本公開總體上涉及功率發(fā)射/接收系統(tǒng)，并且更具體地涉及無線功率發(fā)射和接收設(shè)備。

背景技術(shù)：

由于信息通信技術(shù)的進步，個人用戶在日常生活中利用多種類型的電子設(shè)備。例如，個人用戶可以擁有移動通信終端、平板PC、電子調(diào)度器和便攜多媒體播放器，個人用戶可以根據(jù)預(yù)期的目的和/或環(huán)境選擇并且使用其中的一個或多個。電子設(shè)備通常經(jīng)由電線供電，并且電子設(shè)備也可以具有嵌入在其中的電池組，使得在沒有經(jīng)由引線供電時所述便攜電子設(shè)備可以在給定的時間段內(nèi)被使用。

然而，通常要求對這種電池組進行周期性充電和/或替換。因此，許多便攜電子設(shè)備配置有充電設(shè)備和/或合適的充電線纜。由于許多個人用戶可以擁有多于一個便攜設(shè)備，所述個人用戶可能具有多個充電設(shè)備和/或充電線纜，所述用戶所擁有的每一個便攜電子設(shè)備一個充電設(shè)備和/或充電線。因為個人用戶所擁有的便攜電子設(shè)備的數(shù)目增加，所述用戶擁有相應(yīng)的充電配件的數(shù)目的負(fù)擔(dān)也增加。另外，用戶攜帶更多數(shù)目的充電配件也是不便的。

期待通過無線功率發(fā)射/接收的使用來減輕用戶的負(fù)擔(dān)或不便，這是因為可以使用單個無線充電設(shè)備對多種不同的電子設(shè)備進行充電。然而，為了使能通過無線功率發(fā)射/接收來充電，需要確保穩(wěn)定的功率發(fā)射/接收性能。例如，應(yīng)該充分地使能遠(yuǎn)距離的無線功率發(fā)射/接收，并且應(yīng)該在預(yù)定的距離內(nèi)確保足夠的功率發(fā)射/接收效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

然而在無線功率發(fā)射/接收設(shè)備中，無線功率發(fā)射/接收效率可以依賴于發(fā)射側(cè)(初級)諧振器與一個或多個接收側(cè)(次級)諧振器之間的相對對準(zhǔn)而極大地改變。例如，當(dāng)初級諧振器形成的磁場(H場)分布和次級諧振器形成的磁場分布平行時，所述無線功率發(fā)射/接收在預(yù)定的距離范圍內(nèi)是相當(dāng)有效率的。然而，當(dāng)初級諧振器形成的磁場分布和次級諧振器形成的磁場分布彼此垂直時，無線功率發(fā)射/接收效率即使在足夠接近的距離內(nèi)也會急劇退化。

技術(shù)解決方案

本公開至少解決上述問題并至少提供下述優(yōu)點。根據(jù)本公開的一個方面，提出了一種無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)，所述無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)能夠使用在發(fā)射側(cè)設(shè)備中的初級諧振器和接收側(cè)設(shè)備中(或者多個接收側(cè)設(shè)備的每一個中)的次級諧振器之間的電磁場耦合，按照無線方式來發(fā)射/接收功率。

根據(jù)本公開的另一個方面，提出了一種無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)，當(dāng)所述初級和次級諧振器定位于預(yù)定距離內(nèi)時，所述無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地確保功率發(fā)射/接收效率。

根據(jù)本公開的一個方面，提出了一種無線功率接收設(shè)備，包括平面諧振器，所述平面諧振器具有開口/面，并且當(dāng)通過外部磁場使所述平面諧振器諧振時，所述平面諧振器能夠產(chǎn)生磁場和感應(yīng)電流；以及一個或多個鐵氧體構(gòu)件，安裝在所述平面諧振器上，使得所述平面諧振器產(chǎn)生的磁場具有與所述開口/面基本上傾斜或平行的總方向。

根據(jù)本公開的另一個方面，提出了一種無線功率發(fā)射設(shè)備，包括平面諧振器，所述平面諧振器具有開口/面，并且當(dāng)向所述平面諧振器供電時所述平面諧振器能夠產(chǎn)生磁場；以及一個或多個鐵氧體構(gòu)件，安裝在所述平面諧振器上，使得所述平面諧振器產(chǎn)生的磁場具有與所述開口/面基本上傾斜或平行的總方向。

有益效果

根據(jù)各種實施例，考慮到例如設(shè)計和制造用作發(fā)射單元的充電托架和用作接收單元的電子設(shè)備時的托架方向，可以將鐵氧體構(gòu)件適當(dāng)?shù)夭贾迷谄矫嬷C振器中，可以確保良好的無線功率發(fā)射/接收效率。例如，即使將接收單元沿任意方向擱置，通過初級諧振器產(chǎn)生的沿與充電托架的上表面垂直和/或水平的方向的磁場來使接收單元中設(shè)置的次級平面諧振器諧振。

附圖說明

根據(jù)結(jié)合附圖給出的以下具體實施方式，將更清楚本公開的上述和其他方面、特征和優(yōu)點，在附圖中：

圖1是示出了根據(jù)本公開實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的圖；

圖2是示出了根據(jù)本公開實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的接收設(shè)備的一部分的視圖；

圖3是示出了根據(jù)本公開實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)中的圖2的接收諧振器模塊23形成的磁場(H場)分布的視圖；

圖4是示出了根據(jù)本公開實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的圖；

圖5是示出了根據(jù)本公開實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的接收設(shè)備的一部分的視圖；

圖6是示出了根據(jù)本公開實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)中的圖5的接收諧振器模塊43形成的磁場分布的視圖；

圖7是示出了傳統(tǒng)的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的圖；

圖8是示出了圖7中的傳統(tǒng)無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的接收單元73形成的磁場分布的視圖；

圖9是表示圖1、圖4和圖7中的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的測量功率發(fā)射/接收效率的圖形；

圖10至圖12是示出了根據(jù)本公開各種實施例的無線功率發(fā)射/接收設(shè)備中的平面諧振器的配置的視圖；

圖13是示出了根據(jù)本公開實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的示例的視圖；

圖14是示出了實現(xiàn)根據(jù)本公開實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的接收單元的圖13中的便攜電子設(shè)備的視圖；

圖15是根據(jù)本公開實施例的圖14的電路板131上安裝的次級平面諧振器的結(jié)構(gòu)示例的視圖；

圖16是示出了實現(xiàn)根據(jù)本公開實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的接收單元的另一便攜電子設(shè)備的視圖；以及

圖17是示出了根據(jù)本公開各種實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的無線功率發(fā)射充電托架的截面圖。

具體實施方式

因為本公開允許各種變化和多種實施例，將參考附圖詳細(xì)地描述一些示例/實施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是本公開并不限于具體的示例/實施例，而是包括在本公開的精神和范圍內(nèi)的如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解的所有可能修改、等同物和/或替換物。

盡管諸如“第一”和“第二”之類的序數(shù)術(shù)語可以用于描述各種元件，但是所述術(shù)語只是用于將一個元件與另一個元件相區(qū)分，并且這些元件本身不會受到這些術(shù)語的限制。例如，在不脫離本公開的范圍的情況下，第一元件可以被稱為第二元件，類似地，第二元件可以被稱為第一元件。如本文所用，術(shù)語“和/或”包括所列項目的任意和所有組合。

另外，相對于附圖中的朝向描述的諸如“前表面”、“后表面”、“頂面”、“底面”之類的相對術(shù)語可以用于諸如第一和第二之類的序數(shù)代替。

本申請中所用許多術(shù)語僅用于描述的目的，而不是意在限制本公開。例如，除非上下文另行明確指示，否則本文中使用詞語的單數(shù)形式也意在包括復(fù)數(shù)形式。在描述中，應(yīng)該理解的是術(shù)語“包括”或者“具有”表示至少一個其他可能的特征、數(shù)字、步驟、操作、結(jié)構(gòu)元件、部分或者其組合的存在，并且不應(yīng)該解釋為排除任意這樣的可能性。

除非上下文另行明確定義，否則本文所用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。除非在本說明書中明確定義，否則將這些術(shù)語解釋為具有與本領(lǐng)域普通技術(shù)人員使用的上下文意思在范圍和種類上相同的含義，并且不應(yīng)該解釋為具有理想或多度形式的含義。

在本公開中，電子設(shè)備可以是任意電子設(shè)備，例如終端、便攜終端、移動終端、通信終端、便攜通信終端、便攜移動終端、顯示設(shè)備等。作為其他示例，電子設(shè)備可以是智能電話、便攜電話、游戲機、TV、顯示單元、車用平視顯示單元、筆記本計算機、膝上型計算機、平板個人計算機(PC)、個人媒體播放器(PMP)、個人數(shù)字助理(PDA)等。電子設(shè)備可以實現(xiàn)為具有無線通信功能和口袋大小的便攜通信終端。此外，電子設(shè)備可以是柔性設(shè)備或柔性顯示設(shè)備。

電子設(shè)備可以通過網(wǎng)絡(luò)等與諸如服務(wù)器等外部電子設(shè)備通信，或者通過與外部電子設(shè)備的相互配合來執(zhí)行操作。例如，電子設(shè)備可以通過網(wǎng)絡(luò)向服務(wù)器發(fā)送由攝像機拍攝的圖像和/或由傳感器單元檢測到的位置信息。網(wǎng)絡(luò)可以是移動或蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)(LAN)、無線局域網(wǎng)(WLAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、互聯(lián)網(wǎng)、小型區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)等，但不限于此。

根據(jù)本公開的各種實施例，無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)包括具有初級(發(fā)射)平面諧振器的無線功率發(fā)射設(shè)備和每一個均具有次級(接收)平面諧振器的一個或多個無線功率接收設(shè)備。初級和次級平面諧振器形成了電磁場耦合，其中沿與次級平面諧振器的平面傾斜或平行的總方向產(chǎn)生磁場。鐵氧體構(gòu)件可以用于使得所產(chǎn)生的磁場相對于次級平面諧振器的平面傾斜或平行。

例如，當(dāng)將接收側(cè)電子設(shè)備(例如，移動通信終端)擱置或安裝在根據(jù)本公開各種實施例的發(fā)射側(cè)設(shè)備(例如，充電托架)上時，由發(fā)射側(cè)平面諧振器和接收側(cè)平面諧振器產(chǎn)生的磁場分布具有與接收側(cè)平面諧振器的平面基本上傾斜或平行的總方向。因此，布置根據(jù)本公開的接收側(cè)(或發(fā)射側(cè))平面諧振器時，可以考慮接收和發(fā)射電子設(shè)備的相對方向/朝向來安裝鐵氧體構(gòu)件，并且可以確保穩(wěn)定的無線功率發(fā)射/接收效率。

在一個實施例中，至少一個鐵氧體構(gòu)件安裝在所述平面諧振器的一側(cè)上，并且至少一個其他鐵氧體構(gòu)件安裝在所述平面諧振器的另一側(cè)上，并且所述至少一個鐵氧體構(gòu)件和所述至少另一個鐵氧體構(gòu)件相對于彼此交錯排列在所述平面諧振器上。

在另一個實施例中，第一鐵氧體構(gòu)件設(shè)置為與所述平面諧振器的一側(cè)的一端相鄰，第二鐵氧體構(gòu)件設(shè)置為與所述平面諧振器的一側(cè)的對端相鄰，并且第三鐵氧體構(gòu)件設(shè)置在所述平面諧振器的對側(cè)的中心區(qū)域上。

在再一個實施例中，所述平面諧振器包括環(huán)形天線和LC諧振電路中的至少一個。

在又一個實施例中，所述平面諧振器是彼此串聯(lián)或并聯(lián)布置的多個平面諧振器之一。

在描述根據(jù)各種實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)時，在附圖中，與前述實施例的組件相同的類似組件用相同的參考數(shù)字來表示，并且可以省略其詳細(xì)描述。

圖1是示出了根據(jù)本公開各種實施例之一的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的圖。圖2是示出了根據(jù)本公開各種實施例之一的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的接收設(shè)備的一部分的視圖。圖3是示出了根據(jù)本公開各種實施例之一的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)中的圖2的接收諧振器模塊23形成的磁場(H場)分布的圖。

參考圖1和圖2，根據(jù)本公開的各種實施例之一，通過將鐵氧體構(gòu)件布置于無線功率發(fā)射設(shè)備/單元11以及一個或多個無線功率接收設(shè)備/單元21的平面諧振器之一上，無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)10形成相對于平面諧振器的開口面傾斜的磁場。圖1和圖2提供了其中將鐵氧體構(gòu)件安裝于接收單元側(cè)的平面諧振器上的配置示例。

通常，平面諧振器形成沿相對于平面諧振器的開口面的垂直方向分布的磁場。當(dāng)無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)中的發(fā)射單元和接收單元配置為平面諧振器時，可以通過將發(fā)射側(cè)平面諧振器(即初級平面諧振器)和接收側(cè)平面諧振器(即次級平面諧振器)布置為彼此面對(即，使得相應(yīng)平面諧振器的平面平行)來確保效率。然而，這依賴于設(shè)置了次級平面諧振器的接收單元(例如便攜電子設(shè)備)的設(shè)計和形狀。例如，可以相對于初級平面諧振器垂直地設(shè)置次級平面諧振器(如圖1中的情況)。在這種情況下，無線功率發(fā)射/接收效率可能會急劇退化。

無線功率發(fā)射單元11包括初級平面諧振器13以無線地發(fā)射功率，并且例如可以形成為充電托架。依賴于發(fā)射單元11的尺寸、初級平面諧振器13的尺寸和適用于接收從發(fā)射單元11發(fā)射的功率的接收單元(例如電子設(shè)備)21的尺寸，發(fā)射單元11可以同時將功率無線地發(fā)射至多個接收單元21。初級平面諧振器13可以通過環(huán)形天線結(jié)構(gòu)或LC諧振電路來實現(xiàn)，并且可以包括用于阻抗匹配的集總元件(例如電阻元件、電感元件和/或電容元件)。發(fā)射/初級平面諧振器13形成的磁場分布(Ht)可以在接近邊緣時沿向外傾斜的方向形成，而由中心部分形成的磁場分布(Ht)可以沿相對于開口面基本上垂直的方向形成。

接收設(shè)備/單元21包括次級諧振模塊23，以便接收從發(fā)射單元11發(fā)射的功率，并且可以實現(xiàn)為例如配備有可充電電池組的各種便攜電子設(shè)備中的任一個。接收設(shè)備/單元21可以是例如移動通信終端、平板PC、可佩戴電子設(shè)備或者電子調(diào)度器。此外，可以將配備有可充電電池組的另一個電子設(shè)備實現(xiàn)為根據(jù)本公開各種實施例的無線功率發(fā)射/接收設(shè)備的接收單元。在圖1中，將接收設(shè)備/單元21設(shè)置為使得在接收設(shè)備/單元的次級諧振器模塊23內(nèi)的次級平面諧振器23a(圖2中所示)沿相對于初級平面諧振器13的垂直方向設(shè)置。

次級平面諧振器可以通過環(huán)形天線或LC諧振電路來實現(xiàn)，并且可以包括用于阻抗匹配的集總元件(例如電阻元件、電感元件和/或電容元件)。依賴于實施例，只要次級平面諧振器能夠根據(jù)本公開的精神和范圍與初級平面諧振器形成電磁場耦合，可以使用任意類型的天線或諧振電路來實現(xiàn)次級平面諧振器。在圖2所示的實施例中，具有高導(dǎo)磁率的構(gòu)件，具體地鐵氧體構(gòu)件布置在次級平面諧振器23a的相對表面上以形成一個諧振器模塊23。在圖2所示的布置中，一個鐵氧體構(gòu)件23b附著至次級平面諧振器23a的一個邊/面，并且另一個鐵氧體構(gòu)件附著至次級平面諧振器23a的另一個邊/面。在圖2所示的示例中，附著至次級平面諧振器23a的相對側(cè)的鐵氧體構(gòu)件23b相對于彼此交錯排列。通過按照這種方式布置鐵氧體構(gòu)件23b，次級諧振器模塊23形成的總磁場分布(Hr)相對于次級平面諧振器23a的開口面23c傾斜。盡管圖2中的鐵氧體構(gòu)件23b具有基本上相等的尺寸和形狀，并且相對于次級平面諧振器23a的相對表面交錯排列地附著，但是考慮到例如接收設(shè)備/單元21的外觀/結(jié)構(gòu)/用途等和發(fā)射設(shè)備/單元11提供的擱置/充電位置/朝向，可以改變鐵氧體構(gòu)件的形狀、尺寸、附著點、相對位置和數(shù)目。

圖3是示出了根據(jù)本公開各種實施例之一的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)中的接收諧振器模塊形成的磁場(H場)分布的視圖。

可以看出，次級平面諧振器23a形成的磁場基本上由鐵氧體構(gòu)件23b沿從圖3的左下到右上的方向分布，并且沿圖3的從右下到左上的方向相對較弱地分布。因此在圖3中，次級平面諧振器23a具有相對于次級平面諧振器的開口/面23c傾斜的磁場分布，即從左下指向右上的磁場分布，使得磁場分布可以具有相對于開口面23c的水平矢量分量和相對于開口面23c的垂直矢量分量。因此，只要將接收設(shè)備/單元21設(shè)置地足夠靠近用于充電的發(fā)射單元11，即使由于接收設(shè)備/單元21和發(fā)射設(shè)備/單元11的相對位置/朝向而將次級平面諧振器23a相對于初級平面諧振器13垂直地設(shè)置，也可以確保足夠的無線功率發(fā)射/接收效率。

圖4是示出了根據(jù)本公開各種實施例中的另一個的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的圖。圖5是示出了根據(jù)本公開各種實施例的無線功率發(fā)射/接收設(shè)備的接收設(shè)備的一部分的視圖。圖6是示出了根據(jù)本公開實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)中的圖5的接收諧振器模塊43形成的磁場分布的視圖。

在圖5和圖6中，兩個鐵氧體構(gòu)件43b設(shè)置在次級平面諧振器43a(其本身設(shè)置在圖4的接收單元21之一內(nèi))的一側(cè)的相對邊緣上，并且另一個鐵氧體構(gòu)件43b設(shè)置在次級平面諧振器43a的另一側(cè)的中心部分上。因此，接收側(cè)諧振器模塊43配置有設(shè)置在次級平面諧振器43a的相對側(cè)上的三個鐵氧體構(gòu)件43b。如圖6的平面圖中所示，鐵氧體構(gòu)件43b相對于彼此交錯排列并且部分地重疊。如上所述，依賴于根據(jù)本公開的具體實施例，可以考慮例如使用次級平面諧振器形成的所期望磁場分布和方向來改變鐵氧體構(gòu)件的尺寸、形狀、附著點、相對位置和數(shù)目。

圖6是示出了根據(jù)本公開實施例的無線功率發(fā)射/接收設(shè)備中圖5的接收諧振器模塊43形成的磁場分布的圖。

參考圖6，次級平面諧振器43a形成的磁場分布可以具有相對于開口面43c的垂直矢量分量(例如沿z方向的矢量分量)和水平矢量分量(例如，沿Y方向的矢量分量)。如圖6所示，沿+z軸方向的磁場分布形成于開口面43c的一端(圖6的左側(cè))，而沿-z軸方向的磁場分布形成于另一端(圖6的右側(cè))，使得磁場方向之和可以接近“0”。因此，次級平面諧振器43c形成的磁場分布沿與開口面43c基本上平行的方向(如圖6的頂部部分中看到的)。如上所述的次級平面諧振器43a，例如形成與開口面43c平行的磁場分布的平面諧振器可以配備有接收單元21(例如，電子設(shè)備)。當(dāng)將接收單元21擱置在發(fā)射單元(例如發(fā)射單元11)上時，次級平面諧振器42a可以沿相對于初級平面諧振器13基本上垂直的方向設(shè)置。

圖7是示出了傳統(tǒng)的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的圖。圖8是示出了無線功率發(fā)射/接收設(shè)備的接收單元73形成的磁場分布的視圖。

如圖7和圖8所示，傳統(tǒng)無線功率發(fā)射/接收設(shè)備70的初級平面諧振器形成了磁場分布Ht，并且次級平面諧振器73形成了磁場分布Hr。當(dāng)將配備有次級平面諧振器73的無線功率接收設(shè)備/單元21放置于用于充電的無線功率發(fā)射設(shè)備/單元11附近時，初級平面諧振器13和次級平面諧振器73的磁場分布Ht和Hr分別在所述發(fā)射單元11的中心處彼此垂直地形成，因此功率發(fā)射/接收效率可能急劇退化。此外，如果用戶將要充電的接收設(shè)備放置于發(fā)射單元的中心，則無線功率發(fā)射/接收效率甚至進一步退化。

圖9是圖1、圖4和圖7中的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的測量功率發(fā)射/接收效率的圖形；

在圖9中，“P1”、“P2”、“P3”、“P4”和“P5”分別與圖1、圖4和圖7的每一個中的“P1”、“P2”、“P3”、“P4”和“P5”表示的位置相對應(yīng)。圖例中由“P”表示的線條代表圖7中所示的傳統(tǒng)無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)70的功率發(fā)射/接收效率，圖例中由“E1”表示的線條代表圖1中所示的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)10的功率發(fā)射/接收效率，以及圖例中由“E2”表示的線條代表圖4中所示的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)40的功率發(fā)射/接收效率。

參考圖9，當(dāng)將次級平面諧振器73的平面與初級平面諧振器11的平面垂直地設(shè)置時，即在由“P3”表示的位置處，傳統(tǒng)無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)70的功率發(fā)射/接收效率急劇退化，幾乎不會發(fā)射任何無線功率。這是因為由初級和次級平面諧振器形成的磁場分布分享布置為彼此垂直，如上所述。相反，當(dāng)將接收設(shè)備/單元放置于傳統(tǒng)系統(tǒng)的發(fā)射單元的端面之一處時，即在由“P1”或“P5”表示的位置，可以確保相對良好的功率發(fā)射/接收效率。然而，考慮到?jīng)]有預(yù)先確定用于充電的接收設(shè)備的位置的事實以及用戶可以直觀地將接收設(shè)備放置于用于充電的發(fā)射單元的中心部分上的可能性，明顯難以確保傳統(tǒng)系統(tǒng)中良好、穩(wěn)定和/或一致的功率發(fā)射/接收效率。

在圖9中，可以看出根據(jù)本公開實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)10和40的無線功率發(fā)射/接收效率(分別由“E1”和“E2”表示的線條指示)比傳統(tǒng)無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)(由“P”表示的線條指示)更加穩(wěn)定/一致。例如，當(dāng)將接收設(shè)備/單元設(shè)置在發(fā)射單元11的中心部分上時，即在位置P2、P3和P4處，與傳統(tǒng)無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)相比，極大地改進了根據(jù)本公開實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的無線功率發(fā)射/接收效率。此外在圖9中，可以看出當(dāng)將鐵氧體構(gòu)件設(shè)置在接收側(cè)(或發(fā)射側(cè))平面諧振器上以便改變相對于其開口面的磁場分布的總方向時，如根據(jù)本公開實施例的系統(tǒng)10和40中所進行的那樣，可以確保相對均勻的功率發(fā)射效率，而與將接收單元設(shè)置在發(fā)射單元上的位置無關(guān)。

圖10至圖12是示出了根據(jù)本公開各種實施例的無線功率發(fā)射/接收設(shè)備中的平面諧振器的配置的視圖；

如圖10至圖12所示，初級或次級平面諧振器可以具有根據(jù)本公開各種實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)中的多個開口配置的任一個。例如，可以通過多個環(huán)形天線或LC諧振電路來實現(xiàn)平面諧振器。

圖10示出了LC諧振電路的結(jié)構(gòu)示例，其中每一個均由具有電感組件的引線1023e與單一回路中單絞形狀的電容元件1023d的組合形成。圖11示出了LC諧振電路的結(jié)構(gòu)示例，其中每一個均由具有電感組件的引線1123e與成對回路中的電容元件1123d的組合形成。成對回路可以彼此電連接，并且共享電感組件和電容元件1123d。圖12示出了一對LC諧振電路的結(jié)構(gòu)示例，其中每一個均由電感組件和電容元件1123d的組合形成，并且布置為彼此平行但是彼此電隔離。

盡管上述平面諧振器具有各種配置，但是可以通過改變鐵氧體構(gòu)件的形狀、尺寸和設(shè)置位置來沿任意方向形成平面諧振器形成的磁場分布。因此，通過依賴于配備有用于無線功率發(fā)射/接收的平面諧振器的電子設(shè)備的設(shè)計或形狀、或者依賴于無線功率發(fā)射單元和無線功率接收單元之間的相對位置關(guān)系來布置鐵氧體構(gòu)件，根據(jù)本公開的實施例可以確保良好的無線功率發(fā)射/接收效率。

圖13是示出了根據(jù)本公開實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的示例的視圖。圖14是示出了實現(xiàn)根據(jù)本公開實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的接收單元的圖13中的便攜電子設(shè)備102的視圖。圖15是在根據(jù)本公開各種實施例之一的圖14的電路板131上安裝的次級平面諧振器的結(jié)構(gòu)示例的視圖；

在圖13至圖15中，形成為充電托架/板101和接收設(shè)備/單元的無線功率發(fā)射單元是可佩戴電子設(shè)備102。

參考圖13至圖15，將發(fā)射單元的初級平面諧振器13設(shè)置為與充電托架/板101的外殼111的內(nèi)部頂面相鄰。通過分離的電纜113接收功率，充電托架101通過上述的初級平面諧振器來形成磁場。充電托架101的頂面大多數(shù)是平坦的，并且包括在托架/板101的相對側(cè)上的適當(dāng)位置處形成的托架凹部115。當(dāng)將能夠接收無線功率的電子設(shè)備放置于充電托架/板101的頂面上或者安裝在托架凹部115中時，可以從充電托架/板101向電子設(shè)備無線地供電。從充電托架101無線地供應(yīng)的功率能夠?qū)﹄娮釉O(shè)備102(或者在托架凹部115中安裝的電子設(shè)備)的電池組129(圖14中所示)充電。

電子設(shè)備102是可佩戴(例如手腕可佩帶)電子設(shè)備，并且包括從主體121的相對側(cè)面延伸的佩戴帶123。佩戴帶123可以通過帶扣125可拆卸地彼此約束，以允許將主體121佩戴在例如用戶身體的手腕上。顯示器127安裝在主體121的前表面上，并且電路板131設(shè)置在主體121內(nèi)。次級平面諧振器可以設(shè)置在例如電路板131、佩戴帶123或者主體121的邊緣上。在圖13和圖14中，參考數(shù)字“V”表示可以設(shè)置次級平面諧振器的位置示例。圖14和圖15中所示的實施例是其中將次級平面諧振器設(shè)置在電路板131上的結(jié)構(gòu)示例。如上所述，次級平面諧振器可以具有多種結(jié)構(gòu)的任一個，例如將鐵氧體構(gòu)件設(shè)置在次級平面諧振器的相對表面上的環(huán)形天線結(jié)構(gòu)。

如圖13所示，電子設(shè)備102設(shè)置在充電托架/墊101的頂面上，使得電子設(shè)備的在任意位置中的次級平面諧振器將相對于充電托架101的頂面垂直地設(shè)置，或者與初級平面諧振器的開口面同樣地設(shè)置。當(dāng)按照這種方式將初級和次級諧振器布置在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中時，充電效率(例如無線功率發(fā)射/接收效率)可能會急劇退化。相反如上所述，根據(jù)本公開實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)通過考慮(發(fā)射)初級平面諧振器的相對位置/朝向，而將例如鐵氧體構(gòu)件適當(dāng)?shù)夭贾糜?接收)次級平面諧振器上，能夠確保穩(wěn)定/一致的功率發(fā)射效率。

圖16是示出了實現(xiàn)根據(jù)本公開各種實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的接收單元的另一便攜電子設(shè)備的視圖。

可以通過充電托架/板101利用充電功率對電子設(shè)備202供電，以便通過例如在電子設(shè)備202中設(shè)置的次級平面諧振器對嵌入在其中的電池組充電。

在圖16中，將電子設(shè)備202實現(xiàn)為要佩戴到用戶面部的眼鏡/顯示設(shè)備。其中的透明顯示單元可以定位為與用戶的眼睛相鄰，并且一個或多個揚聲器可以設(shè)置為與用戶的耳朵相鄰，以便向用戶提供視覺信息和聽覺信息。在其他實施例中，便攜電子設(shè)備可以是眼鏡型顯示設(shè)備或者頭盔型顯示設(shè)備，并且可以包括具有一個顯示單元的單目型顯示設(shè)備或者具有多個顯示單元的雙目型顯示設(shè)備。這種雙目型顯示設(shè)備可以輸出三維圖像，并且/或者可以選擇性地僅操作多個顯示單元之一。

在圖16中，電子設(shè)備202包括兩個顯示單元211a、兩個光學(xué)透鏡211b、其中設(shè)置了光學(xué)透鏡211b之一和顯示單元211a之一的第一外殼221R、其中設(shè)置了光學(xué)透鏡211b的另一個和顯示單元211a的另一個的第二外殼221L以及將第一外殼221R和第二外殼221L相連的橋狀物213。電子設(shè)備202還包括連接第一外殼221R和第三外殼額233R的外殼連接部231R以及連接第二外殼221L和第四外殼233L的外殼連接部231L。因此，電子設(shè)備202配置為兩側(cè)對稱形狀。一個或多個電池組可以嵌入到第一外殼221R、第二外殼221L、第三外殼233R和/或第四外殼233L的任一個中。

外殼連接部231R和231L可以由彈性柔性材料制成，從而允許將電子設(shè)備202舒服地佩戴在用戶的頭上。

顯示單元211a可以定位于相距光學(xué)透鏡211b的前表面預(yù)定間隔的距離(例如，5cm或以下)或者相距光學(xué)透鏡211b的后表面間隔開的距離(例如，5cm或以下)。顯示單元211a和光學(xué)透鏡211b的間隔距離可以根據(jù)電子設(shè)備202的目的、性能和/或結(jié)構(gòu)而變化。

在圖16中，電子設(shè)備202在橋狀物213中包括照相機215和傳感器217。在其他實施例中，一個或多個照相機和/或一個或多個傳感器可以定位于第一外殼221R、第二外殼221L、第三外殼233R、第四外殼233L、外殼連接部231R和/或外殼連接部231L中的至少一個上。

在圖16中，電子設(shè)備202的第一外殼221R包括按鈕223和觸摸板225。在其他實施例中，一個或多個照相機和/或一個或多個觸摸板可以定位于第一外殼221R、第二外殼221L、第三外殼233R、第四外殼233L、外殼連接部231R和/或外殼連接部231L中的至少一個上。此外在其他實施例中，電子設(shè)備202可以包括用于輸入/輸出聲音的一個或多個麥克風(fēng)和/或一個或多個揚聲器。

一個或多個次級平面諧振器與一個或多個鐵氧體構(gòu)件可以設(shè)置在例如光學(xué)透鏡211b、第一至第四外殼221R、221L、233R和233L和/或外殼連接部231R和231L中的至少一個中。在圖16中，參考數(shù)字“V”表示可以設(shè)置一個或多個次級平面諧振器的位置示例。在將次級平面諧振器設(shè)置在光學(xué)透鏡211b的一個或兩個上的實施例中，次級平面諧振器可以由包括透明電極或?qū)щ娋€在內(nèi)的銦錫氧化物(ITO)膜形成。在便攜電子設(shè)備包括多個嵌入其中的電池組的實施例中，多個次級平面諧振器可以設(shè)置為與所述電池組相對應(yīng)。

在與鐵氧體構(gòu)件一起設(shè)置在圖16中的電子設(shè)備202的一個或多個次級平面諧振器中，當(dāng)將電子設(shè)備202放置/布置在圖13的充電托架/板101上時，可以沿相對于初級平面諧振器13的開口面或平面傾斜或垂直的方向產(chǎn)生磁場。例如，如果將次級平面諧振器設(shè)置在光學(xué)透鏡211b的任一個或者兩個上，相對于初級平面諧振器13的開口面或平面基本上垂直地定次級平面諧振器的開口面。根據(jù)本公開，電子設(shè)備202用一個或多個次級平面諧振器以及一個或多個鐵氧體構(gòu)件制造，使得當(dāng)將電子設(shè)備202擱置/放置于充電托架/板101上時，由次級平面諧振器產(chǎn)生的磁場的方向相對于初級平面諧振器13的開口面傾斜或者垂直地布置。因此，與電子設(shè)備202放置于充電托架/板101上的位置無關(guān)，通過充電托架/板101會穩(wěn)定地供應(yīng)充電功率。

可以容納在例如第一至第四外殼221R、221L、233R和233L的任一個中的一個或多個電池組與一個或多個次級平面諧振器相連，并且通過一個或多個次級平面諧振器接收由充電托架/板101供應(yīng)的充電功率，以便對一個或多個電池組充電。如上所述，當(dāng)將多個電池組設(shè)置在一個或多個外殼中時，可以設(shè)置多個次級平面諧振器，使得所述電池組的每一個具有對應(yīng)的次級平面諧振器。

如以上所述的各種示例所示，可以將可佩戴/便攜電子設(shè)備沿任意方向/朝向放置于例如充電托架/板的平坦表面上。

然而，將便攜/可佩戴電子設(shè)備放置于平坦表面上的方向/朝向還依賴于每一個電子設(shè)備的形狀、目的、構(gòu)造等。因此在許多情況下，可以容易地預(yù)測可以放置特定的便攜/可佩戴電子設(shè)備的方向/朝向。因此根據(jù)本公開的各種實施例，考慮例如將要配備無線功率發(fā)射/接收功能的具體電子設(shè)備的形狀、目的、構(gòu)造等，可以正確地布置次級平面諧振器和鐵氧體構(gòu)件。例如，可以依賴于次級平面諧振器所處的外殼的形狀和位置，來不同地改變次級平面諧振器和鐵氧體構(gòu)件的形狀、尺寸、朝向和/或放置。通過設(shè)置根據(jù)本公開實施例產(chǎn)生的次級平面諧振器產(chǎn)生的磁場的基本上總方向，實現(xiàn)了穩(wěn)定的無線功率發(fā)射/接收效率。

圖17是示出了根據(jù)本公開各種實施例的無線功率發(fā)射/接收系統(tǒng)的無線功率發(fā)射充電托架的截面。

在圖17中，通過將初級諧振器模塊33設(shè)置于充電托架101的外殼111內(nèi)來實現(xiàn)無線功率發(fā)射單元。因為在前面的實施例中已經(jīng)討論了充電托架101，因此這里將省略對例如充電托架101的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述。

初級諧振器模塊33包括初級平面諧振器33a和鐵氧體構(gòu)件33b。初級平面諧振器33a可以實現(xiàn)為環(huán)形天線或LC諧振器電路，并且可以包括用于阻抗匹配的集總元件。初級諧振器模塊33設(shè)置為與充電托架/板101的外殼111的頂面相鄰。初級平面諧振器33a的開口面或平面布置為與充電托架/板101的頂面平行，并且當(dāng)供電時，產(chǎn)生具有與充電托架101的頂面垂直的總方向的磁場。

一個鐵氧體構(gòu)件33b附著至平面諧振器33a的頂面，而另一個鐵氧體構(gòu)件33b附著至平面諧振器33a的底面。設(shè)置在平面諧振器33a頂面和底面上的鐵氧體構(gòu)件33b相對于彼此交錯排列，即頂面上的鐵氧體構(gòu)件33b定位于平面諧振器33a的左端上，而底面上的鐵氧體構(gòu)件33b定位于平面諧振器33a的右端上。由于鐵氧體構(gòu)件33b的定位，平面諧振器33a產(chǎn)生的磁場沿相對于平面諧振器33a的開口面或平面(或者同樣地充電托架/板101的頂面)的傾斜方向分布。因此，諧振器模塊33可以產(chǎn)生與充電托架101的頂面平行的磁場和與充電托架101的頂面垂直的磁場。

前述實施例已經(jīng)提供了例如將鐵氧體構(gòu)件設(shè)置在無線功率接收設(shè)備/單元的次級平面諧振器上的結(jié)構(gòu)示例。然而，本公開不局限于此并且如圖17所示，可以將鐵氧體構(gòu)件設(shè)置在充電托架/板中的初級平面諧振器上，即無線功率發(fā)射設(shè)備/單元中。因此，在這些實施例中由初級諧振器模塊產(chǎn)生的磁場分布為相對于初級平面諧振器的平面傾斜，例如相對于充電托架/板101的頂面傾斜。

如果與接收單元相對應(yīng)的電子設(shè)備(例如可佩戴電子設(shè)備102)包括次級平面諧振器，則可以將所述電子設(shè)備擱置于充電托架101的頂面上，從充電托架101無線地供電。可以通過初級平面諧振器產(chǎn)生的磁場使次級平面諧振器諧振，從而次級平面諧振器可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。電子設(shè)備可以通過次級平面諧振器產(chǎn)生的感應(yīng)電流來操作和/或電子設(shè)備可以對嵌入其中的電池組充電。

當(dāng)將電子設(shè)備擱置為次級平面諧振器的開口面與充電托架101的頂面平行的狀態(tài)時，可以通過初級平面諧振器產(chǎn)生的沿與充電托架101的頂面垂直的方向的磁場使次級平面諧振器諧振，并且次級平面諧振器可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)將電子設(shè)備擱置為次級平面諧振器的開口面與充電托架101的頂面垂直的狀態(tài)時，可以通過初級平面諧振器產(chǎn)生的沿與充電托架101的頂面水平(或平行)的方向的磁場使次級平面諧振器諧振，并且次級平面諧振器可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。如上所述，根據(jù)各種實施例，無線功率發(fā)射/接收設(shè)備可以引起在發(fā)射單元側(cè)設(shè)置的諧振器模塊的磁場分布相對于擱置接收單元的表面(例如，充電托架101的頂面)傾斜。據(jù)此，可以向配置有次級平面諧振器的各種類型的電子設(shè)備無線地供應(yīng)和發(fā)射功率。

盡管已經(jīng)參照本公開的一些實施例示出并描述了本公開，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不背離如由所附的權(quán)利要求所限定的本公開的精神和范圍的前提下，可以進行形式和細(xì)節(jié)的各種改變。