JP7186784B2 - 多ビーム無線送電システムにおいて安全を確保する方法、及び無線電力を伝送するシステム - Google Patents
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Description
(a)少なくとも2つのビームの軌道上のいずれかの点が所定の安全距離よりも互いに近付いているか否かを決定し、近付いている場合に、(i)少なくとも一つのビームを減衰させること、(ii)少なくとも一つのビームをオフにすること、及び(iii)少なくとも一つのビームをそらすことのうちの少なくとも一つを行うステップ、又は
当該決定に関連付けられたデータをコントローラに送信するステップであって、当該コントローラは、当該データの分析に基づいて、(i)少なくとも一つのビームを減衰させること、(ii) 少なくとも一つのビームをオフにすること、及び(iii)少なくとも一つのビームをそらすことのうちの少なくとも一つを行うように適合されるステップと、
(b)当該送電システムにおいてターゲット上のパターンの画像データを受信することにより、いずれかのビームの経路に反射表面が存在するか否かを検出し、当該画像データから生成された画像が当該ターゲット上の当該パターンの画像データと比較して鏡像の形態を有するか否かを決定し、有する場合に、少なくとも、パターンの画像データが鏡像の形態を有するターゲットに向けられたビームを、(i)減衰させること、(ii)オフにすること、及び(iii)そらすことのうちの少なくとも一つを行うステップ、又は、
当該決定に関連付けられたデータをコントローラに送信するステップであって、当該コントローラは、当該データの分析に基づいて、少なくとも、パターンの画像データが鏡像の形態を有するターゲットに向けられたビームを、(i)減衰させること、(ii)オフにすること、及び(iii)そらすことのうちの少なくとも一つを行うように適合されるステップと
を含む。
(i)第1ビーム及び第2ビームの位置及び配向を決定することと、
(ii)第1ビームを含む少なくとも一つの平面を計算することであって、当該平面はそれぞれが第1ビームの軌道を含むことと、
(iii)第2ビームが当該少なくとも一つの平面に交差する少なくとも一つの点を決定することと、
(iv)第1ビームの軌道からの少なくとも一つの点のそれぞれの間の距離を測定することと
を含んでよい。
(i)それぞれが無線電力のビームを生成する少なくとも2つのビームソースと、
(ii)各ビームソースに関連付けられたビームスキャニングデバイスであって、それぞれが伝送ビームを直接ターゲットに向けるべく適合されたビームスキャニングデバイスと、
(iii)伝送システムに配置されて当該ターゲットのいずれかにおけるパターンの画像データを生成するべく適合されたイメージングユニットと、
(iv)コントローラと
を含み、
当該コントローラは、
(a)少なくとも2つのビームの軌道上のいずれかの点が所定の安全距離よりも互いに近付いているか否かを決定し、近付いている場合に、(i)少なくとも一つのビームを減衰させること、(ii)少なくとも一つのビームをオフにすること、及び(iii)少なくとも一つのビームをそらすことのうちの少なくとも一つを当該システムに行わせるように当該コントローラを構成するステップと、
(b)当該伝送システムにおいて当該パターンの画像データを受信することにより、当該ビームのいずれかの経路に反射表面が存在するか否かを検出し、当該画像データから生成された画像が当該ターゲット上の当該パターンの画像データと比較して鏡像の形態を有するか否かを決定し、有する場合に、(i)少なくとも一つにビームを減衰させること、(ii)少なくとも一つにビームをオフにすること、及び(iii)少なくとも一つにビームをそらすことのうちの少なくとも一つを当該システムに行わせるように当該コントローラを構成するステップと
を行うべく構成される。
(a)少なくとも2つのターゲットの相対的なベクトル位置と、
(b)当該少なくとも2つのビームソースの第1ビームソースからのビームを受信する第1ターゲットの、第1ビームソースに対するベクトル位置と、
(c)当該少なくとも2つのビームソースの第2ビームソースからのビームを受信する第2ターゲットの、第2ビームソースに対するベクトル位置と
に基づくベクトル計算を行うことによって、取得することができる。この場合、当該少なくとも2つのターゲットの相対位置は、当該少なくとも2つのターゲットが単数の受信器に組み入れられるおかげで既知となる。
ここで図3を参照すると、2つのターゲット32及び34を有する典型的な受信器31が示される。これは、少なくとも2つのビーム33及び35を受信し、当該ビームにおけるパワーを電力に変換し、その電力を、当該電力を利用するシステムに導体36を通して供給する。
受信器31は、ビーム33又は35いずれかのわずかな部分、典型的には0.1%~4%であるが、場合によっては25%まで、の反射を生じさせ得るフロント表面を有する。反射の程度は、当該表面の汚染、及び入射角度に依存し得る。
受信器31には、カメラ、コンパス、ジャイロスコープ、加速度計、コンパス、GPS装置、三角測量デバイス、又は相対配向を決定することができるデバイスへの電子的接続のような、空間配向を検出する検出器と、その情報を伝送器に通信するデータ送信器とが装備される。重力方向検出器としての加速度計をコンパスとともに使用することにより、一般的かつ安価な検出システムを容易に達成することができる。かかるデバイスは、MEMSベースのチップとして広く入手可能である。伝送器のソースもまた、受信器の座標系を当該ソースの座標系に直接関連付けることができるように、同様のコンポーネントが装備される必要がある。
ビーム44は、点47においてビーム43と交差する。
ミラー位置の計算は、実際の物体の検出とその「鏡像」の検出を必要とするが、以下の対になった方程式を解くことによって行うことができる。
V4=V2-V2*|V3|/|V2|
|V2|+|V3|=|V1|
|V1|=|V4|
ここで、V1は、実際の物体へのベクトルであり、
V4は、ビームソースから「鏡像」へのベクトルであり、
|Vn|は、ベクトル|Vn|の長さであり、
V2は、ビームがミラーに衝突する当該ミラー上の点へのベクトルであり、
V3は、当該点から受信器の鏡像へのベクトルである。
として定義される。
ここで、tは自由変数、dは方向ベクトル、rは原点である。
Claims (25)
- ビームソース及び多数ターゲットを含む多ビーム無線送電システムにおいて安全を確保する方法であって、
(a)少なくとも2つのビームの軌道上のいずれかの点が所定の安全距離よりも互いに近付いているか否かを決定し、近付いている場合に、
(i)少なくとも一つのビームを減衰させること、(ii)少なくとも一つのビームをオフにすること、及び(iii)少なくとも一つのビームをそらせることのうちの少なくとも一つを行うステップ、又は
前記ビームの近接性の決定に関連付けられたデータをコントローラに送信するステップであって、前記コントローラは、前記データの分析に基づいて、(i)少なくとも一つのビームを減衰させること、(ii)少なくとも一つのビームをオフにすること、及び(iii)少なくとも一つのビームをそらせることのうちの少なくとも一つを行うステップと、
(b)前記多ビーム無線送電システムにおいて画像データを受信することにより、いずれかのビームの経路に反射表面が存在するか否かを検出し、前記画像データがターゲット上のパターンの鏡像の形態を表すか否かを決定し、表す場合に、
少なくとも、パターンの画像データが鏡像の形態を有するターゲットに向けられたビームを、(i)減衰させること、(ii)オフにすること、及び(iii)そらすことのうちの少なくとも一つを行うステップ、又は、
前記鏡像の決定に関連付けられたデータをコントローラに送信するステップであって、前記コントローラは、前記データの分析に基づいて、少なくとも、パターンの画像データが鏡像の形態を有するターゲットに向けられたビームを、(i)減衰させること、(ii)オフにすること、及び(iii)そらすことのうちの少なくとも一つを行うように適合されるステップと
を含む、方法。 - 前記画像データは電子画像データである、請求項1に記載の方法。
- 前記画像データは、前記ターゲットをビームによってスキャンすることによって取得される、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記画像データは、前記ターゲットから送信された電子データの収集によって蓄積される、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記画像データはカメラの使用によって蓄積される、請求項1又は2に記載の方法。
- ステップ(a)及び(b)の決定のいずれかが陽性の場合に警報を発行するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ビームの少なくとも一つは、ビームソースからの伝送ビームである、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ビームの少なくとも一つは、ターゲットから反射されたビームである、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- ビームを前記減衰させることは、前記ビームソースの調整によって行われる、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- ビームを前記オフにすることは、そのビームソースにおいて又はシャッタの使用によって行われる、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも一つのビームを前記そらすことは、ビームスキャニングデバイスの使用によって行われる、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- ビームソースにより伝送されるビームの軌道が、前記ビームソースの既知の位置、並びに空間内で前記ビームを向けるべく使用されるビームスキャナデバイスの既知の配向及び位置の使用によって決定される、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記反射されたビームの位置及び配向は、前記ターゲットに衝突する伝送ビームの軌道と、前記ターゲットの位置及び配向とを確認することによって決定される、請求項8に記載の方法。
- 前記ターゲットの位置及び配向は、前記ターゲットに対する既知位置に取り付けられた加速度計及びコンパスの少なくとも一つを使用することによって決定される、請求項13に記載の方法。
- 前記ターゲットの位置及び配向は、前記ターゲットに機械的に接続されたデバイスから受信される、請求項13に記載の方法。
- 前記ターゲットの位置及び配向は、前記ターゲット又は前記ターゲット上のパターンの画像を分析することによって計算される、請求項13に記載の方法。
- 前記少なくとも2つのビームの軌道上のいずれかの点が所定の安全距離よりも互いに近付いているか否かを決定することは、
(i)第1ビーム及び第2ビームの位置及び配向を決定することと、
(ii)前記第1ビームを含む少なくとも一つの平面を計算することであって、前記平面はそれぞれが前記第1ビームの軌道を含むことと、
(iii)前記第2ビームが前記少なくとも一つの平面の一つと交差する少なくとも一つの点を決定することと、
(iv)前記第1ビームの軌道からの前記少なくとも一つの点のそれぞれの間の距離を測定することと
を含む、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。 - 前記少なくとも2つのビームの軌道上のいずれかの点が所定の安全距離よりも互いに近づいている場合、前記分析することはさらに、前記少なくとも2つのビームの予測される結合パワーレベルが所定の安全レベルよりも大きいか否かを決定することを含む、請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも2つのビームの軌道上のいずれかの点が所定の安全距離よりも互いに近づいているか否かを決定するステップから得られる前記データの分析はさらに、2以上のビームに関連付けられた全体的リスクを、前記ビームの交差確率と、前記ビームの結合パワーレベルが所定の安全レベルを超える確率との双方を考慮することによって計算することを含む、請求項1から18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ターゲットの少なくともいくつかが携帯電話デバイスに取り付けられる、請求項1から19のいずれか一項に記載の方法。
- 無線電力を、前記無線電力を受信するべく適合された多数のターゲットに伝送するシステムであって、
それぞれが前記無線電力のビームを生成する少なくとも2つのビームソースと、
各ビームソースに関連付けられたビームスキャニングデバイスであって、それぞれが伝送ビームを直接ターゲットに向けるべく適合されたビームスキャニングデバイスと、
前記伝送するシステムに配置されて前記ターゲットのいずれかにおけるパターンの画像データを生成するべく適合されたイメージングユニットと、
コントローラと
を含み、
前記コントローラは、
(a)少なくとも2つのビームの軌道上のいずれかの点が所定の安全距離よりも互いに近付いているか否かを決定し、近付いている場合に、前記コントローラを、前記システムに
(i)少なくとも一つのビームを減衰させること、
(ii)少なくとも一つのビームをオフにすること、及び
(iii)少なくとも一つのビームをそらせること
のうちの少なくとも一つを行わせるように構成するステップ
と、
(b)前記伝送するシステムにおいて前記パターンの前記画像データを受信することにより、前記ビームのうちのいずれかの経路に反射表面が存在するか否かを検出し、前記画像データから生成された画像が前記ターゲット上の前記パターンの画像データと比較して鏡像の形態を有するか否かを決定し、有する場合に、前記コントローラを、前記システムに
(i)少なくとも一つのビームを減衰させること、
(ii)少なくとも一つのビームをオフにすること、及び
(iii)少なくとも一つのビームをそらせること
のうちの少なくとも一つを行わせるように構成するステップと
を行うように構成される、システム。 - 前記少なくとも2つのビームソースの相対的な幾何学的位置が既知である、請求項21に記載のシステム。
- 前記少なくとも2つのビームソースの前記相対的な幾何学的位置は、当該ビームソース間の機械的接続のおかげで既知である、請求項22に記載のシステム。
- 前記少なくとも2つのビームソースの前記相対的な幾何学的位置は、
(a)少なくとも2つのターゲットの相対的なベクトル位置と、
(b)前記少なくとも2つのビームソースの第1ビームソースからのビームを受信する第1ターゲットの、前記第1ビームソースに対するベクトル位置と、
(c)前記少なくとも2つのビームソースの第2ビームソースからのビームを受信する第2ターゲットの、前記第2ビームソースに対するベクトル位置と
に基づくベクトル計算を行うことによって既知である、請求項22に記載のシステム。 - 前記少なくとも2つのビームソースの前記相対的な位置は、前記少なくとも2つのターゲットが単数の受信器に組み入れられるおかげで既知となる、請求項24に記載のシステム。
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