KR102024443B1 - 금속 물체를 통한 무선 전력 전달 - Google Patents

Abstract

금속 물체를 통한 무선 전력 전달을 제공하기 위한 방법 및 시스템이 제공된다. 하나의 양태에서, 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 내부 부분과 외부 부분을 포함하는 금속 커버를 포함한다. 외부 부분은 금속 커버의 내부 부분 주위에서 루프를 형성하도록 구성된다. 외부 부분은 자기장을 통해 전력을 유도 결합하도록 구성된다. 장치는 외부 부분에 전기적으로 결합되고 자기장에 응답하여 생성된 외부 부분으로부터의 전류를 수신하도록 구성된 수신 회로를 더 포함한다. 수신 회로는 전류에 기초하여 부하를 충전하거나 또는 부하에 전력 공급하도록 구성된다.

Description

금속 물체를 통한 무선 전력 전달{WIRELESS POWER TRANSFER THROUGH A METAL OBJECT}

기재된 기술은 일반적으로 무선 전력에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시물은 금속 물체를 통한 무선 전력 충전 시스템에 의해 무선 전력을 전달하는 것과 관련된 디바이스, 시스템 및 방법에 관한 것이다.

무선 전력 애플리케이션들에서, 무선 전력 충전 시스템들은 물리적, 전기적 접속 없이 전자 디바이스들을 충전 및/또는 전력 공급하는 능력을 제공하여, 전자 디바이스의 동작에 필요한 컴포넌트의 수를 줄이고 전자 디바이스의 사용을 단순화할 수 있다. 이러한 무선 전력 충전 시스템들은 송신기 안테나 및 무선으로 충전되거나 전력 공급되도록 전자 디바이스에 접속될 수 있는 수신기 안테나에서 전류를 유도할 수 있는 자기장을 생성하도록 구성된 다른 송신 회로를 포함할 수도 있다. 일부 휴대용 전자 디바이스는 금속을 포함하는 다양한 재료로 만들어진 하우징을 가질 수도 있다. 무선 전력 회로를 다양한 휴대용 전자 디바이스에 통합하는 것이 바람직하기 때문에, 금속 물체를 통해 무선 전력 전달을 수행하는 시스템 및 방법이 필요하다.

본원에 개시된 구현예들은 각각 일부 혁신적인 양태들을 가지며, 이들 중 어느 것도 본 발명의 바람직한 속성들에 대해 독자적으로 책임지는 것은 아니다. 이하 청구항들에 의해 표현되는 것과 같은 범위를 제한하지 않고, 더 중요한 특징들이 본원에 간략하게 개시될 것이다. 이러한 논의를 고려한 후에, 다양한 구현예들의 특징들이 어떻게 현재의 무선 충전 시스템들보다 수개의 장점들을 제공하는지를 이해할 것이다.

자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치. 장치는 내부 부분과 외부 부분을 포함하는 금속 커버를 포함한다. 외부 부분은 금속 커버의 내부 부분 주위에서 루프를 형성하도록 구성된다. 외부 부분은 자기장을 통해 전력을 유도 결합하도록 구성된다. 장치는 외부 부분에 전기적으로 결합되고 자기장에 응답하여 생성된 외부 부분으로부터 전류를 수신하도록 구성된 수신 회로를 더 포함한다. 수신 회로는 전류에 기초하여 부하를 충전하거나 또는 부하에 전력 공급하도록 구성된다.

다른 양태에서, 무선 전력을 송신하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 내부 부분과 외부 부분을 포함하는 금속 커버를 포함하며, 외부 부분은 금속 커버의 내부 부분 주위에서 루프를 형성하도록 구성된다. 금속 커버는 전원으로부터 수신된 전류에 기초하여 무선 전력 필드를 생성하도록 구성된다.

또 다른 양태에서, 무선 전력을 수신하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 금속 링을 적어도 하나의 위치에서 불연속하게 만들도록 구성된 적어도 하나의 슬롯을 포함하는 금속 링을 포함한다. 장치는 금속 링에 결합되고 금속 링으로부터 전류를 수신하도록 구성된 수신 회로를 더 포함한다. 금속 링은 자기장에 대한 노출에 의거하여 전류를 생성하도록 구성된다.

또 다른 양태에서, 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 내부 부분 및 외부 부분을 포함하는 금속 커버를 통해 전력을 무선으로 수신하는 단계를 포함한다. 외부 부분은 금속 커버의 내부 부분 주위에서 루프를 형성하도록 구성된다. 외부 부분은 자기장을 통해 전력을 유도 결합하도록 구성된다. 방법은 수신 전력에 기초하여 부하에 전력을 공급하거나 충전하는 단계를 더 포함한다.

또 다른 양태에서, 자기장으로부터 무선 전력을 수신하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 휴대용 전자 디바이스를 부분적으로 하우징하기 위한 전도성 수단을 포함한다. 전도성 수단은 내부 부분 및 외부 부분을 포함한다. 외부 부분은 전도성 수단의 내부 부분 주위에 루프를 형성하도록 구성된다. 외부 부분은 자기장을 통해 전력을 유도 결합시키는 수단을 포함한다. 장치는 외부 부분을 통해 수신하는 전력에 기초하여 부하에 전력 공급하거나 또는 부하를 충전하기 위한 수단을 더 포함한다.

다른 양태에서, 무선으로 전력을 수신하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 휴대용 전자 디바이스의 배면을 형성하도록 구성된 하우징 부분을 포함한다. 하우징은 제 1 치수를 갖는다. 하우징 부분은 하우징 부분의 제 1 치수의 대부분을 커버하는 크기를 갖거나 또는 동일한 크기의 제 2 치수를 갖는 금속 부분을 포함한다. 금속 부분의 적어도 일 부분은 휴대용 전자 디바이스의 부하를 충전하거나 또는 부하에 전력 공급하기에 충분한 레벨로 자기장을 통해 전력을 유도 결합하도록 구성된다. 장치는 금속 부분에 전기적으로 결합되고 수신된 전력을 휴대용 전자 디바이스에 제공하도록 구성된 전기 접속부를 더 포함한다.

앞서 언급된 양태들뿐만 아니라, 본 기술의 다른 특징들, 양태들 및 장점들은 지금부터 첨부된 도면들을 참조하여 다양한 구현예들과 연계하여 설명될 것이다. 그러나, 예시된 구현예들은 단지 예들일 뿐이고 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 도면들 전체에서, 문맥상 다르게 지시하지 않는 한, 유사한 도면 부호들은 통상 유사한 컴포넌트들을 식별한다. 다음 도면들의 상대적인 크기들은 일정한 스케일로 도시되지 않을 수도 있음을 주목해야 한다.
도 1은 하나의 예시적인 구현예에 따른 무선 전력 전달 시스템의 기능 블록도이다.
도 2는 다른 예시적인 구현예에 따른, 무선 전력 전달 시스템의 기능 블록도이다.
도 3은 예시적인 구현예들에 따른, 송신 또는 수신 안테나를 포함한 도 2의 송신 회로 또는 수신 회로의 일부분의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 구현예에 따라 유도 전력 전달 시스템에 사용될 수 있는 송신기의 기능 블록도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 구현예에 따라 유도 전력 전달 시스템에 사용될 수 있는 수신기의 기능 블록도이다.
도 6a는 휴대용 전자 디바이스에 사용되는 금속 배면 커버의 도면이다.
도 6b는 도 6a의 금속 배면 커버의 사시도이다.
도 6c는 도 6a의 금속 배면 커버의 분해 사시도이다.
도 7a는 하나의 예시적인 구현예에 따라 유도 전력 전달을 위해 구성된 금속 배면 커버의 사시도이다.
도 7b는 도 7a의 금속 배면 커버의 분해 사시도이다.
도 8a는 하나의 예시적인 구현예에 따라 추가 컴포넌트를 갖는 금속 배면 커버의 확대 사시도이다.
도 8b는 하나의 예시적인 구현예에 따라 추가 컴포넌트를 갖는 금속 배면 커버의 사시도이다.
도 8c는 도 8a와 관련하여 기재된 추가적인 컴포넌트들을 포함하는 금속 배면 커버의 사시도이다.
도 8d는 도 8c에서 설명된 금속 배면 커버의 분해 사시도이다.
도 9a는 하나의 예시적인 구현예에 따라 유도 전력 전달을 위한 루프 안테나로서 동작하도록 구성된 금속 밴드의 도면이다.
도 9b는 또 다른 예시적인 구현예에 따라 유도 전력 전달을 위한 루프 안테나로서 동작하도록 구성된 도 9a의 금속 밴드의 도면이다.
도 10은 또 다른 예시적인 구현예에 따라, 무선 필드를 통해 무선 전력을 수신하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 11은 또 다른 예시적인 구현예에 따라, 무선 필드를 통해 무선 전력을 송신하는 예시적인 방법의 흐름도이다.

하기의 상세한 설명에서는, 본 개시물의 부분을 형성하는 첨부된 도면들을 참조한다. 상세한 설명, 도면들, 및 청구항들에서 설명된 예시적인 구현예들은 제한적인 것을 의미하는 것은 아니다. 본원에서 제시된 주제의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서, 다른 구현예들이 활용될 수도 있고, 다른 변경들이 이루어질 수도 있다. 본 명세서에서 일반적으로 설명되고 도면들에 도시된 것과 같은 본 개시물의 양태들은 아주 다양한 상이한 구성들로 배열되고, 대체되고, 조합되고, 설계될 수 있으며, 이들 모두는 본 개시물에서 명시적으로 고려되고 본 개시물의 일부분을 형성한다는 것이 용이하게 이해될 것이다.

무선 전력 전달은 전기장들, 자기장들, 전자기장들, 또는 다른 것과 연관된 임의의 형태의 에너지를 물리적인 전기 전도체들의 사용 없이 (예를 들어, 전력이 자유 공간을 통해 전달될 수도 있음) 송신기로부터 수신기로 전달하는 것을 지칭할 수도 있다. 무선 필드 (예를 들어, 자기장 또는 전자기장) 로의 전력 출력은 전력 전달을 달성하기 위해 "수신 안테나" 에 의해 수신, 포착 또는 결합될 수도 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 구현예들을 설명할 목적일 뿐 본 개시를 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 특정 수의 청구항 엘리먼트들이 의도된다면, 그러한 의도는 청구항에서 명시적으로 인용될 것이며, 이러한 인용이 없으면 그러한 의도가 없는 것으로 당업자들에 의해 더 이해될 것이다. 예를 들어, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들 "a, "an" 및 "the"는, 문맥이 분명하게 달리 표시하지 않는다면 복수 형태들을 물론 포함하도록 의도된다. 본원에서 사용되는 것과 같이, 용어 "및/또는" 는 연관된 열거된 아이템들 중 하나 이상의 임의의 및 모든 조합들을 포함한다. 용어들 "구비한다", "구비하는", "포함한다", 및/또는 "포함하는"은, 본 명세서에서 사용될 경우, 서술된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들, 및/또는 컴포넌트들의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들, 컴포넌트들, 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하지 않음이 추가로 이해될 것이다. 엘리먼트들의 리스트에 선행하는 "~ 중 적어도 하나" 와 같은 표현들은, 엘리먼트들의 전체 리스트를 수정하고, 그 리스트의 개별 엘리먼트들을 수정하지 않는다.

도 1은 하나의 예시적인 구현예에 따른, 무선 전력 전달 시스템 (100) 의 기능 블록도이다. 에너지 전달을 수행하기 위한 무선 (예컨대, 자기 또는 전자기) 필드 (105) 를 생성하기 위해, 전력원 (이 도면에 비도시) 으로부터 송신기 (104) 에 입력 전력 (102) 이 제공된다. 수신기 (108) 는 무선 필드 (105) 에 결합하고, 출력 전력 (110) 에 결합된 디바이스 (이 도면에 미도시) 에 의해 저장하거나 소비하기 위한 출력 전력 (110) 을 생성한다. 송신기 (104) 및 수신기 (108) 양자는 거리 (112) 만큼 분리된다.

수신기 (108) 는, 송신기 (104) 에 의해 생성된 무선 필드 (105) 에 수신기 (108) 가 위치될 때 전력을 무선으로 수신할 수도 있다. 송신기 (104) 는 무선 필드 (105) 를 통해 수신기 (108) 에 에너지를 송신하기 위한 송신 안테나 또는 코일 (114) 을 포함한다. 수신기 (108) 는 무선 필드 (105) 를 통해 송신기 (104) 로부터 송신된 에너지를 수신 또는 포착하기 위한 수신 안테나 또는 코일 (118) 을 포함한다. 무선 필드 (105) 는 송신기 (104) 에 의해 출력된 에너지가 수신기 (108) 에 의해 포착될 수 있는 영역에 대응한다. 일부 구현예에서, 무선 필드 (105) 는 송신기 (104) 의 "근거리 필드"에 대응할 수 있다. 근거리 필드는, 송신 코일 (114) 로부터 전력을 최소한으로 방사하는 송신 코일 (114) 에서 전류들 및 전하들로부터 야기되는 강한 반응성 필드가 있는 영역에 대응할 수 있다. 근거리 필드는 송신 코일 (114) 의 약 1 파장 (또는 그 일부분) 내에 있는 영역에 대응할 수 있다.

하나의 예시적인 구현예에서, 무선 필드 (105) 는 자기장일 수 있고, 송신기 (104) 및 수신기 (108) 는 전력을 유도적으로 전달하도록 구성된다. 송신기 (104) 및 수신기 (108) 는 또한 상호 공진 관계에 따라 구성될 수 있다. 수신기 (108) 의 공진 주파수와 송신기 (104) 의 공진 주파수가 실질적으로 동일하거나 매우 근접할 경우, 송신기 (108) 와 수신기 (104) 간의 송신 손실들은 감소된다. 공진 유도 결합 기술들은 다양한 거리들에 걸쳐 그리고 다양한 유도성 코일 구성들로 개선된 효율성 및 전력 전달을 허용할 수도 있다. 상호 공진 관계에 따라 구성될 때, 구현예에서, 송신기 (104) 는 송신 코일 (114) 의 공진 주파수에 대응하는 주파수로 시변 자기장을 출력한다. 수신기 (108) 가 무선 필드 (105) 내에 있을 때, 시변 자기장은 수신 코일 (118) 에 전류를 유도할 수 있다. 수신 코일 (118) 이 송신 코일 (114) 의 주파수에서 공진하도록 구성될 때, 에너지가 보다 효율적으로 전달될 수 있다. 수신 코일 (118) 에서 유도된 교류 (AC) 는 전술한 바와 같이 정류되어 부하 (미도시) 를 충전 또는 전력 공급하도록 제공될 수 있는 직류 (DC) 를 생성할 수 있다.

도 2는 예시적인 구현예에 따른 무선 전력 전달 시스템 (200) 의 기능 블록도이다. 시스템 (200) 은 송신기 (204) 및 수신기 (208) 를 포함한다. 송신기 (204) 는, 오실레이터 (222), 드라이버 회로 (224), 그리고 필터 및 매칭 회로 (226) 를 포함하는 송신 회로 (206) 를 포함한다. 오실레이터 (222) 는, 주파수 제어 신호 (223) 에 응답하여 조정되는 원하는 주파수에서 신호를 생성하도록 구성될 수도 있다. 오실레이터 (222) 는 오실레이터 신호를 드라이버 회로 (224) 에 제공한다. 드라이버 회로 (224) 는 입력 전압 신호 (VD) (225) 에 기초하여 예컨대, 송신 안테나 (214) 의 공진 주파수에서 송신 안테나 (214) 를 구동하도록 구성된다. 드라이버 회로 (224) 는, 오실레이터 (222) 로부터 구형파를 수신하고 사인파 또는 구형파를 출력하도록 구성된 스위칭 증폭기일 수도 있다.

필터 및 매칭 회로 (226) 는 고조파들 또는 다른 원치 않는 주파수들을 필터링하고, 송신기 (204) 의 임피던스를 송신 안테나 (214) 에 매칭시킨다. 송신 안테나 (214) 를 구동시킨 결과, 송신 안테나 (214) 는 예를 들어 배터리 (236) 를 충전하는데 충분한 레벨로 전력을 무선으로 출력하기 위해 무선 필드 (205) 를 생성할 수도 있다.

수신기 (208) 는 매칭 회로 (232) 와 정류기 회로 (234) 를 포함할 수도 있는 수신 회로 (210) 를 포함한다. 매칭 회로 (232) 는, 수신 회로 (210) 의 임피던스를 수신 안테나 (218) 에 매칭시킬 수도 있다. 정류기 회로 (234) 는 배터리 (236) 를 충전하기 위해 교류 전류 (AC) 전력 입력으로부터 직류 전류 (DC) 전력 출력을 생성할 수도 있다. 수신기 (208) 및 송신기 (204) 는 부가적으로, 별도의 통신 채널 (219) (예를 들어, 블루투스, 지그비, 셀룰러, 등) 을 통해 통신할 수도 있다. 수신기 (208) 및 송신기 (204) 는 대안적으로, 무선 필드 (205) 의 특성들을 이용하여 대역내 시그널링을 통해 통신할 수도 있다.

도 3은 예시적인 구현예들에 따른, 도 2의 송신 회로 (206) 또는 수신 회로 (210) 의 일부분의 개략도이다. 도 3에 도시된 것과 같이, 송신 또는 수신 회로 (350) 는 안테나 (352) 를 포함한다. 안테나 (352) 는 또한 "루프" 안테나 (352) 로 지칭되거나 구성될 수도 있다. 안테나 (352) 는 또한 "자기" 안테나 또는 유도 코일로 본 명세서에서 지칭되거나 구성될 수도 있다. 용어 "안테나" 는 다른 "안테나" 에 결합하기 위한 에너지를 무선으로 출력하거나 수신하는 컴포넌트를 지칭한다. 안테나 (352) 는 또한 전력을 무선으로 출력하거나 수신하도록 구성되는 유형의 코일 또는 인덕터로서 지칭될 수도 있다. 본원에서 사용된 것과 같이, 안테나 (352) 는 전력을 무선으로 출력 및/또는 수신하도록 구성되는 유형의 "전력 전달 컴포넌트" 의 일 예이다. 안테나 (352) 는 페라이트 코어 (이 도면에 미도시) 와 같은 물리적 코어 또는 에어 코어를 포함할 수도 있다.

안테나 (352) 는 공진 주파수에서 공진하도록 구성된 공진 회로의 일부분을 형성할 수도 있다. 루프 또는 자기 안테나 (352) 의 공진 주파수는 인덕턴스 및 커패시턴스에 기초한다. 인덕턴스는 단순히 안테나 (352) 에 의해 생성된 인덕턴스일 수 있는 반면, 커패시터는 원하는 공진 주파수에서 공진 구조를 생성하기 위해 부가될 수도 있다. 비한정적인 예로서, 커패시터 (354) 및 커패시터 (356) 가 송신 또는 수신 회로 (350) 에 부가되어, 동작의 원하는 주파수에서 공진하는 공진 회로를 생성한다. 이에 따라, 더 큰 직경의 안테나들에 대해, 공진을 유지하는데 필요한 커패시턴스의 사이즈는, 루프의 직경 또는 인덕턴스가 증가함에 따라 감소할 수도 있다. 다른 컴포넌트들을 이용하여 형성된 다른 공진 회로들도 또한 가능하다.

다른 비한정적인 예로서, 커패시터 (미도시) 는 회로 (350) 의 2개의 단자들 사이에 병렬로 위치될 수도 있다. 송신 안테나들에 대해, 안테나 (352) 의 공진 주파수에 실질적으로 대응하는 주파수를 갖는 신호 (358) 는 안테나 (352) 에 대한 입력일 수도 있다.

도 4는 본 발명의 예시적인 구현예에 따라 유도 전력 전달 시스템에 사용될 수 있는 송신기 (400) 의 단순화된 기능 블록도이다. 송신기 (400) 는 송신 회로 (402) 와 송신 회로 (402) 에 동작가능하게 결합된 송신 안테나 (404) 를 포함한다. 일부 구현예에서, 송신 안테나 (404) 는 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이 송신 안테나 (214) 로서 구성된다. 일부 구현예에서, 송신 안테나 (404) 는 코일 (예를 들어, 유도 코일) 이거나 또는 코일 (예를 들어, 유도 코일) 이라 지칭될 수 있다. 일부 구현예에서, 송신 안테나 (404) 는 패드, 테이블, 매트, 램프 또는 다른 고정된 구성과 같은 보다 큰 구조와 연관된다. 일부 구현예에서, 송신 안테나 (404) 는 충전 영역 내에 전자기장 또는 자기장을 생성하도록 구성된다. 예시적인 구현예에서, 송신 안테나 (404) 는 수신기 디바이스를 충전 또는 전력 공급하기에 충분한 전력 레벨로 충전 영역 내의 수신기 디바이스에 전력을 송신하도록 구성된다.

송신 회로 (402) 는 다수의 전원 (미도시) 을 통해 전력을 수신할 수 있다. 송신 회로 (402) 는 송신 안테나 (404) 를 구동하도록 구성된 다양한 컴포넌트를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에서, 송신 회로 (402) 는 본 명세서에서 설명된 수신기 디바이스의 존재 및 구성에 기초하여 무선 전력의 송신을 조정하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 송신 회로 (402) 는 무선 전력을 효율적이고 안전하게 제공할 수 있다.

송신 회로 (402) 는 제어기 (415) 를 포함한다. 일부 구현예에서, 제어기 (415) 는 마이크로 제어기 또는 프로세서일 수 있다. 다른 구현예들에서, 제어기 (415) 는 주문형 집적 회로 (ASIC) 로서 구현될 수 있다. 제어기 (415) 는 송신 회로 (402) 의 각 컴포넌트에 직접 또는 간접적으로 동작가능하게 접속될 수 있다. 제어기 (415) 는 또한 송신 회로 (402) 의 각 컴포넌트로부터 정보를 수신하고 수신된 정보에 기초하여 계산을 수행하도록 구성될 수 있다. 제어기 (415) 는 컴포넌트의 동작을 조정할 수 있는 컴포넌트 각각에 대한 제어 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 제어기 (415) 는 그에 의해 수행된 계산의 결과에 기초하여 전력 전달을 조정하도록 구성될 수 있다.

송신 회로 (402) 는 제어기 (415) 에 동작가능하게 접속된 메모리 (420) 를 더 포함한다. 메모리 (420) 는 RAM (random-access memory), EEPROM (electrically erasable programmable read only memory), 플래시 메모리 또는 비휘발성 RAM을 포함할 수 있다. 메모리 (420) 는 제어기 (415) 에 의해 수행된 읽기 및 쓰기 동작들에서 사용하기 위한 데이터를 일시적으로 또는 영구적으로 저장하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리 (420) 는 제어기 (415) 의 계산 결과로 생성된 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 메모리 (420) 는 제어기 (415) 가 시간에 따른 데이터의 변화에 기초하여 송신 회로 (402) 를 조정하게 한다.

송신 회로 (402) 는 제어기 (415) 에 동작가능하게 접속된 오실레이터 (412) 를 더 포함한다. 일부 구현예에서, 오실레이터 (412) 는 도 2를 참조하여 전술한 바와 같은 오실레이터 (222) 로 구성된다. 오실레이터 (412) 는 무선 전력 전달의 동작 주파수에서 발진 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 송신 회로 (402) 는 6.78 MHz ISM 주파수 대역에서 동작하도록 구성된다. 제어기 (415) 는 송신 위상 (또는 듀티 사이클) 동안 오실레이터 (412) 를 선택적으로 인에이블하도록 구성될 수 있다. 제어기 (415) 는 또한, 특히 하나의 주파수에서 다른 주파수로 전이할 때 대역외 방출을 감소시킬 수 있는 오실레이터 (412) 의 주파수 또는 위상을 조정하도록 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 송신 회로 (402) 는, 송신 안테나 (404) 주위에 에너지 (예를 들어, 자속) 를 생성할 수 있는, 신호를 통해 송신 안테나 (404) 에 일정량의 충전 전력을 제공하도록 구성될 수 있다.

송신 회로 (402) 는 제어기 (415) 및 오실레이터 (412) 에 동작가능하게 접속된 구동기 회로 (414) 를 더 포함한다. 구동기 회로 (414) 는 도 2를 참조하여 전술한 바와 같은 구동기 회로 (224) 로서 구성될 수 있다. 구동 회로 (414) 는 전술한 바와 같이 오실레이터 (412) 로부터 수신된 신호를 구동하도록 구성될 수 있다.

송신 회로 (402) 는 송신 안테나 (404) 에 동작가능하게 접속된 저역 통과 필터 (LPF) (416) 를 더 포함한다. 저역 통과 필터 (416) 는 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이 매칭 회로 (418) 의 필터 부분으로서 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 저역 통과 필터 (416) 는 구동기 회로 (414) 에 의해 생성된 전압의 아날로그 신호 및 전류의 아날로그 신호를 수신하여 필터링하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 저역 통과 필터 (416) 는 아날로그 신호의 위상을 변화시킬 수 있다. 저역 통과 필터 (416) 는 전류 및 전압 모두에 대해 동일한 양의 위상 변화를 유발할 수 있으며, 변화를 상쇄시킨다. 일부 구현예에서, 제어기 (415) 는 저역 통과 필터 (416) 에 의해 야기된 위상 변화를 보상하도록 구성될 수 있다. 저역 통과 필터 (416) 는 고조파 방출을 자기 방해를 방지할 수 있는 레벨로 감소시키도록 구성될 수 있다. 다른 예시적인 구현예는, 다른 주파수를 통과시키면서 특정 주파수를 감쇠시키는 노치 필터와 같은 상이한 필터 토폴로지를 포함할 수 있다.

송신 회로 (402) 는 저역 통과 필터 (416) 및 송신 안테나 (404) 에 동작가능하게 접속된 고정 임피던스 매칭 회로 (418) 를 더 포함할 수 있다. 매칭 회로 (418) 는 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이 필터 및 매칭 회로 (226) 의 매칭 부분으로서 구성될 수 있다. 매칭 회로 (418) 는 송신 회로 (402) 의 임피던스를 송신 안테나 (404) 에 매칭시키도록 구성될 수 있다. 다른 예시적인 구현예는, 송신 안테나 (404) 로의 측정된 출력 전력 또는 구동기 회로 (414) 의 DC 전류와 같은 측정가능한 송신 메트릭에 기초하여 변화될 수 있는 적응형 임피던스 매칭을 포함할 수 있다.

송신 회로 (402) 는 이산 디바이스들, 이산 회로들, 및/또는 컴포넌트들의 통합된 어셈블리를 더 포함할 수 있다.

송신 안테나 (404) 는 저항 손실을 낮게 유지하도록 선택된 두께, 폭 및 금속 유형을 갖는 안테나 스트립으로 구현될 수 있다. 일 구현예에서, 송신 안테나 (404) 는 일반적으로 패드, 테이블, 매트, 램프 또는 다른 덜 휴대하기 쉬운 구성 등의 보다 큰 구조체와 연관하기 위해 구성될 수 있다. 송신 안테나 (404) 가 수신 안테나에 비해 더 큰 직경일 수 있는 예시적인 애플리케이션에서, 송신 안테나 (404) 는 합리적인 인덕턴스를 얻기 위해 반드시 다수의 회선을 필요로 하는 것은 아니어서, 원하는 동작 주파수로 튜닝된 공진 회로 일부를 형성할 것이다.

도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 수신기 (500) 의 블록도이다. 수신기 (500) 는 수신 회로 (502), 수신 안테나 (504) 및 부하 (550) 를 포함한다. 수신기 회로 (502) 는 수신된 충전 전력을 제공하기 위해 부하 (550) 에 전기적으로 결합된다. 수신기 (500) 는 부하 (550) 외부에 있는 것으로 예시되지만 부하 (550) 에 통합될 수도 있다. 수신 안테나 (504) 는 수신 회로 (502) 에 동작가능하게 접속된다. 수신 안테나 (504) 는 도 2/도 3을 참조하여 전술한 바와 같이 수신 안테나 (218) 로서 구성될 수 있다. 일부 구현예들에서, 수신 안테나 (504) 는 전술한 바와 같이 송신 안테나 (404) 의 공진 주파수와 유사한 주파수 또는 특정 주파수 범위 내에서 공진하도록 튜닝될 수 있다. 수신 안테나 (504) 는 송신 안테나 (404) 와 유사하게 치수화될 수 있거나 또는 부하 (550) 의 치수에 의거하여 상이하게 크기 조절될 수도 있다. 수신 안테나 (504) 는, 상술한 바와 같이 송신 안테나 (404) (도 4) 에 의해 생성된 자기장에 결합하도록 구성될 수 있으며, 수신된 에너지 량을 수신 회로 (502) 에 제공하여 부하 (550) 에 전력을 공급하거나 충전할 수 있다.

수신 회로 (502) 는 수신 안테나 (504) 및 부하 (550) 에 동작가능하게 결합된다. 수신 회로는 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이 수신 회로 (210) 로서 구성될 수 있다. 수신 회로 (502) 에 의해 수신 안테나에 제공된 임피던스는 (예를 들어, 매칭 회로 (512) 를 통해) 수신 안테나 (504) 의 임피던스를 매칭하도록 구성될 수 있으며, 이는 효율을 증가시킬 수 있다. 수신 회로 (502) 는 수신 안테나 (504) 로부터 수신된 에너지에 기초하여 전력을 생성하도록 구성될 수 있다. 수신 회로 (502) 는 생성된 전력을 부하 (550) 에 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 수신기 (500) 는 송신기 (400) 로부터 수신된 전력량을 나타내는 신호를 송신기 (400) 로 송신하도록 구성될 수 있다.

수신 회로 (502) 는 수신기 (500) 의 프로세스들을 조정하도록 구성된 프로세서-시그널링 제어기 (516) 를 포함한다.

수신 회로 (502) 는 수신된 에너지원을 부하 (550) 에 의한 사용을 위한 충전 전력으로 변환하기 위한 전력 변환 회로 (506) 를 포함한다. 전력 변환 회로 (506) 는 DC-DC 변환기 (510) 에 결합된 AC-DC 변환기 (508) 를 포함한다. AC-DC 변환기 (508) 는, DC-DC 변환기 (510) 가 정류된 에너지 신호를 부하 (550) 와 호환 가능한 에너지 포텐셜 (예를 들어, 전압) 로 변환하는 동안 수신 안테나 (504) 로부터의 AC를 DC로 정류한다. 선형 및 스위칭 변환기뿐만 아니라 부분 및 전체 정류기, 레귤레이터, 브리지, 더블러를 포함하는 다양한 AC-DC 변환기가 고려된다.

수신 회로 (502) 는, 수신 안테나 (504) 를 전력 변환 회로 (506) 에 접속하도록 또는 대안으로 전력 변환 회로 (506) 를 수신 안테나 (504) 로부터 접속 해제하기 위해 구성된 스위칭 회로 (512) 를 더 포함할 수도 있다. 전력 변환 회로 (506) 로부터 수신 안테나 (504) 를 접속 해제하는 것은, 부하 (550) 의 충전을 중지할 뿐만 아니라, 아래에서 보다 완전하게 설명되는 바와 같이 송신기 (400) (도 4) 에 의해 "보여지는" 것으로서 "부하"를 변화시킨다.

상술한 무선 전력 회로, 특히 수신 회로 (502) 는 다양한 휴대용 전자 디바이스에 통합되도록 의도된다. 일부 휴대용 디바이스는 금속을 포함하는 다양한 재료로 만들어진 하우징 또는 다른 부분들을 가질 수도 있다. 금속 하우징 부분들은 무선 전력 전달의 영향을 받을 수 있으므로, 본 명세서에 설명된 다양한 구현의 특정 양태는 금속 커버/하우징을 갖는 디바이스에 무선 전력 회로를 통합시키는 것과 관련된다.

도 6a는 휴대용 전자 디바이스 (미도시) 에 사용되는 금속 배면 커버 (602) 의 도면이다. 도시된 금속 배면 커버 (602) 는, 휴대용 전자 디바이스 (예를 들어, 휴대폰, 태블릿 등) 의 배면에 물리적으로 결합되거나 휴대용 전자 디바이스의 하우징의 배면 부분을 형성하는 배면 커버일 수도 있다. 예를 들어, 금속 배면 커버 (602) 는 휴대용 전자 디바이스의 배면에 기계적으로 결합될 수 있다. 금속 배면 커버 (602) 는 대부분 금속 (예를 들어, 알루미늄) 일 수 있지만, 다양한 목적 (예를 들어, 커버의 다양한 부분을 함께 홀딩) 을 위한 다른 비금속 성분을 가질 수도 있다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 일부는 디바이스 (예를 들어, 셀 폰 또는 미디어 디바이스 등) 의 금속 배면 커버 (602) 를 나타낸다. 금속 배면 커버 (602) 를 가로질러 수평 방향으로 주행되는 복수의 수평 슬롯 (604 및 606) 이 제공된다 (본 명세서에 설명된 용어 "슬롯"은 임의의 치수 또는 다른 비전도성 영역 또는 재료의 임의의 갭을 지칭할 수도 있다). 상부 수평 슬롯 (604) 은 금속 배면 커버 (602) 의 상부를 가로지르는 슬롯이고, 하부 수평 슬롯 (606) 은 금속 배면 커버 (602) 의 하부를 가로지르는 슬롯이다. 금속 배면 커버 (602) 의 음영 부분 사이의 백색 공간으로 나타낸, 수평 슬롯 (604 및 606) 은 서로 접속되지 않는다. 수직 슬롯 (608) 은 구멍 (610) (예를 들어, 카메라 구멍) 또는 금속 배면 커버 (602) 의 다른 비금속 부분을 상부 수평 슬롯 (604) 에 접속시킨다. 직사각형 근거리 필드 통신 (near field communication, "NFC") 코일 (612) 은 상부 수평 슬롯 (604) 아래 전체에서 머물면서 금속 배면 커버 (602) 에서 구멍 (610) 을 둘러싼다. 다른 구현예에서, NFC 코일 (612) 은 임의의 다른 형상의 것일 수도 있다. 소스 (614) (예를 들어, 전류 공급, 전원 등) 는 NFC 코일 (612) 에 결합되는 것으로 도시된다. NFC 코일 (612) 은 NFC 통신들을 송신 또는 수신하기 위해 송신 안테나 (404) 또는 수신 안테나 (504) 의 기능을 할 수도 있다. 수평 슬롯 (604 및 606) 은 금속 배면 커버 (602) 를 3개의 개별 섹션, 상부 섹션 (615), 중간 섹션 (616) 및 하부 섹션 (617) 으로 분할한다. 일부 구현예에서, 이들 3개의 개별 섹션은 서로 전기적으로 절연될 수도 있다.

수평 슬롯 (604 및 606) 및 수직 슬롯 (608) 은, 금속 배면 커버 (602) 가 절단되어 비전도성 재료 (예를 들어, 플라스틱 또는 고무) 로 대체되는, 섹션을 나타낼 수도 있다. 일부 구현예에서, 수평 슬롯 (604 및 606) 은 배면 커버의 부분들을 함께 홀딩하는 기능을 할 수도 있다. 예를 들어, 수평 슬롯 (604 및 606) 은 금속 배면 커버 (602) 를 3개의 개별 섹션 (615, 616, 및 617) 으로 분할하고, 상부 수평 슬롯 (604) 을 포함하는 비전도성 재료는 섹션 (615 및 616) 을 함께 홀딩하고 하부 수평 슬롯 (606) 은 섹션 (616 및 617) 을 함께 홀딩한다. 소스 (614) 는 NFC 코일 (612) 로 반시계 방향으로 전류를 발생시켜 공급한다. NFC 코일 (612) 을 통한 전류 흐름은 금속 배면 커버 (602) 섹션 (616) 상에 전류 (즉, AC) 를 유도할 수 있는 NFC 코일 (612) 주위에 자기장을 생성할 수 있다. 중간 섹션 (616) 에서의 이 전류는 상부 섹션 (615) 및 하부 섹션 (617) 양자에서의 전류를 유도할 수도 있다. 상부 섹션 (615) 및 하부 섹션 (617) 상의 전류 방향은 중간 섹션 (616) 상의 전류 방향과 반대일 수도 있다. 일부 구현예에서, 상부 수평 슬롯 (604) 및 하부 수평 슬롯 (606) 은 "송신 라인들"로서 작용할 수도 있다. 송신 라인에서, 전류는 송신 라인의 제 1 측 (즉, 상부 수평 슬롯 (604) 의 중간 섹션 (616) 측) 에서 일 방향으로 흐르는 한편, 송신 라인의 다른 측의 전류는 제 1 측의 전류와 180 °의 위상차를 갖고 흐른다. 금속 배면 커버 (602) 상의 전류 흐름의 방향은 NFC 코일 (612) 을 통과하는 전류 흐름의 방향과 반대일 수도 있다. 와전류 (도면에는 미도시) 가 금속 배면 커버 (602) 섹션 (616) 상에 유도될 수도 있고, NFC 통신을 위한 상호 결합에 사용될 수도 있다. 일부 구현예에서, 와전류 흐름은 (NFC 코일 (612) 에 가장 근접한) 구멍 (610) 주위 및 상부 수평 슬롯 (604) 및 수직 슬롯 (608) 주위에서 가장 집중되고, (NFC 코일 (612) 에서 가장 먼) 하부 수평 슬롯 (606) 가까이의 섹션 (616) 의 하부에서 최소로 집중된다.

금속 배면 커버 (602), 상부 섹션 (615), 중간 섹션 (616) 및 하부 섹션 (617) 의 개별 섹션들이 독립적인 안테나로서 기능할 수도 있다. 예를 들어, 중간 섹션 (616) 은 NFC 코일 (612) 과 관련하여 전술한 바와 같이 NFC 통신을 위해 사용될 수 있고, NFC 회로에 전기적으로 결합 (여기서는 유도 결합) 될 수 있다. 유사하게, 상부 섹션 (615) 은 GPS, Wi-Fi 또는 다이버시티 통신을 위해 사용될 수 있고 GPS, Wi-Fi 또는 다이버시티 송신기/수신기 회로에 전기적으로 결합될 수 있다. 유사하게, 하부 섹션 (617) 은 셀룰러 통신을 위해 사용될 수 있고 따라서 셀룰러 통신 회로에 전기적으로 결합될 수 있다. 이와 같이, 상부 섹션 (615), 중간 섹션 (616) 및 하부 섹션 (617) 각각은 도 4 및 도 5에서 참조된 송신 안테나 (404) 또는 수신 안테나 (504) 중 하나를 포함할 수도 있다. NFC 회로, GPS 회로, Wi-Fi 회로 및 셀룰러 회로는 하나 이상의 엘리먼트 및 컴포넌트를 포함할 수 있다. 따라서, 금속 배면 커버 (602) 는 다양한 목적을 제공할 수 있다.

도 6b는 도 6a의 금속 배면 커버의 사시도이다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 상부 섹션 (615) 은 수평 슬롯 (604) 에 의해 중간 섹션 (616) 으로부터 분리되는 한편, 중간 섹션 (616) 은 수평 슬롯 (606) 에 의해 하부 섹션 (617) 으로부터 분리된다. 구멍 (610) 은 수직 슬롯 (608) 에 의해 수평 슬롯 (604) 에 접속된다.

도 6c는 도 6a의 금속 배면 커버의 분해 사시도이다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 상부 섹션 (615), 중간 섹션 (616) 및 하부 섹션 (617) 은 서로 분리되어 있다. 전술한 바와 같이, 개별 섹션 (615, 616, 및 617) 은 수평 슬롯 (604 및 606) 을 충진하는 재료에 의해 함께 홀딩될 수 있다. 도 6c는 개별 섹션 (615, 616 및 617) 이 별개의 분리된 피스들로 구성될 수 있는 방법을 명확히 도시하고, 수평 슬롯 (604 및 606) 에 의해 서로 분리된 개별 안테나로서 기능할 수도 있다.

도 6a, 도 6b 및 도 6c에 도시된 구현예는 무선 전력 전달을 수용하도록 개선될 수도 있다. 예를 들어, 도 6a에 도시된 구현예를 참조하면, 충전 또는 전력 공급 디바이스용 무선 전력 전달에 충분한 레벨의 자기장에 응답하여 전류가 금속 배면 커버 (602) 에서 유도되는 때, 금속 배면 커버 (602) 는 효율적인 무선 전력 전달을 수용하기에 너무 높은 저항을 가지며 무선 전력 전달을 방해할 수도 있다. 예를 들어, 상기에 논의된 전류로 처리된 도 6a에 도시된 구현예에서의 금속 배면 커버 (602) 의 저항은 6.78MHz에서 약 7Ω일 수 있다. 이러한 높은 저항으로 인해 엔드 투 엔드 무선 전력 전달 효율성이 20% 초과하여 손실될 수 있으며, 이는 충전 또는 전력 공급 디바이스들을 위한 무선 전력 전달에서 상당한 전력 손실을 초래할 수도 있다.

도 7a는 하나의 예시적인 구현예에 따라 유도 전력 전달을 위해 구성된 금속 배면 커버 (702) 의 사시도이다. 도 7의 금속 배면 커버 (702) 는, 하나의 예시적인 구현예에 따라 무선 전력 전달을 위해 사용될 때 감소된 저항을 가지도록 구성되어 금속 배면 커버 (702) 를 통해 무선 전력 전달을 효율적으로 인에이블하게 한다. 금속 배면 커버 (702) 는 디바이스의 배면에 기계적으로 결합하도록 구성될 수 있다. 도시된 금속 배면 커버 (702) 는, 휴대용 전자 디바이스 (예를 들어, 휴대폰, GPS 유닛, 시계, 모바일 미디어 디바이스, 랩탑 컴퓨터, 키 포브 (key fob) 등) 의 배면에 물리적으로 결합되거나 휴대용 전자 디바이스의 하우징의 배면 부분을 형성하는 배면 커버일 수도 있다. 예를 들어, 금속 배면 커버 (702) 는 휴대용 전자 디바이스의 배면에 기계적으로 결합되거나 휴대용 전자 디바이스의 배면의 일부를 형성할 수 있다. 금속 배면 커버 (702) 는, 도 6a를 참조하여 상술한 바와 같이 대부분 금속 (예를 들어, 알루미늄) 일 수 있지만, 다양한 목적 (예를 들어, 다양한 부분을 함께 홀딩) 을 위한 다른 비금속 성분을 가질 수도 있다. 금속 배면 커버 (702) 를 갖는 디바이스는 도 4 및 도 5에서 참조된 송신기 (400) 또는 수신기 (500) 의 일부를 구현할 수 있다 (또는 도 4 및도 5에서 참조된 바와 같이 송신기 (400) 또는 수신기 (500) 의 회로에 결합될 수 있다). 금속 배면 커버 (702) 는 휴대용 전자 디바이스의 전방 부분에 결합하도록 약간 주위가 휘어지는 측면을 가질 수 있다. 금속 배면 커버 (702) 는 도 6a의 금속 배면 커버 (602) 와 유사하게 보일 수 있으며, 수평 슬롯 (704 및 706) 과 구멍 (710) 을 상부 수평 슬롯 (704) 에 접속하는 수직 슬롯 (708) 을 포함한다 (상술한 바와 같이 본원에 기재된 용어 "슬롯"은 임의의 치수 또는 다른 비전도성 영역 또는 재료의 임의의 갭을 지칭할 수도 있다). 그러나, 금속 배면 커버 (702) 는 금속 배면 커버 (702) 의 측면 상에 수직으로 주행되는 추가의 슬롯 (705 및 707) 을 포함하고, 좌측 수직 슬롯 (705) 은 금속 배면 커버 (702) 의 좌측에 도시되고 우측 수직 슬롯 (707) 은 금속 배면 커버 (702) 의 우측에 도시된다. 도 6a를 참조하여 상기에 논의된 바와 같이, 슬롯은, 금속 배면 커버 (702) 가 절단되어 비전도성 재료 (예를 들어, 고무 또는 플라스틱) 로 대체된 위치를 나타낼 수도 있다. 따라서, 수직 슬롯 (705 및 707) 및 수평 슬롯 (704 및 706) 은 금속 배면 커버 (702) 를 5개의 별개의 부분 또는 섹션 (715-719) 으로 분할한다. 일부 구현예에서, 수평 슬롯 (704 및 706) 및 수직 슬롯 (705 및 707) 은 배면 커버의 부분들을 함께 홀딩하는 기능을 할 수도 있다. 상부 섹션 (715) 은 상부 수평 슬롯 (704) 에 의해 나머지 금속 배면 커버 섹션 (716-719) 으로부터 분리되는 한편, 우측 섹션 (719) 은 수평 슬롯 (704 및 706) 및 수직 슬롯 (707) 에 의해 금속 배면 커버 섹션 (715-718) 으로부터 분리된다. 하부 섹션 (717) 은 하부 수평 슬롯 (706) 에 의해 나머지 금속 배면 커버 섹션 (715, 716, 718, 및 719) 으로부터 분리되는 한편, 좌측 섹션 (718) 은 수평 슬롯 (704 및 706) 및 수직 슬롯 (705) 을 통해 금속 배면 커버 섹션 (715-717, 및 719) 으로부터 분리된다. 중간 섹션 (716) 은 모든 슬롯 (704, 705, 706, 및 707) 을 통해 나머지 금속 배면 커버 섹션 (715 및 717-719) 으로부터 분리된다. 피드 지점 (이 도면에는 미도시) 은, 전력원 또는 전력을 수신하기 위한 피드 (이 도면에는 미도시) 가 금속 배면 커버 (702) 에 접속될 수 있는, 일반적인 피드 위치를 나타낼 수 있다. 일부 구현예에서, 피드 지점은 금속 배면 커버 (702) 상의 다른 위치에서 접속될 수도 있다.

일부 구현예에서, 금속 배면 커버 (702) 는 NFC 코일을 이용하지 않을 수도 있고, 다른 코일 (예컨대, NFC 코일 (612)) 을 통해 전류에 의해 생성된 유도 자기장을 통해 여기되지 않을 수도 있다. 대신에, 일부 구현예에서, 금속 배면 커버 (702) 는 피드 지점에 접속된 소스를 통해 직접적으로 여기될 수 있거나 또는 전류는 무선 전력 송신기 (400) (도 4) 에 의해 생성된 교류 자기장 내에 위치하는 것에 응답하여 금속 배면 커버 (702) 에서 생성될 수 있다. 일부 구현예에서, 도 4를 참조하면, 피드 지점에 접속된 소스는, 디바이스가 송신기인 송신 회로 (402) 를 나타낼 수 있다. 다른 구현예에서, 도 5를 참조하면, 피드 지점은 생성된 전류를 부하 (550) 에 제공하기 위해 변환 회로 (506) 에 제공될 수 있는 전기 접속을 나타낼 수도 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 수직 슬롯 (705 및 707) 과 결합된 수평 슬롯 (704 및 706) 은 "슬롯 루프" (즉, 수평 및 수직 슬롯에 의해 형성된 단일 회전 루프) 를 포함할 수 있다. 따라서, 섹션 (715, 717, 718, 및 719) 에 의해 형성된 금속 배면 커버 (702) 의 코일/루프는 전력의 송신 또는 수신을 위한 안테나로서 사용될 수 있는 적어도 하나의 회선을 갖는 코일/루프를 형성할 수 있다. 금속 배면 커버 섹션 (715, 719, 717, 및 718) 은 금속 배면 커버 (702) 주위에서 시계 방향으로 코일을 형성한다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 섹션 (715, 717, 718, 및 719) 에 의해 형성된 코일은 금속 커버 (702) 의 둘레 주위에 루프를 형성한다. 아래에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, 일부 구현예에서 코일을 형성하는 섹션 (715, 719, 717 및 718) 은 모든 전력 또는 주파수에서 연속적이지 않을 수도 있다. 일부 구현예들에서, 코일을 형성하는 섹션 (715, 719, 717 및 718) 은 어떠한 방식으로 (예를 들어, 전기 필터를 통해 또는 전기 접속을 통해) 접속된다. 일부 구현예에서, 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 코일은 도 4 및 도 5에서 참조된 송신 안테나 (404) 또는 수신 안테나 (504) 와 유사하게 동작할 수 있다.

코일/루프를 형성하기 위해 섹션 (715, 717, 718, 및 719) 을 형성하여 별도의 무선 전력 코일의 제거를 허용할 수 있다. 일부 구현예에서, NFC 코일 (612) (도 6) 은 도 7의 구현예에서 유지될 수 있다 (미도시).

일부 구현예에서, 피드 지점에서 직접 여기될 때, 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 코일은 송신 안테나 (예를 들어, 송신 안테나 (404) (도 4)) 로서 동작할 수 있다. 피드 지점에서 제공되는 전류가 금속 배면 커버 (702) 의 섹션 (715, 717, 718, 및 719) 에 의해 형성된 코일 주위로 흐르기 때문에, 자기장은 금속 배면 커버 (702) 의 주변 및 섹션 (715, 716, 717, 718, 및 719) 을 분리하는 대응 슬롯 (704, 705, 706, 및 707) 주위에서 생성될 수 있다. 여기된 금속 배면 커버 (702) 에 의해 생성된 자기장은 무선 전력 전달 필드를 생성하도록 구성될 수 있고 수신 안테나와의 상호 결합을 유도할 수 있다.

다른 구현예에서, 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 코일은 수신 안테나 (예를 들어, 수신 안테나 (504) (도 5)) 로서 동작할 수 있다. 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 코일이 무선 전력 송신기에 의해 생성된 교류 자기장에 노출됨에 따라, 전압이 유도되어 섹션 (715, 717, 718, 및 719) 에 의해 형성된 코일 주위에 전류가 흐르게 한다. 전류는 부하에 충전 전력을 제공하기 위해 피드 지점을 향하고 다음 수신 회로 (예를 들어, 도 5의 수신 회로 (502)) 를 향한다. 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 코일/루프 인덕터는 전술한 바와 같이 공진 회로/공진기를 형성하도록 커패시터에 전기적으로 접속될 수 있고 원하는 주파수 (예를 들어, 전력 송신의 동작 주파수) 에서 공진하도록 구성될 수 있다.

일 구현예에서, 이러한 구현예에 따라, 금속 커버 (702) 는 내부 부분 (예를 들어, 섹션 (716)) 및 외부 부분 (예컨대, 섹션 (715, 717, 718 및 719)) 을 포함한다. 외부 부분은 금속 커버 (702) 의 내부 부분 주위에서 루프를 형성하도록 구성된다. 외부 부분은 송신기 (400) (도 4) 에 의해 생성된 자기장을 통해 전력을 유도적으로 결합하도록 구성된다. 수신 회로 (예를 들어, 도 5의 회로 (502) 의 일 부분 또는 전부) 는 외부 부분에 전기적으로 결합되고 자기장에 응답하여 생성된 외부 부분으로부터 전류를 수신하도록 구성된다. 수신 회로는 전류에 기초하여 부하를 충전하거나 또는 부하에 전력 공급하도록 구성된다. 상술한 바와 같이, 그리고 더욱 상세히 후술하는 바와 같이, 금속 배면 커버 (702) 는 외부 부분을 내부 부분에 전기적으로 결합하도록 구성된 전도성 커플러를 더 포함할 수 있으며, 내부 부분은 적어도 부분적으로 외부 부분에 대한 기준 접지로서 기능한다. 또한, 전술한 바와 같이, 일 구현예에서, 복수의 슬롯 (704-707) 은 외측 부분을 복수의 세그먼트로 분리하고, 복수의 세그먼트는 적어도 하나의 전기 커플러를 통해 전기적으로 결합되어 코일의 단일 루프를 형성할 수 있다. 구현예의 또 다른 양태에서, 외부 부분은 외부 부분을 포함하는 공진 회로의 일 부분과 외부 부분에 전기적으로 결합된 커패시터를 형성할 수도 있다. 공진 회로는 자기장의 주파수에서 공진하도록 구성된다. 다른 양태에서, 복수의 슬롯 (704, 705, 706 및 707) 은 금속 배면 커버 (702) 의 둘레 주위에서 연장된다. 더욱 상술한 바와 같이, 금속 배면 커버 (702) 는 하우징 또는 인클로저의 부분을 형성하도록 구성된 하우징 부분의 일 부분을 형성할 수 있거나 또는 휴대용 전자 디바이스에 기계적으로 결합하도록 구성된다.

구현예의 다른 양태에서, 무선으로 전력을 수신하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 휴대용 전자 디바이스의 배면을 형성하도록 구성된 하우징 부분 (예를 들어, 방금 기재한 금속 배면 커버 (702) 를 포함) 을 포함한다. 하우징은 제 1 치수를 갖는다. 하우징 부분은 하우징 부분의 제 1 치수의 대부분을 커버하는 크기를 갖거나 또는 동일한 크기의 제 2 치수를 갖는 금속 부분 (예를 들어, 금속 배면 커버 (702)) 을 포함한다. 금속 부분의 적어도 일 부분은 휴대용 전자 디바이스의 부하를 충전하거나 또는 부하에 전력 공급하기에 충분한 레벨로 자기장을 통해 전력을 유도 결합하도록 구성된다. 장치는 금속 부분에 전기적으로 결합되고 수신된 전력을 휴대용 전자 디바이스에 제공하도록 구성된 전기 접속부 (예를 들어, 상술된 피드 지점) 를 더 포함한다. 금속 부분은 송신기에 의해 생성된 자기장에 의해 유도된 전압에 응답하여 전류를 생성하도록 구성될 수 있다. 또한, 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 금속 부분은 내부 부분 (예컨대, 섹션 (716)) 및 외부 부분 (예컨대, 섹션 (715, 717, 718 및 719)) 을 포함될 수 있다. 외부 부분은 자기장을 통해 전력을 유도 결합하도록 구성된 코일의 적어도 1 회선을 형성하는 금속 부분의 내부 부분 주위에 루프를 형성하도록 구성된다.

원하는 주파수에서 전력을 무선으로 수신할 때, 섹션 (716) 의 저항은, 도 7a와 관련하여 전술한 바와 같이 금속 배면 커버 (702) 의 다른 부분들과 조합하여 또는 단독으로, 도 6a를 참조하여 설명된 구현예의 저항에 비해 감소될 수 있다. 예시적인 비제한적 예로서, 6.78MHz 정도의 주파수에서 무선으로 전력을 수신할 때, 도 7a를 참조하여 설명된 구현예의 저항은, 대략 7Ω 정도일 수 있는 도 6a를 참조하여 설명된 구현예의 저항과 비교하여, 0.5Ω 미만 정도일 수 있다. 이러한 낮은 저항은, 손실이 현저히 감소될 수 있기 때문에 무선 전력 애플리케이션 (즉, 무선 전력의 전달을 이용하는 애플리케이션 (예를 들어, 약 1 또는 여러 와트 정도)) 에 보다 도움이 될 수 있다. 또한, 도 7a의 금속 배면 커버 (702) 는 송신기/수신기 사이의 강한 상호 결합 특성 (예컨대, 강한 상호 인덕턴스) 을 유지하면서 낮은 저항을 갖는다.

도 7b는 도 7a의 금속 배면 커버의 분해 사시도이다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 상부 섹션 (715), 중간 섹션 (716), 하부 섹션 (717), 좌측 섹션 (718) 및 우측 섹션 (719) 은 서로 분리되어 있다. 전술한 바와 같이, 개별 섹션 (715, 716, 717, 718 및 719) 은 도 7a의 수평 슬롯 (704 및 706) 및 수직 슬롯 (705 및 707) 을 충진하는 재료에 의해 함께 홀딩될 수 있다. 도 7b는 개별 섹션 (715, 716, 717, 718 및 719) 이 별개의 분리된 피스들로 구성될 수 있는 방법을 보다 명확히 도시하고, 수평 및 수직 슬롯 (704-707) 에 의해 서로 격리된 분리 안테나로서 기능할 수도 있다.

또한, 일례로서, 금속 배면 커버 (702) 의 중간 섹션 (716) 은 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 코일/루프의 자기장 (즉, H-필드) 에 영향을 줄 수 있다. 자기장은 구멍을 따라 흐르는 전류로 인해 구멍 (710) 에서 가장 강할 수 있다. 자기장은 구멍 내부에 구성적으로 추가되어 구멍의 중심에서 가장 강한 자기장을 생성할 수도 있다. 상이한 구멍 (710) 형상을 갖는 일부 구현예에서, 자기장 분포는 가변할 수 있다. 일부 구현예에서, 금속 배면 커버 (702) (또는 금속 배면 커버 (702) 의 섹션 (716)) 의 저항은 구멍 (710) 을 둘러싸는 영역에서 증가될 수 있다. 이 증가는 금속으로 구성되고 및/또는 접지되는 구멍 (710) 근처의 장비에 기한 것일 수도 있다 (즉, 카메라의 프레임/섀시는 금속일 수 있고 로컬 그라운드 또는 NFC 코일의 페라이트 코어에 접지될 수 있다). 이 영역에서 증가된 저항은 자기장 (즉, 피드 지점에 접속되어 이로부터 전류를 수신할 때 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 코일/루프에 의해 생성되는 자기장) 에 노출된 금속 또는 페라이트 구조에서 생성된 와전류에 의해 야기될 수 있다.

도 8a는 하나의 예시적인 구현예에 따라 추가 컴포넌트를 갖는 더욱 확대된 금속 배면 커버의 사시도이다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 상부 섹션 (715), 상부 수평 슬롯 (704), 상부 수평 슬롯 (704) 을 구멍 (710) 에 접속하는 수직 슬롯 (708) 을 포함하는 금속 배면 커버 (702) 의 일 부분이 도시된다. 도 8a는 또한 우측 섹션 (719), 수직 슬롯 (705 및 707), 중간 섹션 (716) 및 좌측 섹션 (718) 의 부분들을 도시한다. 또한, 도 8은 2개의 새로운 컴포넌트: 내부 트레이스 (810) 및 전도성 접속부 (811) 를 도입한다. 내부 트레이스 (810) 는 좌측 수직 슬롯 (705), 상부 수평 슬롯 (704) 및 우측 수직 슬롯 (707) 각각의 중심을 통해 주행하는 라인으로 도시된다. 내부 트레이스 (810) 는 수평 및 수직 슬롯 (704, 705, 706 및 707) (이 도면에 모두가 도시되지는 않음) 각각을 통과하는 전도성 엘리먼트일 수 있다. 전도성 접속부 (811) 는 금속 배면 커버 (702) 의 중간 섹션 (716) 을 금속 배면 커버 (702) 의 우측 섹션 (719) 에 접속시키는 것으로 도시된다. 일부 구현예에서, 내부 트레이스 (810) 는 수평 및 수직 슬롯 (704, 705, 706 및 707) 의 모든 부분들을 통해 흐를 수 있다.

일부 구현예에서, 내부 트레이스 (810) 및 전도성 접속부 (811) 중 하나 이상은 도 7a의 구현예에 포함되어, 금속 배면 커버 (702) 의 둘레에 의해 생성된 코일의 인덕턴스를 향상시키고 설계 자유도를 증가시킬 수 있다. 일부 구현예에서, 내부 트레이스 (810) 는 수평 및 수직 슬롯 (704, 706, 705 및 707) 내부에 설치된다. 일부 구현예에서, 내부 트레이스 (810) 는 금속 배면 커버 (702) 의 둘레의 하나 이상의 섹션 (715, 717, 718, 및 719) 에 접속된다 (이 도면에는 도시되지 않음). 내부 트레이스 (810) 와 하나 이상의 섹션 (715, 717, 718, 및 719) 사이의 이러한 접속은 내부 트레이스 (810) 를 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 위에서 논의된 코일에 효과적으로 접속된다. 내부 트레이스 (810) 를 섹션 (715, 717, 718, 및 719) 에 의해 형성된 코일에 접속시키는 것은 적어도 하나의 추가적인 루프 또는 회선을 추가함으로써 코일의 인덕턴스를 효과적으로 증가시킬 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 내부 트레이스 (810) 와 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 코일의 조합은 적어도 2회선 코일이다. 제 1 회선은 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 루프일 수 있고, 제 2 코일은 수평 및 수직 슬롯 (704-707) 주위의 내부 트레이스 (810) 이다. 내부 트레이스 (810) 는 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 코일을 통해 흐르는 전류에 의해 생성된 자기장에 영향을 줄 수 있다. 섹션 (715, 717, 718, 및 719) 에 의해 형성된 코일에 대한 내부 트레이스 코일 (810) 의 존재 및 부착은, 전술한 바와 같이 구멍 (710) 주위에 자기장의 가장 강한 부분을 집중시키는 것과는 대조적으로 코일에 의해 생성된 자기장을 강화시킬 수 있다. 따라서, 하나 이상의 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 결합된 추가적인 내부 트레이스의 포함은 수신 안테나로서 사용될 때 루프를 통한 전류 흐름에 의해 생성된 자기장의 강도 및 분포에 영향을 줄 수 있다.

일부 구현예에서, 내부 트레이스 (810) 는 섹션 (715, 717, 718, 및 719) 중 하나와 반대되는 금속 배면 커버 (702) 의 섹션 (716) 에 결합된다. 내부 트레이스 (810) 를 중간 섹션 (716) 에 결합시키는 것으로 디바이스의 모든 안테나 상의 EMI (electromagnetic interference) 또는 RF 디센스 (de-sense) 를 줄이기 위한 공통 기준 접지면을 제공할 수 있다. 일부 구현예에서, 내부 트레이스 (810) 는 수평 및 수직 슬롯 (704, 705, 706 및 707) 내의 섹션 (716) 주위에 복수의 루프를 생성하는 복수의 전도성 트레이스를 포함할 수 있다. 추가 전도성 트레이스 및/또는 내부 트레이스 (810) 에 의해 형성된 다수의 루프의 존재는 내부 트레이스 (810) 가 자기장의 세기 및 분포에 대해 갖는 영향을 증가시킬 수 있다. 일부 구현예에서, 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 코일에 대한 내부 트레이스 (810) 의 접속 위치 및/또는 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 코일과 내부 트레이스 (810) 사이의 접속 수는 가변할 수 있고 다수의 접촉 지점이 존재할 수 있다. 일부 구현예에서, 내부 트레이스 (810) 와 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 코일 사이의 접속 위치는, 전류가 구성적으로 또는 파괴적으로 추가될 수 있기 때문에 전류 분포에 의해 영향받을 수 있다. 이와 같이, 본원에 설명된 구현예들에 따라, 방금 설명한 바와 같은 하나 이상의 내부 트레이스들 및/또는 접속부들은, 무선으로 전력을 송신 또는 수신할 때 금속 배면 커버 (702) 에서의 자기장의 분포 및 형상을 제어하도록 선택될 수 있다.

일부 구현예에서, 내부 트레이스 (810) 는 수평 및 수직 슬롯 (704-707) 내에 배치되지 않고 그 대신에 금속 배면 커버 (702) 내부에 배치될 수 있다. 일부 구현예에서, 내부 트레이스 (810) 의 단일 또는 다중 회선은 수평 및 수직 슬롯 (704-707) 과 동일 평면이 아닌 회로 기판 또는 다른 구성 내에 또는 그 위에 배치될 수 있다. 일부 구현예에서, 내부 트레이스 (810) 는 인덕턴스 또는 상호 결합을 증가시키기 위해 플라스틱 몰딩에 배치될 수 있다. 예를 들어, 내부 트레이스 (810) 는 금속 배면 커버 (702) 내부에 설치되는 플라스틱 몰딩 또는 다른 재료 상에 직접 증착되거나 배선될 수 있다.

일부 구현예에서, 전도성 접속부 (811) 는 금속 배면 커버 (702) 의 중간 섹션 (716) 을 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 코일의 4개의 섹션 중 적어도 하나에 접속시킬 수 있다. 도 8a는 금속 배면 커버 (702) 의 우측 상부 모서리에 위치된, 피드 지점 부근의 전도성 접속부 (811) 를 도시한다. 일부 구현예에서, 전도성 접속부 (811) 는, 중간 섹션 (716) 을 섹션 (715, 717, 718 및 719) 중 하나에 접속시키는 한, 중간 섹션 (716) 주위의 하나 이상의 다른 지점에 위치될 수 있다. 일부 구현예에서, 전도성 접속부 (811) 의 수 및 위치는, 그 중에서도, GPS, Wi-Fi 및 셀룰러 통신에 사용되는 안테나에 대한 설계 자유도를 제공할 수 있다. 일부 구현예에서, 전도성 접속부 (811) 는 금속 배면 커버 (702) 내부의 회로 기판에서의 전기 접속부를 통해 달성된다. 일부 구현예에서, 전도성 접속부 (811) 는 금속 배면 커버 (702) 외부의 전기 접속부를 포함한다. 중간 섹션 (716) 을 섹션 (715, 717, 718, 및 719) 중 하나에 접속시키는 것으로 섹션 (715, 717, 718, 및 719) 에 의해 형성된 코일/안테나를 기준 접지에 접속시킬 수 있고 섹션 (715, 717, 718, 및 719) 에 의해 형성된 코일/안테나가 금속 배면 커버 (702) 의 중간 섹션 (716) 에 결합될 수 있는 기준 접지를 이용할 수 있게 할 수 있다. 일부 구현예에서, 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 코일에 중간 섹션 (716) 을 접속시키는 것으로 전도성 접속부 (811) 가 없는 경우보다 더 안정된 기준 접지를 제공할 수 있다. 다른 구현예에서, 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 코일은 중간 섹션 (716) 에 접속되지 않을 수도 있다.

도 8b는 다른 예시적인 구현예에 따라 감소된 저항을 가지며 금속 배면 커버 (702) 를 통한 무선 전력 전달을 효율적으로 가능하게 하는 금속 배면 커버 (702) 의 도면이다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 개개의 섹션 (715, 718, 717 및 719) 은 복수의 전기 필터 (802a-802c) 를 통해 순차적으로 전기적으로 결합된다. 일 구현예에서, 전기 필터 (802a-802c) 는 유도 초크를 포함한다. 전기 필터 (802a-802c) 는 전류의 주파수에 기초하여 전류가 전기 커플러를 통과할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상부 섹션 (715) 은 전기 필터 (802a) (예를 들어, 유도 초크) 를 통해 좌측 섹션 (718) 에 전기적 및 물리적으로 결합되는 반면, 좌측 섹션 (718) 은 전기적 필터 (802b) (예를 들어, 유도 초크) 를 통해 하부 섹션 (717) 에 전기적 및 물리적으로 결합된다. 하부 섹션 (717) 은 전기 필터 (802c) (유도 초크) 를 통해 우측 섹션 (719) 에 전기적 및 물리적으로 결합된다. 따라서, 전술한 섹션 (715, 718, 717 및 719) 에 의해 형성된 루프는 개별 섹션 (715, 717, 718 및 719) 을 접속시키는 복수의 전기 필터 (802a-802c) 를 포함한다. 일부 구현예에서, 전기 필터 (802a-802c) 는 특정 주파수에서 필터 회로 또는 스위치로서 동작될 수 있는 다른 회로로 대체될 수 있다. 일부 구현예에서, 전기 필터 (802a-802c) 또는 유사한 구조는 인쇄 회로 기판 (PCB) (이 도면에는 도시되지 않음) 상에 배치될 수 있다. 일부 구현예에서, 전기 필터 (802a-802c) 는 금속 배면 커버 섹션 (715, 717, 718 및 719) 상에 직접 또는 가요성 회로 기판 또는 다른 가요성 접속부를 통해 배치될 수 있다. 도 8b에 도시된 나머지 컴포넌트는, 도 7a에서 식별된 컴포넌트와 동일하다.

상기에서 간략하게 논의된 바와 같이, 일부 구현예에서, 개별 섹션 (715, 717, 718 및 719) 은 개별 안테나로서 동작하도록 구성될 수 있다. 이러한 구현예에서, 전기 필터 (802a-802c) (예를 들어, 유도 초크) 는 전기 필터 (802a-802c) 또는 유사 구조를 통해 흐르는 전류의 주파수에 의존하여 개별 섹션 (715, 717, 718 및 719) 을 서로 격리시키는 기능을 할 수 있다. 예를 들어, 6.78MHz의 무선 전력 주파수에서, 전기 필터 (802a-802c) 는 "닫힌" 상태로 유지되어 전류가 전기 필터 (802a-802c) 를 통해 접속된 섹션 (715, 717, 718, 및 719) 의 각각으로 흐르게 할 수 있다. 따라서, 6.78MHz의 무선 전력 주파수에서, 전기 필터 (802a) 는 상부 섹션 (715) 과 좌측 섹션 (718) 사이에서 전류가 흐르게 할 수 있다. 유사하게, 전기 필터 (802b) 는 전류가 좌측 섹션 (718) 과 하부 섹션 사이에서 전류가 흐르게 할 수 있다. 마지막으로, 전기 필터 (802c) 는 하부 섹션 (717) 과 우측 섹션 (719) 사이에서 전류가 흐르게 할 수 있다. 그러나, 더 높은 주파수에서, 예를 들어 GPS 또는 셀룰러 주파수 (양자 모두 적어도 수백의 MHz 범위) 에서, 전기 필터 (802a-802c) 는 전류 흐름을 제한할 수 있다. 예를 들어, GPS 안테나로서 기능할 때 상부 섹션 (715) 에 의해 생성된 전류는 전기 필터 (802a) 를 통해 흐를 수 없으므로 상부 섹션 (715) 내에 남아 있을 수 있다. 섹션들 (715, 717, 718 및 719) 사이의 전류 흐름은, 무선 전력 송신에 사용되는 것보다 높은 주파수에서 생성될 때 방해받을 수 있다. 따라서, 상부 섹션 (715) 및 하부 섹션 (717) 은 이러한 구현예에서 각각 서로 격리되고 우측 및 좌측 섹션 (718) 으로부터 격리된 상태로 유지될 수 있다. 따라서, 보다 높은 GPS 및 셀룰러 주파수들에서, 예를 들어, 개별 섹션들은 각각의 주파수 대역에 대해 독립적인 안테나로서 계속 기능할 수 있다. 이들 전기 필터들 (802a-802c) 또는 유사 구조들은 전자기 간섭 또는 다른 감도들의 감소를 허용할 수 있다. 전기 필터 (802a-802c) 또는 유사 장비에 의해 제공되는 전기적 격리는 전자기 간섭 또는 무선 주파수 디센스 (de-sense) 를 제한할 수 있다.

도 7-8b의 일부 구현예에서, 하나 이상의 섹션 (715, 717, 718 및 719) 은 개별 안테나, 예컨대 GPS, 셀룰러, Wi-Fi 또는 다이버시티 안테나로서 독립적으로 동작하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상부 섹션 (715) 은, 상기 도 6a의 상부 섹션 (615) 과 관련하여 논의된 바와 같이, GPS 안테나로서 또는 GPS 안테나와 함께 동작하도록 구성될 수 있고 GPS 송신기/수신기 회로에 전기적으로 결합될 수 있다. 하부 섹션 (717) 은, 상기 도 6a와 관련하여 논의된 하부 섹션 (617) 과 유사하게 셀룰러 안테나로서 또는 그와 함께 동작하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 좌측 및 우측 섹션 (718 및 719) 은 각각 블루투스, Wi-Fi 또는 다이버시티 안테나로서 또는 그와 함께 동작하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 섹션 (715, 717, 718, 및 719) 은 전술한 목적 중 임의의 것을 위한 안테나 (예를 들어, GPS, 셀룰러, 블루투스, Wi-Fi, 다이버시티 등) 로서 또는 그와 함께 동작할 수 있다. 일부 구현예에서, 중간 섹션 (716) 은 디바이스 내부의 기준 접지에 접속될 수 있다. 일부 구현예에서, 기준 접지는 전술한 하나 이상의 안테나 (예컨대, GPS, 셀룰러 등) 또는 전술한 하나 이상의 회로에 의해 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 코일은 기준 접지에 접속되지 않을 수도 있다. 따라서, 상부 섹션 (715), 좌측 섹션 (718), 우측 섹션 (719) 및 하부 섹션 (717) 각각은 도 4 및 도 5에서 참조된 송신 안테나 (404) 또는 수신 안테나 (504) 중 하나를 포함할 수도 있다. GPS 회로, Wi-Fi 회로, 다이버시티 회로, 및 셀룰러 회로 (이 도면에는 도시되지 않음) 는 또한 도 4 및 5의 송신 회로 (402) 또는 수신 회로 (502) 의 엘리먼트 및 컴포넌트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

일부 구현예에서, 금속 배면 커버 (702) 및 관련 컴포넌트는 전술한 기능의 역으로 수신 회로 및 컴포넌트로서 동작할 수 있다. 유사하게, 도 4의 컴포넌트 또는 회로를 포함하는 것으로 상술된 컴포넌트 중 임의의 것은 도 5의 컴포넌트 또는 회로를 유사하게 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 금속 배면 커버 (702) 의 섹션 (715, 717, 718 및 719) 에 의해 형성된 코일은 수신 코일 또는 안테나로서 기능할 수 있으며, 금속 배면 커버 (702) 이 노출되는 자기장에 응답하여 전류를 생성할 수 있다. 생성된 전류는, 피드 지점을 통해, 무선 전력을 제공하기 위해 생성된 전류를 조작할 수 있는 수신 회로로 공급될 수 있다. 유사하게, 도 6-8b와 관련하여 논의된 나머지 컴포넌트는 위에서 논의된 것과 유사한 목적을 제공할 수 있다.

도 8c는 도 8a와 관련하여 기재된 추가적인 컴포넌트들을 포함하는 금속 배면 커버의 사시도이다. 도 8c에 도시된 바와 같이, 내부 트레이스 (810) 는 수평 및 수직 슬롯 (704-707) 내에 내장된다. 수평 및 수직 슬롯 (704-707) 은 상부 섹션 (715), 중간 섹션 (716), 하부 섹션 (717), 좌측 섹션 (718) 및 우측 섹션 (719) 을 함께 홀딩한다.

도 8d는 도 8c에서 설명된 금속 배면 커버의 분해 사시도이다. 도 8c에 도시된 바와 같이, 상부 섹션 (715), 중간 섹션 (716), 하부 섹션 (717), 좌측 섹션 (718) 및 우측 섹션 (719) 은 서로 분리되어 있다. 전술한 바와 같이, 개별 섹션 (715, 716, 717, 718 및 719) 은 도 7a-8c의 수평 슬롯 (704 및 706) 및 수직 슬롯 (705 및 707) 을 충진하는 재료에 의해 함께 홀딩될 수 있다. 도 7a-8c와 관련하여 설명된 바와 같이, 수직 슬롯 (708) 은 구멍 (710) 을 상부 슬롯 (704) 에 접속시킨다. 도 8d는 개별 섹션 (715, 716, 717, 718 및 719) 이 별개의 분리된 피스들인 방법을 보다 명확히 도시하고, 수평 및 수직 슬롯 (704-707) 에 의해 서로 격리된 분리 안테나로서 기능할 수도 있다. 또한, 도 8d는, 실질적으로 금속 배면 커버 (702) 의 둘레 주위에서 연속 루프를 만드는, 슬롯 (704-707) 의 재료와 분리된 별개의 컴포넌트로서 내부 트레이스 (810) 를 도시한다.

도 9a는 예시적인 구현예에 따라 루프 안테나로서 동작하도록 구성된 금속 밴드의 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 금속 섀시 (902) 는 적어도 하나의 금속 링 (904) 및 금속 섀시 (902) 의 피드 (906) 를 포함한다. 금속 링 (904) 은 연속 링이 아닐 수도 있다. 금속 링 (904) 은 피드 (906) 에 결합된다. 피드 (906) 는 금속 링 (904) 을 소스 (즉, 송신기) 또는 싱크 (즉, 수신기) (이 도면에 도시되지 않음) 에 결합하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 금속 링 (904) 은, 금속 링 (904) 을 통해 흐르는 AC 전류, 즉 피드 (906) 로부터 나오는 AC 전력에 응답하여 무선 전력의 전달을 위한 자기장을 생성하도록 구성될 수 있다. 따라서, 금속 링 (904) 은 금속 물체를 통해 무선 전력을 전달하도록 구성될 수 있다. 다른 구현예에서, 금속 링 (904) 은 전술한 바와 같이 수신 안테나로서 동작하도록 구성된다.

일부 구현예에서, 금속 링 (904) 은 또한 셀룰러, Wi-Fi, GPS 또는 다이버시티 안테나 중 적어도 하나로서 동작할 수 있다. 일부 구현예에서, 도 8b와 관련하여 논의된 바와 같이, 금속 고리 (904) 를 통한 전류 흐름의 주파수에 의존하여 특정 컴포넌트 또는 다른 안테나 회로로부터 금속 링 (904) 을 격리시키기 위해 유도 초크 (inductive choke) (이 도면에 도시되지 않음) 와 같은 전기 필터가 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 금속 링 (904) 은 다수의 조각 (이 도면에 도시되지 않음) 으로 분할될 수 있고, 각각의 조각은 GPS 안테나, 셀룰러 안테나, Wi-Fi 안테나, 다이버시티 안테나, 또는 셀룰러 안테나 중 적어도 하나로서 또는 그와 함께 동작하도록 구성될 수 있다. 그러나 무선 전원을 수신하거나 송신하는 기능을 제공하기 위해서, 다수의 피스가 단일 루프 또는 슬롯 안테나로 접속되어야 한다. 일부 구현예에서, 디바이스 섀시의 하나 이상의 부분은 하나 이상의 조각을 단일 루프 또는 슬롯 안테나로 접속하는데 이용될 수 있다. 상기에서 논의된 바와 같이, 일부 구현예에서, 디바이스 섀시의 이들 부분은 전기 필터로서 기능하도록 구성될 수 있다. 무선 전력 범위 6.78MHz 이상의 주파수에서, 섀시와의 접속 부분은 위의 전기 필터의 역할을 할 수 있으며 다수의 피스 각각이 전기적으로 격리되게 할 수 있다. 무선 전력 범위 6.78MHz에서 동작할 때, 섀시와의 접속 부분은 전기 필터의 역할을 하지 않을 수 있으며 그 부분이 루프 안테나 또는 슬롯 루프로 동작할 수 있게 할 수 있다.

도 9b는 또 다른 예시적인 구현예에 따라 유도 안테나로서 동작하도록 구성된 도 9a의 금속 밴드의 도면이다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 금속 링 (904) 은 섀시 또는 디바이스의 임의의 다른 컴포넌트의 소스 피드없이 도시된다. 슬롯 (908) 은 상술한 바와 같이 금속 링 (904) 이 불연속이 되게 한다. 복수의 슬롯 (908) 은, 전술한 바와 같이, 금속 링 (904) 을 다수의 조각 (이 도면에서는 도시되지 않음) 으로 브레이킹하기 위해 사용될 수 있다.

도 10은 무선 필드를 통해 무선으로 전력을 수신하는 예시적인 방법 (1000) 의 흐름도이다. 일 구현예에서, 도 7a-8d의 금속 배면 커버 (702) 는 방법 (1000) 을 수행할 수도 있다. 일부 구현예에서, 금속 섀시 (902) 는 방법 (1000) 을 수행할 수도 있다.

블록 1002에서, 전력은 금속 커버를 통해 무선으로 수신된다. 금속 커버는 도 7a-8d의 금속 커버 (702) 를 포함할 수 있다. 금속 커버는 내부 부분과 외부 부분을 포함할 수 있다. 외부 부분은 금속 커버 (702) (도 7) 의 내부 부분 주위에서 루프를 형성하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 복수의 슬롯은 내부 부분과 외부 부분을 분리한다. 복수의 슬롯은 도 7a-8d의 슬롯 (705-708) 을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 복수의 슬롯은, 이들이 교차하는 슬롯에 직교하여 주행하는 금속 커버의 각 측면상에 개별 슬롯을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 교차하는 슬롯은 서로 직교하지 않을 수도 있다. 외부 부분은 자기장을 통해 전력을 유도 결합하도록 구성된다. 예를 들어, 외부 부분은 자기장에 노출될 때 전류를 생성할 수 있는 단일 또는 다중 회선 안테나 또는 코일을 형성하도록 구성될 수 있다.

블록 1004에서, 부하는 수신 전력에 적어도 부분적으로 기초하여 전력 공급 또는 충전된다. 부하는 무선 전력 수신 회로 (또는 외부 부분에 의해 생성된 전류를 수신하도록 구성된 다른 회로) 를 포함할 수 있다.

도 11은 무선 필드를 통해 무선 전력을 송신하는 예시적인 방법 (1100) 의 흐름도이다. 일 구현예에서, 도 7a-8d의 금속 배면 커버 (702) 는 방법 (1100) 을 수행할 수도 있다. 일부 구현예에서, 금속 섀시 (902) 는 방법 (1100) 을 수행할 수도 있다.

블록 1102에서, 방법 (1100) 은 금속 커버를 통한 전력 무선 송신을 포함한다. 금속 커버는 도 7a-8d의 금속 커버 (702) 를 포함할 수 있다. 금속 커버는 내부 부분과 외부 부분을 포함할 수 있다. 외부 부분은 금속 커버의 내부 부분 주위에서 루프를 형성하도록 구성된다. 외부 부분은 자기장을 통해 전력을 유도 결합하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 복수의 슬롯은 내부 부분과 외부 부분을 분리한다. 일부 구현예에서, 복수의 슬롯은, 이들이 교차하는 슬롯에 직교하여 주행하는 금속 커버의 각 측면상에 개별 슬롯을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 교차하는 슬롯은 서로 직교하지 않을 수도 있다. 외부 부분 루프는, 전류가 외부 부분을 통해 구동될 때 자기장을 생성할 수 있는 단일 회선 안테나 또는 코일을 형성하도록 구성될 수 있다.

블록 (1104) 에서, 방법 (1100) 은 금속 커버의 외부 부분에 결합된 전력원으로부터 수신된 전류에 기초하여 자기장을 생성할 수 있다. 전력원은 전류 소스 또는 무선 전력 송신 회로 (또는 외부를 구동하기 위해 전류를 생성하도록 구성된 다른 회로) 를 포함할 수 있다.

상술된 방법들의 다양한 동작들은, 그 동작들을 수행할 수 있는 임의의 적합한 수단, 예컨대 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트(들), 회로들, 및/또는 모듈(들)에 의해 수행될 수 있다. 일반적으로, 도면들에 나타낸 임의의 동작들은 그 동작들을 수행할 수 있는 대응하는 기능적 수단에 의해 수행될 수도 있다. 예를 들어, 휴대용 전자 디바이스를 부분적으로 하우징하기 위한 전도성 수단은 금속 배면 커버 (702) (도 7) 를 포함할 수 있다. 또한, 자기장을 통해 전력을 유도 결합시키는 수단은 금속 배면 커버 (702) 의 외부 부분을 포함할 수 있는 수신 안테나 (504) (도 5) 를 포함할 수 있다. 또한, 부하에 전력 공급하거나 또는 부하를 충전하기 위한 수단은 수신 회로 (502) (도 5) 를 포함할 수도 있다.

본 발명의 구현예/실시형태의 다른 예는 다음과 같이 정의된다:

1. 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치. 장치는 내부 부분과 외부 부분을 포함하는 금속 커버를 포함하며, 외부 부분은 금속 커버의 내부 부분 주위에서 루프를 형성하도록 구성되고, 외부 부분은 자기장을 통해 전력을 유도 결합하도록 구성된다. 장치는 외부 부분에 전기적으로 결합되고 자기장에 응답하여 생성된 외부 부분으로부터 전류를 수신하도록 구성된 수신 회로를 더 포함하며, 수신 회로는 전류에 기초하여 부하를 충전하거나 또는 부하에 전력 공급하도록 구성된다.

2. 예 1의 장치는, 외부 부분을 내부 부분에 전기적으로 결합하도록 구성된 전도성 커플러를 더 포함한다.

3. 이전 예들 중 어느 예의 장치는, 외부 부분으로부터 내부 부분을 분리하는 복수의 슬롯들 각각 내에 삽입된 전도성 트레이스를 더 포함하고, 전도성 트레이스는 금속 커버의 내부 부분 주위에, 금속 커버의 외부 부분 내에 제 2 루프를 실질적으로 형성하도록 구성된다.

4. 예 3의 장치에 있어서, 복수의 슬롯들 각각의 내부의 전도성 트레이스는 외부 부분에 전기적으로 결합된다.

5. 예 4의 장치에 있어서, 외부 부분은 인덕터의 제 1 회선을 형성하고 전도성 트레이스는 인덕터의 제 2 회선을 형성한다.

6. 이전 예들 중 어느 예의 장치에 있어서, 복수의 슬롯은 외부 부분을 복수의 세그먼트들로 분리하고, 복수의 세그먼트들은 적어도 하나의 전기 커플러를 통해 전기적으로 결합되어 코일의 단일 루프를 형성한다.

7. 예 6의 장치에 있어서, 적어도 하나의 전기 커플러는 전기 필터를 포함한다.

8. 예 7의 장치에 있어서, 전기 필터는 전류의 주파수에 기초하여 전류가 전기 커플러를 통과할 수 있도록 구성된다.

9. 예 7의 장치에 있어서, 전기 필터는 전류의 주파수가 실질적으로 6.78MHz 일 때 전류가 전기 커플러를 통과할 수 있도록 구성되고, 6.78MHz보다 실질적으로 더 높은 주파수에서 전류가 전기 커플러를 통과하는 것을 방지하도록 구성된다.

10. 예 7-9 중 어느 예의 장치에 있어서, 전기 필터는 유도 초크를 포함한다.

11. 이전 예들 중 어느 예의 장치에 있어서, 장치는 외부 부분 및 외부 부분에 전기적으로 결합된 커패시터를 포함하는 공진 회로를 더 포함하고, 공진 회로는 자기장의 주파수에서 공진하도록 구성된다.

12. 예 1의 장치에 있어서, 복수의 슬롯들은 금속 커버를 내부 부분과 외부 부분으로 분리시킨다.

13. 예 12의 장치에 있어서, 복수의 슬롯들은 실질적으로 금속 커버의 둘레 주위에서 연장된다.

14. 이전 예들 중 어느 예의 장치에 있어서, 루프는 코일의 적어도 1회선을 형성한다.

15. 이전 예들 중 어느 예의 장치에 있어서, 장치는 셀룰러 폰, GPS 유닛, 시계, 모바일 미디어 디바이스, 랩톱 컴퓨터 또는 키이 포브 (key fob) 중 적어도 하나를 포함한다.

16. 이전 예들 중 어느 예의 장치는, 금속 커버에 결합된 하우징을 더 포함한다.

17. 이전 예들 중 어느 예의 장치에 있어서, 금속 커버는 휴대용 전자 디바이스의 금속 배면 커버로서 구성된다.

18. 예 1의 장치에 있어서, 외부 부분은 적어도 하나의 슬롯을 포함하는 금속 링을 포함하고, 적어도 하나의 슬롯은 금속 링을 적어도 하나의 위치에서 불연속하게 만들도록 구성된다.

19. 이전 예들 중 어느 예의 장치에 있어서, 내부 부분은 외부 부분에 대한 기준 접지로서 기능한다.

20. 이전 예들 중 어느 예의 장치에 있어서, 자기장에 응답하여 내부 및 외부 부분들을 포함하는 금속 커버의 제 1 저항은 내부 및 외부 부분들이 없는 금속 커버의 제 2 저항으로부터 감소된다.

21. 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 방법. 방법은 내부 부분과 외부 부분을 포함하는 금속 커버를 통해 전력을 무선으로 수신하는 것을 포함하며, 외부 부분은 금속 커버의 내부 부분 주위에서 루프를 형성하도록 구성되고, 외부 부분은 자기장을 통해 전력을 유도 결합하도록 구성된다. 방법은 수신 전력에 기초하여 부하를 충전하거나 또는 부하에 전력 공급하는 단계를 더 포함한다.

22. 예 21의 방법에 있어서, 금속 커버를 통해 전력을 무선으로 수신하는 단계는 내부 부분으로부터 외부 부분을 분리하는 다수의 슬롯들 각각 내에 삽입된 전도성 트레이스를 더 포함하는 금속 커버를 통해 전력을 무선으로 수신하는 단계를 더 포함하고, 전도성 트레이스는 금속 커버의 내부 부분 주위에서, 금속 커버의 외부 부분 내에서 제 2 루프를 실질적으로 형성하도록 구성되며, 전도성 트레이스는 외부 부분에 전기적으로 결합된다.

23. 예 21의 방법에 있어서, 복수의 슬롯들은 외부 부분을 복수의 세그먼트들로 분리하고, 복수의 세그먼트들은 적어도 하나의 전기 커플러를 통해 서로 전기적으로 결합되어 단일 루프 안테나를 형성한다.

24. 예 23의 방법에 있어서, 적어도 하나의 전기 커플러는 전기 필터를 포함한다.

25. 예 24의 방법에 있어서, 방법은 전기 필터를 통해 전류의 주파수에 기초하여 전류가 전기 커플러를 통과하도록 선택적으로 허용하는 단계를 더 포함한다.

26. 예 25의 방법에 있어서, 주파수에 기초하여 전류가 전기 커플러를 통과하도록 선택적으로 허용하는 단계는, 전류의 주파수가 실질적으로 6.78MHz 일 때 전류가 전기 커플러를 통과하는 것을 허용하고, 6.78MHz보다 실질적으로 더 높은 주파수에서 전류가 전기 커플러를 통과하는 것을 방지하는 단계를 포함한다.

27. 예 21-26 중 어느 예의 방법에 있어서, 금속 커버는 셀룰러 폰, GPS 유닛, 시계, 모바일 미디어 디바이스, 랩톱 컴퓨터 또는 키이 포브 중 적어도 하나의 부분이다.

28. 예 21-27 중 어느 예의 방법에 있어서, 하우징은 금속 커버에 결합된다.

29. 예 21의 방법에 있어서, 복수의 슬롯들은 금속 커버를 내부 부분과 외부 부분으로 분리시킨다.

30. 예 21-29 중 어느 예의 방법에 있어서, 내부 부분은 외부 부분에 대한 기준 접지로서 기능한다.

31. 예 21-30 중 어느 예의 방법에 있어서, 자기장에 응답하여 내부 및 외부 부분들을 포함하는 금속 커버의 제 1 저항은 내부 및 외부 부분들이 없는 금속 커버의 제 2 저항으로부터 감소된다.

32. 자기장으로부터 무선 전력을 수신하기 위한 장치. 장치는 휴대용 전자 디바이스를 부분적으로 하우징하기 위한 전도성 수단을 포함하고, 전도성 수단은 내부 부분 및 외부 부분을 포함하며, 외부 부분은 전도성 수단의 내부 부분 주위에서 루프를 형성하도록 구성되며, 외부 부분은 자기장을 통해 전력을 유도 결합하기 위한 수단을 포함한다. 장치는 외부 부분을 통해 수신하는 전력에 기초하여 부하에 전력 공급하거나 또는 부하를 충전하기 위한 수단을 더 포함한다.

33. 무선으로 전력을 수신하기 위한 장치. 장치는 휴대용 전자 디바이스의 배면을 형성하도록 구성된 하우징 부분을 포함하고, 하우징 부분은 제 1 치수를 갖는다. 하우징 부분은 하우징 부분의 제 1 치수의 대부분을 커버하는 크기를 갖거나 또는 동일한 크기의 제 2 치수를 갖는 금속 부분을 포함하고, 금속 부분의 적어도 일부분은 휴대용 전자 디바이스의 부하를 충전하거나 또는 부하에 전력 공급하기에 충분한 레벨에서 자기장을 통해 전력을 유도 결합하도록 구성된다. 장치는 금속 부분에 전기적으로 결합되고 수신된 전력을 휴대용 전자 디바이스에 제공하도록 구성된 전기 접속부를 더 포함한다.

34. 예 33의 장치에 있어서, 금속 부분은 송신기에 의해 생성된 자기장에 의해 유도된 전압에 응답하여 전류를 생성하도록 구성된다.

35. 예 33-34 중 어느 예의 장치에 있어서, 금속 부분은 내부 부분과 외부 부분을 포함하고, 외부 부분은 자기장을 통해 전력을 유도 결합하도록 구성된 코일의 적어도 1회선을 형성하는 금속 부분의 내부 부분 주위에서 루프를 형성하도록 구성된다.

정보 및 신호들은 임의의 다양한 서로 다른 기술들 및 기법들을 이용하여 표현될 수도 있다. 예를 들어, 상기 설명 전반에 걸쳐 참조될 수도 있는 데이터, 명령들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은 전압, 전류, 전자기파, 자계 또는 자성 입자, 광계 또는 광자, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수도 있다.

본원에서 개시된 구현예들과 연계하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들 양자 모두의 조합들로서 구현될 수도 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 교환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 그들의 기능적 관점에서 일반적으로 상술되었다. 그러한 기능이 하드웨어로 구현되는지 또는 소프트웨어로 구현되는지의 여부는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 부과되는 설계 제약들에 따라 달라진다. 설명된 기능은 각각의 특정 애플리케이션에 대한 다양한 방식들로 구현될 수도 있으나, 이러한 구현 결정들이 본 발명의 구현예들의 범위를 벗어나게 하는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

본 명세서에서 개시된 구현예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적회로 (ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그램가능 로직 디바이스, 별개의 게이트 또는 트랜지스터 로직, 별개의 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계되는 이들의 임의의 조합으로 구현 또는 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안적으로, 그 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들면, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들의 조합, DSP 코어와 연계한 하나 이상의 마이크로프로세서들의 조합, 또는 임의의 다른 그러한 구성으로서 구현될 수도 있다.

본 명세서에 개시된 구현예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 이들 양자의 조합에서 직접 구현될 수도 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능들은 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 유형의 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장되거나 또는 전송될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM (Random Access Memory), 플래시 메모리, ROM (Read Only Memory), EPROM (Electrically Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), 레지스터, 하드디스크, 소거가능 디스크, CD-ROM, 또는 종래 기술에서 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체 내에 상주할 수도 있다. 저장 매체는 프로세서에 결합되어, 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독하거나 저장 매체에 정보를 기록하게 할 수 있다. 대안에서, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수도 있다. 본원에서 이용되는 바와 같은 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는 CD (compact disc), 레이저 디스크, 광 디스크, DVD (digital versatile disc), 플로피 디스크, 및 블루레이 디스크를 포함하는데, 여기서 디스크 (disk) 는 보통 데이터를 자기적으로 재생하며, 반면 디스크 (disc) 는 레이저들을 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 상기의 조합들도 컴퓨터 판독가능 매체들의 범위 내에 포함될 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 에 상주할 수도 있다.

본 개시를 요약할 목적으로, 본 발명들의 특정 양태들, 이점들 및 신규한 특징들이 본 명세서에서 설명되었다. 반드시 모든 이러한 이점들이 본 발명의 임의의 특정 구현예에 따라 달성될 필요가 없을 수도 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 반드시 본원에 교시되거나 제시된 다른 장점들을 달성하지 않으면서도 본원에 교시된 일 장점 또는 일 그룹의 장점들을 달성하거나 최적화하는 방식으로 구현되거나 실행될 수도 있다.

상기 설명된 구현예들의 다양한 변형들이 용이하게 자명할 것이며, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위로부터 일탈함 없이 다른 구현예들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본원에 보여진 구현예들로 제한되도록 의도된 것은 아니며 본원의 개시된 원칙들과 신규의 특징들과 일치하는 최광의 범위에 따르도록 의도된다.

Claims (35)

1. 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치로서,
   금속 루프 부분과 금속 내부 부분을 포함하는 금속 커버로서, 상기 금속 루프 부분은 상기 금속 커버를 상기 금속 루프 부분과 상기 금속 내부 부분으로 분할하도록 구성된 하나 이상의 슬롯들에 의해 분리되는 상기 금속 커버의 상기 금속 내부 부분을 둘러싸고, 상기 금속 루프 부분은 코일을 형성하고 상기 자기장을 통해 전력을 유도 결합하도록 구성되는, 상기 금속 커버; 및
   상기 금속 루프 부분에 전기적으로 결합되고, 상기 자기장에 응답하여 생성된 상기 금속 루프 부분으로부터 전류를 수신하고 상기 전류에 기초하여 부하를 충전하거나 또는 부하에 전력 공급하도록 구성된 수신 회로를 포함하는, 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 금속 루프 부분을 상기 금속 내부 부분에 전기적으로 결합하도록 구성된 전도성 커플러를 더 포함하는, 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 금속 루프 부분으로부터 상기 금속 내부 부분을 분리하는 상기 하나 이상의 슬롯들 각각 내에 삽입된 전도성 트레이스를 더 포함하고, 상기 전도성 트레이스는 상기 금속 커버의 상기 금속 내부 부분 주위에, 상기 금속 커버의 상기 금속 루프 부분에 의해 둘러싸이는 제 2 루프를 실질적으로 형성하도록 구성되는, 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 슬롯들 각각의 내부의 상기 전도성 트레이스는 상기 금속 루프 부분에 전기적으로 결합되는, 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 금속 루프 부분은 인덕터의 제 1 회선을 형성하고 상기 전도성 트레이스는 상기 인덕터의 제 2 회선을 형성하는, 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 슬롯들은 상기 금속 루프 부분을 복수의 세그먼트들로 분리하고, 상기 복수의 세그먼트들은 적어도 하나의 전기 커플러를 통해 서로 전기적으로 결합되어 코일의 단일 루프를 형성하는, 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 전기 커플러는 전기 필터를 포함하는, 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 전기 필터는 상기 전류의 주파수가 실질적으로 6.78MHz 일 때 상기 전류가 상기 전기 커플러를 통과할 수 있도록 구성되고, 6.78MHz보다 실질적으로 더 높은 주파수들에서 상기 전류가 상기 전기 커플러를 통과하는 것을 방지하도록 구성되는, 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 전기 필터는 유도 초크를 포함하는, 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 금속 루프 부분 및 상기 금속 루프 부분에 전기적으로 결합된 커패시터를 포함하는 공진 회로를 더 포함하고, 상기 공진 회로는 상기 자기장의 주파수에서 공진하도록 구성되는, 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 루프 부분은 코일의 적어도 1회선을 형성하는, 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 커버는 휴대용 전자 디바이스의 금속 배면 커버로서 구성되는, 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 루프 부분은 적어도 하나의 슬롯을 포함하는 금속 링을 이루고, 상기 적어도 하나의 슬롯은 상기 금속 링을 적어도 하나의 위치에서 불연속하게 만들도록 구성되는, 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치.
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 내부 부분은 상기 금속 루프 부분에 대한 기준 접지로서 기능하는, 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 장치.
15. 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 방법으로서,
    금속 내부 부분과 금속 루프 부분을 포함하는 금속 커버를 통해 전력을 무선으로 수신하는 단계로서, 상기 금속 루프 부분은 상기 금속 커버를 상기 금속 루프 부분과 상기 금속 내부 부분으로 분할하도록 구성된 하나 이상의 슬롯들에 의해 분리되는 상기 금속 커버의 상기 금속 내부 부분을 둘러싸도록 구성되고, 상기 금속 루프 부분은 코일을 형성하고 상기 자기장을 통해 전력을 유도 결합하도록 구성되는, 상기 전력을 무선으로 수신하는 단계; 및
    수신된 상기 전력에 기초하여 부하를 충전하거나 또는 부하에 전력 공급하는 단계를 포함하는, 자기장을 통해 전력을 무선으로 수신하기 위한 방법.
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