CN106451666A - 毫米电波无线充电的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种毫米电波无线充电装置，包括：毫米电波产生器，用于产生和发射毫米电波，所述毫米电波用于对待充电设备进行充电；所述装置还包括固定安装在所述毫米电波产生器上的激光瞄准器，所述激光瞄准器用于发射和接收激光束，所述激光束与所述毫米电波的发射方向相同；所述装置还包括旋转平台，所述毫米电波产生器固定连接于所述旋转平台的外表面，所述旋转平台用于通过旋转调节所述毫米电波产生器发射的毫米电波的方向。所述激光瞄准器还用于计算接收到的激光束对应的反射率，根据所述反射率生成用于控制所述旋转平台暂停旋转的第一控制信号和用于控制所述旋转平台旋转的第二控制信号。采用本发明，可提高无线充电的效率。

Description

毫米电波无线充电的装置及方法

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种毫米电波无线充电的装置及方法。

背景技术

目前，移动终端如手机等以其携带和使用便利受到人们的青睐，并且作为通讯工具其功能也越来越强大，而在移动终端的使用过程中，由于其电池容量有限，经常需要使用充电装置给电池充电，无线充电技术作为一种更加简便灵活的充电方式正在被越来越广泛的进行研究并投入应用。

无线充电技术主要是利用电磁感应原理，通过在线圈中输入交变电流，产生磁场，在附近线圈中感应出电动势，产生电流，从而实现无线充电。但是，现有的电磁感应充电技术对移动终端与充电设备的放置位置精度要求较高，因此，传统技术中的无线充电技术存在充电效率较低的问题。

发明内容

基于此，为解决传统技术中无线充电效率较低的技术问题，特提出了一种毫米电波无线充电装置。

一种毫米电波无线充电装置，包括：毫米电波产生器，用于产生和发射毫米电波，所述毫米电波用于对待充电设备进行充电；

所述装置还包括固定安装在所述毫米电波产生器上的激光瞄准器，所述激光瞄准器用于发射和接收激光束，所述激光束与所述毫米电波的发射方向相同；

所述装置还包括旋转平台，所述毫米电波产生器固定连接于所述旋转平台的外表面，所述旋转平台用于通过旋转调节所述毫米电波产生器发射的毫米电波的方向；

所述激光瞄准器还用于计算接收到的激光束对应的反射率，根据所述反射率生成用于控制所述旋转平台暂停旋转的第一控制信号和用于控制所述旋转平台旋转的第二控制信号。

可选的，所述装置还包括套接在所述毫米电波产生器的出射口的束波罩，用于限制所述毫米电波的发散角；

所述束波罩朝所述毫米电波的发射方向延展的边缘的内表面涂覆有毫米电波吸收层，用于吸收衍射波。

可选的，所述激光瞄准器包括激光发射管，用于发射所述激光束；

所述激光瞄准器还包括与所述激光发射管相连的激光感应器，用于接收激光束，且计算所述接收到的激光束对应的反射率，根据所述反射率生成用于控制所述旋转平台暂停旋转的第一控制信号和用于控制所述旋转平台旋转的第二控制信号。

可选的，所述激光感应器还用于：

在所述反射率大于或等于预设的第一阈值时，生成用于控制所述旋转平台暂停旋转的第一控制信号。

可选的，所述激光感应器还用于：

在所述反射率小于预设的第二阈值时，生成用于控制所述旋转平台旋转的第二控制信号。

可选的，所述激光感应器还用于根据公式：

计算所述反射率R，其中I_re为所述接收到的激光束的光功率，I_in为所述发射的激光束的光功率。

可选的，所述旋转平台为半球形，所述毫米电波产生器沿着所述旋转平台的半球形的外表面移动。

此外，为解决传统技术中无线充电效率较低的技术问题，还提出了一种毫米电波无线充电方法。

一种毫米电波无线充电方法，包括：

所述激光瞄准器发射激光束，接收反射的激光束，根据所述接收到的反射的激光束计算相应的反射率，在所述反射率大于或等于预设的第一阈值时，生成用于控制所述旋转平台暂停旋转的第一控制信号，在所述反射率小于预设的第二阈值时，生成用于控制所述旋转平台旋转的第二控制信号，向所述旋转平台发送所述第一控制信号或第二控制信号；

所述旋转平台在接收到所述第一控制信号时，暂停转动；在接收到所述第二控制信号时，恢复转动；

所述毫米电波产生器发射毫米电波，对所述待充电设备进行充电，所述毫米电波与所述激光束的发射方向相同。

可选的，所述毫米电波产生器发射毫米电波还包括：

所述毫米电波产生器在所述旋转平台暂停转动时，发射毫米电波，在所述旋转平台恢复转动时，暂停发射毫米电波。

可选的，所述计算所述接收到的激光束对应的反射率为根据公式：

计算所述反射率R，其中I_re为所述接收到的激光束的光功率，I_in为所述发射的激光束的光功率。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

在本发明实施例中，由于采用激光瞄准装置和电动转动装置对出射的毫米电波的方向进行调节，使得充电过程中毫米电波能一直对准移动终端的充电感应区，从而保证移动终端的位置在一定范围内发生改变时，装置能及时检测出其位置变化调整毫米电波的方向，使得充电过程能继续进行；同时，由于毫米电波的发散性较低，套接于毫米电波产生器出射口的束波罩又能进一步地限制毫米电波的发散角，束波罩边缘内表面涂覆的毫米电波吸收层可以降低衍射损耗，减少空间辐射的毫米电波，从而降低对人体的影响；另外，更小的发散角和更低的衍射损耗可以减少毫米电波能量的损失，提高毫米电波的利用率，从而提高无线充电的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为一个实施例中一种毫米电波无线充电装置的示意图；

图2为一个实施例中一种毫米电波无线充电装置的示意图；

图3为一个实施例中一种毫米电波无线充电方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为解决传统技术中无线充电效率较低的技术问题，特提出了一种毫米电波无线充电装置，以下结合附图进行描述。

如附图1和附图2所示，为本发明一个实施例中一种毫米电波无线充电装置的示意图，包括毫米电波产生器11，用于产生和发射毫米电波30，所述毫米电波30用于对待充电设备20进行充电。

所述装置还包括固定安装在所述毫米电波产生器11上的激光瞄准器12，所述激光瞄准器12用于发射和接收激光束40，所述激光束40与所述毫米电波30的发射方向相同。

所述装置还包括旋转平台13，所述毫米电波产生器11固定连接于所述旋转平台13的外表面，所述旋转平台13用于通过旋转调节所述毫米电波产生器11发射的毫米电波30的方向。

所述激光瞄准器12还用于计算接收到的激光束40对应的反射率，根据所述反射率生成用于控制所述旋转平台13暂停旋转的第一控制信号和用于控制所述旋转平台13旋转的第二控制信号。

在本实施例中，所述装置还包括套接在所述毫米电波产生器11的出射口的束波罩14，用于限制所述毫米电波30的发散角。

所述束波罩14朝所述毫米电波30的发射方向延展的边缘的内表面涂覆有毫米电波吸收层15，用于吸收衍射波。

在本实施例中，所述激光瞄准器12包括激光发射管121，用于发射所述激光束40。

所述激光瞄准器12还包括与所述激光发射管121相连的激光感应器122，用于接收激光束40，且计算所述接收到的激光束40对应的反射率，根据所述反射率生成用于控制所述旋转平台13暂停旋转的第一控制信号和用于控制所述旋转平台13旋转的第二控制信号。

在本实施例中，所述激光感应器122还用于：

在所述反射率大于或等于预设的第一阈值时，生成用于控制所述旋转平台13暂停旋转的第一控制信号。

在本实施例中，所述激光感应器122还用于：

在所述反射率小于预设的第二阈值时，生成用于控制所述旋转平台13旋转的第二控制信号。

在本实施例中，所述激光感应器122还用于根据公式：

计算所述反射率R，其中I_re为所述接收到的激光束40的光功率，I_in为所述发射的激光束40的光功率。

在本实施例中，所述旋转平台13为半球形，所述毫米电波产生器11沿着所述旋转平台13的半球形的外表面移动。

在本实施例中，该毫米电波无线充电装置在对待充电设备20进行充电之前，旋转平台13在转动过程中带动激光瞄准器12转动，激光发射管121所发射的激光束40的方向也会随之变化，从而实现在空间范围内进行扫描的功能。由于不同物质对于激光束40的反射率不同，通过探测反射回激光感应器122上的光功率计算对应的反射率就可以判断激光束40是否照射到待充电设备20的充电感应区21上。

当所计算得到的反射率高于设定的第一阈值时，判定激光束40照射到了待充电设备20的充电感应区21上，激光感应器122向旋转平台13发送第一控制信号，旋转平台13在接收到第一控制信号时，暂停转动；毫米电波产生器11发射毫米电波30，对待充电设备20进行充电。其中，待充电设备20的充电感应区21上内置有可以吸收毫米电波30的天线装置，并连接到内部的电能转换器，将毫米电波30转换成电流后对待充电设备20进行充电。

当所计算得到的反射率低于设定的第二阈值时，判定激光束40没有照射到待充电设备20的充电感应区21上，毫米电波产生器11暂停发射毫米电波30，暂停充电过程，激光感应器122向旋转平台13发送第二控制信号，旋转平台13在接收到第二控制信号时，继续转动，在空间范围内进行扫描，寻找待充电设备20。这样，用户手持待充电设备20在一定的空间范围内移动时，该毫米波无线充电装置可以检测到待充电设备20的运动状态，并通过旋转平台13随之调整毫米电波30的出射方向，保证充电过程持续进行。

此外，为解决传统技术中无线充电效率较低的技术问题，还提出了一种毫米电波无线充电方法。

如图2所示为一个实施例中一种毫米电波无线充电方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S102：所述激光瞄准器12发射激光束40，接收反射的激光束40，根据所述接收到的反射的激光束40计算相应的反射率，在所述反射率大于或等于预设的第一阈值时，生成用于控制所述旋转平台13暂停旋转的第一控制信号，在所述反射率小于预设的第二阈值时，生成用于控制所述旋转平台13旋转的第二控制信号，向所述旋转平台13发送所述第一控制信号或第二控制信号。

在本实施例中，该毫米电波无线充电装置在对待充电设备20进行充电之前，旋转平台13在转动过程中带动激光瞄准器12转动，激光发射管121所发射的激光束40的方向也会随之变化，从而实现在空间范围内进行扫描的功能。由于不同物质对于激光束40的反射率不同，通过探测反射回激光感应器122上的光功率计算对应的反射率就可以判断激光束40是否照射到待充电设备20的充电感应区21上。

在本实施例中，所述计算所述接收到的激光束40对应的反射率为根据公式：

计算所述反射率R，其中I_re为所述接收到的激光束40的光功率，I_in为所述发射的激光束40的光功率。

步骤S104：所述旋转平台13在接收到所述第一控制信号时，暂停转动；在接收到所述第二控制信号时，恢复转动。

步骤S106：所述毫米电波产生器11发射毫米电波30，对所述待充电设备20进行充电，所述毫米电波30与所述激光束40的发射方向相同。

当所计算得到的反射率高于设定的第一阈值时，判定激光束40照射到了待充电设备20的充电感应区21上，激光感应器122向旋转平台13发送第一控制信号，旋转平台13在接收到第一控制信号时，暂停转动；毫米电波产生器11发射毫米电波30，对待充电设备20进行充电。其中，待充电设备20的充电感应区21上内置有可以吸收毫米电波30的天线装置，并连接到内部的电能转换器，将毫米电波30转换成电流后对待充电设备20进行充电。

当所计算得到的反射率低于设定的第二阈值时，判定激光束40没有照射到待充电设备20的充电感应区21上，毫米电波产生器11暂停发射毫米电波30，暂停充电过程，激光感应器122向旋转平台13发送第二控制信号，旋转平台13在接收到第二控制信号时，继续转动，在空间范围内进行扫描，寻找待充电设备20。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

在本发明实施例中，由于采用激光瞄准装置和电动转动装置对出射的毫米电波的方向进行调节，使得充电过程中毫米电波能一直对准移动终端的充电感应区，从而保证移动终端的位置在一定范围内发生改变时，装置能及时检测出其位置变化调整毫米电波的方向，使得充电过程能继续进行；同时，由于毫米电波的发散性较低，套接于毫米电波产生器出射口的束波罩又能进一步地限制毫米电波的发散角，束波罩边缘内表面涂覆的毫米电波吸收层可以降低衍射损耗，减少空间辐射的毫米电波，从而降低对人体的影响；另外，更小的发散角和更低的衍射损耗可以减少毫米电波能量的损失，提高毫米电波的利用率，从而提高无线充电的效率。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种毫米电波无线充电装置，其特征在于，所述装置包括毫米电波产生器，用于产生和发射毫米电波，所述毫米电波用于对待充电设备进行充电；

所述装置还包括固定安装在所述毫米电波产生器上的激光瞄准器，所述激光瞄准器用于发射和接收激光束，所述激光束与所述毫米电波的发射方向相同；

所述装置还包括旋转平台，所述毫米电波产生器固定连接于所述旋转平台的外表面，所述旋转平台用于通过旋转调节所述毫米电波产生器发射的毫米电波的方向；

所述激光瞄准器还用于计算接收到的激光束对应的反射率，根据所述反射率生成用于控制所述旋转平台暂停旋转的第一控制信号和用于控制所述旋转平台旋转的第二控制信号。

2.如权利要求1所述的毫米电波无线充电装置，其特征在于，所述装置还包括套接在所述毫米电波产生器的出射口的束波罩，用于限制所述毫米电波的发散角；

所述束波罩朝所述毫米电波的发射方向延展的边缘的内表面涂覆有毫米电波吸收层，用于吸收衍射波。

3.如权利要求1所述的毫米电波无线充电装置，其特征在于，所述激光瞄准器包括激光发射管，用于发射所述激光束；

所述激光瞄准器还包括与所述激光发射管相连的激光感应器，用于接收激光束，且计算所述接收到的激光束对应的反射率，根据所述反射率生成用于控制所述旋转平台暂停旋转的第一控制信号和用于控制所述旋转平台旋转的第二控制信号。

4.如权利要求3所述的毫米电波无线充电装置，其特征在于，所述激光感应器还用于：

在所述反射率大于或等于预设的第一阈值时，生成用于控制所述旋转平台暂停旋转的第一控制信号。

5.如权利要求3所述的毫米电波无线充电装置，其特征在于，所述激光感应器还用于：

在所述反射率小于预设的第二阈值时，生成用于控制所述旋转平台旋转的第二控制信号。

6.如权利要求3所述的毫米电波无线充电装置，其特征在于，所述激光感应器还用于根据公式：

$R=\frac{I_{re}}{I_{in}}$

计算所述反射率R，其中I_re为所述接收到的激光束的光功率，I_in为所述发射的激光束的光功率。

7.如权利要求1所述的毫米电波无线充电装置，其特征在于，所述旋转平台为半球形，所述毫米电波产生器沿着所述旋转平台的半球形的外表面移动。

8.一种毫米电波无线充电方法，所述方法基于上述权利要求1～7项任一项所述的毫米电波无线充电装置，其特征在于，所述方法包括：

所述激光瞄准器发射激光束，接收反射的激光束，根据所述接收到的反射的激光束计算相应的反射率，在所述反射率大于或等于预设的第一阈值时，生成用于控制所述旋转平台暂停旋转的第一控制信号，在所述反射率小于预设的第二阈值时，生成用于控制所述旋转平台旋转的第二控制信号，向所述旋转平台发送所述第一控制信号或第二控制信号；

所述旋转平台在接收到所述第一控制信号时，暂停转动；在接收到所述第二控制信号时，恢复转动；

所述毫米电波产生器发射毫米电波，对所述待充电设备进行充电，所述毫米电波与所述激光束的发射方向相同。

9.如权利要求8所述的毫米电波无线充电方法，其特征在于，所述毫米电波产生器发射毫米电波还包括：

所述毫米电波产生器在所述旋转平台暂停转动时，发射毫米电波，在所述旋转平台恢复转动时，暂停发射毫米电波。

10.如权利要求8所述的毫米电波无线充电方法，其特征在于，所述计算所述接收到的激光束对应的反射率为根据公式：

$R=\frac{I_{re}}{I_{in}}$

计算所述反射率R，其中I_re为所述接收到的激光束的光功率，I_in为所述发射的激光束的光功率。