[发明专利]用于无线功率传输和通信的可穿戴装置

说明书

申请相关的交叉引用

本申请要求享有2015年8月6日提交的美国专利申请No.14/820,216的优先权，在此出于所有目的通过全文引用的方式将其内容并入本文。该申请也有资格并要求享有于2014年12月12日提交的美国临时申请No.62/091,117的申请日的权益，在此出于所有目的通过全文引用的方式将其内容并入本文。

技术领域

本公开涉及无线功率传输，并且特别地涉及在可穿戴装置中无线功率传输。

背景技术

对于可穿戴装置的市场在快速增长并且许多公司和研究所积极地开发装置。对于可穿戴装置(例如智能手表、智能眼镜、健康监测器、医疗装置等等)无线充电的挑战在于，装置通常并非2维(例如在计算机书写板中)而是通常形状为3维的。该几何的不规则性使其有益的是对于配置用于无线地接收功率的这些装置设计功率接收元件(有时称作功率接收单元或“PRU”)以改进或维持足够的互感(M)而同时适应合适的M变化。

发明内容

根据本公开的一些方面，一种用于可穿戴装置的无线充电系统可以包括多个线圈，其被配置用于在存在外部产生的磁场时向可穿戴装置中电子部件无线地提供功率。多个线圈可以包括与可穿戴装置的装置本体集成的第一线圈，以及与可穿戴装置的被配置用于将可穿戴装置固定至用户的一部分集成的第二线圈。第二线圈可以具有非平面轮廓。在一些方面中，第一线圈卷绕在其上的第一平面基本上正交于第二线圈卷绕在其上的第二平面。

在一些方面中，当可穿戴装置在外部产生磁场内沿第一朝向时，多个线圈与产生了外部产生磁场的发射器线圈之间的第一互感可以在当可穿戴装置在外部产生磁场内沿第二朝向时多个线圈与发射器线圈之间的第二互感的20％内。

在一些方面中，当可穿戴装置沿第一朝向时第一线圈可以垂直于外部产生磁场的第一分量，以及当可穿戴装置沿第二朝向时第二线圈可以垂直于外部产生磁场的第一分量。作为另一示例，当可穿戴装置沿第一朝向时第一线圈可以不垂直于外部产生磁场的第一分量，以及当可穿戴装置沿第二朝向时第二线圈可以不垂直于外部产生磁场的第一分量。

在一些方面中，多个线圈与产生了外部产生磁场的发射器线圈之间的组合互感可以在外部产生磁场内可穿戴装置的多个朝向的每一个处基本上相同。

在一些方面中，当可穿戴装置在外部产生磁场内沿第一朝向时在多个线圈与产生了外部产生磁场的发射器线圈之间的第一互感、以及当可穿戴装置在外部产生磁场内沿第二朝向时在多个线圈与发射器线圈之间的第二互感可以基本上为1.2。

在一些方面中，系统可以进一步包括多个电容器，多个线圈中的每个线圈可以电耦合至多个电容器中的相应电容器。在一些方面中，每个线圈和相应电容器可以形成配置用于基本上在外部产生磁场的频率处谐振的谐振电路。

在一些方面中，电子部件可以是电池充电电路，功率管理电路，或者其组合。

在一些方面中，可穿戴装置的被配置用于将可穿戴装置固定至用户的部分可以是柔性条带。

在一些方面中，可穿戴装置的被配置用于将可穿戴装置固定至用户的部分可以包括连接至装置本体的端部的第一弯曲区段以及连接至装置本体的相对端部的第二弯曲区段。第二线圈可以布置在第一弯曲区段内，并且多个线圈的第三线圈可以布置在第二弯曲区段内。

在一些方面中，多个线圈可以进一步包括布置在装置本体上的第三线圈。第一线圈和第二线圈可以布置在装置本体的相对侧边上。

在一些方面中，第一线圈可以布置在装置本体的表面上。

在一些方面中，系统可以进一步包括电连接至多个线圈并且操作性用于选择性地将多个线圈中的两个或多个线圈电连接在一起的多个开关。

在一些方面中，系统可以进一步包括控制电路，被配置用于操作多个开关以将多个线圈中的两个或多个选择性地电连接在一起以基于外部产生磁场内可穿戴装置的检测到朝向而调整多个线圈与产生外部产生磁场的发射器线圈之间的互感。

在一些方面中，可穿戴装置可以是手表、电子健康监控装置、电子手环、或电子徽章。