KR20180011133A

KR20180011133A - 가구 물품에서의 무선 전력 전송을 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20180011133A
Application number: KR1020177035212A
Authority: KR
Inventors: 타히르 아마드; 챠드 이. 아담스; 래리 피. 라프앙트
Original assignee: 레이-지-보이 인코포레이티드
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2018-01-31
Also published as: IL255460B; CA2986239A1; AU2015395943B2; US20160344196A1; US10075024B2; KR102092209B1; MX2017014248A; ZA201707532B; HK1249806A1; JP6503092B2; PH12017502085A1; CN107810588A; BR112017024569A2; CA2986239C; EP3545794A1; AU2015395943A1; EP3300477A4; JP2018521615A; NZ737020A; WO2016190895A1

Abstract

프레임과 덮개 커버링을 구비하는 가구 물품은 상기 프레임에 의해 운반되고 상기 덮개 커버링의 아래에 적어도 부분적으로 배치되는 적어도 하나의 송신 공진기를 구비한다. 상기 공진기는 소정 주파수에서의 공진을 위해 튜닝되며 상기 프레임에 의해 운반되는 고주파 전력원에 의해 구동된다. 상기 고주파 전력원은 상기 가구 물품의 외부에 있는 AC 아울렛과 같은 전원에 결합된다. 상기 고주파 전력원과 상기 송신 공진기는 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 인접한 근접 필드에서, 상기 소정 주파수에서 결합되고 전력을 전송하는 자기장을 발생시킨다. 두 개 이상의 코일을 구비하는 상호 보완적인 수신 공진기 또는 컴파운드 패시브 공진기는 전력이 공급될 부하에 결합되고, 수신 공진기가 상기 송신 공진기의 근접 필드 내에 위치할 때 전력은 자기 유도에 의해 전송된다.

Description

가구 물품에서의 무선 전력 전송을 위한 장치 및 방법

본 출원은 2015년 7월 15일에 출원한 미국출원 번호 U.S. 14/799,931의 우선권을 주장하며, 또한, 2015년 5월 22일에 출원한 미국 가출원 번호 62/165,490의 이익을 주장한다. 이들 출원의 모든 개시내용은 본 출원에 참조로서 포함된다.

본 발명은 일반적으로 편의를 위한 장치에 전력을 공급하는 수단을 구비하는 의자, 소파 및 다른 종류의 가구 물품에 관한 것이다. 더욱 바람직하게는 본 발명은, 개인 장비, 파워 독서등(power reading lights), 안마장치 및 개인용 가열 및 온열 장치를 충전하기 위해 편리한 무선 방식을 사용자에게 제공하는 의자, 소파, 및 다른 종류의 가구 물품에 내장된 무선 전력 전송 시스템의 사용과 관련된 것이다.

본 섹션은 본 발명의 내용과 관련된 배경 정보를 제공하지만, 이러한 내용이 반드시 선행기술을 의미하지는 않는다.

사람이 일과 후에 단지 쉬거나, 의료적 이유를 위해 주로 앉아 있는 상태로 갇혀 있던 간에, 안락 의자, 소파 또는 리프트 의자는 휴식을 취하거나, 회복 중이거나, 독서 또는 좋아하는 텔레비전 쇼를 즐기는 장소를 위한 특별한 개인적 환경을 제공한다. 휴식하는 이러한 시간에 사용자의 휴대전화, e-리더(reader), 또는 태블릿 컴퓨터의 전원이 나가게 되면 휴식을 망치게 된다. 이 때, 앉아서 장치의 전원이 소진되도록 하거나 일어나서 충전기를 찾는 것이 기본적인 선택사항이 될 것이다. 의료적인 이유로 의자에 갇혀 있는 사람을 위해, 후자의 선택사항은 가능하지 않다.

자연스러운 해결책은 익스텐션 코드를 의자 또는 소파까지 연장시켜서 사용자가 도달할 수 있는 범위 내에서 충전기에 연결하는 것이다. 이것은 산재해 있는 전선을 보이지 않게 하려는 노력의 일환으로 의자 또는 소파 아래에 충전기의 변압기를 밀어 넣는 일을 종종 수반한다. 물론, 익스텐션 코드가 연장되므로, 독서등, 가열 패드 및 개인 편의 장치와 같은 다른 전기 장치에 전력을 공급하기 위해서라도 사용하게 된다.

그러나, 소파나 의자 아래에 밀어 넣어진 익스텐션 코드에 더 많은 장치를 연결하는 것은 바람직하지 않다. 익스텐션 코드는 제한된 개수의 장치에 사용될 수 있으므로, 장치가 추가되면 전선의 얽힘은 더욱 더 미관을 해친다.

이 섹션은 발명의 개시의 일반적인 요약을 제공하는 것이며, 본 발명의 범위 또는 모든 구성을 포괄적으로 개시하는 것은 아니다.

본 발명은 상술한 문제점을, 품격 있으면서도 편리하고 유용하게 해결한다. 익스텐션 코드와 전선의 뭉치 대신에, 본 발명의 해결책은 의자, 소파 또는 다른 가구 물품 내에 편리한 장소 또는 위치에 바람직하게 내장된 무선 전력 전송 공진기를 배치하는 것을 제공한다. 전력 전송 공진기는 전력이 공급되어야 할 장치에, 전력을 전송하는 국부적이며 집중된 자기장을 생성한다. 이러한 전력을 공급받기 위해 요구되는 것은 장치 내에 부착되거나 내장될 수 있는 수신 공진기를 부하 장치에 설치하는 것이다. 가장 효율적인 전력 전송을 위해, 송신 공진기와 수신 공진기는, 동일하며 잘 정의된 높은-Q 공진 주파수를 공유한다.

본 발명에 개시된 무선 전력 전송 장치와 방법은, 개인 휴대 장치를 충전하기에 충분하고, 심지어 전기 가열 패드, 안마 유닛 또는 발 온열 장치, 담요, 숄과 같은 가열용 의류의 높은 전력 수요를 충족시키기에 충분한 전력량을 전달할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 측면에 따라, 내측 프레임과 덮개 커버링을 구비하는 가구 물품을 포함하는 무선 전력 전송용 장치가 개시된다. 적어도 하나의 송신 공진기는 프레임에 의해 운반되고 상기 덮개 커버링의 아래에 적어도 부분적으로 배치된다. 이러한 송신 공진기는 소정 주파수에서 공진을 위해 튜닝(tuned)된다.

상기 프레임에 의해 운반되고 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 전기적으로 결합되는 고주파 전력원은 가구 물품의 외부에 있는 전원에 결합되도록 구성된다. 이러한 전원은, 예를 들면, AC 월 아울렛(wall outlet)일 수 있으며 별개의 AC 전원일 수 있다. 고주파 전력원과 송신 공진기 또는 공진기는 각각의 송신 공진기에 인접한 근접 필드에서, 소정 주파수에서 결합하여 전력을 전송하는 국부적인 자기장을 발생시킨다.

여기서, 근접 필드는 송신 공진기로부터의 거리의 면에서, 송신 공진기에서의 전류를 이동시킴으로써 발생되는 비방사 (non-radiating) 자기장이 1/r² (r은 공진기로부터의 거리)의 비율로 감소한다는 사실에 근거하여 정의된다. 휴대용 장치, 휴대전화, e-북 리더, 태블릿 컴퓨터 등을 충전하는 소형 전자장치의 전력 전송 적용에 있어서 적절한 결과는, 덮개 재료의 두께 치수로부터 4인치 내지 5인치 차수의 최대 분리 거리의 (송신 공진기와 수신 공진기 사이의) 근접 필드 분리 범위에 걸쳐서 얻어질 수 있다. 가열 소자에 전력을 공급하는 고 전력 전송 적용에 있어서, 덮개 재료의 두께 치수로부터 1인치 내지 2인치 차수의 최소 분리 거리에 이르는 보다 근접한 간격이 바람직하다.

수신 공진기는 부하 장치에 전기적으로 결합된다. 수신 공진기는 소정 주파수에서 공진을 위해 튜닝되며 송신 공진기에 인접한 근접 필드에 위치할 때 송신 공진기로부터 수신한 전력을 부하 장치로 전송한다. 부하 장치는 독서등, 장치 충전기 및 신발, 가열 패드, 담요 및 숄 등과 같은 가열 및 온열 장치를 포함하는 다종 다양한 장치일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 무선 전력 전송을 위해 가구를 아웃피팅(outfitting) 하는 방법이 개시된다. 따라서, 내측 프레임과 덮개 커버링을 구비하는 가구 물품에, 상기 프레임에 의해 운반되고 상기 덮개 커버링의 아래에 적어도 부분적으로 배치되는 적어도 하나의 송신 공진기가 제공된다. 이 송신 공진기는 소정 주파수에서 공진을 위해 튜닝된다.

고주파 전력원은 상기 프레임에 의해 운반되어 적절히 장착되며, 송신 공진기 또는 공진기와 전기적으로 결합된다. 이 고주파 전력원은 가구 물품의 외부에 있는 전원과 결합되도록 구성된다.

상기 고주파 전력원과 상기 적어도 하나의 송신 공진기는 서로 연결되어, 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 인접한 근접 필드에서, 상기 가구 물품의 외부에 있는 전원에 결합될 때 상기 소정 주파수에서 결합되고 전력을 전송하는 자기장을 발생시킨다.

추가적인 적용가능 분야들이 여기에서 제공되는 설명으로부터 자명해질 것이다. 이러한 요약에서의 설명 및 구체적인 예들은 단지 설명 목적들을 위해서 의도된 것이고 그리고 본원 개시 내용의 범위를 제한하도록 의도된 것이 아니다.

여기에서의 도면들은 선택된 실시예들 및 가능한 구현예들 전부가 아닌 일부 구현예들을 단순히 설명하기 위한 목적들을 위한 것이고, 그리고 본원 개시 내용의 범위를 제한하기 위한 의도를 가지지는 않는다.
도 1은 무선 전력 전송 시스템을 위한 가용한 공진기의 설치 위치를 도시하는 예시적인 리클라이너 의자의 사시도;
도 2는 프레임이 보이도록 직물과 쿠션이 제거된 도 1 의자의 사시도;
도 3은 송신 공진기를 장착하는 방식을 보여주기 위해 도 1에서 선 3-3을 따라 도시한 상세 단면도;
도 4는 송신 공진기와 수신 공진기 쌍의 전자회로도;
도 5는 송신 공진기와 수신 공진기가 공진기의 자기적 근접 필드에서 어떻게 결합되는지를 도시하는 자기장도;
도 6 은 무선 전력 전송 시스템으로부터 전력이 공급된 가열 패드와 가열된 슬리퍼를 구비하는 리클라이너(recliner) 의자의 측면도;
도 7은 휴대폰, e-북 리더와 독서등과 같은 소비자용 장치에 어떻게 수신 공진기가 통합될 수 있는지를 도시하는 도면;
도 8은 공통의 고주파 에너지원에 의해 복수의 송신 공진기가 구동되는 제 1실시예를 도시하는 전자회로도;
도 9는 복수의 송신 공진기가 각각의 할당된 고주파 전력원에 의해 구동되는 제2 실시예를 도시하는 전자회로도;
도 10은 송신 공진기가 제1 수신 공진기에 결합되고 또한 제2 수신 공진기에 결합된 패시브 리피터(passive repeater) 시스템에 결합되는 것을 도시하는 전자회로도;
도 11은 컴파운드(compound) 패시브 공진기를 도시하는 블록도;
도 12는 트윈 리드 피드 라인(twin lead feed line)을 채용한 컴파운드 패시브 공진기의 측면도;
도 13은 도 12의 실시예에서의 패시브 공진기 코일의 사시도;
도 14는 도 13의 코일의 평면도;
도 15는 도 14에서 선 13-13을 따라 도시된 도 13 코일의 단면도;
도 16은 도 13의 코일이 설치된 가구 프레임의 부분 단면도;
도 17은 도 12의 트윈 리드 피드 라인을 고정하는 제1 실시예를 도시하는 가구 프레임의 부분 평면도;
도 18은 도 12의 트윈 리드 피드 라인을 고정하는 제2 실시예를 도시하는 가구 프레임의 부분 사시도;
도 19는 도 12의 트윈 리드 피드 라인의 단순화된 분포 소자 등가 회로도;
도 20은 한 쌍의 평면 원형 나선형 코일을 조인하는 단일 연결 전선을 채용하는 컴파운드 패시브 공진기의 측면도;
도 21은 가요성 기판 상에 한 쌍의 평면 직사각형 나선형 코일을 조인하는 단일 연결 전선을 채용하는 컴파운드 패시브 공진기의 측면도;
도 22는 단일 연결 전선의 대안적인 배치를 도시하면서, HF 전력원과 공진하도록 코일을 튜닝하기 위해 사용된 별개의 축전기 배치를 도시하는 컴파운드 패시브 공진기의 측면도;
도 23은 컴파운드 패시브 공진기를 형성하기 위해 사용되는 두 개 이상의 코일을 도시하는 컴파운드 패시브 공진기의 측면도;
도 24a 내지 도 24d는 다른 컴파운드 패시브 공진기 회로를 도시하며, HF 전력원과의 공진을 달성하도록 별개의 축전기가 추가되는 다양한 위치를 도시하는 전기 회로도;
도 25는 컴파운드 패시브 공진기를 배치하는 제1 방식을 도시하는 예시적인 소파의 프레임과 스프링의 사시도;
도 26은 컴파운드 패시브 공진기의 배치의 제2 방식을 도시하는 예시적인 개방형 아암 의자의 프레임과 스프링의 사시도;
도 27은 아암 부근의 프레임 상의 컴파운드 패시브 공진기의 배치를 도시하는 의자의 사시도;
도 28은 HF 전력원과 송신 공진기의 배치를 도시하는 수동식 조절 리클라이너 의자의 사시도;
도 29는 무선 전력 전송 시스템을 사용하여 전력이 공급되는 전기 가열 및 진동 소자가 내장되는 장식용 쿠션의 평면도;
도 30은 도 27에서 선 28-28을 따라 도시한 도 27의 쿠션의 단면도.
몇몇 도면을 통해, 대응하는 부분들에 대해서는 대응하는 참조 번호들이 기재된다.

이제, 첨부 도면들을 참조하여 예시적인 실시예들을 보다 완전히 설명할 것이다.

본 발명에 따른 전력 전송 장치와 방법은 적절하게 장치가 설치된 의자 또는 소파에 앉아 있는 사용자에게 큰 편리함과 안락함을 제공한다. 더 상세히 설명하는 바와 같이, 의자, 소파 등과 같은 천이 씌워진 가구 물품 내에서 발생된 전력은 가구 물품의 외부에 위치한 다종 다양한 전기 장치에 전송될 수 있는데, 이러한 전기 장치는, (예를 들면, 휴대전화, e-북 리더, iPad 등의) 휴대용 장치, 배터리 충전기, 가열 패드와 담요, 심지어 (예를 들면, 발을 따듯하게 하는 양말, 슬리퍼, 바지, 스웨터 또는 자켓 등의) 사용자가 입거나 신는 의류, 커피 머그 가열기(coffee mug warmers), 독서등과 (어두운 방에서 가구 물품이 더 잘 보일 수 있도록 하는) 외곽 주변등과 같은 점등장치, 사용자의 수면을 돕는 음악 또는 백색 소음을 발생하는 사운드 발생 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 전력 전송 장치와 방법은 무선 송전 원리에 따라 작동하므로, 전기 에너지는 공진하는 송신 공진기에 전달되는데, 이 송신 공진기는 의자 또는 소파 내의 소정 위치에 배치되고, 에너지는 송신 공진기의 근접 필드 내에서 집중된 자기장을 생성한다. 의자 또는 소파의 외부에서 자기장 내에 위치하는 제2 수신 공진기는 자기장 내에서의 에너지의 일부를 포획하여 이것을 전기 장치에 전력을 공급하도록 사용되는 전기 에너지로 전환한다. 가구 물품이 움지이지 않거나 수동식 또는 파워 모션 구성이거나, 견고한 또는 들여다 보이는(see-through) 아암이 있거나 또는 아암이 없는, 의자와 소파 같은 종래의 착석 유형의 가구 물품은 물론, 본 발명에 따른 전력 전송 장치와 방법은 연장가능한 오토만(ottomans), 슬리퍼 베드(sleeper beds) 등과 같은 다른 유형의 가구 물품에서도 작동된다.

본 발명에 따른 장치와 방법이 단일 송신 공진기로만 실시 될 수 있지만, 복수의 송신 공진기를 적용하는 것이 바람직하다. 따라서, 도 1은 참조 번호 22에 복수의 가용한 송신 공진기 위치를 구비한 예시적인 리클라이너 의자(20)를 도시한다. 의자(20)는 적절한 AC 아울렛(26)에 연결되는 전원 장치(24)가 구비된다. 예시적인 적용에 있어서, 전원 장치(24)는 저 전압 직류를 공급하여 전력 전송 장치의 전자 회로를 구동하고, 리클라이너와 리프트 의자 기능을 작동하는데 사용되는 선택적인 전기 모터를 구동한다. 전원 장치(24)는 스위처(switcher) 전원 장치 회로 설계를 사용하여 수행될 수 있는데, 스위처 전원 장치 회로 설계는 큰 변압기와 필터 축전기 컴포넌트의 필요 없이 스텝 다운(stepped down) 직류 전압을 공급하는 이점이 있다. 물론, 리니어 전원 장치 회로 설계가 사용될 수도 있다.

도 2 는 직물과 쿠션 재료가 제거되어 프레임부(28, 30)와 스프링(32)이 노출된 의자(20)를 도시한다. 도시된 의자의 구성에서, 프레임부(28)는 목재와 같은 비자성 재료로 구성된다. 프레임부(30)는 스프링(32)과 같은 강(steel)으로 구성된다. 전력 전송 장치와 방법은 자기 에너지를 활용하기 때문에, 프레임(28, 30)과 스프링(32)을 구성함에 있어서 주의를 기울이게 되므로, 강자성(예를 들어, 철, 강, 니켈, 코발트 등) 컴포넌트는 요구되는 자기장에 부정적인 영향을 미치지 않는다. 따라서, 도시된 의자의 구성에서, 송신 공진기 위치(22)가 선택되고, 아래에 있는 프레임은 송신 공진기가 프레임과 스프링의 강자성 컴포넌트에 강하게 결합되지 않도록 설계된다. 여기서, 물리학의 원리에 따라, 자기장은 분리 거리의 제곱으로 감소한다. 따라서, 공진기 배치와 강자성 재료의 배치 사이의 물리적 거리가 계산될 수 있으며, 공진기와 강자성 컴포넌트 사이의 근접성을 최소화하도록 설계하는 것이 가능하게 된다. 강자성 재료의 양은 또한 인자가 되므로, 공진기 배치는 의자 내에 배치된 임의의 전기 모터로의 근접성에 의해 영향을 받는데, 이는 이들이 큰 질량의 강자성 재료를 포함하기 때문이다.

도 3을 참조하면, 의자의 하나의 아암을 통한 단면도가 도시된다. 이러한 도면에서, 송신 공진기(34)는 프레임부(28)에 부착되고 덮개의 층에 의해 커버된 것으로서 도시되는데, 덮개는 통상적으로 패딩층(36)과 커버 직물(38)을 포함한다. 비 자성 재료이기 때문에, 프레임부(28), 패딩(36)과 직물(38)은 송신 공진기(34)에 의해 발생되는 자기장 상에 주목할 만한 영향을 미치지는 않는다. 수신 공진기(40)는 송신 공진기의 근접 필드에 위치한다. 도시된 바와 같이, 송신 공진기와 수신 공진기는 전력 전송의 발생을 위한 물리적인 접촉을 필요로 하지 않는다. 송신 공진기와 수신 공진기는 몇 인치(3인지 내지 8인치의 공칭 범위) 이격되어 수신 공진기에 부착된 부하(42)에 상당한 양의 전력을 여전히 전송한다. 이것은, 여기서 사용되는 자기 결합 전력 전송이 휴대전화와 소규모 장치 충전 회로에서 사용되는 용량성 결합 전력 전송을 가진다는 이점을 가진다. 전형적인 용량성 결합 시스템은 매우 가까운 근접성(수 밀리미터의 차수)을 요구한다.

도 3에 도시되지 않고, 도 2에 도시되었지만, 송신 공진기는 자기장을 생성하는 고주파 교류원에 연결된다. 이 고주파 전력원(44)은 적절한 임의의 위치에서 의자 프레임에 부착되어 전원 장치(24)로부터 직류 작동 전력이 공급된다. 비록 고주파 교류는 대략 200 kHz 내지 3000 MHz까지의 주파수 범위에 걸쳐서 작동하도록 설계될 수 있지만, 의자 또는 소파에서의 송전을 수행하는 적절한 주파수는 6.78 MHz이다. 여기서, 이러한 6.78 MHz의 실시예를 수행하기 위해 적절한 무선 전력 전송 컴포넌트는 위트리시티사(WiTricity Corporation)로부터 구매 가능하다.

도 4는 송신 공진기와 수신 공진기 사이에 전력을 전송하기 위해 자기장을 발생시키기는 예시적인 전자회로도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 전원 장치(24)는 고주파 전력원(44)에 DC 전력을 공급한다. 이 고주파 전력원은 바람직한 주파수 (예를 들어 6.78 MHz)에서의 진동 파형을 발생시키는 D 등급(class D) 또는 E 등급(class E) 스위칭 증폭기와 같은 전자 스위칭 회로에 의해 실시된다. 이러한 고주파 진동 또는 교류 신호는 송신 공진기(34)에 인가되어 자기장을 발생시킨다. 전력원(44)과 송신 공진기(34) 사이에 효율적인 결합을 제공하기 위해, 임피던스(Z) 정합 네트워크 회로(matching network circuit, 46)가 채용된다. Z 정합 네트워크는 송신 공진기의 대부분의 유도 부하를 전력원(44)에 효율적으로 결합시키도록 구성되어, 공진기(34)로 전달되는 전력은 최대로 되고, 전력원으로는 최소한의 에너지가 반사(reflected back)된다. 임피던스 정합 네트워크 회로(46)는 송신 공진기의 Q 인자를 증가시킨다. 송신 공진기와 수신 공진기의 사이에 형성된 RF 링크는 송신기와 수신기 사이의 통신을 위해 사용될 수 있다. 이러한 통신은 전력 전송을 인증, 배치 및 모니터링을 하는데 사용될 수 있다. 바람직하게는, 이렇게 설립된 RF 링크는 블루투스와 와이파이와 같은 통신 프로토콜을 지원한다.

도 4에 도시된 회로의 이점은 부하가 부착되지 않을 때는 매우 적은 전력을 소비한다는 점이다. 회로는 휴지기(resting state)에서 전원 장치를 작동시키고 전력원을 에너자이즈(energize)하는데 필요한 적은 에너지만을 소비하는 정동작(quiescent state)상태에서 작동한다. 상당한 전력의 흐름은 부하가 자기 회로에 결합되어 있을 때에만 일어난다. 이것은 수신 공진기(40)가 송신 공진기의 자기장 내에 위치하였을 때에 일어난다. 수신 공진기는 송신 공진기와 공진하여 정합하도록 구성된다. 따라서, 이들 두 공진기 사이의 자기 결합은 튜닝되어 고효율이 된다.

물론, 수신 공진기에 전송된 전력은 송신 공진기 (예를 들어, 6.78 MHz)에서 발생된 주파수와 동일한 주파수에서 진동한다. 대부분의 부하 장치(가열 패드, 휴대전화, 충전기 등)는 이와 같은 고 주파수에서 공급되는 전력을 사용하여 작동하도록 설계되지는 않기 때문에, 장치(예를 들면, 6V, 12V 등)에 의해 요구되는 공칭 전압에서 (6.78 MHz의) 고주파 교류를 DC 전력으로 전환하는 전환 회로가 제공된다. 이러한 전환을 수행하기 위해, 라디오 주파수 - 직류 (RF-DC) 정류기 회로(48)가 제공된다. 임피던스 정합 네트워크 회로(50)는 유도 공진기(40)와 정류기 회로(48) 사이의 효율적인 커플링을 제공하도록 사용된다. 임피던스 정합 네트워크 회로(46)에 비교하면, 임피던스 정합 네트워크 회로(50)는 수신 공진기의 Q 인자를 증가시키는 역할을 한다. 정류기 회로(48)는 부하(42)에 전력을 공급한다.

아는 바와 같이, 전력원(44)과 부하(42) 사이의 전력 전송은 송신 공진기와 수신 공진기(34, 40)가 자기으로 결합될 때에만 발생한다. 따라서, 송신 공진기(34)의 근접 필드 범위 내의 영역으로부터 수신 공진기(40)를 단순히 제거함으로써, 부하에 대한 전력 전송은 중지된다. 사용자는 스위치를 끄거나 켜는 것을 기억할 필요도 없고, 충전 회로에 장치의 플러그를 꽂아 넣거나 뺄 필요도 없다. 만일 사용자가 장치를 사용하거나 충전하기를 원한다면, 수신 공진기(40)를 송신 공진기(34) 가까이에 놓기만 하면 되고, 부착된 부하로 전력 전송이 자동적으로 이루어진다.

도 5는 단순 루프 공진기(34)를 위한 자속선을 도시한다. 자속선이 루프의 환형 축을 통하여 가장 조밀하게 밀집되는 것을 알 수 있다. 이러한 자속 선은 근접 필드 영역(A)에서 거의 평행하다. 자속선은 원거리 영역(B)에서 덜 밀집되고 더욱 갈라진다(더는 평행하지 않게 된다). 수신 공진기(40A)가 근접 필드 영역(A)에 위치할 때, 두 개의 공진기 사이는 강하게 결합된다. 역으로, 수신 공진기가 원거리 영역(B)에서 40B에 위치할 때, 약하게 결합된다. 충분히 멀리 떨어 뜨리면, 공진기 사이의 결합은 분리된 것의 제곱으로 약해지고, 따라서, 신속하게 무시할 수 있을 정도가 된다.

여러 적용에 있어서, 부하 장치와 관련된 정류기 및 정합회로(48, 50)는 수신 공진기와 묶음으로(bundled) 되는 것이 가장 편리하다. 이러한 회로는 부하 장치 자체에 쉽게 내장될 수 있는 셀프-컨테인드 패키지(self-contained package)에 배치되거나 또는 부하 장치에 플러그가 꼽혀 지도록 고안될 수 있다. 예를 들면, 도 6에서, 사용자는 통합형 수신 공진기(40) 정류기 회로 (미도시)와 가열 소자(64)가 설치된, 가열 패드(60)와 한 쌍의 발 온열 양말(62)을 즐긴다. 이러한 가열 소자는 각각의 자기장을 통해 결합된 에너지에 의해 전력이 공급된다. 바람직하게는, 가열 패드(60)가 별개의 분리 가능한 전력 코드를 포함하여, 의자(20)와 접속되어 사용되지 않을 때 종래의 전력원에 플러그를 꼽아 사용되도록 할 수 있다. 바람직하게는 가열 소자가 박에 흐르는 유도전류에 의해 직접 가열되는 박막 금속 박을 사용하여 실시된다. 대안적으로는, 전기 가열 전선 소자가가 사용될 수 있다.

도 29와 도 30은 보조 쿠션 또는 장식용 쿠션이, 무선 전력 전송 시스템에 의해 전력이 공급되는 가열 및 진동 구성을 어떻게 구비하는지를 상세하게 도시한다. 쿠션(98)은 다종 다양한 형태일 수 있으므로, 가열 및 진동 구성의 명백히 가시적인 표시가 무심한 관측자에게는 분명하게 파악되지 않을 것이다. 그러나, 도 30의 단면도에 보이듯이, 충진된 쿠션 내에 내장되어 있는 가열 소자(100)는, 쿠션의 직물 커버링의 내측면에 고정될 수 있다. 또한, 진동 유닛(102)은 충진된 쿠션 내에 있게 된다. 가열 소자(100)와 진동 유닛(102)은 스위치(104)를 통해 수진 공진기(40)에 각각 전기적으로 결합된다. 스위치(104)는 쿠션에 배치되며, 쿠션의 직물을 통해 돌출하거나 표면 바로 아래에 배치된 (한 쌍의) 작은 버튼을 제공한다 버튼을 누르는 것은 가열과 진동의 장치 선택의 순서를 통해 사이클을 이룬다. 예를 들면, 스위치(104)는 다음과 같은 제어 순서를 제공한다.

첫번째로 버튼(A)을 누름― 높은 온도로 가열

두번째로 버튼(A)을 누름― 중간 온도로 가열

세번째로 버튼(A)을 누름― 가열 종료

첫번째로 버튼(B)을 누름― 진동 개시

두번째로 버튼(B)을 누름― 진동 종료

도 7은 전력이 공급된 장치의 추가적인 예를 제공한다. 도시된 휴대용 편의 독서등(66)은 그 베이스에 장착된 수신 공진기(40) 및 이와 연관된 전력 전환 회로를 구비한다. 유사하게 휴대전화(68) (또는 가령 e-리더 또는 iPad 와 같은 다른 휴대용 장치)는 내장된 수신 공진기(40) 및 이와 연관된 전력 전환 회로를 포함하는 보호 케이스(70)에 내장(snapped into)된다. 물론, 바람직하다면, 휴대전화 또는 다른 휴대용 장치는 수신 공진기(40)를 포함하도록 제조될 수도 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 송신 공진기는 전형적인 의자 또는 소파에서 복수의 위치(22)에 배치될 수 있다. 도 8 내지 도 10과 관련하여, 복수의 공진기를 배치하는 여러 방식이 상세히 설명된다. 도 8은 복수의 공진기가 공통 고주파 전력원(44)에 의해 구동되는 실시예를 도시한다. 전력원(44)은 프레임 상의 편리한 위치에 장착함으로써 의자 또는 소파 내에 배치될 수 있다. 피드 라인은 복수의 송신 공진기 각각에 도달한다. 여기서, 피드 라인을 부착하는 방식은 두 가지가 있는 데, 이들은 도 8에 도시된다. 피드 라인을 부착하는 한 가지 기술은 각각의 공진기(34)가 그 자신에게 할당된 임피던스 정합 네트워크 회로(46)를 통해 고주파 전력원(44)에 결합되는 것이다. 이러한 피드 라인 기술의 예는 참조번호 80으로써 도시된다. 또 다른 피드 라인 기술은, 공진기(34a, 34b, 34c)의 그룹이 단일 임피던스 정합 네트워크 회로(46a)를 공유하도록 부착되는 것이다. 이러한 피드 라인 기술의 예는 참조번호 82로써 도시된다.

도 9는 각각의 송신 공진기(34a, 34b, 34c)가 그 자신에게 할당된 고주파 전력원(44a, 44b, 44c)을 각각 가지는 대안적인 실시예를 도시한다. 도 10은 패시브 리피터(84)가 도시된 또 다른 실시예를 도시한다. 패시브 리피터는 다른 송신 공진기와 동일한 주파수에서 공진하도록 튜닝되고 자기적으로 결합되는 송신 공진기의 범위까지 효율적으로 연장한다.

바람직하다면, 패시브 리피터는 복수의 위치로 송신 공진기의 범위를 연장하도록 구성될 수도 있다. 특별한 컴파운드 패시브 공진기는 분리된 위치에 위치할 수 있는, 몇몇의 분리되어 있으면서도 서로 연결되어 공진하는 구조로 구성될 수 있다. 도 11은 이러한 개념을 도시한다. 도시된 바와 같이, HF 전력원(44)은 송신 공진기(34)를 구동한다. 제1 패시브 공진기(A)는 84a에서, 송신 공진기의 자기장 내에 위치한다. 제1 패시브 공진기(A)는 점선(Tr)으로 도시된 바와 같이 송신 공진기(34)와 자기적으로 결합된다. 패시브 공진기(A)는 공진기 사이의 전류 흐름을 지원하는 전선 연결과 같은 적어도 하나의 도체(88)에 의해 전기적으로 제2 패시브 공진기(B)(84b)에 결합된다. 제1 패시브 공진기(A)가 송신 공진기(34)의 자기장 내에 위치할 때, 전류는 패시브 공진기(A)에서 유도되어 패시브 공진기(B)로 전달된다. 따라서, 패시브 라디에이터(A, B)는 전기적으로 컴파운드 패시브 라디에이터(90)를 형성하도록 조인된다.

컴파운드 패시브 라디에이터(90)는 교호로 또는 동시에 사용될 수 있는 별개의 전력 전송 사이트를 지원할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 수신 공진기(A)(40a)는 점선(A)으로 도시된 두 개가 자기적으로 결합하는 패시브 공진기(A)의 자기장 내에 위치한다. 부하(A)(86a) 같은 부하가 수신 공진기(A)에 전기적으로 연결될 때, 에너지는 부하(86a)에 전송된다. 유사하게, 제2 수신 공진기(B)(40b)는 패시브 공진기(B)의 자기장 내에 위치하는데, 패시브 공진기(B)는 점선(B)으로 도시된 바와 같이, 두 개가 자기적으로 결합한다. 부하(B)(86b)와 같은 부하가 수신 공진기(B)에 전기적으로 연결될 때, 에너지는 부하(86b)로 전송된다.

도체(88)가 몇몇 대안적 실시예에 따라 실시될 수 있는데, 제1 실시예는 패시브 공진기(A)와 공진기(B) 사이의 피드 라인 또는 송전선을 형성하는 한 쌍의 트윈 리드 연결 전선을 사용하고, 제2 실시예는 공진기(A)와 공진기(B)를 조인하는 단일 전선을 사용한다. 제3 실시예는 가구 물품 프레임의 부분을 형성하는 금속 구조를 사용한다.

공진기(40a, 40b)를 포함하는 코일은 HF 전력원 주파수와 공진하도록 튜닝된다. 튜닝은 각각의 코일을 포함하는 도체의 길이를 선택함으로써 수행되어, 코일이 이격된 도체를 형성한다는 사실로부터 초래되는 용량성 유도저항을 정합하는 유도저항을 달성한다. 필요하다면, 추가적인 별개의 축전기 컴포넌트가 용량성 유도저항을 증가시키도록 코일의 단부에 걸쳐서 추가될 수 있다. 용량성 유도저항의 미세한 튜닝은, 코일을 형성하는 두 개의 개별적인 턴(turn) 간격을 변경함으로써 성취될 수 있다.

트윈 리드 피드 라인에 의해 연결된 패시브 공진기

도 12 내지 도 19는 두 개의 코일이 한 쌍의 트윈 리드 연결 전선에 의해 서로 연결된 컴파운드 패시브 공진기의 제1 실시예를 도시한다. 도 12를 참조하면 패시브 공진기(84a, 84b)는, 두 개의 패시브 공진기의 각각의 일 단부에 결합된 제1 리드(88a)와 두 개의 패시브 공진기 코일의 각각의 타 단부에 결합된 제2 리드(88b)를 포함하는 트윈 리드 피드 라인(88)에 의해 연결된다. 도 13 내지 도 15는 이러한 실시예의 공진기 코일이 어떻게 구성되는지를 더욱 상세하게 도시한다. 도시된 실시예에서 코일은 에어 권선(air wound)되고, 코일은 적절한 접착제 또는 지지 재료에 의해 서로 유지되어, 코일 중심 내의 공간은 빈 채로(즉, 공기로 충진되어)남아있게 된다. 바람직하다면, 코일은 중공 튜브와 같은 코어구조 둘레에 둘러싸서 제조될 수 있다. 에어 권선된 코일이 송신 공진기 주파수를 정합하는데 효과적인 반면, 논-에어 권선(non-air core) 재료로 충진된 코일을 구성하는 것도 가능하다. 이것은 코일의 유도용량에 영향을 미치고 따라서 패시브 공진기의 공진 주파수에 영향을 미친다. 바람직하다면, HF 전력원 주파수에서 공진을 달성하기 위해, 별개로 된 축전기는 리드(88a, 88b)가 부착되는 각각의 포인트에서 각각의 코일에 전기적으로 결합된다. 이러한 축전기는 도시를 간략하게 하기 위해, 도 12에는 도시되지 않지만 축전기 배치를 위한 몇몇의 다른 회로도가 도 24a 내지 도 24d에 도시된다.

도 12를 참조하면, 리드(88a, 88b) 사이의 간격(d)은 일정하게 유지되어, 리드(88a, 88b)의 간격과 직경은 고정된 임피던스를 형성한다. 도 19는 트윈 리드 연결 전선의 단순화된 분포 회로 모델을 도시한다. 도시된 바와 같이, 전선은 그들 사이에 분포된 정전용량을 갖는다. 각각의 전선은 분포 저항과 분포 유도용량을 갖는다. 간략히 도시하기 위해 분포 유도용량은 도시되지 않았지만, 분포 유도용량이 분포 저항과 직렬로 연결될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

바람직하게는 전선 간격과 직경은, 피드 라인의 정전용량 (용량성 유도저항)이 낮거나 또는 적어도 알려져 있고 안정적인 값일 때의 임피던스를 형성하도록 선택된다. 트윈 리드 연결 전선 피드 라인의 용량성 유도저항을 최소화하거나 제어하는 것은 용량성 유도저항이 패시브 공진기의 전반적인 공진에 영향을 미칠 수 있기 때문에 중요하다. 위에서 알 수 있듯이, 이들 공진기는 최대의 전력 전송을 가지기 위해 송신 공진기와 동일한 주파수에서 공진되는 것이 필요하다.

코일(84a)과 같은 코일의 어느 하나가 송신 공진기의 자기장에 위치할 때, 자기 유도용량에 의해 코일을 통해 전류가 흐르게 된다. 코일(84a)은 피드 라인(88)을 통한 폐쇄 회로에 의해 코일(84b)에 결합되기 때문에, 라이크 전류(like current)가 코일(84b)을 통해 흐른다. 물론, 코일과 피드 라인의 내부 저항에 기인하여, 열이 달아남에 따라 에너지 손실이 있게 된다. 실제로는, 이러한 에너지 손실은 최소라는 것이 입증되고, 성공적인 에너지 전송이 패시브 공진기 코일들 중 어느 하나를 사용하여 얻어질 수 있다.

위에서 알 수 있는 바와 같이, 피드 라인(88)의 용량 유도저항을 제어하기 위해, 피드 라인의 개별적인 전선(88a, 88b) 사이의 일정한 간격을 형성하는 것이 바람직하다. 이것을 달성하는 제1 방식이 도 17에 도시되는데, 여기서 전선(88a, 88b)은 스테이플과 같은 것으로, 의자 또는 소파의 프레임의 부분을 형성하는 목재 레일링 부재(28)에 적절하게 고정된다. 이 실시예에서, 두 개의 전선(88a, 88b)은, 일측에서 개방되고 타측에서 목재 프레임을 포함하는 유전체 메체에 내장된다. 전선은 목재 프레임의 표면에 대향하여 배치되기 때문에, 두 개의 전선 사이의 싸잇 전계 라인(sight electric field line)의 직계(direct line)는 공기 매체를 관통하게 된다.

개별적인 전선(88a, 88b) 사이에 일정한 간격을 형성하는 제2 방법이 도 18에 도시된다. 이 실시예에서, 전선은 스테이플과 같은 것으로 목재 레일링 부재(28)의 대향하는 측에 적절히 고정된다. 이 실시예에서, 목재 레일링 부재는 두 개의 전선 사이에서 유전체로서 역할을 한다. 목재는 공기보다 더 높은 유전체 상수 (목재=1.4 내지 2.9; 공기=1.0)를 가지기 때문에, 제2 실시예에서의 전선 사이의 정전용량은 제1 실시예에서의 그것보다 높다. 용량성 유도저항은 정전용량에 반비례하기 때문에, 제2 실시예의 용량 유도저항은 제1 실시예의 그것보다 낮다.

패시브 공진기 코일은 도 16에 도시된 바와 같이, 덮개 패딩 또는 폼(36) 내에 코일을 내장함으로써 의자 또는 소파에 설치될 수 있다. 패시브 공진기 코일은 일반적으로 의자 또는 소파의 프레임(28)에 고정되는 송신 공진기(34) 위에 위치한다.

단일 전선에 의해 연결된 패시브 공진기

도 20과 도 21은 공진기에 조인하는 단일 전선에 의해 연결된 대안적인 컴파운드 패시브 공진기의 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 코일은 코일 전선이 실질적으로 평면에 놓이는 평면 코일 또는 팬케이크(pancake) 코일로서 감긴다. 도 20은 단일 연결 전선에 의해 조인된 한 쌍의 원형 나선형 코일(84a, 84b)을 도시한다. 도 21은 단일 연결 전선(88)에 의해 조인된 한 쌍의 사각형 나선형 코일(84a, 84b)을 도시한다. 다른 코일 형상도 물론 가능하다.

도 12 내지 도 19의 컴파운드 패시브 라디에이터 실시예는 트윈 리드전선(88a, 88b)을 사용하는 폐쇄 회로전기 경로에서 함께 연결된 코일을 채용하는 반면, 도 20과 도 21의 실시예는 폐쇄 회로경로를 형성하지 않는다. 오히려, 도 20과 도 21의 두 개의 코일(84a, 84b)은 전선 커넥터(88)가 공진 안테나 구조의 일부를 형성하는 공진 안테나 구조를 형성한다. 코일(84a)과 같은 코일의 어느 하나가 송신 공진기(34)의 자기장에 위치할 때, 전류가 코일에서 유도되는데, 코일은 각 코일(84a, 84b)의 임피던스와 전선 커넥터(88)의 길이에 의존하는 정재파 전류 분포 패턴을 형성한다. 컴파운드 패시브 공진기 구조 상의 전류 분포 패턴은 경계조건에 따라 거동하는데, 이 경계조건에서, 전류는 코일 종점(92)에서 제로가 되고 전선 커넥터(88)의 길이에 의존하여 그 사이에서 최대인 하나 이상의 전류를 나타낸다.

도 21의 코일은, 코일(84a, 84b)과 단일 연결 전선(88)이 가요성 플라스틱 기판(94)상에 배치되는 인쇄 회로 기판 트레이스로서 형성되는 실시예를 도시한다.

도 22는 코일(84a, 84b)을 연결하는 대안적인 방법을 도시하는데, 여기서 전선 연결(88)은 각 코일의 최 내측 단부를 조인한다. 도 22에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 축전기(C)는 각 코일(84a, 84b)과 평행하게 연결된다. 이들 축전기는 각 코일의 유도저항에 정합하는 증가된 용량성 유도저항을 제공하여, 코일은 HF 전력원(44, 도 11)의 송신 주파수에서 각각 공진한다. 바람직하게는, 전체적인 용량성 유도저항은 각 코일의 선택적인 전선 턴(turn)의 간격을 조절함으로써 미세하게 튜닝될 수 있다. 전선 사이의 간격을 증가시키는 것은 정전용량을 감소시키고, 따라서 (정전용량과 용량성 유도저항은 반비례 관계이므로) 용량성 유도저항을 증가시킨다.

지금까지 예시된 컴파운드 패시브 공진기는 한 쌍의 코일을 가지는 반면, 두 개 이상의 코일을 채용한 컴파운드 패시브 공진기를 구성할 수도 있다. 도 23을 참조하면, 세 개의 코일로 된 컴파운드 패시브 공진기가 예시적인 방식으로 도시된다. 각 코일이 다시 튜닝(re-tuned)되어 각각 HF 전력원과 공진을 달성한다는 점을 제외하면, 이 세 개의 코일로 된 컴파운드 패시브 공진기는 두 개의 코일로 된 컴파운드 패시브 공진기와 동일하게 작동한다. 상술한 바와 같이, 별개의 축전기를 추가하고 연결 전선(88)의 전선 상호 간의 간격과 각각의 길이를 조절함으로써 튜닝이 성취된다.

송신 공진기와 패시브 공진기의 배치

도 1은 송신 공진기와 패시브 공진기가 예시적인 리클라이닝 의자에 배치되는 몇 가지 실시예를 제공한다. 물론, 논의된 바와 같이, 본 발명의 전력 전송 장치와 방법은 다른 유형의 가구 물품과도 작동한다. 도시를 위하여, 도 25는 현대식 소파 프레임을 도시하며, 상술한 컴파운드 패시브 공진기가 어떻게 가구 물품에 통합되는지가 도시된다. 이 실시예에서, 단일 전선 커넥터 실시예가 구성된다. 단일 전선 도체(88)는 도시된 바와 같이, 소파의 등받이에 있는 스프링 뒤에 루트(routed) 된다.

도 26은 의자의 등받이를 가로질러 연장하는 금속 프레임 컴포넌트(90)를 통하여 코일이 연결되는 다른 도체 구성을 도시한다. 각각의 패시브 코일(84a, 84b)은 각각의 전선(92a, 92b)에 의해 프레임 컴포넌트(90)에 전기적으로 연결된다. 도 26의 의자는 개방형-아암 스타일의 의자이다. 따라서, 송신 공진기(34)와 패시브 리피터 코일(84a, 84b)은 도시된 바와 같이 스트레쳐(stretcher) 레일(96)상에 위치한다. 도 26의 의자가 개방형-아암 형태를 도시하지만, 송신 공진기와 패시브 리피터 코일의 동일한 배치가 아암이 없는 의자에도 채용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

실시예들에 대한 상술한 설명은 설명 및 기술의 목적들을 위해서 제공되었다. 이는 배타적이거나 개시 내용을 제한하는 것으로 의도된 것이 아니다. 특별한 실시예들의 개별적인 요소들 또는 특징들이 일반적으로 특별한 해당 실시예로 제한되지 않고, 적용 가능하다면, 구체적으로 도시되거나 설명되지 않은 경우에도, 상호 교환될 수 있고 그리고 선택적인 실시예에서 이용될 수 있다. 동일한 것이 또한 많은 방식들로 변경될 수 있을 것이다. 그러한 변경들은 개시 내용으로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않으며, 그리고 모든 그러한 변경들은 개시 내용의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된 것이다.

24:전원 장치 34: 송신 공진기
40: 수신 공진기 42: 부하
44: HF 전력원 48: RF-DE 정류기
46: Z 정합 50: Z 정합

Claims

내측 프레임과 덮개 커버링을 구비하는 가구 물품;
상기 프레임에 의해 운반되고, 상기 덮개 커버링 아래에 적어도 부분적으로 배치되며, 소정 주파수에서의 공진을 위해 튜닝되는 적어도 하나의 송신 공진기;
상기 프레임에 의해 운반되고, 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 전기적으로 결합되며, 상기 가구 물품의 외부에 있는 전원에 결합되는 고주파 전력원을 포함하며;
상기 고주파 전력원과 상기 적어도 하나의 송신 공진기는, 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 인접한 근접 필드에서, 상기 소정 주파수에서 결합하고 전력을 전송하는 자기장을 발생하는, 무선 전력 전송을 위한 장치.
제1항에 있어서,
부하 장치에 전기적으로 결합되는 수신 공진기를 더 포함하고, 상기 수신 공진기는 상기 소정 주파수에서 공진을 위해 튜닝되며, 상기 송신 공진기에 인접한 근접 필드에 위치하였을 때 상기 송신 공진기로부터 수신되는 전력을 상기 부하 장치로 전송하는, 무선 전력 전송을 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 송신 공진기는 상기 송신 공진기의 Q 인자를 증가시키는 임피던스 정합회로를 포함하는, 무선 전력 전송을 위한 장치.
제2항에 있어서,
상기 수신 공진기는 상기 수신 공진기의 Q 인자를 증가시키는 임피던스 정합회로를 포함하는, 무선 전력 전송을 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 프레임에 의해 운반되고, 상기 덮개 커버링 아래에 적어도 부분적으로배치된 적어도 하나의 패시브 리피터 공진기를 더 포함하며, 상기 패시브 리피터 공진기는 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 인접한 근접 필드에 배치되며, 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 의해 발생되는 자기장을 연장하도록 작동하는, 무선 전력 전송을 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 가구 물품은 시트, 등받이 및 적어도 하나의 아암을 가지는 의자 또는 소파이고, 상기 적어도 하나의 송신 공진기는 상기 시트, 등받이 및 적어도 하나의 아암으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된, 의자 또는 소파의 부분에 배치되는, 무선 전력 전송을 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 가구 물품은 시트 및 등받이를 가지는 의자 또는 소파이고, 상기 적어도 하나의 송신 공진기는 상기 시트와 상기 등받이의 적어도 어느 하나에 배치되는, 무선 전력 전송을 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 가구 물품은 연장가능한 레그 레스트(leg rest)를 가지는 의자 또는 소파이고, 상기 적어도 하나의 송신 공진기는 상기 레그 레스트에 배치되는, 무선 전력 전송을 위한 장치.
제8항에 있어서,
수신 공진기와 내부에 통합되어 부착된 가열 소자를 각각 구비하는 한 쌍의 신발을 더 포함하고, 상기 수신 공진기는 상기 신발에 위치하여, 상기 신발이 상기 의자 또는 상시 소파에 앉아 있는 사람에 의해 착용될 때, 상기 수신 공진기는 상기 레그 레스트에 배치된 상기 적어도 하나의 송신 공진기의 근접 필드 내에 놓이는, 무선 전력 전송을 위한 장치.
제1항에 있어서,
내부에 배치된 수신 공진기를 가지는 가열 패드를 더 포함하고, 상기 가열 패드는 상기 수신 공진기에 전기적으로 결합되는 가열 소자를 가지며, 상기 가열 소자는 상기 수신 공진기를 통해 상기 적어도 하나의 송신 공진기로부터 전송되는 전력을 수신하는, 무선 전력 전송을 위한 장치.
제1항에 있어서,
내부에 수신 공진기를 가지는 가열 담요 또는 숄을 더 포함하고, 상기 가열 담요 또는 숄은 상기 수신 공진기에 전기적으로 결합되는 가열 소자를 구비하며, 상기 가열 소자는 상기 수신 공진기를 통해 상기 적어도 하나의 송신 공진기로부터 전송되는 전력을 수신하는, 무선 전력 전송을 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 프레임에 의해 운반되고, 상기 덮개 커버링 아래에 적어도 부분적으로 배치되는 적어도 하나의 컴파운드 패시브 공진기를 더 포함하며, 상기 컴파운드 패시브 공진기는 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 인접한 근접 필드에 배치되며 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 의해 발생되는 자기장을 연장하도록 작동하는 부분을 구비하고;
상기 컴파운드 패시브 공진기는 적어도 하나의 도체에 의해 결합되는 적어도 두 개의 코일을 포함하는, 무선 전력 전송을 위한 장치.
제12항에 있어서,
상기 두 개의 코일 중 어느 하나는 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 인접한 근접 필드 내에 위치하는, 무선 전력 전송을 위한 장치.
제12항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 코일은 단일 도체에 의해 전기적으로 서로 연결되는 평면 코일인, 무선 전력 전송을 위한 장치.
제12항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 코일은 폐쇄 전기 회로를 형성하는 한 쌍의 도체에 의해 전기적으로 연결되는, 무선 전력 전송을 위한 장치.
제12항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 코일은 상기 프레임의 전도성 컴포넌트에 의해 전기적으로 연결되는, 무선 전력 전송을 위한 장치
무선 전력 전송을 위해 가구 물품을 아웃피팅하는 방법으로서,
내측 프레임과 덮개 커버링을 구비하는 가구 물품에, 상기 프레임에 의해 운반되고 상기 덮개 커버링의 아래에 적어도 부분적으로 배치되는 적어도 하나의 송신 공진기를 제공하고;
소정 주파수에서의 공진을 위해 상기 적어도 하나의 송신 공진기를 튜닝하고;
상기 프레임에 의해 고주파 전력원을 지원하고, 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 상기 고주파 전력원을 전기적으로 결합시키며,
상기 가구 물품의 외부에 있는 전원에 상기 고주파 전력원을 결합시키며;
상기 고주파 전력원 및 상기 적어도 하나의 송신 공진기는, 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 인접한 근접 필드에서, 상기 가구 물품의 외부에 있는 전원에 결합될 때, 상기 소정 주파수에서 결합하고 전력을 전송하는 자기장을 발생하는 것을 포함하는, 무선 전력 전송을 위해 가구 물품을 아웃피팅하는 방법.
제17항에 있어서,
부하 장치에 전기적으로 결합되도록 수신 공진기를 제공하고,
상기 수신 공진기를 상기 소정 주파수에서 공진을 위해 튜닝하여, 상기 수신 공진기가 상기 송신 공진기에 인접한 근접 필드에 위치하였을 때, 상기 송신 공진기로부터 수신되는 전력을 상기 수신 공진기가 상기 부하 장치로 전송하는 것을 더 포함하는, 무선 전력 전송을 위해 가구 물품을 아웃피팅하는 방법.
제18항에 있어서,
상기 송신 공진기의 Q 인자를 증가시키는 임피던스 정합회로를 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 부착하는 것을 더 포함하는, 무선 전력 전송을 위해 가구 물품을 아웃피팅하는 방법.
제18항에 있어서,
상기 수신 공진기의 Q 인자를 증가키는 임피던스 정합회로를 상기 수신 공진기에 부착하는 것을 더 포함하는, 무선 전력 전송을 위해 가구 물품을 아웃피팅하는 방법.
제17항에 있어서,
상기 프레임에 의해 적어도 하나의 패시브 리피터 공진기를 지지하고 상기 패시브 리피터 공진기를 상기 덮개 커버링 아래에 적어도 부분적으로 배치하며;
상기 적어도 하나의 송신 공진기에 의해 발생되는 상기 자기장을 연장하도록, 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 인접한 근접 필드에 상기 패시브 리피터 공진기를 배치하는 것을 더 포함하는, 무선 전력 전송을 위해 가구 물품을 아웃피팅하는 방법.
제17항에 있어서,
상기 가구 물품은 시트, 등받이 및 적어도 하나의 아암을 가지는 의자 또는 소파이고, 상기 적어도 하나의 송신 공진기를 상기 시트, 등받이 및 적어도 하나의 아암으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된, 의자 또는 소파의 부분에 배치하는 것을 더 포함하는, 무선 전력 전송을 위해 가구 물품을 아웃피팅하는 방법.
제17항에 있어서,
상기 가구 물품은 연장가능한 레그 레스트를 가지는 의자 또는 소파이고, 상기 적어도 하나의 송신 공진기를 상기 레그 레스트에 배치하는 것을 더 포함하는, 무선 전력 전송을 위해 가구 물품을 아웃피팅하는 방법.
제17항에 있어서,
수신 공진기와 내부에 통합되어 부착된 가열 소자를 각각 구비하는 한 쌍의 신발을 더 포함하고, 상기 수신 공진기를 상기 신발에 위치시켜서, 상기 신발이 상기 의자 또는 상시 소파에 앉아 있는 사람에 의해 착용될 때, 상기 수신 공진기가 상기 레그 레스트에 배치된 상기 적어도 하나의 송신 공진기의 근접 필드 내에 놓이도록 하는 것을 더 포함하는, 무선 전력 전송을 위해 가구 물품을 아웃피팅하는 방법.
제17항에 있어서,
내부에 배치된 수신 공진기와 상기 수신 공진기에 전기적으로 결합되는 가열 소자를 구비하는 가열 패드를 제공하고, 상기 수신 공진기를 통해 상기 적어도 하나의 송신 공진기로부터 전송되는 전력을 수신하는 것을 더 포함하는, 무선 전력 전송을 위해 가구 물품을 아웃피팅하는 방법.
제17항에 있어서,
내부에 수신 공진기를 가지는 가열 담요 또는 숄을 제공하는 것을 더 포함하고, 상기 가열 담요 또는 숄은 상기 수신 공진기에 전기적으로 결합되는 가열 소자를 구비하며, 상기 가열 소자는 상기 수신 공진기를 통해 상기 적어도 하나의 송신 공진기로부터 전송되는 전력을 수신하는, 무선 전력 전송을 위해 가구 물품을 아웃피팅하는 방법.
제17항에 있어서,
상기 프레임에 의해 운반되고, 상기 덮개 커버링 아래에 적어도 부분적으로 배치되는 적어도 하나의 컴파운드 패시브 공진기를 제공하는 것을 더 포함하며, 상기 컴파운드 패시브 공진기는 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 인접한 근접 필드에 배치되며 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 의해 발생되는 자기장을 연장하도록 작동하는 부분을 구비하고;
상기 컴파운드 패시브 공진기는 적어도 하나의 도체에 의해 결합되는 적어도 두 개의 코일을 포함하는, 무선 전력 전송을 위해 가구 물품을 아웃피팅하는 방법.
제27항에 있어서,
상기 두 개의 코일 중 어느 하나는 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 인접한 근접 필드 내에 위치하는, 무선 전력 전송을 위해 가구 물품을 아웃피팅하는 방법.
제27항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 코일은 단일 도체에 의해 전기적으로 서로 연결되는 평면 코일인, 무선 전력 전송을 위해 가구 물품을 아웃피팅하는 방법.
제27항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 코일은 폐쇄 전기 회로를 형성하는 한 쌍의 도체에 의해 전기적으로 연결되는, 무선 전력 전송을 위해 가구 물품을 아웃피팅하는 방법.
제27항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 코일은 상기 프레임의 전도성 컴포넌트에 의해 전기적으로 연결되는, 무선 전력 전송을 위해 가구 물품을 아웃피팅하는 방법.
프레임과 상기 프레임에 의해 지지되는 덮개 커퍼링;
상기 프레임에 의해 운반되고 상기 덮개 커버링의 아래에 적어도 부분적으로 배치되며, 소정 주파수에서의 공진을 위해 튜닝되는 적어도 하나의 송신 공진기;
상기 프레임에 의해 운반되고 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 전기적으로 결합되며, 상기 가구 물품의 외부에 있는 전원에 결합되는 고주파 전력원을 포함하며,
상기 고주파 전력원과 상기 적어도 하나의 송신 공진기는 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 인접한 근접 필드에서, 상기 소정 주파수에서 결합되고 전력을 전송하는 자기장을 발생시도록 된, 가구 물품.
제32항에 있어서,
상기 프레임은 시트와 등받이를 형성하고, 상기 적어도 하나의 송신 공진기는 상기 시트와 등받이의 적어도 어느 하나에 배치되는, 가구 물품.
제33항에 있어서,
상기 프레임은 적어도 하나의 아암을 더 형성하고, 상기 적어도 하나의 송신 공진기는 상기 시트, 등받이, 및 아암의 적어도 어느 하나에 배치되는, 가구 물품.
제34항에 있어서,
상기 프레임과 상기 덮개는 아암을 형성하고, 상기 아암은 상기 아암의 아래에 개방된 공간을 둘러싸며, 상기 적어도 하나의 송신 공진기는 상기 개방된 공간에 인접한 위치에 있는 상기 프레임 상에 배치되는, 가구 물품.
제32항에 있어서,
상기 프레임에 의해 운반되고, 상기 덮개 커버링 아래에 적어도 부분적으로배치된 적어도 하나의 패시브 리피터 공진기를 더 포함하며, 상기 패시브 리피터 공진기는 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 인접한 근접 필드에 배치되며, 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 의해 발생되는 자기장을 연장하도록 작동하는, 가구 물품.
제36항에 있어서,
상기 프레임은 시트와 등받이를 더 형성하고, 상기 적어도 하나의 패시브 라디에이터는 상기 시트와 상기 등받이의 적어도 어느 하나에 배치되는, 가구 물품.
제36항에 있어서,
상기 프레임은 적어도 하나의 아암을 더 형성하고, 상기 적어도 하나의 패시브 라디에이터는 상기 아암에 배치되는, 가구 물품.
제36항에 있어서,
상기 패시브 리피터 공진기는, 상기 적어도 하나의 송신 공진기에 인접한 근거접 필드에 배치된 제1 코일과, 상기 송신 공진기의 근접 필드의 외측에 배치된 제2 코일을 포함하는, 가구 물품.
제17항에 있어서,
내부에 통합된 금속 박을 포함하는 부착된 가열 소자를 각각 구비하는 한 쌍의 신발을 더 제공하고, 상기 수신 공진기를 상기 신발에 위치시켜서, 상기 신발이 상기 의자 또는 상시 소파에 앉아 있는 사람에 의해 착용될 때, 상기 가열 소자가 상기 레그 레스트에 배치된 상기 적어도 하나의 송신 공진기의 근접 필드 내에 놓이도록 하는 것을 더 포함하는, 무선 전력 전송을 위해 가구 물품을 아웃피팅하는 방법.