【手続補正書】
【提出日】平成27年11月16日(2015.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全方位無線エネルギー伝達のためのシステムであって、
電力を受信機ユニットに無線で伝送するために、電力供給源に結合され、磁束を生み出すように構成される第１の巻線を有する第１の電磁共振器を備える、伝送機ユニットと、
前記第１の電磁共振器から稼動距離に位置し、デバイス負荷に結合し電流を通すように構成される第２の巻線を有する、第２の電磁共振器を備える、受信機ユニットと、を備え、
前記第１と第２の電磁共振器の相互空間的配向に関係なく、前記第１と第２の電磁共振器が前記稼動距離にある時に電流を導くために、前記磁束が前記第１の電磁共振器から前記第２の電磁共振器に向けられるよう、前記第１または第２の電磁共振器のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの３次元にまたがる湾曲部分を有する非平面２次元表面に沿うそれぞれの巻線を備え、
前記非平面２次元表面の形は、前記電磁共振器が形成する異なる方向に対し、前記電磁共振器の間で連結を増加するように、磁束を形作るように構成されている、非平面電磁共振器である、システム。
【請求項２】
前記非平面２次元表面は、少なくとも２つの凹状部分を有する放物面表面を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記放物面表面は、双曲放物面である、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記非平面２次元表面は、３次元ユークリッド空間の式によって定義される非縮退２次曲面表面を備え、前記式は、Ａｘ2＋Ｂｙ2＋Ｃｚ2＝ＤまたはＡｘ2＋Ｂｙ2＋Ｃｚ＝０のうちの１つであり、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤは、非ゼロ数である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記稼動距離での前記伝送機ユニットと前記受信機ユニットとの間の電力伝達は、前記相互空間的配向に関係なく、その前記稼動距離での最大電力伝達の少なくとも２５％である、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記伝送機ユニットは、前記稼動距離で、５ワット〜２０ワットの範囲の電力を送達し、前記分離距離は２．５ｃｍ〜３５ｃｍの範囲である、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記システムは、１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの範囲の共振周波数を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記巻線の少なくとも１つは、前記非平面２次元表面に沿う、リッツ線コイルを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記電磁共振器の少なくとも１つは、前記非平面２次元表面を有する磁気コアを含み、前記対応する巻線は、磁束を導くための前記磁気コアに巻き付けられる、リッツ線を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記電磁共振器の少なくとも１つはさらに、前記対応する巻線に結合されるコンデンサを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記電磁共振器の少なくとも１つは、前記システムの品質係数「Ｑ」を同調させ前記受信機ユニットでの電圧利得を最大にするために、同調可能抵抗器または抵抗素子のネットワークに結合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第２の電磁共振器は、人体内の皮下に配置するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記デバイス負荷は、移植可能な医療デバイスの中の再充電可能な電力貯蔵デバイスを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記移植可能な医療デバイスは、補助人工心臓である、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１の電磁共振器は、着用可能な衣類または着用可能なアクセサリの一部分である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１の電磁共振器は、静止物体に組み込まれる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記電磁共振器の少なくとも１つは、前記システムの前記共振周波数を同調させて前記受信機ユニットでの電圧利得を最大にするために、同調可能コンデンサまたは容量素子のネットワークに結合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記受信機ユニットおよび前記伝送機ユニットはさらに、前記受信機ユニットと前記伝送機ユニットとの間に通信チャネルを確立して、前記伝送機ユニットの電力出力を変調させるために使用されるシステム情報を通信するために、それぞれの通信回路を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記伝送機ユニットはさらに、前記伝送機ユニットから前記受信機ユニットに向かって前記磁束を導くために、磁束集中器を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
全方位無線エネルギー伝達のための方法であって、
電力供給源に結合される第１の巻線を有する、第１の電磁共振器により磁束を生成することと、
前記第２の電磁共振器の第２の巻線中に電流を発生させるために、前記第１の電磁共振器からある稼動距離で第２の電磁共振器を配置することであって、前記第２の巻線は、電気負荷に結合され、前記第１と第２の電磁共振器の相互空間的配向に関係なく、前記第１と第２の電磁共振器が前記稼動距離にあるときに電流を導くために、前記磁束が前記第１の電磁共振器から前記第２の電磁共振器に向けられるよう、前記第１又は第２の電磁共振器のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの３次元にまたがる湾曲部分を有する非平面２次元表面に沿うそれぞれの巻線を備え、
前記非平面２次元表面の形は、前記電磁共振器同士が形成するさまざまな方向に対し、前記電磁共振器の間で連結を増加するように、磁束を形作るように構成されている、方法。
【請求項２１】
前記非平面２次元表面は、少なくとも２つの凹状部分を有する放物面表面を備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記放物面表面は、双曲放物面である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記非平面２次元表面は、３次元ユークリッド空間の式によって定義される非縮退２次曲面表面を備え、前記式は、Ａｘ2＋Ｂｙ2＋Ｃｚ2＝ＤまたはＡｘ2＋Ｂｙ2＋Ｃｚ＝０のうちの１つであり、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤは、非ゼロ数である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記稼動距離での前記第１の巻線と前記第２の巻線との間の達成可能な電力伝達は、両者の空間的配向に関係なく、その稼動距離での最大電力伝達の少なくとも２５％である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
５Ｗ〜２０Ｗの範囲の電力伝達は、２．５ｃｍ〜３５ｃｍの範囲である前記稼動距離によって達成可能であり、その稼動距離は、２．５ｃｍ〜３５ｃｍの範囲である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１および第２の電磁共振器のうちの少なくとも１つはさらに、前記対応する巻線に結合される、同調可能コンデンサまたは容量素子のネットワークを備え、前記方法はさらに、
前記電磁共振器の一方の第１の共振周波数を調整して、前記もう一方の電磁共振器の第２の共振周波数にほぼ整合させるために、前記同調可能コンデンサまたは前記容量素子のネットワークを同調させることを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の電磁共振器および前記第２の電磁共振器は、それぞれが、１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの範囲の共振周波数を有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記第２の巻線は、人体内の皮下に配置するように構成される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
前記第２のコイルは、移植可能な医療デバイスに結合される、請求項２０に記載の方法。
【請求項３０】
前記移植可能な医療デバイスは、補助人工心臓である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記電磁共振器の少なくとも１つは、同調可能抵抗器または抵抗素子のネットワークに結合され、前記方法はさらに、その電磁共振器の品質係数「Ｑ」を変化させて前記第２の電磁共振器での電圧利得を最大にするように、前記同調可能抵抗器または前記抵抗素子のネットワークを構成することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項３２】
前記第１の電磁共振器の電力出力を変調させるために使用される情報を通信するために、前記第１および第２の電磁共振器の間に通信チャネルを確立することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項３３】
磁束集中器によって、前記第１の電磁共振器から前記第２の電磁共振器に向かって前記磁束を導くことをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項３４】
エネルギーを受信機ユニットに無線で伝達するために全方位無線エネルギー伝達システムで使用するための伝送機ユニットであって、
ある稼動距離の間を、受信機ユニットに対して磁束を向けさせるために、３次元にまたがる少なくとも１つの湾曲部分を有する非平面２次元表面に沿う伝送機巻線を有し、
前記磁束は、前記非平面電磁共振器と前記受信巻線との相互空間的配向に関わらず、非平面電磁共振器と受信巻線が前記稼動距離にあるときに、受信機ユニットの受信巻線中に電流を導き、
非平面２次元表面の形は、前記電磁共振器と前記受信機ユニットが形成する異なる方向に対し、前記電磁共振器と前記受信機ユニットの間で連結を増すように、磁束を形作るよう構成されている、非平面電磁共振器と、
前記伝送機巻線に結合される電力回路であって、磁束を生み出すために電力供給源に電気的に接続されるように構成される、電力回路と、を備える、伝送機ユニット。
【請求項３５】
前記非平面２次元表面は、少なくとも２つの凹状部分を有する放物面表面を備える、請求項３４に記載の伝送機ユニット。
【請求項３６】
前記放物面表面は、双曲放物面である、請求項３５に記載の伝送機ユニット。
【請求項３７】
前記非平面２次元表面は、３次元ユークリッド空間の式によって定義される非縮退２次曲面表面を備え、前記式は、Ａｘ2＋Ｂｙ2＋Ｃｚ2＝ＤまたはＡｘ2＋Ｂｙ2＋Ｃｚ＝０のうちの１つであり、Ａ、Ｂ、
Ｃ、およびＤは、非ゼロ数である、請求項３４に記載の伝送機ユニット。
【請求項３８】
前記非平面電磁共振器は、１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの範囲の共振周波数を有する、請求項３４に記載の伝送機ユニット。
【請求項３９】
前記伝送機巻線は、前記非平面２次元表面に沿う、リッツ線コイルを備える、請求項３４に記載の伝送機ユニット。
【請求項４０】
前記非平面電磁共振器は、前記非平面２次元表面を有する磁気コアを含み、前記伝送機巻線は、磁束を導くための前記磁気コアに巻き付けられる、リッツ線を備える、請求項３４に記載の伝送機ユニット。
【請求項４１】
前記非平面電磁共振器の前記共振周波数を同調させるために、同調可能コンデンサまたは容量素子のネットワークをさらに備える、請求項３４に記載の伝送機ユニット。
【請求項４２】
前記伝送機ユニットは、着用可能な衣類または着用可能なアクセサリの一部分である、請求項３４に記載の伝送機ユニット。
【請求項４３】
前記伝送機ユニットは、静止物体に組み込まれる、請求項３４に記載の伝送機ユニット。
【請求項４４】
前記非平面電磁共振器の品質係数「Ｑ」を同調させて前記受信機ユニットの電圧利得を最大にするために、前記非平面電磁共振器に結合される同調可能抵抗器または抵抗素子のネットワークをさらに備える、請求項３４に記載の伝送機ユニット。
【請求項４５】
システム情報を前記受信機ユニットと通信して前記伝送機ユニットの電力出力を変調させるために前記電力回路に結合される、通信回路をさらに備える、請求項３４に記載の伝送機ユニット。
【請求項４６】
前記非平面電磁共振器から前記受信機ユニットに向かって前記磁束を導くために、磁束集中器をさらに備える、請求項３４に記載の伝送機ユニット。
【請求項４７】
伝送機ユニットから伝達エネルギーを無線で受け取るために、全方位無線エネルギー伝達システムで使用するための受信機ユニットであって、
ある稼動距離を介して伝送機ユニットから発せられた磁束を受け取るための、少なくとも１つの湾曲部分を有する非平面２次元表面に沿う巻線を有し、前記非平面電磁共振器と前記伝送機ユニットの相互空間的配向に関わらず、前記非平面電磁共振器と前記伝送機ユニットが前記稼動距離にあるとき、前記磁束は前記巻線中に電流を導き、非平面２次元表面の形は、前記電磁共振器と前記受信機ユニットが形成する異なる方向に対し、前記電磁共振器と前記受信機ユニットの間で連結を増すように、磁束を形作るよう構成されている、非平面電磁共振器と、
前記コイルに結合される、電気負荷と、を備える、受信機ユニット。
【請求項４８】
前記非平面２次元表面は、少なくとも２つの凹状部分を有する放物面を備える、請求項４７に記載の受信機ユニット。
【請求項４９】
前記放物面表面は、双曲放物面である、請求項４８に記載の受信機ユニット。
【請求項５０】
前記非平面２次元表面は、３次元ユークリッド空間の式によって定義される非縮退２次曲面を備え、前記式は、Ａｘ2＋Ｂｙ2＋Ｃｚ2＝ＤまたはＡｘ2＋Ｂｙ2＋Ｃｚ＝０のうちの１つであり、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤは、非ゼロ数である、請求項４７に記載の受信機ユニット。
【請求項５１】
前記非平面電磁共振器は、１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの範囲の共振周波数を有する、請求項４７に記載の受信機ユニット。
【請求項５２】
前記巻線は、前記非平面２次元表面に沿う、リッツ線コイルを備える、請求項４７に記載の受信機ユニット。
【請求項５３】
前記非平面電磁共振器は、前記非平面２次元表面を有する磁気コアを含み、前記巻線は、磁束を導くための前記磁気コアに巻き付けられる、リッツ線コイルを備える、請求項４７に記載の受信機ユニット。
【請求項５４】
前記非平面電磁共振器の前記共振周波数を同調させるために、同調可能コンデンサまたは容量素子のネットワークをさらに備える、請求項４７に記載の受信機ユニット。
【請求項５５】
前記電気負荷は、移植可能な医療デバイスの中の再充電可能な電力貯蔵デバイスを備える、請求項４７に記載の受信機ユニット。
【請求項５６】
前記移植可能な医療デバイスは、補助人工心臓である、請求項４７に記載の受信機ユニット。
【請求項５７】
前記非平面電磁共振器の品質係数「Ｑ」を同調させて前記受信機ユニットの電圧利得を最大にするために、前記非平面電磁共振器に結合される同調可能抵抗器または抵抗素子のネットワークをさらに備える、請求項４７に記載の受信機ユニット。
【請求項５８】
システム情報を前記伝送機ユニットと通信して前記伝送機ユニットの電力出力を変調させるために前記電気負荷に結合される、通信回路をさらに備える、請求項４７に記載の受信機ユニット。
【請求項５９】
経皮的エネルギー伝達システムであって、
前記第１の電磁共振器は、前記非平面２次元表面に沿う前記巻線を備える、請求項１に記載のシステム
【請求項６０】
経皮的エネルギー伝達のための方法であって、
前記第１の電磁共振器は、少なくとも１つの湾曲部分を有する前記非平面２次元表面に沿う、前記巻線を備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項６１】
前記第１の巻線は、前記非平面２次元表面の輪郭を形成する複数の輪を含み、
前記非平面２次元表面は、奥行き軸の縁を含み、
前記非平面２次元表面の、前記縁を貫通し前記奥行き軸に沿って切り取られる第１の横断面は、第１の方向を向く第１の凹面を含み、
前記縁を貫通し前記第１の断面に直行する前記非平面２次元表面の第２の断面は、前記第１の方向と異なる向きの、奥行き軸に沿った第２の方向を向く第２の凹面を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６２】
前記非平面２次元表面の形は、あらかじめ定まっており、
前記非平面２次元表面は、奥行き軸の縁を含み、
前記縁を貫通し前記奥行き軸に沿って切り取られる、前記非平面２次元表面の第１の断面は、第１の方向を向く第１の凹面を含み、
前記縁を貫通し前記第１の断面に直行する前記非平面２次元表面の第２の断面は、前記第１の方向と逆向きの、第２の方向を向く第２の凹面を含む、、請求項２０に記載の方法。
【請求項６３】
前記非平面２次元表面は、前記奥行き軸の縁を含み、
前記非平面２次元表面の、前記縁を貫通し前記奥行き軸に沿って切り取られる第１の断面は、奥行き軸に沿った第１の方向を向く第１の凹面を含み、
前記縁を貫通し前記第１の断面に直行する前記非平面２次元表面の第２の断面は、前記第１の方向と逆向きの、奥行き軸に沿った第２の方向を向く第２の凹面を含む、請求項３４に記載の伝送機ユニット。
【請求項６４】
前記非平面２次元表面は、前記奥行き軸の縁を含み、
前記非平面２次元表面の、前記縁を貫通し前記奥行き軸に沿って切り取られる第１の横断面は、第２の凹状部分に連続する第１の凹状部分を有する、第１の凹面を含み、
前記第１の凹状部分と前記第２の凹状部分は、前記奥行き軸の反対側に位置する、請求項４７に記載のシステム。