[发明专利]具有可识别接收器的无线功率系统

说明书

一种无线功率发送器系统，其用于将高能波束引向配备有识别标记的接收器。一种类型的识别标记可以具有非对称的形状性质，使得即使在图像被旋转、倾斜、或以其他方式几何操控之后，它们的镜像也不能与它们的实际形状匹配。系统因此可以确定检测到的标记的图像是直接从所述接收器接收的真实图像，还是在成像波束已经在接收器与传输系统之间经历反射之后接收到的。在后一种情况下，系统可以防止将高功率传输引向除真实接收器之外的位置，这可能是安全隐患。其他类型的识别标记可以位于传输空间的不同区的边界中或在传输空间的不同区的边界上，以识别可以允许或禁止传输的区。

技术领域

本发明涉及用于向远程接收器提供能量的波束的功率传输领域，尤其涉及通过仅确保直接到被授权的接收器的功率传输以及在被允许接收功率传输的区域中的功率传输的这样的系统的安全操作。

背景技术

本领域中已知存在许多无线功率系统。然而，似乎不存在任何可用的商业系统能够根据安全法规在办公室或家庭环境的合理距离内传输足够的功率来操作便携式电子设备，例如需要显著的充电功率(在很多情况下运行达到10W以上)的智能手机和膝上型电脑。

也许自从20世纪初尼古拉·特斯拉的开创性工作以来，对无线功率传输系统的需要通常被认为是长期存在的需要。一些这样的提出的无线功率系统基于将电磁波束传输到接收器上的天线或光伏电池，其他无线功率系统基于将超声波束、或其他类型的功率波束传输到接收器。

这样的建议的传输设备在本公开中被称为“发送器”，并且可以使用激光束或另一种高能量波束来向接收器供应功率。在本公开中所称的“接收器”通常是指配备有光伏电池的便携式电子设备，该光伏电池将由发送器接收的波束转换为可使用的能量，从而能够对其电池充电而无需将设备插入到物理插座中。

在这样的系统中，发送器可以通过从接收器接收、被传输的波束的回射和/或从接收器接收无线通信来识别接收器。通常，使用由发送器在低功率设置下发射的激光束、或单独的RF或超声波束来扫描希望找到需要充电的接收器的房间。一旦发送器已经定位了接收器，发送器可以使用扫描镜来将其波束引向已识别的接收器以用于充电。

在和本申请具有共同所有权和一些共同发明人的“无线功率分配系统”的国际专利公布WO2017/033192中描述了系统，在该系统中在接收器可以提供响应之前，将最小量的能量传输到接收器，因此在实现从发送器传输全功率之前发送器识别自身。在其他应用中，例如在与本申请具有共同所有权和共同发明人的“无线激光功率发送器”的国际专利公开WO2009/083990中描述了系统，在该系统中在完整的无线功率发送器可以开始之前在发送器和接收器之间执行信号交换。

通常，选择搜索模式低功率设置，使得其低于用于人眼的安全限制或低于监管安全阈值。这样限制已经通过政府法规(例如，2018年4月的当前美国法规)以及其他类似的所接受的法规来设置。然而，使用这些安全阈值的系统通常是在考虑到人身安全的情况下实施的，但不必考虑可能更容易受到激光束损坏的“系统”，例如实验室或医疗装备、相机、通信系统等，其可能比人眼对甚至更低的功率波束敏感。因此，当发送器发射波束时，即使在低功率设置下，并且即使是在很短的时间内，也可能损坏对波束路径中的激光束敏感的装备。因此，这样的系统应当能够识别这种敏感的仪器并避免对其进行扫描，或者更实际地从所有方面进行，以利用确保发送器在已经识别它们之后可以仅将其激光引导到接收器上的系统。

现有技术的系统具有许多问题，这对于某些状况可能暗示不可接受的安全隐患。即使在发送器知道接收器位置的系统中，并且因此不需要进行扫描来识别接收器及其位置，波束可能被发送器和接收器之间的路径中的物体转移或反射，尤其是如果接收器位于光学复杂的环境内，例如家庭环境。