具有增强位置自由度的眼镜中的无线充电制造技术

眼镜和用于容纳这种眼镜的容器包括无线功率传输系统的各组件。眼镜包括接收器系统，用于从与容器相关联的传输系统接收功率。接收器系统包括用于从传输系统接收无线功率的至少一个接收器天线，以及用于将无线功率信号中继到接收器天线的中继器天线。接收器天线位于眼镜的第一臂附近，而中继器位于眼镜的第二臂附近。当眼镜被容器机械地收纳时，接收器和中继器天线的定位允许眼镜和/或眼镜的臂的位置自由。自由。自由。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有增强位置自由度的眼镜中的无线充电
[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求美国非临时申请号为16/934，680，于2020年7月21日提交，名称为“WIRELESS CHARGING IN EYEWEAR WITH ENHANCED POSITIONAL FREEDOM(具有增强位置自由度的眼镜中的无线充电)”的优先权，其通过引用整体结合于此。


[0003]本公开总体上涉及用于电功率/或电数据信号的无线传输的系统和方法，并且更具体地，涉及具有增强的位置自由度的眼镜中的无线充电。

技术介绍

[0004]无线充电和/或无线连接用于电能、电功率、电磁能、电数据信号以及其他已知的可无线传输的信号的无线传输的各种应用中。此类系统通常使用感应无线功率传递，其在由发射元件产生的磁场在接收元件中感应电场且因此感应电流时发生。这些发射和接收元件将通常采取盘绕电线和/或天线的形式。具有相关联电子元件的各种产品，诸如眼镜，可以包括无线充电，以用于减少杂乱布置、减少对物理连接器的依赖、改善用户体验、提高产品耐用性，以及包括无线供电和/或充电的其他原因。
[0005]通常，从此类线圈天线中的一个到另一个的电能、电功率、电磁能和/或电子数据信号中的一者或多者的传输在操作频率和/或操作频率范围下操作。可以出于多种原因来选择工作频率，例如但不限于，功率传输特性、功率电平特性、自谐振频率限制、设计要求、遵守标准主体的所需特性(例如，电磁干扰(EMI)要求、比吸收率(SAR)要求等)、材料清单(BOM)和/或形状因子约束等。要注意的是，如本领域技术人员已知的，“自谐振频率”通常是指由于无源组件(例如，电感器)的寄生特性而导致的该组件的谐振频率。
[0006]当这样的系统操作以经由线圈和/或天线将功率从传输系统无线传递到接收器系统时，通常期望同时或间歇地将电子数据从一个系统传达到另一个系统。为此，多种通信系统、方法和/或装置已经被用于组合的无线功率和无线数据传递。在一些示例系统中，使用其他电路系统来执行与无线功率传输相关的通信(例如，验证规程、电子特性数据通信、电压数据、电流数据、设备类型数据，以及其他所设想的数据通信)，诸如用于补充无线功率系统的可选近场通信(NFC)天线和/或用于数据通信的附加蓝牙芯片组，以及其他已知的通信电路和/或天线。
[0007]然而，使用附加的天线和/或电路系统会产生若干缺点。例如，使用额外天线和/或电路系统可能是低效的和/或可能增加无线功率系统的BOM，这增加了用于实现无线功率进入电子设备中的成本。进一步，在一些这样的系统中，由这样的附加天线引起的带外通信可能导致干扰，诸如这样的天线之间的带外串扰。此外，与其中无线功率信号和数据信号都在同一信道内的系统相比，由于引入附加系统将引起更大的谐波失真，所以包括这种附加天线和/或电路系统会导致EMI恶化。更进一步，包含用于通信的额外天线和/或电路系统硬件可增加设备内的无线功率系统和/或其组件驻留的面积，从而使最终产品的构建复杂化。
[0008]在一些产品应用中，诸如眼镜，无线功率天线或线圈的定位可能会在充电时限制产品的位置自由度。例如，在包括无线充电的眼镜中，接收器天线可以位于眼镜的镜腿中，并且接收器天线从其接收功率信号的发射器天线位于眼镜的盒或容器之或之上。在这样的示例中，在存放在盒或容器中之前，眼镜的镜腿朝着眼镜的正面折叠。因此，在这样的例子中，当放置在容器中时，首先朝向正面折叠的镜腿中的接收器天线离发射器天线的距离可能比其次折叠时其离发射器天线的距离更远。因此，当放置在充电容器中时，眼镜的电子组件的无线充电可能受到镜腿的定位的限制，因为折叠的顺序将使得接收器天线和发射器天线之间的间隙或Z距离可变。

技术实现思路

[0009]为此，需要一种无线功率系统，其在结构主体内利用新的天线和/或磁性放置，以在终端用户设备利用无线供电时增强该设备的位置自由度。因此，本申请提供了眼镜中的无线功率系统，其中用户可以首先折叠任一臂或眼镜腿，并且无线供电或充电体验将不会改变。因此，本文公开的无线功率系统的配置可以增强在眼镜及其容器相关联的无线供电系统的接收器天线和发送器天线之间的分离间隙或Z距离，从而允许前述对位置自由度和/或用户体验的增强。
[0010]此外，本文公开的系统和装置可以导致眼镜和相关充电容器中的无线功率集成，而不会在眼镜中引入不必要的体积和/或重量。通过限制天线的层数和/或匝数，并因此限制天线所需的金属量，包含本文公开的天线可以使眼镜的质量或重量最小化，同时仍然保持位置自由度所需的大的分离间隙。
[0011]这种重量的减少，同时保持分离距离，可以通过利用这里公开的中继器天线来实现。中继器天线用在眼镜的相对臂或镜腿中，以将无线功率信号中继到接收器天线，其距发射器天线的距离与发射器天线和中继器天线之间的距离相比更远。可以使用便宜、重量轻的天线来实现中继器天线，例如但不限于线绕天线、印刷电路板(PCB)天线、柔性印刷电路板(FPCB)天线、“贴纸型”天线或其组合；因此，重量或用户体验不会因包含中继器天线而受到不利影响。
[0012]虽然不包括中继器天线且仍能获得实现位置自由所需的分离距离也是可能的，但实现这种分离距离所需的接收器天线将需要一个或多个过量的匝数、过量的层数、额外的或更多的磁屏蔽材料(例如，铁氧体、聚合物以及其他屏蔽材料)及其组合。这种更大的天线在本文公开的系统和装置中是不必要的，因为包括中继器天线将消除对这种更大、更金属密集和/或屏蔽材料密集的天线的需求，同时实现期望的位置灵活性。此外，接收器/中继器天线组合的此类使用可导致终端用户设备的无线功率系统的较低材料清单(BOM)成本。
[0013]另外，包含中继器天线可在无线功率传递系统上的无线供电传输期间提供经改进的热性能。中继器天线可降低功率调节系统的输出功率驱动要求，因为包含中继器天线可增加无线功率传递系统的有效互感；由于互感的增加，与在其中传输无线功率信号的信号路径中不包括中继器天线的无线功率输系统相比，可以降低无线传输系统的输出电流。因此，包含中继器天线可进一步减少热约束和/或防止系统中不必要的发热，同时维持上文所论述的增加的分离距离。
[0014]这种无线功率系统可包括新的高频无线功率系统，其利用新的电路来允许更高的
功率传输(大于300mW)，而不损坏电路系统和/或不使通信降级到期望的标准数据协议以下。
[0015]本文中所揭示的无线传输系统可包括阻尼电路，其被配置成用于在AC无线信号及相关联的数据信号的传输期间阻尼AC无线信号。阻尼电路可以被配置成降低幅移键控信号传输期间的上升和下降时间，幅移键控信号传输是例如但不限于开
‑
关键控(OOK)信号传输、电压幅移信号传输以及其他基于ASK的信号传输。ASK信号传输期间的这种阻尼被配置成使得数据信号的速率不仅可以是顺从的和/或易读的，而且与传统系统相比，还可以实现更快的数据速率和/或增强的数据范围。
[0016]本专利技术的阻尼电路可包括阻尼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种眼镜，包括：正面；与所述正面机械连接的第一臂；与所述正面机械连接的第二臂；一个或多个电子组件；以及第一无线接收器系统，所述第一无线接收器系统被配置成从第一无线传输系统接收第一无线功率信号，所述第一无线接收器系统包括：第一中继器天线，所述第一中继器天线被配置成从所述无线传输系统接收所述第一无线功率信号并发射第一中继无线功率信号，所述第一中继无线功率信号基于所述第一无线功率信号，所述第一中继器天线在操作上与所述第二臂相关联，第一接收器天线，所述第一接收器天线被配置成接收所述第一无线功率信号和所述第一中继无线功率信号中的一者或两者，所述第一接收器天线在操作上与所述第一臂相关联，以及第一功率调节系统，所述第一功率调节系统被配置成接收所述第一无线功率信号和所述第一中继无线功率信号中的一者或两者，并且将所述第一电功率信号和所述第一中继无线功率信号中的一者或两者转换成第一电功率以提供给所述一个或多个电子组件。2.根据权利要求1所述的眼镜，其特征在于，所述第一臂从第一近端延伸至第一远端，所述第一近端靠近所述正面，并且所述第二臂从第二近端延伸到第二远端，所述第二近端靠近所述正面，其中所述第一臂包括远离所述第一近端的第一前部和远离所述第一前部的第一远部，并且所述第二臂包括远离所述第二近端的第二前部和远离所述第二前部的第二远部，并且其中所述第一接收器天线位于所述第一前部附近，并且所述第一中继器天线位于所述第二远部附近。3.根据权利要求1所述的眼镜，其特征在于，还包括第二无线接收器系统，所述第二无线接收器系统被配置成从所述第一无线传输系统接收第二无线功率信号，所述第二无线接收器系统包括：第二中继器天线，所述第二中继器天线被配置成从所述无线传输系统接收所述第二无线功率信号并发射第二中继无线功率信号，所述第二中继无线功率信号基于所述第二无线功率信号，所述第二中继器天线在操作上与所述第一臂相关联，第二接收器天线，所述第二接收器天线被配置成接收所述第二无线功率信号和所述第二中继无线功率信号中的一者或两者，所述第二接收器天线在操作上与所述第二臂相关联，以及第二功率调节系统，所述第二功率调节系统被配置成接收所述第二无线功率信号和所述第二中继无线功率信号中的一者或两者，并将所述第二电功率信号和所述第二中继无线功率信号中的一者或两者转换成第二电功率以提供给所述一个或多个电子组件。4.根据权利要求1所述的眼镜，其特征在于，还包括第二无线接收器系统，所述第二无线接收器系统被配置成从第二传输系统接收第二无线功率信号，所述第二无线接收器系统包括：
第二中继器天线，所述第二中继器天线被配置成从所述无线传输系统接收所述第二无线功率信号并发射第二中继无线功率信号，所述第二中继无线功率信号基于所述第二无线功率信号，所述第二中继器天线在操作上与所述第一臂相关联，第二接收器天线，所述第二接收器天线被配置成接收所述第二无线功率信号和所述第二中继无线功率信号中的一者或两者，所述第二接收器天线在操作上与所述第二臂相关联，以及第二功率调节系统，所述第二功率调节系统被配置成接收所述第二无线功率信号和所述第二中继无线功率信号中的一者或两者，并将所述第二电功率信号和所述第二中继无线功率信号中的一者或两者转换成第二电功率以提供给所述一个或多个电子组件。5.根据权利要求4所述的眼镜，其特征在于，所述第一臂从第一近端延伸至第一远端，所述第一近端靠近所述正面，并且所述第二臂从第二近端延伸到第二远端，所述第二近端靠近所述正面，其中所述第一臂包括远离所述第一近端的第一前部和远离所述第一前部的第一远部，并且所述第二臂包括远离所述第二近端的第二前部和远离所述第二前部的第二远部，其中所述第一接收器天线位于所述第一前部附近，并且所述第一中继器天线位于所述第二远部附近，并且其中所述第二接收器天线位于所述第二前部附近，并且所述第二中继器天线位于所述第一远部附近。6.根据权利要求5所述的眼镜，其特征在于，所述第一臂和第二臂各自都能相对于所述正面在机械上移动，并且被配置成朝向所述正面向内折叠，并且其中，如果所述第一臂首先向内折叠以使得其位于所述正面和所述第二臂之间，则所述第一接收器天线接收所述第一中继无线功率信号。7.根据权利要求5所述的眼镜，其特征在于，所述第一臂和第二臂各自都能相对于所述正面在机械上移动，并且被配置成朝向所述正面向内折叠，并且其中，如果所述第二臂首先向内折叠以使得其位于上述正面和所述第一臂之间，则所述第二接收器天线接收所述第二中继无线功率信号。8.根据权利要求4所述的眼镜，其特征在于，所述第一无线传输系统包括第一传输天线，所述第二无线传输系统包括第二传输天线，所述第一发射天线被配置成与所述第一中继器天线和所述第一接收器天线耦合，并且所述第二发射天线被配置成与所述第二中继器天线和所述第二接收器天线耦合。9.根据权利要求1所述的眼镜，其特征在于，所述一个或多个电子组件包括显示设备、音频设备、电池、处理器或其组合中的一者或多者。10.根据权利要求1所述的眼镜，其特征在于，所述第一臂是所述眼镜的第一镜腿，而所述第二臂是所述眼镜的第二镜腿。11.一种在操作上与眼镜和容器相关联的无线功率传递系统，所述容器被配置成与所述眼镜机械相互作用，所述眼镜包括正面、第一臂和第二臂，所述系统包括：在操作上与所述容器相关联的无线传输系统，所述无线传输系统被配置成传输第一无
线功率信号，所述无线传输系统包括至少一个传输天线；以及第一无线接收器系统，所述第一无线接收器系统被配置成从第一无线传输系统接收第一无线功率信号，所述第一无线接收器系统包括：第一中继器天线，所述第一中继器天线被配置成从所述无线传输系统接收所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：努卡任特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：