KR20110127243A - 충전가능 디바이스들을 위한 무선 전력 전송 - Google Patents

충전가능 디바이스들을 위한 무선 전력 전송 Download PDF

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폴 이 제이콥스
마일스 에이 커비
어니스트 티 오자키
마이클 제이 맨건
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퀄컴 인코포레이티드
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Abstract

예시적인 실시형태들은 무선 전력과 관련된다. 휴대용 충전가능 디바이스는 전력 소스로부터 전력을 수신하도록 구성된 에너지 저장 디바이스를 포함할 수도 있다. 더욱이, 휴대용 충전가능 디바이스는 관련 근거리장 지역 내에 에너지 저장 디바이스에 저장된 전력을 송신하도록 구성된, 적어도 하나의 안테나를 포함하는 송신기를 포함할 수도 있다.

Description

충전가능 디바이스들을 위한 무선 전력 전송{WIRELESS POWER TRANSFER FOR CHARGEABLE DEVICES}
35 U.S.C.§119 하의 우선권 주장
본 출원은 35 U.S.C.§119(e) 하에서 :
개시물이 여기에 참조에 의해 완전히 통합되는, 2009년 4월 1일자로 출원된 발명의 명칭이 "GENERAL WIRELESS CHARGING CONFIGURATIONS" 인 미국 가특허출원 제61/165,876호;
개시물이 여기에 참조에 의해 완전히 통합되는, 2009년 3월 8일자로 출원된 발명의 명칭이 "WIRELESS CHARGING" 인 미국 가특허출원 제61/158,396호; 및
개시물이 여기에 참조에 의해 완전히 통합되는, 2009년 4월 3일자로 출원된 발명의 명칭이 "COMBINING WIRELESS CHARGING CAPABILITY AND THE ABILITY TO RECEIVE A WIRELESS CHARGE IN A SINGLE PORTABLE COMPUTING DEVICE" 인 미국 가특허출원 제61/166,685호
에 대해 우선권을 주장한다.
분야
본 발명은 일반적으로 무선 충전에 관한 것으로, 더 상세하게는 양방향 충전, 휴대용 충전 디바이스들, 및 전자 디바이스들 중 적어도 하나를 충전하면서 전자 디바이스들 간에 데이터를 송신하는 것에 관한 것이다.
통상적으로, 각각의 배터리 전력공급 디바이스는 그 자신의 충전기 및 전력 소스를 요구하며, 이는 보통 AC 전원 콘센트 (power outlet) 이다. 이것은, 많은 디바이스들이 충전을 필요로 할 때 다루기 힘들어진다.
송신기와 충전될 디바이스 간의 공중 경유 (over the air) 전력 송신을 이용하는 접근법들이 개발되고 있다. 이들은 일반적으로 2 개의 카테고리들로 나뉜다. 하나는, 복사 전력을 수집하고 그것을 배터리를 충전하기 위해 정류하는 충전될 디바이스 상의 수신 안테나와 송신 안테나 간의 평면파 복사 (원거리장 복사 (far-field radiation) 라고도 불림) 의 커플링에 기초한다. 안테나들은 일반적으로 커플링 효율을 향상시키기 위하여 공진 길이를 가진다. 이 접근법은, 안테나들 간의 거리에 따라 전력 커플링이 빠르게 감소한다는 사실로부터 어려움을 겪는다. 따라서, 합당한 거리를 넘어선 충전 (예를 들어, > 1m 내지 2m) 이 어려워진다. 추가로, 시스템이 평면파를 복사하기 때문에, 필터링을 통하여 적절히 제어하지 않았다면, 의도하지 않은 복사가 다른 시스템들을 간섭할 수 있다.
다른 접근법들은, 예를 들어, "충전" 매트 (mat) 또는 표면에 임베딩된 송신 안테나와, 충전될 호스트 디바이스에 임베딩된 정류 회로가 덧붙여진 수신 안테나 간의 유도적 커플링에 기초한다. 이 접근법은, 송신 안테나와 수신 안테나 간의 간격 (spacing) 이 매우 근접 (예를 들어, mms) 해야 한다는 단점을 갖는다. 이 접근법은 동일 영역 내의 다수의 디바이스들을 동시에 충전하는 능력을 갖지만, 이 영역은 통상적으로 좁기 때문에, 사용자는 그 디바이스들을 특정 영역에 위치시켜야 한다.
디바이스들 간에 정보를 교환하면서 디바이스들의 무선 충전이 필요하다. 또한, 전력의 수신 및 송신은 물론, 디바이스들 간의 무선 전력의 양방향 송신을 위해 구성된 휴대용 디바이스들이 필요하다.
도 1 은 무선 전력 전송 시스템의 단순화된 블록도를 도시한다.
도 2 는 무선 전력 전송 시스템의 단순화된 개략도를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 예시적인 실시형태들에서 이용하기 위한 루프 안테나의 개략도를 도시한다.
도 4 는 본 발명의 일 예시적인 실시형태에 따른, 충전 디바이스 및 복수의 무선 충전가능 디바이스들을 포함하는 충전 시스템을 도시한 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 예시적인 실시형태에 따른, 무선 전력을 수신 및 송신하도록 구성된 복수의 전자 디바이스들을 예시한 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 예시적인 실시형태에 따른, 안테나가 커플링되어 있는 전자 디바이스를 도시한 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 예시적인 실시형태에 따른, 송신 안테나 및 수신 안테나가 커플링되어 있는 전자 디바이스를 예시한 도면이다.
도 8 은 본 발명의 일 예시적인 실시형태에 따른, 전력을 수신 및 송신하도록 구성된 전자 디바이스의 동작 상태들을 나타낸 상태 머신도를 예시한다.
도 9 는 본 발명의 일 예시적인 실시형태에 따른, 충전기 및 그 충전기에 커플링된 적어도 하나의 휴대용 충전 패드를 갖는 충전 시스템을 도시한 도면이다.
도 10 은 본 발명의 일 예시적인 실시형태에 따른, 휴대용 충전 패드를 예시한 도면이다.
도 11 은 본 발명의 일 예시적인 실시형태에 따른, 방법을 예시한 흐름도이다.
도 12 는 본 발명의 일 예시적인 실시형태에 따른, 무선 전력을 송신하도록 구성된 표면 컴퓨팅 디바이스를 예시한 도면이다.
도 13 은 본 발명의 일 예시적인 실시형태에 따른, 무선 전력을 송신하도록 구성된 다른 표면 컴퓨팅 디바이스를 예시한 도면이다.
도 14 는 본 발명의 일 예시적인 실시형태에 따른, 표면 컴퓨팅 디바이스 및 컴퓨터를 포함하는 시스템을 도시한 도면이다.
도 15 는 본 발명의 일 예시적인 실시형태에 따른, 다른 방법을 예시한 흐름도이다.
"예시적인" 이란 말은 본원에서 "예, 경우 또는 예시로서 기능하는 것" 을 의미하기 위해 사용된다. 본원에서 "예시적인" 것으로 설명된 임의의 실시형태가 반드시 다른 실시형태들에 비해 바람직하거나 이로운 것처럼 해석될 필요는 없다.
첨부 도면들과 함께 이하 기술된 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 설명인 것으로 의도되며, 본 발명이 실시될 수 있는 실시형태들만을 나타내는 것으로 의도되지 않는다. 본 설명 전반에 걸쳐 사용되는 "예시적인" 이란 말은 "예, 경우 또는 예시로서 기능하는 것" 을 의미하며, 반드시 다른 예시적인 실시형태들에 비해 바람직하거나 이로운 것처럼 해석될 필요는 없다. 상세한 설명은, 본 발명의 예시적인 실시형태들의 완전한 이해를 제공하기 위하여 특정 상세를 포함한다. 본 발명의 예시적인 실시형태들은 이들 특정 상세 없이 실시될 수도 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 일부 경우에, 널리 공지된 구조들 및 디바이스들은 본원에 제시된 예시적인 실시형태들의 신규성을 모호하게 하는 것을 회피하기 위하여 블록도 형태로 도시된다.
"무선 전력" 이란 말은 본원에서 전기장, 자기장, 전자기장과 관련되고, 다른 경우에는 물리적 전자기 도체들의 이용 없이 송신기로부터 수신기로 송신되는 임의의 형태의 에너지를 의미하는데 사용된다.
도 1 은 본 발명의 다양한 예시적인 실시형태들에 따른, 무선 송신 또는 충전 시스템 (100) 을 예시한다. 에너지 전송을 제공하기 위한 복사장 (106) 을 발생시키기 위해 송신기 (104) 에 입력 전력 (102) 이 제공된다. 복사장 (106) 에는 수신기 (108) 가 커플링되며, 수신기 (108) 는 출력 전력 (110) 을 발생시켜 출력 전력 (110) 에 커플링된 디바이스 (미도시) 에 의해 저장 또는 소비하게 한다. 송신기 (104) 와 수신기 (108) 양자는 거리 (112) 만큼 이격된다. 일 예시적인 실시형태에서, 송신기 (104) 및 수신기 (108) 는 상호 공진 관계에 따라 구성되며, 수신기 (108) 의 실질적으로 비변조된 공진 주파수와 송신기 (104) 의 공진 주파수가 실질적으로 동일할 때, 수신기 (108) 가 복사장 (106) 의 "근거리장 (near-field)" 내에 위치하면, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 간의 송신 손실은 최소이다.
송신기 (104) 는 에너지 송신을 위한 수단을 제공하기 위해 송신 안테나 (114) 를 더 포함하고, 수신기 (108) 는 에너지 수신을 위한 수단을 제공하기 위해 수신 안테나 (118) 를 더 포함한다. 송신 안테나 및 수신 안테나는 그들과 관련될 애플리케이션들 및 디바이스들에 따라 사이징된다. 언급한 바와 같이, 효율적인 에너지 전송은 전자기파의 에너지의 대부분을 원거리장에 전파하는 대신에 송신 안테나의 근거리장의 에너지의 상당 부분을 수신 안테나에 커플링함으로써 발생한다. 이 근거리장 내에 있을 때, 커플링 모드는 송신 안테나 (114) 와 수신 안테나 (118) 사이에 전개될 수도 있다. 이 근거리장 커플링이 발생할 수도 있는 안테나들 (114 및 118) 주위의 영역은 본원에서 커플링-모드 지역으로 지칭된다.
도 2 는 무선 전력 전송 시스템의 단순화된 개략도를 도시한다. 송신기 (104) 는 발진기 (122), 전력 증폭기 (124) 및 필터 및 매칭 회로 (126) 를 포함한다. 발진기는 조정 신호 (123) 에 응답하여 조정될 수도 있는 원하는 주파수에서 신호를 발생시키도록 구성된다. 발진기 신호는 전력 증폭기 (124) 에 의해, 제어 신호 (125) 에 응답하는 증폭량만큼 증폭될 수도 있다. 필터 및 매칭 회로 (126) 는 고조파 주파수 또는 다른 원하지 않는 주파수를 필터링하고 송신기 (104) 의 임피던스를 송신 안테나 (114) 에 매칭시키기 위해 포함될 수도 있다.
수신기는 도 2 에 도시한 바와 같이 배터리 (136) 를 충전하거나 또는 수신기에 커플링된 디바이스 (미도시) 에 전력공급하기 위한 DC 전력 출력을 발생시키기 위해 매칭 회로 (132) 및 정류기 및 스위칭 회로를 포함할 수도 있다. 매칭 회로 (132) 는 수신기 (108) 의 임피던스를 수신 안테나 (118) 에 매칭시키기 위해 포함될 수도 있다.
도 3 에 예시한 바와 같이, 예시적인 실시형태들에서 이용되는 안테나들은 "루프" 안테나 (150) 로서 구성될 수도 있으며, 이는 또한 본원에서 "자기" 안테나로 지칭될 수도 있다. 루프 안테나들은 에어 코어 또는 물리적 코어, 이를 테면 페라이트 코어 (ferrite core) 를 포함하도록 구성될 수도 있다. 에어 코어 루프 안테나들은 그 코어 근방에 배치되는 관련 없는 물리적 디바이스들에 더 허용가능할 수도 있다. 더욱이, 에어 코어 루프 안테나는 그 코어 영역 내에 다른 컴포넌트들의 배치를 허용한다. 또한, 에어 코어 루프는, 송신 안테나 (114) (도 2) 의 커플링-모드 지역이 더 강력할 수도 있는 송신 안테나 (114) (도 2) 의 평면 내에 수신 안테나 (118) (도 2) 의 배치를 보다 쉽게 가능하게 할 수도 있다.
언급한 바와 같이, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 간의 효율적인 에너지 전송은 송신기 (104) 와 수신기 (108) 간의 매칭된 또는 거의 매칭된 공진 동안 발생한다. 그러나, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 간의 공진이 매칭되지 않는 경우라도, 에너지는 더 낮은 효율로 전송될 수도 있다. 에너지 전송은, 송신 안테나로부터의 에너지를 자유 공간 (free space) 내로 전파하는 대신에, 송신 안테나의 근거리장으로부터의 에너지를, 이 근거리장이 확립되는 이웃에 상주하는 수신 안테나에 커플링함으로써 발생한다.
루프 안테나 또는 자기 안테나의 공진 주파수는 인덕턴스 및 커패시턴스에 기초한다. 일반적으로 루프 안테나의 인덕턴스는 단순히 루프에 의해 생성된 인덕턴스인 반면, 커패시턴스는 일반적으로 원하는 공진 주파수에서 공진 구조를 생성하기 위해 루프 안테나의 인덕턴스에 추가된다. 비제한적인 예로서, 공진 신호 (156) 를 발생시키는 공진 회로를 생성하기 위해 안테나에는 커패시터 (152) 및 커패시터 (154) 가 추가될 수도 있다. 따라서, 대형 직경의 루프 안테나들의 경우, 루프의 직경 또는 인덕턴스가 증가함에 따라 공진을 유도하는데 필요한 커패시턴스의 사이즈는 감소한다. 더욱이, 루프 안테나 또는 자기 안테나의 직경이 증가함에 따라, 근거리장의 효율적인 에너지 전송 영역은 증가한다. 물론, 다른 공진 회로들도 가능하다. 다른 비제한적인 예로서, 커패시터가 루프 안테나의 2 개의 단자들 사이에 병렬로 배치될 수도 있다. 또한, 당업자는, 송신 안테나들의 경우, 공진 신호 (156) 가 루프 안테나 (150) 에 대한 입력일 수도 있다는 것을 인정할 것이다.
본 발명의 예시적인 실시형태들은 서로 근거리장 내에 있는 2 개의 안테나들 간의 전력의 커플링을 포함한다. 언급한 바와 같이, 근거리장은, 전자기장이 존재하지만 안테나로부터 멀리 전파 또는 복사되지 않을 수도 있는 안테나 주위의 영역이다. 그들은 통상적으로 안테나의 물리적 볼륨에 가까운 볼륨으로 한정된다. 본 발명의 예시적인 실시형태들에서, 싱글 및 멀티-턴 루프 안테나들과 같은 자기 타입 안테나들은, 전기 타입 안테나 (예를 들어, 소형 다이폴) 의 전기 근거리장과 비교하여, 자기 타입 안테나들의 경우에는 자기 근거리장 진폭이 더 높은 경향이 있기 때문에 송신 (Tx) 안테나 시스템과 수신 (Rx) 안테나 시스템 양자 용으로 이용된다. 이것은 그 쌍 간에 잠재적으로 더 높은 커플링을 허용한다. 더욱이, "전기" 안테나들 (예를 들어, 다이폴들 및 모노폴들) 또는 자기 안테나와 전기 안테나의 조합이 또한 예상된다.
Tx 안테나는, 전술된 원거리장 접근법 및 유도적 접근법에 의해 허용된 것보다 상당히 더 많이 떨어져 있는 소형 Rx 안테나에 대해 양호한 커플링 (예를 들어, > -4dB) 을 달성하기에 충분히 낮은 주파수에서, 그리고 충분히 큰 안테나 사이즈로 동작될 수 있다. Tx 안테나가 정확하게 사이징된다면, 호스트 디바이스 상의 Rx 안테나가 구동된 Tx 루프 안테나의 커플링-모드 지역 내 (즉, 근거리장 내) 에 배치될 때 높은 커플링 레벨들 (예를 들어, -2dB 내지 -4dB) 이 달성될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시형태들은 무선 전력을 수신하고 또한 송신하도록 구성된 전자 디바이스들을 포함한다. 이로써, 다양한 예시적인 실시형태들은 양방향 무선 전력 송신과 관련된다. 또한, 다양한 예시적인 실시형태들에 따르면, 전자 디바이스들은 적어도 하나의 다른 전자 디바이스와 데이터를 동시에 교환하면서 무선 전력의 수신 및 송신 중 적어도 하나를 행하도록 구성될 수도 있다. 또한, 예시적인 실시형태들은 전력 소스에 커플링되고 하나 이상의 휴대용 충전 패드들을 충전하도록 구성된 기지국 충전기를 갖는 충전 시스템을 포함한다.
도 4 는 송신 안테나 (404) 가 커플링되어 있는 충전 디바이스 (402) 를 포함하는 충전 시스템 (400) 을 도시한다. 충전 디바이스 (402) 는 임의의 공지되고 적절한 무선 충전 디바이스를 포함할 수도 있다. 충전 시스템 (400) 은 또한 관련 안테나 (408) 를 갖는 제 1 충전가능 디바이스 (406) 및 관련 안테나 (412) 를 갖는 제 2 충전가능 디바이스 (410) 를 포함한다. 제 1 충전가능 디바이스 (406) 및 제 2 충전가능 디바이스 (410) 는 각각 임의의 공지되고 적절한 충전가능 디바이스를 포함할 수도 있다. 비제한적인 예로서, 제 1 충전가능 디바이스 (406) 및 제 2 충전가능 디바이스 (410) 는 각각 셀룰러 전화기, 휴대용 미디어 플레이어, 카메라, 게이밍 디바이스, 내비게이션 디바이스, 헤드셋 (예를 들어, 블루투스 헤드셋), 툴 (tool), 장난감 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 이하 더 완전히 설명한 바와 같이, 제 1 충전가능 디바이스 (406) 및 제 2 충전가능 디바이스 (410) 는 각각 송신 안테나 (404) 로부터 무선 전력을 수신하고, 동시에 적어도 하나의 다른 전자 디바이스로부터 정보를 수신하고 적어도 하나의 다른 전자 디바이스에 정보를 송신하며, 또는 양자를 행하도록 구성될 수도 있다.
더 상세하게는, 송신 안테나 (404) 는 송신기 (예를 들어, 도 2 의 송신기 (104)) 를 통해, 전력 소스로부터 전력을 수신하도록 구성될 수도 있으며, 전력의 수신 시에, 관련 근거리장 내에 전력을 무선으로 송신할 수도 있다. 또한, 송신 안테나 (404) 에 의해 송신된 무선 전력은 관련 커플링 모드 지역 내의 안테나에 의해 수신될 수도 있다. 예를 들어, 송신 안테나 (404) 에 의해 송신된 전력은 안테나 (408) 에 의해 수신되어, 제 1 충전가능 디바이스 (406) 내의 배터리 (예를 들어, 도 2 의 배터리 (136)) 내에 저장될 수도 있다. 더 상세하게는, 송신 안테나 (404) 로부터 송신된 전력은 수신 안테나 (408), 및 제 1 충전가능 디바이스 (406) 의 배터리에 커플링되는 수신기, 이를 테면 도 2 의 수신기 (108) 에 의해 수신될 수도 있다. 유사하게, 송신 안테나 (404) 에 의해 송신된 전력은 안테나 (412) 에 의해 수신되어, 제 2 충전가능 디바이스 (410) 내의 배터리 (예를 들어, 도 2 의 배터리 (136)) 내에 저장될 수도 있다.
송신 안테나 (404) 는 송신 안테나 (404) 의 근거리장 내의 하나 이상의 안테나들에 전력을 동시에 송신하도록 구성될 수도 있다는 것에 주목하게 된다. 또한, 충전 시스템 (400) 은 충전 디바이스 (402) 에 커플링된 단 하나의 송신 안테나 및 그 충전 디바이스에 근접하게 위치된 2 개의 충전가능 디바이스들을 포함하지만, 본 발명의 실시형태들은 그렇게 제한되지 않는다. 오히려, 임의의 수의 송신 안테나들이 커플링되어 있는 충전 디바이스 및 그 충전 디바이스에 근접하게 위치된 임의의 수의 충전가능 디바이스들을 포함하는 충전 시스템이 본 발명의 범위 내에 있다.
더욱이, 일 예시적인 실시형태에 따르면, 제 1 충전가능 디바이스 (406) 및 제 2 충전가능 디바이스 (410) 는 각각 적어도 하나의 다른 전자 디바이스와 데이터를 공유하도록 구성될 수도 있다. 더 상세하게는, 일 예로서, 제 1 충전가능 디바이스 (406) 는 적어도 하나의 다른 전자 디바이스와 통신 링크를 확립하도록 구성될 수도 있으며, 그 통신 링크의 확립 시에, 적어도 하나의 다른 전자 디바이스와 정보 (예를 들어, 오디오 파일, 데이터 파일 또는 비디오 파일) 를 공유할 수도 있다. 통신 링크는 임의의 공지되고 적절한 방식을 통하여 확립될 수도 있다. 예를 들어, 통신 링크는 근거리장 통신 (NFC) 수단을 통해, 반사된 임피던스 수단을 통해, 근거리 네트워크 (LAN) 를 통해, 또는 개인 영역 네트워크 (PAN) 를 통해 확립될 수 있다. 일 예로서, 제 1 충전가능 디바이스 (406) 는 임의의 공지되고 적절한 수단을 통해 제 2 충전가능 디바이스 (410) 와 통신 링크 (414) 를 확립하도록 구성될 수도 있으며, 그 통신 링크 (414) 의 확립 시에, 제 1 충전가능 디바이스 (406) 와 제 2 충전가능 디바이스 (410) 간에 정보가 공유될 수도 있다. 더 상세하게는, 통신 링크 (414) 가 제 1 충전가능 디바이스 (406) 와 제 2 충전가능 디바이스 (410) 간에 확립된 후에, 제 1 충전가능 디바이스 (406) 는 제 2 충전가능 디바이스 (410) 에 정보를 송신할 수도 있고, 제 1 충전가능 디바이스 (406) 는 제 2 충전가능 디바이스 (410) 로부터 정보를 수신할 수도 있다. 초기에는, 전자 디바이스 (예를 들어, 충전가능 디바이스 (410) 또는 충전가능 디바이스 (406)) 는 정보 공유 능력을 가능하게 하도록 구성될 필요가 있을 수도 있다는 것에 주목하게 된다. 그러나, 초기 구성 (configuration) 후에, 전자 디바이스는 정보를 공유하도록 무기한 조정될 수도 있다.
그 결과, 본 발명의 일 예시적인 실시형태에 따르면, 충전가능 디바이스 (예를 들어, 제 2 충전가능 디바이스 (410)) 는 송신 안테나 (예를 들어, 송신 안테나 (404)) 로부터 무선 전력을 수신하고, 동시에 적어도 하나의 다른 전자 디바이스 (예를 들어, 충전가능 디바이스 (406)) 로부터 정보를 수신하고 적어도 하나의 다른 전자 디바이스 (예를 들어, 제 1 충전가능 디바이스 (406)) 에 정보를 송신하며, 또는 양자를 행하도록 구성될 수도 있다. 통신 링크 (414) 가 근거리장 통신 링크를 포함한다면, 충전가능 디바이스 (예를 들어, 제 2 충전가능 디바이스 (410)) 는 송신 안테나 (예를 들어, 송신 안테나 (404)) 로부터 무선 전력을 수신한 직후 또는 직전에 적어도 하나의 다른 전자 디바이스 (예를 들어, 충전가능 디바이스 (406)) 로부터 정보를 수신하거나 또는 적어도 하나의 다른 전자 디바이스 (예를 들어, 제 1 충전가능 디바이스 (406)) 에 정보를 송신하도록 구성될 수도 있다는 것에 주목하게 된다.
무선 전력 송신은, 무선 전력 송신 시스템 내의 일 디바이스가 송신기를 포함하고 다른 디바이스가 수신기를 포함할 때 발생할 수도 있지만, 단일 디바이스가 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 양자를 포함할 수도 있다. 따라서, 이러한 일 실시형태는 전용 송신 회로 (예를 들어, 송신 전력 컨버전 회로 및 송신 안테나) 및 전용 수신기 회로 (예를 들어, 수신 안테나 및 수신 전력 컨버전 회로) 를 포함하도록 구성될 수 있다. 따라서, 본원에 개시된 다양한 예시적인 실시형태들은 양방향 전력 송신, 즉 디바이스가 그 디바이스에서 무선 전력을 수신하고 또한 그 디바이스로부터 무선 전력을 송신하게 하는 능력을 식별한다.
이러한 구성의 다양한 이점은 무선 전력을 수신 및 저장한 후, 후속하여 저장된 전력을 다른 수신 또는 "흡수 (absorbing)" 디바이스에 송신 또는 "제공 (donate)" 하는 디바이스의 능력을 포함한다. 따라서, 이러한 구성은 또한 "피어-투-피어 (pear-to-pear)" "자선의 (charitable)" 충전 구성인 것으로 간주될 수도 있다. 이러한 디바이스 충전 장치는 충전이 발생하는 위치에서 상당한 편의를 제공한다 (즉, 수신기 또는 "흡수" 디바이스가 반드시 부자유스럽게 위치하거나 이용불가능한 충전 패드로부터 충전을 수신할 필요는 없다).
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 안테나를 갖는 충전가능 디바이스는 적어도 하나의 다른 충전가능 디바이스에 무선 전력을 송신하고 적어도 하나의 다른 충전가능 디바이스로부터 무선 전력을 수신하도록 구성될 수도 있다. 더 상세하게는, 도 5 를 참조하면, 안테나 (408) 를 갖는 제 1 충전가능 디바이스 (406) 는 안테나 (412) 를 갖는 제 2 충전가능 디바이스 (410) 에 무선 전력을 송신하도록 구성될 수도 있으며, 그 역 또한 마찬가지이다. 따라서, 제 1 충전가능 디바이스 (406) 및 제 2 충전가능 디바이스 (410) 각각은 양방향 무선 충전을 위해 구성될 수도 있다. 이러한 양방향 무선 충전을 위한 일 예시적인 접근법은, 상세가 여기에 참조에 의해 통합되는, 2009년 9월 1일자로 출원된 발명의 명칭이 "BIDIRECTIONAL WIRELESS POWER TRANSMISSION" 인 미국 특허출원 제12/552,110호에 기술되어 있다.
이제, 도 5 를 계속 참조하여, 무선 전력을 송신 및 수신하도록 구성된 전자 디바이스를 동작하는 다양한 예상된 방법들이 설명될 것이다. 다양한 예시적인 실시형태들은 제 1 충전가능 디바이스 (406) 가 제 2 충전가능 디바이스 (410) 로부터 전력을 요청하는 것과 관련하여 설명되지만, 제 2 충전가능 디바이스 (410) 가 유사하게 제 1 충전가능 디바이스 (406) 로부터 전력을 요청할 수도 있다는 것에 주목하게 된다.
임의의 시간에, 제 1 충전가능 디바이스 (406) 는 제 2 충전가능 디바이스 (410) 로부터 전력을 요청할 수도 있으며, 전력 요청에 응답하여, 제 2 충전가능 디바이스 (410) 는 그 요청을 거부하거나 수락하거나 어느 하나를 행할 수도 있다. 전력 요청이 수락되는지 거부되는지 여부를 결정하는 기준은 구현 특정적일 수도 있으며, 다양한 팩터들을 포함할 수도 있다. 이러한 팩터들은 단지 예를 들면, 제 1 충전가능 디바이스 (406) 에 의해 요청되는 전력량, 제 1 충전가능 디바이스 (406) 에 전력을 제공하기에 충분한 에너지량을 제 2 충전가능 디바이스 (410) 가 포함하는지 여부, 제 2 충전가능 디바이스 (410) 가 제 1 충전가능 디바이스 (406) 를 충전하기에 충분한 전류량을 소싱하도록 구성되는지 여부, 제 2 충전가능 디바이스 (410) 가 충전을 수신할 수 있기 전의 추정된 시간량, 제 2 충전가능 디바이스 (410) 가 제 1 충전가능 디바이스 (406) 에 전력을 제공한 후의 추정된 대기 시간, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 더욱이, 상기 결정은 사용자 정의된 선호도에 의존할 수도 있다. 또한, 디바이스 사용자는 전력 요청을 수락할지 거부할지 여부를 묻는 실시간 프롬프트를 수신할 수도 있다. 충전 요청의 수락 시에, 제 2 충전가능 디바이스 (410) 는 전력을 무선으로 송신할 수도 있고, 그 전력은 제 1 충전가능 디바이스 (406) 에 의해 수신될 수도 있다.
도 6 은 안테나 (504) 가 커플링되어 있는 전자 디바이스 (502) 를 예시한다. 전자 디바이스 (502) 는 임의의 공지된 전자 디바이스를 포함할 수도 있다. 도 6 에 예시된 예에서, 전자 디바이스 (502) 는 랩탑 컴퓨터를 포함하며, 랩탑 컴퓨터의 리드 (lid) (즉, 모니터) 에는 안테나 (504) 가 커플링된다. 일 예시적인 실시형태에 따르면, 안테나 (504) 및 관련 회로 (미도시) 는 무선 전력을 수신하고 또한 무선 전력을 송신하도록 구성될 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태에 따르면, 도 7 에 예시한 바와 같이, 전자 디바이스 (502) 는 무선 전력을 수신하도록 구성된 수신 안테나 (506) 및 관련 수신기 회로 (미도시), 및 무선 전력을 송신하도록 구성된 송신 안테나 (508) 및 관련 송신기 회로 (미도시) 를 포함할 수도 있다. 안테나 (504), 수신 안테나 (506) 및 송신 안테나 (508) 각각은 안테나들과 전자 디바이스 (502) 의 임의의 금속성 컴포넌트들 (예를 들어, 전자 디바이스 (502) 의 금속성 디스플레이) 간의 임의의 전기적 간섭을 회피하도록 하는 방식으로 전자 디바이스 (502) 에 커플링될 수도 있다는 것에 주목하게 된다.
어느 하나의 예시적인 실시형태에서, 무선 전력을 수신하도록 구성된 안테나 (즉, 안테나 (504) 또는 수신 안테나 (506)) 는 전자 디바이스 (502) 의 엘리먼트, 이를 테면 전력 회로, 배터리 또는 이들의 임의의 조합과 인터페이스할 수도 있다. 따라서, 안테나 (504) 또는 수신 안테나 (506) 에 의해 수신된 전력이 전자 디바이스 (502) 의 엘리먼트 (예를 들어, 배터리, 전력 회로 또는 이들의 임의의 조합) 에 전달될 수도 있다. 또한, 무선 전력을 송신하도록 구성된 안테나 (즉, 안테나 (504) 또는 송신 안테나 (508)) 는 전자 디바이스 (502) 의 전력 소스, 이를 테면 전력 회로, 배터리 또는 이들의 임의의 조합과 인터페이스할 수도 있다. 따라서, 전력이 전자 디바이스 (502) 의 전력 소스 (예를 들어, 배터리, 전력 회로 또는 이들의 임의의 조합) 로부터 안테나 (504) 또는 송신 안테나 (508) 로 전달될 수도 있으며, 안테나 (504) 또는 송신 안테나 (508) 는 그 후 관련 근거리장 지역 내에 전력을 무선으로 송신할 수도 있다.
도 8 은 무선 전력을 수신하고 또한 무선 전력을 송신하도록 구성된 전자 디바이스에 대한 상태 머신도 (600) 를 예시한다. 전자 디바이스 (예를 들어, 전자 디바이스 (502)) 의 에너지 레벨 (즉, 배터리 충전량) 이 미리 결정된 임계값 레벨보다 더 큰 동안의 임의의 시간에, 전자 디바이스는 "송신 준비된 상태 (READY to TRANSMIT STATE)" (602) 에서 동작할 수도 있다. 전자 디바이스가 미리 결정된 임계값 레벨보다 더 큰 에너지 레벨을 포함해야만 전자 디바이스가 에너지를 송신하게 하는 것은, 전자 디바이스가 충분한 충전을 할 필요가 없는 다른 전자 디바이스를 충전하지 못하게 할 수도 있으며, 또는 그렇게 하면 즉시 충전 (immediate charge) 을 필요로 하는 전자 디바이스로부터 전력을 상당히 소모 (drain) 시킬 것이다.
전자 디바이스가 에너지 송신 준비된 상태 (602) 에 있는 동안의 임의의 시간에, 무선 충전을 수신하도록 구성된 다른 전자 디바이스가 전자 디바이스의 충전 지역 내에 위치된다면, 전자 디바이스들 간의 인증 프로세스가 발생할 수도 있다. 디바이스들이 성공적으로 인증된 후에, 전자 디바이스는 "송신 상태 (TRANSMIT STATE)" (604) 로 천이할 수도 있으며, 여기서 전자 디바이스는 다른 충전가능 디바이스에 전력을 송신할 수도 있다. 더욱이, 전자 디바이스가 에너지 송신 준비된 상태 (602) 에 있는 동안의 임의의 시간에, 전자 디바이스가 무선 전력을 송신하도록 구성된 다른 전자 디바이스의 충전 지역 내에 위치된다면, 전자 디바이스들 간에 인증 프로세스가 발생할 수도 있다. 성공적인 인증 시에, 전자 디바이스는 "수신 상태 (RECEIVE STATE)" (606) 로 천이할 수도 있으며, 여기서 전자 디바이스는 다른 전자 디바이스로부터 무선 충전을 수신할 수도 있다. 전자 디바이스는 동시에 무선 전력을 송신하고 무선 전력을 수신하도록 구성될 수도 있다는 것에 주목하게 된다. 따라서, 전자 디바이스는 동시에 송신 상태 (604) 및 수신 상태 (606) 에 있을 수도 있다.
도 9 는 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따른, 충전 시스템 (650) 을 예시한다. 충전 시스템 (650) 은 전력 커넥터 (656) 를 통해 전력 소스 (654) 에 커플링되도록 구성된 충전기 (652) 를 포함할 수도 있다. 충전기 (652) 는 또한 본원에서 "기지국 충전기" 로 지칭될 수도 있다. 전력 소스 (654) 는 임의의 공지되고, 적절한 전력 소스, 이를 테면 전원 콘센트 (power outlet) 를 포함할 수도 있다. 또한, 전력 커넥터 (656) 는 임의의 공지되고, 적절한 전력 커넥터, 이를 테면 전선 (power cord) 을 포함할 수도 있다.
기지국 충전기 (652) 는 적어도 하나의 포트 (미도시) 를 포함할 수도 있으며, 각각의 포트는 휴대용 충전 패드 (658) 를 수용하도록 구성된다. 각각의 포트는 휴대용 충전 패드를 기지국 충전기 (652) 에 기계적으로 커플링하고, 휴대용 충전 패드를 기지국 충전기 (652) 에 전기적으로 커플링하며, 또는 양자를 행하도록 구성될 수도 있다는 것에 주목하게 된다. 휴대용 충전 패드 (658) 는 안테나 (660) 및 관련 회로 (662) (도 10 참조) 를 포함할 수도 있다. 휴대용 충전 패드 (658) 는 또한 에너지 저장 디바이스 (664) (도 10 참조), 이를 테면, 단지 예를 들면, 충전가능 배터리, 저장 커패시터, MEMS 에너지 저장 디바이스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 기지국 충전기 (652) 는 전력 소스 (654) 및 전력 커넥터 (656) 를 통해 전력을 수신하고 임의의 적절한 수단을 통해 하나 이상의 충전 패드들 (658) 에 전력을 공급하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 기지국 충전기 (652) 는 하나 이상의 송신 안테나들을 포함할 수도 있고, 하나 이상의 충전 패드들 (658) 에 전력을 무선으로 송신하도록 구성될 수도 있다. 다른 예로서, 기지국 충전기 (652) 는 그 충전기에 커플링된 하나 이상의 휴대용 충전 패드들 (658) 에 유선 커넥션을 통해 전력을 전달하도록 구성될 수도 있다. 또한, 휴대용 충전 패드 (658) 는 충전기 (652) 로부터 제거되도록 구성될 수도 있으며, 하나 이상의 충전가능 디바이스들의 후속 충전을 위해 임의의 위치로 이동될 수도 있다.
이제, 충전 시스템 (예를 들어, 충전 시스템 (650)) 을 동작하는 예시적인 방법들이 설명될 것이다. 하나 이상의 휴대용 충전 패드들 (658) 은 기지국 충전기 (652) 에 커플링되거나 근접하여 배치될 수도 있다. 전력 소스 (654) 및 전력 커넥터 (656) 를 통해 전력을 수신할 수도 있는 기지국 충전기 (652) 는 임의의 공지되고 적절한 방식을 통해 하나 이상의 휴대용 충전 패드들 (658) 에 전력을 송신할 수도 있다. 충전을 수신한 후에, 적어도 하나의 휴대용 충전 패드 (658) 는 기지국 충전기 (652) 로부터 제거되고, 후속하여 적어도 하나의 충전가능 디바이스를 충전하는데 이용될 수도 있다.
일 예로서, 사용자는 집 또는 사무실과 같은 위치에 위치되는 기지국 충전기 (652) 를 통해 휴대용 충전 패드 (658) 를 충전한 후, 그 휴대용 충전 패드 (658) 를 제거하며, 그 휴대용 충전 패드 (658) 를 이용하여 운송수단, 이를 테면 자동차 또는 비행기에 위치되는 적어도 하나의 충전가능 디바이스를 무선 충전할 수도 있다. 보다 특정 예로서, 사용자는 비행기 트레이 테이블 상에 휴대용 충전 패드 (658) 를 위치시키고, 휴대용 충전 패드 (658) 의 충전 지역 내에 미디어 플레이어를 위치시키며, 그 미디어 플레이어를, 미디어가 "오프" 동작 상태나 "온" 동작 상태 중 어느 하나에 있는 동안 충전할 수도 있다. 따라서, 유선 전력 커넥션의 필요 없이 미디어 플레이어의 배터리 수명이 연장될 수도 있다.
다른 예로서, 사용자는 사무실 또는 서재 (den) 와 같은 거주지 내의 위치에 위치된 기지국 충전기 (652) 를 통해 휴대용 충전 패드 (658) 를 충전할 수도 있다. 그 후, 사용자는 휴대용 충전 패드 (658) 를 제거하고, 그 휴대용 충전 패드 (658) 를 이용하여 전원 콘센트를 포함하지 않을 수도 있는 다른 위치에 있는 적어도 하나의 충전가능 디바이스를 무선 충전할 수도 있다. 보다 특정 예로서, 사용자는 전원 콘센트에 근접해 있지 않을 수도 있는 야외 테이블 또는 엔트리-웨이 테이블 상에 휴대용 충전 패드 (658) 를 위치시킬 수도 있다. 사용자는 그 후 휴대용 충전 패드 (658) 의 충전 지역 내에 랩탑 컴퓨터를 위치시키고, 그 랩탑 컴퓨터를, 그 랩탑 컴퓨터가 "오프" 동작 상태나 "온" 동작 상태 중 어느 하나에 있는 동안 충전할 수도 있다. 따라서, 유선 전력 커넥션의 필요 없이 랩탑 컴퓨터의 배터리 수명이 연장될 수도 있다.
도 11 은 하나 이상의 예시적인 실시형태들에 따른, 방법 (680) 을 예시한 흐름도이다. 방법 (680) 은 휴대용 충전가능 디바이스를 이용하여 전력을 수신하는 단계 (숫자 682 로 표시) 를 포함할 수도 있다. 방법 (680) 은 관련 근거리장 지역 내에 휴대용 충전가능 디바이스로부터의 무선 전력을 송신하는 단계 (숫자 684 로 표시) 를 더 포함할 수도 있다.
당업자에 의해 이해되는 바와 같이, "표면 컴퓨팅 (surface computing)" 은, 사용자가 키보드, 마우스 또는 모니터 대신에 물체 (예를 들어, 테이블) 의 표면을 통하여 물체의 표면 상에 위치된 컴퓨터 및/또는 전자 디바이스와 상호작용할 수도 있는 기술과 관련된 용어이다. 멀티-터치 표면은 표면 접촉 (예를 들어, 다수의 손가락 또는 다수의 사용자에 의한 터치) 를 통하여 표면 상에 디스플레이된 물체의 조작을 허용함으로써 표면 컴퓨팅을 용이하게 할 수도 있다. 또한, 각각의 디바이스에 할당된 고유한 식별자를 이용하여 물체의 표면 상에 위치된 2 개 이상의 디바이스들 간에 컨텐츠가 전송될 수도 있다.
도 12 는 본 발명의 다양한 예시적인 실시형태들에 따른, 무선 충전을 위해 구성된 표면 컴퓨팅 디바이스 (500) 를 예시한다. 디바이스 (500) 는 터치 감지 플라즈마 스크린을 포함할 수도 있는 디스플레이를 포함할 수도 있다. 또한, 디바이스 (500) 는 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 카메라, 프로젝터, 스피커 등을 포함할 수도 있다. 또한, 무선 충전기 (500) 는 관련 근거리장 지역 내에 전력을 무선으로 송신하도록 구성된 송신 안테나 (502) 를 포함할 수도 있다.
구성된 바와 같이, 디바이스 (500) 는 디바이스 (500) 의 표면 (508) 상에 위치된 전자 디바이스의 존재를 검출 및 인증할 수도 있다. 디바이스, 예를 들어 디바이스 (500) 상에 위치된 모바일 폰 (504) 또는 디지털 카메라 (506) 의 존재는 송신기 안테나 (502) 와 무선 전력을 수신하도록 구성된, 전자 디바이스 (예를 들어, 모바일 폰 (504)) 내의 안테나 (미도시) 간에 확립된 자기장의 장 교란 (field disturbance) 을 검출함으로써 결정될 수도 있다. 전자 디바이스의 존재를 검출하는 것에 더하여, 장 교란은, 전자 디바이스가 무선 전력을 수신할 준비가 되어 있거나 또는 정보를 송신 또는 수신할 준비가 되어 있다는 것을 나타낼 수도 있다. 예를 들어, 디바이스 (500) 상에 위치된 전자 디바이스, 이를 테면 디지털 카메라 (506) 는 무선 충전 프로토콜을 통해, 무선 충전을 요청하고, 블루투스 (BT) 커넥션과 같은 무선 데이터 링크의 확립을 요청하며, 또는 양자를 행하는 신호를 송신할 수도 있다. 임의의 공지되고 적절한 데이터 링크는 본 발명의 범위 내에 있을 수도 있다는 것에 주목하게 된다. 예를 들어, 데이터 링크는 블루투스 커넥션, Wi-Fi 커넥션, 60GHz 커넥션 또는 UWB 커넥션을 포함할 수도 있다.
무선 데이터 링크 (예를 들어, BT 커넥션) 가 전자 디바이스 (예를 들어, 모바일 폰 (504) 또는 디지털 카메라 (506)) 와 디바이스 (500) 간에 확립될 수도 있기 전에, 디바이스 (500) 는 키 교환을 개시하여 전자 디바이스와 디바이스 (500) 를 "한 쌍으로 할" 수도 있다는 것에 주목하게 된다. 일단 한 쌍이 되면, 데이터 링크를 개시하여, 충전되는 전자 디바이스와 디바이스 (500) 간에 데이터를 전송하게 한다. 더 상세하게는, 데이터 링크의 확립 시에, 데이터, 이를 테면 사진, 비디오 또는 음악이 예를 들어, 전자 디바이스의 '공개 (public)' 디렉토리로부터 디바이스 (500) 로 전송될 수도 있다. 더욱이, 데이터 링크가 확립되었고 데이터가 전자 디바이스로부터 디바이스 (500) 로 전송된 후에, 표면 (508) 상에 위치된 전자 디바이스가 무선 충전을 수신하는 동안, 사용자는 사용하기 쉬운, 멀티-터치 방식으로 데이터와 상호작용할 수도 있다. 일 예로서, 전자 디바이스로부터 전송된 데이터는, 전자 디바이스가 충전중인 동안, 디바이스 (500) 에 의해 전달될 수도 있다 (예를 들어, 사진이 디스플레이되거나 음악이 재생될 수도 있다). 디바이스 사용자는 데이터를 디바이스 (500) 에 전송하지 않고 전자 디바이스 상에 저장된 데이터에 액세스하여 그 데이터와 상호작용할 수도 있다는 것에 주목하게 된다.
도 13 은 본 발명의 다양한 예시적인 실시형태들에 따른, 무선 충전을 위해 구성된 다른 표면 컴퓨팅 디바이스 (600) 를 예시한다. 디바이스 (600) 는 관련 근거리장 지역 내에 전력을 무선으로 송신하도록 구성된 송신 안테나 (620) 를 포함한다. 일 예시적인 실시형태에 따르면, 디바이스 (600) 는 그 디바이스 (600) 상에 위치된 하나 이상의 전자 디바이스들 중 적어도 하나와 관련된 인터랙티브 엘리먼트들 (즉, 제어장치) 을 갖는 인터랙티브 메뉴를 디스플레이하도록 구성된 멀티-터치 표면으로서 구현될 수도 있다. 디바이스 (600) 는 디바이스 (600) 의 표면 (608) 상에 이미지들을 수신 및 송신하도록 구성된 카메라 (604) 및 프로젝터 (602) 를 포함할 수도 있다. 이미지 (610) 는 디바이스 (600) 의 표면 (608) 상에 프로젝팅된 모바일 폰 (504) 으로부터의 키패드를 제시하는 하나의 그러한 이미지이다. 키패드의 프로젝팅된 이미지는, 폰 제어장치를 조작하기 위해, 모바일 폰 (504) 의 실제 키패드 상에서 이용가능한 한정된 공간에서 이용가능한 것보다 더 큰 영역을 제시함으로써 모바일 폰 (504) 의 이용을 향상시킬 수도 있다. 더욱이, 디바이스 (600) 는 전자 디바이스, 이를 테면 모바일 폰 (504) 으로부터 수신된, 데이터, 이를 테면 오디오 파일을 들을 수 있게 전달하도록 구성된 스피커 (601) 를 포함할 수도 있다.
다른 예시적인 실시형태에 따르면, 디바이스 (600) 는 독립형 컴퓨터와 통신하도록 구성될 수도 있다. 단지 예를 들면, 디바이스 (600) 는 무선 수단을 통해, 이를 테면 USB 어댑터 또는 USB 동글 (dongle) 을 통해 독립형 컴퓨터와 통신하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 독립형 컴퓨터 및 관련 디스플레이는 인터넷을 통한, 또는 디바이스 (600) 상에 배치된 전자 디바이스로 그리고 그 전자 디바이스로부터의 정보 교환을 용이하게 하는데 이용될 수도 있다. 더 상세하게는, 도 14 는 디바이스 (600) 가 예를 들어 블루투스 커넥션에 의하여 디바이스 (600) 와 컴퓨터 (700) 간에 통신 링크를 제공하는 USB 동글 (702) 을 통하여 컴퓨터 (700) 와 통신하도록 구성되는 시스템을 예시한다. 이 예시적인 실시형태에서, 컴퓨터 (700) 의 모니터는 디바이스 (600) 의 표면 상에 위치된 전자 디바이스 (예를 들어, 모바일 폰 (504)) 상의 데이터를 조작하는데 이용될 수도 있다. 추가로, 컴퓨터 (700) 는 전자 디바이스와 인터넷 간의 커넥션을 가능하게 하기 위해 인터넷에 통신 링크를 제공할 수도 있다. 따라서, 예를 들어, 모바일 폰 (504) 이 송신 안테나 (620) 를 통해 충전되고 있는 동안 모바일 폰 (504) 과 컴퓨터 (700) 간에 데이터가 전송될 수도 있다.
도 15 는 하나 이상의 예시적인 실시형태들에 따른, 다른 방법 (690) 을 예시한 흐름도이다. 방법 (690) 은 송신 안테나로부터 디바이스의 표면 상에 위치된 하나 이상의 전자 디바이스들에 무선 전력을 송신하는 단계 (숫자 692 로 표시) 를 포함할 수도 있다. 더욱이, 방법 (690) 은 디바이스의 표면 상에 위치된 디스플레이를 통해, 하나 이상의 전자 디바이스들 중 적어도 하나의 전자 디바이스로부터의 데이터를 전달하는 단계 (숫자 694 로 표시) 를 포함할 수도 있다.
당업자는 정보 및 신호가 다양한 상이한 기술 및 기법 중 임의의 것을 이용하여 나타내질 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 상기 설명 전반에 걸쳐 참조될 수도 있는 데이터, 명령, 커맨드, 정보, 신호, 비트, 심볼 및 칩은 전압, 전류, 전자기파, 자기장 또는 자기 입자, 광학장 또는 광학 입자, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 나타내질 수도 있다.
당업자는 또한 본원에 개시된 예시적인 실시형태들과 함께 설명된 다양한 예시적인 논리 블록, 모듈, 회로 및 알고리즘 단계가 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 양자의 조합으로서 구현될 수도 있다는 것을 알 것이다. 하드웨어와 소프트웨어의 이런 상호교환가능성을 명확히 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트, 블록, 모듈, 회로 및 단계는 그들의 기능성의 관점에서 일반적으로 상술되어 있다. 이러한 기능성이 하드웨어로서 구현되는지 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전체 시스템에 부과된 특정 애플리케이션 및 설계 제약에 의존한다. 당업자는 상기 설명된 기능성을 각각의 특정 애플리케이션에 대해 다양한 방식으로 구현할 수도 있지만, 이러한 구현 결정은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 범위로부터 벗어남을 야기하는 것처럼 해석되어서는 안된다.
본원에 개시된 예시적인 실시형태들과 함께 설명된 다양한 예시적인 논리 블록, 모듈 및 회로는 본원에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드 프로그램가능한 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그램가능한 로직 디바이스, 별개의 게이트 또는 트랜지스터 로직, 별개의 하드웨어 컴포넌트, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현 또는 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안으로, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 이러한 구성의 조합으로서 구현될 수도 있다.
본원에 개시된 예시적인 실시형태들과 함께 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 직접 하드웨어에, 프로세서에 의해 실행된 소프트웨어 모듈에, 또는 이 둘의 조합에 구현될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 플래시 메모리, 판독 전용 메모리 (ROM), 전기적으로 프로그램가능한 ROM (EPROM), 전기적으로 소거가능한 프로그램가능한 ROM (EEPROM), 레지스터, 하드 디스크, 착탈식 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 일 예시적인 저장 매체는 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독하고 그 저장 매체에 정보를 기록할 수 있도록 프로세서에 커플링된다. 대안으로, 저장 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 에 상주할 수도 있다. ASIC 은 사용자 단말기에 상주할 수도 있다. 대안으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 별개의 컴포넌트들로서 상주할 수도 있다.
하나 이상의 예시적인 실시형태들에서, 상기 설명된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합에 구현될 수도 있다. 소프트웨어에 구현한 경우, 그 기능들은 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장 또는 송신될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 일 장소로부터 타 장소로의 컴퓨터 프로그램의 전송을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체와 컴퓨터 저장 매체 양자를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수도 있다. 제한이 아닌 일 예로, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장, 자기 디스크 저장 또는 다른 자기 저장 디바이스, 또는 원하는 프로그램 코드를 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 운반 또는 저장하는데 이용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 문맥은 적절히 컴퓨터 판독가능 매체라 일컬어진다. 예를 들어, 소프트웨어가 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드 페어, 디지털 가입자 회선 (DSL), 또는 적외선, 무선 및 마이크로파와 같은 무선 기술을 이용하여 웹사이트, 서버 또는 다른 원격 소스로부터 송신된다면, 매체의 정의에는 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드 페어, DSL, 또는 적외선, 무선 및 마이크로파와 같은 무선 기술이 포함된다. 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는 본원에 사용한 바와 같이, 콤팩트 디스크 (compact disc; CD), 레이저 디스크 (laser disc), 광학 디스크 (optical disc), 디지털 다기능 디스크 (digital versatile disc; DVD), 플로피 디스크 (floppy disk) 및 블루-레이 디스크 (blu-ray disc) 를 포함하며, 여기서 디스크 (disk) 는 보통 데이터를 자기적으로 재생시키는 한편, 디스크 (disc) 는 레이저를 이용하여 데이터를 광학적으로 재생시킨다. 상기의 조합이 또한 컴퓨터 판독가능 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.
상기 개시된 예시적인 실시형태들의 이전의 설명은 당업자로 하여금 본 발명을 실시 또는 이용할 수 있게 하기 위해 제공된다. 이들 예시적인 실시형태들에 대한 다양한 변형은 당업자에게 쉽게 명백할 것이며, 본원에 정의된 일반적인 원리는 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어남 없이 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본원에 나타내진 예시적인 실시형태들로 제한되는 것으로 의도되지 않고 본원에 개시된 원리 및 신규한 특징에 부합하는 최광의 범위를 따르게 될 것이다.

Claims (28)

  1. 휴대용 충전가능 디바이스로서,
    전력 소스로부터 전력을 수신하도록 구성된 에너지 저장 디바이스; 및
    실질적으로 비변조된 공진 주파수에 따라 관련 근거리장 지역 내에 상기 에너지 저장 디바이스에 저장된 전력을 송신하도록 구성된, 적어도 하나의 안테나를 포함하는 송신기를 포함하는, 휴대용 충전가능 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 휴대용 충전가능 디바이스는, 충전기에 선택적 커플링되도록 구성된 휴대용 충전 패드를 포함하는, 휴대용 충전가능 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 충전기는, 복수의 충전가능 디바이스들에 동작가능하게 커플링되어 상기 복수의 충전가능 디바이스들을 충전하도록 구성되는, 휴대용 충전가능 디바이스.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 충전기는, 전원 콘센트 (power outlet) 로부터 전력을 수신하도록 구성되는, 휴대용 충전가능 디바이스.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 전력 소스는, 충전가능 전자 디바이스 및 기지국 충전기 중 하나를 포함하는, 휴대용 충전가능 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신기는, 상기 에너지 저장 디바이스가 상기 전력 소스로부터 전력을 수신하는 것에 후속하여 상기 에너지 저장 디바이스에 저장된 에너지를 송신하도록 구성되는, 휴대용 충전가능 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 안테나는, 상기 전력 소스로부터 무선 전력을 수신하도록 구성되는, 휴대용 충전가능 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 송신 안테나는, 상기 휴대용 충전가능 디바이스의 전력 레벨이 미리 결정된 임계값 레벨보다 높다면, 무선 전력을 송신하도록 구성되는, 휴대용 충전가능 디바이스.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 휴대용 충전가능 디바이스는 또한, 상기 전력 소스로부터 전력을 수신하고, 동시에 적어도 하나의 다른 전자 디바이스로부터의 정보의 수신 및 상기 적어도 하나의 다른 전자 디바이스에의 정보의 송신 중 적어도 하나를 행하도록 구성되는, 휴대용 충전가능 디바이스.
  10. 디바이스로서,
    하나 이상의 전자 디바이스들의 배치를 위해 구성된 표면; 및
    관련 근거리장 내에 무선 전력을 송신하도록 구성된, 상기 표면에 근접한 적어도 하나의 송신 안테나를 포함하며,
    상기 디바이스는 :
    상기 디바이스 상에 위치된 전자 디바이스의 안테나와 상기 송신 안테나 간의 장 교란 (field disturbance) 을 검출하고;
    상기 디바이스 상에 위치된 상기 하나 이상의 전자 디바이스들 간의 하나 이상의 통신 링크들을 가능하게 하도록 구성되는, 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 디바이스는, 상기 디바이스 상에 위치된 상기 하나 이상의 전자 디바이스들 중 적어도 하나의 전자 디바이스 간에 블루투스 통신 링크, 60MHz 통신 링크, Wi-Fi 통신 링크, IEEE 802.11 통신 링크 및 UWB 통신 링크 중 적어도 하나의 통신 링크를 가능하게 하도록 구성되는, 디바이스.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 표면은 멀티-터치 표면을 포함하는, 디바이스.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 멀티-터치 표면은, 상기 디바이스 상에 위치된 상기 하나 이상의 전자 디바이스들 중 적어도 하나의 전자 디바이스와 관련된 인터랙티브 엘리먼트들을 디스플레이하도록 구성되는, 디바이스.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 디바이스는 또한, 상기 전자 디바이스와의 통신 링크를 가능하게 하기 전에 상기 하나 이상의 전자 디바이스들 중 일 전자 디바이스와 키 교환을 개시하도록 구성되는, 디바이스.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 디바이스는 또한, 상기 디바이스의 상기 표면 상에 위치된 디스플레이를 통해, 상기 하나 이상의 전자 디바이스들 중 적어도 하나의 전자 디바이스로부터의 데이터를 전달하도록 구성되는, 디바이스.
  16. 휴대용 충전가능 디바이스 내의 에너지 저장 디바이스를 이용하여 전력을 수신하는 단계; 및
    실질적으로 비변조된 공진 주파수에 따라 관련 근거리장 지역 내에 상기 에너지 저장 디바이스에 저장된 전력을 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 에너지 저장 디바이스를 이용하여 전력을 수신하는 단계는, 휴대용 충전 패드 내의 에너지 저장 디바이스를 이용하여 충전기로부터 전력을 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    무선 전력을 송신하는 단계는, 상기 휴대용 충전 패드로부터 하나 이상의 충전가능 디바이스들에 무선 전력을 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 휴대용 충전가능 디바이스 내의 에너지 저장 디바이스를 이용하여 전력을 수신하는 단계는, 셀룰러 전화기, 휴대용 미디어 플레이어, 카메라, 게이밍 디바이스, 내비게이션 디바이스, 헤드셋, 툴 및 장난감 중 적어도 하나를 이용하여 무선 전력을 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    다른 휴대용 디바이스로부터 무선 전력 충전을 요청하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 휴대용 충전가능 디바이스와 다른 휴대용 전자 디바이스 간에, 그들 간의 무선 전력을 송신하기 전에 인증 프로세스를 수행하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  22. 무선 전력 시스템으로서,
    휴대용 충전가능 디바이스 내의 에너지 저장 디바이스를 이용하여 전력을 수신하는 수단; 및
    실질적으로 비변조된 공진 주파수에 따라 관련 근거리장 영역 내에 상기 에너지 저장 디바이스에 저장된 전력을 송신하는 수단을 포함하는, 무선 전력 시스템.
  23. 실질적으로 비변조된 공진 주파수에 따라 송신 안테나로부터 디바이스의 표면 상에 위치된 하나 이상의 전자 디바이스들에 무선 전력을 송신하는 단계; 및
    상기 디바이스의 상기 표면 상에 위치된 디스플레이를 통해, 상기 하나 이상의 전자 디바이스들 중 적어도 하나의 전자 디바이스로부터의 데이터를 전달하는 단계를 포함하는, 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 디바이스의 상기 표면 상에 위치된 상기 하나 이상의 전자 디바이스들 중 일 전자 디바이스의 안테나와 상기 송신 안테나 간의 장 교란 (field disturbance) 을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 전자 디바이스들 중 일 전자 디바이스로부터 상기 디바이스로, 상기 전자 디바이스와 상기 디바이스 간의 데이터 링크 및 상기 디바이스로부터의 무선 충전 중 적어도 하나를 요청하는 적어도 하나의 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 데이터를 전달하는 단계는, 상기 디바이스의 상기 표면 상의 상기 하나 이상의 전자 디바이스들 중 일 전자 디바이스로부터 송신된 이미지들을 디스플레이하는 단계를 포함하는, 방법.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 데이터를 전달하는 단계는, 상기 디바이스와 관련된 적어도 하나의 스피커를 통해, 상기 하나 이상의 전자 디바이스들 중 일 전자 디바이스로부터 송신된 음악을 들을 수 있게 전달하는 단계를 포함하는, 방법.
  28. 무선 전력 시스템으로서,
    실질적으로 비변조된 공진 주파수에 따라 송신 안테나로부터 디바이스의 표면 상에 위치된 하나 이상의 전자 디바이스들에 무선 전력을 송신하는 수단; 및
    상기 디바이스의 상기 표면 상에 위치된 디스플레이를 통해, 상기 하나 이상의 전자 디바이스들 중 적어도 하나의 전자 디바이스로부터의 데이터를 전달하는 수단을 포함하는, 무선 전력 시스템.
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