば、整流器６６０は、同相出力信号Ｉｐ、Ｉｎ及び直角位相出力信号Ｑｐ、Ｑｎに基づいた交流電源を整流して、直流電源である受信電源ＶＲを発生させうる。
【００４６】
図８は、本発明の他の一実施形態による受信装置として示しているが、本発明の他の一実施形態による送信装置も、図８に示したものと同様に構成することができる。
【００４７】
図９〜図１１は、それぞれ図６及び図７の電流可変ブロック６４０ａ、６４０ｂの一実施形態を示す回路図である。
図９〜図１１では、電流可変ブロック６４０ａを基準に説明し、電流可変ブロック６４０ｂの構成及び動作は、電流可変ブロック６４０ａと同一なので、説明の重複を避けるために省略する。
【００４８】
図９を参照すると、電流可変ブロック６４０ａは、２つ以上のｎＭＯＳトランジスタで構成され、図９では、その一実施形態として、４つのｎＭＯＳトランジスタＴＡ、ＴＢ、ＴＣ、ＴＤで構成された電流可変ブロック６４０ａとして示す。
４つのｎＭＯＳトランジスタＴＡ、ＴＢ、ＴＣ、ＴＤのゲートに入力制御信号ＣＯＮ＿１が印加され、入力制御信号ＣＯＮ＿１によって、４つのｎＭＯＳトランジスタＴＡ、ＴＢ、ＴＣ、ＴＤが選択的にスイッチングされる。
【００４９】
例えば、入力制御信号ＣＯＮ＿１は、４ビットデジタル信号に当該し、４ビットデジタル信号が「１１００」に当該する場合、４つのｎＭＯＳトランジスタＴＡ、ＴＢ、ＴＣ、ＴＤのうち、２つのｎＭＯＳトランジスタＴＡ、ＴＢがスイッチ・オンされ、他の２つのｎＭＯＳトランジスタＴＣ、ＴＤはスイッチ・オフされる。
この際、４つのｎＭＯＳトランジスタＴＡ、ＴＢ、ＴＣ、ＴＤは、それぞれ異なるＷ（ｗｉｄｔｈ）／Ｌ（ｌｅｎｇｔｈ）を有し、これにより、各ｎＭＯＳトランジスタに流れる電流を変化させることができて、電流Ｉｃ１を変化させることができる。
図９のノードＮ０は、図６及び図７のノードＮ＿１又はＮ＿２に当該する。
【００５０】
図１０を参照すると、電流可変ブロック６４０ａは、電流ミラーを含んだ回路で構成され、図１０では、その一実施形態として、４つのｎＭＯＳトランジスタＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３、ＴＲ４及び電流源ＩＡを含む電流可変ブロック６４０ａとして示す。
本実施形態では、入力制御信号ＣＯＮ＿１は、電流ミラーでのオープン及びクローズ（０及び１）スイッチングを制御するための当該スイッチＳＷ１、ＳＷ２に印加される。
【００５１】
入力制御信号ＣＯＮ＿１を用いてスイッチＳＷ１、ＳＷ２の開閉を制御して、電流Ｉｃ１を変化させることができる。
入力制御信号ＣＯＮ＿１は、２ビットデジタル信号に当該し、もし、入力制御信号ＣＯＮ＿１が、「１０」に当該する場合、スイッチＳＷ１はクローズされ、スイッチＳＷ２はオープンされる。
【００５２】
例えば、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２がオープンされる場合には、ｎＭＯＳトランジスタＴＲ２には、ｎＭＯＳトランジスタＴＲ１に流れる電流量と同一のＩＡの電流が流れ、ｎＭＯＳトランジスタＴＲ３及びｎＭＯＳトランジスタＴＲ４には、電流が流れなくなる。したがって、電流Ｉｃ１は、ＩＡほどの電流が流れる。
【００５３】
一方、第１スイッチＳＷ１がクローズされる場合には、ｎＭＯＳトランジスタＴＲ２だけではなく、ｎＭＯＳトランジスタＴＲ３にも、ＩＡほどの電流が流れて、電流Ｉｃ１は、２ＩＡほどの電流が流れる。
また、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２がクローズされる場合には、ｎＭＯＳトランジスタＴＲ２だけではなく、ｎＭＯＳトランジスタＴＲ３及びｎＭＯＳトランジスタＴＲ４にも、ＩＡほどの電流が流れて、電流Ｉｃ１は、３ＩＡほどの電流が流れる。
もちろん、ｎＭＯＳトランジスタの大きさを異ならせて具現するならば、電流Ｉｃ１の電流量も異なるように調節することができる。
図１０のノードＮ１は、図６及び図７のノードＮ＿１又はＮ＿２に当該する。
【００５４】
図１１を参照すると、電流可変ブロック６４０ａは、電流ミラーを含んだ回路で構成され、図１１では、その一実施形態として、２つのｎＭＯＳトランジスタＴＲ５、ＴＲ６及び３つの電流源ＩＢ、ＩＣ、ＩＤを含む電流可変ブロック６４０ａとして示す。
本実施形態では、入力制御信号ＣＯＮ＿１が電流源ＩＢ、ＩＣ、ＩＤでのオープン及びクローズ（０及び１）スイッチングを制御するための当該スイッチＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５に印加される。
【００５５】
入力制御信号ＣＯＮ＿１を用いてスイッチＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５の開閉を制御して、電流Ｉｃ１を変化させることができる。
入力制御信号ＣＯＮ＿１は、３ビットデジタル信号に当該し、もし、入力制御信号ＣＯＮ＿１が、「１１０」に当該する場合、スイッチＳＷ３及びスイッチＳＷ４はクローズされ、スイッチＳＷ５はオープンされる。
【００５６】
例えば、第３スイッチＳＷ３はクローズされ、第４スイッチＳＷ４及び第５スイッチＳＷ５がオープンされている場合には、ｎＭＯＳトランジスタＴＲ６には、ｎＭＯＳトランジスタＴＲ５に流れる電流量と同一のＩＢの電流が流れる。したがって、電流Ｉｃ１は、ＩＢほどの電流が流れる。
【００５７】
一方、第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４がクローズされ、第５スイッチＳＷ５がオープンされている場合には、ｎＭＯＳトランジスタＴＲ６にも、ＩＢ＋ＩＣほどの電流が流れて、電流Ｉｃ１は、ＩＢ＋ＩＣほどの電流が流れる。
また、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４及び第５スイッチＳＷ５がクローズされる場合には、ｎＭＯＳトランジスタＴＲ６にも、ＩＤ＋ＩＢ＋ＩＣほどの電流が流れて、電流Ｉｃ１は、ＩＤ＋ＩＢ＋ＩＣほどの電流が流れる。
もちろん、ｎＭＯＳトランジスタの大きさを異ならせて具現するならば、電流Ｉｃ１の電流量も異なるように調節することができる。
図１１のノードＮ２は、図６及び図７のノードＮ＿１又はＮ＿２に当該する。
【００５８】
図１２は、図６又は図７の共振回路ブロックの等価回路図である。
共振回路ブロック６１０ａ、６１０ｂは、図１２のような等価回路として表現される。
図１２を参照して、図３の共振回路ブロック６１０ａ、６１０ｂの共振周波数が如何に調整されるかを説明する。
【００５９】
図１２のような等価回路の周波数が、ｗである場合、下記に示す数式１のような数式が成立する。
【数１】
2013110958.tif 000003
【００６０】
図６及び図７に示した直交発振器の場合、ｉＬ１及びｉＬ２の位相が０°又は１８０°の差が出る。
したがって、ｉＬ２＝αｉＬ１（ここで、αは、実数）が成立し、数式１は、下記に示す数式２のように表現される。
【００６１】
【数２】
2013110958.tif 000004
【００６２】
結局、インダクタＬ２に流れる電流ｉＬ２を変化を通じてα値を変化させることができて、キャパシタＣＥから眺めるインダクタンス値を変化させることができる。
一般的に、キャパシタＣ及びインダクタＬに対する共振周波数ｗ０は、
2013110958.tif 000005
と定義され、これにより、共振回路ブロックの共振周波数を変化させることができる。
【００６３】
図１２の場合、図６及び図７に示した電流可変ブロック６４０ａ、６４０ｂによるインダクタＬ２に流れる電流ｉＬ２の変化によって、キャパシタＣＥから眺めるインダクタンス値が、Ｌ１からＬ１＋αＭに変化する。
これにより、共振回路ブロック６１０ａ、６１０ｂの共振周波数を変えることができる。
【００６４】
図１３及び図１４は、図７に示した直交発振器６００のインダクタの一実施形態を３次元座標内に示す図である。
図１３は、図７に示した直交発振器６００の第１発振器６０５ａのインダクタＬ１、Ｌ２を示し、図１４は、図７に示した直交発振器６００の第２発振器６０５ｂのインダクタＬ３、Ｌ４を示す。
【００６５】
図１３及び図１４は、インダクタＬ１、Ｌ２及びインダクタＬ３、Ｌ４が直角になるように示したが、本発明の範囲は、これに限定されるものではない。
例えば、インダクタＬ１、Ｌ２とインダクタＬ３、Ｌ４とが平行に配置されることもあり、所定の角度（例えば、０〜１８０°の間の任意の角度）を有するように配置することもある。
【００６６】
図１３及び図１４を参照すると、例えば、送信装置１１０が、図１３及び図１４に示した直交発振器６００を含む場合を仮定すれば、受信装置１２０に含まれるインダクタ（図示せず）が、たとえ第１発振器６０５ａのインダクターＬ１、Ｌ２と直角を保持しても、送信装置１１０が、直交発振器６００を含み、第２発振器６０５ｂのインダクタＬ３、Ｌ４によって、第１発振器６０５ａが出力するＩ−ｐｈａｓｅ信号と直角に当該するＱ−ｐｈａｓｅ信号を出力することができて、受信装置１２０にエネルギーを伝達することができる。
【００６７】
すなわち、本発明の一実施形態では、送信装置１１０の第１発振器６０５ａのインダクタＬ１、Ｌ２と第２発振器６０５ｂのインダクタＬ３、Ｌ４とが空間上で直角になるように配されれば、受信装置１２０は、受信装置１２０のインダクタＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の位置に大きく関係なく、無線エネルギーを安定して受信することができる。
【００６８】
送信装置１１０は、受信装置１２０が無線エネルギーを受信できるように、特定の領域（以下、充電ゾーンと称する）に設けられることもある。
充電ゾーンは、建物や自動車の室内であり、室外でもあり得る。
送信装置１１０の第１発振器６０５ａのインダクタＬ１、Ｌ２と第２発振器６０５ｂのインダクタＬ３、Ｌ４とが充電ゾーンで直角（９０°）を成すように設けられることもある。
【００６９】
図１５は、本発明の一実施形態による直交発振器の整流出力波形を示すグラフである。
図７に示した直交発振器６００は、図１５のように、経時的に整流出力ＶＩ、ＶＱ波形を出力する。
一般的に、整流出力ＶＩ、ＶＱ波形のうち、何れか１つのみ用いて受信端にエネルギーを伝達する場合、ｚｅｒｏ電圧時点（ｔＡ、ｔＢ、ｔＣ、ｔＤ、ｔＥ）での不連続によって、エネルギー伝達に問題が発生する。
【００７０】
しかし、本発明の一実施形態によれば、送信装置１１０及び受信装置１２０のそれぞれに、直交発振器６００をいずれも含ませる場合、整流出力ＶＩ、ＶＱ波形のうち、何れか１つは、ｚｅｒｏ電圧時点（ｔＡ、ｔＢ、ｔＣ、ｔＤ、ｔＥ）で、他の１つは最大電圧値を有するので、エネルギー伝達により効率的な長所を有しうる。
【００７１】
図１６〜図１８は、本発明の一実施形態による無線エネルギー伝送方法を説明するためのフローチャートである。
図１６〜図１８の無線エネルギー伝送方法は、前述した無線エネルギー伝送システム１００によって行われる。
【００７２】
図１６で説明するフローチャートは、無線エネルギー伝送システム１００で行われる全体的なフローチャートに該当し、図１７で説明するフローチャートは、無線エネルギー伝送システム１００の送信装置１１０又は受信装置１２０で行われる周波数調整についてのフローチャートに該当し、図１８で説明するフローチャートは、周波数調整が如何になされるかについての詳細を説明するためのフローチャートに当該する。
【００７３】
図１６を参照すると、電源から無線エネルギー送信装置にパワーが供給される（ステップＳ１１０）。
供給されたパワーに基づいて、無線エネルギー送信装置と無線エネルギー受信装置との間に磁場を通じて、無線エネルギー送信装置から無線エネルギー受信装置にパワーが伝達される（ステップＳ１２０）。
この際、無線エネルギー受信装置への効率的なパワー伝達のために、無線エネルギー送信装置と無線エネルギー受信装置との間で周波数マッチングがなされる。
【００７４】
周波数マッチングのために、無線エネルギー受信装置の周波数が調整され、９０°の位相差が出る少なくとも２つの信号が、無線エネルギー受信装置に伝達されうる。
この際、周波数マッチングのために、無線エネルギー受信装置内部のインダクタに流れる電流量を変化させ、これを通じて、無線エネルギー送信装置と無線エネルギー受信装置との間の周波数マッチングがなされる。上述したように、他の実施形態では、送信装置の周波数が調整される。
【００７５】
無線エネルギー受信装置に伝達されたパワーは、無線エネルギー受信装置に接続されたパワー消費電子デバイスにパワーが供給される（ステップＳ１３０）。
【００７６】
図１７を参照すると、信号発生装置が、９０°の位相差が出る少なくとも２つの信号（例えば、同相信号及び直角位相信号）を発生させる（ステップＳ２１０）。
周波数モニタが、少なくとも２つの信号の周波数をモニタリングし（ステップＳ２２０）、周波数調整器が、モニタリングに基づいて、無線エネルギー送信装置と無線エネルギー受信装置との間の周波数マッチングのために、無線エネルギー受信装置の周波数を調整する（ステップＳ２３０）。
この際、周波数調整は、無線エネルギー受信装置内部のインダクタに流れる電流量の変化を通じてなされる。
【００７７】
図１８を参照すると、無線エネルギー送信装置と無線エネルギー受信装置との周波数マッチングのために、無線エネルギー受信装置内部のインダクタに流れる電流量を可変する（ステップＳ３１０）。
これを通じて、無線エネルギー送信装置と無線エネルギー受信装置との共振周波数がマッチングされ（ステップＳ３２０）、周波数マッチングがなされば、無線エネルギー受信装置にエネルギーが効率的に伝達されうる。
【００７８】
このように、図１６〜図１８に示した本発明の一実施形態による無線エネルギー伝送方法によれば、インダクタンス又はキャパシタンス値を直接調整せず、共振周波数をチューニングすることができて、効率的に無線エネルギー伝達が可能である。
【００７９】
図１９は、本発明の一実施形態による無線エネルギー伝送システムを示す概略斜視図である。
図１９を参照すると、無線エネルギー伝送システム１７００は、送信装置１７５０及び受信装置１７５５を含む。
図１９に示す実施形態によれば、送信装置１７５０は、エネルギーを伝送するためのパッド形態で具現可能であり、受信装置１７５５は、モバイルデバイス、例えば、携帯電話であり得る。
【００８０】
図１９には示していないが、送信装置１７５０は、受信装置１７５５への無線エネルギー伝送のために、受信装置１７５５と一定距離範囲内の特定の場所又は位置、例えば、壁、テーブル内又はカバンなどに装着されうる。
本発明の実施形態によって、受信装置１７５５は、送信装置１７５０と直接接触又は近距離ではないとしても、エネルギーを伝達されうる。
【００８１】
図１９を参照すると、送信装置１７５０は、内部に直交発振器である第１発振器１７５１及び第２発振器１７５２を含み、コネクタ１７６０を通じて外部からパワーが供給される。
受信装置１７５５は、携帯電話本体１７３０及び携帯電話ケース１７４０を含み、携帯電話本体１７３０は、内部にバッテリー１７１０及びチャージャー（ｃｈａｒｇｅｒ）１７２０を含み、携帯電話ケース１７４０は、直交発振器である第１発振器１７４１及び第２発振器１７４２を含む。
【００８２】
受信装置１７５５は、送信装置１７５０にパワーが供給された場合、送信装置１７５０に含まれた第１発振器１７５１及び第２発振器１７５２によって、受信装置１７５５の第１発振器１７４１及び第２発振器１７４２にエネルギーが伝達される。
受信装置１７５５は、エネルギーを伝達された場合、チャージャー１７２０を通じてバッテリー１７１０にエネルギーを充電させることができる。
【００８３】
図１９では、受信装置１７５５の第１発振器１７４１及び第２発振器１７４２が、携帯電話ケース１７４０の内部に位置するように示したが、本発明の範囲は、これに限定されるものではなく、設計によって、例えば、第１発振器１７４１及び第２発振器１７４２は、携帯電話本体１７３０の内部に位置することもできる。
【００８４】
図２０〜図２２は、それぞれ本発明の一実施形態による受信装置を含むデバイスの例を示す斜視図である。
図２０〜図２２では、図１９と異なって、送信装置１１０の図示は省略する。
【００８５】
図２０を参照すると、受信装置１２０は、３Ｄメガネ１９００の形態で具現可能である。
３Ｄメガネは、２つのレンズのフレーム部分に直交発振器の第１発振器１９１０及び第２発振器１９２０を含みうる。
したがって、送信装置１１０に電源が供給されれば、送信装置１１０と一定距離範囲内の３Ｄメガネ１９００に無線でエネルギーが供給されうる。
【００８６】
また、図２１を参照すると、受信装置１２０は、ヘッドセット２０００、例えば、ブルートゥース（登録商標）ヘッドセットの形態で具現可能である。
直交発振器の第１発振器２０１０及び第２発振器２０２０は、図２１に示すように、ヘッドセット２０００の内部に含まれうる。
したがって、送信装置１１０に電源が供給されれば、送信装置１１０と一定距離範囲内のヘッドセット２０００に無線でエネルギーが供給されうる。
【００８７】
また、図２２を参照すると、受信装置１２０は、サラウンドスピーカー２１００の形態で具現可能である。
直交発振器の第１発振器２１１０及び第２発振器２１２０は、図２２に示すように、サラウンドスピーカー２１００の内部に含まれうる。
したがって、送信装置１１０に電源が供給されれば、送信装置１１０と一定距離範囲内のサラウンドスピーカー２１００に無線でエネルギーが供給されうる。
【００８８】
一対のサラウンドスピーカー２１００に受信装置１２０が備えられるようにできるが、他の実施形態では、一対のサラウンドスピーカー２１００のうち、１つのスピーカーには送信装置１１０が備えられ、他の１つのスピーカーには受信装置１２０が備えられるようにすることもできる。
さらに他の実施形態では、一対のサラウンドスピーカー２１００に送信装置１１０が備えられ、近隣に位置する受信装置１２０に無線エネルギーを伝送することもできる。
【００８９】
図２３は、本発明の一実施形態による無線エネルギー受信装置を含む電子システムの一実施形態を示すブロック図である。
図２３を参照すると、電子システム７００は、無線エネルギー受信装置１２０、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ）７１０、アンテナ７０１、無線送受信器７０３、入力装置７０５、ディスプレイ７０７、及びパワーユニット７０９を含む。
【００９０】
無線エネルギー受信装置１２０は、上述した本発明の一実施形態による無線エネルギー受信装置であって、無線エネルギー送信装置から無線エネルギーを受信して、受信電源ＶＲを発生させて、パワーユニット７０９に提供する。
パワーユニット７０９は、電子システムの内部構成要素（７０３、７０５、７０７、７１０）に動作のための内部電源を供給する。
【００９１】
無線送受信器７０３は、アンテナ７０１を通じて無線信号を送受信することができる。
例えば、無線送受信器７０３は、アンテナ７０１を通じて受信された無線信号をＳｏＣ７１０で処理される信号に変更することができる。
したがって、ＳｏＣ７１０は、無線送受信器７０３から出力された信号を処理し、該処理された信号をディスプレイ７０７に伝送しうる。
また、無線送受信器７０３は、ＳｏＣ７１０から出力された信号を無線信号に変更し、該変更された無線信号をアンテナ７０１を通じて外部装置に出力することができる。
【００９２】
ＳｏＣ７１０は、また電子システム７００の動作を全般的に制御するための中央処理装置（ＣＰＵ、図示せず）を含みうる。
入力装置７０５は、ＳｏＣ７１０の動作を制御するための制御信号又はＳｏＣ７１０によって処理されるデータを入力することができる装置であって、タッチパッド（ｔｏｕｃｈ  ｐａｄ）やコンピュータマウス（ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｍｏｕｓｅ）のようなポインティング装置（ｐｏｉｎｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）、キーパッド（ｋｅｙｐａｄ）、又はキーボードとして具現可能である。
【００９３】
図２４は、本発明の一実施形態による無線エネルギー受信装置を含む電子システムの他の一実施形態を示すブロック図である。
図２４を参照すると、電子システム８００は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ネットワークサーバ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｓｅｒｖｅｒ）、タブレット（ｔａｂｌｅｔ）ＰＣ、ネットブック（ｎｅｔ−ｂｏｏｋ）、ｅリーダー（ｅ−ｒｅａｄｅｒ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ＰＭＰ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｐｌａｙｅｒ）、ＭＰ３プレーヤー、又はＭＰ４プレーヤーとして具現可能である。
【００９４】
電子システム８００は、無線エネルギー受信装置１２０、パワーユニット８０５、ＳｏＣ８１０、メモリ装置８０１、メモリ装置８０１のデータ処理動作を制御することができるメモリコントローラ８０２、ディスプレイ８０３、及び入力装置８０４を含む。
【００９５】
無線エネルギー受信装置１２０は、上述した本発明の一実施形態による無線エネルギー受信装置であって、無線エネルギー送信装置から無線エネルギーを受信して、受信電源ＶＲを発生させて、パワーユニット８０５に提供する。パワーユニット８０５は、電子システム内部の構成要素（８０１、８０２、８０３、８０４、８１０）に内部電源を供給する。
【００９６】
ＳｏＣ８１０は、入力装置８０４を通じて入力されたデータによって、メモリ装置８０１に保存されたデータをディスプレイ８０３を通じてディスプレイすることができる。
例えば、入力装置８０４は、タッチパッド又はコンピュータマウスのようなポインティング装置、キーパッド、又はキーボードとして具現可能である。
ＳｏＣ８１０は、電子システム８００の全般的な動作を制御し、メモリコントローラ８０２の動作を制御することができる。このために、ＳｏＣ８１０は、中央処理装置（ＣＰＵ、図示せず）を含みうる。
実施形態によっては、メモリ装置８０１の動作を制御することができるメモリコントローラ８０２は、ＳｏＣ８１０の一部として具現されるか、あるいはＳｏＣ８１０と別途のチップとして具現可能である。
【００９７】
図２５は、本発明の一実施形態による無線エネルギー受信装置を含む電子システムのさらに他の実施形態を示すブロック図である。
図２５を参照すると、電子システム９００は、イメージ処理装置（ｉｍａｇｅ  ｐｒｏｃｅｓｓ  ｄｅｖｉｃｅ）、例えば、デジタルカメラ又はデジタルカメラ付き携帯電話、ＰＤＡ、ＰＭＰ、スマートフォンなどとして具現可能である。
【００９８】
電子システム９００は、無線エネルギー受信装置１２０、パワーユニット９０５、ＳｏＣ９１０、メモリ装置９０１、メモリ装置９０１のデータ処理動作を制御することができるメモリコントローラ９０２を含む。
また、電子システム９００は、イメージセンサー９０３及びディスプレイ９０４をさらに含む。
【００９９】
無線エネルギー受信装置１２０は、上述した本発明の一実施形態による無線エネルギー受信装置であって、無線エネルギー送信装置から無線エネルギーを受信して、受信電源ＶＲを発生させて、パワーユニット９０５に提供する。
パワーユニット９０５は、電子システム内部の構成要素（９０１、９０２、９０３、９０４、９１０）に内部電源を供給する。
【０１００】
電子システム９００のイメージセンサー９０３は、光学イメージをデジタル信号に変換し、該変換されたデジタル信号は、ＳｏＣ９１０又はメモリコントローラ９０２に伝送される。ＳｏＣ９１０の制御によって、変換されたデジタル信号は、ディスプレイ９０４を通じてディスプレイされるか、又はメモリコントローラ９０２を通じてメモリ装置９０１に保存することができる。
【０１０１】
また、メモリ装置９０１に保存されたデータは、ＳｏＣ９１０又はメモリコントローラ９０２の制御によって、ディスプレイ９０４を通じてディスプレイされる。
実施形態によっては、メモリ装置９０１の動作を制御することができるメモリコントローラ９０２は、ＳｏＣ９１０の一部として具現されるか、あるいはＳｏＣ９１０と別個のチップとして具現可能である。
ＳｏＣ９１０は、また電子システム９００の動作を全般的に制御するための中央処理装置（ＣＰＵ、図示せず）を含みうる。
【０１０２】
図２６（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施形態による無線エネルギー受信装置を含む電気自動車の一実施形態を概略的に示す図である。
図２６（ａ）（ｂ）を参照すると、電気自動車１１００は、無線充電装置１１１０を備える。無線充電装置１１１０は、受信装置１２０と充電用バッテリー１１１２とを含む。
【０１０３】
無線エネルギー受信装置１２０は、上述した本発明の一実施形態による無線エネルギー受信装置であって、無線エネルギー送信装置から無線エネルギーを受信して、受信電源ＶＲを発生させて、充電用バッテリー１１１２に提供する。
例えば、自動車１１００が駐車場に停車している間に自動車充電用バッテリー１１１２は、本発明の実施形態による無線エネルギー伝送方法で自動充電される。
【０１０４】
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、無線エネルギー受信装置、無線エネルギー送信装置、それを含む無線エネルギー伝送システム及びその無線エネルギー伝送方法を有する種々の電子機器に好適に使用される。
【符号の説明】
【０１０６】
１００、１００ａ、１００ｂ    無線エネルギー伝送システム
１１０、１１０’    送信装置
１１２、１２１’    固定周波数発振器
１１２’、１２１    （可変周波数）発振器
１１４、１２２    周波数調整器
１１６、１２４    周波数モニタ
１２０、１２０’    受信装置
１３０    パワーサプライ
１４０    パワー消費装置
６００    直交発振器
６０５ａ    第１発振器
６０５ｂ    第２発振器
６１０ａ、６１０ｂ    共振回路ブロック
６１５ａ、６１５ｂ    ネガティブ抵抗ブロック
６２０ａ、６２０ｂ    カップリング回路ブロック
６３０ａ、６３０ｂ    バイアスブロック
６４０ａ、６４０ｂ    電流可変ブロック
６５０    バイアス電圧発生部
６６０    整流器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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