KR20120134072A - System and method for contactless power transfer in portable image detectors - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예들은 일반적으로 무접촉 전력 전달 시스템들에 관한 것이고, 더욱 특히, 휴대용 이미지 검출기들에서 무접촉 전력 전달을 위한 시스템들에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention generally relate to contactless power delivery systems, and more particularly to systems for contactless power delivery in portable image detectors.
통상적으로, 이미징 디바이스들은 의료적 진단을 위해 사용된다. 이미징 디바이스들은 진단을 위해 이미지를 검출하도록 사용되는 이미지 검출기를 포함한다. 이미지 검출기들은 고정 또는 휴대용 이미지 검출기들이다. 휴대용 이미지 검출기들은 재충전불가능 또는 재충전가능 배터리들을 포함할 수도 있는 배터리들로 동작한다.Typically, imaging devices are used for medical diagnosis. Imaging devices include an image detector that is used to detect an image for diagnosis. Image detectors are fixed or portable image detectors. Portable image detectors operate with batteries that may include non-rechargeable or rechargeable batteries.
재충전불가능 배터리들은 통상적으로, 일정 기간 이후에 교체된다. 일반적으로, 재충전가능 배터리들은 배터리 교체 사이의 시간을 연장하기 위해 사용되고 비용 효율적이다. 통상적으로, 재충전가능 배터리들은 킬로헤르쯔 단위로 측정된 주파수에서 동작하는 유도성 접속 시스템에 의해 재충전된다. 유도성 접속 시스템의 동작 주파수는 이미지 검출기에 영향을 미치고, 이미지들에 아티팩트(artifact)들을 도입함으로써 이미지의 품질을 저하시키는데 충분한 전자기파들을 발생시킨다.
Non-rechargeable batteries are typically replaced after a period of time. In general, rechargeable batteries are used and cost effective to extend the time between battery replacements. Typically, rechargeable batteries are recharged by an inductive connection system operating at a frequency measured in kilohertz. The operating frequency of the inductive connection system affects the image detector and generates enough electromagnetic waves to degrade the quality of the image by introducing artifacts into the images.
배터리 충전을 위한 개선된 시스템 및 방법에 대한 필요성이 존재한다.
There is a need for improved systems and methods for battery charging.
일 실시예에서, 휴대용 이미지 검출기 내에 배치된 재충전가능 배터리를 충전하기 위해 휴대용 이미지 검출기에서 무접촉 전력 전달을 위한 시스템이 제공된다. 이 시스템은 전원에 접속가능한 제 1 코일을 포함하고, 여기서, 제 1 코일은 자기장을 생성하도록 구성된다. 시스템은 휴대용 이미지 검출기내에 배치된 재충전가능 배터리에 접속되고, 자기장을 통해 제 1 코일로부터 전력을 수신하여 그 전력을 재충전가능 배터리로 전달하도록 구성된 제 2 코일을 더 포함한다. 시스템은 또한, 제 1 코일과 제 2 코일 사이에 배치되고, 제 2 코일상에 자기장을 집속하고 제 1 코일과 제 2 코일 사이의 접속을 강화하기 위해 정상파 전류 분포를 갖는 셀프 공진 코일로서 구성된 필드 집속(field focusing) 엘리먼트를 포함한다.In one embodiment, a system is provided for contactless power transfer in a portable image detector to charge a rechargeable battery disposed within the portable image detector. The system includes a first coil connectable to a power source, where the first coil is configured to generate a magnetic field. The system further includes a second coil connected to the rechargeable battery disposed in the portable image detector and configured to receive power from the first coil via a magnetic field and transfer the power to the rechargeable battery. The system is also a field disposed between the first coil and the second coil and configured as a self-resonant coil having a standing wave current distribution to focus a magnetic field on the second coil and to strengthen the connection between the first coil and the second coil. It includes a field focusing element.
다른 실시예에서, 휴대용 이미지 검출기에 배치된 재충전가능 배터리의 무접촉 충전을 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 전원에 접속된 제 1 코일을 통해 자기장을 발생시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 필드 집속 엘리먼트를 통해 자기장을 제 2 코일로 집속하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 또한 자기장을 통해 전력을 제 1 코일로부터 제 2 코일로 전달하는 단계를 포함한다. 이 방법은 전력을 제 2 코일로부터 휴대용 이미지 검출기내에 배치된 재충전가능 배터리로 송신하는 단계를 더 포함한다.
In another embodiment, a method for contactless charging of a rechargeable battery disposed in a portable image detector is provided. The method includes generating a magnetic field through a first coil connected to a power source. The method further includes focusing the magnetic field through the field focusing element to the second coil. The method also includes transferring power from the first coil to the second coil via a magnetic field. The method further includes transmitting power from the second coil to a rechargeable battery disposed in the portable image detector.
본 발명의 이들 및 다른 특징들, 양태들, 및 이점들은, 부호들이 도면들 전반적으로 동일한 부분들을 나타내는 첨부한 도면들을 참조하여 아래의 상세한 설명을 읽을 때 더 양호하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 채널 필드-집속 엘리먼트를 포함하는 휴대용 이미지 검출기에서 무접촉 전력 전달을 위한 시스템의 블록도 표현이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 채널 필드-집속 엘리먼트를 포함하는 휴대용 이미지 검출기에서 무접촉 전력 전달을 위한 시스템의 대안의 구성의 블록도 표현이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 이미지 검출기로부터 전자 디바이스로 디지털 이미지 데이터를 전달하도록 구성된 무선파 안테나 및 단일 채널 필드 집속 엘리먼트를 포함하는 휴대용 이미지 검출기에서 무접촉 전력 전달을 위한 시스템의 다른 대안의 구성의 블록도 표현이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단일 채널 필드 집속 엘리먼트를 포함하는 휴대용 이미지 검출기에서 무접촉 전력 전달을 위한 시스템의 대안의 구성의 블록도 표현이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 이미지 검출기에 배치된 재충전가능 배터리의 무접촉 충전을 위한 방법에 수반된 단계들을 나타내는 플로우차트이다.These and other features, aspects, and advantages of the present invention will be better understood upon reading the following detailed description with reference to the accompanying drawings, in which like numerals represent like parts throughout the figures.
1 is a block diagram representation of a system for contactless power delivery in a portable image detector comprising two channel field-focusing elements in accordance with one embodiment of the present invention.
2 is a block diagram representation of an alternative configuration of a system for contactless power delivery in a portable image detector comprising two channel field-focusing elements in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is another alternative of a system for contactless power transfer in a portable image detector comprising a radio channel antenna and a single channel field focusing element configured to transfer digital image data from a portable image detector to an electronic device in accordance with an embodiment of the present invention. The block diagram of the composition of is also represented.
4 is a block diagram representation of an alternative configuration of a system for contactless power delivery in a portable image detector including a single channel field focusing element in accordance with another embodiment of the present invention.
5 is a flowchart showing the steps involved in a method for contactless charging of a rechargeable battery disposed in a portable image detector according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예들은 휴대용 이미지 검출기내에 배치된 재충전가능 배터리를 충전하는 휴대용 이미지 검출기에서 무접촉 전력 전달을 위한 시스템을 포함한다. 이 시스템은 전원에 접속가능한 제 1 코일을 포함한다. 제 1 코일은 휴대용 이미지 검출기내에 배치된 재충전가능 배터리에 접속된 제 2 코일에 접속되는 자기장을 생성한다. 제 2 코일은 자기장을 통해 제 1 코일로부터 전력을 수신하고, 그 전력을 재충전가능 배터리로 더 전달한다. 무접촉 전력 전달 시스템은 또한, 제 1 코일과 제 2 코일 사이에 배치되는 필드-집속 엘리먼트를 포함한다. 필드-집속 엘리먼트는 제 2 코일상에 자기장을 집속하고 제 1 코일과 제 2 코일 사이의 접속을 강화하기 위해 정상파 전류 분포를 갖는 셀프-공진 코일로서 작용한다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 용어들 "a" 및 "an"은 양의 한정을 나타내지 않고, 오히려, 참조 아이템 중 적어도 하나의 존재를 나타낸다. 여기에서 사용되는 바와 같이, "접속된"은 직접 또는 간접이든, 임의의 적절한 수단에 의해 연결되는 것을 의미한다.Embodiments of the present invention include a system for contactless power transfer in a portable image detector that charges a rechargeable battery disposed within the portable image detector. The system includes a first coil connectable to a power source. The first coil generates a magnetic field that is connected to a second coil that is connected to a rechargeable battery disposed within the portable image detector. The second coil receives power from the first coil via a magnetic field and further transfers the power to the rechargeable battery. The contactless power delivery system also includes a field-focusing element disposed between the first coil and the second coil. The field-focusing element acts as a self-resonant coil with standing wave current distribution to focus the magnetic field on the second coil and to strengthen the connection between the first coil and the second coil. As used herein, the terms "a" and "an" do not represent a positive limitation, but rather, indicate the presence of at least one of the reference items. As used herein, “connected” means connected by any suitable means, whether directly or indirectly.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 채널 필드-집속 엘리먼트(14)를 포함하는 휴대용 이미지 검출기(12)에서 무접촉 전력 전달을 위한 시스템(10)의 블록도 표현이다. 예시적인 실시예에서, 휴대용 이미지 검출기(12)는 X-선 이미지 검출기 또는 초음파 스캐너를 포함할 수도 있다. 시스템(10)은 충전 디바이스(16)를 더 포함한다. 충전 디바이스(16)는 일 예에서 도킹 스테이션(docking station)을 포함한다.1 is a block diagram representation of a
도 1에 도시된 실시예에서, 전원(18)이 그 전원(18)으로부터 수신된 AC 전력(22)을 DC 전력(24)으로 변환하는 충전 디바이스(16)의 제 1 정류기(20)에 접속된다. 제 1 정류기(20)에 의해 제공된 DC 전력(24)은 고주파수 인버터(26)에 공급된다. 고주파수 인버터(26)는 DC 전력(24)을 고주파수 AC 전력(28)으로 변환한다. 고주파수 AC 전력(28)은 충전 디바이스(16)에 제공된 제 1 코일(30)에 더 송신된다. 제 1 코일(30)은 고주파수 AC 전력(28)을 수신하여, 그 고주파수 AC 전력(28)에 기초하여 자기장(32)을 발생시킨다. 충전 디바이스(16)는 정지형 충전 디바이스 또는 휴대용 충전 디바이스를 포함할 수도 있다.In the embodiment shown in FIG. 1, a
자기장(32)은 제 1 코일(30)과 제 2 코일(34) 사이에 배치된 필드-집속 엘리먼트(14)를 통해 휴대용 이미지 검출기(12)에 제공된 제 2 코일(34)상에 집속된다. 도 1의 실시예에서, 필드-집속 엘리먼트(14)는 충전 디바이스(16)내에 위치된다. 다른 실시예에서, 필드-집속 엘리먼트(14)는 휴대용 이미지 검출기내에 배치될 수도 있다. 특정한 실시예에서, 필드 집속 엘리먼트는 1 메가헤르쯔 이상에서 동작한다. 필드-집속 엘리먼트(14)는, 여기에 참조로서 그 전체가 포함되는 2010년 3월 25일 출원된 공동 양도된 미국 특허 출원 제 12/731497 호 및 2010년 10월 28일 출원된 제 12/914512 호에 기재된 바와 같이 제 2 코일(34)상에 자기장(32)을 집속하고 제 1 코일(30)과 제 2 코일(34) 사이의 접속을 강화하기 위해 정상파 전류 분포를 갖는 셀프-공진 코일로서 작용한다. 일 실시예에서, 필드-집속 엘리먼트(14)는 적어도 하나의 공진기를 포함한다. 적어도 하나의 공진기는 전기장, 자기장, 또는 전자기장 중 적어도 하나를 집속하도록 구성될 수도 있다. 더욱 특정한 실시예에서, 적어도 하나의 공진기는 스플릿 링 구조, 원형 루프 구조, 헬리컬(helical) 구조, 코흐 프랙탈(Koch fractal), 오메가 구조, 또는 나선형 구조를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 적어도 하나의 공진기는 유전체 매체, 자기 매체, 또는 자기-유전체 매체 중 적어도 하나 내에 배치된다. 또한, 특정한 실시예에서, 적어도 하나의 공진기는 복수의 공진기들을 포함하고, 복수의 공진기들 중 적어도 2개는 상이한 공진 주파수들을 갖는다. 일 실시예에서, 상이한 공진 주파수들은 전력 및 데이터 신호들의 동시 전달을 가능하게 한다.The
휴대용 이미지 검출기(12)내에 배치된 제 2 코일(34)은 제 1 코일(30)에 의해 발생된 자기장(32)을 통해 제 1 코일(30)로부터 고주파수 AC 전력(28)을 수신한다. 제 2 코일(34)은 고주파수 AC 전력(28)을 휴대용 이미지 검출기(12)내의 제 2 코일(34)에 접속된 재충전가능 배터리(36)로 전달한다. 제 2 정류기(38)가 제 2 코일(34)과 재충전가능 배터리(36) 사이에 배치될 수 있어서, DC 전력(40)을 재충전가능 배터리(36)로 전달하기 이전에, 제 2 코일(34)로부터 고주파수 AC 전력(28)을 수신하여 그 고주파수 AC 전력을 DC 전력(40)으로 변환한다. 일 실시예에서, 재충전가능 배터리(36)로 전달된 DC 전력(40)은 약 1와트 내지 약 100와트의 범위 이내이다. 재충전가능 배터리로 전달된 DC 전력(40)의 범위는, 전력이 휴대용 이미지 검출기를 충전하기 위해 사용되는지, 또는 전력이 휴대용 이미지 검출기의 충전 및 이미징 동작을 위한 전력의 동시 제공 양자를 위해 사용되는지와 같은 휴대용 이미지 검출기(12)의 동작 조건의 타입에 기초하여 변화한다. 또한, 동작을 위해 요구되는 DC 전력(40)은 검출기 구성에 기초하여 또한 변화한다.The
도 1의 실시예에서, 재충전가능 배터리(36)가 그 재충전가능 배터리(36)의 충전을 관리하는 배터리 관리 시스템(BMS; 42)에 접속된다. 일 실시예에서, BMS(42)는 재충전가능 배터리(36)에서의 전력 레벨들을 나타내는 신호들(48)을 추적하고, 재충전가능 배터리(36)를 충전하는데 요구되는 전력과 시간을 계산한다. 다른 실시예에서, BMS(42)는 재충전가능 배터리(36)로 진입하는 DC 전력(40)의 전압을 조절한다. 일부 실시예들에서, BMS(42)는 재충전가능 배터리(36)의 전압 및 충전 레벨에 관한 데이터(44)를 제공하기 위해 충전 디바이스(16)내에 배치된 고주파수 인버터(26)와 통신한다.In the embodiment of FIG. 1,
BMS(42)는 그 BMS(42)에 의해 발생된 데이터 신호들(44)을 수신하고, 그 데이터 신호들(44)을 변조하여 변조된 데이터 신호들(50)을 제공하는 고주파수 변조기(46)에 통신가능하게 접속된다. 고주파수 변조기(46)는 제 2 코일(34)에 접속된다. 제 2 코일(34)은 변조된 데이터 신호들(50)을 필드-집속 엘리먼트(14)를 통해 제 1 코일(30)상에 집속되는 데이터 자기장(52)으로 변환한다. 이러한 실시예에서, 필드-집속 엘리먼트(14)는 AC 전력(28)을 전달하기 위한 하나의 채널 및 변조된 데이터 신호들(50)을 전달하기 위한 제 2 채널을 포함하는 2개의 채널 필드-집속 엘리먼트를 포함한다. 전력 필터(53)가 제 2 코일(34)과 고주파수 변조기(46) 사이에 배치될 수도 있어서, 제 1 코일(30)로부터 수신된 고주파수 AC 전력(28)을 고주파수 변조기(46)로부터 분리할 수도 있다.The
제 1 코일(30)은 데이터 자기장(52)을 수신하고 변조된 데이터 신호들(50)을 나타내는 신호들(150)을 복조기(54)로 전달한다. 충전 디바이스(16)에서의 전력 필터(56)가 복조기(54)로부터 진입하는 고주파수 AC 전력(28)을 제 1 코일(30)내에 한정하도록 사용될 수도 있다. 복조기(54)는 데이터 신호들(44)을 나타내는 신호들(144)을 변조된 데이터 신호들(150)로부터 추출하고, 데이터 신호들(144)을 인버터 제어기(58)로 전달한다. 인버터 제어기(58)는 고주파수 인버터(26)가 데이터 신호들(144)에 기초하여 제어 신호들(60)을 제공함으로써 충전 디바이스(16)에서 동작하는 전력의 전압 및 주파수를 제어한다. 인버터 제어기(58)는 전압 및 충전 상황을 데이터 신호들(144)로부터 식별하고, 그에 따라 인버터 동작을 조절하여 재충전가능 배터리(36)에 원하는 충전을 제공한다.The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 코일(30)에 접속된 2개의 채널 필드-집속 엘리먼트(14)를 포함하는 휴대용 이미지 검출기(12)에서 무접촉 전력 전달을 위한 시스템(10)의 대안의 구성의 블록도 표현이다. 도 2의 특정한 실시예에서, 고주파수 인버터(26) 및 제어기(58)는 선형 증폭기(59) 및 신호 발생기(61)로 대체된다. 신호 발생기(61)는 고주파수 사인파들(63)을 발생시키고 그 사인파들을 선형 증폭기(59)로 전달하는 고주파수 오실레이터를 포함한다. 선형 증폭기(59)는 신호 발생기(61)에 의해 제공된 고주파수 사인파들(63)을 제 1 정류기(20)에 의해 제공된 DC 전력(24)과 결합하여 고주파수 AC 전력(28)을 제공한다.2 shows a
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 배터리 관리 시스템(42)으로부터 데이터 신호들(44) 및 원하는 경우에는 이미지 저장 디바이스(45)로부터 이미지 데이터(43)를 전달하도록 구성된 단일 채널 필드 집속 엘리먼트(62) 및 무선 주파수 안테나들(64 및 66)을 포함하는 휴대용 이미지 검출기(12)에서 무접촉 전력 전달을 위한 시스템(10)의 다른 대안의 구성의 블록도 표현이다. 이러한 실시예에서, 휴대용 이미지 검출기(12)는 진단 목적을 위해 생성된 이미지 데이터(43)를 저장하는 이미지 저장 디바이스(45)를 포함한다. 이미지 데이터(43)는 예를 들어, 질병들의 검출 및 골격계의 병리학적 연구와 같은 다른 분석을 위해 전자 디바이스(47)에 의해 사용될 수도 있다. 일 실시예에서, 이미지 저장 디바이스(45)는 BMS(42)에 의해 멀티플렉서(49)로 전달된 데이터 신호들(44)과 함께 이미지 데이터(43)를 멀티플렉싱하는 멀티플렉서(49)로 이미지 데이터(43)를 전달한다. 멀티플렉서(49)는 변조를 위해 고주파수 변조기(46)로 전달되는 멀티플렉싱된 신호(51)를 발생시킨다. 단일 채널 필드-집속 엘리먼트(62)는 고주파수 AC 전력(28)을 제 1 코일(30)로부터 제 2 코일(34)로 집속하지만, 도 1 및 도 2의 실시예들과 반대로, 단일 채널 필드-집속 엘리먼트(62)는 변조된 데이터 신호들을 제 2 코일(34)로부터 제 1 코일(30)로 전달하지 않는다. 단일 채널 필드-집속 엘리먼트(62)가 휴대용 이미지 검출기(12)내에 위치되는 것으로 도시되어 있지만, 단일 채널 필드-집속 엘리먼트(62)는 다르게는 충전 디바이스(16)에 위치될 수도 있다.3 is a single channel field focusing element configured to carry data signals 44 from a
도 3의 실시예에서, 고주파수 변조기(46)로부터 수신되는 변조된 데이터 신호들(50)은 휴대용 이미지 검출기(12)내에 배치된 RF 송신기 안테나(64)로 전달될 수도 있다. RF 송신기 안테나(64)는 변조된 데이터 신호들(50)을 충전 디바이스(16)내에 배치된 수신기 안테나(66)로 송신한다. RF 수신기 안테나(66)는 변조된 데이터 신호들(50)을 나타내는 변조된 데이터 신호들(150)을 휴대용 이미지 검출기(12)로부터 수신하여, 그 변조된 데이터 신호들(150)을 복조기(54)로 전송한다.In the embodiment of FIG. 3, the modulated data signals 50 received from the
복조기(54)는 변조된 데이터 신호들(150)을 복조하여, 그것을 디-멀티플렉서(55)로 전송한다. 디-멀티플렉서(55)는 휴대용 이미지 검출기(12)에서 이미지 데이터(43) 및 데이터 신호들(44) 각각을 나타내는 멀티플렉싱된 신호(151)로부터 이미지 데이터(143) 및 데이터 신호들(143)을 분리한다. 데이터 신호들(144)은 상술한 바와 같이 인버터 제어기(58)로 전송되고, 이미지 데이터(143)는 다른 분석을 위해 충전 디바이스(16) 외부에 제공된 전자 디바이스(47)에 전송될 수도 있다.
도 4는 휴대용 이미지 검출기(12)에서 무접촉 전력 전달을 위한 시스템(10)의 대안의 구성의 블록도 표현이고, 여기서, 충전 디바이스(16)로 되송신되도록 요구되는 데이터는 없다. 시스템(10)은 제 1 코일(30)로부터 제 2 코일(34)로 고주파수 AC 전력(28)을 집속하기 위해 단일 채널 필드-집속 엘리먼트(62)를 포함한다. 단일 채널 필드-집속 엘리먼트(62)가 충전 디바이스에 위치되는 것으로 도시되어 있지만, 단일 채널 필드-집속 엘리먼트(62)는 다르게는 휴대용 이미지 검출기(12)에 위치될 수도 있다. 제 2 코일(34)로부터의 고주파수 AC 전력(28)은 제 2 정류기(38)에 의해 DC 전력으로 변환되고, 이것은 DC 전력(40)을 제공하는 DC-DC 컨버터(68)로 전달된다. DC 전력(40)은 충전을 위해 재충전가능 배터리(36)로 공급된다. 재충전가능 배터리(36)는 재충전가능 배터리(36)의 충전을 조절하는 BMS(42)에 접속된다. 도 4의 실시예에서, BMS(42)는 휴대용 이미지 검출기(12)에서 재충전가능 배터리(36)로 진입하는 DC 전력(40)의 전압을 조절하는 피드백 루프를 통해 DC-DC 컨버터(68)에 접속된다. DC-DC 컨버터(68)는 피드백 루프를 통해 BMS(42)로부터 데이터 신호들(44)을 수신하고, 그에 따라 최적의 충전을 재충전가능 배터리(36)에 제공하도록 조절한다.4 is a block diagram representation of an alternative configuration of
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 이미지 검출기에 배치된 재충전가능 배터리의 무접촉 충전을 위한 방법(80)에서 수반되는 단계들을 나타내는 플로우차트이다. 방법(80)은 단계 82에서 전원에 접속된 제 1 코일을 통해 자기장을 발생시키는 단계를 포함한다. 단계 84에서, 제 1 코일에 의해 발생된 자기장은 필드-집속 엘리먼트를 이용함으로써 제 2 코일에 집속된다. 단계 86에서, 제 1 코일은 자기장을 통해 제 2 코일에 전력을 전달한다. 예시적인 실시예에서, 전력은 약 1와트 내지 약 100와트의 범위내에서 제 1 코일로부터 제 2 코일로 전달된다. 단계 88에서, 제 2 코일로부터의 전력은 휴대용 이미지 검출기내에 배치된 재충전가능 배터리로 송신된다. 일 실시예에서, 휴대용 이미지 검출기, 재충전가능 배터리의 충전의 상태, 또는 양자에 관한 데이터 신호들이 필드-집속 엘리먼트, 제 1 코일 및 제 2 코일을 통해 획득되어, 휴대용 이미지 검출기의 외부에 위치된 프로세서에 전달된다. 다른 실시예에서, 이미지 데이터가 휴대용 이미지 검출기에서의 이미지 저장 디바이스로부터 획득되어, 필드 집속 엘리먼트를 통해 전달된다. 더욱 특정한 실시예에서, 프로세스는 상이한 공진 주파수들에서 각각 전달된 재충전가능 배터리 및 휴대용 이미지 검출기로부터의 전력, 데이터 신호들 및 이미지 데이터를 가짐으로써 용이해진다. 또 다른 실시예들에서, 데이터 전달이 요구되지 않거나 RF 송신을 통해 수행된다.5 is a flowchart illustrating the steps involved in a
상술한 휴대용 이미지 검출기에서 무접촉 전력 전달을 위한 시스템들의 다양한 실시예들은 무접촉 매체를 통한 제 1 코일로부터 제 2 코일로의 전력의 전달을 가능하게 하는 전원, 제 1 코일, 필드 집속 엘리먼트 및 제 2 코일을 포함한다. 무접촉 전력 전달 시스템은 이미지 검출기 및 이미지의 품질을 손상시키지 않고 충전 디바이스와 이미지 검출기 사이의 효율적인 무접촉 전력 전달을 가능하게 한다. 이것은 이미지의 열화를 감소시켜서 휴대용 이미지 검출기의 더 양호한 효율 및 증가된 수명에 이르고, 휴대용 이미지 검출기의 유지보수의 비용을 더 감소시킨다.Various embodiments of systems for contactless power transfer in a portable image detector described above include a power source, a first coil, a field focusing element and a power source that enable the transfer of power from a first coil to a second coil through a contactless medium. 2 coils. Contactless power delivery systems enable efficient contactless power transfer between the charging device and the image detector without compromising the quality of the image detector and the image. This reduces degradation of the image, leading to better efficiency and increased lifetime of the portable image detector, further reducing the cost of maintenance of the portable image detector.
당업자가 상이한 실시예들로부터의 다양한 특징들의 상호교환성을 인식할 것이고, 설명한 다양한 특징들 뿐만 아니라 각 특징에 대한 다른 공지의 등가물들이 본 개시물의 원리들에 따른 추가의 시스템들 및 기법들 구성하도록 당업자에 의해 혼합되고 매칭될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 첨부한 청구범위는 본 발명의 진정한 사상내에 있는 모든 이러한 변경물들 및 변동물들을 커버하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다.Those skilled in the art will recognize the interchangeability of various features from different embodiments, and that the various features described, as well as other well-known equivalents for each feature, constitute additional systems and techniques in accordance with the principles of the present disclosure. It should be understood that they may be mixed and matched by those skilled in the art. Accordingly, it is to be understood that the appended claims are intended to cover all such alterations and variations that fall within the true spirit of the invention.
본 발명의 특정한 특징들만이 여기에 예시되고 설명되었지만, 다수의 변동물들 및 변경물들이 당업자에게 떠오를 것이다. 따라서, 첨부한 청구범위가 본 발명의 진정한 사상내에 있는 모든 이러한 변동물들 및 변경물들을 커버하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다.Although only certain features of the invention have been illustrated and described herein, many variations and modifications will occur to those skilled in the art. Accordingly, it should be understood that the appended claims are intended to cover all such variations and modifications that fall within the true spirit of the invention.
Claims (20)
전원에 접속가능한 제 1 코일―상기 제 1 코일은 자기장을 생성하도록 구성됨―과,
상기 휴대용 이미지 검출기 내에 배치된 상기 재충전가능 배터리에 접속되고, 상기 자기장을 통해 상기 제 1 코일로부터 전력을 수신하여 상기 전력을 상기 재충전가능 배터리로 전달하도록 구성된 제 2 코일과,
상기 제 1 코일과 상기 제 2 코일 사이에 배치되고, 상기 제 2 코일상에 상기 자기장을 집속하고 상기 제 1 코일과 상기 제 2 코일 사이의 접속을 강화하기 위해 정상파 전류 분포(standing wave current distribution)를 갖는 자기 공진 코일(self-resonant coil)로서 구성된 필드 집속(field focusing) 엘리먼트를 포함하는
무접촉 전력 전달을 위한 시스템.
A system for contactless power delivery for charging a rechargeable battery disposed within a portable image detector in a portable image detector, comprising:
A first coil connectable to a power source, the first coil configured to generate a magnetic field;
A second coil connected to the rechargeable battery disposed within the portable image detector, the second coil configured to receive power from the first coil through the magnetic field and transfer the power to the rechargeable battery;
A standing wave current distribution disposed between the first coil and the second coil to focus the magnetic field on the second coil and to strengthen the connection between the first coil and the second coil A field focusing element configured as a self-resonant coil having
System for contactless power delivery.
상기 필드 집속 엘리먼트는 충전 디바이스내에 배치되는
무접촉 전력 전달을 위한 시스템.The method of claim 1,
The field focusing element is arranged in the charging device
System for contactless power delivery.
상기 필드 집속 엘리먼트는 상기 휴대용 이미지 검출기내에 배치되는
무접촉 전력 전달을 위한 시스템.
The method of claim 1,
The field focusing element is disposed in the portable image detector.
System for contactless power delivery.
상기 휴대용 이미지 검출기는 X-선 이미지 검출기 또는 초음파 스캐너를 포함하는
무접촉 전력 전달을 위한 시스템.
The method of claim 1,
The portable image detector includes an X-ray image detector or an ultrasound scanner.
System for contactless power delivery.
상기 재충전가능 배터리로 전달된 상기 전력은 약 1와트 내지 약 100와트의 범위 이내인
무접촉 전력 전달을 위한 시스템.
The method of claim 1,
The power delivered to the rechargeable battery is within the range of about 1 watt to about 100 watts.
System for contactless power delivery.
상기 필드 집속 엘리먼트는 1 메가헤르쯔 이상의 주파수에서 동작하는
무접촉 전력 전달을 위한 시스템.
The method of claim 1,
The field focusing element operates at frequencies above 1 megahertz
System for contactless power delivery.
상기 전원과 상기 제 1 코일 사이에 접속된 고주파수 인버터 또는 선형 증폭기를 더 포함하는
무접촉 전력 전달을 위한 시스템.
The method of claim 1,
Further comprising a high frequency inverter or a linear amplifier connected between the power supply and the first coil.
System for contactless power delivery.
상기 필드 집속 엘리먼트는 적어도 하나의 공진기를 포함하는
무접촉 전력 전달을 위한 시스템.
The method of claim 1,
The field focusing element includes at least one resonator
System for contactless power delivery.
상기 적어도 하나의 공진기는 유전체 매체, 자기 매체, 또는 자기-유전체 매체 중 적어도 하나 내에 배치되는
무접촉 전력 전달을 위한 시스템.
The method of claim 8,
The at least one resonator is disposed in at least one of a dielectric medium, a magnetic medium, or a self-dielectric medium.
System for contactless power delivery.
상기 적어도 하나의 공진기는 복수의 공진기들을 포함하고, 상기 복수의 공진기들 중 적어도 2개는 상이한 공진 주파수들을 갖는
무접촉 전력 전달을 위한 시스템.
The method of claim 8,
The at least one resonator comprises a plurality of resonators, at least two of the plurality of resonators having different resonant frequencies
System for contactless power delivery.
상기 적어도 하나의 공진기는 2개의 상이한 공진 주파수들을 갖는
무접촉 전력 전달을 위한 시스템.
The method of claim 8,
The at least one resonator has two different resonant frequencies
System for contactless power delivery.
상기 상이한 공진 주파수들은 전력 및 데이터 신호들의 전달을 가능하게 하도록 구성되는
무접촉 전력 전달을 위한 시스템.
The method of claim 11,
The different resonant frequencies are configured to enable the transfer of power and data signals.
System for contactless power delivery.
상기 적어도 하나의 공진기는 전기장, 자기장, 또는 전자기장 중 적어도 하나를 집속하도록 구성되는
무접촉 전력 전달을 위한 시스템.
The method of claim 8,
The at least one resonator is configured to focus at least one of an electric field, a magnetic field, or an electromagnetic field
System for contactless power delivery.
전원에 접속된 제 1 코일을 통해 자기장을 발생시키는 단계와,
상기 자기장을 필드 집속 엘리먼트를 통해 제 2 코일에 집속하는 단계와,
상기 자기장을 통해 상기 제 1 코일로부터 상기 제 2 코일로 전력을 전달하는 단계와,
상기 제 2 코일로부터 상기 휴대용 이미지 검출기내에 배치된 상기 재충전가능 배터리로 상기 전력을 전송하는 단계를 포함하는
재충전가능 배터리의 무접촉 충전을 위한 방법.
A method for contactless charging of a rechargeable battery disposed in a portable image detector, comprising:
Generating a magnetic field through a first coil connected to a power source,
Focusing the magnetic field through a field focusing element to a second coil;
Transferring power from the first coil to the second coil via the magnetic field;
Transferring the power from the second coil to the rechargeable battery disposed in the portable image detector.
Method for contactless charging of a rechargeable battery.
상기 제 1 코일로부터 상기 제 2 코일로 전력을 전달하는 단계는, 약 1와트 내지 약 100와트의 범위 이내에서 상기 전력을 전달하는 단계를 포함하는
재충전가능 배터리의 무접촉 충전을 위한 방법.
15. The method of claim 14,
Transferring power from the first coil to the second coil includes transferring the power within a range of about 1 watt to about 100 watts.
Method for contactless charging of a rechargeable battery.
1 메가헤르쯔 이상의 주파수에서 동작하는 필드 집속 엘리먼트를 통해 상기 자기장을 집속하는 단계를 더 포함하는
재충전가능 배터리의 무접촉 충전을 위한 방법.
15. The method of claim 14,
Focusing the magnetic field through a field focusing element operating at a frequency above 1 megahertz;
Method for contactless charging of a rechargeable battery.
상기 휴대용 이미지 검출기, 상기 재충전가능 배터리의 충전의 상태, 또는 양자에 관한 데이터 신호들을 획득하는 단계와, 상기 데이터 신호들을 상기 휴대용 이미지 검출기의 외부에 위치된 프로세서로 전달하는 단계를 더 포함하는
재충전가능 배터리의 무접촉 충전을 위한 방법.
15. The method of claim 14,
Obtaining data signals relating to the portable image detector, the state of charge of the rechargeable battery, or both, and forwarding the data signals to a processor located external to the portable image detector
Method for contactless charging of a rechargeable battery.
상기 데이터 신호들을 전달하는 단계는, 상이한 공진 주파수들에서 상기 재충전가능 배터리로 상기 전력을 전달하고 상기 휴대용 이미지 검출기로부터 상기 데이터 신호들을 전달하는 단계를 더 포함하는
재충전가능 배터리의 무접촉 충전을 위한 방법.
The method of claim 17,
Delivering the data signals further comprises delivering the power to the rechargeable battery at different resonant frequencies and delivering the data signals from the portable image detector.
Method for contactless charging of a rechargeable battery.
상기 제 1 코일에 의해 발생된 상기 자기장을 제어하기 위해 상기 데이터 신호들을 사용하는 단계를 더 포함하는
재충전가능 배터리의 무접촉 충전을 위한 방법.
The method of claim 17,
Using the data signals to control the magnetic field generated by the first coil
Method for contactless charging of a rechargeable battery.
상기 휴대용 이미지 검출기, 상기 재충전가능 배터리의 충전의 상태, 또는 양자에 관한 데이터 신호들을 획득하는 단계와, 상기 제 2 코일로부터 상기 재충전가능 배터리로 전송된 상기 전력을 제어하기 위해 상기 데이터 신호들을 사용하는 단계를 더 포함하는
재충전가능 배터리의 무접촉 충전을 위한 방법.15. The method of claim 14,
Acquiring data signals relating to the portable image detector, the state of charge of the rechargeable battery, or both, and using the data signals to control the power transmitted from the second coil to the rechargeable battery. Including more steps
Method for contactless charging of a rechargeable battery.
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