[发明专利]无线充电垫上的对象位置和取向的检测

说明书

本发明公开了一种无线充电垫及其操作方法。该无线充电垫包括检测系统，该检测系统被配置为确定电子设备在无线充电垫上的位置和取向。基于检测到的电子设备的一个或多个结构特征部的位置来确定该位置和取向。根据检测到的位置和取向操作无线充电垫。

本专利申请要求2016年9月21日提交的美国临时专利申请No.62/397,616的优先权，该美国临时专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

所述实施方案整体涉及电子设备的无线充电，具体地讲涉及用于检测设置在无线充电垫的充电表面上的电子设备相对于设置在充电表面下方的一个或多个发射线圈的位置和取向的系统和方法。

背景技术

电子设备可诸如经由电磁感应无线接收电力。例如，电子设备可包括用于接收电力的线圈(“接收线圈”)，并且发射器设备可包括用于传输电力的线圈(“发射线圈”)。电子设备定位在发射器设备附近，使得发射线圈可经由互感将电力传输到接收线圈。

除了别的之外，电力传输的效率受到接收线圈相对于发射线圈的接近度和对准的影响。更具体地讲，如果接收线圈未与发射线圈对准或未正确对准，则减少电子设备所接收的电量。为了补偿，发射器设备通常会增加其电力输出，从而降低系统的电力传输效率。

发明内容

本文所述的实施方案总体涉及被配置为检测电子设备在无线充电设备的充电表面上的位置和取向的无线充电设备(例如，无线充电垫)。在一些实施方案中，无线充电垫包括壳体、一组发射线圈和检测系统。通常，壳体具有其上可放置电子设备的上表面或充电表面。该一组发射线圈向电子设备无线传输电力。

该电子设备包括外壳，并且检测系统检测外壳的一个或多个结构特征部相对于无线充电垫的上表面或充电表面的一个或多个位置。然后，检测系统可基于结构特征部的相对位置来确定电子设备相对于上表面或充电表面的位置和取向。

在一些示例中，诸如本文所述的无线充电垫的检测系统向发射线圈中的一个或多个施加高频信号(例如，查验)。然后，检测系统监视发射线圈，以获得可与电子设备外壳的一个或多个金属特征部的存在相关联的任何电流或电压尖峰。之后，检测系统可基于在不同发射线圈处接收的电流或电压尖峰的一个或多个特性(例如，振幅、相位等)来确定、估计或近似电子设备的一个或多个结构特征部的位置和/或取向。然后，检测系统可确定、估计或近似接收线圈在电子设备内的位置。

在一些示例中，检测系统包括设置在无线充电垫的上表面或充电表面之上或下方的一组电容电极。电容电极响应于附近的电子设备而经历电容的变化，并且可基于对不同电极的电容变化的比较来确定电子设备的位置和取向。

在一些示例中，检测系统包括一组应变传感器，所述应变传感器响应于电子设备接触上表面或充电表面而检测上表面或充电表面的偏转。在一些示例中，检测系统包括压电传感器，该压电传感器被配置为响应于电子设备接触上表面而检测上表面的偏转。电子设备在上表面上的位置和取向可基于检测到的上表面的偏转来确定。

本文所述的另外的实施方案涉及用于对无线充电垫上的电子设备进行充电的方法。此类方法通常包括以下操作：检测电子设备的两个或更多个非充电结构特征部相对于无线充电垫的充电表面的位置，然后确定、估计或近似电子设备相对于充电表面的位置和取向。在一些实施方案中，该方法还包括以下操作：确定电子设备内接收线圈相对于充电表面的位置，或者更具体地讲，确定接收线圈相对于与充电表面相关联的一个或多个发射线圈的位置。然后，可基于接收线圈的位置来选择发射线圈。

附图说明

本公开通过下面结合附图的具体描述将更易于理解，其中类似的附图标记表示类似的元件。

图1A描绘了容纳便携式电子设备的无线充电垫。

图1B描绘了图1A的无线充电垫和便携式电子设备，具体地示出了与无线充电垫的发射线圈对准的电子设备的接收线圈。