专利名称：电子装置、功率馈送方法和功率馈送系统的制作方法
技术领域：
本公开涉及可以以例如非接触方式提供电功率的电子装置、功率馈送方法和功率馈送系统。
背景技术：
近年来，通过利用电磁感应、磁共振等，用于以非接触方式向消费电子(CE)设备 (如移动电话或便携式音乐播放器)提供电功率的功率馈送装置(诸如非接触功率馈送装置或无线功率馈送装置)已经受到关注。作为结果，不通过将电源设备的连接器(如AC(交流电)适配器)插入(连接)到装置来开始充电，而是可以通过将装置放置在盘型功率馈送装置(充电盘)上来开始充电。也就是说，CE设备和功率馈送装置之间的端子连接变得不必需。在功率馈送装置中，由于如上所述通过将CE设备放置在充电盘上开始充电，所以可能减轻强加于用户的负担。然而，另一方面，功率馈送装置涉及一种缺点，即除了作为充电对象的设备外的物体(例如，诸如十元硬币(异物金属)的异物)很容易放置在充电盘上。当这样的异物金属放置在充电盘上时，存在异物金属被加热的可能性。特别地，当异物金属楔入充电盘和CE设备之间时，该情况下的温度变得高于仅放置异物金属情况下的温度。随后，直到此时，为了采取措施使得当存在这样的异物金属时停止充电的目的等， 已经提出各种用于检测充电盘上的异物金属的技术。例如，已经提出一种技术，其用于检测放置在充电盘的上的物体的温度，并且当确定异常的温度上升时判断该物体是异物。该技术例如描述在日本专利公开No. 2008-172874(以下称为专利文献1)中。此外，还已经提出一种技术，其用于充电负载以便遵照预定的方式，由此检测过载。该技术例如描述在日本专利公开No. 2002-34169(以下称为专利文献2)中。
发明内容
然而，采用专利文献1中描述的技术，基于异常的温度上升判断放置在充电盘上的物体是异物。因此，其不可以防止异物的温度上升，由此该技术不成为最终的解决方案。 此外，采用专利文献2中描述的技术，难以精确地判断负载中的变化是由于CE设备还是由于异物金属的影响。尽管到目前为止已经提出各种技术作为用于以这样的方式检测异物的技术，但是希望实现完全不同于任何现有技术的新的异物检测设备。为了解决上述问题已经描述了本公开，并且因此期望提供可以精确检测异物的电子装置、功率馈送方法和功率馈送系统，由此防止当通过使用磁场执行功率馈送时反常的异物的加热。为了达到上述希望，根据本公开的实施例，提供一种电子装置，包括电功率接收部分，通过使用磁场接收来自功率馈送装置的电功率；以及检测部分，检测所述功率馈送装置和所述检测部分之间的异物的存在或不存在。
应当注意，在本公开和该说明书中，术语“异物”的含义是不同于功率馈送装置和电子装置的每个的物体，如金属的物体。根据本公开的另一实施例，提供一种功率馈送方法，包括当从功率馈送装置向电子装置传输电功率时，在所述电子装置中检测所述功率馈送装置和所述电子装置之间的异物的存在或不存在。根据本公开的另一实施例，提供一种功率馈送系统，包括电子装置；以及功率馈送装置，向所述电子装置馈送电功率。所述电子装置包括电功率接收部分，通过使用磁场接收来自所述功率馈送装置的电功率；以及检测部分，检测所述功率馈送装置和所述检测部分之间的异物的存在或不存在。在本公开的实施例中，在电子装置中检测功率馈送装置和电子装置之间的异物的存在或不存在，这导致当异物存在时，例如可能采取措施停止或减少对电子装置的电功率的馈送。如上文所述，根据本公开的实施例，当通过使用磁场从功率馈送装置馈送电功率时，在电子装置中检测功率馈送装置和电子装置之间是否存在异物。作为结果，当存在异物时，例如可能采取措施停止或减少对电子装置的电功率的馈送。因此，当通过使用磁场执行功率馈送时，可以精确地检测异物，因此可以防止异物的反常加热。
图1是示出根据本公开实施例的功率馈送系统中充电盘和移动电话的示意架构的透视图；图2是图1所示移动电话的俯视平面图；图3是图1所示移动电话的横截面图；图4是图1所示充电盘和移动电话二者的功能框图；图5A和5B分别是说明用于在充电盘的上表面上部署物体的状态下检测异物金属的操作的原理图，以及说明用于根据参数的变化量和阈值之间的关系检测异物金属的操作的原理图；图6是比较示例的电极模式的俯视平面图；图7A和7B分别是说明用于在充电盘的上表面上部署物体的状态下检测修改示例 1的异物金属的操作的原理图，以及说明用于根据参数的变化量和阈值之间的关系检测修改示例1的异物金属操作的原理图，并且包括在盘的上表面上(电极上)形成薄膜的情况；图8A和8B分别是修改示例2的检测电路的电路图以及代替使用图8A所示的检测电路使用的振荡电路的电路图；图9A和9B分别是表示AC电源的频率和阻抗之间的关系的示例的特性图、以及表示AC电源的频率和来自振荡电路的输出电压之间的关系(振荡特性)的示例的特性图；图10是示出修改示例3的电极模式的示例的俯视平面图；图11是示出修改示例3的电极模式的另一示例的俯视平面图；图12是示出修改示例4的电极模式的俯视平面图；图13是示出修改示例5的电极模式的示例的俯视平面图；图14是示出修改示例6的电极模式的示例的俯视平面图。
具体实施例方式以下将参考附图详细描述本公开的实施例。注意，将根据以下顺序给出描述1.实施例(其中点状正和负电极交替、离散布置的充电盘的情况)2.修改示例1 (使用两个阈值的异物检测操作的情况)3.修改示例2(使用振荡电路的异物检测操作的情况)4.修改示例3 (线状正和负电极交替、离散布置的情况)5.修改示例4 (格状正和负电极交替、离散布置的情况)6.修改示例5 (布置梳齿状正和负电极以便相互啮合的情况)7.修改示例6 (环形正和负电极交替、同心布置的情况)<实施例>[整体架构]图1示出根据本公开实施例的功率馈送系统的示意架构。功率馈送系统包括充电盘1 (功率馈送装置)和移动电话2 (电子装置)。功率馈送系统是所谓非接触型功率馈送系统，其中移动电话2放置在(或接近)充电盘1的上表面，从而用电力为移动电话2充电。 注意，由于本公开中的功率馈送方法通过充电盘1和移动电话2中的功率馈送操作具体化， 所以这里省略描述。充电盘1包括初级线圈10和电路部分11。在该情况下，通过使用磁场通过初级线圈10馈送电功率。并且，电路部分11控制初级线圈10的驱动。例如，充电盘1提供有通过其充电盘1连接到AC电源的电源插头13。初级线圈10可以提供在充电盘1的底盘内部，或可以布置在要用树脂涂覆的充电盘1的表面上。例如，通过电路部分11和电源插头13 二者从AC电源向初级线圈10的两端提供给电压。作为结果，在充电盘1的表面的附近，在充电盘1的表面内向中心辐射电磁波(产生磁场)。移动电话2包括底座22内的次级线圈20和电路部分21。在该情况下，次级线圈 20与充电盘1中的初级线圈10配对。并且，电路部分21控制次级线圈20的驱动，并包括将随后描述的检测电路21A。例如，移动电话2提供有警报灯(未示出)。通过点亮警报灯， 可能对用户做出(提供)充电盘1和移动电话2之间楔入异物的通知。通过初级线圈10 和次级线圈20中的电磁感应(或磁共振)从充电盘1侧向移动电话2侧提供电功率。这样的移动电话2提供有用于检测异物的电极模式(以下将详细描述)。(移动电话2的详细结构)图2示出移动电话2的平面结构，以及图3是在图2的线I-I取得的横截面图。 例如，移动电话2以这样的方式构造，使得磁材料层16和天线模式层15以这样的方式按顺序层叠在电路基板17上。天线模式层15、磁材料层16和电路基板17对应于本公开中“功率接收部分”的具体示例。天线模式层15优选布置在靠近移动电话2的表面的一侧，并且包括次级线圈20。次级线圈20按预定的匝数的绕制。在该情况下，次级线圈20沿移动电话20的一个表面成型成螺旋形，并且埋入天线模式层15中的树脂层15a (包入树脂层15a 中)。次级线圈20的表面可以从树脂层1 暴露，或者可以用树脂层1 覆盖。此外，次级线圈20还可以提供在基板(未示出)上。仅必需使用不在磁力线上施加影响的材料作为基板中使用的材料或树脂层15a。此外，尽管未图示，但是充电盘1例如具有这样的架构，其中磁材料层和树脂层二者提供在电路基板上，并且初级线圈10埋入树脂层。磁材料层16具有确保天线模式层15和电路基板17之间的磁隔离的功能。例如， 磁材料层16由诸如铁(Fe)系金属或铁氧体的具有高相对磁导率的材料制成。特别地，磁材料层16优选由非磁饱和(难以磁饱和)材料制成。例如，电路基板17是集成电路(IC)基板，并具有包括检测电路21A的电路部分 21。电路部分21和充电盘1中的电路部分11的详细配置将随后描述。用于检测异物金属X的存在或不存在的电极模式如上所述形成在移动电话2中。 具体地，在实施例中，多个正电极14A和多个负电极14B(多组正电极14A和负电极14B)沿行方向和列方向规律地离散布置。多个正电极14A和多个负电极14B交替布置(以便在行方向和列方向不彼此相邻)。当从与移动电话2的表面平行的表面(底盘22的表面)观察时，正电极14A和负电极14B的每个具有点状形状。并且，以预定间距P提供正电极14A和负电极14B。例如， 预定间距P在约5到约20mm的范围内。另一方面，当从垂直于移动电话2的上表面的横截面观察时，例如，提供正电极 14A和负电极14B，以便穿透至少部分天线模式层15和要暴露于天线模式层15的表面侧的磁材料层16。也就是说，正电极14A和负电极14B的每个的外部形状是具有预定高度H的棒状形状(针状形状)。此外，正电极14A和负电极14B优选也从移动电话2的表面(底盘 22的表面)暴露。从预定电压提供部分130(如将随后描述的电池215)向正电极14A和负电极14B的每个提供电压。(电路配置)图4是充电盘1和移动电话2的主要组成元件的功能框图。充电盘1的电路部分 11包括控制电路110、解调/调制电路112、放大电路113和振荡器(OSC) 114。控制电路110控制上述解调/调制电路112、放大电路113、OSC 114和报警灯12 的驱动，并且例如由微计算机组成。控制电路Iio还提供从AC电源130提供到初级线圈10 的AC电功率。这样的控制电路110例如执行控制开始(继续)充电；以及在充电期间停止充电或减少提供的电功率(功率)。注意，控制电路110和随后将描述的移动电话2侧的控制电路210可以保持其中用于当初级线圈10和次级线圈20相互靠近时，认证(识别) 初级线圈10和次级线圈20的识别(ID)信息。另一方面，移动电话2的电路部分21包括控制电路210、检测电路21A、解调/调制电路211、整流电路212和调节器电路213。整流电路212将从充电盘1侧接收的AC电功率转换为DC(直流)电功率。调整器电路213将从整流电路212对其输出的DC电功率转换为作为预定电压的DC电压，从而防止对电池215过充电。例如，从电路部分21取得的电功率通过充电电路214提供给作为次级电池的电池215。控制电路210控制检测电路21A、解调/调制电路211、整流电路212和调节器电路213的驱动，并且例如由微计算机组成。控制电路210还根据通过检测电路21A获得的检测结果执行预定控制。具体地，当检测结果表明“存在异物金属”时，控制电路210通过使用某种警报部分(例如，通过点亮上述警报灯)，执行用于向用户提供警报的控制。注意，当检测结果表明“存在异物金属”时，控制部分210可以以这样的方式执行控制，使得不仅如上所述在移动电话2向用户提供警报，而且(通过利用某种信息发送部分)自动停止在充电盘1中执行的电功率的提供，或者自动减少提供的电功率。此外，充电盘1还可以提供有用于如上所述警报提供的灯。检测电路21A是用于检测移动电话2和充电盘1之间楔入异物金属的存在或不存在的电路。检测电路21A根据跨越正电极14A和负电极14B形成的阻抗、电流和电压中的至少一个参数(电特性)检测是否存在异物金属，这些参数通过跨越电极对14 (electric pair，正电极14A和负电极14B)施加电压获得。具体地，尽管随后将描述细节，但是检测电路21在其中保持关于上述三个参数中的至少一个的变化量的阈值，并且通过比较基于上述施加的电压获得的参数的变化量与阈值(即，根据量值关系)，检测他们之间异物的存在或不存在。注意，检测电路21A对应于本公开中“检测部分”的具体示例。[操作](非接触功率馈送操作)在实施例中，在充电盘1中，例如控制电路110通过电路部分11 (包括控制电路 110、解调/调制电路112、放大电路113和OSC 114)向初级线圈10施加AC电压。作为结果，从初级线圈10向充电盘1的上侧辐射电磁波(产生磁场)。此时，当作为功率馈送对象的移动电话2放置在(或接近)充电盘1的上表面，充电盘1中的提供的初级线圈10和移动电话2中提供的次级线圈20在充电盘1的上表面的附近相互靠近。注意，在该情况下的电磁波辐射可以在稳定的基础上执行，或者可以沿时间轴间歇地(断续地)执行。当次级线圈20靠近初级线圈10布置时，初级线圈10中正在以这样的方式产生磁场，在次级线圈20中产生电动势，以便通过正在初级线圈10中产生的磁通量被感应。换句话说，产生磁力线，以便通过电磁感应(或者磁共振，根据情况)与初级线圈10和次级线圈 20 二者相互连结。作为结果，电功率从初级线圈10侧馈送到次级线圈20侧。在移动电话 2中，由次级线圈20接收的AC电功率通过电路部分21 (包括控制电路210、解调/调制电路211、整流电路212和调整器电路213)转换为预定DC电功率。得到的DC电功率从充电电路214提供到电池215。移动电话2以这样的方式用电力充电。也就是说，在实施例中，在移动电话2的充电期间，例如，不需要将端子连接到AC 适配器等。因此，通过将移动电话2放置在充电盘1的上表面上(通过使移动电话2靠近充电盘1的上表面)，可能容易地开始充电(执行非接触功率馈送)。这导致减轻由用户强加在充电工作上的负担。此外，尽管在此未图示，多个如同移动电话2的CE设备(电子装置)可以放置在充电盘1的上表面上。作为结果，多个CE设备可以集体地用电力充电。换句话说，功率馈送系统还可以由充电盘1和多个电子装置组成。注意，在充电盘1的控制电路110和移动电话2的控制电路210其中保持各自条的识别(ID)信息的情况下，该信息用于当初级线圈10和次级线圈20相互靠近时认证(识别)初级线圈10和次级线圈20，两条ID信息可以相互交换。并且，当通过两条ID信息的交换可以适当地认证初级线圈10和次级线圈20时，控制电路110可以开始(继续)用电力为移动电话2充电。(异物金属的检测)现在，在如上所述用于通过利用电磁感应(即通过使用磁场)馈送电功率的功率馈送系统中，当诸如硬币的异物(异物金属)放置在充电盘1(初级线圈10)中正在产生的磁场内时，存在产生涡流电流的可能性，由此加热异物金属。特别地，当这样的异物金属楔入充电盘1和移动电话2之间时，异物金属容易进一步加热。随后，在实施例中，在移动电话2中，电路部分21 (具体地，控制电路210和检测电路21A)检测这样的异物金属的存在或不存在，并且根据检测结果执行如上所述诸如警报、 充电停止和减少提供的电功率的处理操作。具体地，检测电路21A跨越正电极14A和负电极14B施加电压，根据控制电路210进行的控制在移动电话2中形成正电极14A和负电极 14B的模式，并且测量正电极14A和负电极14B之间的预定参数。关于参数，如上所述，可以使用阻抗、电流和电压中的至少一个。并且，检测电路21A根据参数的变化量执行上述检测。例如，检测电路21A具有例如用于关于上述参数的变化量检测异物金属的预定阈值Al (第一阈值)，并且通过使用阈值Al检测异物金属的存在或不存在。具体地，检测电路 21A根据参数的变化量和阈值Al之间的量值关系，检测异物金属的存在或不存在。这里，参考图5A和5B描述用于检测异物的操作的示例。注意，在该情况下充电盘 1的上表面设置为表面S，并且充电盘1的表面S上没有放置物体的状态设置为开路状态。 此外，以开路状态作为基准执行关于上述参数变化量的测量和阈值Al的设置。尽管通过举例说明阻抗、电流和电压描述参数，但是这也应用于使用电压或电流的情况。此外，还可以通过多重使用这些参数执行判断。仅通过使用各种测量仪器执行关于这些参数的测量是必需的，测量仪器诸如在正电极14A和负电极14B之间连接的配线电路中提供的电流计和电压计二者，并且从各种测量仪器获得的测量结果输出到检测电路21A。并且，仅检测电路 21A基于测量数据计算预定参数的变化量，并且比较由此计算的变化量和之前设置的阈值 Al (进行关于量值关系的比较)是必需的。如图5A所示，在开路状态下，阻抗Z近似等于⑴(无穷)(在该情况下设置Z = Z0)，并且电容C(阻抗Z的电容量分量的值)近似等于0 (零)(非常小的值)。然而，当异物金属X放置在表面S上(楔入表面S和移动电话2之间)时，布置异物金属X以便在该情况下跨越某一正电极14A和某一负电极14B。由于该原因，在每个面向异物金属X的正电极14A和负电极14B之间产生电短路(短路)(在跨越正电极14A和负电极14B施加的电压是DC电压的情况下)，或者电容性耦合(在施加的电压是AC电压的情况下)。作为结果，正电极14A和负电极14B之间的阻挡Z下降到Zl (电容量C增加到Cl)。因此，检测电路21A比较此时阻抗Z的变化量Bl和上述阈值Al，并且当阻抗Z的变化量Bl等于或大于阈值Al时，判断“出现异物金属”。另一方面，另外在移动电话2放置在充电盘1的表面S上的情况下(另外在充电盘1的表面S和移动电话2之间不存在异物金属的情况下)，由于包括线圈和电路基板二者的金属层2A(金属构件)存在于移动电话2中，所以类似于上述异物金属X的情况，在阻抗 Z或电容量C中产生某一变化。然而，如图5A和5B所示，该情况的变化量(阻抗Z或电容量C的变化量B2)变得远小于异物金属X中的变化量Bl (Z0 > Z2 > > Zl)。其原因是因为金属层2A提供在诸如移动电话2的CE设备中的由树脂等制成的底盘22的内部，因此至少离表面S底盘22的厚度dl布置CE设备。因此，容易设置用于区分当充电盘1和移动电话2之间存在异物金属X时的变化量Bi，以及当充电盘1和移动电话2相互之间不存在异物金属X时的变化量B2的阈值Al。因此，通过使用阈值Al，可以精确地挑选出异物金属X 和作为功率馈送对象的移动电话2(难以引起误判断)。
以这样的方式，在实施例中，检测电路21A跨越形成为预定模式的正电极14A和负电极14B施加电压。并且，检测电路21A根据通过电压的施加引起的诸如阻抗、电流或电压的参数的变化量，检测异物金属X的存在或不存在。并且，当检测到存在异物时，控制电路 210通过使用某种警报部分(例如，通过点亮上述警报灯)，立刻执行用于向用户提供警报的控制。作为结果，例如已经收到警报的用户可以采取某种措施将移动电话2从充电盘1 的表面S取走，由此停止充电；并且移除异物金属X。注意，当存在异物金属X时，可以以这样的方式执行控制，使得不仅如上所述从移动电话2向用户提供警报，而且(通过利用某种命令发送部分)对充电盘1中的初级线圈10的电功率的馈送自动停止，或者提供的电功率自动减少。此外，充电盘1可以提供有用于提供如上所述警报的灯。(通过电极模式的操作)现在，在实施例中，通过利用如上所述移动电话2中形成的(正电极14A和负电极 14B之间的)电模式中电短路或电容性耦合(以下为了简短称为“电短路等”)的产生，检测异物金属X。这里，以下将描述基于电极模式的形状的具体操作。图6示意地示出根据针对实施例的比较示例的电极模式的平面形状。在比较示例中，多个正电极100A和多个负电极100B按照电极模式相互分隔地交替布置。在该情况下，每个正电极100A和负电极100B 形成为所谓具有平面形状的立体电极。布置这样的多组正电极100A和负电极100B，这导致如上所述通过利用由于异物金属X的存在产生的电短路等的异物检测变得可能。另一方面，在实施例中，如上所述，正电极14A和负电极14B每个在与移动电话2 的表面平行的平面内具有点状形状，并且相互离散地布置。通过采用这样的结构，在实施例中比上述比较示例更难以产生涡流电流。因此，天线模式层15中产生的磁力线(磁通量) 可以在与初级线圈10和次级线圈20相互连结的方向形成。此外，正电极14A和负电极14B每个具有在平面方面的点状形状，但是正电极14A 和负电极14B每个当在横截面方面观察时具有针状形状。也就是说，正电极14A和负电极 14B穿透天线模式层15和磁材料层16 二者。磁材料层16的提供使得可能防止天线模式层 15的次级线圈20中产生的磁力线传输到电路基板17的较低表面侧，由此防止电路基板17 变热。如上所述，在实施例中，移动电话2提供有用于检测异物金属X的检测电路21A， 这导致当检测到存在异物时，可能采取措施警告检测到存在异物的效果；并且停止或减少电子装置的充电。例如，正电极14A和负电极14B在移动电话2表面侧上布置为预定模式，并且跨越正电极14A和负电极14B施加电压。作为结果，当在横跨正电极14A和负电极 14B的区域中存在异物金属X时，在这些电极14A和14B之间产生电短路等，由此诸如阻抗的参数变化。因此，检测电路21A可以通过比较这样的参数的变化量与用于检测异物金属的预定阈值Al，检测异物金属的存在或不存在(在充电盘1和移动电话2之间是否楔入异物金属X)。此外，参数的变化量充分地大于当没有异物金属X楔入充电盘1和移动电话2 之间时的变化量。因此，通过使用阈值Al可以容易地挑选出异物金属X和移动电话2。并且，检测到异物金属X时，立刻采取诸如警告的措施，由此使得执行针对用户的注意唤起成为可能，这导致防止异物金属X的加热。因此，当通过使用磁场执行功率馈送时，可以精确地检测异物(异物金属X)，由此防止异常加热。以下，将描述上述实施例的修改示例(修改示例1到6)。注意，与上述实施例相同的组成元件分别由相同的参考标号或符号指定，并且为了简单在此适当地省略其描述。<修改示例1>图7A和7B分别是说明根据修改示例1的异物金属检测操作的示意图。修改示例 1的异物金属检测操作是这样的以使得类似于上述实施例的异物金属检测操作，通过比较预定参数的变化量与预定阈值(通过执行关于量值关系的比较)，来检测异物金属的存在或不存在。然而，在修改示例1中，即使当异物金属X的表面被氧化时，或者即使当对异物金属χ的表面执行电镀处理时，也可以精确地执行检测。具体地，在修改示例1中，除了阈值Al之外，检测电路21A还具有不同于阈值Al 的阈值A2(第二阈值)(在该情况下小于阈值Al)。阈值A2用于检测其表面上具有形成的氧化物或电镀薄膜(指定为薄膜Y)的异物金属X。因此，考虑到离移动电话2的表面薄膜 Y的厚度d2布置异物金属X，设置阈值A2。当异物金属X其上具有薄膜Y时阻抗ΖΓ的变化量ΒΓ如图7A和7B所示，变得小于当异物金属X不具有薄膜Y时阻抗的变化量Bl，但是类似于上述(Zl < Zl’<< Ζ2)的情况变得充分大于由于存在移动电话2的阻抗的变化量 Β20因此，检测电路21Α通过使用除了阈值Al之外的、考虑薄膜Y的厚度d2设置的阈值A2 (Al > A2)，检测异物金属X的存在或不存在，换句话说，还考虑参数的变化量和阈值 A2之间的量值关系检测异物金属X的存在或不存在，由此获得以下效果。也就是说，获得与上述实施例相同的效果，并且即使当在异物金属X的表面上形成诸如氧化物膜或电镀膜的薄膜时，精确检测也变得可能。此外，AC电压用作施加电压，这导致可以精确地执行具有其中形成这样的薄膜Y的异物金属X的检测。作为结果，还可以满意地检测诸如容易氧化的不锈钢的金属。<修改示例2>图8A是示出根据上述实施例的修改示例2的检测电路(检测电路21B)的电路图。 检测电路2IB包括AC信号源111-1，反相器电路(逻辑非电路)111-2，振荡电路111-3，电阻R1、R2、R3和R4，以及比较器111-4。AC信号源111-1是用于输出具有预定频率(随后将描述的谐振频率fO)的AC信号的信号源(振荡源)。反相器电路111-2是用于输出从AC信号源111-1输入到其的AC 信号的逻辑非信号的电路。谐振电路111-3由电感IllL (电感分量)和电容器元件111C(电容分量)组成。 具体地，谐振电路111-3是其中电感IllL和电容器元件IllC相互串联的串联谐振电路(LC 串联谐振电路)。换句话说，电感IllL的一端连接到反相器电路111-2的输出端，其另一端连接到电容器元件IllC的一端。这里，电容器元件IllC是在充电盘1中的正电极(如上述正电极14A)和负电极(如上述负电极14B)之间形成的(可变)电容器元件。注意，在检测电路21B中，可以使用以下将描述的另一谐振电路代替使用谐振电路111-3作为这样的串联谐振电路。具体地，例如可以使用如图8B所示的例如谐振电路 111-5作为并联谐振电路(LC并联谐振电路)。这样的谐振电路111-5也由上述电感IllL 和电容器元件IllC组成。在这样的谐振电路111-3或111-5中，使电感11IL和电容器元件IllC以随后将描述的方式在由表达式(1)调整的谐振频率fo相互谐振。作为结果，基于图8A所示输入Vin产生输出电压Vout，并随后输出。f0 = 1/2 Π V LC …(1)电阻Rl (具有阻抗值rLx)的一端连接到电容器元件IllC的另一端和电阻R2的一端中的每个，电阻Rl的另一端接地。电阻R2的另一端连接到比较器111-4的正输入端。电阻R3的一端连接到预定电源Vcc，并且其另一端连接到电阻R4的一端和比较器111-4的负输入端中的每个。电阻R4的另一端接地。比较器111-4是一种电路，其用于比较输入到正输入端的电压(对应于上述输出电压Vout的电压)与输入到负输入端的预定恒定电压(阈值电压)，以检测这些电压之间的量值关系，并且用于从输出端输出比较结果(对应于异物金属X的检测结果)。这里，在检测电路21B中，通过利用上述谐振电路111-3(或者谐振电路111_5，根据情况)，增大阻抗的变化。具体地，谐振电路111-3具有如图9A和9B所述其特有的谐振频率f0。在该情况下，谐振电路111-3的阻抗Z的值和来自谐振电路111-3的输出电压Vout 的值在谐振频率fO附近的频率和除了谐振频率fO的频率带宽之间极大地不同。例如，关于阻抗Z的值的差Δ Z出现在谐振频率fO和以频率宽度Af不同于谐振频率fO的频率Π 之间。由于该原因，在非谐振阶段(例如，在上述频率fl)输出电压Vout获得由表达式O) 表达的值，而在谐振阶段(在频率fO)获得由表达式C3)表达的值Vout = Zr/(Z+Zr) XVin(在非谐振阶段)· · · (2)Vout = Vin(在谐振阶段)...(3)以这样的方式，检测电路21B通过利用谐振电路111-3，基于图9A和9B所示的参数的大变化量(变化量对应于阻抗Z中的宽度ΔΖ，或者变化量对应于上述表达式(2)和 (3)表达的输出电压Vout中的差别)检测异物。具体地，首先，从AC信号源111-1输出的 AC信号的频率之前设置为谐振频率fO，由此引起谐振。并且，通过利用对应于异物金属X的存在或不存在的电容器元件11IC的电容值(上述电容值C)的变化(即，阻抗Z的变化)，停止谐振，由此获得参数(阻抗Z或输出电压Vout)的大的值。作为结果，当在比较器111-4 中判断异物金属X的存在或不存在时，可能提高检测的灵敏度。因此，在修改示例2中，例如，即使当电容器元件IllC中对应于异物金属X的存在或不存在的电容量的变化量是微小的时(例如，约几皮法)，这样的参数的变化量也可通过利用谐振极大地增大。因此，与上述实施例的情况下相比，可以提高异物金属X的检测的灵敏度(可以减少误检测)。注意，当通过使用具有如同修改示例2的预定频率的AC信号，检测异物金属X的存在或不存在时，优选地，检测电路21B使用具有不同于电功率传输(功率馈送)期间的频率的频率(在该情况下谐振频率fO)的信号。其原因是因为这样的情况导致可能降低由于电功率传输期间的频率的噪声(可能提高信噪比)。<修改示例3>图10示出根据实施例的修改示例3的电极模式的平面结构的示例。在上述实施例中，正电极14A和负电极14B每个在平面视图方面具有点状形状(作为整体的针状形状) 的情况举例说明为用于检测异物金属X的电极模式。然而，本公开绝不限于这样的点状形状，因此电极模式可以采用线状形状。在该情况下，必需的仅是多个正电极18A1和多个负电极18B1 (多组正电极18A1和负电极18B1)相互远离交替布置，以便在平面视图方面沿垂直于延伸方向的方向延伸。然而，类似于上述实施例的情况，优选地，提供每个正电极18A1 和负电极18B1，以便在横截面的方面完全地穿透天线模式层15和磁材料层16 二者。也就是说，每个正电极18A1和负电极18B1的整体形状(外部形状)是薄片状形状，并且在这样的方向布置每个正电极18A1和负电极18B1，使得薄片状形状的宽度方向垂直于充电盘1 的上表面。即使在这样的结构中，类似于上述实施例的情况，可以通过使用在电极18A1和 18B1之间产生的电短路等状况，检测异物金属X的存在或不存在。注意，当每个正电极18A1和负电极18B1具有例如如图11所示的线状形状时，每个正电极18A1和负电极18B1可以具有波状(波浪线)形状。作为结果，异物金属X变得容易布置，以便横跨正和负电极18A1和18B1，并且与图10所示直线形状的情况相比，异物金属X容易检测。<修改示例4>或者，例如如图12所示，多个正电极18A1和多个负电极18B1还可以作为整体按格状模式布置。然而，在该情况下，形成格点(格状交叉)，使得正电极18A1本身和负电极 18B1本身相互电绝缘。〈修改示例5>图13示出根据实施例的修改示例5的电极模式的平面结构。关于用于检测异物金属X的电极模式，除了如上所述的点状(针状)模式、线状(薄片状)模式和格状模式， 还可以采用如同修改示例5的梳齿状电极。在该情况下，例如，布置每个具有梳齿状形状的正电极18A2和负电极18B2(—组正电极18A2和负电极18B2)，以便在平面视图方面不相互接触地相互啮合。然而，类似于上述实施例，提供每个正电极18A2和负电极18B2，以便在横截面方面穿透天线模式层15和磁材料层16 二者。并且，正电极18A2和负电极18B2具有这样的结构，以便具有在垂直于充电盘1的上表面的方向的厚度。通过采用这样的结构，类似于上述实施例的情况，可以通过使用在电极18A2和18B2之间产生的电短路等状况，检测异物金属X的存在或不存在。此外，因为只要驱动一对正电极18A2和负电极18B2，所以可能简化电路基板17中的配线布局等。注意，由正电极18A2和负电极18B2组成的电极对绝不限制为一对，而是也可以提供多对。例如，还可以沿行方向和列方向提供多对正电极18A2和负电极18B2。作为结果， 可能抑制电极之间的寄生电容量分量。〈修改示例6>图14示出根据实施例的修改示例6的电极模式的平面结构。关于用于检测异物金属X的电极形状，除了到目前为止已经描述的电极形状，还可以采用如同修改示例6的具有切口(缝隙18C)的近似环形电极。具体地，在修改示例6中，交替地、同心地并且相互离开地布置每个的部分具有缝隙18C的正电极18A3和负电极18B3。即使在这样的结构中， 类似于上述实施例的情况，可以通过使用在电极之间产生的电短路等状况，检测异物金属X 的存在或不存在。注意，还可以采用一种结构，使得多组正电极18A3和负电极18B3用作一个单元， 并且多个单元也二维地布置。
尽管到目前为止已经通过举例说明实施例和其修改示例1到6描述了本公开，但是本公开绝不限制于此，因此可以做出各种变化。例如，上述实施例中的各层的材料、厚度等绝不受限制，因此也可以采用任何其他合适的材料和厚度用于上述各层。此外，在上述实施例等中，用于诸如移动电话2的小CE设备的充电盘1举例说明为本公开中的功率馈送装置。然而，本公开的功率馈送装置绝不限制于家用的充电盘1，因此可以应用为用于各种电子装置的充电器。此外，功率馈送装置不需要以盘的形式构造。例如，功率馈送装置还可以以诸如所谓支架的用于电子装置的架子的形式构造。此外，在上述实施例等中，举例说明跨越正电极和负电极施加AC电压的情况。然而，跨越正电极和负电极施加的电压绝不限制于AC电压。然而，当想要检测由氧化物膜或电镀膜形成的表面上的异物金属时，优选地，如上所述，AC电压用作施加电压。除此之外，用于基于参数的变化量和阈值之间的量值关系检测异物的操作绝不限制于上述实施例等中描述的技术。例如，当参数的变化量小于阈值时，可以依据参数判断存在异物。此外，此时的阈值可以不是预定的固定值，而是例如可以是根据对应于用户进行的操作或使用状况的自动控制变化的可变值。此外，在上述实施例等中，充电盘1通过使用电源插头连接到外部AC电源。然而， 除此以外，充电盘1可以例如通过利用通用串行总线(USB)电源或AC适配器，接收来自外部的电功率提供。此外，在上述实施例等中，当检测到存在异物金属X时，通过点亮移动电话2中的警报灯向用户提供警报。然而除此之外，在显示屏幕上进行的图像显示、警报声音等也可以用作警报提供部分。除此之外，尽管在上述实施例等中，沿移动电话2的一个表面形成的螺旋形次级线圈20举例说明为本公开中的功率接收部分，但是线圈形状绝不限制于此。例如，线圈也可以按螺旋方式模制，因此可以具有在垂直于移动电话2的上表面的方向的预定厚度。此外，尽管通过具体地给出移动电话2的组成元件描述上述实施例等，但是移动电话2不需要包括所有的组成元件，并且还可以进一步包括任何其他合适的组成元件。此外，尽管通过举例说明布置一对电极的情况描述上述实施例等，并且通过跨越成对电极施加电压检测异物，但是本公开绝不限制于利用这样的电极的检测技术。例如，还可能使用利用温度传感器、压力传感器、永磁体等的检测技术。例如，当利用温度传感器时， 温度传感器提供在诸如移动电话的电子装置表面或内部，并且通过使用温度传感器检测电子装置周围的温度。这里，当在充电盘和温度传感器之间存在异物时，预期出现热产生，因此电子装置周围的温度变成高的温度。因此，必需的仅是之前设置用于检测异物的温度阈值，并且当通过使用温度传感器检测的温度变得等于或高于温度阈值时，判断存在异物。本公开包含涉及于2010年10月15日向日本专利局提交的日本优先权专利申请 JP 2010-232814中公开的主题，在此通过引用并入其全部内容。本领域技术人员应当理解，依赖于设计需求和其他因素可以出现各种修改、组合、 子组合和更改，只要它们在权利要求或其等效的范围内。
权利要求
1.一种电子装置，包括电功率接收部分，通过使用磁场接收来自功率馈送装置的电功率；以及检测部分，检测所述功率馈送装置和所述检测部分之间的异物的存在或不存在。
2.根据权利要求1所述的电子装置，还包括一组第一和第二电极，其相互远离布置；以及电压施加部分，跨越所述第一和第二电极施加电压，其中，所述检测部分根据通过所述电压施加部分的电压施加的结果，检测异物的存在或不存在。
3.根据权利要求2所述的电子装置，其中提供多组第一和第二电极。
4.根据权利要求3所述的电子装置，其中多组第一和第二电极分别具有线状形状，并且所述第一和第二电极相互远离地交替布置。
5.根据权利要求3所述的电子装置，其中多组第一和第二电极分别具有点状形状，并且所述第一和第二电极交替地离散布置。
6.根据权利要求2所述的电子装置，其中所述第一和第二电极分别是梳齿电极，并且所述第一和第二电极相互啮合，以便不相互接触。
7.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述功率接收部分包括线圈；电路基板，具有所述检测部分；以及磁材料层，提供在所述电路基板和所述线圈之间。
8.根据权利要求7所述的电子装置，其中提供所述第一和第二电极，以便所述磁材料层的至少一部分从线圈侧向电路基板侧穿透。
9.根据权利要求1所述的电子装置，其中跨越所述第一和第二电极施加的电压是交流电压。
10.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述检测部分根据跨越所述第一和第二电极形成的阻抗、电流和电压的至少一个参数的变化，检测异物的存在或不存在。
11.根据权利要求10所述的电子装置，其中所述检测部分根据以在没有异物放置在所述功率馈送装置上的状态下的至少一个参数的值作为基准的、至少一个参数的变化量和预定第一阈值之间的数量关系，检测异物的存在或不存在。
12.根据权利要求11所述的电子装置，其中跨越所述第一和第二电极施加的电压是交流电压，以及所述检测部分还考虑至少一个参数的变化量和不同于预定第一阈值的预定第二阈值之间的数量关系，检测异物的存在或不存在。
13.根据权利要求1所述的电子装置，还包括温度传感器，其中，所述检测部分根据从所述温度传感器获得的温度信息，检测异物的存在或不存在。
14.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述检测部分包括交流信号源、电容元件和电感器。
15.根据权利要求14所述的电子装置，其中所述电容元件提供在所述第一和第二电极之间。
16.根据权利要求14所述的电子装置，其中所述检测部分通过利用包括所述电容元件和所述电感器的谐振电路，检测异物的存在或不存在。
17.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述检测部分通过使用频率不同于向所述功率接收部分传输电功率期间的频率的交流信号，检测异物的存在或不存在。
18.根据权利要求1所述的电子装置，其中当所述检测部分检测异物时，向用户提供所述检测部分检测异物的效果。
19.一种功率馈送方法，包括当通过使用磁场从功率馈送装置向电子装置传输电功率时，在所述电子装置中检测所述功率馈送装置和所述电子装置之间的异物的存在或不存在。
20.一种功率馈送系统，包括 电子装置；以及功率馈送装置，向所述电子装置馈送电功率， 其中所述电子装置包括电功率接收部分，通过使用磁场接收来自所述功率馈送装置的电功率；以及检测部分，检测所述功率馈送装置和所述检测部分之间的异物的存在或不存在。
全文摘要
在此公开一种电子装置，包括电功率接收部分，通过使用磁场接收来自功率馈送装置的电功率；以及检测部分，检测所述功率馈送装置和所述检测部分之间的异物的存在或不存在。
文档编号H02J17/00GK102457107SQ201110314458
公开日2012年5月16日 申请日期2011年10月17日 优先权日2010年10月15日
发明者浦本洋一, 田中正幸 申请人:索尼公司