无线电力接收设备和具有无线电力接收设备的图像显示设备

摘要

本发明涉及无线电力传送/接收设备和具有无线电力传送/接收设备的图像显示设备。根据本发明的一个实施例的无线电力传送/接收设备包括：第一金属层，其被电连接到信号输入单元；第二金属层，其具有被形成在其上的多个图案；表面波发送设备，其包括在第一金属层和第二金属层之间形成的电介质；第三金属层，其被电连接到信号输出单元；第四金属层，其具有被形成在其上的多个图案；表面波接收设备，其包括在第三金属层和第四金属层之间形成的电介质；桥接金属板，其被布置在表面波传送设备和表面波接收设备之间，其中信号输出单元的一端连接到浮地。根据此，可以使用表面波来传送无线电力。因此，可以使用表面波来传送无线电力。

说明书

技术领域

本公开涉及一种无线收发器和包括该无线收发器的图像显示装置，并且更具体地，涉及一种能够使用表面EM波传送无线电力的无线电力收发器以及包括该无线电力收发器的图像显示装置。

背景技术

近来，正在对电子设备之间的无线电力传输进行研究。

特别地，正在对诸如电容和电感类型的各种类型的无线电力传输进行研究。

同时，作为无线电力传输的最新解决方案，正在研究使用通过金属板的表面作为传输介质传播的表面EM波的方法。

发明内容

本公开的目的是为了提供一种能够使用表面EM波传送无线电力的无线电力收发器以及包括该无线电力收发器的图像显示装置。

本公开的另一目的是为了提供一种无线电力收发器以及包括该无线电力收发器的图像显示装置，该无线电力收发器可以在通过表面EM波传送无线电力时被容易地实现为表面EM波接收器。

为了达到上述目的，根据本公开的实施例的无线电力收发器和包括该无线电力收发器的图像显示装置包括表面电磁(EM)波发射器，该表面电磁波(EM)发射器包括被电连接到信号输入端子的第一金属层、其中形成有多个图案的第二金属层、以及形成在第一金属层和第二金属层之间的电介质材料中的至少一个；表面EM波接收器，该表面EM波接收器包括被电连接到信号输出端子的第三金属层、其中形成有多个图案的第四金属层以及在第三金属层和第四金属层之间形成的电介质材料中的至少一个；以及桥接金属板，桥接金属板被设置在表面EM波发射器和表面EM波接收器之间，其中信号输出端子的一端被连接到浮地(floating ground)。

同时，信号输入端子的一端被连接到地。

同时，表面EM波发射器进一步包括与第二金属层接触的绝缘层。

同时，表面EM波发射器进一步包括在第一金属层和第二金属层之间形成的绝缘层，并且该绝缘层包括铁氧体材料(ferrite material)。

同时，表面EM波发射器包括第一电介质材料至第三电介质材料，第一电介质材料至第三电介质材料被设置在第一金属层和第二金属层之间，并且表面EM波发射器进一步包括第一绝缘层，第一绝缘层被设置在第一电介质材料和第二电介质之间；以及金属层，金属层被设置在第二电介质材料和第三电介质材料之间。

同时，第一至第三电介质材料的高度之和大于第一金属层的高度或第二金属层的高度。

同时，第二金属层内的多个图案之间的间隔小于图案的宽度。

同时，基于施加到信号输入端子的信号，在从第一金属层到第二金属层的方向中输出电磁波。

同时，表面EM波接收器包括在第三金属层和第四金属层之间设置的第四电介质材料至第六电介质材料，并且进一步包括在第四电介质材料和第五电介质材料之间设置的第二绝缘层以及在第五电介质材料和第六电介质材料之间设置的金属层。

同时，桥接金属板的两端处的宽度可以比桥接金属板的中央部分的宽度宽。

同时，宽度可能会朝向桥接金属板的两端增加。

同时，桥接金属板的两端处的厚度可以大于桥接金属板的中央部分的厚度。

为了实现上述目的，根据本公开的另一实施例的无线电力收发器和包括该无线电力收发器的图像显示装置包括表面EM波发射器，该表面EM波发射器包括被电连接到信号输入端子的第一金属层、其中形成有多个图案的第二金属层、以及在第一金属层和第二金属层之间形成的电介质材料中的至少一个；表面EM波接收器，该表面EM波接收器包括被电连接到信号输出端子的第三金属层、其中形成有多个图案的第四金属层、以及在第三金属层和第四金属层之间形成的电介质材料中的至少一个；以及桥接金属板，该桥接金属板被设置在表面EM波发射器和表面EM波接收器之间，其中表面EM波发射器进一步包括在第一金属层和第二金属层之间形成的绝缘层，并且该绝缘层包括铁氧体材料。

根据本公开的一个实施例的无线电力收发器和包括该无线电力收发器的图像显示装置包括表面电磁波(EM)发射器，该表面电磁波(EM)发射器包括被电连接到信号输入端子的第一金属层、其中形成有多个图案的第二金属层、以及在第一金属层和第二金属层之间形成的电介质材料中的至少一个；表面EM波接收器，该表面EM波接收器包括电连接到信号输出端子的第三金属层、其中形成多个图案的第四金属层以及在第三金属层和第四金属层之间形成的电介质材料中的至少一个；以及桥接金属板，其被设置在表面EM波发射器和表面EM波接收器之间，其中信号输出端子的一端被连接到浮地。根据本公开，无线电力可以通过表面EM波传送。同时，当使用表面EM波传送无线电力时，本公开使得能够容易地实现表面EM波接收器。

同时，表面EM波发射器还包括形成在第一金属层和第二金属层之间的绝缘层，并且该绝缘层包括铁氧体材料。因此，可以调节所传送的电磁波的相位。

同时，表面EM波发射器包括被设置在第一金属层和第二金属层之间的第一至第三电介质材料，并且表面EM波发射器进一步包括在第一电介质材料和第二电介质材料之间设置的第一绝缘层和在第二电介质材料和第三电介质材料之间设置的金属层。因此，可以使用表面EM波来传送无线电力。

同时，第一至第三电介质材料的高度之和大于第一金属层的高度或第二金属层的高度。因此，可以使用表面EM波来传送无线电力。

同时，第二金属层内的多个图案之间的间隔小于图案的宽度。因此，可以使用表面EM波来传送无线电力。

同时，基于施加到信号输入端子的信号在从第一金属层到第二金属层的方向中输出电磁波。因此，可以使用表面EM波来传送无线电力。

同时，表面EM波接收器包括在第三金属层与第四金属层之间设置的第四至第六电介质材料，并且进一步包括在第四电介质材料与第五电介质材料之间设置的第二绝缘层和在第五电介质材料和第六电介质材料之间设置的金属层。因此，可以使用表面EM波来传送无线电力。

同时，根据本公开的另一实施例的无线电力收发器和包括该无线电力收发器的图像显示装置包括：表面EM波发射器，该表面EM波发射器包括电连接到信号输入端子的第一金属层、其中形成多个图案的第二金属层、以及在第一金属层和第二金属层之间形成电介质材料中的至少一个；表面EM波接收器，其包括电连接到信号输出端子的第三金属层、形成有多个图案的第四金属层以及在第三金属层和第四金属层之间形成的电介质材料中的至少一个；以及被设置在表面EM波发射器和表面EM波接收器之间的桥接金属板，其中表面EM波发射器进一步包括在第一金属层和第二金属层之间形成的绝缘层，并且该绝缘层包括铁氧体材料。因此，可以使用表面EM波来传送无线电力。特别地，可以调节所传送的电磁波的相位。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，可以更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：

图1图示根据本公开的一个实施例的无线电力收发器；

图2至图5b是在图1的描述中参考的图；

图6图示根据本公开的另一实施例的无线电力收发器；

图7图示根据本公开的实施例的图像显示装置；

图8是图7的侧视图；

图9a至9d图示图7的桥接金属板的各种形状；以及

图10是图示根据本公开的实施例的无线电力电路的一个示例的电路图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本公开的实施例。

这里，用来表示组件的术语“模块”和“单元”用于帮助理解组件，并且因此，不应认为它们具有特定的含义或作用。因此，术语“模块”和“单元”可以互换使用。

图1图示根据本公开的一个实施例的无线电力收发器，并且图2至图5b是在图1的描述中参考的图。

首先，参考图1，根据本公开的一个实施例的无线电力收发器10可以包括：表面EM波发射器TE，该表面EM波发射器TE包括电连接到信号输入端子205的第一金属层210、其中形成有多个图案222的第二金属层220、以及在第一金属层210和第二金属层220之间形成的电介质材料中的至少一个；表面EM波接收器RE，该表面EM波接收器RE包括电连接到信号输出端子的第三金属层210b、其中形成有多个图案222b的第四金属层220b、以及在第三金属层210b与第四金属层220b之间形成的电介质材料中的至少一个；以及桥接金属板BR，该桥接金属板BR被设置在表面EM波发射器TE与表面EM波接收器RE之间。

TE可以通过BR传送表面EM波，且RE可以通过BR来接收表面EM波。

表面EM波传输的原理可以基于在其中形成有多个图案222的第二金属层220中的渐逝模式。

同时，RE不得不被接地，以接收到来的表面EM波；但是，因为信号输出端子225b被设置在比地显著高的位置处，因此带来不便。

在这一点上，实现本发明，使得信号输出端子225b的一端被连接到浮地。因此，可以达到RE的电路稳定性。

同时，在附图中，图示信号输入端子205的一端被连接到地(GND)，特别是地球地面(earth ground)。

在本公开中，信号输入端子205的接地和信号输出端子225b的接地彼此不同地布置。

图2详细图示表面EM波接收器RE。

参考附图，TE可以包括第一金属层210、在其中形成有多个图案222的第二金属层220、以及在第一金属层210和第二金属层220之间形成的电介质材料中的至少一个。

TE可以进一步包括与第二金属层220接触的绝缘层225。

TE进一步包括形成在第一金属层210和第二金属层220之间的绝缘层233，并且绝缘层233可以包括铁氧体材料(ferrite material)。因此，可以进行相位调整。

TE可以包括在第一金属层210和第二金属层220之间设置的第一至第三电介质材料232、234、236。

同时，TE可以进一步包括在第一电介质材料232和第二电介质材料234之间设置的第一绝缘层233和在第二电介质材料234和第三电介质材料236之间设置的金属层235。

同时，优选的是，第一至第三电介质材料的高度之和(hb)大于第一金属层的高度(ha)或第二金属层的高度(hc)。

图3a图示基于施加到信号输入端子205的信号在从第一金属层210到第二金属层220的方向中，朝向桥接金属板BR输出电磁波，特别是表面EM波的情况。

接下来，图3b图示来自桥接金属板BR的电磁波，特别地表面EM波，在从第四金属层220b到第三金属层210b的方向中传播的情况。

同时，根据图3b，RE包括被设置在第三金属层210b和第四金属层220b之间的第四至第六电介质材料232b、234b、236b。

同时，RE进一步包括在第四电介质材料232b和第五电介质材料234b之间设置的第二绝缘层233b和在第五电介质材料234b和第六电介质材料236b之间设置的金属层235b。

接下来，图4图示其中形成有多个图案222的第二金属层220和绝缘层225。

为了产生表面EM波，优选的是，第二金属层220内的多个图案222之间的间隔Wa小于图案222的宽度Wb。

图5a和5b图示根据TE和RE之间的距离的性能比较。

参考图5a，第一表面EM波接收器(REa)被设置成与TE相距第一距离(Da)，并且第二表面EM波接收器(REb)被设置成与TE相距的第二距离(Db)。

在图5b，图5b的第一曲线图(gra)示出REa的性能，并且第二曲线图(grb)示出REb的性能。

第一曲线图(gra)和第二曲线图(grb)示出沿频率轴的电平差异很小；但是，在特定频率之后性能劣化。在大约15MHz之后，性能可能被退化。

图6图示根据本公开的另一实施例的无线电力收发器。

图6的无线电力发射器10b类似于图1的无线电力发射器10，但是桥接金属板BR不连续地连接TE和RE，而是具有多个间隙(OPa、OPb、OPc)。

换句话说，即使使用多个桥接金属板(BRa–BRd)，使用表面EM波的无线电力传输也未受到显著地影响。

图7图示根据本公开的实施例的图像显示装置，并且图8是图7的侧视图。

参考附图，根据本公开的实施例的图像显示装置100包括显示器180，其具有用于接收无线电力的表面EM波接收器RE；信号处理器300，其与显示器180分离并配备有用于向显示器180传送无线电力的表面EM波发射器TE；以及桥接金属板BR，其一端与RE分开并面对RE，并且其另一端与TE分开并面对TE。

根据该图，在显示器180和信号处理器300之间没有设置用于电力连接的线缆；而是，使用桥接金属板BR执行无线电力传输。

特别地，如图8中所示，桥接金属板BR通过间隙Py与表面EM波接收器RE分离，并且通过间隙Px与表面EM波发射器TE分离。

根据以上描述，可以通过表面EM波传播通过使用TE、BR和RE来执行无线电力传输。这种类型电力传递方法可以被称为表面EM波传递方法。

同时，根据图8，图像显示装置100可以包括附接构件ADD，在该附接构件ADD上设置有桥接金属板BR。

如图8中所示，附接构件ADD可以附接在显示器180和信号处理器300后面的壁50上。因此，用户可以简单地将其上设置有桥接金属板BR的附接构件ADD附接到壁50。

特别地，附接构件ADD可以被缠绕成卷。因此，附接构件ADD可以容易地附接到壁50上。

同时，显示器180可以包括显示电路板CBA和面板PAN。

显示电路板CBA可以包括电力接收电路RTCA，该电力接收电路RTCA将通过表面EM波接收器RE接收到的无线电力转换为直流电并输出直流电；以及驱动电路DRA，其通过使用来自电力接收电路RTCA的直流电将用于图像显示的信号输出到面板PAN。

同时，电力接收电路RTCA可以是图10的电力接收电路。

驱动电路DRA可以包括时序控制器，其用于输出用于驱动面板PAN的驱动信号；扫描驱动器，其用于基于驱动器信号来驱动面板PAN；以及数据驱动器。

面板PAN可以是有机发光二极管(OLED)面板、液晶显示器(LCD)面板和发光二极管(LED)面板中的任何一个。

信号处理器300可以对从外部接收到的图像或内部存储器中存储的图像执行信号处理，并将经信号处理的视频信号无线传送到显示器180。

视频信号可以以与无线电力传递不同的方式无线地传送。例如，可以以比无线电力传递中更高的频率无线地传送视频信号。具体地，视频信号可以通过无线千兆联盟(WiGig)、无线显示(WiDi)或Miracast在大约60Hz处无线地传送，或通过无线保真直连(WiFi Direct)无线地传送。

信号处理器300可以包括用于将无线电力传送到显示器180的电路板CBB。

电路板CBB可以包括用于对视频信号执行信号处理的信号处理电路SRA、以及用于无线电力传输的电力传输电路PTCA。

同时，电力传输电路PTCA可以是图10的电力传输电路。

信号处理器300可以处理音频信号，并与显示器180上显示的图像同步输出声音。

例如，信号处理器300可以包括：第一扬声器185a，其用于在正面方向中输出第一声音；以及第二扬声器185b，其用于在朝向天花板500的方向中输出第二声音。

在图1中，通过示例，第一扬声器185a的扬声器SFa和SFb被布置在信号处理器300的前面，并且第二扬声器185b的阵列扬声器SHa和SHb被布置在信号处理器300的顶部。

因此，来自第一扬声器185a的第一声音指向用户，并且来自第二扬声器185b的第二声音指向天花板500，从天花板500反射，并且然后到达用户。

优选地，第一声音和第二声音在不同的方向中输出，不引起声学干扰。

特别地，为了增强第二声音的方向性，第二扬声器185b可以包括具有多个扬声器的阵列扬声器SHa和SHb。

同时，相对于普通扬声器，阵列扬声器表现出优异的方向性。因此，阵列扬声器SHa和SHb的使用可以导致减小在正面方向中的第一声音与在朝向天花板500的方向中的第二声音之间的声学干扰。

图9a至9d图示图7的桥接金属板的各种形状。

首先，图9a图示桥接金属板BR的宽度是恒定的。

特别地，该图示出桥接金属板BR被设置成与被设置在显示器180中的表面EM波接收器RE分离了预定距离，并且被设置成与显示器180的下部中设置的信号处理器300内的表面EM波发射器隔开了预定距离。

同时，为了有效地执行无线电力传输并且同时从有色的桥接金属板BR上达到美学效果，可以以各种方式改变桥接金属板BR的形状，如图9b至图9d中所示。

首先，图9b图示桥接金属板BR的两端比桥接金属板BR的中央部分宽的情况。

换句话说，面向表面EM波接收器RE的一端和面向表面EM波发射器TE的另一端的宽度可以比桥接金属板BR的中央部分的宽度宽。

根据上述形状，可以将桥接金属板BR的中央部分的宽度减小到可以仍然抵抗由于流动的电流或电压引起的内部压力的水平。同时，如果桥接金属板BR的中央部分的宽度较小，则用户可能不容易识别桥接金属板BR，这可以增加美学效果。

接下来，图9c图示其中桥接金属板BR的宽度朝着两端线性增加的情况。

换句话说，宽度在桥接金属板BR的中央部分最小，并且该宽度朝向桥接金属板BR的任一端线性地增加。

以不同的表达，桥接金属板BR的宽度朝向中央部分线性减小。因此，类似于图9b所示的效果，可能不容易识别桥接金属板BR，这可以增加美学效果。

同时，图9d图示其中桥接金属板BR的中央部分的厚度Tb大于桥接金属板BR的两端处的厚度Tb的情况。

根据以上描述，可以通过桥接金属板BR有效地执行无线电力传输。

同时，与图9d的图示不同，厚度朝向桥接金属板BR的两端线性地增加也是可能的。

换句话说，厚度在桥接金属板BR的中央部分最小并且朝向桥接金属板BR的两端增加是可能的。

以不同的表达，可以朝向桥接金属板BR的中央部分减小厚度。因此，可以通过桥接金属板BR有效地执行无线电力传输。

同时，桥接金属板BR可以包括诸如ITO的透明金属，使得它可以是透明的。

图10是图示根据本公开的实施例的无线电力电路的一个示例的电路图。

参考附图，图10的无线电力电路500可以包括用于信号处理器300内的无线电力传输的电力传输电路PTCA、显示器180内的电力接收电路RTCA以及桥接金属板BR。

电力传输电路PTCA可以包括：具有多个开关元件Sa、Sb、S'a和S'b的逆变器520，以将DC电力转换为AC电力；第一谐振器530，其用于与从逆变器520接收的交流电谐振；以及逆变器控制器570，其用于控制逆变器520。

逆变器520可以包括多个开关元件Sa、S'a、Sb和S'b，并且可以根据开关元件Sa、S'a、Sb和S'b的接通/关断将DC电力405转换为预定频率的AC电力，并输出AC电力。

在逆变器520中，一对上臂开关元件Sa和Sb被串联连接，一对下臂开关元件S'a和S'b被串联连接，并且两对上臂开关元件Sa&S’a和Sb&S’b被并联连接。反并联二极管元件Da、D'a、Db和D'b反向并联连接到相应开关元件Sa、S'a、Sb和S'b。

基于从逆变器控制器570接收的逆变器开关控制信号Sic，逆变器520的每个开关元件被接通/关断。

电力传输电路PTCA可以进一步包括用于检测逆变器520的输出电压的输出电压检测器，或者用于检测逆变器520的输出电流的输出电流检测器。

逆变器控制器570可以基于从输出电压检测器或输出电流检测器输出的电压或电流来产生并输出用于控制每个开关元件的接通/关断的逆变器切换控制信号Sic。

也可以将逆变器520称为全桥开关单元。

第一谐振器530可以被设置在逆变器520的输出端处，并且包括电感器Lt和电容器Ct。

第一谐振器530可以借助于电感器Lt和电容器Ct谐振，并因此通过谐振来传送无线电力。

表面EM波发射器TE可以被电连接到第一谐振器530的输出。

此外，可以设置桥接金属板BR，该桥接金属板的另一端与TE分开并面向TE。

同时，显示器180可以包括表面EM波接收器RE，该表面EM波接收器RE与桥接金属板BR的一端分开并且面向桥接金属板BR的一端。

同时，信号处理器300内的表面EM波发射器TE、显示器180内的表面EM波接收器RE和桥接金属板BR可以被统称为无线电力收发器540。

如上所述，无线电力收发器540可以通过使用金属板来执行表面EM波电力传输。

显示器180的电力接收电路RTCA可以包括第二谐振器550，其用于与从第一电极REa和第二电极REb接收的AC电力谐振；以及整流器560，其具有多个二极管元件Dan、Dbn、D'An、D'bn，其用于对从第二谐振器550接收的AC电力进行整流。

第二谐振器550借助于电感器Lr和电容器Cr谐振，从而实现无线电力传递。

特别地，第二谐振器550通过电感器Lr和电容器Cr与从表面EM波接收器RE接收的无线电力谐振，通过其可以将AC电力输出到整流器560。

显示器180的电力接收电路RTCA可以进一步包括电流检测器A，其用于检测接收到的AC电力的电流；或者电压检测器B，其用于检测接收到的AC电力的电压。

整流器560包括多个二极管元件Dan、Dbn、D’an、D’bn，并且可以整流所接收的AC电力。特别地，整流器560可以将接收到的AC电力转换成DC电力并且输出DC电力。

在整流器560中，一对上臂二极管元件Dan和Dbn被串联连接，一对下臂二极管元件D'an和D'bn被串联连接，并且并联连接两对上臂二极管元件Dan和D'an和下臂二极管元件Dbn和D'bn。

显示器180的电力接收电路RTCA可以包括整流控制器590，其用于基于从电流检测器A或电压检测器B接收的输入电流或输入电压来计算接收的无线电力。

例如，如果基于检测到的电流或电压计算出的电力等于或小于预定的第一值，则整流控制器590可以控制到信号处理器300的接收到的电力信息的传输。

在另一示例中，当所需电力等于或大于预定的第二值时，整流控制器590可以控制到信号处理器300的所需电力信息的传输。

显示器180的电力接收电路RTCA可以进一步包括电容器Cm，该电容器Cm用于存储从整流器560接收的整流的DC电力。显示器180的驱动电路DRA和面板PAN基于该整流的DC电力进行操作。

根据前述示例性实施例的无线电力收发器和图像显示装置不限于在此阐述的示例性实施例。因此，本文阐述的全部或部分实施例可以被选择性地组合和集成，使得实现上述实施例的各种修改。

贯穿整个文档，已经参考附图描述了本公开的优选实施例；然而，本公开不限于以上给出的描述。相反，应当注意，本公开所属的本领域的技术人员可以在不背离由所附权利要求限定的本公开范围的情况下对本公开进行各种修改，并且从本公开的技术原理或观点来看这些修改不应单独理解。