TW201101640A - Systems and methods relating to multi-dimensional wireless charging - Google Patents

Description

201101640 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體而言係關於無線充電，且更特定言之’係關 於與多維無線充電有關之器件、系統及方法。 根據35 U.S.C· §119之優先權主張 本申請案根據35 U.S.C. §119(e)主張以下各案之優先 權： 2009 年 2月 10 日申請之名為「MULTI-DIMENSIONAL WIRELESS CHARGING」之美國臨時專利申請案第 6 1/1 5 1,290號，該案之全部揭示内容在此以引用的方式併 入本文；及 2009年9月21日申請之名為 「MULTI-ANTENNA TRANSMITTER FOR WIRELESS CHARGING」之美國臨時 專利申請案第61/244,391號，該案之全部揭示内容在此以 引用的方式併入本文。 【先前技術】 通常’每一電池供電器件需要自己的充電器及電源，該 電源通常為AC電源插座。在許多器件需要充電時，此變 得難以使用。 正開發使用傳輪器與待充電之器件之間的空中電力傳輸 之方法。此等方法大體上分成兩類。一類係基於傳輸天線 與待充電器件上之接收天線之間的平面波輻射（亦稱為遠 # $1 # X耗合，待充電器件收集所輻射電力且將其整流 以用於對電池充電。天線大體上具有諧振長度以便改良耦 146490.doc 201101640 合效率。此方法之缺陷在於：電力耦合隨著天線之間的距 離（增加）而迅速減退。所以在合理距離上（例如，^至之公 尺)之充電變得困難。另外，由於系統輻射平面波，故若 未經由適當控制無意識的㈣，則無意識的輻射可干 擾其他系統。 其他方法係基於經礙 傳輸天線與經嵌入於待 流電路之間的感應耦合 與接收天線之間的間距 此方法確實具有對同一 力，但此區域通常較小 定區域。 入於（例如）「充電」墊或表面中之 充電之主體器件中之接收天線加整 。此方法具有以下缺點：傳輸天線 必須極接近（例如，幾毫米）。儘管 區域中之多個器件同時充電的能 ，因此使用者必須將器件定位至特 當將-或多個器件置於無線充電器（例如，近場磁性譜 振、感應耗合等等)中時，接收器與充電器之間的定向可 舉例而言’當在溶液槽—一地）中對醫療器件 > “的同時對醫療器件充電時，或當在水下工作的同時對 工具充電時。在H件落人㈣具有流體之容器中時，該哭 =乎置於容器底部的角度將取決於其質量分布的方式。作 限制實例’在充電器呈箱或碗狀物之形式時，將 :扔進其中(此對使用者而言極方便)並不能保證 :二取後所處的位置。充電器亦可經整合至可容納許多 :二大谷器或櫃中，諸如，工具儲存櫃、玩具櫃或經特 人二以用於無線充電之外殼。接收器在此等器件中之整 為不-致的，因為該等器件具有不同形狀因數且可以 146490.doc 201101640 相對於無線電力傳輪器之不同定向置放。 作:Γ::=器之設計在預定義定向下可有最好的工 ’仁右充電器與接收器之間的定向不 較低電力位準。另外，在經 會k送 兄％咨件被置於僅可將I綠蕾 力的一部分遞送至苴之命要士 ± 1罜J將無線電 刀以至其之位置中時’充電時間可增加。一此 解財案以使W件置於以有利U定位待㈣ ::件的特殊托架或固持器中(與不假思索地

充電P相比較不方便）或不能容納多個器件之特殊托架 或固持益中的方式來設計充電器。 因此，需要提供與多维無線充電有關之系統及方法。 【實施方式】 詞語「例示性」在本文_用以意謂「充當—實例、例子 或說明」。本文中經描述為「例示性」之任何實施例未必 被解釋為比其他實施例較佳或有利。 下文結合隨附圖式所闡述之[實施方式]意欲作為對本發 明=例示性實施例的描述以意欲表*可實踐本發明的僅 有實施例。貫穿此描述所使用之術語「例示性」意謂「充 當一實例、例子或說明」，且將未必被解釋為比其他例示 性實施例較佳或有利。出於提供對本發明之例示性實施例 之透徹理解之目的，[實施方式]包括特定細節。熟習此項 技術者將顯而易見，可在不具有此等特定細節的情況下實 踐本發明之例示性實施例。在一些例子中，以方塊圖之形 式展示熟知結構及器件以便避免混淆本文中呈現的例示性 實施例之新穎性。 146490.doc 201101640 詞語「無線電力」在本文中用以意謂與電場、磁場、電 磁场或在不使用實體電磁導體的情況下之自傳輸 接收器之其他者相關聯的任何形式之能量。 圖1說明根據本發明之各種例示性實施例之無線傳輸或 充電系統⑽。將輸入電力102提供至傳輸器刚以用於產 t用於提供能量轉移之輻射場1G6。接收W㈣合至㈣ % 106且產生輸出電力UG以用於由轉接至輸出電力之 器件（圖中未綠示）儲存或消耗。傳輸器104與接收器1〇8由 距離 1 1 2 分離。在-—/*,1 隹例不性實細例中，根據互諧振關係组 態傳輸器H)4與接收器1〇8，且在接收器1〇8之諧振頻率與 傳輸器104之諸振頻率完全相同時，在接收器⑽位於輕射 場106之「近場」中時，傳輸器1〇4與接收器1〇8之間的傳 輸損耗最小。 傳輸器104進一步包括用於提供用於能量傳輸之構件的 傳輸天線114,且接收器1〇8進一步包括用於提供用於能量 接收之構件的接收天線118。根據應用及與應用相關聯之 器件而設定傳輸及接收天線之大小。如所陳述，藉由將傳 輪天線之近場中之能量的一大部分耦合至接收天線（而非 將電磁波中之大多數能量傳播至遠場）而發生有效率的能 量轉移。當在此近場中時，可在傳輸天線U4與接收天線 118之間產生耦合模式。可發生此近場耦合的在天線114與 118周圍之區域在本文中被稱作耦合模式區。 圖2展示無線電力轉移系統之簡化示意圖。傳輸器104包 括一振盪器122、一功率放大器i 24及一濾波器及匹配電路 146490.doc 201101640 126。振盪器經組態以在所要頻率下產生，其可回應於調 整信號123而加以調整。振盪器信號可由功率放大器124回 應於控制信號125而放大一放大量。可包括濾波器及匹配 電路126以濾除諧波或其他不需要之頻率且將傳輸器1〇4之 阻抗與傳輸天線114匹配。

接收器可包括一匹配電路132及一整流器及切換電路以 產生DC電力輸出以對如圖2所示之電池136充電或向耦接 至接收ι§之器件（圖中未繪示）供電。可包括匹配電路132以 將接收器108之阻抗與接收天線118匹配。 如圖3中所說明，用於例示性實施例中之天線可經組態 為知路」天線15〇，其在本文中亦可被稱作「磁性」天 線。環路天線可經組態以包括—空心⑽㈣e)或諸如鐵氧 體磁心之實體磁心。空心環路天線對置放於磁心附近之外 來實體器件可更具耐受性。此外，空心環路天線允許在磁 :區域内置放其他組件。另夕卜，空心環路可更容易地允許 只現在傳輸天線U4(圖2)之平面内置放接收天線118(圖 )在^平*中傳輸天線114(圖2)之g合模式區可為更強 、，如所陳述’在傳輸器104與接收器108之間之經匹配或幾 t經匹配之譜振期間發生傳輸器⑽與接收器1〇8之間的能 二有效轉移。然而’甚至在傳輸器Μ與接收器⑽之間 的諧振不匹配時，彳 你认 彳乃了以較低效率轉移能量。藉由將來自 傳輸天線之近場之鈐番知人 ,A 量輕5至駐留於建立了此近場之鄰域 中之接收天線（而非將來 术自傳輸天線之能量傳播至自由空 146490.doc 201101640 間中）而發生能量之轉移。 環路或磁性天線之絲頻率係基於電感及電容。環路天 線中之電感大體上僅僅為由環路建立之電感而大體上將 電谷添加至環路天線之電感以建立在所要购頻率下之猎 振結構。作為-非限制實例，可將電容器152及電容器154 添加至天線以建立產生諸振信號156之諸振電路。因此， 對於較大直徑之環路天線而言，隨著環路之直徑或電感增 加，誘發諸振所需之電容之大小減小。此外，隨著環路或 磁性天線之直徑增加，近場之有效能量轉移區域增加。當 然，其他譜振電路係可能的。作為另—非限制實例，可將 電容器並行置於環路天線之兩個端子之間。另夕卜，一般熟 習此項技術者將認識到’對於傳輸天線而言，義信號 156可為至環路天線15〇之輸入。 本發明之例示性實施例包括將處於彼此之近場中之兩個 天線之間的電力輕合。如所陳述，近場為在天線周圍之區 域’電磁場存在於其中但不可傳播或輻射遠離天線。其通 常限於接近天線之實體體積之體積。在本發明之例示性實 施例中，由於與電型天線（例如，小偶極）之電近場相比， 磁型天線之磁性近場振幅傾向於較高，故將諸如單匝及多 匝環路天線之磁型天線用於傳輸（Τχ)與接收（Rx)天線系統 兩者。此允許該對之間的潛在較高耦合。此外，亦預期 電」天線（例如，偶極及單極）或磁性天線與電天線之板 合0 與較早提及之遠場及感應方法所允許者相比，可在足夠 146490.doc 201101640 低之頻率下且用足夠大的天線大小來操作Tx天線以達成與 顯著較大距離處之小Rx天線之良好耦合（例如，> _4 dB)。 若Tx天線被正確地設定大小，則當主體器件上之Rx天線被 . 置於經驅動Tx環路天線之耦合模式區内（亦即，近場中） 時’可達成高搞合位準（例如，_2至-4 dB)。 圖4展示指示傳輸天線與接收天線之間的耦合強度之模 擬結果。曲線170及172分別指示傳輸及接收天線之電力接 0 受的量測。換言之，在較大負數之情況下，存在極密切之 阻抗匹配，且大多數電力被接受且（作為結果）由傳輸天線 輻射。相反地，較小負數指示大量電力自天線反射回，因 為在給定頻率下不存在密切的阻抗匹配。在圖4中，傳輸 天線及接收天線經調諧成具有約13 56 MHz之諧振頻率。 曲線170說明在各種頻率下自傳輸天線傳輸之電力量。 因此，在對應於約13.528 MHz及13.593 MHz之點la&3a 處，大量電力經反射且未從傳輸天線傳輸出去。然而，在 Ο 對應於約13.56 MHz之點2a處，可看見大量電力被接受且 從天線傳輸出去。 類似地，曲線172說明在各種頻率下由接收天線接收之 電力量。因此，在對應於約13 528訄112及13 593 MHz之點 lb及3b處，大量電力經反射且未傳遞通過接收天線及至接 收器中。然而，在對應於約13.56 MHz之點沘處，可看 見大里電力由接收天線接受且經傳遞至接收器中。 曲線174指示在經由傳輸天線自傳輸器發送、經由接收 天線接收且經傳遞至接收器之後在接收器處所接收之電力 146490.doc 201101640 fc處因二在對應於約13.528 MHZ及13.593顚zm及 =，自傳輸器發送出去之大量電力在接收器處不可用， 因為⑴傳輸天線拒絕了自傳輸器經發送至其之大量電力， 二):著頻率移動遠離譜振頻率，傳輸天線與接收天線之 2的“效率變差'然而’在對應於約13 56 MHZ之點2c 處，可看見，自傳輸器發送之大量電力在接收器處可用， 從而指示傳輸天線與接收天線之間的高度麵合。 圖5A及圖5B展示根據本發明之例示性實施例之用於傳 輸及接收天線之環路天線的布局同方式藉由 八有夕種多樣大小之單環路或多環路來組態環路天線。另 外，環路可具有眾多不同形狀，諸如（僅舉例而言），圓 形橢圓形、正方形及矩形。圖5八說明大正方形環路傳輸 天線114S及置於與傳輸天線U4S相同之平面中且在傳輸天 線114S之中心附近的小正方形環路接收天線ιΐ8。圖化說 明大圓形環路傳輸天線114C及置於與傳輸天線U4c相同之 平面中且在傳輸天線丨14c之中心附近的小正方形環路接收 天線118’。正方形環路傳輸天線U4S具有為「&」之邊長， 而圓形環路傳輸天線114C具有為「φ」之直徑。對於正方 形環路而言，可展示存在直徑可經定義為= 4a/?r之等 效圓形環路。 圖ό展示指示傳輸天線與接收天線之間的與圖‘A及圖4B t所說明之正方形及圓形傳輸天線之各種周長（circumference) 有關之耗合強度的模擬結果。因此，曲線i 8〇展示在圓形 環路傳輸天線114C具有各種周長大小時圓形環路傳輸天線 146490.doc -10- 201101640 114C與接收天線118之間的耦合強度。類似地，曲線i82展 示在傳輸環路傳輸天線H4S具有各種等效周長大小時正方 形環路傳輸天線114S與接收天線118'之間的耦合強度。 圖7展示指示傳輸天線與接收天線之間的與圖及圖5B 中所說明之正方形及圓形傳輸天線之各種表面積有關之耦 合強度的模擬結果。因此，曲線19〇展示在圓形環路傳輸 天線114C具有各種表面積時圓形環路傳輸天線U4C與接收 © 天線118之間的耦合強度。類似地，曲線192展示在傳輸環 路傳輸天線114S具有各種表面積時正方形環路傳輸天線 114S與接收天線118，之間的耦合強度。 圖8展示接收天線相對於傳輸天線之各種置放點以說明 共平面置放及同軸置放中之耦合強度。如本文中所使用之 「共平面」意謂傳輸天線與接收天線具有實質上對準之平 • 面（亦即，具有指向實質上同一方向之表面法線）且在傳輪 天線與接收天線之平面之間不具有距離（或具有小的距 〇 離）。如本文中所使用之「同軸」意謂傳輸天線與接收天 線具有實質上對準之平面（亦即，具有指向實質上同一方 向之表面法線）且兩個平面之間的距離不可忽視，且此 外’傳輸天線與接收天線之表面法線實質上沿著同一向量 而延伸或兩個法線成梯形。 作為實例’點pi ' P2、p3及p7皆為接收天線相對於傳輸 天線之共平面置放點。作為另一實例’點^及一為接收天 線相對於傳輸天線之同軸置放點。以下之表展示在圖8中 所說明之各種置放點（131至1?7)處之耦合強度（S21)及耦合效 146490.doc 201101640 率（'經表達為自傳輸天線傳輸之到達接收天線之電力的百 分比）。 表1 位置 距平面之距離 (cm) S21效率 (%) 效率(TX DC電力 輸入對RX DC電 力輪出） Pi 0 46.8 28 p2 0 55.0 36 p3 — 0 57.5 35 p4 2.5 49.0 30 p5 17.5 24.5 15 p6 17.5 0.3 0 2 p7 ------ 0 — 5.9 ------ 3.4_ 如可見，共平面置放點pl、Pup3皆展示相對較高耦合 效率。置放點p7亦為共平 叫《Μ- 泽 ώ 外部。雖然置放點ρ7不具有高搞合效率，但清楚的是，有 在某種耗合絲合模式區延伸超幻專輸環路天線之周邊。 置放點Ρ5與傳輸天線同軸且展示相當大的福合效率。置 放點Ρ5之耗合效率並不與關於共平面置放點之以效率— 樣高H置放點合效率足夠以使得=處於 :軸置放中之傳輸天線與接收天線之間傳遞相當大的電 直㈣Ρ4係處於傳輸天線之周界内，但 面上方之微小距離處，處於可被门舳、”戈 即，具有處於實質上同一方向之表面法線但放 處）或偏移共平面（亦即，具有處於 ；5位 貝貞上同一方向的表 146490.doc 201101640 法線但具有相對於彼此偏移之平面）之位置。自該表可 見，在具有2.5 cm之偏移距離的情況下，置放點？4仍具有 相對較好的耦合效率。 . 置放點P6說明在傳輸天線之周界外部且在傳輸天線之平 面上方之相當大距離處的置放點。如自該表可見，置放點 p7展不傳輸天線與接收天線之間的很小耦合效率。 圖9展示指示在傳輸天線與接收天線之間的各種距離處 0 之同轴置放之耦合強度之模擬結果。圖9之模擬係針對同 軸置放中之正方形傳輸及接收天線，兩者皆具有為約1.2 公尺之邊且處於10MHz之傳輸頻率。可見，耦合強度在小 於約0.5公尺之距離處保持相當高且均一。 圖10為根據本發明之一例示性實施例之傳輸器的簡化方 塊圖。傳輸器200包括傳輸電路2〇2及一傳輸天線2〇4。大 ' 體上，傳輸電路202藉由提供導致在傳輸天線204周圍產生 .近場能量的振盪信號而將RF電力提供至傳輸天線2〇4。舉 ❹ 例而σ傳輸器2〇〇可在13·56 MHz ISM頻帶下操作。 例示性傳輸電路202包括用於將傳輸電路2〇2之阻抗（例 如，50歐姆）與傳輸天線2〇4匹配之固定阻抗匹配電路 2〇6 ’及經組態以將諸波發射減小至防止輕接至接收器 ⑽⑷）之器件之自干擾的位準之低通濾波器⑽⑽。 其他例示性實施例可包括不同濾波器拓撲，包括(但不限 於）使特定頻率衰減同時使其他頻率通過之陷波濾波器， 且可包括適應性阻抗匹配，其可基於可量測傳輸度量⑼ 如’至天線之輸出電力或由功率放大器沒取之dc電流）而 146490.doc 201101640 變化。傳輸電路202進一步自括一从，玄，从丄 /巴祜功率放大器210，功率放 大器210經組態以驅動如由振盈器212所判定之職號“亥 傳輸電路可包含離散器件或電路，或者可包含整合 自傳輸天線204輸出之例示性RF電力可為大約U瓦特。 傳輸電路2 02進一步包括— 少匕祜處理益214，其用於在針對特 疋接收器之傳輸階段（或作用日專門猫严、如日日i 、人W用日守間循裱）期間啟用振盪器 212、用於調整振盈器之頻率 、 7貝手及用於調整輸出電力位準 以用於實施用於經由相鄰考杜夕似社& 翊器件之附接的接收器而與相鄰哭 件互動之通信協定。 °° 傳輸電路2〇2可進—步包括用於_在由傳輸天線2(M產 生之近％㈣近區域巾作料的接收器之存在^存在的 負載感測電路216。舉例而言，負載感測電路216監 功率放大器210之電流，苴禹±^ 电瓜其又由傳輸天線2〇4產生之近 附近區域中作用中的接 器⑽視對功率放大:210: Γ 影響。由處理 °。210上之負载之改變的偵測以用於 疋否啟用振盪器2 12以用於傳輪| # 收器通信。 肖於傳輸…與作用中的接 厚可經實施為帶形天線一―)，其 又寬度及金屬類型經選擇成將電阻性損耗 在一習知實施申，僂鈐 低 諸如Α 專輸天線⑽可大體上經組態以用於g D 、燈之較大結構或其他攜 聯。因此，為了且古〜 餃差之組態相〗 不需要「/’、、 寸’傳輸天線204大體以 的 」。傳輸天線204之例示性實施可為「電學上」 」(亦卜波長之分數)且藉由使用電容器來定 I46490.doc • 14- 201101640 率而經調諧以在較低可用頻率下諧振。在傳輪天線2叫之 直徑或邊之長度（若為正方形環路）（例如，〇 5〇公尺）相對 於接收天線可能較大的例示性應用中，傳輸天線2〇4將未 必需要大量的匝來獲得合理電容。 圖π為根據本發明之例示性實施例之接收器的方塊圖。 接收器300包括接收電路302及一接收天線3〇4。接收器 進一步耦接至器件3 5 0以用於將所接收之電力提供至其。 ❹ 應注意’接收器3〇〇經說明為處於器件350外部，但可整合 至器件35〇中。大體上，能量無線地傳播至接收天線304且 接著經由接收電路302耦合至器件350。 接收天線3 04經調諧以在與傳輸天線2〇4(圖1 〇)之頻率相 同的頻率下或在接近該相同頻率下諧振。接收天線3〇4可 與傳輸天線204類似地設定尺寸或可基於相關聯器件3 5〇之 • 尺寸而不同地設定大小。舉例而言，器件350可為直徑或 長度尺寸小於傳輸天線204之直徑或長度的可攜式電子器 〇 件。在該實例中，接收天線304可經實施為多匝天線以便 減小調諧電容器（圖中未繪示）之電容值且增加接收天線之 阻抗。舉例而言，可將接收天線3〇4置於器件35〇之實質周 界周圍以便最大化天線直徑且減小接收天線之環路匝（亦 即，繞組）之數目及繞組間電容。 接收電路302向接收天線3 04提供阻抗匹配。接收電路 302包括用於將所接收之RF能量源轉換成供器件35〇使用之 充電電力之電力轉換電路3 06。電力轉換電路3 〇6包括一 rf 至DC轉換器308且亦可包括一 DC至DC轉換器310。RF至 146490.doc •15· 201101640 D C轉換器3 0 8將在接收天線3 0 4處接收之rf能量作發效节 成非父流電力，而DC至DC轉換益3 10將經整流之rf能量 信號轉換成與器件350相容之能量電位（例如，電壓）。預期 包括部为及元全整流器、調節器、橋接器、倍壓琴 (doubler)以及線性及切換轉換器之各種1^至1)(：：轉換器。 接收電路302可進一步包括用於將接收天線3〇4連接至電 力轉換電路306或替代地用於將電力轉換電路3〇6斷開之切 換電路3丨2。將接收天線304自電力轉換電路3〇6斷開不僅 中止器件350之充電，而且改變如由傳輸器2〇〇(圖2)「所 見」之「負載」（如下文更充分解釋）。如上文所揭示，傳 輸器謂包㈣測經提供至傳輸器功率放大器21。之偏壓電 流之波動的負載感測電路216。因此，傳輸器扇具有用於 判定何時接收器存在於傳輸器之近場中之機構。 在多個接收器300存在於傳輸器之近場中時可需要對 -或多個接收器之加載及卸載進行時間多…使其他接 收器能夠更有效㈣合至傳輸器。亦可掩蔽(CM)接收器 以便消除與其他附近接收考之無人+、上， 、 益之耦合或減小附近傳輸器上之 負載。接收器之此「知费，介+丄 卸戟」亦在本文中稱為「掩蔽」。此 外，由接收器300控制且由傳耠哭 田得輸盗200偵測的卸載與加 間的此切換提供自接收器3〇〇 傅輸盗200之通信機制（如 下文更充分解釋）。另外，一協 協疋可與忒切換相關聯，其 致使能夠自接收器3〇〇發送訊自 、 、Λ息至傳輸器2〇〇。舉例， 切換速度可為大約1 00微秒。 ° 在一例示性實施例中，值鈐 輪盗與接收器之間的通信指代 146490.doc 201101640 器件感測及充電控制機制而非習知雙向通信。換言之，傳 輸器使用經傳輸信號之開/關鍵控（on/off keying)以調整在 近場中能量是否可用。接收器將此等能量改變解譯為來自 傳輸器之訊息。自接收器侧，接收器使用接收天線之調諧 及失諧（de-tuning)來調整正自近場接受多少電力。傳輸器 可偵測自近場所使用之電力之此差異且將此等改變解譯為 來自接收器之訊息。 0 接收電路302可進一步包括用以識別所接收能量之波動 之發信號偵測器及信標電路314，其可對應於自傳輸器至 接收器之資訊發信號。此外，發信號及信標電路314亦可 用以偵測減小之RF信號能量（亦即，信標信號）之傳輸，且 將減小之RF信號能量整流成標稱電力以用於喚醒接收電路 302内之未供電或電力耗盡之電路以便組態接收電路3〇2以 , 進行無線充電。 接收電路302進一步包括用於協調本文中所描述之接收 〇 器300之處理程序（包括本文中所描述之切換電路312之控 制）的處理器316。在發生包括偵測到提供充電電力至器件 35〇之外部有線充電源（例如，壁上/USB電力）之其他事件 犄，亦可發生接收器300之掩蔽。除了控制接收器之 之外，處理器316亦可監視信標電路314以判定信標狀態且 擷取自傳輸器發送之訊息。處理器316亦可調整Dc至DC轉 換器310以達成改良之效能。 圖12展示用於進行傳輸器與接收器之間之訊息傳遞的傳 輸電路之一部分的簡化示意圖。在本發明之一些例示性實 146490.doc -17- 201101640 把例中，可啟用在傳輪器與接收器之間的用於通信之構 件。在圖12中’功率放大器210驅動傳輸天線2〇4以產生輻 射％。由在用於傳輸天線2〇4之所要頻率下振盪之載波信 號220驅動功率放大器。傳輸調變信號224用以控制功率放 大器210之輸出。 傳輸電路可藉由在功率放大器210上使用開/關鍵控程序 而將信號發送至接收器。換言之，在傳輸調變信號224經 確證柃，功率放大器210將在傳輸天線204上驅動出載波信 號220之頻率。在傳輸調變信號224經否定（negate)時，功 率放大器將不在傳輸天線204上驅動出任何頻率。 圖12之傳輸電路亦包括將電力供應至功率放大器21〇且 產生接收信號235輸出之負載感測電路216。在負載感測電 路216中，在電力輸入信號226與至功率放大器21〇的電力 供應228之間產生跨越電阻器匕之電壓降。由功率放大器 210消耗之電力之任何改變將引起將由差動放大器230放大 之電壓降改變。在傳輸天線處於與接收器（未在圖丨2中展 示）中之接收天線之耦合模式中時，由功率放大器2ι〇汲取 之電流之量將改變。換言之，若對於傳輸天線2丨〇不存在 耦合模式諧振，則驅動輻射場所需之電力將為第一量。若 耦合模式諧振存在，則由功率放大器21〇消耗之電力之量 將增長，因為大量電力正耦合至接收天線中。因此，接收 信號235可指示經耦合至傳輸天線235之接收天線之存在， 且亦可偵測自接收天線發送之信號，如下文所解釋。另 外，接收器電流汲取之改變將可在傳輸器之功率放大器電 146490.doc 201101640 流沒取中觀測到，且此改變可用以偵測來自接收天線之信 號，如下文所解釋。 圖13A至圖13C展示處於各種狀態中之接收電路之一部 分的簡化示意圖以說明接收器與傳輸器之間之訊息傳遞。 圖13A至圖13C皆展示相同電路元件，不同在於各種開關 之狀態。接收天線304包括一驅動節點35〇之特性電感L1。 節點3 50經由開關S 1A選擇性地耦接至接地端。節點35〇亦 0 經由開關S1B選擇性地耦接至二極體D1及整流器318。整 流器318將DC電力信號322供應至接收器件（圖中未繪示）以 向該接收器件供電、對電池充電，或其組合。二極體⑴與 電容器C3及電阻器R1耦接至傳輸信號32〇，其經濾波以移 除諧波及不需要之頻率。因此，D1、C3&R1之組合可基 於傳輸信號320而產生模擬由上文參考圖12中之傳輸器所 „ 論述之傳輸調變信號224所產生的傳輸調變之信號。 本發明之例示性實施例包括用以實現反向鏈結發信號之 〇 接收器件之電流汲取之調變及接收天線之阻抗之調變。參 考圖13A及圖12兩者，隨著接收器件之電力汲取改變，負 載感測電路216偵測傳輸天線上之所得電力改變，且自此 等改變可產生接收信號235。 在圖13A至圖13C之例示性實施例中’可藉由修改開關 S1A及S2A之狀態而改變經由傳輸器之電流汲取。在圖HA 中，開關S1A及開關S2A兩者皆斷開，從而建立「dc斷開 狀態」且基本上自傳輸天線204移除負載。斗決，丄± 、^ 此减小由傳輸 器所見之電流。 146490.doc -19· 201101640 在圖13B中，開關S1A閉合且開關S2A斷開，從而建立接 收天線304之「DC短路狀態」。因此，圖UB中之狀態可用 以增加傳輸器中所見之電流。 在圖13C中，開關S1A斷開且開關S2A閉合，從而建立正 常接收模式(亦在本文中被稱作rDc操 由-輸出信㈣供應電力且可偵測輪二。其= 13C所示之狀態中’接收器接收正常量之電力，因此與ο。 斷開狀態或D C短路狀態相比消耗來自傳輸天線之更多或 更少電力。 可藉由在DC操作狀態（圖13(：)與〇(：短路狀態（圖i3b)之 間切換來實現反向鏈結發信號。亦可藉由在DC操作狀態 (圖13C)與DC斷開狀態（圖13A)之間切換來實現反向鍵結發 信號。 遞 圖14A至圖14C展不處於各種狀態中之替代接收電路之 部分的簡化示意圖以說明接收器與傳輪器之間之訊息傳 圖14A至圖14C皆展示相同電路元件，$同在於各種開 關之狀I接收天線3〇4包括一驅動節點35〇之特性電感 L1。即點350經由電容器C1及開關S1B選擇性地耦接至接 地端。節點350亦經由電容器C2 AC耦接至二極體D1及整流 器318。一極體D1與電容器。及電阻器R1耦接至經濾波以 移除”白波及不*要之頻率之傳輸信號32〇。因此，⑴ 之且〇可基於傳輸信號320產生模擬由上文參考圖12 中之傳輸器所論述之傳輸調變信號224所產生的傳輸調變 146490.doc •20· 201101640 之信號。 整流器3 18連接至與電阻器R2及接地端串聯連接之開關 S2B。整流器3 18亦連接至開關S3B。開關S3B之另一側將 DC電力信號322供應至接收器件（圖中未繪示）以向該接收 器件供電、對電池充電，或其組合。 在圖13A至圖13C中，藉由經由開關S1B將接收天線選擇 性地耦接至接地端而改變接收天線3〇4之dc阻抗。相對照 ❹ 地，在圖14A至圖14C之例示性實施例中，可藉由修改開 關SIB、S2B及S3B之狀態而改變接收天線3〇4之AC阻抗來 修改天線之阻抗以產生反向鏈結發信號。在圖14A至圖 14C中，可藉由電容器C2調諧接收天線3〇4之諧振頻率。 因此，可藉由使用開關S1B經由電容器（^選擇性地耦接接 收天線304而改變接收天線3〇4iAC阻抗，從而基本上將 . 諧振電路改變至將處於一將最佳地與傳輸天線耦合之範圍 外的不同頻率。若接收天線304之諧振頻率接近傳輸天線 Ο 之諧振頻率，且接收天線304處於傳輸天線之近場中，則 可產生耦合模式，在該模式中接收器可自輻射場ι〇6汲取 大量電力。 在圖14A中，開關§ 1 b閉合，其使天線失諧且建立「 掩蔽狀I」從而基本上「掩蔽」接收天線而不被傳輸 天線204债測到，因為接收天線不在傳輸天線之頻率下譜 振。由於接收天線將不處於麵合模式中，故開關MB及 S3B之狀態對於本發明之論述而言並不特別重要。 在圖14B令’開關S1B斷開、開關S2b閉合且開關mb斷 146490.doc •21 - 201101640 開，從而建立接收天線304之「經調諧虛設負載狀態」。由 於開關S1B斷開，電容器〇對諧振電路無影響，且與電容 器C2組合之接收天線304將處於可與傳輸天線之諧振頻率 匹配的諧振頻率下。開關S3B斷開與開關S2B閉合之組合 對於整流II建立相對較高電流虛設負冑，該整流器將經由 接收天線304沒取更多電力，其可由傳輸天線感測到。另 外’由於接收天線處於接收來自傳輸天線的電力之狀態 中’故可偵測傳輸信號32〇。 在圖14C中，開關S1B斷開、開關咖斷開且開關㈣閉 合’從而建立接收天線3〇4之「經調諸操作狀態」。由於開 關S辑開，電容器以對譜振電路無影響，且與電容器a 組合之接收天線3G4將處於可與傳輸天線之諧振頻率匹配 的諧振頻率下。開關S2B斷開與開關s3b閉合之組合建立 正常操作狀態’其中可由㈣出信號322供應電力且可偵 測傳輸信號320。 ϋ 可藉由在經調譜之操作狀態（圖叫與AC掩蔽狀態（圖 14A)之間切換來實現反向鏈結發信號。亦可藉由在經調諧 ^虛設負載狀態（圖_)與从掩蔽狀態（圖14A)之間切換來 f現反向鏈結發信號。亦可藉由在經㈣之操作狀態（圖 ⑹與經㈣之虛設負載狀態（圖14B)之間切換來實現反 =鍵結發㈣，因騎存在由接收器所消耗之電力量的差 異二其可由傳輸器中之負載感測電路債測到。 d此項技術者將認識至,卜開關SIB、S2B 之其他組合可用以建立掩蔽、產生反向鏈結發信號 146490.doc -22- 201101640 且將電力供應至接收器件。另外’可將開關sia及仙添 加至圖14A至圖14C之電路以建立用於掩蔽、反向鏈结發 信號及將電力供應至接收器件之其他可能的組合。 因此，當在耦合模式中時，可將信號自傳輸器發送至接 收器，如上文參考圖12所論述。另外，當在耦合模式中 時’可將信號自接收器發送至傳輸器，如上文參考圖Μ 至圖13C及圖14A至圖14C所論述。

圖15A至圖15D為說明用於在傳輸器與一或多個接收器 之間傳輸電力之信標電力模式的簡化方塊圖。圖i5A說明 傳輪器520，其當在信標耦合模式區51〇中不存在接收器件 時具有一低電力「信標」信號525。信標信號525可㈠乍為 非限制實例）諸如處於〜1〇至〜2〇 mW RF的範圍内。在待充 電之器件經置於耦合模式區中時，此信號可足夠用以將初 始電力提供至待充電之器件。 圖15B說明置於傳輸信標信號525之傳輸器52〇之信標耦 合模式區510内的接收器件53〇。若接收器件53〇開啟且產 生與傳輸器之耦合，則接收器件53〇將產生反向鏈結耦合 535 ’其實際上僅為接收器自信標信號525接受電力。可由 傳輸器之負載感測電路216(圖12)感測此額外電力。因此， 傳輸器可進入高電力模式。 圖15C說明傳輸器520，其產生導致高電力耦合模式區 5 10'之尚電力信號525'。只要接收器件530正接受電力且因 此產生反向鏈結耦合535，傳輸器就將保持處於高電力狀 態。雖然僅說明一個接收器件530，但多個接收器件53〇可 146490.doc -23· 201101640 存在於耦合模式區510中。若在力夕加奸 右存在多個接收器件530，則該 多個接收器件530將基於每—桩你哭从 母接收益件530耦合之良好程度 而共用由傳輸器傳輸之電力量。舉 里舉例而§ ’取決於器件置 於耦合模式區510内何處，輕合效率 σ双手了針對每一接收器件 〇有所不同，如上文參考圖8及圖9所解釋。 圖WD說明傳輸器wo，直 ，、甚至虽接收盗件530處於信標 麵合模式區510令時亦產生传俨 土 Lh 5虎525。可在接收器件 530被關斷或器件掩蔽自身 I此因為其不再需要電力）時發 生此狀態。 接收器與傳輸器可在單獨通卢植、音^ 苟通j5頻道（例如，藍芽、zigbee 々、）上通信。藉由單獨通信頻道，傳輸器可基於耦合模 式區训中之接收器件之數目及其各別電力要求而判定何 時在信標模式與高電力模式 供八之間切換，或建立多個電力位 準。 本發明之例示性實施例包括在相對較大傳輸天線與較小 接收天線之間之近場電力轉移中經由將額外天線（1將充 :中繼器且將增強自傳輪天線朝向接收天線之電力流動） 入至麵合天線之系統中而增強該兩個天線之間的耗合。 在例不性貫施例中，伸用技人 貝便用耗合至糸統中之傳輪天線盘接 收天線之一或多個額外天線。此等額外天線包含中繼号天 線（諸如，主動或被動天線）。被動天線可僅僅包括天線環 路及用於調譜天線之諧振頻率之電容性元件。主動元件可 包括（除了天線環路及-或多個調譜電容器之外）用於增加 經中繼之近場輻射之強度的放大器。 J46490.doc -24- 201101640 电力轉移系統中之傳輸天線與中繼器天線之組合可 佳化，以使得基於諸如 、工蚨 中繼器天線相對於傳1、諧振頻率及 、專輸天線之置放的因素而增強至極小 收天線之電力輕合。 單一傳輸天線展現有限的近料合模式區。因此，經由 在傳輸天線之近場輕合模式區中之接收器進行充電之器件 的使用者可需要大量使用者接觸空間，此將為難以辦到的 Ο

或至V不方便的。此外，隨著接收天線移動遠離傳輸天 線，耦合模式區可迅速縮減。 中繼器天線可自傳輸天線重新聚焦及再成 以在該中繼器天線周圍建立第二麵合模式區，此可更= 將月b量耦口至接收天線。下文在圖J 6Α至圖1 8Β中論述包 括中繼器天線之實施例之一些非限制實例。 圖16Α說明一大傳輸天線61〇c，三個較小中繼器天線 62〇C經安置成與該傳輸天線610C共平面且處於該傳輸天 線610C之周邊内。傳輸天線61〇c及中繼器天線aw形成 於台640上。包括接收天線63〇c之各種器件置於傳輸天線 610C與中繼器天線620(：内之各種位置處。圖16八之例示性 實施例可能能夠將由傳輸天線61〇c產生之耦合模式區重新 聚焦至在中繼器天線620C中之每一者周圍的更小且更強之 經中繼耦合模式區中。因此，接收天線63〇c可獲得相對較 強之經中繼近場輻射。接收天線中之一些被置於任何中繼 器天線620C外部。應記得，耦合模式區可在天線之周邊外 稍微擴展。因此，接收天線630C可能能夠接收來自傳輸天 146490.doc •25· 201101640 線61〇C以及任何附近中繼器天線620C之近場輻射的電 力。因此，置於任何中繼器天線62〇(：外部之接收天線可能 仍月b夠接收來自傳輸天線6 1 〇c以及任何附近中繼器天線 620C之近場輻射的電力。 圖16B說明一大傳輸天線61〇D，較小中繼器天線62〇〇相 對於該傳輸天線610D偏移同軸置放及偏移共平面置放。包 括一接收天線630D之器件經置於中繼器天線62〇D中之一 者之周邊内。作為一非限制實例，傳輸天線61〇]〇可安置於 天花板646上，而中繼器天線62〇〇可安置於台64〇上。處於 偏移同軸置放中之中繼天線6 2 〇 D可能能夠將來自傳輸器天 線610D之近場輻射再成形且增強為在中繼器天線62〇1)周 圍之經中繼之近場輻射。因此，經置放成與中繼器天線 20D八平面之接收天線63〇d可獲得相對較強之經中繼近 場轄射。 圖17展示指示傳輸天線、中繼器天線與接收天線之間的 耦合強度之模擬結果。傳輸天線、中繼器天線及接收天線 經調諧成具有約13.5 6 MHz之諸振頻率。 曲線662說明在各種頻率下在經饋入至傳輪天線之總電 力中自傳輸天線所傳輸之電力量的量測。類似地，曲線 664說明在各種頻率下在中繼器天線之端子的附近區域中 可用之總電力中由接收天線經由中繼器天線所接收之電力 量的量測。最後’曲線668說明在各種頻率下經由中繼器 天線在傳輸天線與接收天線之間實際上耦合之電力量。 在曲線668之對應於約13.56 MHz之峰值處，可見，自傳 146490.doc •26· 201101640 輸态所發送之大量電力在接收器處可用’從而指示在傳輪 天線、中繼器天線與接收天線之組合之間的高度麵合。

〇 圖1 8 Α展不指不在不具有中繼器天線的情況下在傳輸天 線與經女置成相對於傳輸天線同軸置放之接收天線之間的 耦〇強度之杈擬結果。傳輸天線及接收天線經調諧成具有 約10 MHzi 3皆振頻率。此模擬中之傳輸天線為一邊上為約 △尺且接收天線為一邊上為約3〇毫米之多環路天 線。將接收天線置於距傳輸天線之平面約2公尺處。曲線 2A說明在各種頻率下在饋入至傳輸天線端子之總電力中 日自傳輸天線所傳輸之電力量的量測。類似地，曲線684A說 各種頻率下在接收天線端子的附近區域中可用之總電 中由接收天線接收之電力量的量測。最後，曲線686A說 明在各種頻率下在傳輸天線與純天線之間實際麵合之電 展示才曰示在中繼器天線經包括於系統中時圖1 8 A 之傳輸天線與接收天線之間的麵合強度之模擬結果。傳輸 、友及接收天線具有與圖！ 8 A相同的大小及置放。中繼器 天線在—邊上為約28公分且經置放成與接收天線共平面 (亦即’距傳輸天線之平面約〇」公尺)。在圖⑽中，曲線 682B說明在各種頻率下在饋人至傳輸天線端子之總電力中 自傳輸天線所傳輸之電力量的量測。曲線684β說明在各種 頻率下在中繼器天線端子的附近區域中可用之總電力中由 接收天線經由中繼器天線所接收之電力量。最後，曲線 嶋說明在各種頻率下經由中繼器天線在傳輸天線與接收 146490.doc •27- 201101640 天線之間實際上耗合之電力量。 在比杈來自圖18A與圖18B之經耦合電力（686八與686B) 時，可見，在不具有中繼器天線的情況下，經耦合電力 686A在約-36 dB處達到峰值。而在具有中繼器天線的情況 下，經耦合電力686B在約-5 dB處達到峰值。因此，歸因 於包括中繼器天線，在諧振頻率附近，存在可用於接收天 線之電力量的顯著增加。 本發明之例示性實施例包括適當管理傳輸器輻射至單一 及夕個器件及器件類型的方式以便最佳化傳輸器將充電電 力傳遞至個別器件之效率的低成本、不引人注目之方法。 圖19為包括一存在偵測器28〇之傳輸器2〇〇的簡化方塊 圖。該傳輸器類似於圖1〇之傳輸器，且因此無需再次解 釋。然而，在圖19中，傳輸器200可包括連接至控制器 214(亦在本文中被稱作處理器）之存在偵測器28〇及封閉偵 測器290或其組合。控制器214可回應於來自存在债測器 80之存在4號及封閉偵測器29〇而調整由放大器21 〇遞送 之電力之量。傳輸器可經由用以轉換習知ac電力299之 AC-DC轉換器（圖中未繪示）來接收電力。 作為一非限制實例，存在偵測器28〇可為用以感測經插 入至傳輸nm域中之待充電之器件之初始存在的運 動偵測器。在偵測之後，傳輸器經接通，i由器件接收之 RF電力用以以預定方式雙態觸發尺乂器件上之開關，此又 導致傳輸器之驅動點阻抗之改變。 作為另一非限制實例，存在偵測器280可為能夠（例如） 146490.doc -28- 201101640 藉由紅外線偵測、運動 如。„ . 貞，則或其他合適方法來偵測人之偵 卢牲—站方 例中，可能存在限制傳輸天線可 在特疋頻率下傳輸之電力 立 里的法規。在一些狀況下，此等 法規思在保護人不受電 ..» . 〜射。然而，可能存在傳輸天線 一 偶爾有人之區域(諸如，車庫、廠房、 商店及其類似者）中之择也 ;之衣^。若此等環境沒有人，則增加 傳輸天線之電力輸出而超出一般電力限制法規可為可允許 的。換言之’控制器214可回應於人之存在而將傳輸天線 204之電力輸出調整至法規位準或更低，且在人處於距傳 輸天線綱之電磁場的法規距離外時將傳輸天線2〇4之電力 輸出調整至超出法規位準之位準。 在以下f例之許多者巾’僅_個客體器件被展示成正被 電在只務令，可自由每一主體產生之近場對許多器件 . 充電。 在W 丁 &實例中’可使訂x電路並不無限期保持開啟 〇 <方法:在此狀況下，Tx電路可經程式化以在使用者判定 :時間量之後關斷。此特徵防iTx電路(特別地功率放大 器）在處於其周邊中之無線器件經充分充電之後長時間運 作此事件可此歸因於電路未能侦測到自中繼器或^線圈 發送之指示器件經充分充電的信號。為了防止在另一器件 經置於Τχ電路之周邊中Β”χ電路自動關閉，可僅在㈣ 路之周邊中在經設定時段中未伯測到運動之後啟動τχ電路 之自動關斷特徵。使用者可能能夠判定不活動性時間間 隔’且按需要改變其。作為一非限制實例，該時間間隔可 146490.doc -29- 201101640 能長於在假定特定類型之無線器件初始地被充分放電的情 况下對該器件進行充分充電所需之時間間隔。 本發明之例示性實施例包括使用表面作為完全或部分地 收容將電力無線轉移至其他常常較小器件、設備或機器 (被稱作客體」）所需的傳輸天線及其他電路之充電台^ 「主體」。作為非限制實例，此等充電台或主體可為窗、 牆j等等。可至少部分地嵌人前述實例中之充電系統可 為對現存裝置之修整或作為其初始設計及製造的—部分而 製作。 〇刀 電學上小的天線具有低效率，常常僅僅幾個百分比如 由小型天線之原理所解釋。天線之電學大小愈小，其效率 愈低。右可在有意義的距離上將電力發送至處於電力轉移 系統之接收端之器#，則該無線電力轉移可變成在工業、 商業及家庭應用中取代至電力網之有㈣接的可行技術。 雖然此距離取決於制，但對於大多數應用而言數十公分 至幾公尺可被認為合適範圍。大體上，此範圍減小了在5 河1^至100河112之間隔中的電力之有效頻率。 圖20及圖21為根據例示性實施例之放大區域無線充電裝 置之方塊圖的平面圖。如所陳述’由於需要將接收器精確 定位在傳輸天線之近㈣合模式區中，故將接收器定位於 傳輸器之近場搞合模式區中以使接收器進行無線充電可為 過度麻煩的。此外，將接收中^ 肝按收态疋位於固定位置傳輸天線之 近場耗合模式區中亦可能盔，本山^ 丁力』月b熬法由耦接至接收器之器件的使 用者㈣（尤其在多㈣㈣分_接至多個使用者可存 146490.doc -30 - 201101640 取器件（例如，膝上型電腦、PDA、無線器件）時，其中使 用者需要對器件之同時實體存取）。舉例而言，單一傳輸 天線展現有限的近場耦合模式區。因此，經由在傳輸天線 之近場耦合模式區中之接收器進行充電之器件之使用者可 能需要大量使用者接觸空間，此將對亦在相同傳輸天線之 近場耗合模式區内進行無線地充電的另一器件的且亦需要 單獨使用者接觸空間之另一使用者而言為難以辦到的或至 Q 少不方便的。舉例而言，就座於組態有單一傳輸天線之會 議桌旁的兩個鄰近的無線可充電器件使用者可歸因於傳輸 器近場耦合模式區之局部本質及與各別器件互動所需之大 量使用者接觸空間而不便於或難以存取其各別器件。另 外，要求特定無線充電器件及其使用者進行特定定位亦可 使器件之使用者感到不方便。 . 參看圖20,放大區域無線充電裝置700之一例示性實施 例提供置放複數個經鄰近定位之傳輸天線電路7〇2a至 O 702D以定義放大之無線充電區域7〇8。舉例而言（且非限 制）’傳輪天線電路包括具有直徑或邊尺寸（例如，為約 至40公分）的一傳輸天線71〇以用於提供至與電子器件（例 如’無線器件、手機、PDA、膝上型電腦等等)相關聯或 裝設於電子器件（例如，無線器件、手機、PDA、膝上型 電腦等等）中的接收天線（圖中未繪示）之均一輕合。藉由將 傳輸天線電路7〇2視為放大區域無線充電裝置的單元或 胞（cell)，將此等傳輸天線電路7〇2八至7〇2d彼此相鄰地堆 疊或鄰近地平鋪於實質上單平面表面7〇4(例如，在桌頂部） 146490.doc •31 · 201101640 ΐ:用允許增加或放大充電區域。放大之無線充電區域观 ¥致用於-或多個器件之增加之充電區。 放大區域無線充電裝置7〇〇i#_ 祖祉w从 步包括用於將驅動信號 美供至傳輸天線71〇之傳輸 手孜大器720。在一個傳輸天 =二之近_合模式區干擾其他傳輸天線7斷近場麵合 的組癌、中’該等干擾之鄰近傳輸天線710經「掩 :」以允許經啟動之傳輸天線71〇的改良之無線充電效 率 0 〇 可根據基於時域之序列而進行放大區域無線充電装置 700中之傳輸天線71〇之啟動的定序。傳輸功率放大器· 之輸出輕接至多工器722，該多工器722根據來自傳輸器處 理益之控制信號724將來自傳輸功率放大11720的輸出信號 時間多工至傳輸天線71〇中之每一者。 為了在功率放大器72G正驅動作用中的傳輸天線時抑制 在Μ不在作用中的傳輸天線7附誘發諧振，可藉由（例 如）啟動掩蔽電路714來變更不在作用中的天線的譜振頻率 而掩蔽」彼等傳輪天線。就實施而言，對直接鄰近或幾 乎鄰近之傳輪天線電路7〇2之同時操作可導致被同時啟動 的且實體上靠近或鄰近的其他傳輸天線電路702之間的干 擾夕文應。因此，值π Λ 傅輸天線電路702可進一步包括用於變更 傳輸天線71 G之諧振頻率的傳輸器掩蔽 電路714。 該傳輸器掩蔽電路可經組態為用於使傳輸天線710之電 一牛（例女電谷器7 1 6)短路或變更其值的切換構件（例 如’開關）。可由來自傳輸器之處理器之控制信號721控制 146490.doc •32- 201101640 該切換構件。在操作令，傳輪天線m中之-者經啟動且 :皮允㈣振：而傳輪天線7ι〇之其他者被抑制而不進行諧 因此被抑制而不會鄰近地干擾經啟動之傳輸天線 。因此’藉*使傳輸天線川之電容短路或變更 線m之電容’傳輸天線⑽之諧振頻率經變更以防止:其 他傳輸天線710之諧振耦合。亦預期用於變更諧振 其他技術。 千之 〇 在2 ϋ實施例中，傳輸天線電路7G2中之每—者 • 可射在其各別近場麵合模式區内接收II的存在或不f 同時傳輸II處理器當接收器存在且準備用於無線子 時選擇啟動傳輸天線電路702中之傳輸天線電路，或當在 各別近場輕合模式區中接收器不存在或未準傷用於無2 電時選擇放棄啟動傳輪天線電路702中之傳輸天線電路。 . 彳根據本文中所描述之接收器制發信號協定進行對存在 <預備好的接收II之㈣，或可根據對接收器之實體感測 〇(諸如’運動感測、壓力感測、影像感測或用於判定在傳 輪天線之近場耦合模式區内接收器之存在的其他感 術）進行對存在或預備好的接收器之谓測。此外，藉由向 複數個天線電路令之至少一者提供增強之成比例作用時間 循環而達成一或多個傳輸天線電路的優先啟動亦被預期處 於本發明之範疇内。 / 參看圖21，放大區域無線充電裝置8〇〇之一例示性實施 例提供將複數個經鄰近定位之中繼器天線電路8〇2a至 置放於傳輸天線801内部，從而界定放大之無線充電 146490.doc -33 - 201101640 區域808。傳輸天線801在由傳輸功率放大器82〇驅動時， 誘發與中繼器天線810A至810D中之每一者的諧振耦合。 舉例而言且非限制，具有直徑或邊尺寸（例如，為約3〇至 4〇公分）的中繼器天線810提供至與電子器件相關聯或附著 至電子器件的接收天線（圖中未繪示）之均一耦合。藉由將 中繼器天線電路802視為放大區域無線充電裝置8〇〇的單元 或胞，將此等中繼器天線電路8〇2八至8〇2D彼此相鄰地堆 疊或鄰近地平鋪（例如）於實質上單平面表面8〇4(例如，在 桌頂部）上會允許增加或放大充電區域。放大之無線充電 區域808導致用於一或多個器件之增加之充電空間。 放大區域無線充電裝置800包括用於將驅動信號提供至 傳輸天線801之傳輸功率放大器82〇。在一個中繼器天線 810之近場耦合模式區干擾其他中繼器天線81〇之近場耦合 模式區的組態中，該等干擾之鄰近中繼器天線810經「掩 蔽」以允許經啟動之中繼器天線81〇的改良之無線充電效 率。 可根據基於時域之序列而進行放大區域無線充電裝置 800中之中繼器天線81〇之啟動的定序。傳輪功率放大器 820之輸出大體上恆定地耦合（除了在如本文中所描述之接 收器發信號期間）至傳輸天線8〇1。在本例示性實施例中， 根據來自傳輸器處理器之控制信號821將中繼器天線“Ο時 間多工。就實施而言，對直接鄰近或幾乎鄰近之中繼器天 線電路802之同時操作可導致經同時啟動且實體上靠近或 鄰近之其他中繼器天線電路802之間的干擾效應。因此 146490.doc -34- 201101640 中繼益天線電路802可進一步包括用於變更中繼器天線810 之諸振頻率的中繼器掩蔽電路814。 *玄中繼器掩蔽電路可經組態為用於使中繼器天線810之 • 電抗元件（例如，電容器816)短路或變更其值的切換構件 (例如開關）。可由來自傳輸器之處理器之控制信號821控 制*亥切換構件。在操作中，中繼器天線8 10中之一者經啟 動且被允許諧振，而中繼器天線810之其他者被抑制而不 0 進行5皆振及因此不會鄰近地干擾經啟動之中繼器天線 810。因此，藉由使中繼器天線81〇之電容短路或變更中繼 时天線8 10之電容，中繼器天線8〗〇之諧振頻率經變更以防 止來自其他中繼器天線81〇之諧振耦合。亦預期用於變更 諧振頻率之其他技術。 在另一例不性實施例中，中繼器天線電路802中之每一 - 者可判定在其各別近場耦合模式區内接收器的存在或不存 纟，同時傳輸器處理器當接收器存在且準備好用於無線充 〇 t時選擇啟動中繼器天線電路⑽中之中繼器天線電路， 或當在各別近場耗合模式區中接收器不存在或未準備好用 於無線充電時選擇放棄啟動中繼器天線電路802中之中繼 f天線電路。可根據本文中所描述之接收器债測發信號協 定進㈣存在或預備好的接收器之摘測，或可根據對接收 器之貫體感測（諸如，運動感測 '壓力感測、影像感測或 用於判定接收器處於十繼器天線之近場輕合模式區内之其 他感利技術）進行對存在或預備好的接收器之债測。 放大區域無線充電裝置7〇〇及8〇〇之各種例示性實施例可 146490.doc •35- 201101640 進-步包括基於（基於諸如特定接收器之充電優先級、在 不同天線之近場搞合模式區中接收器之變化之數量、搞接 至接收器之特定器件之電力要求之因素以及其他因素）將 啟動時間週期非對稱地分配至傳輸/中繼器天線而對搞合 至傳輸天線710/中繼器天線810之輸入信號時域多工。σ 已知電學上小的天線具有低效率，常常僅僅幾個百分 比，如由小型天線之原理所解釋（熟習此項技術者已知卜 大體上，天線之電學大小愈小，其效率愈低。因此，若可 =有«的距離上將電力發送至處於此種電力轉移系統之 收知之器件，則無線電力轉移可變成在工業、商業及家 =用中取代至電力網之有線連接的可行技術。雖然此距 離取決於應用，但對於大多數應用而言（例如）數十公分至 戌么尺可被認為合適範圍。大體上，此範圍減小了在 如心出至⑽聰之間之間隔中的電力之有效頻率。 所陳述，在傳輸器與接收器之間發生匹配或幾乎匹配 之諧振期間發生傳輸器與接收器之間的能量之有效轉移。 然而’甚至在傳輸器與接收器之間的譜振不匹配時，亦可 移能量°藉由將來自傳輪天線之近場之能量 來^傳於夭t建立了此近場之鄰域中之接收天線（而非將 =傳輪天線之能量傳播至自由空間中）而發生能量之轉 ^發明之例示性實施例包括在處於彼此之近場 輕合電力。如所陳述，近場為在天線周圍之區 场存在於其中但不可傳播或輕射遠離天線。其通 146490.doc 201101640 系限於接近天線之實體體積之體積。在本發明之例示性實 施例中，由於與電型天線（例如，小偶極）之電近場相比， 磁型天線之磁性近場振幅傾向於較高，故將諸如單匝及多 匝環路天線之磁型天線用於傳輸（Tx)與接收（Rx)天線系統 兩者。此允許該對之間的潛在較高耦合。此外，亦預期 電」天線（例如，偶極及單極）或磁性天線與電天線之組 合0 與較早提及之遠場及感應方法所允許者相比，可在足夠 低之頻率下且用足夠大的天線大小來操作Τχ天線以達成與 顯著較大距離處之小RX天線之良好耦合（例如，dB)。 若Τχ天線被正確地設定大小，則當主體器件上之Rx天線被 置於經驅動Τχ環路天線之耦合模式區内（亦即，近場中） 時’可達成高耗合位準（例如，_2至_4 dB)。 圖20及圖21說明在實質上為平面之充電區域中的多個環 路。然而，本發明之例示性實施例不限於此。可使用具有 多個天線之三維空間。 本發明之例示性實施命J包括使用|置料完全或部分地 收容將電力無線轉移至其他常常較小器件、設備或機器 (被稱作「客體」）所需的傳輸天線及其他電路之充電台或 「主體」。此等充電台或主體可為具有複數個表面之任何 裝置。作為非限制實例’此等充電台或主體可為工具箱、 包、經組態以容納溶液之容器、高壓殺菌器（autoclave)、 櫃、盒’等等。可至少部分地巍入前述實例中之傳輸天線 可為對現存裝置之修整或作為其初始設計及製造的一部分 146490-doc -37- 201101640 而製作。 圖22A至圖31說明包括具有 線之、 向於夕個方向中之傳輸天 線之裝置的充電系統的各種例 維定向可增加可遞送至以相對於傳;:傳輸天線之多 種定向而定位的一或多個接收天=之多個維度的各 ^ ν ^ 線之電力。充電系統可經 至;位ΤΓ目之傳輸天線可同時用以將電力無線傳輸 岭W 之一或多個接收天線。雖然下文中所描 =種例示性實施例可說明在三個平面中定向之傳輸天 線（亦即，三維無線充電），但本發明之實施例不限於此。 實情為，本發明之實施例係針對多維無線充電，其中傳輸 天線可定向於任何數目之平面中。 在本文中所描述之例示性實施例中，可藉由上文關於圖 13Α至圖15D所描述之技術來執行接收器與傳輸器之間的 訊息傳遞。另外，可使用更複雜的訊息傳遞方法，諸如， 在2008年1G月1G日申請之名為「SIGNALING CHARGING IN WIRELESS POWER ENVIR〇NMENT」的美國專利申請 案第12/249,816號中所描述之方法（該案之全部内容在此以 引用的方式併入本文中）。 參看圖22A及圖22B，展示多維無線充電裝置91〇，在多 維無線充電裝置910中，複數個傳輸天線（亦即’傳輸天線 912、傳輸天線914及傳輸天線916)沿著複數個轴耦接至表 面。圖22 A說明蓋罩911打開的裝置91〇，以展示安置於其 中之複數個可充電器件930。圖22B說明蓋罩911閉合的裝 置9 10。應注意’傳輸天線912'傳輸天線914及傳輸天線 146490.doc •38- 201101640 州可以防止天線由於裝置910之材料、其内容物或其任何 組合而短路的方式各自搞接至裝置91〇。作為一實例 輸天㈣2、傳輸天線914及傳輸天線916中之每_者可塗 !有：緣材料且附接至装置910之表面。此外，僅舉例而 β ’裝置910可包含非導電材料。

如圖22Α及圖22Β中之每—者中所說明，無線充電裝置 91〇包括㈣至三個側面之傳輸天線。特定言之，第一定 向傳輸天線912輕接至裝置91〇之底部。第二定向傳輸天： 叫耗接至裝置91G之第-側面，且第三^向傳輸天線916 純至裝置91G之第二側面且實質上正交於第-定向傳輸 天線M2。三個傳輸天線中之任—者、其中之任何對，或 全部三者同時可用以將電力無線地提供至定位於裝置则 内且搞接至可充電器件之一或多個接收天線。諸如上文關 於圖20及圖21所論述之構件的構件可用於在不同定向之傳 輸天線之間進行選擇及多工。 圖23A及圖23B說明帶有定向於多個方向中之傳輸天線 之櫃950的一例示性實施例，其中傳輪天線處於相對的面 板中。圖23A展示門951打開的櫃95〇，且圖23b展示門951 閉合的櫃950。傳輸天線972及m處於樞95〇之相反側面上 (亦即，分別左側及右側）。傳輪天線962及964處於櫃95〇之 相反側面上（亦即，分別門及背面）。傳輸天線如及撕處 於櫃950之相反側面上（亦即，分別頂部及底部應注意， 對於具有不同表面長度之裝置（例如，矩形裝置）而言，傳 輸天線之不同大小可由槽型電容器之各別變化補償，如一 146490.doc •39- 201101640 般熟習此項技術者應理解。另外，應注意，每一傳輸天線 可以防止傳輸天線由於裝置櫃950之材料、其内容物或其 任何組合而短路之方式耦接至櫃950。作為_實例各自' 可塗布有絕緣材料且附接至櫃950之表面。此外，僅舉例 而言，櫃950可包含非導電材料。 圖24說明根據本發明之一例示性實施例之充電系統 刚〇。充電系統1000包括具有定向於多個方向中之傳輸天 線1012、1014及1016之一充電裝置1010。如上文所提及， 充電裝置1010可包含具有複數個表面之任何裝置，諸如 (僅舉例而言）工具箱、包或櫃。如所描繪，複數個可充電 器件1020及1〇24(各別接收天線1〇22及1〇26耦接至其）定位 於充電裝置1010内。雖然充電系統1〇〇〇包括耦接至充電裝 置1010之三個傳輸天線及定位於其中之兩個可充電器件， 但本發明之實施例不限於此。實情為，包括一充電裝置 (其具有耦接至其之任何數目個傳輸天線）及定位於充電裝 置中之任何數目個可充電器件之充電系統處於本發明之範 内。 根據本發明之-例示性實施例，具有定向於多個平面中 之複數個傳輸天線之充電系統可經組態以循序地自每一傳 輸天線傳輸電力。更特定言之，充電系統可經组態成以隨 機或預^次序循序自每-傳輸天線持續地傳輸電力直至充 電裝置内之每一可充電器件被完全充電為止或直至每一可 充電器件被從充電裝置移除為止。作為一實例，參看圖 24，充電系統丨000可經組態以在第一持續時間中自天線 146490.doc -40- 201101640 ο i ο 12傳輸電力、在第二持續時間中自傳輸天㈣i 4傳㈣ 力’且在第三持續時間中自傳輸天線1〇16傳輸電力。此程 序可無限地重複直至可充電料购及可充電料购中 之每者被①全充電為止或直至可充電器件丄㈣及可充電 器件1024中之每一者被從充電裝置ι〇ι〇移除為止。換言 之’只要充電裝置ΗΗ0包括在其中之至少一個可充電器件 且其中之至少一個可充電器件需要充電，此程序就可重 複。應注意，第—持續時間、第二持續時間及第三持續時 間可實質上彼此相等，或該等持續時間可以任何合適方式 變化。 根據本發明之另—例示性實施例，充電系統可經組態以 判定用於對定位於相關聯之充電裝置内之每一可充電器件 充電之一或多個傳輸天線的最佳選擇。更特定言之，錢 -24中所說明之實例中，充電系統1_可經組態以針對接收 A線刪及接收天線贿巾之每—者定義可導致接收天線 ο及相關聯之可充電器件接收到最高電力的單—傳輸天線 (亦即，傳輸天線1012、傳輸天線1〇14或傳輸天線1〇16)或 傳輸天線之任何可能的組合（亦即，傳輸天線ι〇ΐ2及傳輸 天線1014、傳輸天線1012及傳輪天線1〇14、傳輸天線圓 及傳輸天線㈣，或傳輪天線㈣、傳輸天線1014及傳輸 天線1016)之最佳選擇。在判定是否複數個傳輸天線（亦 即’組合)提供對可充電器件之最佳充電時，該複數個傳 輸天線中之每一者之電力位準可變化以進一步建立由可充 電器件自傳輸天線之組合接收之最佳電力量。判定用於對 146490.doc .41- 201101640 可充電器件充電之-或多個傳輸天線的最佳 本文中亦可被稱作「單！I件校正程序」。 万法在 現將描述根據本發明之—例示性實施例之 充電器件充電之一或多個傳輸天線的最佳選擇之方於對: 即’單器件校正程序）。相„之充電系統可經組離以(: 硪別純至可充電器件且定位於充電裝置内之接收天線之 後循序地將電力自耦接至充電裝置之每一傳輸天線傳輸至 接收天線。此外’充電系統可經組態以循序地將電力自傳 輸天線之每一可能的組合傳輸至接收天線。如上文所提 及’在將電力自傳輪天線之組合傳輪至接收天線期間，傳 輸天線之電力位準可變化以進一步判定由接收天線自傳輸 天線之組合接收之最佳電力量。 充電系統可經組態以在循序將電力自每—傳輸天線個別 地及傳輸天線之每-可能組合傳輪至接收天線之後判定哪 -或多個傳輸天線提供㈣接至接收天線之可充電器件的 最佳充電。應注意’在定位於充電裝置内之接收天線及相 關聯之可充電器件之校正程序期間，定位於該充電裝置内 之一或多個其他接收天線可經「掩蔽」以防止該一或多個 其他接收天線與耦接至相關聯之充電裝置或處於相關聯之 充電裝置内的任何其他接收或傳輸天線之間的耦合。 參看圖24，現將描述單器件校正程序之實例。在識別接 收天線1〇22之後，接收天線1026可經「掩蔽」以防止接收 天線1026與任何傳輸天線（亦即，傳輸天線丨〇丨2、丨〇丨4或 1016)之間的耦合或接收天線1〇26與接收天線1〇22之間的 146490.doc •42- 201101640 耦合。傳輸天線1012可接著將電力傳輪至接收天線1〇22， 且可判定由接收天線1022接收之電力量。之後，傳輪天線 1014可將電力傳輸至接收天線1〇22，且可判定由接收天線 1022接收之電力量。隨後，傳輸天線1〇16可將電力傳輸至 接收天線1022，且可判定由接收天線1〇22接收之電力量。 此外，在每一個別傳輸天線循序地將電力傳輸至接收天 線1022之後，傳輸天線1012及傳輸天線1〇14可同時將電力 0 傳輸至接收天線1 022，且可判定由接收天線1022接收之電 力量。在自傳輸天線1 〇 12及傳輸天線1 〇 14傳輸電力期間， 傳輸天線1012及傳輸天線1〇 14中之每一者之電力位準可變 化以判定由接收天線1〇22自傳輸天線1〇12及傳輸天線1〇14 之組合接收之最佳電力量。傳輸天線1〇12及傳輸天線1〇16 可接著同時將電力傳輸至接收天線1〇22，且可判定由接收 天線1022接收之電力量。在自傳輸天線1012及傳輸天線 . 1016傳輸電力期間，傳輸天線1〇12及傳輸天線ι〇ΐ6中之每 ❹一者之電力位準可變化以判定由接收天線1〇22自傳輸天線 1012及傳輸天線1〇16之組合接收之最佳電力量。隨後，傳 輪天線1014及傳輸天線1016可同時將電力傳輸至接收天線 1022，且可判定由接收天線1〇22接收之電力量。在自傳輸 天線1 〇14及傳輪天線1016傳輸電力期間，傳輸天線1 〇 14及 傳輸天線1016中之每一者之電力位準可變化以判定由接收 天線1022自傳輸天線1〇14及傳輸天線1〇16之組合接收之最 佳電力量。 另外，傳輸天線1014、傳輸天線1016及傳輸天線1〇12可 146490.doc -43- 201101640 同時將電力傳輸至接收天線1022，且可判定由接收天線 1022接收之電力量。在自傳輸天線丨〇丨2、傳輸天線丨〇丨4及 傳輸天線1016傳輸電力期間，傳輸天線1〇12、傳輸天線 1014及傳輸天線1016中之每一者之電力位準可變化以判定 由接收天線ι〇22自傳輸天線1012、傳輸天線1〇14及傳輸天 線1016之組合接收之最佳電力量。應注意，可用任何已知 且合適方法判定由接收天線1〇22接收之電力量。舉例而 言，根據-例示性實施例，—或多個傳輸天線可藉由感測 該-或多個傳輸天線與接收天線1〇22之間的阻抗而感測由 接收天線H)22接收之電力量。根據另一例示性實施例，接 收天線1〇22可經組態以在自-或多個傳輸天線接收到電力 夺將心示所接收之電力量之信號傳遞回至該—或多個傳輸 天線。 充電系統1_可經組態以在循序接收來自處於各種電力 位準之每—傳輸天線及傳輸天線之每-可能組合的電力之 後判定哪-或多個傳輸天線提供對㈣至接收天線咖的 可充電器件刪之最佳充電。此外，如上文所提及可針 狀位於裳置咖内之每—經識別之接收天線重複此校正 程序。因此，充電系統1〇〇()可經組態以在執行對可充電器 件。。020之;^正$序之後執行另—校正程序關定針對可充 電器件1024之一痞客桐你从 一夕個傳輸天線之最佳選擇。在此實例 中’歸因於定向之平士新 本盧，可判定，傳輸天線1014向可 充電器件1024提供最佳充 且傳輸天線1012向可充電器 件1020提供最佳充電。 电。 此外，由於可充電器件及其相關聯 146490.doc • 44 - 201101640 之接收天線可改變在充電裝置内的位置，故充電系統l〇〇〇 可經組態以針對每一可充電器件週期性地、在偵測到由接 收天線及相關聯之可充電器件接收之電力量的改變時或其 任何組合的情況下重複校正程序。 除了定義用於對定位於充電裝置1010内之每一可充電器 件充電之一或多個傳輸天線的最佳選擇之外，充電系統 1000可經組態以定義用於對定位於充電裝置1〇1〇内之複數 ο ⑯可充電器件同時充電之—或多個傳輸天線的最佳選擇。 更特定言之’參看圖24 ’充電系統100可經組態以定義可 導致由接收天線1026及接收天線助兩者接收到最高總電 力的單傳輸天線（亦即，傳輸天線1012、傳輸天線1014或 傳輸天線1016)或傳輸天線之任何可能組合（亦即，傳輸天 線1012及傳輸天線1014、傳輸天線1012及傳輸天線1014、 - #輸天線1014及傳輸天線1G16,或傳輸天線1()12、傳輸天 、線1G14及傳輸天線1G16)之最佳選擇。在判定是否複數個 〇 傳輸天線(亦即’組合)提供對複數個可充電器件之最佳充 電時，該複數個傳輸天線中之每—者之電力位準可變化以 進一步建立由可充電器件自傳輪天線之組合接收之最佳總 電力量。判定用於對複數個 戈人丨w J兄罨态件充電之一或多個傳 輸天線之最佳選擇之方法在本文中亦可被稱作「多器件校 正程序」。 現將描述根據本發明之一例示性 1 J不Γ生實施例之判定用於對複 數個可充電器件充電之一或多個值 乂夕個傳輸天線的最佳選擇之方 法（亦即’多器件校正程序）。相關 往斤）相關聯之充電系統可經組態 146490.doc •45- 201101640 以在識別各自_至—可充電器件之複數個接收天線之後 循序地將電力_至充電裝置之每一傳輸天線傳輸至該 等接收天線。此外’充電系統可經組態以循序地將電力自 傳輸天線之每一可能組合傳輸至接收天線。如上文所提 及’在將f力自傳輸天線之組合傳輸至複數個接收天線期 間，傳輸天線之電力位準可變化以進一步判定由接收天線 自傳輸天線之組合接收之最佳總電力量。充電系統可經組 態以在循序地將電力自處於各種電力位準之每一傳輸天線 個別地及傳輸天線之每一可能組合傳輸至接收天線之後判 疋哪一或多個傳輸天線提供對各自耦接至接收天線之複數 個可充電器件的最佳充電。 參看圖24，現將描述多器件校正程序之實例。在識別接 收天線1022及接收天線1〇26之後，傳輸天線1012可將電力 傳輸至接收天線1022及接收天線1〇26，且可判定由接收天 線1022及接收天線1026接收之總電力量。之後，傳輸天線 1〇14可將電力傳輸至接收天線1〇22及接收天線1〇26，且可 判定由接收天線1022及接收天線1026接收之總電力量。隨 後’傳輸天線1016可將電力傳輸至接收天線丨〇22及接收天 線1026 ’且可判定由接收天線1〇22及接收天線1026接收之 總電力量。 此外’在每一個別傳輸天線循序地將電力傳輸至接收天 線1022及接收天線1026之後’傳輸天線1〇12及傳輸天線 1 014可同時將電力傳輸至接收天線1022及接收天線1 026， 且可判定由接收天線1022及接收天線1026接收之總電力 146490.doc -46· 201101640 量。在自傳輸天線1012及傳輸天線ι〇14傳輸電力期間，傳 輸天線1012及傳輸天線1〇14中之每一者之電力位準可變化 以判定由接收天線1022及接收天線1 〇26自傳輸天線丨〇丨2及 傳輸天線1014之組合接收之最佳總電力量。傳輸天線1〇12 .及傳輸天線1016可接著將電力同時傳輸至接收天線1〇22及 接收天線1026，且可判定由接收天線丨〇22及接收天線丨〇26 接收之總電力量。在自傳輸天線1012及傳輸天線1〇16傳輸 ❹ 電力期間，傳輸天線1012及傳輸天線1〇16中之每一者之電 力位準可變化以判定由接收天線i 〇22及接收天線1〇26自傳 輸天線1012及傳輸天線1〇16之組合接收之最佳總電力量。 隨後，傳輸天線1014及傳輸天線1 〇 16可將電力同時傳輸至 接收天線1022及接收天線1〇26 ’且可判定由接收天線1〇22 及接收天線1026接收之總電力量。在自傳輸天線1〇14及傳 . 輸天線1016傳輸電力期間，傳輸天線1014及傳輸天線1016 中之每一者之電力位準可變化以判定由接收天線1〇22及接 Q 收天線1026自傳輸天線1014及傳輸天線1016之組合接收之 最佳總電力量。 另外’傳輸天線1 014、傳輸天線1016及傳輸天線1 〇 12可 將電力同時傳輸至接收天線1022及接收天線1〇26，且可判 定由接收天線1022及接收天線1〇26接收之總電力量。在自 傳輸天線1012、傳輸天線1〇14及傳輸天線1〇16傳輸電力期 間，傳輸天線1012、傳輸天線1014及傳輸天線1〇16中之每 一者之電力位準可變化以判定由接收天線丨〇22及接收天線 1 026自傳輸天線1 〇 1 2、傳輸天線1 〇 14及傳輸天線1 〇 16之組 146490.doc -47- 201101640 合接收之最佳總電力量。應注意，可用任何已知且合適方 法判定由接收天線1022及接收天線1 〇26接收之總電力量。 舉例而言，根據一例示性實施例，一或多個傳輸天線可藉 由感測該一或多個傳輸天線與接收天線1〇22及1〇26之間的 阻抗而感測由接收天線1022及接收天線1〇26接收之電力 量。根據另一例示性實施例，接收天線1〇22及接收天線 1 〇 2 6可經組態以在自一或多個傳輸天線接收到電力時將指 示所接收之電力量之信號傳遞回至該一或多個傳輸天線/ 充電系統1000可經組態以在循序地接收來自處於各種電 力位準之每一傳輸天線及傳輸天線之每一可能組合的電力 之後判定哪-或多個傳輸天線提供對耗接至接收天線助 的可充電器件1020及耦接至接收天線1〇26的可充電器件 1〇24之最佳充電。此外，由於可充電器件及其相關聯：接 收天線可改變在充電裝置内的位置，故充電系統_可經 組態以週期性地、在_到由接收天線及相關聯之可充電 器件接收之電力量的改變時，或其任何組合的情況下重複 校正程序。 根據本發明之錄例示性實施❹如下文更充分描述， 充電系統咖可經組態以藉由—或多個傳輸天線對一或多 個可充電态件同時充電、根據經指派之時間週期對一或多 個可充電盗件（獨立於-或多個其他可充電器件）充電，或 其任何合適組合。 歸因於在定向於不同平面中之傳輸天線之間的固有隔 離，有可能藉由兩個或兩個以上傳輸天線對_或多個可充 146490.doc •48- 201101640 電器件同時充電。舉例而言，繼續參看圖24，傳輸天線 麗可將電力傳輸至實質上平行於傳輸天線麗之接收天 線1〇26。此外，實質上平行於接故天線助且實質上垂直 力傳輸天線1014之傳輸天線1012可將電力同時傳輸至接收 天線1022。應注意，自一或多個傳輸天線（例如，傳輸天 線1012及/或傳輸天線1G14)傳輸之電力量可經調整以進一 步最佳化由一或多個接收夭绩r1 人又I口後叹大踝（例如，接收天線1〇22或接 〇 收天線刪)接收之電力量。舉例而言，若可充電器件 1024需要比可充電器件则多的電力，則在對可充電器件 刪及可充電器件觀同時充電期間，自傳輸天線⑻惰 輸之電力量可被增加且自傳輸天線1〇12傳輸之電力量可被 減小。 根據另一例示性實施例，充電系統可經組態以將電力自 ' 兩個或兩個以上傳輸天線同時傳輸至耦接至可充電器件之 ㈣天線。舉例而言’參看圖25，純至可充電器件贈 Ο 之接收天線1070可以可藉由同時自傳輸天線1012及傳輸天 線1016中之每一者傳輸電力而提供最佳充電的方式定向於 充電裝置1010内。另外，自一或多個傳輸天線(例如，傳 輸天線1012及/或傳輸天線1014)傳輪之電力量可經調整以 進一步最佳化由接收天線（例如，接收天線1〇7〇)接收之電 力量。舉例而言，由傳輸天線1〇12傳輸之電力量可增加且 由傳輸天線1014傳輸之電力量可減小以最佳化由接收天線 1070接收之電力量。應注意，使得自—或多個傳輸天線傳 輸之電力量可被調整可允許減小歸因於該—或多個傳輸天 146490.doc -49· 201101640 線與任意置放之接收天線之間的極化失配之效率損耗。 應進-步注意’在各種例示性實施例中，操作之頻率可 使得經合理設定大小之鄰近傳輸天線處於彼此之 、菊。此可允許比在使天線更遠地間隔開之情況下有 可能實現的輕合位準高之輕合位準㈠5至_3犯）。另外， 由實質上正交且鄰近之傳輸天線輻射之電磁場可被正交地 極化，此可改良鄰近天線之間的隔離，且因此，可減小歸 因於不需要的輕合而損耗之電力。 在相對較小無線充電裝置中，每一維度中可僅需要一個 傳輸天線。另-方面，相對較大無線充電裝置可包括平行 表面，其彼此充分地隔開以便防止分別耦接至其之傳輸天 線之間的干擾。在此狀況下，傳輸天線可經嵌入於平行表 面中之每一者中以便定位於該等平行表面之間且適當對準 之一或多個可充電器件可接收來自兩個傳輸天線的電力。 舉例而言，參看圖27，充電系統1〇〇2包含一充電裝置 1〇5〇，充電裝置1050包括一嵌入於第一表面1〇56中之第一 傳輸天線1054及一嵌入於第二表面1060中之第二傳輸天線 1058，其中第二表面1060實質上平行於第一表面1〇56且與 第一表面1056充分隔開以便避免耦接至該等表面之傳輸天 線之間的干擾。因此’耦接至可充電器件1〇64之接收天線 1062可自傳輸天線1054及傳輸天線1〇58中之每一者同時接 收無線電力。雖然圖27僅描繪兩個平行之天線，但本發明 之實施例不限於此。實情為，充電系統可包括任何數目之 平行天線，其中該等平行天線可經組態以將電力同時傳輸 146490.doc •50· 201101640 至一或多個可充電器件、獨立地將電力傳輸至一或多個可 充電器件，或其任何組合。舉例而言，參看圖28，描繪具 有複數個平行傳輸天線1162之充電裝置1160。 此外’根據另-例示性實施例，充電系統可經組態以將 t力自-個傳輸天線同時傳輸至複數個可充電器件。舉例 而。 >看圖26，由傳輸天線1014傳輸之電力可由接收天 線_及接收天線刪中之每一者接收，接收天線画及 ❹接收天線1084之每—者實質上與傳輸天線剛平行。 • 此外肖於包括定位於其令之複數個可充電器件之充電 裝置而言，相關聯之充電系統可經組態以向定位於該充電 裝：内之每一可充電器件指派一用於充電之時間週期。作 為實例人參看圖24，充電系統1〇〇〇可經組態以向接 收天線1022指派第一時間週期以用於接收電力且向接收天 線1〇26指派第二時間週期以用於接收電力。僅舉例而言， 。.系統1嶋可經組態以向定位於充電裝置⑻G内之每一 〇 &件以持續時間為1/Ν*Τ之時間週期，其中財示定位 :充電裝置内之可充電器件之數目，且τ表示總充電週 二應注意’經定義之時間週期之持續時間不需要相等。 作為另一實例’充電系統1000可經組態以向每-可 p. . '週肩，其中經指派至可充電器件之時 間週期的持續時間 ^ φ^ 取决於對5亥可充電器件完全充電所需 多的雷Γ舉例而言’若可充電器件1024需要比器件咖 力’則可充電哭半 1 _之時門㈣ 可被指派具有比指派給器件 、曰1週期長的持續時間之一時間週期。 146490.doc -51· 201101640

應主意 或多個接收天線可在經定義之時間週期期間 接收來自或多個傳輸天線的電力。舉例而言，再次參看 圖26 ’根據—例示性實施例，彳充電器件1082及可充電器 件1〇86可各自在共同時間週期期間接收電力。根據另-例 不性實施例’可充電器件1〇82及可充電器件ι〇86可在單獨 時::週期期間接收電力。作為另一實例，參看圖27,可充 電益件1〇64可在第—時間週期期間接收來自傳輸天線1058 及傳輸天線1054中之每一者的電力，且可充電器件1〇65可 在第二時間週期期間接收來自傳輸天線1055的電力。 應進纟庄意，可用任何合適方式判定時間週期持續時 寺疋。之時間週期持續時間可至少部分地取決於以 下各員.總充電週期之持續時間、定位於相關聯之充電裝 内之可充电益件之數目、定位於相關聯之充電裝置内之 每-可充電器件之電力位準，或其任何組合。另外，在用 ;對疋位於充電裝置内之一或多個可充電器件充電之充電 時間週期期間，定位於

疋4於該充龟襞置内之一或多個其他接收 天線可經「掩蔽，以卩* t & 方止該一或多個其他接收天線與耦接 至相關聯之充雷#罢^ 1 冤裝置或處於相關聯之充電裝置内的任何直 他接收或傳輪天線之間的耦合。 八 圖29說明包括處於實質上正交方向上之多個小面之連 =路傳輸天線92〇的—替代組態。在圖29之例示性實施 連續衣路傳輸天線92〇包括_沿著箱⑴底部的第一 化著粕913之一側面的第二小面924及—沿著 913之背面的第三小面926。 146490.doc -52- 201101640 圖22A至圖29說明嵌入於 線，但本發明之杏竑& 又表面中之傳輸天 月之a施例不限於此。實情 入於裝置之由銳角分離之鄰近表面中„ 每-傳輸天線1152之充電裝置⑽，其中 有其他傳輸天線。作為另一實；!=亦不正交於所 數個傳輸天線之充電裝置⑴0。第二 二田：具有複 m从本 禾疋向傳輸天線1112安

置於充電裝置⑴〇之第—側面1114 ^ „ 且弟一疋向傳輸天 :出6女置於充電裝置111〇之第二側面⑴6上其中第一 疋向傳輸天線1112及第二定向傳輸天線1116由角Θ分離， 角Θ可為（例如）四十五度或大於四十五度。 圖32為說明根據一或多個例示性實施例之方法_的流 程圖。方法600可包括將電力自定向於多個平面中之複數 個傳輸天線中之-或多個傳輸天線無線地傳輸至定位於該 或夕個傳輸天線之近場内的至少一個接收天線（由數字 602描繪）。 圖33為說明根據一或多個例示性實施例之另一方法6列 的流程圖。方法690可包括將複數個傳輸天線定向於多個 平面中（由數字692描繪）。此外，方法69〇可包括將無線電 力自該複數個傳輸天線中之至少一個傳輸天線傳輸至耦接 至可充電器件之至少一個接收天線（由數字694描繪卜 如本文中所描述之本發明之各種例示性實施例可使定位 於充電裝置内且定向於各種平面中的一或多個可充電器件 能夠接收來自耦接至該充電裝置且定向於多個平面中的一 146490.doc -53. 201101640 或多個傳輸天線的電力。此外’本發明之各種例示性實施 例可允許實現定義用於對定位於充電裳置内之每—可充電 器件充電之-或多個傳輸天線的最佳選擇。另彳，本發明 之各種例示性實施例允許實現定義用於對處於充電農置内 之複數個n件充電之最佳充電方案。更特定言之，本發明 之各種例示性實施例允許實現藉由指派並變化用於對一或 多個可充電器件充電之時間週期而定義最佳充電方案。另 外’每-傳輸天線之電力位準可變化。因&，經遞送至每 -可充電器件之電力量可增加，且另夕卜，總體上充電系統 之效率可增加。 熟習此項技術者應理解，可使用多種μ技藝及技術中 之任-者來表示資訊及信號。舉例而言，可由電壓、電 流、電磁波、磁場或磁粒子、光學場或光學粒子或其任何 組合來表示可貫穿以上描述而參考之資料、指令、命令、 資訊、信號、位元、符號及碼片。 熟習此項技術者應進—步瞭解，結合本文中所揭示之例 示性實施例而描述之各種說明性邏輯區塊'模組、電路及 演算法步驟可經實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組 合。為了清楚地說明硬體與軟體之此可互換性，各種說明 陸組件、區塊、模組、電路及步驟已在上文大體按其功能 性加以描述。該功能性是實施為硬體或是軟體取決於特定 應用及強加於整個系統上之設計約束。熟習此項技術者可 針對每一特定應用以變化之方式來實施所描述之功能性， 但該等實施決策不應被解釋為引起脫離本發明之例示性實 146490.doc •54- 201101640 施例之範嘴。 Ο ο 可藉由通用處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用 積體電路（ASIC)、場可程式化閘陣列（FPGA)或其他可程式 k輯益件4政閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其經 設計以執行本文中所描述之功能的任何组合來實施或執行 ”:s本文中所揭不之例不性實施例而描述之各種說明性邏 輯區塊、模組及電路。通用處理器可為微處理器，但在替 代例中，處理器可為任何習知處理器、控制器、微控制器 或狀態機”亦可將處理器實施為計算器件之組合，例如， DSP與微處理器之組合、複數個微處理器、結合⑽磁心 之一或多個微處理器，或任何其他該組態。 可直接以硬體、以由處理器執行之軟體模組或以兩者之 組舍體現結合本文中所揭示之例示性實施例而描述之方法 或演算法之步驟。# @ i β ^ 、，、且可駐存於隨機存取記憶體 (RAM)、快閃記憶體、唯讀記憶體（r⑽）、電可程式化 R〇M(EPRGM)、電可抹除可程式化峨(EEPR〇M)、暫存 器、硬碟、抽取式磁碟、CD_R〇M，或此項技術中已知之 式的館存媒體中。例示性儲存媒體耗接至處理 斋使付處理器可自儲存媒體讀取資訊及將資訊寫入至儲 存媒體。在替代例中’儲存媒體可與處理器成一體。處理 斋及儲存媒體可駐留於ASICt。Asic可駐留於使用者蚁 端機中。在替代例令’處理器及儲存媒體可作為離 而駐留於使用者終端機中。 可以硬體、軟體、韌體或 在一或多個例示性實施例中， 146490.doc -55- 201101640 ，任何組合來實施所描述之功能。若以軟體實施，則功能 可作為《多個指令或程式碼而儲存於電腦可讀媒體上或 經由電腦可讀媒體而傳輸。電腦可讀媒體包括電腦儲存媒 體及通信媒體兩者，通信媒體包括促進將電腦程式自一處 轉移至另—處之任何媒體。儲存媒體可為可由電腦存取之 任何可用媒體。舉例而言且非限制，該等電腦可讀媒體可 包含RAM、ROM、EEPR〇M、CD_R〇M或其他光碟儲存 器、磁碟料U其他錄料器件，或可心載運或儲 存呈指令或資料結構之形式的所要程式碼且可由電腦存取 的任何其他媒體。X，任何連接被適當地稱為電腦可讀媒 體。舉例而言，若使用同軸電、纜、光纖電纜、雙絞線、數 位用戶線（DSL)或諸如紅外線、無線電及微波之無線技術 而自網站、词服器或其他遠端源傳輸軟體，則同軸電纜、 光纖電纜、雙絞線、DSL或諸如紅外線、無線電及微波之 無線技術包括於媒體之；t義中。如本文中所使用之磁碟及 光碟包括光碟(CD)、雷射光碟、光學光碟、數位多功能光 碟（DVD)、軟性磁碟及藍光（blu_ray)光碟，其中磁碟通常 以磁性方式再生資料，而光碟藉由雷射以光學方式再生資 料。上述諸者之組合亦應包括於電腦可讀媒體之範疇内。 提供所揭示之例示性實施例之先前描述以使任何熟習此 項技術者能夠進行或使用本發明。對於熟習此項技術者而 言，對此等例示性實施例之各種修改將為容易顯而易見 的，且可在不脫離本發明之精神或範疇的情況下將本文中 所疋義之一般原理應用於其他實施例中。因此，本發明不 146490.doc •56· 201101640 意欲限於本文中所展示之例示性實施例，而應符合與本文 中所揭不之原理及新穎特徵一致之最廣範疇。 【圖式簡單說明】 圖1展不無線電力轉移系統之簡化方塊圖； 圖2展不無線電力轉移系統之簡化示意圖； 圖3展不供用於本發明之例示性實施例中之環路天線的 不意圖， 圖4展不指不傳輸天線與接收天線之間的耦合強度之模 擬結果； Λ 圖5Α及圖SB展示根據本發明之例示性實施例之用於傳 輸及接收天線之環路天線的布局； 圖6展示指示相對於圖5 a及圖5Β中所說明之正方形及圓 形傳輸天線之各種周長大小的傳輸天線與接收天線之間的 . 耦合強度的模擬結果； 圖7展示指示相對於圖5 a及圖5Β中所說明之正方形及圓 〇 形傳輸天線之各種表面積的傳輸天線與接收天線之間的耦 合強度的模擬結果； 圖8展示接收天線相對於傳輸天線之各種置放點以說明 共平面置放及同軸置放中之輕合強度； 圖9展示指示在傳輸天線與接收天線之間的各種距離處 之同軸置放之耦合強度之模擬結果； 圖10為根據本發明之一例示性實施例之傳輪器的簡化方 塊圖； 圖11為根據本發明之一例示性實施例之接收器的簡化方 I46490.doc -57- 201101640 塊圖； 圖12展示用於進行傳輸器與接收器之間之訊息傳遞的傳 輸電路之一部分的簡化示意圖； 圖13A至圖13C展示處於各種狀態中之接收電路之一部 分的簡化示意圖以說明接收器與傳輸器之間之訊息傳遞·， 圖14A至圖1化展示處於各種狀態中之替代接收電路之 一部分的簡化示意圖以說明接收器與傳輸器之間之訊息傳 遞； 圖15A至圖i5D為說明用於在傳輸器與接收器之間傳輸 電力之信標電力模式的簡化方塊圖； 圖16A說明一大傳輸天線，三個不同較小中繼器天線經 女置成與該傳輸天線共平面且處於該傳輸天線之周邊内； 圖16B說明—大傳輸天線，較小中繼器天線相對於該傳 輸天線偏移同軸置放及偏移共平面置放； 圖17展不指示傳輸天線、中繼器天線與接收天線之間的 辆合強度之模擬結果； 圖18A展示指示在不具有中繼器天線的情況下傳輪天線 與接收天線之間的耦合強度之模擬結果； 圖18B展不指不在具有中繼器天線的情況下傳輸天線與 接收天線之間的耦合強度之模擬結果； 圖19為根據本發日月之一或多個例示性實施例之傳輸器的 簡化方塊圖； 圖20為根據本發明之一例示性實施例之放大區域無線充 電裝置的簡化方塊圖； 146490.doc -58· 201101640 圖2 1為根據本發明之另一例示性實施例之放大區域無線 充電裝置的簡化方塊圖； 圖22A及圖22B說明根據本發明之一例示性實施例之包 . 括輕接至充電裝置且定向於多個平面中之複數個傳輸天線 的充電系統； 圖23A及圖23B說明根據本發明之—例示性實施例之包 括麵接至可充電裝置且定向於多個平面中之複數個傳輸天 線的另一充電系統； ϋ 圖24說明根據本發明之一例示性實施例之包括定向於多 個平面中之複數個傳輸天線的充電系統； 圖25說明根據本發明之一例示性實施例之包括定向於多 個平面中之複數個傳輸天線的另—充電系統； 圖26說明根據本發明之一例示性實施例之包括定向於多 -個平面中之複數個傳輸天線的另—充電系統； 圖27說明根據本發明之一例示性實施例之包括定向於多 〇 個平面中之複數個傳輸天線的又一充電系統； 圖28說明根據本發明之一例示性實施例之包括複數個平 行傳輸天線的另一充電系統； . 圖29說明根據本發明之一例示性實施例之包括處於實質 正交方向上之多個小面的連續環路傳輸天線； 圖30說明根據本發明之一例示性實施例之包括定向於多 個平面中之複數個傳輸天線的另一充電系統； 圖3 1說明根據本發明之一例示性實施例之包括定向於多 個平面中之複數個傳輸天線的又—充電系統； 146490.doc •59- 201101640 圖3 2為說明根據本發明之一例示性實施例之方法的流程 圖；及 一方法的 圖3 3為說明根據本發明之一例示性實施例之另 流程圖。 【主要元件符號說明】 100 無線傳輸或充電系統 102 輸入電力 104 傳輸器 106 輻射場 108 接收器 110 輸出電力 112 距離 114 傳輸天線 114C 大圓形環路傳輸天線 114S 大正方形環路傳輸天線 118 小正方形環路接收天線 118’ 小正方形環路接收天線 122 振盪器 123 調整信號 124 功率放大器 125 控制信號 126 濾'波器及匹配電路 132 匹配電路 136 電池 146490.doc 201101640

150 環路天線 152 電容器 154 電容器 156 諧振信號 170 曲線 172 曲線 174 曲線 180 曲線 182 曲線 190 曲線 192 曲線 200 傳輸器 202 傳輸電路 204 傳輸天線 206 固定阻抗匹配電路 208 低通濾波器（LPF) 210 功率放大器 212 振盪器 214 處理器/控制器 216 負載感測電路 220 載波信號 224 傳輸調變信號 226 電力輸入信號 228 電力供應 146490.doc -61 · 201101640 230 差動放大器 235 接收信號 280 存在偵測器 290 封閉偵測器 299 AC電力 300 接收器 302 接收電路 304 接收天線 306 電力轉換電路 308 RF至DC轉換器 310 DC至DC轉換器 312 切換電路 314 發信號偵測器及信標電路 316 處理器 318 整流器 320 傳輸信號 322 DC電力信號/DC輸出信號 350 器件/節點 510 信標耦合模式區 510， 南電力輛1合模式區 520 傳輸器 525 信標信號 525' 高電力信號 530 接收器件 146490.doc •62 _ 201101640 535 反向鏈結轉合 600 方法 610C 大傳輸天線 610D 大傳輸天線 62UC 較小中繼器天線 620D 較小中繼器天線 630C 接收天線 630D 接收天線 Ο 640 台 646 天花板 662 曲線 664 曲線 668 曲線 682Α 曲線 682Β 曲線 684Α 曲線 684Β 曲線 686Α 曲線/經耦合電力 686Β 曲線/經搞合電力 690 另一方法 700 多傳輸天線無線充電裝置 702Α 傳輸天線電路 702Β 傳輸天線電路 702C 傳輸天線電路 146490.doc •63- 201101640 702D 傳輸天線電路 704 單平面表面 708 無線充電區 710A 傳輸天線 710B 傳輸天線 710C 傳輸天線 710D 傳輸天線 714A 傳輸器掩蔽電路 714B 傳輸器掩蔽電路 714C 傳輸器掩蔽電路 714D 傳輸器掩蔽電路 716A 電容器 716B 電容器 716C 電容器 716D 電容器 720 傳輸功率放大器 721 控制信號 722 多工器 724 控制信號 800 多傳輸天線無線充電裝置 801 傳輸天線 802A 中繼器天線電路 802B 中繼器天線電路 802C 中繼器天線電路 146490.doc -64- 201101640

802D 中 繼 器 天 線 電 路 804 單平 面 表 面 808 無 線 充 電 區 810A 中 繼 器 天 線 810B 中 繼 器 天 線 810C 中 繼 器 天 線 810D 中 繼 器 天 線 814A 中 繼 器 掩 蔽 電 路 814B 中 繼 器 掩 蔽 電 路 814C Λ 中 繼 器 掩 蔽 電 路 814D 中 繼 器 掩 蔽 電 路 816Α 電 容 器 816Β 電 容 器 816C 電 容 器 816D 電 容 器 820 傳 fm 功 率放大 器 821 控制 信 號 910 多 維無線充 電 裝 置 911 蓋 罩 912 第 一 定 向 傳 ¥m 天 線 913 箱 914 第 二 定 向 傳 ¥m 天 線 916 第 二 定 向 傳 輸 天 線 920 連 續 環 路傳 fm 天 線 146490.doc -65- 201101640 922 第一小面 924 第二小面 926 第三小面 930 可充電器件 950 櫃 951 門 962 傳輸天線 964 傳輸天線 972 傳輸天線 974 傳輸天線 982 傳輸天線 984 傳輸天線 1000 充電系統 1002 充電系統 1010 充電裝置 1012 傳輸天線 1014 傳輸天線 1016 傳輸天線 1020 可充電器件 1022 接收天線 1024 可充電器件 1026 接收天線 1050 充電裝置 1054 第一傳輸天線 146490.doc -66- 201101640

1055 傳輸天線 1056 第一表面 1058 第二傳輸天線 1060 第二表面 1062 接收天線 1064 可充電器件 1065 可充電器件 1070 接收天線 1072 可充電器件 1080 接收天線 1082 可充電器件 1084 接收天線 1086 可充電器件 1110 充電裝置 1112 第一定向傳輸天線 1114 第一側面 1116 第二定向傳輸天線 1118 第二側面 1150 充電裝置 1152 傳輸天線 1160 充電裝置 1162 平行傳輸天線 146490.doc -67-

Claims (1)

1. 201101640 七、申請專利範圍·· 一種充電系統，其包含： 複數個傳輸天線，其中該複數個傳輸天線中之至少一 個傳輸天線經組態成定向於與該複數個傳輸天線中之至 少—個其他傳輸天線不同的一平面中； 八中η亥複數個傳輸天線中之每一傳輸天線經組態以用 於在一相關聯之近場内傳輸電力。 2. 〇 如請求項〖之充電系統，其中該複數個傳輸天線中之該 至少一個傳輸天線經組態成定向於實質上正交於該複數 個傳輸天線中之_至少一個其他傳輸天線的一平面中。 3. 士 π求項1之充電系統，其進一步包含一充電裝置，其 中該複數個傳輸天線中之每—傳輸天線輕接至該充電裝 置之一相關聯表面。 4.如請求項3之充電系統，其中該充電裝置之兩個或兩個 以上表面具有耦接至其之一傳輸天線。 ❹5. #請求項i之充電系统，其中該充電系統經組態以識別 該複數個傳輸天、線中之一或多個傳輸天線以用於對定位 於该充電裝置内之一可充電器件充電。 6. 如請求们之充電系統，其中該充電系統經組態以識別 6亥複數個傳輸天線中之一或多個傳輸天線以用於對定位 於該充電裝置内之複數個可充電器件充電。 7. 如請求項丨之充電系統，其中該充電系統經組態以將電 力自'亥複數個傳輸天線中之一第一傳輸天線及該複數個 傳輪天綠中之一第二傳輸天線同時傳輸至至少—個接收 146490.doc 201101640 天線其中該第二傳輸天線平行於該第一天線且與該第 一天線隔開。 8. 如哨求項i之充電系統，其中該充電系統包含該複數個 傳輸天線中之一第一傳輸天線及該複數個傳輸天線中之 平订於該第- X線且與該第一天線隔開之第二傳輸天 線且經組態以識別該第一傳輸天線及該第二傳輸天線 ^之者以用於將電力傳輸至定位於該第一傳輸天線與 該第二傳輸天線之間的至少一個接收天線。 9. 士》月求項！之充電系统，其中該充電系统經組態以將電 力自至少—個傳輸天線傳輸至至少一個接收天線，且同 夺將電力自至少_個其他傳輸天線傳輸至至少—個其他 接收天線。 ~ 10. 如睛求項1之夯雪糸纪 一 _ t I兄電系統，其中該充電系統經組態以根據 ’7<才曰派之時間週期對定位於該充電裝置内之每一可充 電器件充電。 U.如：：項1之充電系統，其中該充電系統經組態以在一 第時間週期期間對一或多個可充電器件充電及在至少 "他時間週期期間對—或多個其他可充電器件充 電。 12.—種充電系統，其包含： 第傳輸天線，其經組態以用於定向於一第一平面 中；及 第傳輪天線’其經組態以用於定向於第二不同平 面中； 146490.doc 201101640 13 14 15Ο 16. ❹ 17. 其中該第-傳輪天線及該第二傳輪天線中之每—者經 組態以用於將電力傳輸至定位於一相關聯之 内之至少一個接收天線。 模式£ .如凊求項12之充電系統，其中該第—平面實f上正交於 §亥第-平面。 .如請求項12之充電系統，其中該第—平面以—銳角與該 第二平面分離。 •如請求項12之充電系統’其進一步包含至少一個其他傳 輸天線，其中該至少—個其他傳輸天線中之每—傳輸天 線經組態成定向於不同於該第—平面或該第二平面:一 平面中，每—傳輸天線經進_步組態以用於將電力傳輸 至定位於一相關聯之耦合模式區内的至少一個接收天 線。 如請求項12之充電系統’其中該第—傳輸天線及該第二 傳輪天線經組態以同時將電力傳輸至至少一個接收天 線0 18. 19. 如請求初之充f純，其巾㈣—傳輸天線經組態以 將電力傳輪m個接收天線且該第二傳輸天線經組 態以同時將電力傳輸至至少—個其他接收天線。 如請求項12之充電系統’其中該第-傳輪天線經組態以 耗接至-充電裝置之-第-表面且該第二傳輸天線經組 態以麵接至該充電裝置之一第二不同的表面。 -種方法’其包含將電力自定向於多個平面中之複數個 傳輸天線t之-或多個傳輸天線⑽地傳輸至定位於該 146490.doc 201101640 一或多個傳輸天線之一近場内的至少一個接收天線。 20.如請求項19之方法，其中傳輸電力包含在—時間週期期 間將電力自-或多個傳輸天線傳輸至至少—個接收天線 及在另-時間週期期間將電力自—或多個傳輸天線傳輸 至至少一個其他接收天線。 2丄.如請來項 ，一 p -r正场一或多個傳輸 天線中之至少一個傳輸天線之一電力位準。 I如請求項19之方法’其進_步包含自每—傳輸天線個別 地及傳輸天線之每-可能的組合循序將電力傳輸至一接 收天線以識別一或多個傳輸天線以用於對輕接至該接收 天線之一可充電器件充電。 23.如請求項19之方法，其進_ ▲ 母—傳輸天線個別 及傳輸天線之每一可能# έ人 袖拉ώ 旳、，且σ#序將電力傳輸至複數 接收天線以識別—或多個# 充電器件充電，其中對複數個可 、中5亥複數個可充電器件中之每一 电益件耦接至該複數個接 線。 U料之-相關聯接收天 24.如請求項19之方 /ZC r得輸電力包含：在且古 公式所定義的一持蜻眸 /、有由以i ㈣待績時間之一時間 母一接收天線： 肝电刀傳輸J d=i/n*t 其中D為該時間週期之該持續時間、n — 個傳輸天線之一近場内…於该-或多 總充電週期。 收天線之—數目，且T為一 146490.doc 201101640 25.如請求項19之方法，其進一 間自-第-傳輸天線傳輸電力、在一苐==間期 自-第二傳輸天線傳輸電力，及在 $ =、s期間 自-第三傳輸天線傳輸電力。 。持-時間期間 26. —種無線電力系統，該系統 :::中—-或:::::::: Ο 傳輸至定位於該-或多個傳輸天線之—近場内的 一個接收天線之構件。 v 27. —種方法，其包含： 將複數個傳輸天線定向於多個平面中；及 將無線電力自該複數個傳輸天線中之至少一個傳輸天 線傳輸至_至—可充電輯之至少-個接收天線/ 从如請求項27之方法，其中定向包含：將該複數個傳輪天 .線定位於-充電裝置内，其中該複數個傳輸天線中之至 ;一個傳輸天線定向於與該複數個傳輸天線中之至少一 Q 個其他傳輸天線不同的一平面中。 29. 如請求項27之方法，其進一步包含對定位於該充電裝置 内之一或多個可充電器件執行一校正程序。 30. 如吻求項27之方法，其中傳輪無線電力包含：將無線電 力自至少兩個鄰近傳輸天線傳輸至至少一個可充電器 件0 3 1.如請求項27之方法’其中傳輸無線電力包含：將無線電 力自兩個平行、隔開之傳輸天線傳輸至定位於其之間的 至少一個可充電器件。 146490.doc 201101640 32. 33. 34. 如請求項27之方法’其中傳輸無線電力包含：將無線電 力自至少一個傳輪天線傳輸至至少一個可充電器件，且 同時將無線電力自至少一個其他傳輸天線傳輸至至少一 個其他可充電器件。 如請求項27之方法，其進一步包含：變化自至少一個傳 輸天線傳輸至至少-個接收天線之—電力量；及變化將 無線電力自至少—個傳輸天線傳輸至至少-個接收天線 之一時間週期之一持續時間。 種無線電力系統，該系統包含： 用於俘獲可更新能量且值诚χ j 里且傳遞另一形式之能量之構 能量之構件；及 用=將電力自該至少—個傳輸天線無線地傳輸至定 Γ關聯之麵合^㈠之至少—個其他天線之. 件0 146490.doc