CN102257696A - 用于电子装置的无线电力和数据传递 - Google Patents

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Abstract

示范性实施例针对于无线电力。一种无线充电装置可包含经配置以用于放置一个或一个以上可充电装置的充电区。所述充电装置可进一步包括经配置以用于在所述充电区内发射无线电力的至少一个发射天线。此外，所述充电装置经配置以在所述一个或一个以上可充电装置中的至少一个可充电装置之间交换数据。

Description

用于电子装置的无线电力和数据传递
根据35U.S.C.§119主张优先权
本申请案根据35U.S.C.§119(e)主张以下申请案的优先权：
2009年2月11日申请的标题为“充电和自动连接(CHARGE PLUS AUTOMATICCONNECTIONS)”的第61/151,828号美国临时专利申请案，所述申请案的揭示内容在此以全文引用的方式并入本文中；
2009年3月28日申请的标题为“对多个装置进行充电以及实现装置之间的信息共享(CHARGING MULTIPLE DEVICES AND ENABLING INFORMATION SHARINGBETWEEN THE DEVICES)”的第61/164,402号美国临时专利申请案，所述案的揭示内容在此以全文引用的方式并入本文中；
2009年4月3日申请的标题为“组合无线充电能力和在单个便携式计算装置中接收无线电荷的能力(COMBINING WIRELESS CHARGING CAPABILITY AND THEABILITY TO RECEIVE A WIRELESS CHARGE IN A SINGLE PORTABLE COMPUTINGDEVICE)”的第61/166,686号美国临时专利申请案，所述申请案的揭示内容在此以全文引用的方式并入本文中；
2009年3月8日申请的标题为“无线充电(WIRELESS CHARGING)”的第61/158,396号美国临时专利申请案，所述申请案的揭示内容在此以引用的方式并入本文中；
2009年7月23日申请的标题为“使用具有WLAN或WAN调制解调器的装置以用于通过无线充电站连接到因特网(USING A DEVICE WITH A WLAN OR WAN MODEMFOR CONNECTION TO THE INTERNET BY A WIRELESS CHARGING STATION)”的第61/227,934号美国临时专利申请案，所述中请案的揭示内容在此以全文引用的方式并入本文中；以及
2008年11月13日申请的标题为“无线充电的增值功能(VALUE ADDINGFUNCTIONS TO WIRELESS CHARGING)”的第61/114,436号美国临时专利申请案，所述案的揭示内容在此以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明一般涉及无线充电，且更特定来说，涉及可编程装置、双向充电和在对电子装置中的至少一者充电的同时在所述电子装置之间的数据发射。
背景技术
通常，每一电池组供电装置需要其自身的充电器和电源，其通常为AC电源插座(power outlet)。此在许多装置需要充电时变得不便利。
正在开发在发射器与待充电的装置之间使用无线电力发射的方法。这些方法一般分成两类。一类是基于在发射天线与待充电的装置上的接收天线之间的平面波辐射(还称为远场辐射)的耦合，接收天线收集辐射电力并对其整流以用于对电池组进行充电。天线通常具谐振长度以便改进耦合效率。此方法遭受以下事实：电力耦合随天线之间的距离而迅速减少。因此，在适当距离(例如，＞1m到2m)上的充电变得困难。另外，因为***辐射平面波，所以无意的辐射如果未经由滤波来适当控制可干扰其它***。
其它方法是基于(例如)嵌入于“充电”垫或表面中的发射天线与嵌入于待充电的主机装置中的接收天线(加上整流电路)之间的电感耦合。此方法具有发射天线与接收天线之间的间隔必需非常近(例如，数毫米)的缺点。虽然此方法确实具有在同一区域中同时对多个装置充电的能力，但是此区域通常较小，因此用户必须将装置定位到特定区域。
需要在装置之间交换信息的同时对所述装置进行无线充电。还需要在装置之间双向发射无线电力、可编程无线装置和无线充电的安全性特征。
附图说明
图1展示无线电力传递***的简化方框图。
图2展示无线电力传递***的简化示意图。
图3展示在本发明的示范性实施例中使用的环形天线的示意图。
图4描绘根据本发明的示范性实施例的包括无线充电装置和可无线充电装置的充电***。
图5说明根据本发明的示范性实施例的通信地耦合到网络的无线充电装置。
图6说明根据本发明的示范性实施例的包括无线充电装置的充电***的方框图。
图7描绘根据本发明的示范性实施例的包括具有接口的充电装置的无线充电***。
图8为图7中所说明的无线充电***的另一描绘。
图9为图7中所说明的无线充电***的又一描绘。
图10为说明根据本发明的示范性实施例的方法的流程图。
图11说明根据本发明的示范性实施例的经配置以用于接收和发射无线电力的多个电子装置。
图12描绘根据本发明的示范性实施例的具有耦合到其的天线的电子装置。
图13说明根据本发明的示范性实施例的具有耦合到其的发射天线和接收天线的电子装置。
图14说明根据本发明的示范性实施例的描绘经配置以用于接收和发射无线电力的电子装置的操作状态的状态机图。
图15说明根据本发明的示范性实施例的经配置以用于发射无线电力的表面计算装置。
图16说明根据本发明的示范性实施例的经配置以用于发射无线电力的另一表面计算装置。
图17描绘根据本发明的示范性实施例的包括表面计算装置和计算机的***。
图18说明根据本发明的示范性实施例的经配置以在检测到电源后即刻转变到用户定义的充电简档的可充电装置。
图19说明根据本发明的示范性实施例的包括无线充电装置和至少一个电子装置的充电***。
图20为说明根据本发明的示范性实施例的另一方法的流程图。
图21说明根据本发明的示范性实施例的包括可充电装置的另一充电***。
具体实施方式
词语“示范性”在本文中用以指“充当一实例、例子或说明”。本文中被描述为“示范性”的任一实施例不一定解释为比其它实施例优选或有利。
下文结合附图陈述的详细描述意欲作为本发明的示范性实施例的描述且无意表示可实践本发明的仅有实施例。在整个此说明书中所使用的术语“示范性”是指“充当一实例、例子或说明”，且不一定应解释为比其它示范性实施例优选或有利。详细描述包括用于提供对本发明的示范性实施例的彻底了解的目的的特定细节。所属领域的技术人员将明白，可在无这些特定细节的情况下实践本发明的示范性实施例。在一些例子中，以方框图形式来展示众所周知的结构和装置，以便避免使本文中呈现的示范性实施例的新颖性模糊不清。
词语“无线电力”在本文中用以指与电场、磁场、电磁场相关联的任何形式的能量，或另外在不使用物理电磁导体的情况下从发射器发射到接收器的能量。
图1说明根据本发明的各种示范性实施例的无线发射或充电***100。将输入电力102提供到发射器104以用于产生用于提供能量传递的辐射场106。接收器108耦合到辐射场106并产生输出电力110以用于由耦合到输出电力110的装置(未图示)存储或消耗。发射器104与接收器108相隔距离112。在一个示范性实施例中，发射器104和接收器108根据相互谐振关系而配置，且当接收器108的谐振频率与发射器104的谐振频率实质上相同时，当接收器108位于辐射场106的“近场”中时，发射器104与接收器108之间的发射损失最小。
发射器104进一步包括用于提供用于能量发射的装置的发射天线114，且接收器108进一步包括用于提供用于能量接收的装置的接收天线118。发射天线和接收天线的大小根据应用和与其相关联的装置而设计。如所述，通过将发射天线的近场中的能量的大部分耦合到接收天线而非将电磁波中的大部分能量传播到远场而进行有效能量传递。当在此近场中时，可在发射天线114与接收天线118之间形成耦合模式。天线114和118周围可发生此近场耦合的区域在本文中称为耦合模式区。
图2展示无线电力传递***的简化示意图。发射器104包括振荡器122、功率放大器124以及滤波器和匹配电路126。振荡器经配置以在所要频率下产生，可响应于调整信号123而调整。可响应于控制信号125通过功率放大器124以一放大量来放大振荡器信号。可包括滤波器和匹配电路126以滤出谐波或其它不想要的频率并使发射器104的阻抗匹配发射天线114。
接收器108可包括匹配电路132以及整流器和切换电路134，其用以产生DC电力输出，所述DC电力输出用以对如图2中所示的电池组136充电或向耦合到接收器的装置(未图示)供电。可包括匹配电路132以使接收器108的阻抗与接收天线118匹配。
如图3中所说明，用于示范性实施例中的天线可经配置为“环形”天线150，其在本文中还可被称为“磁性”天线。环形天线可经配置以包括空气芯(air core)或物理芯(physical core)(例如，铁氧体芯)。空气芯环形天线可更能容忍放置于芯附近的外来物理装置。此外，空气芯环形天线允许将其它组件放置于芯区域内。另外，空气芯环可更容易能够将接收天线118(图2)放置于发射天线114(图2)的平面内，在所述平面内，发射天线114(图2)的耦合模式区可更强大。
如所述，发射器104与接收器108之间的能量的有效传递发生在发射器104与接收器108之间的匹配或几乎匹配的谐振期间。然而，即使发射器104与接收器108之间的谐振不匹配，仍可以较低效率传递能量。能量传递通过将能量从发射天线的近场耦合到驻留于建立了此近场的相邻区域中的接收天线而非将能量从发射天线传播到自由空间中而进行。
环形或磁性天线的谐振频率是基于电感和电容。环形天线中的电感一般仅是由环产生的电感，而电容一般添加到环形天线的电感以在所要谐振频率下形成谐振结构。作为非限制性实例，可将电容器152和电容器154添加到天线以形成产生谐振信号156的谐振电路。因此，对于较大直径的环形天线，诱发谐振所需的电容的大小随环的直径或电感增加而减小。此外，随着环形或磁性天线的直径增加，近场的有效能量传递区域增加。当然，其它谐振电路是可能的。作为另一非限制性实例，可将电容器并联放置于环形天线的两个端子之间。另外，所属领域的技术人员将认识到，对于发射天线，谐振信号156可为到环形天线150的输入。
本发明的示范性实施例包括在处于彼此的近场中的两个天线之间耦合电力。如所述，近场为环绕天线的区域，在所述区域中存在电磁场但电磁场可能不远离天线而传播或辐射。近场通常局限于接近天线的物理体积的体积。在本发明的示范性实施例中，例如单匝和多匝环形天线的磁型天线用于发射(Tx)和接收(Rx)天线***两者，因为与电型天线(例如，小偶极天线)的电近场相比，磁型天线的磁近场振幅趋于较高。此允许在所述对之间的潜在较高耦合。此外，还预期“电”天线(例如，偶极天线和单极天线)或磁天线与电天线的组合。
Tx天线可在足够低的频率下并在足够大的天线大小的情况下操作，以在显著大于早先提及的远场和电感方法所允许的距离下实现与小Rx天线的良好耦合(例如，＞-4dB)。如果Tx天线的大小经正确设计，则在主机装置上的Rx天线放置于受驱动Tx环形天线的耦合模式区内(即，近场中)时可实现高耦合水平(例如，-2dB到-4dB)。
本发明的示范性实施例包括经配置以用于接收和发射无线电力两者的电子装置。因此，各种示范性实施例针对于双向无线电力发射。此外，根据各种示范性实施例，电子装置可经配置以在与至少一个其它电子装置同时交换数据的同时接收无线电力和发射无线电力中的至少一者。其它示范性实施例包括经配置以使充电装置上所存储的数据与相关联的可充电装置上所存储的数据同步的充电装置。此外，示范性实施例包括经配置以编程充电装置的电子装置和经配置以在检测到充电源后即刻转变到充电简档(charging profile)的电子装置。此外，示范性实施例包括无线充电的安全性特征。
图4描绘一种包括具有耦合到其的发射天线404的充电装置402的充电***400。充电装置402可包含经配置以用于用相关联的充电区发射无线电力的任何常规和合适的无线充电装置。如下文更完整地描述，充电装置402可经配置以用于产生和更新相关联的可充电装置的充电简档。充电***400还包括具有相关联的天线408的可充电装置406。可充电装置406可包含经配置以无线地接收电力的任何已知和合适的可充电装置。作为非限制性实例，可充电装置406可包含移动电话、便携式媒体播放器、相机、游戏装置、导航装置、耳机(例如，蓝牙耳机)、工具、玩具或其任何组合。如下文更完整地描述，可充电装置406可经配置以接收来自充电装置402的无线电力。
更特定来说，发射天线404可经配置以经由发射器(例如，图2的发射器104)从电源接收电力，且在接收到电力后即刻可在相关联的近场内无线地发射电力。此外，由发射天线404发射的无线电力可由相关联的耦合模式区内的天线来接收。举例来说，由发射天线404发射的电力可由天线408接收并存储于可充电装置406内的电池组(例如，图2的电池组136)中。更特定来说，从发射天线404发射的电力可由接收天线408和耦合到可充电装置406的电池组的接收器(例如，图2的接收器108)接收。
此外，根据示范性实施例，可充电装置406可经配置以用于与充电装置402交换数据，且充电装置402可经配置以用于与可充电装置406交换数据。更特定来说，作为一实例，可充电装置406可经配置以建立与充电装置402的通信链路405(参看图5)，且在建立通信链路405后即刻可将信息(例如，音频文件、数据文件或视频文件)发射到充电装置402。可经由任何已知和合适的方式建立通信链路405。举例来说，可经由近场通信(NFC)装置、经由反射式阻抗装置、经由局域网(LAN)或经由个人局域网(PAN)(例如，蓝牙连接)来建立通信链路405。请注意，充电装置402可经配置以建立与可充电装置406的通信链路405。如下文更全面地描述，可充电装置406还可经配置以建立与网络409的通信链路407。
图6说明包括无线充电装置402的充电***450的方框图。如所说明，充电装置402可包含充电区410和用户接口412。充电装置402可经配置以对位于充电区410内的至少一个可充电装置(例如，可充电装置406)无线地充电。接口412可包括任何已知和合适的开关、按钮、拨号盘、小键盘、类似物或其任何组合。接口412可经配置以接受输入和命令并呈现输出。此外，接口412可经配置以使用户能够选择待由充电装置402输送(即，经由音频或视觉装置)的数据。
此外，接口412可包括可包含(仅举例来说)触碰屏装置的显示装置414，所述触碰屏装置具有允许装置用户直接与充电装置402交互以便将命令传送到充电装置402的多点触控交互能力。接口412可经配置以显示与位于充电区410内的一个或一个以上可充电装置相关的数据。仅举例来说，接口412可经配置以显示视频、音频、字母数字文本、图形或其任何组合。此外，接口412可包括经配置以用于可听地呈现从位于充电区内的可充电装置(例如，可充电装置406)接收的数据(例如，音频文件)的一个或一个以上扬声器416。请注意，装置用户可经由接口412存取存储于可充电装置406上的数据，或可从可充电装置406将数据传递到充电装置402且随后存取数据。另外，请注意，充电装置402可经配置以用于可操作地耦合到其它装置，例如(仅举例来说)输入装置418(例如，键盘)以及输出装置419和421。仅举例来说，输出装置419可包含膝上型计算机，且输出装置421可包含娱乐***。请进一步注意，接口412可包括输入装置，例如，音频和/或视频输入装置(例如，相机和/或音频记录器)。
在充电***450的预期操作期间，一个或一个以上可充电装置(例如，可充电装置406)可位于充电区410内且可接收从充电装置402无线地发射的电力。此外，在发射无线电力的同时，用户可经由接口412从位于充电区410内的可充电装置中的一者或一者以上中选择音频、视频、图像、字母数字文本、图形或其任何组合以由接口412呈现。另外，请注意，显示装置414可经配置以复制位于充电区410内的选定可充电装置的显示的至少一部分。此外，键盘418可经配置以复制选定可充电装置的键盘的至少一部分。请注意，充电装置402可包含可充电装置406的功能性以外的额外功能性。作为一实例，如果可充电装置406为
Figure BPA00001371473200071
则充电装置402可包括
Figure BPA00001371473200072
因此使用户能够创建播放列表，删除歌曲，添加歌曲或可充电装置406上可能不可用的任何其它已知功能。
图7描绘包括具有接口412的无线充电装置402和位于相关联的充电区410(图6)内的一个或一个以上可充电装置(例如，可充电装置422A、可充电装置422B或可充电装置422C)的无线充电***460。如图7中所说明，接口412可包括多个显示器420A、420B和420C(图7中展示为非现用的，而图8和图9中展示为现用的)，其中每一显示器420A、显示器420B和显示器420C可经配置以输出与位于相关联的充电区410(图6)内的一个或一个以上可充电装置422相关的信息。特定来说，每一显示器420A、显示器420B和显示器420C可经配置以输出视频、音频、图像、图形、字母数字文本、指示符或其与所述一个或一个以上可充电装置422相关的任何组合。
根据本发明的示范性实施例，充电***460可经配置以在充电装置402与一个或一个以上可充电装置(例如，可充电装置422A)之间交换数据。更特定来说，在建立数据或通信链路405(参看图5)后即刻，数据(例如，音乐、视频、图像、日历、联系人等)可从(例如)可充电装置(例如，可充电装置422A)的“公开”目录传递到充电装置402。此外，在建立了数据或通信链路405且数据从可充电装置传递到充电装置402后，所传递的数据可呈现于一个或一个以上显示器420A、420B或420C中。举例来说，可充电装置422B可将一个或一个以上照片发射到充电装置402。在接收到所述一个或一个以上照片后即刻，充电装置402可经配置以存储所述一个或一个以上照片，且因此存储于充电装置402上的照片可与存储于可充电装置422C上的照片同步。因此，装置用户可能够从充电装置402和可充电装置422B中的每一者存取其照片。此外，充电装置402可经配置以在一个或一个以上显示器(例如，显示器420C)中显示所述一个或一个以上照片。
作为另一实例，存储于可充电装置(例如，可充电装置422C)上的音频文件可传递到充电装置402以使存储于充电装置402上的音频文件与存储于可充电装置422C上的音频文件同步。因此，装置用户可能够从充电装置402和可充电装置422C中的每一者存取他的或她的(例如)音频文件。此外，充电装置402可经配置以可听地输送从可充电装置422C传递的音频文件。此外，仅举例来说，如图8中所说明，充电装置402可经配置以显示在显示器420A和420B中的音频“播放列表”和相关数据以及当前正在显示器420C中播放的音频文件的图形和文本描述。
作为又一实例，充电***460可经配置以将存储于充电装置402上的日历数据与存储于一个或一个以上可充电装置(例如，可充电装置422A)上的日历数据同步。因此，装置用户可能够从充电装置402和可充电装置422A中的每一者存取他的或她的日历。此外，如图9中所说明，充电装置402可经配置以在一个或一个以上显示器420A、420B和420C中显示与日历相关的信息。更特定来说，仅举例来说，充电装置402可经配置以在显示器420B中显示日期，在显示器420A中显示一个或一个以上日历项目的列表，并在显示器420C中显示日历的描述。此外，充电***460可经配置以使多个日历与存储于充电装置402上的通用日历同步。举例来说，存储于电子装置422A上的日历数据和存储于电子装置422C上的日历数据可与和存储于充电装置402上的通用日历相关的日历数据同步。
此外，根据本发明的另一示范性实施例，充电***460可经配置以在第一可充电装置(例如，可充电装置422A)与第二可充电装置(例如，可充电装置422C)之间交换数据。仅举例来说，与存储于可充电装置422A上的日历相关的数据可与存储于可充电装置422C上的日历相关的数据同步。另外，充电***460可经配置以在位于相关联的充电区内的可充电装置(例如，电子装置422A)与另一电子装置(其通信地耦合到充电装置402)之间交换数据。举例来说，可将存储于可充电装置422A上的联系人列表传递到膝上型计算机419(参看图5)并存储于膝上型计算机419上，膝上型计算机419通信地耦合到充电装置402。请注意，电子装置(例如，电子装置422A和电子装置422C)可直接通信地耦合。举例来说，充电装置402可启用介于电子装置422A与电子装置422C之间的通信链路，且其后电子装置422A与电子装置422C可直接交换数据。
请注意，充电装置402可经配置以将数据(视频、音频、图像、图形、字母数字文本或其与一个或一个以上可充电装置相关的任何组合)发射到输出装置419和421。因此，输出装置419(其可包含膝上型计算机)和输出装置421(其可包含娱乐***)可输出数据。请进一步注意，在一个或一个以上可充电装置位于充电装置402的充电区内的同时，所述一个或一个以上可充电装置可无线地接收来自充电装置402的电力。结果，且根据本发明的示范性实施例，一个或一个以上可充电装置可从充电装置402接收无线电力，且同时可在所述一个或一个以上可充电装置与充电装置402之间共享数据。此外，充电装置402可同时输出与一个或一个以上可充电装置相关联的数据。
此外，再次参看图5，可充电装置406可经配置以建立与网络409的无线通信链路407，网络409可包含局域网或公众可接入网络(例如，因特网)。无线通信链路407可包含任何已知和合适的无线通信链路。因此，充电装置402可经配置以利用可充电装置406(其位于相关联的充电区内)来建立与网络409(例如，因特网)的通信链路。结果，充电装置402可从网络409请求和接收数据。根据一个示范性实施例，充电装置402可经配置以将可充电装置406用作无线调制解调器且可直接与网络409通信。在另一示范性实施例中，充电装置402可经配置以将数据请求发射到可充电装置406，且其后可充电装置406可从网络409请求和检索数据。在接收到所请求的数据后即刻，可充电装置406可将数据输送到充电装置402。
作为一实例，充电装置402可从网络409下载软件或固件更新以安装于其上。此外，充电装置402可从网络409下载软件或固件更新来安装于另一可充电装置406′上。更特定来说，充电装置402可经由通信链路405和407下载用于可充电装置406′的软件或固件更新，且其后经由通信链路405′将所述软件或固件更新发射到可充电装置406′。作为更特定的实例，充电装置402可利用位于相关联的充电区内的移动电话(例如，可充电装置406)以建立与因特网的通信链路(即，通信链路405和407)，且可进一步下载用于也位于相关联的充电区内的数码相机(例如，可充电装置406′)的软件补丁。接着可经由充电装置402与数码相机之间的通信链路(即，通信链路405′)将软件补丁输送到数码相机。请注意，如果建立并维持通信链路407所需的能量使用速率大于从充电装置402接收能量的速率，则可在建立通信链路407之前考虑与可充电装置406′相关联的电池组的充电电平。
如上文所提及，且根据本发明的示范性实施例，充电装置402可经配置以用于产生和更新与相关联的可充电装置相关的充电简档。更特定来说，充电装置402可经配置以用于产生、存储和更新与相关联的可充电装置的充电历史相关的数据。举例来说，充电装置402可保留关于可充电装置已充电的次数、可充电装置的充电周期的持续时间和可充电装置已充电的日时的记录。因此，作为一实例，使用相关联的充电简档，充电装置402可经配置以确定特定可充电装置的用户通常在约10:00PM时对可充电装置充电约八个小时持续时间。结果，包括与特定可充电装置的充电历史相关的数据的充电简档可使充电装置402能够更好地预测与可充电装置相关联的用户的充电习惯。
根据示范性实施例，充电装置402可经配置以利用相关联的可充电装置的一个或一个以上充电简档来确定从网络下载数据、从可充电装置下载数据、将数据上载到可充电装置或其任何组合的最佳时间。举例来说，如果充电装置402希望使存储于充电装置402内的数据与存储于媒体播放器(其位于相关联的充电区410(图6)内)上的数据同步，则充电装置402可使用媒体播放器的充电简档来确定完成所述操作的最佳时间。作为另一实例，如果充电装置402希望经由移动电话建立与因特网的通信链路并下载用于数码相机的软件补丁，则充电装置402可使用数码相机的充电简档和移动电话的充电简档来确定完成所述操作的最佳时间。
图10为说明根据一个或一个以上示范性实施例的方法680的流程图。方法680可包括将无线电力从充电装置的发射天线发射到接近所述充电装置的一个或一个以上可充电装置(由数字682描绘)。方法680可进一步包括使存储于充电装置上的数据与存储于所述一个或一个以上可充电装置中的至少一个可充电装置上的数据同步(由数字684描绘)。
虽然无线电力发射可在无线电力发射***中的一个装置包括发射器且另一装置包括接收器时发生，但是单一装置可包括无线电力发射器和无线电力接收器两者。因此，此实施例可经配置以包括专用发射电路(例如，发射电力转换电路和发射天线)和专用接收器电路(例如，接收天线和接收电力转换电路)。因此，本文中所揭示的各种示范性实施例识别双向电力发射，即，一装置在所述装置处接收无线电力与从所述装置发射无线电力的能力。
此配置的各种益处包括装置接收并存储无线电力且接着随后发射或“捐献”所存储的电力到另一接收或“吸收”装置的能力。因此，此配置还可被认为是“对等”“慈善(charitable)”充电配置。此装置充电布置在定位(在定位情况下发生充电)方面提供相当大的便利(即，接收器或“吸收”装置不一定需要从不方便定位或不可用的充电垫接收电荷)。
根据本发明的另一实施例，具有至少一个天线的可充电装置可经配置以将无线电力发射到至少一个其它可充电装置并从至少一个其它可充电装置接收无线电力。更特定来说，参看图11，具有天线482的第一可充电装置480可经配置以将无线电力发射到具有天线486的第二可充电装置484，且反之亦然。因此，第一可充电装置480和第二可充电装置484中的每一者可经配置以用于双向无线充电。在2009年9月1日申请的标题为“双向无线电力发射(BIDIRECTIONAL WIRELESS POWER TRANSMISSION)”的第12/552,110号美国专利中请案中描述了此双向无线充电的示范性方法，所述申请案的细节以引用的方式并入本文中。
图12说明具有耦合到其的天线504的电子装置502。电子装置502可包含任何已知的电子装置。在图12中所说明的实例中，电子装置502包含膝上型计算机，其中天线504耦合到膝上型计算机的盖(即，监视器)。根据一个示范性实施例，天线504和相关联的电路(未图示)可经配置以用于接收无线电力和发射无线电力两者。根据另一示范性实施例，如图13中所说明，电子装置502可包含经配置以用于接收无线电力的接收天线506和相关联的接收器电路(未图示)以及经配置以用于发射无线电力的发射天线508和相关联的发射器电路(未图示)。请注意，天线504、接收天线506和发射天线508中的每一者可以避免天线与电子装置502的任何金属组件(例如，电子装置502的金属显示器)之间的任何电干扰的方式而耦合到电子装置502。
在任一示范性实施例中，经配置以接收无线电力的天线(即，天线504或接收天线506)可与电子装置502的元件(例如，供电电路(例如，图2的匹配电路132以及整流器和切换电路134)、电池组(例如，图2的电池组136)或其任何组合)介接。因此，可将由天线504或天线506接收的电力输送到电子装置502的元件(例如，电池组、供电电路或其任何组合)。此外，经配置以发射无线电力的天线(即，天线504或发射天线508)可与电子装置502的电源(例如，供电电路(例如，图2的振荡器122、匹配电路132以及整流器和切换电路134)、电池组(例如，图2的电池组136)或其任何组合)介接。因此，可将电力从电子装置502的电源(例如，电池组、供电电路或其任何组合)输送到天线504或天线508，天线504或天线508可接着在相关联的近场区内无线地发射电力。
图14说明经配置以用于接收无线电力和发射无线电力两者的电子装置的状态机图600。在电子装置(例如，电子装置502)的能量水平(即，电池组电荷的数量)大于预定阈值水平时的任何时间，电子装置可操作于“准备发射状态”602中。因此，如果电子装置缺乏足够电荷来对另一电子装置充电，或如果如此做将显著消耗(drain)来自电子装置的电力，而使其需要立即充电，则电子装置可不操作于“准备发射状态”602中。
如果在电子装置处于准备发射能量状态602中时的任何时间，经配置以用于接收无线充电的另一电子装置位于电子装置的充电区内，则可发生电子装置之间的验证过程。在成功地验证了装置之后即刻，电子装置可转变到“发射状态”604，其中电子装置可将电力发射到另一可充电装置。此外，如果在电子装置处于准备发射能量状态602时的任何时间，电子装置位于经配置以发射无线电力的另一电子装置的充电区内，则可发生电子装置之间的验证过程。在成功验证后，电子装置可转变到“接收状态”606，其中电子装置可从另一电子装置接收无线充电。请注意，关于是接受还是拒绝来自可充电装置的充电请求的确定可视用户定义的偏好而定。此外，装置用户可接收询问是接受还是拒绝电力请求的实时提示。请进一步注意，电子装置可经配置以同时发射无线电力和接收无线电力。因此，电子装置可同时处于发射状态604和接收状态606中。
如所属领域的技术人员将理解，“表面计算”为与一技术相关联的术语，在所述技术中，用户可经由表面而非键盘、鼠标或监视器来与计算机和/或电子装置交互。多点触控表面可通过允许经由表面接触(例如，通过多个手指或多个用户触摸)来操纵显示于表面上的对象而促进表面计算。此外，可通过使用指派给每一装置的唯一识别符而在位于对象的表面上的两个或两个以上装置之间传递内容。
图15说明根据本发明的各种示范性实施例的经配置以用于无线充电的表面计算装置700。装置700可包括显示器，显示器可包含触敏等离子体屏幕。此外，如所属领域的技术人员将理解，装置700可包括相机、投影仪、扬声器等。另外，无线充电器700可包括经配置以在相关联的近场区内无线地发射电力的发射天线702。
如所配置，装置700可检测并验证位于装置700的表面708上的电子装置的存在。可通过检测在发射器天线702与在电子装置(例如，移动电话704)内并经配置以用于接收无线电力的天线(未图示)之间所建立的磁场的场扰动来确定位于装置700上的装置(例如，移动电话704或数码相机706)的存在。除了检测电子装置的存在外，场扰动还可指示电子装置准备接收无线电力，或准备发射或接收信息。举例来说，位于装置700上的电子装置(例如，数码相机706)可经由无线充电协议发射信号，所述信号请求无线充电，请求建立无线数据链路(例如，蓝牙(BT)连接)或所述两者。请注意，任何已知和合适的数据链路可在本发明的范围内。举例来说，数据链路可包含蓝牙连接、Wi-Fi连接、60GHz连接或UWB连接。
请注意，在可在电子装置(例如，移动电话704或数码相机706)与装置700之间建立无线数据链路(例如，BT连接)之前，装置700可起始密钥交换以将电子装置与装置700“配对”。一旦经配对，可起始数据链路，从而允许在装置700与正充电的电子装置之间传递数据。更特定来说，在建立所述数据链路后即刻，可将数据(例如，照片、视频或音乐)从(例如)电子装置的“公开”目录传递到装置700。此外，在建立了数据链路并将数据从电子装置传递到装置700后，在位于表面708上的电子装置接收无线充电的同时，用户可以用户友好多点触控的方式与数据交互。作为一实例，在电子装置正在充电的同时，可由装置700输送从电子装置传递的数据(例如，可显示照片或可播放音乐)。请注意，装置用户可在不将存储于电子装置上的数据传递到装置700的情况下存取所述数据并与所述数据交互。
图16说明根据本发明的各种示范性实施例的经配置以用于无线充电的另一表面计算装置800。装置800包括经配置以在相关联的近场区内无线地发射电力的发射天线820。根据一个示范性实施例，装置800可实施为多点触控表面，所述多点触控表面经配置以显示具有与位于所述表面上的一个或一个以上电子装置中的至少一者相关联的交互元件(即，控制件)的交互菜单。装置800可包含经配置以用于接收图像并将图像发射到装置800的表面808上的相机804和投影仪802。图像810为一个此类图像，其表示投影到装置800的表面808上的来自移动电话704的小键盘。小键盘的投影图像可通过呈现比移动电话704的实际小键盘上可用的有限空间中可用的区域大的区域以操纵电话控制件，来增强移动电话704的使用。另外，与移动电话704相比，小键盘的投影图像可包括额外功能性。举例来说，投影图像可显示仅包括数字小键盘的移动电话的完整QWERTY键盘。此外，装置800可包括经配置以用于可听地输送从电子装置(例如，移动电话704)接收的数据(例如，音频文件)的扬声器801。
根据另一示范性实施例，装置800可经配置以与独立计算机通信。仅举例来说，装置800可经配置以经由无线装置(例如，经由USB适配器或USB硬件锁(dongle))与独立计算机通信。因此，独立计算机和相关联的显示器可用以促进去往和来自放置于装置800上的电子装置或经由因特网的信息交换。更特定来说，图17说明装置800经配置以经由USB硬件锁902与计算机900通信的***，所述***通过(例如)蓝牙连接提供装置800与计算机900之间的通信链路。在此示范性实施例中，计算机900的监视器可用以操纵位于装置800的表面上的电子装置(例如，移动电话704)上的数据。另外，计算机900可提供到因特网的通信链路以启用电子装置与因特网之间的连接。因此，举例来说，在移动电话704正经由发射天线820充电的同时，可在移动电话704与计算机900之间传递数据。
如所属领域的技术人员将理解，移动电话可经编程以操作于各种简档设定中。举例来说，“警报模式”和“警报音量”和“警报音调”可各自为可编程的。更特定来说，仅举例来说，移动电话可经编程以操作于“无声”模式、“正常”模式、“大声”模式或“振动”模式中。此外，移动电话可经编程以在各种音量水平(例如，“低”音量、“中”音量或“高”音量)下操作。此外，“警报音调”可为可编程的且可包含(例如)“蜂鸣声”、“旋律”或“铃声”。
图18说明可充电装置920，其可包含(仅举例来说)移动电话。根据本发明的示范性实施例，可充电装置920可经配置以在检测到电源922后即刻从其当前简档设定自动地转变到用户定义的“充电”简档中。仅举例来说，电源922可包含无线充电装置或有线电源。此外，根据本发明的另一示范性实施例，可充电装置920可经配置以在移除电源922后即刻自动地转变回到先前简档设定。仅举例来说，可充电装置920(其可起初被编程(即，设定)到“振动”简档)可在检测到电源922后即刻自动地转变到用户定义的“充电”简档(其可包含“高”音量的“乐曲”警报音调)。另外，在移除电源922后，可充电装置920可即刻从“充电”简档自动地转变回到其中可充电装置920在检测到电源922之前曾正在操作的简档(即，“振动”简档)。
请注意，可经由任何已知方式检测电源922。举例来说，在电源922包含有线电源的示范性实施例中，可在经由电力连接器(例如，电力线)将可充电装置920耦合到电源922后即刻检测到电源922。此外，在电源922包含无线电源的示范性实施例中，可通过(仅举例来说)近场通信(NFC)装置或反射式阻抗装置检测电源922。
如所属领域的技术人员还将理解，无线充电装置(例如，充电装置402)可包含各种无线充电用户可编程功能，所述无线充电用户可编程功能可由用户经由与无线充电装置相关联的用户接口(例如，键盘或显示器)进行编程。举例来说，可经由位于其上的相关联的接口对无线充电装置进行编程，以在白天期间自动地减少或停止电力发射以及在夜间期间自动地增加电力发射。作为另一实例，可经由位于其上的相关联的接口对无线充电装置进行编程以在特定持续时间内无线地发射电力。作为又一实例，可经由位于其上的相关联的接口对无线充电装置进行编程以在确定人接近无线充电装置后即刻自动地减少电力发射。
图19说明一种具有无线充电装置932和至少一个电子装置934的充电***930。根据本发明的示范性实施例，电子装置934可包括接口936(例如，多媒体接口)，且可经配置以用于编程无线充电装置932的各种无线充电功能。请注意，如所属领域的技术人员将理解，电子装置934可包含必要的多媒体功能性以用于远程地编程另一电子装置。此外，充电装置932和电子装置934各自可包括标准化的无线通信接口以实现其间的无线通信。因此，充电***930可使用户能够经由电子装置934的接口936来编程充电装置932的任何用户可编程功能。仅举例来说，充电装置932可经由电子装置934的接口936而被编程以在特定持续时间内无线地发射电力。作为另一实例，充电装置932可经由电子装置934的接口936而被编程以在白天期间(例如，从8AM到8PM)自动地减少电力发射并在夜间期间(例如，从8PM到8AM)增加电力发射。
图20为说明根据一个或一个以上示范性实施例的另一方法690的流程图。方法690可包括使用具有多媒体接口的电子装置来编程无线充电装置的至少一个用户可编程功能(由数字692描绘)。
图21说明包括可充电装置952和装置954的充电***950。仅举例来说，装置954可包含蓝牙耳机。根据一示范性实施例，可充电装置952可经配置为信标发射器且装置954可经配置为信标接收器。因此，可充电装置952和装置954可经配置以经由无线接口966(例如，蓝牙接口)进行通信。可充电装置952可包括多媒体接口956和至少一个天线958且可经配置以从具有至少一个发射天线962的无线充电装置960接收无线电力。充电***950可进一步包括一系链***(tether system)964，其可分布在可充电装置952、装置954或所述两者上。
在将可充电装置952定位于充电装置960(例如，公共充电装置)的充电区内后即刻，系链***964可经配置以“锁定”多媒体接口956。可(例如)在接收到由装置用户输入的有效个人身份号码(pin)后“解锁”多媒体接口956。此外，系链***964可经配置以将信号从可充电装置952发射到装置954。装置954可经配置以只要装置954保持在可充电装置952的通信范围内使经由接口966接收所发射的信号。在从与可充电装置952的通信范围移除装置954的情况下，则装置954可发出可识别警报(例如，第一可听警报)以向装置用户通知装置954在所述范围外。此外，如果在操作期间的任何时间，从充电装置960的充电区移除可充电装置952，则可充电装置952可将信号发送到装置954，且在接收到信号后，装置954可发出可识别警报(例如，第二不同的可听警报)以向装置用户通知已从充电装置960的充电区移除可充电装置952。
现在将描述充电***950的预期操作。最初，装置用户可将可充电装置952定位于公共充电装置(例如，充电装置960)的充电区内。请注意，公共充电装置可位于公共场所，例如，(仅举例来说)机场、饭店、旅馆等。此外，在携带装置952的同时，装置用户可离开接近充电装置960的区域。仅举例来说，装置用户可将装置952携带于口袋中或将装置952附接到其耳朵。在装置954经移除而离开与可充电装置952的通信范围的情况下，则装置954可发出可识别警报(例如，可听警报)以向装置用户通知装置954在所述范围外。此外，在从充电装置960的充电区移除可充电装置952(例如，第三方有意或无意地从充电装置960移除可充电装置952)的情况下，可充电装置952可将信号发送到装置954，且在接收到所述信号后即刻，装置954可发出可识别警报(例如，另一不同的可听警报)以向装置用户通知已从充电装置960的充电区移除可充电装置952。因此，充电***950可提供在使用公共充电装置时所采用的安全性特征。
所属领域的技术人员将理解，可使用多种不同技术中的任一者来表示信息和信号。举例来说，可使用电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子或其任何组合来表示可在整个以上描述中所参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和码片。
所属领域的技术人员将进一步了解，结合本文中揭示的示范性实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的此可互换性，已在上文大体上就其功能性方面描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。将此功能性是实施为硬件还是软件视特定应用和强加于整个***的设计约束而定。所属领域的技术人员可针对每一特定应用以不同方式来实施所描述的功能性，但此些实施决策不应被解释为会导致脱离本发明的示范性实施例的范围。
可使用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其经设计以执行本文中所捕述的功能的任何组合来实施或执行结合本文中揭示的示范性实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块和电路。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。还可将处理器实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器，或任何其它此类配置。
结合本文中揭示的示范性实施例所描述的方法或算法的步骤可直接以硬件、以由处理器执行的软件模块或以两者的组合来体现。软件模块可驻留于随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可装卸磁盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。示范性存储媒体耦合到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息以及将信息写入到存储媒体。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体。处理器和存储媒体可驻留于ASIC中。ASIC可驻留于用户终端中。在替代方案中，处理器和存储媒体可作为离散组件而驻留于用户终端中。
在一个或一个以上示范性实施例中，所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果以软件实施，则所述功能可作为一个或一个以上指令或代码而存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体进行传输。计算机可读媒体包括计算机存储媒体和通信媒体两者，通信媒体包括促进将计算机程序从一处传递到另一处的任何媒体。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。以实例而非限制的方式，此类计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用以载运或存储呈指令或数据结构形式的所要程序代码并可由计算机存取的任何其它媒体。而且，将任何连接适当地称作计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电和微波的无线技术从网站、服务器或其它远程源发射软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或例如红外线、无线电和微波的无线技术包括于媒体的定义中。如本文中所使用，磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘使用激光以光学方式再现数据。上述各者的组合也应包括于计算机可读媒体的范围内。
提供对所揭示的示范性实施例的先前描述旨在使所属领域的任何技术人员均能够制作或使用本发明。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，所属领域的技术人员将容易明白对这些示范性实施例的各种修改，且本文中所界定的一般原理可应用于其它实施例。因此，本发明无意被限定于本文中所展示的示范性实施例，而将赋予本发明与本文中所揭示的原理和新颖特征一致的最广范围。

Claims (27)

1.一种充电装置，其包含：
充电区，其经配置以用于放置一个或一个以上可充电装置；以及
至少一个发射天线，其经配置以用于在所述充电区内发射无线电力；
其中所述充电装置进一步经配置以在所述一个或一个以上可充电装置的至少一个可充电装置之间交换数据。
2.根据权利要求1所述的充电装置，其中所述充电装置进一步包含具有显示装置和一个或一个以上扬声器中的至少一者的接口。
3.根据权利要求2所述的充电装置，其中所述显示装置经配置以复制所述一个或一个以上可充电装置中的一可充电装置的显示装置的至少一部分。
4.根据权利要求1所述的充电装置，其中所述充电装置进一步经配置以进行在视觉上输送数据和可听地输送数据中的至少一者。
5.根据权利要求1所述的充电装置，其中所述充电装置进一步经配置以可操作地耦合到输入装置和输出装置中的至少一者。
6.根据权利要求5所述的充电装置，其中所述输入装置经配置以复制所述一个或一个以上可充电装置中的一可充电装置的用户接口的至少一部分。
7.根据权利要求1所述的充电装置，其中所述充电装置进一步经配置以在所述一个或一个以上可充电装置中的至少一个可充电装置与所述一个或一个以上可充电装置中的至少一个另一可充电装置之间交换数据。
8.根据权利要求1所述的充电装置，其中所述充电装置进一步经配置以维持所述一个或一个以上可充电装置中的至少一个可充电装置的充电历史简档。
9.一种方法，其包含：
将无线电力从充电装置的发射天线发射到接近所述充电装置的一个或一个以上可充电装置；以及
在所述充电装置与所述一个或一个以上可充电装置中的至少一个可充电装置之间交换数据。
10.根据权利要求9所述的方法，其中交换包含：将存储于所述一个或一个以上可充电装置中的至少一个可充电装置上的数据发射到所述充电装置。
11.根据权利要求9所述的方法，其中交换包含：使存储于所述充电装置上的日历数据与存储于所述一个或一个以上可充电装置中的至少一个可充电装置上的日历数据同步。
12.根据权利要求9所述的方法，其中交换包含：使存储于所述充电装置上的音频文件与存储于所述一个或一个以上可充电装置中的至少一个可充电装置上的音频文件同步。
13.根据权利要求9所述的方法，其中交换包含：使存储于所述充电装置上的照片与存储于所述一个或一个以上可充电装置中的至少一个可充电装置上的照片同步。
14.根据权利要求9所述的方法，其进一步包含向所述充电装置呈现来自所述一个或一个以上可充电装置中的至少一个可充电装置的数据。
15.根据权利要求14所述的方法，其中输送数据包含：在所述充电装置的显示装置内显示从所述一个或一个以上可充电装置中的至少一个可充电装置发射的图像、视频、图形和字母数字文本中的至少一者。
16.根据权利要求9所述的方法，其进一步包含建立所述充电装置与网络之间的通信链路，其中所述通信链路包含所述充电装置与所述一个或一个以上可充电装置中的一可充电装置之间的第一通信链路和所述可充电装置与所述网络之间的第二通信链路。
17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包含从所述网络将数据下载到所述充电装置。
18.根据权利要求16所述的方法，其中建立所述充电装置与网络之间的通信链路包含：建立所述充电装置与因特网之间的通信链路。
19.一种充电装置，其包含：
用于将无线电力从充电装置的发射天线发射到接近所述充电装置的一个或一个以上可充电装置的装置；以及
用于在所述充电装置与所述一个或一个以上可充电装置中的至少一个可充电装置之间交换数据的装置。
20.一种电子装置，其包含接口且经配置以用于编程无线充电装置的至少一个无线充电用户可编程功能。
21.根据权利要求20所述的电子装置，其中所述电子装置进一步经配置以在检测到电源后即刻转变到用户定义的充电简档。
22.根据权利要求21所述的电子装置，其中所述电子装置进一步经配置以在移除所述电源后即刻从所述用户定义的充电简档转变到先前简档设定。
23.根据权利要求20所述的电子装置，其中所述电子装置进一步经配置以在定位于所述充电装置的充电区内后即刻锁定所述接口。
24.根据权利要求20所述的电子装置，其中所述电子装置进一步被配置为信标发射器，所述信标发射器适于在定位于所述充电装置的充电区内后即刻将信号发射到信标接收器。
25.根据权利要求24所述的电子装置，其中所述信标接收器经配置以在所述信标接收器被移除而离开与所述电子装置的通信范围的情况下输送可听警报。
26.根据权利要求24所述的电子装置，其中所述信标接收器经配置以在从所述充电装置的充电区移除所述电子装置的情况下输送可听警报。
27.一种方法，其包含使用具有用户接口的电子装置来编程无线充电装置的至少一个无线充电用户可编程功能。
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