JP7557260B2 - 異物質検出方法及びそのための装置及びシステム - Google Patents

Description

本発明は無線電力伝送技術に関し、より詳しくは、無線充電システム上での異物質検出方法及びそのための装置及びシステムに関する。

近年、情報通信技術が急速に発展するに従い、情報通信技術を基にするユビキタス社会が成り立っている。

いつでもどこでも情報通信機器が接続するためには、社会の全ての施設に通信機能を有するコンピュータチップを内装したセンサーが取り付けられなければならない。したがって、これらの機器又はセンサーの電源供給問題は新しい課題となっている。また、携帯電話だけではなくブルートゥースハンドセットとアイポットのようなミュージックプレーヤーなどの携帯機器の種類が急激に増えるに従ってバッテリーを充電する作業が使用者に時間及び手数を要求している。このような問題を解決する方法として無線電力伝送技術が最近に関心を受けている。

無線電力伝送技術（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ又はｗｉｒｅｌｅｓｓ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ）は磁場の誘導原理を用いて無線で送信機から受信機に電気エネルギーを伝送する技術であり、既に１８００年代に電磁気誘導原理を用いた電気モーターや変圧器が使われ始めた。その後には、高周波、Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ、レーザーなどの電磁波を放射して電気エネルギーを伝送する方法も試みられた。我々がよく使用する電動歯ブラシ又は一部の無線カミソリも実際には電磁気誘導原理で充電される。

現在まで無線を用いたエネルギー伝達方式は、大別して磁気誘導方式、磁気共振（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）方式及び短波長無線周波数を用いたＲＦ伝送方式などに区分できる。

磁気誘導方式は、二つのコイルを互いに隣り合わせた後、一コイルに電流を流せば、このときに発生した磁束（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｌｕｘ）が他のコイルに起電力を引き起こす現象を用いる技術であり、携帯電話のような小型機器を中心に早く商用化している。磁気誘導方式は最大で数百キロワット（ｋＷ）の電力を伝送することができるし効率も高いが、最大伝送距離が１センチメートル（ｃｍ）以下であるため、一般的に充電器又は底面に隣り合わせなければならない欠点がある。

磁気共振方式は、電磁気波、電流などを活用する代わりに、電場又は磁場を用いる特徴がある。磁気共振方式は電磁波問題の影響をほとんど受けないので、他の電子機器や人体に安全であるという利点がある。一方、限定された距離と空間でだけ活用することができ、エネルギー伝達効率がちょっと低いという欠点がある。

短波長無線電力伝送方式、簡単に言えばＲＦ伝送方式は、エネルギーがラジオ波（Ｒａｄｉｏ Ｗａｖｅ）の形態で直接送受信されることができるという点を活用したものである。この技術はレクテナ（ｒｅｃｔｅｎｎａ）を用いるＲＦ方式の無線電力伝送方式である。レクテナはアンテナ（ａｎｔｅｎｎａ）と整流器（ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）の合成語で、ＲＦ電力を直接直流電力に変換する素子を意味する。すなわち、ＲＦ方式はＡＣラジオ波をＤＣに変換して使用する技術であり、最近効率が向上するに従って商用化に対する研究が活発に進行されている。

無線電力伝送技術は、モバイルだけでなく、ＩＴ、鉄道、家電産業などの産業全般にあたって多様に活用されることができる。

無線充電可能領域に無線電力受信機ではない伝導体、つまりＦＯ（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ）が存在する場合、ＦＯには無線電力送信機から送出された電磁気信号が誘導されて温度が上昇することがある。一例として、ＦＯは、銅銭、クリップ、ピン、ボールペンなどを含むことができる。

仮に、無線電力受信機と無線電力送信機の間にＦＯが存在する場合、無線充電効率がめっきり落ちるだけでなく、ＦＯ周辺の温度上昇によって無線電力受信機と無線電力送信機の温度が一緒に上昇することがある。仮に、充電領域に位置するＦＯが除去されなかった場合、電力浪費をもたらすだけでなく、過熱によって無線電力送信機及び無線電力受信機の損傷を引き起こすことができる。

したがって、充電領域に位置するＦＯを正確に検出することは無線充電技術分野で重要なイシューとなっている。

本発明は上述した従来技術の問題点を解決するために考案されたもので、本発明の目的は無線充電のための異物質検出方法及びそのための装置及びシステムを提供することである。

本発明の他の目的は基準品質因子値によって線形的又は指数的に決定される加重値を反映して動的に異物質を検出するための臨界値又は臨界範囲を決定することにより、より正確に異物質を検出することができる無線電力送信装置を提供することである。

本発明の他の目的はピング段階以前に測定された共振回路の品質因子値及びインダクタンス値に基づいて異物質を検出することが可能な無線電力送信装置を提供することである。

本発明のさらに他の目的は充電領域に物体が感知されれば、ピング段階以前に共振回路の品質因子値だけではなくインダクタンス値を測定し、交渉段階でＦＯＤ状態パケットに基づいて決定された臨界値と測定値を比較することによってより正確に異物質を感知することが可能な異物質検出方法及びそのための装置及びシステムを提供することである。本発明の他の目的は動作周波数帯域内の特定周波数に相応して測定された品質因子値に基づいて異物質を検出することが可能な無線電力送信機を提供することである。

本発明の他の目的は動作周波数帯域内の特定周波数に相応して測定された品質因子平均値に基づいて異物質を検出することが可能な無線電力送信機を提供することである。

本発明で達成しようとする技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及しなかったさらに他の技術的課題は下記の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解可能であろう。

本発明は異物質検出方法及びそのための装置及びシステムを提供することができる。

本発明の一実施例による無線で電力を伝送するための共振回路を備えた無線電力送信機における異物質検出方法は、充電領域に配置された物体を感知する段階と、前記物体が感知されれば、前記共振回路の品質因子値を測定する段階と、感知信号を送出して無線電力受信機を識別する段階と、識別された前記無線電力受信機から受信された基準品質因子値に基づいて異物質検出のための臨界値を決定する段階と、前記測定された品質因子値と前記決定された臨界値を比較して異物質の存在有無を判断する段階とを含み、前記臨界値は前記基準品質因子値によって増加する加重値が適用されて決定されることができる。

ここで、前記加重値は前記基準品質因子値によって線形的又は指数的に増加することができる。

また、前記臨界値の決定に前記無線電力送信機に対応する構成因子及び予め定義された許容誤差がもっと適用され、前記臨界値は前記基準品質因子値と前記構成因子を掛けた値に前記許容誤差を足してから前記加重値を差し引くことによって決定されることができる。

また、前記異物質検出方法は、前記判断結果、異物質が存在しなければ、前記識別された無線電力受信機への充電を開始する段階と、前記判断結果、異物質が存在すれば、前記共振回路を介しての電力伝送を中断し、異物質が感知されたことを指示する所定のアラーム信号を出力する段階とをさらに含むことができる。

また、前記電力伝送が中断されれば、前記充電領域に配置された物体を感知する段階に回帰することができる。

また、前記異物質検出方法は、前記回帰後、測定した前記共振回路の品質因子値を前記決定された臨界値と比較して、感知された前記異物質が前記充電領域から除去されたかを確認する段階をさらに含むことができる。

また、前記確認結果、前記異物質が除去された場合、前記中断された電力伝送を再開することができる。

また、前記基準品質因子値は交渉段階で受信される異物質検出状態パケットに含まれて受信されることができる。

また、前記異物質の存在有無を判断する段階は、前記測定された品質因子値が前記臨界値を超えれば異物質が存在しないと判断する段階と、前記測定された品質因子値が前記臨界値以下であれば異物質が存在すると判断する段階とを含むことができる。

本発明の他の実施例による無線で電力を伝送するための共振回路を備えた無線電力送信機における異物質検出方法は、充電領域に配置された物体を感知する段階と、前記物体が感知されれば、前記共振回路の品質因子値を測定する段階と、感知信号を送出して無線電力受信機を識別する段階と、識別された前記無線電力受信機から受信された基準品質因子値に基づいて異物質検出のための臨界範囲を決定する段階と、前記測定された品質因子値と前記決定された臨界範囲を比較して異物質の存在有無を判断する段階とを含み、前記臨界範囲は前記基準品質因子値によって増加する上限加重値と下限加重値が適用されて決定されることができる。

本発明のさらに他の実施例による異物質検出装置は、共振キャパシター及び共振インダクターを含む共振回路と、充電領域に配置された物体を感知するセンシング部と、前記物体が感知されれば、前記共振回路の品質因子値を測定する測定部と、識別された無線電力受信機から受信される異物質検出状態パケットの基準品質因子値に基づいて異物質検出のための臨界値を決定し、前記測定された品質因子値と前記決定された臨界値を比較して異物質の存在有無を判断する制御部とを含み、前記臨界値は前記基準品質因子値によって増加する加重値が適用されて決定されることができる。

ここで、前記加重値は前記基準品質因子値によって線形的又は指数的に増加し、前記臨界値は前記基準品質因子値と前記無線電力送信機に対応する構成因子を掛けた値に予め定義された許容誤差を足してから前記加重値を差し引くことによって決定されることができる。

また、前記異物質が存在しないと判断されれば、前記制御部が前記識別された無線電力受信機への充電を開始し、前記異物質が存在すると判断されれば、前記制御部が前記共振回路を介しての電力伝送を中断し、異物質が感知されたことを指示する所定のアラーム信号を出力するように制御することができる。

また、前記制御部が、前記電力伝送中断後、選択段階に回帰して測定した前記共振回路の品質因子値を前記決定された臨界値と比較して、感知された前記異物質が前記充電領域から除去されたかを確認することができる。

また、前記確認結果、前記異物質が除去された場合、前記制御部が前記中断された電力伝送を再開するように制御することができる。

また、前記異物質検出装置は、電源から印加された直流電力を特定の直流電力に変換する直流／直流変換器と、前記変換された直流電力を交流電力に変換するインバーターとをさらに含み、前記制御部が、前記測定部による測定が完了すれば、前記無線電力受信機を識別するためのデジタルピングが周期的に送出されるように前記直流／直流変換器及び前記インバーターを制御し、前記デジタルピングに対応する信号強度指示子が受信されれば、前記無線電力受信機を識別することができる。

また、前記測定部が前記共振キャパシターの両端で測定された電圧に基づいて前記共振回路の品質因子値を測定することができる。

本発明のさらに他の実施例による異物質検出装置は、共振キャパシター及び共振インダクターを含む共振回路と、充電領域に配置された物体を感知するセンシング部と、前記物体が感知されれば、前記共振回路の品質因子値を測定する測定部と、識別された無線電力受信機から受信される異物質検出状態パケットの基準品質因子値に基づいて異物質検出のための臨界範囲を決定し、前記測定された品質因子値と前記決定された臨界範囲を比較して異物質の存在有無を判断する制御部とを含み、前記臨界範囲は前記基準品質因子値によって増加する上限加重値と下限加重値が適用されて決定されることができる。

本発明の一実施例による無線で電力を伝送するための共振回路を備えた無線電力送信機における異物質検出方法は、前記共振回路の第１インダクタンス値を測定する段階と、無線電力受信機から異物質検出状態パケットを受信する段階と、前記異物質検出状態パケットに基づいて異物質検出のための臨界値を決定する段階と、前記測定された第１インダクタンス値と前記決定された臨界値を比較して異物質の存在有無を判断する段階とを含むことができる。

また、前記異物質検出方法は、充電領域に配置された物体を感知する段階と、前記無線電力受信機を識別する段階とをさらに含み、前記測定された第１インダクタンス値は前記感知された物体によって変化した前記共振回路のインダクタンス値を含むことができる。

また、前記第１インダクタンス値は、前記物体が感知された後、前記無線電力受信機を識別する段階に進入する前に測定されることができる。

また、前記異物質検出方法は、前記物体が感知された後、前記無線電力受信機を識別する段階に進入する前に前記共進回路の品質因子値を測定する段階をさらに含むことができる。

また、前記異物質検出方法は、前記異物質存在有無の判断結果に基づいて前記無線電力受信機への電力伝送を中断する段階をさらに含むことができる。

また、前記異物質検出方法は、前記異物質存在有無の判断結果に基づいて前記識別された無線電力受信機に伝送する電力を補正する段階をさらに含むことができる。

また、前記異物質検出方法は、前記異物質存在有無の判断結果に基づいて異物質が感知されたことを指示するアラーム信号を出力する段階をさらに含むことができる。

また、前記異物質検出方法は、前記電力伝送中断後、前記充電領域に配置された物体を感知する段階をさらに含むことができる。

また、前記異物質検出方法は、前記電力伝送中断後、前記共振回路の第２インダクタンス値を測定する段階と、前記測定された第２インダクタンス値と前記決定された臨界値を比較して、感知された前記異物質が前記充電領域から除去されたかを判断する段階とをさらに含むことができる。

また、前記異物質検出状態パケットは、基準品質因子値及び基準インダクタンス値の少なくとも一つを含むことができる。

また、前記基準インダクタンス値は、異物質がない状態で前記無線電力受信機が前記充電領域に位置したときに測定された前記共振回路のインダクタンス値を含むことができる。

一実施例で、前記異物質検出状態パケットはモードフィールドをさらに含み、前記モードフィールドは、前記異物質検出状態パケットが前記基準インダクタンス値を含むことを指示する第１モードを含むことができる。

他の実施例で、前記異物質検出状態パケットはモードフィールドをさらに含み、前記モードフィールドは、前記異物質検出状態パケットが前記基準インダクタンス値及び前記基準品質因子値を含むことを指示する第２モードを含むことができる。

また、前記決定された臨界値は品質因子臨界値及びインダクタンス臨界値を含み、前記品質因子臨界値及び前記インダクタンス臨界値は前記基準品質因子値及び前記基準インダクタンス値のそれぞれに対して既設定の比率だけ小さい値を含むことができる。

また、前記決定された臨界値は前記基準インダクタンス値に対して既設定の比率だけ大きい値を含むことができる。

また、前記異物質検出方法は、前記無線電力受信機から前記電力を補正するための受信パワー強度パケットを受信する段階をさらに含み、前記受信パワー強度パケットは、ライトロードに対応する前記無線電力受信機の受信電力又はロード連結状態に対応する前記無線電力受信機の受信電力を含むことができる。

また、前記異物質の存在有無を判断する段階は、前記測定された品質因子値と前記品質因子臨界値を比較して異物質存在有無を判断する第１異物質判断段階と、前記測定された第１インダクタンス値と前記インダクタンス臨界値を比較して異物質存在有無を判断する第２異物質判断段階とを含むことができる。

また、前記第１異物質判断段階及び前記第２異物質判断段階の少なくとも一つの異物質判断段階で異物質が存在すると判断されれば、最終的に異物質が存在すると判断することができる。

本発明の他の実施例による異物質検出装置は、共振キャパシターとインダクターを含む共振回路と、前記インダクター上に配置される充電領域と、前記共振回路の第１インダクタンス値を測定する測定部と、無線電力受信機から受信された異物質検出状態パケットに基づいて異物質検出のための臨界値を決定し、前記測定された第１インダクタンス値と前記決定された臨界値を比較して異物質の存在有無を判断する制御部とを含むことができる。

また、前記制御部は前記充電領域に位置する物体を感知するように設定され、前記測定された第１インダクタンス値は前記感知された物体によって変化した前記共振回路のインダクタンス値を含むことができる。

また、前記測定部は前記共進回路の品質因子値を測定するように設定され、前記測定された品質因子値は前記感知された物体によって変化した前記共振回路の品質因子値を含むことができる。

また、前記共進回路のインダクタンス値は前記インダクターのインダクタンス値を含むことができる。

また、前記測定された第１インダクタンス値が前記決定された臨界値より大きければ、前記制御部は前記無線電力受信機に伝送する電力を補正することができる。

また、前記測定された第１インダクタンス値が前記決定された臨界値と同じかそれより小さければ、前記制御部は前記無線電力受信機への電力伝送を中断するように制御することができる。

また、前記異物質検出状態パケットは、基準品質因子値及び基準インダクタンス値の少なくとも一つを含むことができる。

一実施例で、前記異物質検出状態パケットはモードフィールドをさらに含み、前記モードフィールドは、前記異物質検出状態パケットが前記基準インダクタンス値を含むことを指示する第１モードを含むことができる。

他の実施例で、前記異物質検出状態パケットはモードフィールドをさらに含み、前記モードフィールドは、前記異物質検出状態パケットが前記基準インダクタンス値及び前記基準品質因子値を含むことを指示する第２モードを含むことができる。

また、前記決定された臨界値は品質因子臨界値及びインダクタンス臨界値を含み、前記品質因子臨界値及び前記インダクタンス臨界値は前記基準品質因子値及び前記基準インダクタンス値のそれぞれに対して既設定の比率だけ小さい値を含むことができる。

また、前記決定された臨界値は前記基準インダクタンス値に対して既設定の比率だけ大きい値を含むことができる。

また、前記制御部が、前記測定された品質因子値と前記品質因子臨界値を比較して異物質存在有無を判断する第１異物質判断、及び前記測定されたインダクタンス値と前記インダクタンス臨界値を比較して異物質存在有無を判断する第２異物質判断を遂行することができる。

また、前記第１異物質判断及び前記第２異物質判断の少なくとも一つの判断によって異物質が存在すると判断されれば、前記制御部が最終的に異物質が存在すると判断することができる。

また、前記異物質検出装置は、電源から印加された直流電力を特定の直流電力に変換する直流／直流変換器と、前記変換された直流電力を交流電力に変換するインバーターとをさらに含み、前記制御部が、前記測定部による測定が完了すれば、前記無線電力受信機を識別するためのデジタルピングが周期的に送出されるように前記直流／直流変換器及び前記インバーターを制御し、前記デジタルピングに対応する信号強度指示子が受信されれば、前記無線電力受信機を識別することができる。

また、前記測定部が、前記共振キャパシターの両端で測定された電圧、電流及びインピーダンスの少なくとも一つに基づいて前記第１インダクタンス値を測定することができる。

また、前記測定部は、前記共振キャパシターの両端で測定された電圧に基づいて前記品質因子値を算出する品質因子測定部と、前記インダクターの両端で測定された電圧及び電流に基づいて前記インダクタンス値を算出するインダクタンス測定部とを含むことができる。

本発明の一実施例による無線電力送信機における異物質検出方法は、第１周波数に対する第１品質因子値を測定する段階と、第２周波数に対する第２品質因子値を測定する段階と、前記第１品質因子値及び前記第２品質因子値に基づいて充電領域上の異物質の存在状態を決定する段階とを含むことができる。

一例として、前記第２周波数が前記第１周波数より大きく、前記第２品質因子値が前記第１品質因子値より大きければ、前記充電領域に異物質が存在すると判断することができる。

他の例として、前記第２品質因子値が前記第１品質因子値より大きければ、前記充電領域に整列されていない無線電力受信機が存在すると判断することができる。

また、前記異物質検出方法は、決定された前記異物質の存在状態によって無線電力を送信する段階をさらに含み、前記異物質存在有無状態は異物質存在状態及び異物質不在状態を含むことができる。

また、前記異物質存在状態は、前記第２品質因子値が前記第１品質因子値より大きい状態を含むことができる。

また、前記異物質不在状態は、前記第２品質因子値が前記第１品質因子値と同じかそれより小さい状態を含むことができる。

また、前記異物質検出方法は、前記判断結果、前記充電領域に異物質の存在が感知されれば、所定のアラーム信号を出力する段階をさらに含むことができる。

また、前記異物質検出方法は、前記異物質の存在が感知されたとき、電力伝送中の場合、電力伝送を一時中断させる段階をさらに含むことができる。

また、前記異物質検出方法は、前記電力伝送が一時中断された状態で前記感知された異物質が充電領域から除去されたかを確認する段階をさらに含み、前記確認結果、前記感知された異物質が除去された場合、前記一時中断された電力伝送が再開することができる。

また、前記異物質検出方法は、前記アラーム信号の出力後、選択段階に進入する段階をさらに含むことができる。

また、前記異物質検出方法は、前記アラーム信号の出力後、前記選択段階への進入前、前記感知された異物質が充電領域から除去されたかを確認する段階をさらに含み、前記確認結果、前記異物質が除去された場合、前記選択段階に進入することができる。

また、前記第２品質因子値から前記第１品質因子値を差し引いた値が所定の基準値を超えれば、前記充電領域に異物質が存在すると判断することができる。

本発明の他の実施例による無線電力送信機における異物質検出方法は、動作周波数帯域内の所定の上限周波数帯域に相応する第１品質因子平均値を算出する段階と、前記動作周波数帯域内の所定の下限周波数帯域に相応する第２品質因子平均値を算出する段階と、前記第１品質因子平均値及び前記第２品質因子平均値に基づいて前記無線電力送信機の充電領域に異物質が存在するかを判断する段階とを含むことができる。

一例として、前記第１品質因子平均値が前記第２品質因子平均値より大きければ、前記充電領域に異物質が存在すると判断することができる。

他の例として、前記第１品質因子平均値から前記第２品質因子平均値を差し引いた値が所定の基準値を超えれば、前記充電領域に異物質が存在すると判断することもできる。

本発明のさらに他の実施例による無線電力送信機に備えられる異物質検出装置は、予め設定された動作周波数帯域内の第１周波数に対する第１品質因子値を測定し、前記動作周波数帯域内の第２周波数に対する第２品質因子値を測定する品質因子測定部と、前記第１品質因子値及び前記第２品質因子値に基づいて充電領域に異物質が存在するかを判断する検出部とを含むことができる。

一例として、前記第２周波数が前記第１周波数より大きく、前記第２品質因子値が前記第１品質因子値より大きければ、前記検出部が、前記充電領域に異物質が存在すると判断することができる。

他の例として、前記第２周波数が前記第１周波数より大きく、前記第２品質因子値が前記第１品質因子値より大きければ、前記検出部が、前記充電領域に整列されていない無線電力受信機が存在すると判断することもできる。

また、前記異物質検出装置は、前記判断結果、前記充電領域に異物質が存在することが感知されれば、所定のアラーム信号を出力するアラーム部をさらに含むことができる。

また、前記異物質検出装置は、前記異物質の存在が感知されたとき、電力伝送中の場合、前記電力伝送を一時中断させる制御部をさらに含むことができる。

また、前記制御部が、前記電力伝送が一時中断された状態で前記感知された異物質が充電領域から除去されたかを確認し、前記確認結果、前記感知された異物質が除去された場合、前記一時中断された電力伝送を再開することもできる。

また、前記制御部が、前記アラーム信号の出力後、選択段階に進入するように制御することができる。

また、前記アラーム信号の出力後、前記選択段階への進入前、前記制御部が、前記感知された異物質が充電領域から除去されたかを確認し、前記確認結果、前記異物質が除去された場合、前記選択段階に進入するように制御することができる。

また、前記第２周波数が前記第１周波数より大きく、前記第２品質因子値から前記第１品質因子値を差し引いた値が所定の基準値を超えれば、前記検出部が、前記充電領域に異物質が存在すると判断することができる。

本発明のさらに他の実施例による無線電力送信機に備えられる異物質検出装置は、所定の動作周波数帯域内の品質因子値を測定する品質因子測定部と、前記動作周波数帯域内の所定の上限周波数帯域に相応して測定された少なくとも一つの前記品質因子値に基づいて第１品質因子平均値を算出し、前記動作周波数帯域内の所定の下限周波数帯域に相応して測定された少なくとも一つの前記品質因子値に基づいて第２品質因子平均値を算出する平均算出部と、前記第１品質因子平均値及び前記第２品質因子平均値に基づいて前記無線電力送信機の充電領域に異物質が存在するかを判断する検出部とを含むことができる。

一例として、前記検出部が、前記第１品質因子平均値が前記第２品質因子平均値より大きければ、前記充電領域に異物質が存在すると判断することができる。

他の例として、前記検出部が、前記第１品質因子平均値から前記第２品質因子平均値を差し引いた値が所定の基準値を超えれば、前記充電領域に異物質が存在すると判断することもできる。

本発明のさらに他の実施例は、前記異物質検出方法のいずれか一つの方法を実行させるためのプログラムが記録されたコンピュータ可読の記録媒体を提供することができる。

前記本発明の態様は本発明の好適な実施例の一部に過ぎなく、本発明の技術的特徴が反映された多様な実施例が、当該技術分野の通常的な知識を有する者によって、以下で詳述する本発明の詳細な説明から導出されて理解されることができる。

本発明による方法、装置及びシステムの効果について説明すれば次のようである。

本発明は無線充電のための異物質検出方法及びそのための装置及びシステムを提供する利点がある。

また、本発明はより正確に異物質を検出することが可能な異物質検出方法及びそのための装置及びシステムを提供する利点がある。

また、本発明は不必要な電力浪費及び異物質による発熱現象を最小化することができる利点がある。

また、本発明は基準品質因子値によって線形的又は指数的に決定される加重値を反映して動的に異物質を検出するための臨界値又は臨界範囲を決定することにより、より正確に異物質を検出することが可能な無線電力送信装置を提供する利点がある。

また、本発明はピング段階以前に測定された共振回路の品質因子値及びインダクタンス値に基づいて異物質を検出することが可能な無線電力送信装置を提供するものである。

また、本発明は、充電領域に物体が感知されれば、ピング段階以前に共振回路の品質因子値だけではなく、インダクタンス値を測定し、交渉段階でＦＯＤ状態パケットに基づいて決定された臨界値と測定値を比較することによってより正確に異物質を感知することが可能な異物質検出方法及びそのための装置及びシステムを提供する利点がある。

また、本発明は受信機のタイプによって動的に異物質の存在有無を判断するための臨界値を決定することにより、より正確な異物質検出が可能な異物質検出方法及びそれを用いた装置及びシステムを提供する利点がある。

また、本発明は動作周波数帯域内の特定周波数に相応して測定された品質因子値に基づいて異物質を検出することが可能な無線電力送信機を提供する利点がある。

また、本発明は動作周波数帯域内の特定周波数に相応して測定された品質因子平均値に基づいて異物質を検出することが可能な無線電力送信機を提供する利点がある。

また、本発明は異物質検出エラーを最小化する利点があるだけではなく、これによって不必要な電力浪費及び装備損傷を最小化することができる効果を期待することができる。

本発明で得られる効果は以上で言及した効果に制限されず、言及しなかった他の効果は下記の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかに理解可能であろう。

本発明に一実施例による無線充電システムを説明するためのブロック図である。

本発明の一実施例による無線電力伝送過程を説明するための状態遷移図である。

無線電力送信機と連動する無線電力受信機の構造を説明するためのブロック図である。

本発明の一実施例によるパケットフォーマットを説明するための図である。

本発明の一実施例によるパケットの種類を説明するための図である。

本発明の一実施例による異物質検出装置の構造を説明するためのブロック図である。

本発明の他の実施例による異物質検出装置の構造を説明するためのブロック図である。

本発明の一実施例による異物質検出状態パケット（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓ Ｐａｃｋｅｔ）のメッセージ構造を説明するための図である。

本発明の一実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

本発明の他の実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

本発明の一実施例による異物質検出装置での異物質検出のための状態遷移過程を説明するための図である。

本発明の一実施例による異物質検出装置での異物質検出のための状態遷移過程を説明するための図である。

本発明の他の実施例による無線電力送信装置での異物質感知方法を説明するためのフローチャートである。

本発明の他の実施例による無線電力送信装置での異物質感知方法を説明するためのフローチャートである。

本発明の一実施例による充電領域に異物質が配置されたときの受信機タイプ別基準品質因子値に対して品質認知値が下がる程度を示す実験結果グラフである。 本発明の一実施例による充電領域に異物質が配置されたときの受信機タイプ別基準品質因子値に対して品質認知値が下がる程度を示す実験結果グラフである。

共振回路に対する受信機タイプ別異物質存在有無による品質因子値及びインダクタンス値の測定結果を示す。

本発明のさらに他の実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

本発明のさらに他の実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

本発明のさらに他の実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

本発明の一実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。 本発明の一実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。 本発明の一実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。 本発明の一実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

本発明の他の実施例によるＦＯＤ検出方法を説明するためのフローチャートである。

本発明のさらに他の実施例によるＦＯＤ検出方法を説明するためのフローチャートである。

本発明の一実施例による品質因子テーブルを示す。

本発明の一実施例によるＦＯ検出装置の構成を説明するためのブロック図である。

本発明のさらに他の実施例によるＦＯＤ検出方法を説明するためのフローチャートである。

本発明のさらに他の実施例によるＦＯＤ検出方法を説明するためのフローチャートである。

本発明の一実施例による品質因子値に基づくＦＯ検出方法を説明するためのフローチャートである。

図２０の実施例に相応するＦＯ検出装置の構造を説明するためのブロック図である。

本発明の他の実施例に品質因子値に基づくＦＯ検出方法を説明するためのフローチャートである。

図２２の実施例に相応するＦＯ検出装置の構造を説明するためのブロック図である。

図１４～図２３の実施例の論理的な根拠を説明するための実験結果グラフである。 図１４～図２３の実施例の論理的な根拠を説明するための実験結果グラフである。 図１４～図２３の実施例の論理的な根拠を説明するための実験結果グラフである。 図１４～図２３の実施例の論理的な根拠を説明するための実験結果グラフである。 図１４～図２３の実施例の論理的な根拠を説明するための実験結果グラフである。

無線電力送信機の充電領域の無線電力受信機と異物質の配置による品質因子値と最大品質因子ピーク（Ｐｅａｋ）周波数間の関係を説明するための図である。

本発明の一実施例による異物質検出装置での異物質検出のための状態遷移過程を説明するための図である。

本発明の他の実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

本発明の一実施例による異物質検出装置での異物質検出のための状態遷移過程を説明するための図である。

本発明の一実施例による異物質検出装置での異物質検出のための状態遷移過程を説明するための図である。

本発明のさらに他の実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

一実施例による無線で電力を伝送するための共振回路を備えた無線電力送信機における異物質検出方法は、充電領域に配置された物体を感知する段階と、前記物体が感知されれば、前記共振回路の品質因子値を測定する段階と、感知信号を送出して無線電力受信機を識別する段階と、識別された前記無線電力受信機から受信された基準品質因子値に基づいて異物質検出のための臨界値を決定する段階と、前記測定された品質因子値と前記決定された臨界値を比較して異物質の存在有無を判断する段階とを含み、前記臨界値は前記基準品質因子値によって増加する加重値が適用されて決定されることができる。
発明の実施のための形態

以下、本発明の実施例が適用される装置及び多様な方法について図面を参照してより詳細に説明する。以下の説明で使う構成要素に対する接尾辞“モジュール”及び“部”は明細書作成の容易性のみを考慮して付与するとか混用するもので、そのものとして互いに区別される意味又は役割を有するものではない。

実施例の説明において、各構成要素の“上又は下”に形成されるものとして記載する場合、上又は下は二つの構成要素が互いに直接接触するとか一つ以上のさらに他の構成要素が二つの構成要素の間に配置されて形成されることを全て含む。また“上又は下”で表現する場合、一つの構成要素を基準に上方だけではなく下方の意味も含むことができる。

実施例の説明において、無線充電システム上で無線電力を送信する機能が搭載された装置は、説明の便宜のために、無線パワー送信機、無線パワー送信装置、無線電力送信装置、無線電力送信機、送信端、送信機、送信装置、送信側、無線パワー伝送装置、無線パワー伝送器などを混用して使うことにする。また、無線電力送信装置から無線電力を受信する機能が搭載された装置に対する表現として、説明の便宜のために、無線電力受信装置、無線電力受信機、無線パワー受信装置、無線パワー受信機、受信端末機、受信側、受信装置、受信機などを混用して使うことができる。

本発明による送信機は、パッド形態、据置形態、ＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）形態、小型基地局形態、スタンド形態、天井埋込形態、壁掛け形態などに構成されることができ、一つの送信機は複数の無線電力受信装置にパワーを伝送することもできる。このために、送信機は少なくとも一つの無線パワー伝送手段を備えることもできる。ここで、無線パワー伝送手段は、電力送信端コイルで磁場を発生させ、その磁場の影響によって受信端コイルで電気が誘導される電磁気誘導原理を用いて充電する電磁気誘導方式に基づいた多様な無線電力伝送標準が使われることができる。ここで、無線パワー伝送手段は、無線充電技術標準機構であるＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）及びＰＭＡ（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｔｔｅｒｓ Ａｌｌｉａｎｃｅ）で定義された電磁気誘導方式の無線充電技術を含むことができる。

また、本発明の一実施例による受信機は少なくとも一つの無線電力受信手段を備えることができ、二つ以上の送信機から同時に無線パワーを受信することもできる。ここで、無線電力受信手段は、無線充電技術標準機構であるＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）及びＰＭＡ（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｔｔｅｒｓ Ａｌｌｉａｎｃｅ）で定義された電磁気誘導方式の無線充電技術を含むことができる。

本発明による受信機は、携帯電話（ｍｏｂｉｌｅ ｐｈｏｎｅ）、スマートフォン（ｓｍａｒｔ ｐｈｏｎｅ）、ノートブック型パソコン（ｌａｐｔｏｐ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、デジタル放送用端末機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、ＰＭＰ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ）、ナビゲーション、ＭＰ３プレーヤー、電動歯ブラシ、電子タグ、照明装置、リモートコントローラー、浮き、スマートワッチのようなウェアラブルデバイスなどの小型電子機器などに使われることができるが、これに限られなく、本発明による無線電力受信手段が装着されてバッテリー充電が可能な機器であれば充分である。

図１は本発明の一実施例による無線充電システムを説明するためのブロック図である。

図１を参照すると、無線充電システムは、大きく無線で電力を送出する無線電力送信端１０、前記送出された電力を受信する無線電力受信端２０及び受信された電力が供給される電子機器３０からなることができる。

一例として、無線電力送信端１０と無線電力受信端２０は無線電力伝送に使われる動作周波数と同じ周波数帯域を用いて情報を交換する帯域内（Ｉｎ－ｂａｎｄ）通信を遂行することができる。

帯域内通信において、無線電力送信端１０によって送出された電力信号４１が無線電力受信端２０に受信されれば、無線電力受信端２０は受信された電力信号を変調し、変調された信号４２が無線電力送信端１０に伝送されることができる。

他の例として、無線電力送信端１０と無線電力受信端２０は無線電力伝送に使われる動作周波数と違う別途の周波数帯域を用いて情報を交換する帯域外（Ｏｕｔ－ｏｆ－ｂａｎｄ）通信を遂行することもできる。

一例として、無線電力送信端１０と無線電力受信端２０の間に交換される情報は相互間の状態情報だけではなく制御情報も含むことができる。ここで、送受信端間に交換される状態情報及び制御情報は後述する実施例の説明によってより明確になるであろう。

前記帯域内通信及び帯域外通信は両方向通信を提供することができるが、これに限定されなく、他の実施例においては、単方向通信又は半二重方式の通信を提供することもできる。

一例として、単方向通信は無線電力受信端２０が無線電力送信端１０のみに情報を伝送するものであり得るが、これに限定されなく、無線電力送信端１０が無線電力受信端２０に情報を伝送するものでもあり得る。

半二重通信方式は無線電力受信端２０と無線電力送信端１０間の両方向通信は可能であるが、任意の一時点に任意の一装置によってだけ情報伝送が可能な特徴がある。

本発明の一実施例による無線電力受信端２０は、電子機器３０の各種の状態情報を獲得することもできる。一例として、電子機器３０の状態情報は、現在電力使用量情報、実行中の応用を識別するための情報、ＣＰＵ使用量情報、バッテリー充電状態情報、バッテリー出力電圧／電流情報などを含むことができるが、これに限定されず、電子機器３０から獲得可能であり、無線電力制御に活用可能な情報であれば充分である。

特に、本発明の一実施例による無線電力送信端１０は高速充電支援可否を指示する所定のパケットを無線電力受信端２０に伝送することができる。無線電力受信端２０は、接続された無線電力送信端１０が高速充電モードを支援するものであると確認された場合、これを電子機器３０に知らせることができる。電子機器３０は備えられた所定の表示手段、例えば液晶ディスプレイであり得る表示手段を介して高速充電が可能であることを表示することができる。

また、電子機器３０の使用者は液晶表示手段に表示された所定の高速充電要請ボタンを選択して、無線電力送信端１０が高速充電モードで動作するように制御することもできる。この場合、電子機器３０は、使用者によって高速充電要請ボタンが選択されれば、所定の高速充電要請信号を無線電力受信端２０に伝送することができる。無線電力受信端２０は受信された高速充電要請信号に相応する充電モードパケットを生成して無線電力送信端１０に伝送することによって一般低電力充電モードを高速充電モードに転換させることができる。

図２は本発明の一実施例による無線電力伝送過程を説明するための状態遷移図である。

図２を参照すると、送信機から受信機へのパワー伝送は、大きく選択段階（Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）２１０、ピング段階（Ｐｉｎｇ Ｐｈａｓｅ）２２０、識別及び構成段階（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）２３０、交渉段階（Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）２４０、補正段階（Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）２５０、電力伝送段階（Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｈａｓｅ）２６０及び再交渉段階（Ｒｅｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ Ｐｈａｓｅ）２７０に区分されることができる。

選択段階２１０はパワー伝送を始めるとかパワー伝送を維持するうちに特定のエラー又は特定のイベントが感知されれば遷移される段階であり得る。ここで、特定のエラー及び特定のイベントは以下の説明によって明らかになるであろう。また、選択段階２１０で、送信機はインターフェース表面に物体が存在するかをモニタリングすることができる。仮に、送信機がインターフェース表面に物体が置かれたことを感知すれば、ピング段階２２０に遷移することができる。選択段階２１０で、送信機は非常に短いパルスのアナログピング（Ａｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇ）信号を伝送し、送信コイル又は１次コイル（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｏｉｌ）の電流変化に基づいてインターフェース表面の活性領域（Ａｃｔｉｖｅ Ａｒｅａ）に物体が存在するかを感知することができる。

ピング段階２２０で、送信機は、物体を感知すれば、受信機を活性化させ、受信機がＷＰＣ標準が互換される受信機であるかを識別するためのデジタルピング（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇ）を伝送する。ピング段階２２０で、送信機はデジタルピングに対する応答シグナル、例えば信号強度パケットを受信機から受信することができなければ、再び選択段階２１０に遷移することができる。また、ピング段階２２０で、送信機は、受信機からパワー伝送が完了したことを指示する信号、すなわち充電完了パケットを受信すれば、選択段階２１０に遷移することもできる。

ピング段階２２０が完了すれば、送信機は受信機を識別し、受信機構成及び状態情報を収集するための識別及び構成段階２３０に遷移することができる。

識別及び構成段階２３０で、送信機は、望まないパケットが受信されるとか（ｕｎｅｘｐｅｃｔｅｄ ｐａｃｋｅｔ）、予め定義された時間の間に所望のパケットが受信されないとか（ｔｉｍｅ ｏｕｔ）、パケット伝送エラーがあるとか（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｒｒｏｒ）、パワー伝送契約が設定されなければ（ｎｏ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｎｔｒａｃｔ）選択段階２１０に遷移することができる。

送信機は、識別及び構成段階２３０で受信された構成パケット（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｐａｃｋｅｔ）の交渉フィールド（Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ）値に基づいて交渉段階２４０への進入が必要であるかを確認することができる。

確認結果、交渉が必要であれば、送信機は交渉段階２４０に進入して所定のＦＯＤ検出過程を遂行することができる。

一方、確認結果、交渉が必要ではない場合、送信機は直ちに電力伝送段階２６０に進入することもできる。

交渉段階２４０で、送信機は基準品質因子値が含まれたＦＯＤ（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）状態パケットを受信することができる。このとき、送信機は基準品質因子値に基づいてＦＯ検出のための臨界値を決定することができる。一例として、送信機は、基準品質因子値を媒介変数とする所定の臨界生成関数を用いて異物質の存在有無を判断するための臨界値又は臨界範囲を決定することができる。ここで、臨界生成関数によって算出される臨界値又は臨界範囲は基準品質因子値より小さな値である。一実施例による異物質検出のための臨界値（ＦＯ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）は基準品質因子値（ＲＱＦ＿Ｖａｌｕｅ）、該当無線電力送信機に相応して予め設定された構成因子（Ｄｅｓｉｇｎ＿ｆａｃｔｏｒ）、標準に定義された許容誤差（ｔｏｌｅｒｅｎｃｅ）及び加重値に基づいて決定されることができる。ここで、加重値は基準品質因子値によって線形的又は指数的に増加することができる。すなわち、異物質検出のための臨界値は下記の数式１：

ＦＯ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＝（ＲＱＦ＿Ｖａｌｕｅ＊Ｄｅｓｉｇｎ＿ｆａｃｔｏｒ）＋ｔｏｌｅｒａｎｃｅ－加重値（数式１）

によって決定されることができる。

一般に、充電領域に異物質が配置されれば、送信機の共振回路で測定される品質因子値は異物質が配置される前に比べて下がる。実際に無線充電システムにおいて充電領域に異物質が配置される場合、基準品質因子値に対して測定された品質因子値が減少する比率は充電領域に配置された受信機のタイプ、すなわち該当無線電力受信機の基準品質因子値によって違える。特に、基準品質因子値が大きいほど異物質配置による品質因子値の減少比率が急激に高くなる特徴がある。よって、本発明による送信機は、基準品質因子値が大きい無線電力受信機である場合、基準品質因子値に対する異物質検出のための臨界値の比率が低くなるように臨界値（又は臨界範囲）を決定することができる。これにより、送信機が異物質検出に失敗する確率が低くなることができる。

送信機は、物体感知後に測定された品質因子値とＦＯ検出のために決定された臨界値を比較して、充電領域にＦＯが存在するかを判断することができ、ＦＯ検出結果によって電力伝送を制御することができる。一例として、ＦＯが検出された場合、送信機は電力伝送を中断することができ、ＦＯが検出されたことを指示する所定の警告アラームを出力することができる。

ＦＯが検出された場合、送信機は選択段階２１０に回帰することができる。一方、ＦＯが検出されなかった場合、送信機は補正段階２５０を経て電力伝送段階２６０に進入することもできる。詳細に、ＦＯが検出されなかった場合、送信機は補正段階２５０で受信端に受信された電力の強度を決定し、送信端から伝送した電力の強度を決定するために、受信端と送信端での電力損失を測定することができる。すなわち、送信機は補正段階２５０で送信端の送信パワーと受信端の受信パワー間の差に基づいて電力損失を予測することができる。一実施例による送信機は予測された電力損失を反映してＦＯＤ検出のための臨界値を補正することもできる。

電力伝送段階２６０で、送信機は望まないパケットが受信されるとか（ｕｎｅｘｐｅｃｔｅｄ ｐａｃｋｅｔ）、予め定義された時間の間に所望のパケットが受信されないとか（ｔｉｍｅ ｏｕｔ）、既に設定されたパワー伝送契約に対する違反が発生するとか（ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｎｔｒａｃｔ ｖｉｏｌａｔｉｏｎ）充電が完了した場合、選択段階２１０に遷移することができる。

また、電力伝送段階２６０で、送信機は、送信機の状態変化などによってパワー伝送契約を再構成する必要がある場合、再交渉段階２７０に遷移することができる。このとき、再交渉が正常に完了すれば、送信機は電力伝送段階２６０に回帰することができる。

前述したパワー伝送契約は送信機と受信機の状態及び特性情報に基づいて設定されることができる。一例として、送信機状態情報は最大伝送可能なパワー量についての情報、最大収容可能な受信機の個数についての情報などを含むことができ、受信機状態情報は要求電力についての情報などを含むことができる。

図３は無線電力送信機と連動する無線電力受信機の構造を説明するためのブロック図である。

図３を参照すると、無線電力受信機３００は、受信コイル３１０、整流器３２０、直流／直流変換器（ＤＣ／ＤＣ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）３３０、負荷３４０、センシング部３５０、通信部３６０及び主制御部３７０を含んでなることができる。ここで、通信部３６０は、復調部３６１及び変調部３６２の少なくとも一つを含んでなることができる。

前述した図３の例に示した無線電力受信機３００は帯域内通信を介して無線電力送信機６００と情報を交換することができるものとして示されているが、これは一実施例に過ぎなく、本発明の他の実施例による通信部３６０は無線電力信号伝送に使われる周波数帯域とは違う周波数帯域を介して近距離両方向通信を提供することもできる。

受信コイル３１０を介して受信されるＡＣ電力は整流部３２０に伝達することができる。整流器３２０はＡＣ電力をＤＣ電力に変換して直流／直流変換器３３０に伝送することができる。直流／直流変換器３３０は、整流器出力ＤＣ電力の強度を負荷３４０によって要求される特定の強度に変換した後、負荷３４０に伝達することができる。

センシング部３５０は、整流器３２０出力ＤＣ電力強度を測定し、これを主制御部３７０に提供することができる。また、センシング部３５０は、無線電力受信によって受信コイル３１０に印加される電流の強度を測定し、測定結果を主制御部３７０に伝送することもできる。また、センシング部３５０は、無線電力受信機３００の内部温度を測定し、測定された温度値を主制御部３７０に提供することもできる。

一例として、主制御部３７０は、測定された整流器出力ＤＣ電力強度を所定の基準値と比較して過電圧発生有無を判断することができる。判断結果、過電圧が発生した場合、過電圧が発生したことを知らせる所定のパケットを生成して変調部３６２に伝送することができる。ここで、変調部３６２によって変調された信号は受信コイル３１０又は別途のコイル（図示せず）を介して無線電力送信機６００に伝送されることができる。また、主制御部３７０は、整流器出力ＤＣ電力強度が所定の基準値以上の場合、感知信号が受信されたと判断することができ、感知信号の受信時、該当感知信号に対応する信号強度指示子が変調部３６２を介して無線電力送信機６００に伝送されることができるように制御することができる。他の例として、復調部３６１は受信コイル３１０と整流器３２０間のＡＣ電力信号又は整流器３２０出力ＤＣ電力信号を復調して感知信号の受信可否を識別した後、識別結果を主制御部３７０に提供することができる。このとき、主制御部３７０は感知信号に対応する信号強度指示子が変調部３６２を介して伝送されることができるように制御することができる。

図４は本発明の一実施例による、パケットフォーマットを説明するための図である。

図４を参照すると、無線電力送信端１０と無線電力受信端２０間の情報交換に使われるパケットフォーマット４００は、該当パケットの復調のための同期獲得及び該当パケットの正確な開始ビットを識別するためのプリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）４１０フィールド、該当パケットに含まれたメッセージの種類を識別するためのヘッダー（Ｈｅａｄｅｒ）４２０フィールド、該当パケットの内容（又はペイロード（Ｐａｙｌｏａｄ））を伝送するためのメッセージ（Ｍｅｓｓａｇｅ）４３０フィールド及び該当パケットでエラーが発生したかを確認するためのチェックサム（Ｃｈｅｃｋｓｕｍ）４４０フィールドを含んでなることができる。

パケット受信端は、ヘッダー４２０値に基づき、該当パケットに含まれたメッセージ４３０の大きさを識別することもできる。

また、ヘッダー４２０は無線電力伝送過程の各段階別に定義されることができ、一部のヘッダー４２０値は無線電力伝送過程の相異なる段階で同じ値を有するように定義されることもできる。一例として、図１０を参照すると、ピング段階の電力伝送終了（Ｅｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）及び電力伝送段階の電力伝送終了に対応するヘッダー値は０ｘ０２であって同一であることに気を付けなければならない。

メッセージ４３０は該当パケットの送信端から伝送しようとするデータを含む。一例として、メッセージ４３０フィールドに含まれるデータは相手に対する報告事項（ｒｅｐｏｒｔ）、要請事項（ｒｅｑｕｅｓｔ）又は応答事項（ｒｅｓｐｏｎｓｅ）であり得るが、これに限定されない。

本発明の他の実施例によるパケット４００は、該当パケットを伝送した送信端を識別するための送信端識別情報、該当パケットを受信する受信端を識別するための受信端識別情報の少なくとも一つがもっと含まれることもできる。ここで、送信端識別情報及び受信端識別情報は、ＩＰ住所情報、ＭＡＣ住所情報、製品識別情報などを含むことができるが、これに限定されなく、無線充電システム上で受信端及び送信端を区分することができる情報であれば充分である。

本発明のさらに他の実施例によるパケット４００は、該当パケットが複数の装置によって受信されなければならない場合、該当受信グループを識別するための所定のグループ識別情報をさらに含むこともできる。

図５は本発明の一実施例による無線電力受信機において無線電力送信機に伝送されるパケットの種類を説明するための図である。

図５を参照すると、無線電力受信機から無線電力送信機に伝送するパケットは、感知されたピング信号の強度情報を伝送するための信号強度（Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）パケット、送信機が電力伝送を中断するように要請するための電力伝送種類（Ｅｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）、制御のための制御エラーパケットの受信後、実際に電力を調整するまで待機する時間情報を伝送するための電力制御保留（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｈｏｌｄ－ｏｆｆ）パケット、受信機の構成情報を伝送するための構成パケット、受信機識別情報を伝送するための識別パケット及び拡張識別パケット、一般要求メッセージを伝送するための一般要求パケット、特別要求メッセージを伝送するための特別要求パケット、ＦＯ検出のための基準品質因子値を伝送するためのＦＯＤ状態パケット、送信機の送出電力を制御するための制御エラーパケット、再交渉開始のための再交渉パケット、受信電力の強度情報を伝送するための２４ビット受信電力パケット及び８ビット受信電力パケット、及び現在負荷の充電状態情報を伝送するための充電状態パケットを含むことができる。

前述した無線電力受信機から無線電力送信機に伝送するパケットは無線電力伝送に使われる周波数帯域と同じ周波数帯域を用いた帯域内通信を用いて伝送されることができる。

図６ａは本発明の一実施例による異物質検出装置の構造を説明するためのブロック図である。

図６ａを参照すると、異物質検出装置６００は、電源部６０１、直流／直流変換器（ＤＣ－ＤＣ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）６１０、インバーター（Ｉｎｖｅｒｔｅｒ）６２０、共振回路６３０、測定部６４０、通信部６６０、センシング部６７０及び制御部６８０を含んでなることができる。本実施例による異物質検出装置６００は無線電力送信装置に装着されることができる。

共振回路６３０は共振キャパシター６３１及び共振インダクター６３２を含んでなり、通信部６６０は復調部６６１及び変調部６６２の少なくとも一つを含んでなることができる。

電源部６０１は、外部電源端子を介してＤＣ電力の印加を受けて直流／直流変換器６１０に伝達することができる。

直流／直流変換器６１０は、制御部６８０の制御によって電源部６０１から入力される直流電力の強度を特定強度の直流電力に変換することができる。一例として、直流／直流変換器６１０は電圧強度の調節が可能な可変電圧器からなることができるが、これに限定されない。

インバーター６２０は、変換された直流電力を交流電力に変換することができる。インバーター６２０は備えられた複数のスイッチ制御によって入力される直流電力信号を交流電力信号に変換して出力することができる。

一例として、インバーター６２０はフルブリッジ（Ｆｕｌｌ Ｂｒｉｄｇｅ）回路を含んでなることができるが、これに限定されなく、ハーフブリッジ（Ｈａｌｆ Ｂｒｉｄｇｅ）を含んでなることもできる。

他の例として、インバーター６２０はハーフブリッジ回路及びフルブリッジ回路の両者を含んでなることもできる。この場合、制御部６８０は、インバーター６２０をハーフブリッジとして動作させるかフルブリッジとして動作させるかを動的に決定して制御することができる。

本発明の一実施例による無線電力送信装置は、無線電力受信装置によって要求される電力の強度によって適応的にインバーター６２０のブリッジモードを制御することができる。ここで、ブリッジモードはハーフブリジッモード及びフルブリッジモードを含む。

一例として、無線電力受信装置が５Ｗの低電力を要求する場合、制御部６８０はインバーター６２０がハーフブリッジモードで動作するように制御することができる。一方、無線電力受信装置が１５Ｗの電力を要求する場合、制御部６８０はフルブリッジモードで動作するように制御することができる。

他の例として、無線電力送信装置は、感知された温度によって適応的にブリッジモードを決定し、決定されたブリッジモードによってインバーター６２０を駆動させることもできる。一例として、ハーフブリッジモードで無線電力を伝送しているうち無線電力送信装置の温度が所定の基準値を超える場合、制御部６８０はハーフブリッジモードを非活性化させ、フルブリッジモードを活性化させるように制御することができる。すなわち、無線電力送信装置は、同じ強度の電力伝送のために、フルブリッジ回路を介して電圧は上昇させ、共振回路６３０に流れる電流の強度は減少させることにより、無線電力送信装置の内部温度が所定の基準値以下を維持するように制御することができる。

一般に、電子機器に装着される電子部品で発生する熱の量は該当電子部品に印加される電圧の強度よりは電流の強度にもっと敏感であり得る。

また、インバーター６２０は直流電力を交流電力に変換することができるだけではなく交流電力の強度を変更させることもできる。

一例として、インバーター６２０は、制御部６８０の制御によって交流電力の生成に使われる基準交流信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｓｉｇｎａｌ）の周波数を調節して、出力される交流電力の強度を調節することもできる。このために、インバーター６２０は特定の周波数を有する基準交流信号を生成する周波数発振器を含んでなることができるが、これは一実施例に過ぎなく、他の例では周波数発振器がインバーター６２０と別個に構成されて異物質検出装置６００の一側に装着されることができる。

他の例として、異物質検出装置６００はインバーター６２０に備えられたスイッチを制御するためのゲートドライバー（Ｇａｔｅ Ｄｒｉｖｅｒ、図示せず）をさらに含んでなることができる。この場合、ゲートドライバーは制御部６８０から少なくとも一つのパルス幅変調信号を受信することができ、受信されたパルス幅変調信号によってインバーター６２０のスイッチを制御することができる。制御部６８０はパルス幅変調信号のデューティーサイクル（Ｄｕｔｙ Ｃｙｃｌｅ）、すなわちデューティーレート（Ｄｕｔｙ Ｒａｔｅ）、及び位相（Ｐｈａｓｅ）を制御してインバーター６２０の出力電力の強度を制御することができる。制御部６８０は、無線電力受信装置から受信されるフィードバック信号に基づいて適応的にパルス幅変調信号のデューティーサイクル及び位相を制御することができる。

測定部６４０は、制御部６８０の制御信号によって共振キャパシター６３１の両端の電圧、電流、インピーダンスの少なくとも一つを測定して共振回路６３０に対する品質因子値及び／又はインダクタンス値を算出することができる。このとき、算出された品質因子値及び／又はインダクタンス値は制御部６８０に伝達され、制御部６８０は所定の記録領域に測定部６４０から伝達された品質因子値及び／又はインダクタンス値を一時記憶することもできる。一例として、制御部６８０は、選択段階で充電領域上に物体が感知されれば、ピング段階に進入する前に測定部６４０が品質因子値及び／又はインダクタンス値を算出するように制御することができる。

制御部６８０は、交渉段階で変調部６６２からＦＯＤ状態パケットが受信されれば、ＦＯＤ状態パケットに含まれた情報に基づいて異物質の存在有無を判断するための臨界値（又は臨界範囲）を決定することができる。

一実施例による異物質検出のための臨界値（ＦＯ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）は基準品質因子値（ＲＱＦ＿Ｖａｌｕｅ）、該当無線電力送信機に相応して予め設定された構成因子（Ｄｅｓｉｇｎ＿ｆａｃｔｏｒ）、標準に定義された許容誤差（ｔｏｌｅｒｅｎｃｅ）及び加重値に基づいて決定されることができる。ここで、加重値は基準品質因子値によって線形的又は指数的に増加することができる。すなわち、制御部６８０は下記の数式１：

ＦＯ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＝（ＲＱＦ＿Ｖａｌｕｅ＊Ｄｅｓｉｇｎ＿ｆａｃｔｏｒ）＋ｔｏｌｅｒａｎｃｅ－加重値（数式１）

によって異物質検出のための臨界値を決定することができる。

一例として、加重値は基準品質因子値を媒介変数とする所定の一次関数によって算出されることができるが、これに限定されなく、２次以上の高次関数によって算出されることもできる。

他の例として、加重値は無線電力受信機タイプ別に予め定義されて異物質検出装置６００の所定記録領域、例えば非揮発性メモリに記録されて維持されることができる。ここで、無線電力受信機タイプ別加重値はマッピングテーブルの形態で維持されることができるが、これに限定されない。

他の実施例による異物質検出のための臨界範囲は上限臨界値（ＦＯ＿Ｔｈｅｓｈｏｌｄ＿Ｕｐｐｅｒ＿Ｌｉｍｉｔ）と下限臨界値（ＦＯ＿Ｔｈｅｓｈｏｌｄ＿Ｌｏｗｅｒ＿Ｌｉｍｉｔ）によって識別され、基準品質因子値（ＲＱＦ＿Ｖａｌｕｅ）、該当無線電力送信機に相応して予め設定された構成因子（Ｄｅｓｉｇｎ＿ｆａｃｔｏｒ）、標準に定義された許容誤差（ｔｏｌｅｒｅｎｃｅ）、上限加重値及び下限加重値に基づいて決定されることができる。ここで、上限加重値及び下限加重値は基準品質因子値によって線形的又は指数的に増加することができる。すなわち、制御部６８０は下記の数式２：

ＦＯ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿Ｕｐｐｅｒ＿Ｌｉｍｉｔ＝（ＲＱＦ＿Ｖａｌｕｅ＊Ｄｅｓｉｇｎ＿ｆａｃｔｏｒ）＋ｔｏｌｅｒａｎｃｅ－上限加重値

ＦＯ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿Ｌｏｗｅｒ＿Ｌｉｍｉｔ＝（ＲＱＦ＿Ｖａｌｕｅ＊Ｄｅｓｉｇｎ＿ｆａｃｔｏｒ）＋ｔｏｌｅｒａｎｃｅ－下限加重値（数式２）

によって異物質検出のための臨界範囲を決定することができる。制御部６８０は、測定された品質因子値が上限臨界値と下限臨界値間の値の場合、異物質が存在すると判断することができる。

本発明の他の実施例による異物質検出のための臨界値（ＦＯ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）は、下記の表１に示したように、基準品質因子（ＲＱＦ）値の大きさによって差等的に比率が適用されて決定されることもできる。

一例として、下記の表１を参照すると、基準品質因子（ＲＱＦ）値が８０を超えれば、差等比率（Ｄｉｆｆ Ｒａｔｉｏ）が４０％として適用され、このときの異物質検出のための臨界値（ＦＯ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）はＲＱＦｘ０．６６＋許容誤差（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）によって計算されることができる。

他の例として、下記の表１を参照すると、基準品質因子（ＲＱＦ）値が５０より大きくて６０以下の場合、差等比率（Ｄｉｆｆ Ｒａｔｉｏ）が１０％として適用され、このときの異物質検出のための臨界値（ＦＯ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）はＲＱＦｘ０．６９＋許容誤差（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）によって計算されることができる。

無線電力送信機は、交渉段階でＦＯＤ状態パケットを介して基準品質因子値を受信し、受信された基準品質因子値によって適応的にＦＯ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄを決定することができる。前記表１に示したＲＱＦ値が大きいほどＲＱＦ値とＦＯ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ間の差分値は該当ＲＱＦ値に対応する差等比率によって増加する。一方、ＲＱＦ値が小さくなるほどＲＱＦ値とＦＯ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ間の差分値は該当ＲＱＦ値に対応する差等比率によって減少する。前記表１は一実施例に過ぎないだけで、ＲＱＦ値による差等比率は当業者の設計及びデバイスの構成態様によって違うように決定されることもできることに気を付けなければならない。

一般に、充電領域に異物質が配置されれば、送信機の共振回路で測定される品質因子値は異物質が配置される前に比べて下がる。実際に無線充電システムにおいて充電領域に異物質が配置される場合、基準品質因子値に対して測定された品質因子値が減少する比率は充電領域に配置された受信機のタイプ、すなわち該当無線電力受信機の基準品質因子値によって違える。

特に、基準品質因子値が大きいほど異物質配置による品質因子値の減少比率は急激に高くなる特徴がある。よって、本発明による制御部６８０は、基準品質因子値が大きい無線電力受信機である場合、基準品質因子値に対する異物質を検出するための臨界値の比率が低くなるように臨界値（又は臨界範囲）を決定することができる。これにより、送信機が異物質検出に失敗する確率が低くなることができる。

制御部６８０は、物体感知後に測定された品質因子値とＦＯ検出のために決定された臨界値を比較して充電領域にＦＯが存在するかを判断することができ、ＦＯ検出結果によって電力伝送を制御することができる。

一例として、ＦＯが検出された場合、制御部６８０は電力伝送を中断することができ、ＦＯが検出されたことを指示する所定の警告アラームを出力するように制御することができる。ここで、警告アラームは異物質検出装置６００に備えられたビーパー、ＬＥＤランプ、振動素子及び液晶ディスプレイの少なくとも一つを介して出力されることができるが、これに限定されない。

一例として、制御部６８０は、選択段階で物体感知後にピング段階に進入する前に測定された品質因子値が決定された臨界値より小さい場合、充電領域に異物質が存在すると判断することができる。

他の例として、制御部６８０は、選択段階で物体感知後にピング段階に進入する前に測定された品質因子値が決定された臨界範囲に含まれる場合、充電領域に異物質が存在すると判断することもできる。

ＦＯＤ状態パケットに含まれる基準品質因子値は標準性能テストのために指定された無線電力送信機の充電ベッドの特定位置で該当無線電力受信機に対応して算出された品質因子値のうち最小値が決定されることができる。

また、制御部６８０は、交渉段階で異物質が感知されれば、選択段階に回帰し、所定の周期で共振回路６３０の品質因子値を算出するように測定部６４０を制御することができる。

このとき、制御部６８０は異物質が感知された状態で獲得された品質因子値を既に決定された臨界値（又は臨界範囲）と比較して、既に感知された異物質が充電領域から除去されたかを判断することができる。

一例として、制御部６８０は、異物質が感知された状態で測定された品質因子値が既に決定された臨界値より大きければ、異物質が除去されたと判断することができる。他の例として、制御部６８０は、異物質が感知された状態で測定された品質因子値が上限臨界値を超えれば、異物質が除去されたと判断することもできる。

また、制御部６８０は、前述した表１（以下、説明の便宜のために‘臨界値決定テーブル’という）を参照して異物質検出のための臨界値を適応的に決定することもできる。

前述した表１は異物質検出装置６８０に備えられたメモリ（図示せず）の所定記録領域に維持されることができ、制御部６８０は、交渉段階で基準品質因子値が含まれたＦＯＤ状態パケットが受信されれば、受信された基準品質因子値及び臨界値決定テーブルを参照して異物質検出のための臨界値を決定し、決定された臨界値を既に測定された品質因子値と比較して異物質の存在有無を判断することができる。

ここで、臨界値決定テーブルは更新されることができる。一例として、異物質検出装置は有線又は無線ネットワークを介して特定のサーバーと連結されることができ、該当サーバーと連動して臨界値決定テーブルを更新することができる。他の例として、異物質検出装置は接続された無線電力受信機から臨界値決定テーブルを受信するとか更新することもできる。

臨界値決定テーブルは無線電力受信機のタイプ別に生成されることができ、異物質検出装置は識別された無線電力受信機のタイプに対応する臨界値決定テーブルを参照して異物質検出のための臨界値を決定することもできる。

一実施例による無線電力受信機には無線電力送信機タイプ別臨界値決定テーブルが維持されることもできる。この場合、無線電力受信機は識別された無線電力送信機のタイプに対応する臨界値決定テーブルを該当無線電力送信機に伝送することもできる。無線電力送信機は受信された臨界値決定テーブルに基づいて異物質検出のための臨界値を決定することもできる。

以上で説明したように、本発明の一実施例による異物質検出装置は、無線電力受信機のタイプ又は（及び）無線電力送信機のタイプに対応する臨界値決定テーブルを参照して適応的に異物質検出のための臨界値を決定することができる。

判断結果、異物質が除去された場合、制御部６８０は電力伝送段階に再び進入して該当無線電力受信装置への充電が再開するように制御することができる。

また、臨界値はインダクタンス臨界値と品質因子臨界値を含むことができる。決定された値が臨界範囲の場合、臨界範囲はインダクタンス臨界範囲と品質因子臨界範囲を含むことができる。二つの臨界値を一緒に使用して異物質を検出することもでき、それぞれ受信機が伝送する基準値の種類によって該当種類に対応する臨界値を決定し、異物質を検出することができる。

ここで、ＦＯＤ状態パケットには該当無線電力受信機に相応する基準品質因子値又は（及び）基準インダクタンス値が含まれることができる。制御部６８０は受信された基準品質因子値及び基準インダクタンス値に基づいて異物質存在有無を判断するための品質因子臨界値及び／又はインダクタンス臨界値を決定することができる。一例として、基準品質因子値と基準インダクタンス値の９０％に当たる値が品質因子臨界値及び／又はインダクタンス臨界値として決定されることができるが、これに限定されなく、比率は当業者の設計によって違うように定義されることができる。

一例として、制御部６８０は既に記憶された（ピング段階前に測定された）品質因子値が決定された品質因子臨界値より小さいかあるいは既に記憶されたインダクタンス値が決定されたインダクタンス臨界値より小さい場合、異物質が存在すると判断することができる。

制御部６８０は、異物質が存在すると判断された場合、電力伝送を中断し、異物質が感知されたことを指示する所定の警告アラームを出力するように制御することができる。一例として、お知らせ手段はビーパー、ＬＥＤランプ、振動素子、液晶ディスプレイなどを含むことができるが、これに限定されない。

ＦＯＤ状態パケットに含まれる基準品質因子値は指定された無線電力送信機の充電ベッドの特定位置で該当無線電力受信機に対応して算出された品質因子値のうち最小値が決定されることができる。

ＦＯＤ状態パケットに含まれるインダクタンス値は標準性能テストのために指定された無線電力送信機の充電ベッドの特定位置で該当無線電力受信機に対応して算出されたインダクタンス値のうち最小値が決定されることができる。

また、制御部６８０は、交渉段階で異物質が感知されれば、選択段階に回帰し、所定の周期で共振回路６３０の品質因子値及びインダクタンス値を算出するように測定部６４０を制御することができる。このとき、制御部６８０は、異物質が感知された状態で獲得された品質因子値及びインダクタンス値をそれぞれ既に決定された品質因子臨界値及びインダクタンス臨界値と比較して、既に感知された異物質が充電領域から除去されたかを判断することができる。追加の実施例として、判断結果、異物質が除去された場合、制御部６８０は電力伝送段階に進入して該当無線電力受信装置への充電が再開するように制御することができる。このとき、識別及び設定段階及び／又は交渉段階を飛ばして電力伝送段階に進入することができる。

復調部６６１は無線電力受信装置から受信される帯域内信号を復調して制御部６８０に伝達する。一例として、復調部６６１は前述した図１０で説明したパケットを復調して制御部６８０に伝達することができる。

センシング部６７０は異物質検出装置６００（又は無線電力送信装置）の特定の端子、特定の素子、特定の位置などでの電圧、電流、電力、インピーダンス及び温度などを測定することができる。

一例として、センシング部６７０はＤＣ変換された電力の電圧／電流などを測定して制御部６８０に提供することができる。また、センシング部６７０は、過熱発生有無の判断のために無線電力送信装置の内部温度を測定し、測定結果を制御部６８０に提供することもできる。この場合、制御部６８０はセンシング部６７０によって測定された電圧／電流値に基づいて適応的に電源からの電源供給を遮断するとか、共振回路６３０に電力が供給されることを遮断することができる。このために、異物質検出装置６００の一側には電源部６０１から供給される電源を遮断するとか、インバーター６２０に供給される直流電力を遮断するための所定の電力遮断回路をさらに備えることもできる。

センシング部６７０は、ホールセンサー、圧力センサーなどをさらに含むことができる。この場合、充電領域に物体が存在するかはホールセンサー又は圧力センサーなどで感知することができるが、これに限定されない。

センシング部６７０は、選択段階でアナログピング信号を伝送しているうちに共振回路６３０の電流、電圧、インピーダンスなどの変化を感知して、充電領域に物体が存在するかを感知することもできる。

以上で説明したように、本発明による異物質検出装置６００は、選択段階で物体が感知されれば、ピング段階への進入前に共振回路の品質因子値を測定（又は算出）し、交渉段階で決定された臨界値（又は臨界範囲）と測定された品質因子値を比較して異物質の存在有無を判断することにより、異物質検出に失敗する確率をめっきり低めることができる利点がある。

センシング部は測定部に取り替えられて省略される構成であり得る。

また、本発明による異物質検出装置６００は、異物質検出のための臨界値（又は臨界範囲）を該当無線電力受信機に対応する基準品質因子値によって動的に決定することにより、該当無線電力受信機に最適化した異物質検出を遂行することができる。

図６ｂに示した残りの構成要素の詳細動作についての説明は前述した図６ａの説明に取り替える。

図７ａは本発明の一実施例による異物質検出状態パケット（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓ Ｐａｃｋｅｔ）のメッセージ構造を説明するための図である。

図７ａを参照すると、ＦＯＤ状態パケットメッセージ７００は２バイトの長さを有することができ、６ビット長さの予約（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）７０１フィールド、２ビット長さのモード（Ｍｏｄｅ）７０２フィールド及び１バイト長さの基準品質因子値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）７０３フィールドを含んでなることができる。ここで、予約７０１フィールドの総ビットは０と記録される。

図面符号７０４で示すように、モード７０２フィールドが二進数‘００’に設定されれば、基準品質因子値７０３フィールドに該当無線電力受信機の電源がＯＦＦとなった状態で測定されて決定された基準品質因子値が記録されたことを意味することができる。

図７ｂは本発明の一実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

図７ｂを参照すると、ＦＯＤ状態パケットメッセージ７００は２バイトの長さを有することができ、６ビット長さの第１データ７０１フィールド、２ビット長さのモード（Ｍｏｄｅ）７０２フィールド及び１バイト長さの基準品質因子値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）７０３フィールドを含んでなることができる。

図面符号７０４で示すように、モード７０２フィールドが二進数‘００’に設定されれば、第１データ７０１フィールドの総ビットは０と記録され、基準品質因子値７０３フィールドに該当無線電力受信機の電源がＯＦＦとなった状態で測定されて決定された基準品質因子値が記録される。一方、モード７０２フィールドが二進数‘０１’に設定されれば、第１データ７０１フィールドには該当無線電力受信機の電源がＯＦＦとなった状態で測定されて決定された基準インダクタンス値が記録され、基準品質因子値７０３フィールドに該当無線電力受信機の電源がＯＦＦとなった状態で測定されて決定された基準品質因子値が記録される。

本実施例において、異物質検出装置（又は無線電力送信装置）は交渉段階で該当無線電力受信機に対応する基準品質因子値、基準インダクタンス値の少なくとも一つを獲得することができる。

図７ｃは本発明の他の実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

図７ｃを参照すると、ＦＯＤ状態パケットメッセージ７００は２バイトの長さを有することができ、６ビット長さの予約（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）７０１フィールド、２ビット長さのモード（Ｍｏｄｅ）７０２フィールド及び１バイト長さの基準値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｖａｌｕｅ）７０３フィールドを含んでなることができる。ここで、予約７０１フィールドの総ビットは‘０’と記録される。

図面符号７０４で示すように、モード７０２フィールドが二進数‘００’に設定されれば、基準値７０３フィールドには該当無線電力受信機の電源がＯＦＦとなった状態で測定されて決定された基準品質因子値が記録される。一方、モード７０２フィールドが二進数‘０１’に設定されれば、基準値７０３フィールドには該当無線電力受信機の電源がＯＦＦとなった状態で測定されて決定された基準インダクタンス値が記録される。

本実施例において、異物質検出装置（又は無線電力送信装置）は、交渉段階で該当無線電力受信機に対応する基準品質因子値、基準インダクタンス値の少なくとも一つを獲得することができる。

図８ａは本発明の一実施例による異物質検出装置での異物質検出のための状態遷移過程を説明するための図である。

図８ａを参照すると、異物質検出装置は、選択段階８１０で物体が感知されれば、共振回路の品質因子値を測定及び記憶した後、ピング段階８２０に進入することができる。ピング段階８２０で、異物質検出装置は、無線電力受信機を識別するための所定電力信号、例えばデジタルピングを周期的に伝送することができる。

異物質検出装置は、ピング段階８２０でデジタルピングに対応する信号強度指示子が受信されれば、識別及び構成段階８３０に進入して無線電力受信機を識別し、識別された無線電力受信機のための各種の構成パラメーターを設定することができる。

無線電力受信機に対する識別及び構成が完了すれば、異物質検出装置は交渉段階８４０に進入し、基準品質因子値が含まれたＦＯＤ状態パケットを受信することができる。

異物質検出装置は、ＦＯＤ状態パケットに含まれた基準品質因子値に基づいて異物質存在有無を判断するための臨界値（又は臨界範囲）を決定し、記憶された品質因子値と決定された臨界値（又は臨界範囲）を比較して、充電領域に異物質が存在するかを判断することができる。

図６ａで説明したように、基準品質因子値が低い無線電力受信機である場合、充電領域に異物質が配置されれば、該当基準品質因子値に対する品質因子値が、降下の大きさ及び比率が大きな無線電力受信機に比べて相対的に小さいとか低い特徴がある。よって、本発明の一実施例による異物質検出装置は、無線電力受信機から受信された基準品質因子値によって適応的に異物質検出のための臨界値（又は臨界範囲）を決定することができる。

判断結果、異物質が存在すれば、異物質検出装置は電力伝送を中断し、選択段階８１０に回帰することができる。一方、判断結果、異物質が存在しなければ、異物質検出装置は電力伝送段階８５０に進入して該当無線電力受信機に対する無線充電を開始することができる。

図８ｂは本発明の一実施例による異物質検出装置での異物質検出のための状態遷移過程を説明するための図である。

図８ｂを参照すると、異物質検出装置は、選択段階８１０で物体が感知されれば、共振回路の品質因子値及びインダクタンス値を測定及び記憶した後、ピング段階８２０に進入することができる。ピング段階８２０で、異物質検出装置は無線電力受信機を識別するための所定の電力信号、例えばデジタルピングを周期的に伝送することができる。

異物質検出装置は、ピング段階８２０で信号強度指示子が受信されれば、識別及び構成段階８３０に進入して無線電力受信機を識別し、識別された無線電力受信機のための各種の構成パラメーターを設定することができる。

無線電力受信機に対する識別及び構成が完了すれば、異物質検出装置は交渉段階８４０に進入し、基準品質因子値又は（及び）基準インダクタンス値が含まれたＦＯＤ状態パケットを受信することができる。

異物質検出装置は、ＦＯＤ状態パケットに含まれた基準値（等）に基づいて異物質存在有無を判断するための臨界値（又は臨界範囲）を決定し、決定された臨界値（又は臨界範囲）に基づいて充電領域に異物質が存在するかを判断することができる。

判断結果、異物質が存在すれば、異物質検出装置は電力伝送を中断し、選択段階８１０に回帰することができる。一方、判断結果、異物質が存在しなければ、異物質検出装置は電力伝送段階８５０に進入し、該当無線電力受信機に対する無線充電を開始することができる。異物質検出装置は、電力伝送段階８５０への進入前、前述した図２で説明したように、補正段階２５０を遂行することもできる。

図９ａは本発明の他の実施例による無線電力送信装置での異物質感知方法を説明するためのフローチャートである。

図９ａを参照すると、無線電力送信装置は、選択段階で充電領域上に物体が感知されれば、共振回路の品質因子値を測定して所定記録領域に記憶することができる（Ｓ９０１）。

無線電力送信装置は、以前に異物質が感知された状態であるかを確認することができる（Ｓ９０２）。

確認結果、異物質が感知された状態ではない場合、無線電力送信装置はピング段階に進入し、無線電力受信機を識別するためのデジタルピング信号を無線で送出することができる（Ｓ９０３）。

無線電力送信装置は、デジタルピング信号に対応して信号強度指示子が受信されれば、識別及び構成段階に進入し、無線電力受信機に対する識別及び構成が完了すれば、交渉段階に遷移することができる（Ｓ９０４）。

無線電力送信装置は、交渉段階で受信されるＦＯＤ状態パケットに含まれた基準品質因子値に基づいて異物質存在有無を判断するための臨界値（又は臨界範囲）を決定することができる（Ｓ９０５）。ここで、臨界値及び臨界範囲を決定する方法は上述した図１１～図１３の説明に取り替える。無線電力送信装置は交渉段階で所定の強度の電力信号を無線で送出することができる。

無線電力送信装置は記憶された品質因子値と決定された臨界値（又は臨界範囲）を比較して、充電領域上に異物質が存在するかを判断することができる（Ｓ９０６）。

判断結果、異物質が存在する場合、無線電力送信装置は電力信号送出を中断し、異物質が検出されたことを指示する所定の警告アラームを出力するように制御することができる（Ｓ９０７～Ｓ９０８）。その後、無線電力送信装置は前述した９０１段階に回帰することができる。

前述した９０６段階の判断結果、異物質が存在しない場合、無線電力送信装置は電力伝送段階に進入し、該当無線電力受信機に対する充電を開始することができる（Ｓ９０９）。

前述した９０２段階の確認結果、異物質が既に感知された状態の場合、無線電力送信装置は、感知された異物質が充電領域から除去されたかを判断することができる（Ｓ９１０）。ここで、感知された異物質が充電領域から除去されたかに対する判断方法は上述した図６ａ～図８ｂの説明に取り替える。

判断結果、感知された異物質が除去された場合、無線電力送信装置は電力伝送段階に進入し、該当無線電力受信機への充電を再開することができる。

前述した９１０段階の判断結果、感知された異物質が除去されなかった場合、無線電力送信装置は前述した９０１段階を遂行することができる。

図９ｂは本発明の他の実施例による無線電力送信装置での異物質感知方法を説明するためのフローチャートである。

図９ｂを参照すると、無線電力送信装置は、選択段階で充電領域上に物体が感知されれば、共振回路の品質因子値及び／又はインダクタンス値を測定して所定の記録領域に記憶することができる（Ｓ９０１）。

無線電力送信装置は異物質が感知された状態であるかを確認することができる（Ｓ９０２）。

確認結果、異物質が感知された状態ではない場合、無線電力送信装置はピング段階に進入し、無線電力受信機を識別するためのデジタルピング信号を無線で送出することができる（Ｓ９０３）。

無線電力送信装置は、デジタルピング信号に対応して信号強度指示子が受信されれば、識別及び構成段階に進入し、無線電力受信機に対する識別及び構成が完了すれば、交渉段階に遷移することができる（Ｓ９０４）。

無線電力送信装置は、交渉段階で受信されるＦＯＤ状態パケットに基づいて異物質存在有無を判断するための臨界値（又は臨界範囲）を決定することができる（Ｓ９０５）。ここで、臨界値はインダクタンス臨界値と品質因子臨界値を含むことができる。決定された値が臨界範囲内の場合、臨界範囲はインダクタンス臨界範囲と品質因子臨界範囲を含むことができる。無線電力送信装置は交渉段階で所定強度の電力信号を無線で送出することができる。

無線電力送信装置は、記憶された測定値と決定された臨界値（又は臨界範囲）を比較して、充電領域上に異物質が存在するかを判断することができる（Ｓ９０６）。

判断結果、異物質が存在する場合、無線電力送信装置は電力信号送出を中断し、異物質が検出されたことを指示する所定の警告アラームを出力するように制御することができる（オプション）（Ｓ９０７～Ｓ９０８）。その後、無線電力送信装置は前述した９０１段階に回帰することができる。

前述した９０６段階の判断結果、異物質が存在しない場合、無線電力送信装置は電力伝送段階に進入し、該当無線電力受信機に対する充電を開始することができる（Ｓ９０９）。

前述した９０２段階の確認結果、異物質が既に感知された状態の場合、無線電力送信装置は感知された異物質が充電領域から除去されたかを判断することができる（Ｓ９１０）。ここで、感知された異物質が充電領域から除去されたか否かは前記９０１段階で測定された共振回路の品質因子値及びインダクタンス値と前記９０５段階で決定された臨界値（又は臨界範囲）を比較して判断することができるが、これに限定されない。

判断結果、感知された異物質が除去された場合、無線電力送信装置は電力伝送段階に進入し、該当無線電力受信機への充電を再開することができる。

前述した９１０段階の判断結果、感知された異物質が除去されなかった場合、無線電力送信装置は前述した９０１段階を遂行することができる。

以上で説明したように、本発明による無線電力送信装置は、選択段階で物体が感知されれば、ピング段階への進入前に共振回路の品質因子値及びインダクタンス値を測定（又は算出）し、交渉段階で受信されたＦＯＤ状態パケットに基づいて決定された臨界値と測定値を比較して異物質の存在有無を判断することにより、異物質検出に失敗する確率をめっきり低めることができる利点がある。

図１０は本発明の一実施例による充電領域に異物質が配置されたときの受信機タイプ別基準品質因子値に比べて品質認知値が下がる程度を示す実験結果グラフである。

図１０に示す実験結果は充電領域に１０セント銅銭が配置されたときの実験結果である。

図１０の図面符号１０１０及び１０３０を参照すると、充電領域に１０セント銅銭を配置した後、基準品質因子値に比べて品質因子値が下がる絶対的な量（ｄｉｆｆ１）は基準品質因子値が増加するに従って増加することを示す。このとき、異物質が配置されていないときに測定された品質因子（ＮＯ＿ＦＯ）値、すなわち基準品質因子（ＲＦＱ）値とｄｉｆｆ１の関係は図面符号１０１１の数式で近似化させることができる。前述した図面符号１０１１は２次方程式で近似化されたが、これは一実施例に過ぎなく、１次方程式、他の高次方程式、指数方程式などで近似化されることもできることに気を付けなければならない。

図１０の図面符号１０２０及び１０３０を参照すると、充電領域に１０セント銅銭を配置した後、基準品質因子値に比べて品質因子値が下がる比率（％ｄｉｆｆ１）は基準品質因子値が増加するに従って増加することを示す。このとき、異物質が配置されていないとき測定された品質因子（ＮＯ＿ＦＯ）値、すなわち基準品質因子（ＲＦＱ）値と％ｄｉｆｆ１の関係は図面符号１０２１の数式で近似化させることができる。前述した図面符号１０２１は２次方程式で近似化されたが、これは一実施例に過ぎなく、１次方程式、他の高次方程式、指数方程式などで近似化されることもできることに気を付けなければならない。

図１１は本発明の他の実施例による充電領域に異物質が配置されたときの受信機タイプ別基準品質因子値に比べて品質認知値が下がる程度を示す実験結果グラフである。

図１１に示す実験結果は充電領域に２５セント銅銭が配置されたときの実験結果である。

図１１の図面符号１１１０及び１１３０を参照すると、充電領域に２５セント銅銭を配置した後、基準品質因子値に比べて品質因子値が下がる絶対的な量（ｄｉｆｆ２）は基準品質因子値が増加するに従って増加することを示す。このとき、異物質が配置されていないとき測定された品質因子（ＮＯ＿ＦＯ）値、すなわち基準品質因子（ＲＦＱ）値とｄｉｆｆ２の関係は図面符号１１１１の数式で近似化させることができる。前述した図面符号１１１１は２次方程式で近似化されたが、これは一実施例に過ぎなく、１次方程式、他の高次方程式、指数方程式などで近似化されることもできることに気を付けなければならない。

図１１の図面符号１１２０及び１１３０を参照すると、充電領域に２５セント銅銭を配置した後、基準品質因子値に比べて品質因子値が下がる比率（％ｄｉｆｆ２）は基準品質因子値が増加するに従って増加することを示す。このとき、異物質が配置されていないとき測定された品質因子（ＮＯ＿ＦＯ）値、すなわち基準品質因子（ＲＦＱ）値とｄｉｆｆ２の関係は図面符号１１２１の数式で近似化させることができる。前述した図面符号１１２１は２次方程式で近似化されたが、これは一実施例に過ぎなく、１次方程式、他の高次方程式、指数方程式などで近似化されることもできることに気を付けなければならない。

以上で説明したように、本発明による無線電力送信装置は、選択段階で物体が感知されれば、ピング段階への進入前に共振回路の品質因子値を測定（又は算出）し、交渉段階で受信されたＦＯＤ状態パケットに基づいて決定された臨界値と測定された品質因子値を比較して異物質の存在有無を判断することにより、異物質検出に失敗する確率をめっきり低めることができる利点がある。

図１２は共振回路に対する受信機タイプ別異物質存在有無による品質因子値及びインダクタンス値の測定結果を示す。

図面符号１２１０は、充電領域に何も配置されていない状態１２１１、異物質のみが配置された状態１２１２及び受信機のみが配置された状態１２１３で測定された共振回路のインダクタンス値（Ｌｓ）、抵抗値（Ｒｓ）及び品質因子値（Ｑ）を示す。

図面符号１２２０は、充電領域に異物質と受信機が共に配置された状態で受信機タイプ別に測定された共振回路のインダクタンス値（Ｌｓ）、抵抗値（Ｒｓ）及び品質因子値（Ｑ）を示す。

図面符号１２１１を参照すると、無線電力送信装置の充電ベッドに何も配置されていない状態（Ｅｍｐｔｙ Ｐａｄ）で測定された共振回路のインダクタンス値は２５．２０μＨであり、品質因子値は１３３．８である。

図面符号１２１０を参照すると、充電領域に何も配置されていない状態で異物質、例えばＦＯ＃４及び１０セント銅銭を含む異物質が配置される場合、インダクタンス値は減少する。一方、充電領域に何も配置されていない状態で無線電力受信が可能な受信機、例えば無線充電モジュールが装着されたスマートフォンなどを含む受信機が配置される場合、インダクタンス値が増加する。

また、図面符号１２１０を参照すると、充電領域に何も配置されていない状態で異物質又は受信機が配置される場合、品質因子値は全て減少する。特に、受信機２及び受信機４の場合、ＦＯ＃４より品質因子値がもっと下がることを示す。

図面符号１２２０を参照すると、充電領域に受信機が配置された状態で標準異物質であるＦＯ＃４と１０セント銅銭がそれぞれさらに配置される場合、図面符号１２２１及び１２２２で示したように、インダクタンス値と品質因子値が共に低くなる。しかし、インダクタンス値と品質因子値が低くなる比率は受信機のタイプによって違う。一例として、図面符号１２１３、１２２１及び１２２２を参照すると、受信機１の場合、異物質がさらに配置される場合、インダクタンス値の変化より品質因子値の変化が大きいことを示す。よって、受信機１の場合、異物質の存在有無を判断するために、インダクタンス値より品質因子値の変化を感知することが有利であり得る。一方、受信機４の場合、異物質がさらに配置される場合、品質因子値の変化よりインダクタンス値の変化が大きいことを示す。よって、受信機４の場合、異物質の存在有無を判断するために、品質因子値よりインダクタンス値の変化を感知することが有利であり得る。

充電領域に配置された受信機がどのタイプの受信機であるかを識別することは識別及び構成段階で可能である。よって、選択段階で物体を感知した後、ピング段階に進入する前に無線電力送信装置は受信機のタイプを識別することができない。

したがって、本発明の一実施例による無線電力送信装置は、選択段階で物体が感知されれば、ピング段階に進入する前に共振回路のインダクタンス値と品質因子値を全て測定して記憶することができる。

その後、無線電力送信装置は、交渉段階で受信されたＦＯＤ状態パケットに基づいて異物質感知のためのインダクタンス臨界値及び品質因子臨界値を決定することができる。無線電力送信装置は、決定された臨界値を既に記憶されたインダクタンス値及び品質因子値と比較して異物質の存在有無を判断することができる。

一例として、無線電力送信装置は、記憶されたインダクタンス値と決定されたインダクタンス臨界値を比較して異物質が存在すると判断されるとか、記憶された品質因子値を決定された品質因子臨界値と比較して異物質が存在すると判断される場合、最終に充電領域に異物質が配置されていると判断することができる。

前述した実施例では、無線電力送信装置がＦＯＤ状態パケットに基づいて異物質感知のための臨界値を決定するものとして説明しているが、これは一実施例に過ぎなく、臨界範囲を決定することもできる。この場合、無線電力送信装置は、記憶されたインダクタンス値又は（及び）品質因子値が決定された臨界範囲を外れる場合、異物質が存在すると判断することもできる。

本発明の他の実施例による無線電力送信装置での異物質検出方法は、無線電力受信機から電力補正のための受信パワー強度パケットを受信する段階をさらに含むことができる。このとき、受信パワー強度パケットは、ライトロードに対応する無線電力受信機の受信電力又はロード連結状態に対応する無線電力受信機の受信電力を含むことができる。

図１３ａは本発明のさらに他の実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

図１３ａを参照すると、ＦＯＤ状態パケットメッセージ１３４０は１バイトの長さを有することができ、６ビット長さの最大品質因子値のための動作周波数（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｆｏｒ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）１３４０フィールド及び２ビット長さのモード（Ｍｏｄｅ）１３４２フィールドを含んでなることができる。

本発明の一実施例による無線電力送信機は、最大品質因子値を有する動作周波数で測定された品質因子値より高い品質因子値が測定される上位帯域の動作周波数が存在すれば、充電領域に異物質が存在すると判断することができる。ここで、上位帯域の動作周波数は動作周波数帯域内の最大品質因子値を有する動作周波数より大きい任意の周波数を意味する。

本発明のさらに他の実施例による無線電力送信機は、最大品質因子値を有する動作周波数より上位帯域の品質因子ピーク動作周波数（ピング段階前に測定された品質因子値のうち、最大品質因子値が測定される動作周波数）が存在すれば、充電領域に異物質が存在すると判断することができる。

一例として、最大品質因子値のための動作周波数１３４１は図2識別及び構成段階２３０で確認された無線電力送信機のタイプに相応する最大品質因子値のための動作周波数であり得る。一例として、このために無線電力受信機には接続可能な無線電力送信機タイプ別最大品質因子値のための動作周波数情報が所定の記録領域に維持されることができる。最大品質因子値のための動作周波数は、無線電力送信機の電力等級、デザイン形態、製造社、適用された標準などによって違える。

したがって、該当無線電力受信機に関連してどの動作周波数又はどの動作周波数範囲で最大品質因子値を有するかが確認されれば、該当無線電力送信機が異物質の存在有無を探索するために品質因子値を測定しなければならない周波数範囲が最小化することができる。すなわち、無線電力送信機は最大品質因子値のための動作周波数より低い周波数帯域に対する品質因子値測定を遂行しなくても良い。

他の例として、最大品質因子値のための動作周波数１３４１はＷＰＣ標準に定義された特定のコイルタイプ、例えばＭＰ－Ａ１タイプであり得るがこれに限定されないコイルタイプの送信コイルが装着された無線電力送信機に相応する最大品質因子値のための動作周波数でもあり得る。これは、ＭＰ－Ａ１タイプを基準に、他のタイプの無線電力送信機がデザイン的差と製品特性を考慮して、受信された最大品質因子値の大きさを調整（ｓｃａｌｉｎｇ）して異物質存在有無の判断に使うことができる。

本発明の一実施例による無線電力送信機は、図２のピング段階２２０（又はピング段階前）で動作周波数帯域のうち特定の上限周波数に対する品質因子値ａ１を測定して記憶することができる。もしくは、既に設定された周波数範囲（動作周波数範囲内）で測定した品質因子のうち最大品質因子と前記最大品質因子が測定される周波数を記憶することができる。その後、無線電力送信機は、交渉段階２４０でＦＯＤ状態パケット１３４０を介して受信された最大品質因子値のための動作周波数１３４１で品質因子値ａ２を測定し、ａ１がａ２より大きければ、充電領域に異物質が存在すると判断することもできる。もしくは、無線電力送信機は、交渉段階２４０でＦＯＤ状態パケット１３４０を介して受信された最大品質因子値のための動作周波数とピング段階２２０（又はピング段階前）で測定された最大品質因子と測定される周波数を比較して異物質存在有無を判断することができる。

ピング段階２２０で測定された最大品質因子が測定される周波数が受信された最大品質因子動作周波数より大きければ、異物質が存在すると判断することができる。この原理については以下で詳細に説明する。

本実施例では、無線電力送信機がピング段階２２０（又はピング段階前）で動作周波数帯域のうち上限周波数に対する品質因子値のみ測定することもできるが、これは一実施例に過ぎなく、他の実施例は下限周波数及び上限周波数に対する品質因子値を全て測定することもできる。さらに他の実施例は、下限周波数から上限周波数までスイーピングして各周波数別品質因子値を測定することができる。

さらに他の実施例は、特定周波数領域内でスイーピングして各周波数別品質因子値を測定することができる。

無線電力送信機がピング段階２２０で動作周波数帯域のうち下限周波数に対する品質因子値を測定するように定義されている。本実施例では、無線電力送信機がピング段階２２０で動作周波数帯域のうち上限周波数に対する品質因子値のみ測定することもできるが、これは一実施例に過ぎなく、他の実施例は下限周波数及び上限周波数に対する品質因子値を全て測定することもできる。

一実施例による最大品質因子値のための動作周波数１３４１フィールドには動作周波数内下限周波数、すなわち最低周波数からの周波数オフセット値が記録されることができる。ここで、オフセット単位は実際に１０ＫＨｚを意味することができるが、これに限定されなく、それより小さいか大きいこともある。一例として、該当無線電力送信機の動作周波数帯域が下限周波数１００ＫＨｚと上限周波数３００ＫＨｚの間であり、オフセット単位が１０ＫＨｚであり、最大品質因子値のための動作周波数１３４１フィールドに記録された値が二進数００００１１であれば、実際に最大品質因子値のための周波数は１３０ＫＨｚ（１００ＫＨｚ＋３＊１０ＫＨｚ）であり得る。

さらに他の実施例で、無線電力送信機は、ピング段階前、全体動作周波数帯域又は全体動作周波数帯域のうち特定の周波数帯域をスイーピングして品質因子値を測定することができる。

さらに他の実施例で、図１３ａの最大品質因子値のための動作周波数が挿入されるフィールド１３４１の代わりに基準品質因子値より既に設定された値（又は比率）だけ品質因子値が低くなる動作周波数値がフィールド１３４１に挿入されることもできる。

無線電力送信機は、ピング段階２２０（又はピング段階前）で基準動作周波数（例えば、品質因子値を測定するための動作周波数は１００ｋＨｚである）で測定された品質因子値Ｂ１と前記受信された動作周波数より大きい動作周波数で測定された品質因子値Ｂ２を比較して異物質存在有無を判断することができる。

このとき、Ｂ１よりＢ２が大きければ、異物質が存在すると判断することができる。

図１３ｂは本発明のさらに他の実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

図１３ｂを参照すると、ＦＯＤ状態パケットメッセージ１３５０は２バイトの長さを有することができ、６ビット長さの最大品質因子値のための動作周波数（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｆｏｒ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）１３５１フィールド、２ビット長さのモード（Ｍｏｄｅ）１３５２フィールド及び１バイト長さの基準品質因子値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）１３５３を含んでなることができる。

無線電力送信機は、モード１３５２値によって受信されたＦＯＤ状態パケットに最大品質因子値のための動作周波数１３５１が含まれたかを確認することもできるが、これに限定されなく、モード１３５２値にかかわらず、ＦＯＤ状態パケットにはいつも最大品質因子値のための動作周波数１３５１が含まれることもできる。

無線電力送信機は、図７ａのＦＯＤ状態パケットを受信すれば、基準品質因子値とピング段階２２０（又はピング段階前）で測定された品質因子値を比較して異物質の存在有無を判断することもでき（方法１）、あるいは最大品質因子値のための動作周波数とピング段階２２０（又はピング段階前）で測定された最大品質因子値に対応する最大動作周波数を比較して異物質の存在有無を判断することもできる（方法２、図１３ａの実施例）。

もしくは、複合的な方法で異物質の存在有無を判断することもできる。

一実施例で、無線電力送信機は方法１で異物質存在有無を判断することができる。このときに受信された基準品質因子値に基づいて二つの臨界値（臨界値１：Ｑ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ１及び臨界値２：Ｑ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ２）を決定することができる。臨界値１は臨界値２より高い値を有する。

ピング段階２２０前に測定された品質因子値が臨界値２より小さければ、無線電力送信機は異物質が存在すると判断することができる。

ピング段階２２０前に測定された品質因子値が臨界値１より小さくて臨界値２と同じかそれより大きければ、無線電力送信機は方法２で異物質の存在有無を判断することができる。

図１３ｃは本発明のさらに他の実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

図１３ｃを参照すると、ＦＯＤ状態パケットメッセージ１３６０は２バイトの長さを有することができ、６ビット長さの無線電力送信機タイプ（Ｔｘ Ｔｙｐｅ）１３６１、２ビット長さのモード（Ｍｏｄｅ）１３６２フィールド及び１バイト長さの最大品質因子値のための動作周波数（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｆｏｒ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）１３６３フィールドを含んでなることができる。

無線電力送信機はモード１３６２値によって受信されたＦＯＤ状態パケットに無線電力送信機タイプ１３６１情報及び最大品質因子値のための動作周波数１３６３情報が含まれたかを確認することができるが、これに限定されなく、モード１３６２値にかかわらず、ＦＯＤ状態パケットにはいつも無線電力送信機タイプ１３６１情報と最大品質因子値のための動作周波数１３６３情報が含まれることもできる。

一例として、無線電力送信機タイプ１３６１はＷＰＣ（Ｑｉ）認証時に登録された無線電力送信機を固有に識別するための所定の送信機デザイン番号（Ｔｘ Ｄｅｓｉｇｎ Ｎｕｍｂｅｒ）を指示する値（所定の分類番号）であり得る。

他の例として、無線電力送信機タイプ１３６１は共通したデザイン的特徴及び性能特性を有する無線電力送信機を分類するための所定の分類番号でもあり得る。

本発明の一実施例による無線電力送信機は、最大品質因子値を有する動作周波数で測定された品質因子値より高い品質因子値が測定される上位帯域の動作周波数が存在すれば、充電領域に異物質が存在すると判断することができる。ここで、上位帯域の動作周波数は動作周波数帯域内の最大品質因子値を有する動作周波数より大きい任意の周波数を意味する。

本発明のさらに他の実施例による無線電力送信機は、最大品質因子値を有する動作周波数より上位帯域の品質因子ピーク（ｐｅａｋ）動作周波数（ピング段階前に測定された品質因子値のうち最大品質因子値が測定される動作周波数）が存在すれば、充電領域に異物質が存在すると判断することができる。

以下、説明の便宜のために、異物質が存在しないときに測定された基準品質因子値をＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ、特定の異物質が存在するときに測定された品質因子値をＱＦ＿ＦＯと名付けることにする。一例として、特定の異物質は直径が２２ｍｍ、厚さが１ｍｍのアルミニウムディスクであるＦｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ ＃４（以下、説明の便宜のために、ＦＯ４と混用する）であり得るが、これに限定されなく、一般的な常用の銅銭のうちいずれか一つを使うこともできる。

無線電力送信機がピング段階を遂行する前、すなわち選択段階で現在の品質因子値を測定する。無線電力送信機は、交渉段階で無線電力受信機から受信された基準品質因子値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）と、送信機別デザイン的差を考慮するための生産及び測定誤差値（ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）と、基準品質因子正確度（Ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）とを考慮して異物質の存在有無を判断するための品質因子臨界値を決定する。

基準品質因子値はテスト電力伝送器（ＴＰＴ：Ｔｅｓｔ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）、例えばＭＰ１（ＭＰ－Ａ１）タイプの送信機の充電領域のうち５個領域（中間位置と５ｍｍだけ左右上下に移動した四つ位置）で測定された品質因子値のうち最小値を意味する。テスト電力送信機であるＭＰ１と商用無線電力送信機のデザイン的差、例えば送信コイルのインダクタンス値などの差によって実際に充電領域で測定される品質因子値は送信機別に違える。これを補正する誤差を生産及び測定誤差と言う。

一例として、基準品質因子降下値１３２１は該当無線電力受信機に対応する基準品質因子値から特定の異物質の存在時に測定された品質因子値を差し引いた値と決定されることができる。

他の例として、基準品質因子降下値１３２１は異物質が存在しないときに測定された基準品質因子値に対する、異物質が存在するときに測定された品質因子値の降下の比率であり得る。この場合、基準品質因子降下値１３２１は百分率（％）で算出されるか又は百分率を特定の単位値（ＳＴＥＰ＿ＶＡＬＵＥ）で割ることで算出される整数値であり得るが、これに限定されない。一例として、基準品質因子降下値１３２１は次の数式１で算出されることができる。

数式１：

［（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ－ＱＦ＿ＦＯ）／ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ］＊１００又は

［（（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ－ＱＦ＿ＦＯ）／ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ）＊１００］／ＳＴＥＰ＿ＶＡＬＵＥ

（ここで、＊１００は％で表記するためであり、実際値は＊１００が反映されなかった値であり得る）

無線電力受信機は、製造社又は（及び）製品種類によって基準品質因子降下値が違える。

したがって、本発明の一実施例による無線電力送信機は、基準品質因子降下値を感知された無線電力受信機から獲得し、基準品質因子降下値を考慮して異物質存在有無を判断するための品質因子臨界値を適応的に決定することができる。

これにより、本発明は実際に異物質が充電領域に位置するにもかかわらず異物質が正常に検出されなくて発熱するとか電力伝送効率がめっきり落ちる問題を最小化することができる。

図１３ｄは本発明の一実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

図１３ｄを参照すると、ＦＯＤ状態パケットメッセージ１３００は２バイトの長さを有することができ、６ビット長さの予約（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）１３０１、２ビット長さのモード（Ｍｏｄｅ）１３０２フィールド及び１バイト長さの基準品質因子値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）１３０３を含んでなることができる。

予約１３０１フィールドを構成する全てのビットは０に設定されることができる。

図面符号１３０４を参照すると、モード１３０２フィールドが二進数‘００’であればＦＯがない状態での基準品質因子（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ、第１基準品質因子）値が基準品質因子値１３０３フィールドに記録されたことを意味し、モード１３０２フィールドが二進数‘０１’であればＦＯがある状態での基準品質因子（ＲＱＦ＿ＦＯ、第２基準品質因子）値が基準品質因子値１３０３フィールドに記録されたことを意味することができる。

図１３ｅは本発明の他の実施例によるＦＯ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

図１３ｅを参照すると、ＦＯ状態パケットメッセージ１３１０は３バイトの長さを有することができ、６ビット長さの予約（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）１３１１、２ビット長さのモード（Ｍｏｄｅ）１３１２フィールド、基準品質因子値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）１３１３及び異物質存在時の基準品質因子値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ Ｗｉｔｈ Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ）１３１４を含んでなることができる。

予約１３０１フィールドを構成する全てのビットは０に設定されることができる。

モード１３１２フィールドを介して該当基準品質因子値１３１３が適用された電力受信機の動作モードが識別されることができる。図面符号１３１５を参照すると、モード１３１２値が二進数‘００’であれば、無線電力受信機の電源がＯＦＦ状態で測定された基準品質因子値であることを意味する。

無線電力受信機は、製造社別又は（及び）製品種類別異物質が存在しないときに測定された基準品質因子値及び異物質存在するときに測定された基準品質因子値が違える。

本発明の一実施例による無線電力送信機は、異物質が存在しないときに測定された基準品質因子値及び異物質存在するときに測定された基準品質因子値を考慮して異物質存在有無を判断するための品質因子臨界値を適応的に決定することができる。これは、受信機ごとに異物質の存在によって品質因子値の変化量が違えるからである。これにより、本発明は、実際に異物質が充電領域に位置するにもかかわらず異物質が正常に検出されなくて発熱するとか電力伝送効率がめっきり落ちる問題を最小化することができる。

図１３ｆは本発明のさらに他の実施例によるＦＯ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

図１３ｆを参照すると、ＦＯ状態パケットメッセージ１１２０は２バイトの長さを有することができ、６ビット長さの基準品質因子降下値（Ｄｒｏｐ Ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）１３２１フィールド、２ビット長さのモード（Ｍｏｄｅ）１３２２フィールド、基準品質因子値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）１３２３フィールドを含んでなる。

ここで、基準品質因子降下値１３２１は異物質が存在しないときに測定された基準品質因子値１２２３と特定異物質の存在ときに測定された品質因子値（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ Ｗｉｔｈ Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ）に基づいて決定される値であり得る。

モード１３２２フィールドは図１３ｄの予約１３０１フィールドに基準品質因子降下値１３２１が記録されていることを指示するために使われることができる。一例として、図面符号１３２４を参照すると、モード１３２２フィールドの値が二進数‘０１’であれば予約フィールドに基準品質因子降下値１３２１が記録されていることを意味することができるが、これは一実施例に過ぎなく、モード１３２２フィールドの他の値、例えば二進数‘１０’又は二進数‘１１’が予約フィールドに基準品質因子降下値１３２１が記録されていることを指示するために使われることもできる。

ただ、モード１３２２フィールド値が二進数‘００’ではない他の値が設定された場合、基準品質因子値１３２３は電力受信機の電力がＯＦＦ状態で測定された値であることを自動で内包することができる。

説明の便宜上、具体的な実施例でモードによって異物質状態パケットのフォーマットを区分して説明したが、モードにかかわらず異物質状態パケットは図１３ｄ～図１３ｇの実施例の形態であり得る。

図１３ｇは本発明のさらに他の実施例によるＦＯ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

図１３ｇを参照すると、ＦＯ状態パケットメッセージ１３３０は２バイトの長さを有することができ、６ビット長さの基準品質因子正確度（Ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）１３３１フィールド、２ビット長さのモード（Ｍｏｄｅ）１３３２フィールド、及び基準品質因子値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）１３３３フィールドを含んでなることができる。

ここで、基準品質因子正確度１３３１は異物質が存在しないときに測定された基準品質因子値１３３３に対する誤差の許容値であり得る。一例として、誤差の許容値が適用された基準品質因子値は無線電力受信装置から受信された基準品質因子値１３３３に比べて増加するか減少する比率で設定されることができるが、これに限定されない。

基準品質因子正確度１３３１は該当無線電力受信機の製造社（又は）及び製品種類によって違う値を有することができる。一例として、Ａ社の無線電力受信機とＢ社の無線電力受信機は同じ無線電力送信機と連動し、測定された基準品質因子値の正確度は互いに違える。よって、無線電力送信機は無線電力受信機別基準品質因子正確度についての情報を獲得する必要があり、基準品質因子正確度を考慮して異物質存在有無を判断するための品質因子臨界値を決定することができる。また、無線電力送信機は、以下で説明の便宜のために、異物質存在有無を判断するための品質因子臨界値を簡単にＦＯ＿ＱＦ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤと名付けることにする。

一例として、同じ無線電力送信機に対するテスト結果、Ａ社の無線電力受信機に対して測定された基準品質因子値は１００、Ｂ社の無線電力受信機に対して測定された基準品質因子値は７０であり得る。この場合、Ｂ社の無線電力受信機に対応する基準品質因子正確度、例えば＋／－７％以内がＡ社の無線電力受信機に対応する基準品質因子正確度、例えば＋／－１０％以内より高く設定されることができる。すなわち、誤差に対する敏感度がＡ社よりＢ社の無線電力受信機に高く設定されることができる。

このように、品質因子正確度は受信機が設置された完製品の構成によって差があり得る。たとえば、前記完製品に装着されるＰＣＢ、カメラモジュール、アンテナ及びその他の部品によって、異物質がない状態でも品質因子が他の完製品に比べて低く測定されることができる。これにより、異物質とともに充電領域に位置する前記完製品の場合、他の完製品に比べて品質因子値の差が小さいことがあり得、そのためもっと高い測定正確度が要求される。

モード１３３２フィールドは図１３ｄの予約１３０１フィールドに基準品質因子正確度１３３１が記録されていることを指示するために使われることができる。一例として、図面符号１３３４を参照すると、モード１３３２フィールドの値が二進数‘０１’であれば予約フィールドに基準品質因子正確度１３３１が記録されていることを意味することができるが、これは一実施例に過ぎなく、モード１３３２フィールドの他の値、例えば二進数‘１０’又は二進数‘１１’が予約フィールドに基準品質因子正確度１３３１が記録されていることを指示するために使われることもできる。

ただ、モード１３３２フィールド値が二進数‘００’ではない他の値が設定された場合、基準品質因子値１３３３は電力受信機の電力がＯＦＦ状態で測定された値であることを自動で内包することができる。

図１４は本発明の他の実施例によるＦＯＤ検出方法を説明するためのフローチャートである。

図１４を参照すると、交渉段階で、無線電力受信機１４１０は第２基準品質因子値（Ｓｅｃｏｎｄ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ、ＲＱＦ＿ＦＯ）が含まれたＦＯＤ状態パケットを無線電力送信機１４２０に伝送することができる（Ｓ１４０１）。このとき、ＦＯＤ状態パケットのモード（Ｍｏｄｅ）値は二進数“０１”に設定されることができる。

第２基準品質因子値は指定された特定無線電力送信機の充電領域上の複数の地点で測定された品質因子値のうち最小値を有する値が決定されて無線電力受信機に維持されることができる。

一例として、第２基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＦＯ）は充電領域に置かれた無線電力受信機の辺りにＦＯが存在する状態で送信コイル（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｏｉｌ）と受信コイル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｃｏｉｌ）がよく整列される中央位置で測定された第１品質因子値と無線電力受信機の辺りにＦＯが存在する状態で無線電力受信機の回転なしに中央から一定距離のオフセット（例えば、ｘ軸及びｙ軸方向にそれぞれ＋／－５ｍｍであり得るが、これに限定されない）で移動しながら測定された第２品質因子値のうち最小値が決定されることができる。ここで、第２品質因子値は少なくとも四つの相異なる位置で測定された品質因子値を含むことができる。

無線電力送信機１４２０は受信された第２基準品質因子値及び無線電力送信機１４２０に相応して予め記憶された構成因子（Ｄｅｓｉｇｎ ｆａｃｔｏｒ）に基づいてＦＯ検出のための臨界値を決定することができる（Ｓ１４０３）。以下、説明の便宜のために、構成因子に基づいて補正された第２基準品質因子値を補正品質因子臨界値（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｃｏｒｒｅｃｔ）と名付けることにする。

第２基準品質因子値は指定された特定無線電力送信機（以下、テスト用無線電力送信機と名付ける）上で測定された品質因子値に基づいて決定されるので、特定の製造社によって商業用に製造された無線電力送信機（以下、説明の便宜のために、商業用無線電力送信機と名付ける）はテスト用無線電力送信機とは構成及び特性において違うことがある。よって、同じ条件で測定される品質因子値は商業用無線電力送信機とテスト用無線電力送信機で違うことがある。よって、図２０の実施例でＦＯ検出のための臨界値として使用された第２基準品質因子値は商業用無線電力送信機の構成及び特性、すなわち構成因子を考慮して補正される必要がある。

一例として、構成因子は該当商業用無線電力送信機に対応する電力クラス（Ｐｏｗｅｒ Ｃｌａｓｓ）、送信コイルの特性及び配置構造、送信機に搭載された電力制御アルゴリズム、電力伝達損失（Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｌｏｓｓ）、該当無線電力送信機の形状及び構造の少なくとも一つのパラメーターに基づいて決定される補正定数値であり得るが、これに限定されなく、テスト用無線電力送信機に対する品質因子値の測定誤差を補正することができる値であれば充分である。

無線電力送信機１４２０は現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）を測定し、現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）が補正品質因子臨界値（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｄ＿ｃｏｒｒｅｃｔ）より大きいか同一であるかを比較することができる（Ｓ１４０３～Ｓ１４０４）。

参考として、現在品質因子値はデジタルピン（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇ）段階前に測定されることもでき、交渉（再交渉）段階前に測定されることもでき、周期的に測定されることもできる。

比較結果、現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）が補正品質因子臨界値（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｄ＿ｃｏｒｒｅｃｔ）と同じかそれより大きければ、無線電力送信機１４２０はＦＯが検出されないと判断し、無線電力受信機１４１０にＡＣＫ応答を伝送することができる（Ｓ１４０５）。このとき、無線電力送信機１４２０の状態は交渉段階から電力伝送段階に遷移することができる。

前述した１４０４段階の比較結果、現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）が補正品質因子臨界値（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｄ＿ｃｏｒｒｅｃｔ）より小さければ、無線電力送信機１４２０はＦＯが検出されたと判断し、無線電力受信機１４１０にＮＡＫ応答を伝送することができる（Ｓ１４０６）。このとき、無線電力送信機１４２０の状態は交渉段階から選択段階に遷移することができる。

図１５は本発明のさらに他の実施例によるＦＯＤ検出方法を説明するためのフローチャートである。

図１５を参照すると、交渉段階で、無線電力受信機１５１０は基準品質因子値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ、Ｑ＿ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）が含まれた第１及び第２ＦＯＤ状態パケットを無線電力送信機１５２０に伝送することができる（Ｓ１５０１～Ｓ１５０２）。

ここで、第１ＦＯＤ状態パケットは、モードが二進数‘００’であるときの第１基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ）を含むことができる。第２ＦＯＤ状態パケットは、モードが１であるときの第２基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＦＯ）、すなわちＦＯが充電領域に存在する状態で測定された品質因子値に基づいて決定された基準品質因子値を含むことができる。

ここで、第１基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ）は第２基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＦＯ）より大きい。

第１及び第２基準品質因子値はそれぞれＦＯが受信機の辺りにない状態とＦＯが受信機の辺りに存在する状態で測定された品質因子値に基づいて決定されることができる。一例として、第１及び第２基準品質因子値は特定テスト用無線電力送信機の充電領域上の複数の地点で測定された品質因子値のうち最小値を有する値が決定されることができる。

無線電力送信機１５２０は、受信された第１及び第２基準品質因子値に基づいてＦＯ検出のための品質因子臨界比率（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｒａｔｅ、Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｒａｔｅ）を決定することができる（Ｓ１５０３）。

ここで、品質因子臨界比率（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｒａｔｅ）は、第１基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ）と第２基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＦＯ）の差分値を第１基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ）で割ることで算出されることができる。一例として、第１基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ）が８０、第２基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＦＯ）が５０の場合、品質因子臨界比率（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｒａｔｅ）は（８０－５０）／８０＝０．６３７５と計算されることができる。

無線電力送信機１５２０は、現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）を測定し、測定された現在品質因子値と第１基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ）に基づいて品質因子減少比率（Ｑ＿ｄｅｃｒｅａｓｅ＿ｒａｔｅ）を計算することができる（Ｓ１４０４）。

参考として、現在品質因子値はデジタルピン（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇ）段階前に測定されることもでき、交渉（再交渉）段階直前に測定されることもでき、周期的に測定されることもできる。

無線電力送信機１５２０は品質因子減少比率（Ｑ＿ｄｅｃｒｅａｓｅ＿ｒａｔｅ）が品質因子臨界比率（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｒａｔｅ）より小さいかを比較することができる（Ｓ１５０５）。

比較結果、小さければ、無線電力送信機１５２０はＦＯが検出されないと判断し、無線電力受信機１５１０にＡＣＫ応答を伝送することができる（Ｓ１５０６）。このとき、無線電力送信機１５２０の状態は交渉段階から電力伝送段階に遷移することができる。

前述した１５０５段階の比較結果、品質因子減少比率（Ｑ＿ｄｅｃｒｅａｓｅ＿ｒａｔｅ）が品質因子臨界比率（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｒａｔｅ）と同じかそれより大きければ、無線電力送信機１５２０はＦＯが検出されたと判断し、無線電力受信機１５１０にＮＡＫ応答を伝送することができる（Ｓ１５０７）。このとき、無線電力送信機１５２０の状態は交渉段階から選択段階に遷移することができる。

図１５の実施例では品質因子減少比率（Ｑ＿ｄｅｃｒｅａｓｅ＿ｒａｔｅ）と品質因子臨界比率（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｒａｔｅ）を比較してＦＯ検出を行うものとして説明しているが、これは一実施例に過ぎなく、本発明の他の実施例による無線電力送信機は、該当無線電力送信機に対応する構成因子に基づいて補正品質因子臨界比率（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｒａｔｅ＿ｃｏｒｒｅｃｔ）を算出し、品質因子減少比率（Ｑ＿ｄｅｃｒｅａｓｅ＿ｒａｔｅ）と補正品質因子臨界比率（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｒａｔｅ＿ｃｏｒｒｅｃｔ）を比較してＦＯが充電領域に存在するかを判断することもできる。

さらに他の実施例で、品質因子臨界値は次のように決定されることができる。

受信された基準品質因子値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）に品質因子測定誤差範囲（ｅｘ±１０％（０．６１＊基準品質因子値）、又はＡｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ（図１９ｇ））と送信機特性（送信機タイプ（デザイン）、製造社、製品又は測定誤差など）を考慮して決定されることができる。

図１６は本発明の一実施例による品質因子テーブルを示す。

図１６に示した品質因子テーブル１６００は無線電力送信機のメモリに維持されることができる。無線電力送信機は受信されたＦＯ状態パケットに基づいて品質因子テーブル１６００を更新することができる。一例として、品質因子テーブル１６００は、受信機識別子１６０１フィールド、一番最近に測定された品質因子値（Ｌａｔｅｓｔ Ｍｅａｓｕｒｅｄ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）１６０２フィールド、第１基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ）１６０３フィールド、第２基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＦＯ）１６０４フィールド及び補正品質因子臨界値（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｃｏｒｒｅｃｔ）１６０５）フィールドの少なくとも一つを含んでなることができる。

ここで、受信機識別子１６０１は、識別及び構成段階で獲得される製造社コード（ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ ｃｏｄｅ）、基本デバイス識別子（Ｂａｓｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）及び拡張デバイス識別子（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）のいずれか一つ又は少なくとも一つを組み合わせて構成されることができる。一例として、受信機識別子は、製造社コードと基本デバイス識別子を連接して構成することができる。他の例として、受信機識別子は、製造社コード、基本デバイス識別子及び拡張デバイス識別子を連接して構成されることもできる。

一番最近に測定された品質因子値１６０２フィールドには、該当受信機識別子１６０１に対応して一番最近に測定された品質因子値が記録されることができる。このとき、該当受信機識別子１６０１に対応する無線電力受信機に対する充電が正常に完了するとか交渉段階で電力伝送状態への定常的な状態遷移がなされた場合、無線電力送信機は該当交渉段階で測定された品質因子値を品質因子テーブル１６００に記録することができる。

また、無線電力送信機は、交渉段階でＦＯＤ状態パケットを受信すれば、ＦＯＤ状態パケットに含まれた第２基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＦＯ）又は（及び）第１基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ）を品質因子テーブル１６００に記録することもできる。

また、無線電力送信機は、該当無線電力受信機との最初交渉段階でＦＯ検出のために計算された補正品質因子臨界値（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｃｏｒｒｅｃｔ）を品質因子テーブル１６００に記録することもできる。

無線電力送信機は、以後に品質因子テーブル１６００に記録された受信機識別子に対応する無線電力受信機が検出されれば、品質因子テーブル１６００を参照してＦＯを検出することができる。

本発明の他の実施例による品質因子テーブル１６００は、前記図１３ｆで説明した基準品質因子降下値１３２１及び前記図１３ｄで説明した基準品質因子正確度１３３１の少なくとも一つをさらに含んでなることができる。

図１７は本発明の一実施例によるＦＯ検出装置の構成を説明するためのブロック図である。

本発明の一実施例によるＦＯ検出装置１７００は無線電力送信機に装着されるとか搭載されることができる。

図１７を参照すると、ＦＯ検出装置１７００は、通信部１７１０、決定部１７２０、測定部１７３０、検出部１７４０、制御部１７５０及び電力伝送部１７６０を含んでなることができる。

通信部１７１０は、交渉段階で接続された無線電力受信機から基準品質因子値が含まれたＦＯＤ状態パケットを受信することができる。ここで、基準品質因子値は、ＦＯが充電領域に存在しないときの基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ、第１基準品質因子値）及びＦＯが充電領域に存在するときの基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＦＯ、第２基準品質因子値）の少なくとも一つを含むことができ、交渉段階で一つのＦＯＤ状態パケット又は複数のＦＯＤ状態パケットを介して受信されることができる。

決定部１７２０は受信された基準品質因子値に基づいてＦＯ検出時に使う臨界値を決定することができる。一例として、ＦＯ検出時に使われる臨界値が第２基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＦＯ）と決定されることができるが、これは一実施例に過ぎなく、本発明の他の実施例によるＦＯ検出時に使われる臨界値は該当無線電力送信機に相応する構成因子に基づいて補正された第２基準品質因子値と決定されることもできる。

本発明のさらに他の実施例によるＦＯ検出時に使われる臨界値は第１乃至第２基準品質因子値に基づいて算出された品質因子臨界比率（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｒａｔｅ、Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｒａｔｅ）と決定されることもできる。

第１実施例で、品質因子臨界比率（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｒａｔｅ）は第１基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ）と第２基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＦＯ）の差分値を第１基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ）で割って算出されることができる。一例として、第１基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ）が８０、第２基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＦＯ）が５０の場合、品質因子臨界比率（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｒａｔｅ）は（８０－５０）／８０＝０．６３７５に計算されることができる。

第２実施例で、品質因子臨界比率（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｒａｔｅ）は第２基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＦＯ）を第１基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ）で割った値と決定されることもできる。第１基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ）が８０、第２基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＦＯ）が５０の場合、品質因子臨界比率（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｒａｔｅ）は５０／８０＝０．６６２５に計算されることができる。

本発明のさらに他の実施例によるＦＯ検出時に使われる臨界値は第１乃至第２基準品質因子値を該当無線電力送信機に相応して予め決定された構成因子を適用して計算された第１補正基準品質因子と第２補正基準品質因子に基づいて算出された補正品質因子臨界比率（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｒａｔｅ＿ｃｏｒｒｅｃｔ）と決定されることもできる。

測定部１７３０はＦＯ検出時に前述した臨界値と比較される現在品質因子に関する値を測定するとか計算することができる。

一例として、測定部１７３０は交渉段階で現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）を測定することができる。

また、測定部１７３０は、測定された現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）と第１基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ）に基づいて品質因子減少比率（Ｑ＿ｄｅｃｒｅａｓｅ＿ｒａｔｅ）を計算することができる。ここで、品質因子減少比率（Ｑ＿ｄｅｃｒｅａｓｅ＿ｒａｔｅ）は［ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ－Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ］／［ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ］によって計算されることができる。

また、測定部１７３０は、測定された現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）と第１基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ）に基づいて現在品質因子の比率（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｒａｔｅ）を計算することができる。ここで、現在品質因子の比率（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｒａｔｅ）は［Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ］／［ＲＱＦ＿ＮＯ＿ＦＯ］によって計算されることができる。

検出部１７４０は、決定部１７２０によって決定された臨界値と測定部１７３０によって測定又は計算された値を比較して、ＦＯが充電領域に存在するかを検出することができる。

一例として、検出部１７４０は、前述した図２０に示したように、現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）が第２基準品質因子値（ＲＱＦ＿ＦＯ）より小さい場合、充電領域にＦＯが存在すると判断することができる。

他の例として、検出部１７４０は、前述した図１４に示したように、現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）が補正品質因子臨界値（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｃｏｒｒｅｃｔ）より小さい場合、充電領域にＦＯが存在すると判断することもできる。

さらに他の例として、検出部１７４０は、前述した図１５に示したように、品質因子減少比率（Ｑ＿ｄｅｃｒｅａｓｅ＿ｒａｔｅ）と品質因子臨界比率（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＿ｒａｔｅ）を比較して、充電領域にＦＯが存在するかを判断することができる。

さらに他の例として、検出部１７４０は、品質因子減少比率（Ｑ＿ｄｅｃｒｅａｓｅ＿ｒａｔｅ）と該当無線電力送信機に対応する構成因子に基づいて算出された補正品質因子臨界比率を比較して、充電領域にＦＯが存在するかを判断することができる。

さらに他の例として、検出部１７４０は品質因子臨界値を次のように決定することができる。

受信された基準品質因子値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）に品質因子測定誤差範囲（ｅｘ±１０％（０．６１＊ｒｅｆｅｒｅｎｃｅＱ－ＦａｃｔｏｒＶａｌｕｅ）、又は品質因子値正確度（Ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ（図１１ｄ））と送信機特性（送信機タイプ（デザイン）、製造社、製品又は測定誤差など）を考慮して決定されることができる。

制御部１７５０はＦＯ検出装置１７００の全体的な動作及び入出力を制御することができる。一例として、制御部１７５０は、検出部１７４０によってＦＯが検出されなかった場合、該当無線電力送信機の状態を交渉段階から電力伝送段階に遷移し、電力伝送部１７６０が負荷充電に必要な電力を送出するように制御することができる。他の例として、制御部１７５０は、検出部１７４０によってＦＯが検出された場合、該当無線電力送信機の状態を交渉段階から選択段階に遷移して、電力伝送部１７６０の電力送出が遮断されるように制御することができる。

本発明の他の実施例によるＦＯ検出装置１７００は、前記図１６に示した品質因子テーブル１６００を維持するためのメモリ（図示せず）をさらに含んでなることもできる。

本発明のさらに他の実施例によるＦＯ検出装置１７００は、前記検出部１７４０によってＦＯが検出されなかった場合、電力伝送段階に遷移する前に該当無線電力受信機と自ら（無線電力送信機）間の電力損失を計算する補正部（図示せず）をさらに含むことができる。

図１８は本発明の一実施例によるＦＯＤ検出方法を説明するためのフローチャートである。

図１８を参照すると、交渉段階で、無線電力受信機１８１０は、基準品質因子値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）及び基準品質因子降下値（Ｄｒｏｐ Ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）が含まれたＦＯＤ状態パケットを無線電力送信機１８２０に伝送することができる（Ｓ１８０１）。このとき、ＦＯＤ状態パケットのモード（Ｍｏｄｅ）値は二進数“０１”に設定されることができるが、これに限定されない。

ここで、基準品質因子値は性能テストのために指定された特定無線電力送信機の充電領域上の複数の地点で測定された品質因子値のうち最小値を有する値と決定されて無線電力受信機に維持されることができる。

無線電力送信機１８２０は、受信された基準品質因子値と基準品質因子降下値を用いて品質因子臨界値（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｖａｌｕｅ、Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を決定することができる（Ｓ１８０３）。

一例として、無線電力送信機１８２０は基準品質因子値から基準品質因子降下値を差し引いた値を品質因子臨界値と決定することができるが、これに限定されない。他の例は、基準品質因子値と基準品質因子降下値が入力変数である所定の品質因子臨界値生成関数を用いて品質因子臨界値が決定されることもできる。

無線電力送信機１８２０は、現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）を測定し、現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）が品質因子臨界値（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｄ）と同じかそれより大きいかを比較することができる（Ｓ１８０３～Ｓ１８０４）。

参考として、現在品質因子値はデジタルピング（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇ）段階以前に測定されこともでき、交渉（再交渉）段階直前に測定されることもでき、デジタルピング段階以後に周期的に測定されることもできる。

比較結果、現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）が品質因子臨界値（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｄ）と同じかそれより大きければ、無線電力送信機１８２０はＦＯが検出されなかったと判断し、無線電力受信機１８１０にＡＣＫ応答を伝送することができる（Ｓ１８０５）。このとき、無線電力送信機１８２０の状態は交渉段階から電力伝送段階に遷移することができる。

前述した１８０４段階の比較結果、現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）が品質因子臨界値（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｄ）より小さければ、無線電力送信機１８２０はＦＯが検出されたと判断し、無線電力受信機１８１０にＮＡＫ応答を伝送することができる（Ｓ１８０６）。このとき、無線電力送信機１８２０の状態は交渉段階から選択段階に遷移することができる。

図１９は本発明の他の実施例によるＦＯＤ検出方法を説明するためのフローチャートである。

図１９を参照すると、交渉段階で、無線電力受信機１９１０は、基準品質因子正確度（Ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）及び基準品質因子値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）が含まれたＦＯＤ状態パケットを無線電力送信機１９２０に伝送することができる（Ｓ１９０１）。このとき、ＦＯＤ状態パケットのモード（Ｍｏｄｅ）値は二進数“０１”に設定されることができるが、これに限定されない。

無線電力送信機１９２０は、受信された基準品質因子正確度と基準品質因子値を用いて品質因子臨界値（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｖａｌｕｅ、Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を決定することができる（Ｓ１９０３）。

本発明の一実施例による無線電力送信機１９２０は、予め記憶された生産及び測定誤差（ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）をもっと用いて品質因子臨界値を決定することもできる。

一例として、無線電力送信機１９２０は、基準品質因子値から基準品質因子正確度と生産及び測定誤差を差し引いた値を品質因子臨界値と決定することができるが、これに限定されない。他の例は、基準品質因子正確度と基準品質因子値が入力変数である所定の品質因子臨界値生成関数を用いて品質因子臨界値が決定されることもできる。

無線電力送信機１９２０は、現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）を測定し、現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）が品質因子臨界値（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｄ）と同じかそれより大きいかかを比較することができる（Ｓ１９０３～Ｓ１９０４）。

本発明の一実施例による現在品質因子値はデジタルピング（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇ）段階以前に測定されることもでき、交渉（再交渉）段階直前に測定されることもでき、デジタルピング段階以後に周期的に測定されることもできる。

比較結果、現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）が品質因子臨界値（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｄ）と同じかそれより大きければ、無線電力送信機１９２０はＦＯが検出されなかったと判断し、無線電力受信機１９１０にＡＣＫ応答を伝送することができる（Ｓ１９０５）。このとき、無線電力送信機１９２０の状態は交渉段階から電力伝送段階に遷移することができる。

前述した１９０４段階の比較結果、現在品質因子値（Ｑ＿ｃｕｒｒｅｎｔ）が品質因子臨界値（Ｑ＿ｔｈｒｅｓｈｏｄ）より小さければ、無線電力送信機１９２０はＦＯが検出されたと判断し、無線電力受信機１９１０にＮＡＫ応答を伝送することができる（Ｓ１９０６）。このとき、無線電力送信機１９２０の状態は交渉段階から選択段階に遷移することができる。

本発明のさらに他の実施例による無線電力送信機は、複数のＦＯＤ状態パケットを介して基準品質因子値、基準品質因子正確度及び基準品質因子降下値を全て獲得することもできる。このとき、無線電力送信機は、基準品質因子値、基準品質因子正確度、基準品質因子降下値、生産及び測定誤差の少なくとも一つを用いて品質因子臨界値を決定することもできる。

一例として、無線電力送信機は、基準品質因子値、基準品質因子正確度、基準品質因子降下値を入力変数とする所定の品質因子臨界値生成関数の出力値を品質因子臨界値と決定することもできる。

本発明のさらに他の実施例による無線電力送信機は、複数のＦＯＤ状態パケットを介して異物質が存在しない状態で測定された品質因子値、基準品質因子正確度及び基準品質因子降下値を無線電力受信機から獲得することもできる。

一例として、無線電力送信機は、異物質が存在しない状態で測定された品質因子値から基準品質因子正確度及び基準品質因子降下値を差し引いた値で品質因子臨界値を決定することもできる。

他の例として、無線電力送信機は、異物質が存在しない状態で測定された品質因子値、基準品質因子正確度、基準品質因子降下値を入力変数とする所定の品質因子臨界値生成関数の出力値を品質因子臨界値と決定することもできる。

図２０は本発明の一実施例による品質因子値に基づくＦＯ検出方法を説明するためのフローチャートである。

図２０を参照すると、無線電力送信機は、予め設定された動作周波数帯域内の第１周波数に対する第１品質因子値を測定することができる（Ｓ２００１）。ここで、動作周波数帯域は１００ＫＨｚと２１０ＫＨｚ間の周波数帯域に予め設定されることができるが、これは一実施例に過ぎなく、該当無線電力送信機の設定及び構成態様、又は（及び）適用された標準規格によって違う動作周波数帯域が設定されることができることに気を付けなければならない。したがって、Ｓ２００１段階が省略され、Ｓ２００３段階に取り替えられて特定の周波数に対する品質因子値を測定することができる。

無線電力送信機は、動作周波数帯域内の第１周波数より大きい第２周波数に対する第２品質因子値を測定することができる（Ｓ２００３）。

無線電力送信機は、第１品質因子値と第２品質因子値の大きさを比較することができる（Ｓ２００５）。

一実施例として、第１周波数は１２～１１ｇの最大品質因子値のための動作周波数（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｆｏｒ ｐｅａｋ Ｑ Ｆａｃｔｏｒ ｖａｌｕｅ）であり得る。このために、Ｓ２００５段階は、交渉段階でＦＯＤ ｓｔａｔｕｓ ｐａｃｋｅｔを受信して第１周波数を確認し、確認された第１周波数に対応する第１品質因子値と第１周波数より大きい第２周波数に対応する第２品質因子値を比較することができる。

さらに他の実施例で、第１周波数は１００ｋｈｚであり得る。無線電力送受信機間の予め約束された周波数を１００ｋＨｚに決定しておき、基準品質因子値を測定、送受信するため、第１周波数は１００ｋＨｚであり得る。

比較結果、第１品質因子値が第２品質因子値より大きければ、無線電力送信機は、無線電力受信機が充電領域上に整列されて配置されたと判断することができる（Ｓ２００７）。ここで、送信共振コイル（１次コイル）と受信共振コイル（２次コイル）間の結合係数が高い状態はよく整列された状態を意味することができる。

前記２００５段階の比較結果、第１品質因子値より第２品質因子値が大きければ、無線電力送信機は充電領域上に異物質が存在するとか整列されなかった無線電力受信機が配置されたと判断することができる（Ｓ２００９）。

他の実施例で、前記２００５段階の比較結果、第１品質因子値より第２品質因子値が大きければ、充電領域に異物質が存在することのみを指示することもできる。

異物質が存在する状態でミスアラインメント（整列されていない）状態より第２周波数に対応する品質因子値が第１周波数に対応する品質因子値よりもっと大きく現れることができる。小さな影響を与える異物質は整列されていないものと類似した品質因子値を有することができるが、比較的大きな影響を与える異物質が存在するときに測定される品質因子値は整列されなかった受信機が存在するときに測定された品質因子値と比較的大きな差を現すことができる。

一実施例による無線電力送信機は、異物質又は整列されていない無線電力受信機が配置されたと判断されれば、現在電力伝送中の場合、電力伝送を中断させ、異物質又は整列されていない無線電力受信機が配置されたことを指示する所定のアラーム信号を出力することができる。

無線電力送信機は、アラーム信号の出力後、一定時間待機してから選択段階に進入して受信機をまた探索することができる。充電領域に配置された異物質が使用者によって除去されるとか整列されていない無線電力受信機が使用者によって正常に再配置されるのにかかる時間を考慮して、前記選択段階への進入前に待機する時間が決定されることができる。

本発明の他の実施例による無線電力送信機は、前記選択段階への進入前に前記第１周波数及び第２周波数に対する品質因子値を測定し、これを比較して充電領域に配置された異物質が除去されたかを確認することができる。異物質の除去が確認された場合、無線電力送信機は選択段階に進入することができる。

本発明のさらに他の実施例による無線電力送信機は、前記選択段階への進入前に前記第１周波数及び第２周波数に対する品質因子値を測定し、これを比較して無線電力受信機が整列されたかを確認することができる。確認結果、無線電力受信機が整列された場合、無線電力送信機は選択段階に進入することもできる。

一実施例による無線電力送信機は前述した２７０１段階～２７０９段階を前述した図２の選択段階２１０で遂行することができるが、これは一実施例に過ぎなく、交渉段階２４０以前のいずれか段階、例えば選択段階２１０、ピング段階２２０及び識別及び構成段階２３０のいずれか一つの段階で遂行することもできる。

他の実施例による無線電力送信機は前述した２７０１段階～２７０９段階を前記図２の電力伝送段階２６０で遂行することもできる。この場合、無線電力送信機は動作周波数調節を用いた電力制御が行われるうちに周波数別に品質因子値を測定し、これを比較して充電領域に異物質が存在するかを判断することもできる。

本発明のさらに他の実施例による無線電力送信機は、予め設定された動作周波数帯域内で最大品質因子値が測定される品質因子ピーク周波数を決定（又は獲得）することができる（Ｓ２００１、Ｓ２００３）。予め設定された動作周波数帯域（又は特定の周波数帯域）内の周波数をスイーピングして最大品質因子値が測定される動作周波数を捜すことができる。無線電力送信機は無線電力受信機から基準ピーク周波数を含むＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓパケット受信し、基準ピーク周波数と獲得された品質因子ピーク動作周波数を比較して異物質存在有無を判断することができる。基準ピーク周波数と直接比較することができ、送信コイル又はデザイン、製品の誤差などを考慮して臨界周波数を決定し、獲得された品質因子ピーク動作周波数と臨界周波数を比較することもできる。

図２１は図２０の実施例に相応するＦＯ検出装置の構造を説明するためのブロック図である。

図２１を参照すると、ＦＯ検出装置２１００は、第１品質因子測定部２１１０、第２品質因子測定部２１２０、検出部２１３０、アラーム部２１４０及び制御部２１５０を含んでなることができる。さらに他の実施例で、第１品質因子測定部と第２品質因子測定部が一つのモジュール又は装置に統合して構成されることができる。この場合、同じ測定部が制御部２１５０の動作周波数調整によって第１品質因子値及び第２品質因子値を測定することができる。もしくは、同じ測定部が制御部の動作周波数調整によって最大品質因子値を測定し、該当最大品質因子値に対応する品質因子ピーク動作周波数をメモリに記憶することができる。

第１品質因子測定部２１１０は、予め設定された動作周波数帯域内の第１周波数に対応する第１品質因子値を測定することができる。

第２品質因子測定部２１２０は、予め設定された動作周波数帯域内の第２周波数に対応する第２品質因子値を測定することができる。ここで、第２周波数は第１周波数より大きく、第１周波数と第２周波数間の周波数差は動作周波数帯域の帯域幅に基づいて決定されることができるが、これに限定されない。一例として、第１周波数と第２周波数はそれぞれ動作周波数帯域の下限周波数と上限周波数と決定されることができる。

検出部２１３０は、第１品質因子値及び第２品質因子値に基づいて充電領域に異物質が存在するかを判断することができる。もしくは、品質因子ピーク動作周波数と無線電力受信部から受信した基準品質因子ピーク動作周波数に基づいて充電領域に異物質が存在するかを判断することができる。

一例として、検出部２１３０は、第２品質因子値が第１品質因子値より大きければ、充電領域上に異物質が配置されるとか整列されていない無線電力受信機が配置されたと判断することができる。一方、検出部２１３０は、第２品質因子値が第１品質因子値より小さければ、充電領域上に整列された無線電力受信機が配置されたと判断することができる。

他の例として、検出部２９３０は、第２品質因子値が第１品質因子値より所定の基準値以上大きければ、充電領域上に異物質が配置されるとか整列されていない無線電力受信機が配置されたと判断することもできる。一方、検出部２１３０は、第１品質因子値が第２品質因子値より大きいとか第２品質因子値と第１品質因子値の差が所定の基準値より小さければ、充電領域上に整列された無線電力受信機が配置されたと判断することができる。

さらに他の例として、検出部２１３０は、動作周波数帯域内の周波数変化による品質因子値の変化の比率に基づいて充電領域上に異物質が配置されるとか整列されていない無線電力受信機が配置されたと判断することもできる。

ここで、変化比率は第２品質因子値から第１品質因子値を差し引いた値を第１品質因子値で割って算出されることができるが、これに限定されなく、周波数変化による品質因子値の変化比率を算出することができる数式であれば十分である。

検出部２１３０は、算出された変化比率が０より大きいとか、所定の正数である第１臨界値以上の場合、充電領域上に異物質が配置されるとか整列されていない無線電力受信機が配置されたと判断することができる。

一方、検出部２１３０は、算出された変化比率が０より小さいとか、所定の負数である第２臨界値以下の場合、充電領域上に整列された無線電力受信機が配置されたと判断することができる。

検出部２１３０は、異物質又は整列されていない無線電力受信機が検出された場合、検出結果を制御部２１５０に伝達することができる。

アラーム部２１４０は、制御部２１５０の制御によって充電領域上に異物質が存在するとか整列されていない無線電力受信機が存在することを指示する所定のアラーム信号を備えられたアラーム手段を介して出力することができる。ここで、アラーム手段はブザー（ｂｕｚｚｅｒ）、ＬＥＤランプ、振動、液晶ディスプレイなどを含むことができるが、これに限定されない。

一実施例による制御部２１５０は異物質又は整列されていない無線電力受信機が配置されたと判断されれば、現在電力伝送中の場合、電力伝送中断されるように前述した図２０の電力伝送部２１６０を制御し、異物質又は整列されていない無線電力受信機が配置されたことを指示する所定のアラーム信号が出力されるようにアラーム部２１４０を制御することができる。

制御部２１５０は、アラーム信号の出力後、一定時間待機してから選択段階に進入して受信機をまた探索することができる。

充電領域に配置された異物質が使用者によって除去されるとか整列されていない無線電力受信機が使用者によって正常に再配置されるのにかかる時間を考慮して、前記選択段階への進入前に待機する時間が決定されることができる。

本発明の他の実施例による制御部２１５０は、前記選択段階への進入前に前記第１周波数及び第２周波数に対する品質因子値を測定するように前記第１及び第２品質因子測定部２１１０、２１２０を制御し、測定された第１及び第２品質因子値を比較して、充電領域に配置された異物質が除去されたかを確認することもできる。異物質除去が確認された場合、制御部２１５０は選択段階に進入することができる。

本発明のさらに他の実施例による制御部２１５０は、前記選択段階への進入前に前記第１周波数及び第２周波数に対する品質因子値を測定するように制御し、測定された第１及び第２品質因子値に基づいて無線電力受信機が正常に整列されたかを確認することができる。確認結果、無線電力受信機が正常に整列された場合、制御部２１５０は選択段階に進入することもできる。

さらに他の実施例で、前記異物質検出段階は選択段階で、すなわちピング段階以前に遂行されることができる。この場合、選択段階で異物質が検出されれば、無線電力送信機はピング段階に進入しないで選択段階を維持することができる。

本発明のさらに他の実施例による制御部２１５０は、無線電力受信機への電力伝送中に、すなわち前記図２の電力伝送段階２６０で異物質が感知されれば、電力伝送を一時中断させ、異物質が感知されたことを指示する所定のアラーム信号を出力することができる。アラーム信号出力中で感知された異物質が充電領域から除去されたことが確認された場合、制御部２１５０は電力伝送が再開するように制御することができる。

図２２は本発明の他の実施例に品質因子値に基づくＦＯ検出方法を説明するためのフローチャートである。

図２２を参照すると、無線電力送信機は、予め設定された動作周波数帯域を一定の周波数間隔を有する第１周波数～第Ｎ周波数に区分することができる（Ｓ２２０１）。ここで、動作周波数帯域は、大きく下限周波数帯域、中間周波数帯域及び上限周波数帯域に区分されることができる。ここで、それぞれの周波数帯域の大きさは使用者の設定によって変わることができることに気を付けなければならない。一例として、動作周波数帯域が１００ＫＨｚと２１０ＫＨｚの間であり、該当動作周波数帯域内の特定の周波数を区分するための周波数間隔が１０ＫＨｚに設定された場合、該当動作周波数帯域は第１～第１２周波数に区分されることができる。ここで、第１～第３周波数は下限周波数帯域（１００ＫＨｚ～１３０ＫＨｚ）、第４～第９周波数は中間周波数帯域（１３０ＫＨｚ～１８０ＫＨｚ）、第１０～第１２周波数は上限周波数帯域（１８０ＫＨｚ～２１０ＫＨｚ）に区分されることができる。これは一実施例に過ぎなく、該当無線電力送信機の設定及び構成態様、又は（及び）適用された標準規格によって違う動作周波数帯域及び周波数間隔が設定されることができることに気を付けなければならない。

無線電力送信機は、上限周波数帯域に含まれた第Ｎ－Ｋ＋１周波数～第Ｎ周波数に対して測定された品質因子値（等）の平均値（ａ１）を算出することができる（Ｓ２２０３）。

また、無線電力送信機は、上限周波数帯域に含まれた第１周波数～第Ｎ周波数に対して測定された品質因子値（等）の平均値（ａ２）を算出することができる（Ｓ２２０５）。

無線電力送信機はａ１とａ２の大きさを比較することができる（Ｓ２２０７）。

比較結果、下限周波数帯域に対する品質因子平均値（ａ２）が上限周波数帯域に対する品質因子値平均値（ａ１）より大きければ、無線電力送信機は充電領域上に整列された無線電力受信機が配置されたと判断することができる（Ｓ２２０９）。ここで、送信共振コイル（１次コイル）と受信共振コイル（２次コイル）間の結合係数が高い状態がよく整列された状態を意味することができる。

前述した２２０７段階の比較結果、ａ２がａ１と同じかそれより小さければ、無線電力送信機は充電領域上に異物質又は整列されていない無線電力受信機が配置されたと判断することができる（Ｓ２２１１）。

無線電力送信機は、充電領域上に異物質又は整列されていない無線電力受信機が配置されたことを指示する所定のアラーム信号を出力することができる（Ｓ２２１３）。

一実施例による無線電力送信機は前述した２２０１段階～２２１３段階を前述した図２の選択段階２１０で遂行することができるが、これは一実施例に過ぎなく、交渉段階２４０以前のいずれか段階、例えば選択段階２１０、ピング段階２２０及び識別及び構成段階２３０のいずれか一つの段階で遂行することもできる。

他の実施例による無線電力送信機は前述した２２０１段階～２２１３段階を前記図２の電力伝送段階２６０で遂行することもできる。この場合、無線電力送信機は、動作周波数調節による電力制御を行ううちに周波数別に品質因子値を測定することができる。また、無線電力送信機は、前記測定された周波数別品質因子値を用いて上限周波数帯域の品質因子平均値と下限周波数帯域の品質因子平均値を算出した後、これを比較して充電領域に異物質が存在するかを判断することもできる。

以上の図２１の実施例では単に上限周波数帯域の品質因子平均値（ａ１）と下限周波数帯域の品質因子平均値（ａ２）の大きさを比較して異物質の存在有無を判断するものとして説明しているが、これは一実施例に過ぎなく、本発明の他の実施例による無線電力送信機は周波数変化による品質因子平均値の増加又は減少有無だけではなく品質因子平均値の増加量／減少量にもっと基づいて異物質又は整列されていない無線電力受信機が充電領域に配置されたかを判断することもできる。一例として、ａ２からａ１を差し引いた値が負数であり、ａ２とａ１間の差分値の絶対値が所定の臨界値を超える場合、無線電力送信機は異物質又は整列されていない無線電力受信機が充電領域上に配置されたと判断することができる。

図２３は図２２の実施例に相応するＦＯ検出装置の構造を説明するためのブロック図である。

図２３を参照すると、ＦＯ検出装置２３００は、動作周波数分割部２３１０、品質因子測定部２３２０、平均算出部２３３０、検出部２３４０、アラーム部２３５０及び制御部２３６０を含んでなることができる。

動作周波数分割部２３１０は、予め定義された動作周波数帯域を所定周波数間隔で分割して、品質因子値を測定すべき第１～第Ｎ周波数に区分し、区分された周波数を下限周波数帯域、中間周波数帯域、上限周波数帯域に区分することができる。ここで、下限周波数帯域及び下限周波数帯域に含まれる測定対象周波数の個数は予め定義されて所定の記録領域に維持されることができる。動作周波数帯域、周波数間隔、下限／上限周波数帯域に含まれる測定対象周波数の個数などは無線電力送信機に搭載された所定の使用者インターフェース手段又は（及び）該当無線電力送信機と有線又は無線通信網を介して連動する外部サーバーによって変更されることができることに気を付けなければならない。

品質因子測定部２３２０は第１～第Ｎ周波数に対応する品質因子値を測定することができる。一実施例による品質因子測定部２３４０は下限周波数帯域及び上限周波数帯域に含まれた測定対象周波数に対する品質因子値のみ測定することもできる。

平均算出部２３３０は下限周波数帯域に対して測定された品質因子値（等）の平均値（ａ２）と上限周波数帯域に対して測定された品質因子値（等）の平均値（ａ１）を算出することができる。

検出部２３４０は、ａ１及びａ２に基づいて充電領域上に配置された異物質又は整列されていない無線電力受信機を検出し、検出結果を制御部２３６０に伝達することができる。一例として、検出部２３４０は、ａ１からａ２を差し引いた値が正数の場合、すなわち動作周波数帯域内の周波数が増加するほど品質因子値の平均が増加する場合、充電領域上に異物質又は整列されていない無線電力受信機が存在すると判断することができる。一方、検出部２３４０は、ａ１からａ２を差し引いた値が負数の場合、すなわち動作周波数帯域内の周波数が増加するほど品質因子値の平均が減少する場合、充電領域上に整列された無線電力受信機が存在すると判断することができる。

他の例として、検出部２３４０は、動作周波数帯域内の周波数変化による品質因子平均値の増加又は減少有無だけではなく、品質因子平均値の増加量／減少量をもっと考慮して異物質又は整列されていない無線電力受信機が充電領域に配置されたかを判断することもできる。一例として、ａ２からａ１を差し引いた値が負数であり、ａ２とａ１間の差分値の絶対値が所定の臨界値を超える場合、無線電力送信機は異物質又は整列されていない無線電力受信機が充電領域上に配置されたと判断することができる。

アラーム部２３５０は、制御部２３６０の制御によって充電領域上に異物質が存在するとか整列されていない無線電力受信機が存在することを指示する所定のアラーム信号を備えられたアラーム手段を介して出力することができる。ここで、アラーム手段は、ブザー（ｂｕｚｚｅｒ）、ＬＥＤランプ、振動、液晶ディスプレイなどを含むことができるが、これに限定されない。

図２４ａ～図２４ｄは前記図２０～図２３の実施例の論理的な根拠を説明するための実験結果グラフである。

図２４ａの図面符号２４１１を参照すると、充電領域上に第１受信機のみが配置された場合、無線電力送信機で測定された品質因子値は動作周波数帯域（１００ＫＨｚ～２１０ＫＨｚ）内の周波数が増加するに従って減少することを示す。一方、図面符号２４１２を参照すると、充電領域上に第１受信機と異物質であるＦＯ４が配置された場合、無線電力送信機で測定された品質因子値は動作周波数帯域内の周波数が増加するに従って増加することを示す。

図面符号２４１３を参照すると、充電領域に第１受信機のみが配置されたとき、動作周波数１００ＫＨｚで測定された品質因子値は４４であり、動作周波数２１０ＫＨｚで測定された品質因子値は４０であることが分かる。一方、充電領域に第１受信機と異物質であるＦＯ４が配置された場合、動作周波数１００ＫＨｚで測定された品質因子値は２７．１であり、動作周波数２１０ＫＨｚで測定された品質因子値は３０．６５であることが分かる。ここで、ＦＯ４はＷＰＣ標準に定義された標準規格の異物質を意味する。

前述した図２４ａに示した実験結果は、充電領域に無線電力受信機が整列されて配置された場合、動作周波数帯域内の周波数が増加するに従って品質因子値が減少するが、充電領域に異物質が配置される場合、動作周波数帯域内の周波数が増加するに従って品質因子値が増加することを示す。

図２４ｂは図２４ａの第１受信機とは違う製造社によって生成された第２受信機に対する実験結果である。

図２４ｂの図面符号２４２１を参照すると、充電領域上に第２受信機のみが配置された場合、無線電力送信機で測定された品質因子値は動作周波数帯域（１００ＫＨｚ～２１０ＫＨｚ）内の周波数が増加するに従って品質因子値が減少することを示す。一方、図面符号２４２２を参照すると、充電領域上に第２受信機と異物質であるＦＯ４が配置された場合、無線電力送信機で測定された品質因子値は動作周波数帯域内の周波数が増加するに従って増加することを示す。

実際に、図面符号２４２３を参照すると、充電領域に第２受信機のみが配置されたとき、動作周波数１００ＫＨｚで測定された品質因子値は３９．５であり、動作周波数２１０ＫＨｚで測定された品質因子値は３１．１であることが分かる。一方、充電領域に第２受信機と異物質であるＦＯ４が配置された場合、動作周波数１００ＫＨｚで測定された品質因子値は２４．９であり、動作周波数２１０ＫＨｚで測定された品質因子値は２６．１であることが分かる。

前述した図２４ｂに示した実験結果は、前記図２４ａの実験結果と同様に、充電領域に無線電力受信機が整列されて配置された場合、動作周波数帯域内の周波数が増加するに従って品質因子値が減少するが、充電領域に異物質が配置される場合、動作周波数帯域内の周波数が増加するに従って品質因子値が増加することを示す。

図２４ｃは動作周波数帯域で標準に定義された異物質であるＦＯ４と１０セント銅銭に対して測定された品質因子値を示す。

図２４ｃの図面符号２４３１と２４３２はそれぞれ１０セント銅銭とＦＯ４に対して測定された品質因子値の変化パターンを示す。図面符号２４３１と２４３２で示したように、無線電力受信機ではない異物質が充電領域に置かれた場合、動作周波数帯域内の周波数が増加するに従って品質因子値が増加することが分かる。

ただ、１０セント銅銭の場合、中間周波数帯域で測定された一部品質因子値が上限周波数帯域で測定された品質因子値より大きいことを示す。よって、誤った測定結果によって誤った判断が発生することを最小化するために、上述した図２２及び図２３で説明したように、下限周波数帯域と上限周波数帯域のそれぞれに対して算出される品質因子平均値に基づいて異物質存在有無を判断することができる。

図２４ｄは前述した第１及び第２受信機とは違う製造社によって販売された第３受信機に対する実験結果を示す。

図２４ｄの図面符号２４４１を参照すると、第３受信機のみが充電領域に配置された場合、周波数増加によって品質因子値が減少するが、図面符号２４４２及び２４４３のように、充電領域に異物質、例えばＦＯ４又は１０ｃｅｎｔ銅銭がさらに配置される場合、周波数増加によって品質因子値が増加することを示す。

図２４ｅは製品認証に使われる標準無線電力送信機と標準無線電力受信モジュールに対する実験結果を示す。

図２４ｅの図面符号２４５２を参照すると、標準無線電力送信機に標準無線電力受信モジュールが配置された場合、動作周波数帯域内の周波数が増加するに従って品質因子値が減少することが分かる。もちろん、図面符号２４５１で示したように、標準無線電力送信機の充電領域に何も配置されていない場合にも、動作周波数帯域内の周波数が増加するに従って品質因子値が減少することが分かる。ただ、図面符号２４５３を参照すると、標準無線電力送信機の充電領域に標準無線電力受信モジュールが配置された状態で測定された品質因子値が充電領域に何も配置されていない場合に比べて全体的に一定の水準だけ小さくなることが分かる。

図２５は無線電力送信機の充電領域に無線電力受信機と異物質の配置による品質因子値と最大品質因子ピーク（Ｐｅａｋ）周波数間の関係を説明するための図である。

図２５に示したテーブルは無線電力受信機のみ充電領域に配置されたときと無線電力受信機と異物質が一緒に充電領域に配置されたときの最大品質因子ピーク周波数がいくらシフト（ｓｈｉｆｔ）されるかを示す。このとき、最大品質因子ピーク周波数を用いて異物質存在有無を判断することができる。

無線電力送信機は、無線電力受信機から基準品質因子ピーク周波数についての情報を受信し、受信された情報に基づいて臨界周波数を決定することができる。ここで、臨界周波数は、コイルのデザイン、回路特性、誤差などを考慮して決定されることができる。臨界周波数と前記図２５のピーク周波数を比較することで、無線電力送信機は異物質の存在有無を決定することができる。

図２６は本発明の一実施例による異物質検出装置での異物質検出のための状態遷移過程を説明するための図である。

図２６を参照すると、異物質検出装置は選択段階２６１０で物体が感知されれば、複数の動作周波数に対する共振回路の品質因子値を測定することができる（Ｓ２６０１）。ここで、品質因子値が測定される動作周波数の個数は２～６個であり得るが、これに限定されなく、それより多くの個数であってもよい。品質因子値が測定される動作周波数値は予め定義された動作周波数範囲内で選択された値であり、一定の周波数間隔を有するように選択されることができる。一例として、異物質検出装置の動作周波数範囲が１００ＫＨｚから２２０ＫＨｚであり、測定される動作周波数の個数が５である場合、品質因子値が測定される動作周波数値は１００ＫＨｚ、１３０ＫＨｚ、１６０ＫＨｚ、１９０ＫＨｚ及び２２０ＫＨｚであり得る。

異物質検出装置は、測定された品質因子値に基づいて充電領域に異物質が配置されたかを、すなわち異物質の存在有無を判断することができる（Ｓ２６０２）。

一例として、異物質検出装置は、動作周波数が増加するに従って品質因子値が増加すれば、充電領域に異物質が存在すると判断することができる。一方、異物質検出装置は、動作周波数が増加するに従って品質因子値が減少すれば、充電領域に異物質が存在しないと判断することができる。

他の例として、異物質検出装置は、隣接動作周波数に対する品質因子値変化量を算出し、算出された変化量の平均が所定の基準値（例えば、基準値は０であり得るが、これに限定されない）を超える場合、充電領域に異物質が存在すると判断することができる。ここで、隣接動作周波数は品質因子値が測定される動作周波数のうち一番近接した二つの動作周波数を意味する。

さらに他の例として、異物質検出装置は、隣接動作周波数に対する品質因子値の傾きを算出し、算出された傾きの平均が所定第１基準値を超える場合、充電領域に異物質が存在すると判断することができる。一方、算出された傾きの平均が所定の第２基準値以下の場合、充電領域に異物質が存在しないと判断することができる。ここで、第１基準値と第２基準値は相異なる値を有することができる。この場合、第１基準値が第２基準値より大きい。

異物質検出装置は、異物質存在有無に対する判断が完了すれば、ピング段階２６２０に進入することができる。

ピング段階２６２０で、異物質検出装置は、無線電力受信機を識別するための所定の電力信号、例えばデジタルピングを周期的に伝送することができる。

異物質検出装置は、ピング段階２６２０で信号強度指示子が受信されれば、識別及び構成段階２６３０に進入して無線電力受信機を識別し、識別された無線電力受信機のための各種の構成パラメーターを設定することができる。

無線電力受信機に対する識別及び構成が完了すれば、異物質検出装置は交渉段階２６４０に進入し、識別された無線電力受信機から異物質感知状態パケット（ＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓ Ｐａｃｋｅｔ）を受信することができる（Ｓ２６０３）。ここで、異物質感知状態パケットには基準品質因子値が含まれることができる。

異物質検出装置は、前述した２６０２段階の判断結果によって、識別された無線電力受信機にＮＡＫ応答信号又はＡＣＫ応答信号を伝送することができる（Ｓ２６０４）。このとき、異物質検出装置は、受信された異物質感知状態パケットに基づいて異物質存在有無を判断するための臨界値（又は臨界範囲）を決定しなくてもよい。前記２６０２段階の判断結果、異物質が存在する場合、異物質検出装置は、ＮＡＫ応答信号を識別された無線電力受信機に伝送した後、選択段階２６１０に遷移することができる。このとき、異物質検出装置は、電力伝送を中断し、異物質が検出されたことを指示する所定の警告アラームを出力することができる。

一例として、前記２６０２段階の判断結果、異物質が存在しない場合、異物質検出装置は、ＡＣＫ応答信号を伝送した後、電力伝送段階２６５０に遷移することができる。他の例として、異物質検出装置は、前記２６０２段階の判断結果、異物質が存在しない場合、前述した図２の補正段階２５０を経て電力伝送段階２６５０に遷移することもできる。

異物質検出装置は、電力伝送段階２６５０に進入して該当無線電力受信機に対する無線充電を開始することができる。

異物質検出によって選択段階２６１０に遷移した異物質検出装置は、周期的に複数の動作周波数に対する共振回路の品質因子値を測定し、測定された品質因子値に基づいて異物質が除去されたかを判断することもできる。判断結果、異物質が除去された場合、異物質検出装置は電力伝送段階２６５０に進入して該当無線電力受信機への電力伝送を再開することができる。一方、異物質検出によって選択段階２６１０に遷移した後、所定の時間の間に感知された異物質が除去されなかった場合、異物質検出装置は感知された異物質が除去されなかったことを指示する所定の警告アラームを出力することができる。

本発明の他の実施例による異物質検出装置は、前記２６０１段階の判断結果に相応する異物質状態情報（ＦＯ Ｓｔａｔｕｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を含む所定の異物質存在状態パケット（ＦＯ Ｐｒｅｓｅｎｃｅ Ｓｔａｔｕｓ Ｐａｃｋｅｔ）を該当無線電力受信機にもっと伝送することもできる。一例として、異物質状態情報が‘０’であれば異物質が感知されなかったことを意味し、‘１’であれば異物質が感知されたことを意味することができるが、これに限定されない。

さらに他の実施例で、Ｓ２６０３パケットは省略されることができる。

図２７は本発明の他の実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

図２７を参照すると、ＦＯＤ状態パケットメッセージ２７００は２バイトの長さを有することができ、６ビット長さの第１データ２７０１フィールド、２ビット長さのモード（Ｍｏｄｅ）２７０２フィールド及び１バイト長さの基準品質因子値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ Ｖａｌｕｅ）２７０３フィールドを含んでなることができる。

図面符号２７０４で示すように、モード２７０２フィールドが二進数‘００’に設定されれば、第１データ２７０１フィールドの全てのビットは０と記録され、基準品質因子値２７０３フィールドに該当無線電力受信機の電源がＯＦＦされた状態で測定されて決定された基準品質因子値が記録される。一方、モード２７０２フィールドが二進数‘０１’に設定されれば、第１データ２７０１フィールドには該当無線電力受信機の電源がＯＦＦされた状態で測定された品質因子値が基準品質因子値に比べて５％低い動作周波数が記録されることができる。基準品質因子値２７０３フィールドに該当無線電力受信機の電源がＯＦＦされた状態で測定されて決定された基準品質因子値が記録されることができる。一例として、前記図２０を参照すると、受信機２の基準品質因子値は、動作周波数が１００ＫＨｚのときに測定された３９．５であり得る。ここで、基準品質因子値に比べて５％低い品質因子値は３７．５２５である。したがって、基準品質因子値に比べて５％低い品質因子値を有する動作周波数は１２０ＫＨｚと１３０ＫＨｚ間のいずれか値であり得る。

前述した図２７の実施例では基準品質因子値に比べて５％低い品質因子値を有する動作周波数に相応する値が第１データ２７０１フィールドに記録されるものとして説明しているが、これは一実施例に過ぎなく、当業者の設計によって５％ではない他の値、例えば７％に設定されることもできる。

図２８は本発明の一実施例による異物質検出装置での異物質検出のための状態遷移過程を説明するための図である。

図２８を参照すると、異物質検出装置は、選択段階２８１０で物体が感知されれば、動作周波数帯域の下限周波数を含む複数の動作周波数に対する共振回路の品質因子値を測定することができる（Ｓ２８０１）。ここで、品質因子値が測定される動作周波数の個数は２～８個であり得るが、これに限定されなく、それより多くの個数であってもよい。品質因子値が測定される動作周波数は予め定義された動作周波数範囲内で選択される値であり、一定の周波数間隔を有するように選択されることができるが、これに限定されなく、動作周波数範囲内で任意に選択されることもできる。一例として、異物質検出装置の動作周波数範囲が１００ＫＨｚから２２０ＫＨｚであり得る。このとき、下限周波数は１００ＫＨｚであり、測定される動作周波数の個数が７である場合、品質因子値が測定される動作周波数値は１００ＫＨｚ、１２０ＫＨｚ、１４０ＫＨｚ、１６０ＫＨｚ、１８０ＫＨｚ、２００ＫＨｚ及び２２０ＫＨｚであり得る。

異物質検出装置は動作周波数別に測定された品質因子値を所定の記録領域に記録することができる。

異物質検出装置は、品質因子値の測定が完了すれば、ピング段階２８２０に進入することができる。

ピング段階２８２０で、異物質検出装置は、無線電力受信機を識別するための所定の電力信号、例えばデジタルピングを周期的に伝送することができる。

異物質検出装置は、ピング段階２８２０で信号強度指示子が受信されれば、識別及び構成段階２８３０に進入して無線電力受信機を識別し、識別された無線電力受信機のための各種の構成パラメーターを設定することができる。

無線電力受信機に対する識別及び構成が完了すれば、異物質検出装置は交渉段階２８４０に進入し、識別された無線電力受信機から異物質感知状態パケット（ＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓ Ｐａｃｋｅｔ）を受信することができる（Ｓ２８０２）。ここで、異物質感知状態パケットには、基準品質因子値に比べて５％低い品質因子値を有する動作周波数（以下、説明の便宜のために、‘臨界周波数’と言う）についての情報が含まれることができる。

異物質検出装置は、前述した２８０１段階で測定された下限周波数に対応する品質因子値（Ｑ１）と臨界周波数より大きい動作周波数で測定された品質因子値（Ｑ２）を比較して異物質存在有無を判断することができる（Ｓ２８０３）。ここで、Ｑ２は臨界周波数より大きい動作周波数で測定された品質因子値のうち最大値を有する品質因子値であり得る。

仮に、Ｑ２がＱ１より大きければ、異物質検出装置は充電領域に異物質が配置されたと判断することができる。一方、Ｑ２がＱ１より小さければ、異物質検出装置は充電領域に異物質が配置されていないと判断することができる。

他の実施例による異物質検出装置は、２８０１段階で測定された動作周波数別品質因子値に基づいて臨界周波数に対応する品質因子値を決定（又は推定）することができる。一例として、２８０１段階で品質因子値の測定に使用された複数の動作周波数のうち臨界周波数と同じ周波数が含まれた場合、該当動作周波数で測定された品質因子値が臨界周波数で測定された品質因子値となる。しかし、２８０１段階で品質因子値の測定に使用された複数の動作周波数のうち臨界周波数と同じ周波数が含まれていない場合、臨界周波数と一番近接した動作周波数で測定された少なくとも一つの品質因子値に基づいて臨界周波数に対応する品質因子値が推定されることもできる。一例として、臨界周波数と一番近接した二つの動作周波数で測定された品質因子値を用いて線形関数を誘導し、誘導された線形関数に臨界周波数を代入して臨界周波数に対応する品質因子値を推正することができるが、これに限定されない。

異物質検出装置は、前述した２８０３段階の判断結果によって、識別された無線電力受信機にＮＡＫ応答信号又はＡＣＫ応答信号を伝送することができる（Ｓ２８０４）。このとき、異物質検出装置は、受信された異物質感知状態パケットに基づいて異物質存在有無を判断するための臨界値（又は臨界範囲）を決定しなくてもよい。前記２８０３段階の判断結果、異物質が存在する場合、異物質検出装置は、ＮＡＫ応答信号を識別された無線電力受信機に伝送した後、選択段階２８１０に遷移することができる。このとき、異物質検出装置は、電力伝送を中断し、異物質が検出されたことを指示する所定の警告アラームを出力することができる。

一例として、前記２８０２段階の判断結果、異物質が存在しない場合、異物質検出装置は、ＡＣＫ応答信号を伝送した後、電力伝送段階２８５０に遷移することができる。他の例として、異物質検出装置は、前記２８０３段階の判断結果、異物質が存在しない場合、前述した図２の補正段階２５０を経て電力伝送段階２８５０に遷移することもできる。

異物質検出装置は電力伝送段階２８５０に進入して該当無線電力受信機に対する無線充電を開始することができる。

異物質検出によって選択段階２８１０に遷移した異物質検出装置は、周期的に複数の動作周波数に対する共振回路の品質因子値を測定し、測定された品質因子値に基づいて異物質が除去されたかを判断することもできる。判断結果、異物質が除去された場合、異物質検出装置は電力伝送段階２８５０に進入して該当無線電力受信機への電力伝送を再開することができる。一方、異物質検出によって選択段階２８１０に遷移した後、所定時間の間に感知された異物質が除去されなかった場合、異物質検出装置は感知された異物質が除去されなかったことを指示する所定の警告アラームを出力することができる。

本発明の他の実施例による異物質検出装置は、前記２８０１段階の判断結果に相応する異物質状態情報（ＦＯ Ｓｔａｔｕｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を含む所定の異物質存在状態パケット（ＦＯ Ｐｒｅｓｅｎｃｅ Ｓｔａｔｕｓ Ｐａｃｋｅｔ）を該当無線電力受信機にもっと伝送することもできる。一例として、異物質状態情報が‘０’であれば異物質が感知されなかったことを意味し、‘１’であれば異物質が感知されたことを意味することができるが、これに限定されない。

図２９は本発明の一実施例による異物質検出装置での異物質検出のための状態遷移過程を説明するための図である。

本実施例による異物質検出装置は、選択段階２９１０で物体が感知されれば、複数の動作周波数に対する共振回路の品質因子値を測定することができる（Ｓ２９０１）。

異物質検出装置は、交渉段階で臨界周波数が含まれたＦＯＤ状態パケットが受信されれば、臨界周波数と同じかそれより大きい少なくとも二つ以上の動作周波数を識別し、識別された動作周波数で測定された品質因子値を抽出することができる（Ｓ２９０３）。

異物質検出装置は、臨界周波数と同じかそれより大きい動作周波数のそれぞれに対応する品質因子値を比較して異物質の存在有無を判断することができる（Ｓ２９０４）。一例として、動作周波数が増加するに従って品質因子値が増加する場合、異物質検出装置は充電領域に異物質が存在すると判断することができる。一方、動作周波数が増加するに従って品質因子値が減少する場合、異物質検出装置は充電領域に異物質が存在しないと判断することができる。

本発明のさらに他の実施例による異物質検出装置は、選択段階で物体が感知されれば、動作周波数帯域内の品質因子値をスキャンすることもできる。

ここで、動作周波数帯域は互いに重複しない複数の下部周波数領域に区分されることができる。一例として、動作周波数帯域は下限周波数を含む第１周波数領域及び上限周波数を含む第２周波数領域に区分されることができる。

一例として、動作周波数帯域が１００ＫＨｚ～２００ＫＨｚの場合、第１周波数領域は下限周波数１００ＫＨｚを含む１００ＫＨｚ～１５０ＫＨｚであり、第２周波数領域は上限周波数２００ＫＨｚを含む１５１ＫＨｚ～２００ＫＨｚであり得る。

異物質検出装置は、第１周波数領域内の周波数を一定の周波数単位で変更しながら品質因子値をスキャンし、最高の品質因子値が測定される動作周波数（第１周波数）を識別することができる。また、異物質検出装置は、第２周波数領域内の周波数を変更しながら品質因子値をスキャンし、最高の品質因子値が測定される動作周波数（第２周波数）を識別することができる。異物質検出装置は、第１周波数に対応する品質因子値（Ｑ４）と第２周波数に対応する品質因子値（Ｑ５）を比較して、充電領域に異物質が存在するかを判断することができる。一例として、Ｑ５がＱ４より大きければ、異物質検出装置は異物質が存在すると判断することができる。反対に、Ｑ５がＱ４より小さければ、異物質検出装置は異物質が存在しないと判断することができる。

図３０は本発明のさらに他の実施例によるＦＯＤ状態パケットのメッセージ構造を説明するための図である。

図３０を参照すると、ＦＯＤ状態パケットメッセージ３０００は２バイトの長さを有することができ、６ビット長さの予約３００１フィールド、２ビット長さのモード（Ｍｏｄｅ）３００２フィールド、第１データ３００３フィールド及び第２データフィールド３００４を含んでなることができる。前述した図３０の実施例では、第１データ３００３フィールドの大きさが３ビットであり、第２データ３００４のフィールドの大きさが５ビットであるものとして示されているが、これは一実施例に過ぎなく、これに限定されない。予約３００１フィールドの全てのビットは０と記録される。

図面符号３００５で示すように、モード３００２フィールドが二進数‘００’に設定されれば、第１データ３００３フィールド及び第２データ３００４フィールドには該当無線電力受信機の電源がＯＦＦされた状態で測定されて決定された基準品質因子値が記録される。一方、モード３００２フィールドが二進数‘０１’に設定されれば、第１データ３００３フィールドには臨界周波数情報が、第２データ３００４フィールドには下限周波数に相応する品質因子値に対する臨界周波数に相応する品質因子値の比率情報がそれぞれ記録されることができる。

上述した実施例による方法はコンピュータで実行されるためのプログラムに製作されてコンピュータ可読の記録媒体に記憶されることができ、コンピュータ可読の記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ記憶装置などがあり、さらにキャリアウェーブ（例えば、インターネットを介しての伝送）の形態に具現されるものも含む。

コンピュータ可読の記録媒体はネットワークを介して連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータが読めるコードが記憶されて実行されることができる。そして、上述した方法を具現するための機能的な（ｆｕｎｃｔｉｏｎ）プログラム、コード及びコードセグメントは実施例が属する技術分野のプログラマーによって容易に推論可能である。

本発明は本発明の精神及び必須の特徴を逸脱しない範囲内で他の特定の形態に具体化されることができるのは当業者に明らかである。

したがって、前記の詳細な説明は全ての面で制限的に解釈されてはいけなく、例示的なものと考慮されなければならない。本発明の範囲は添付の請求項の合理的解釈によって決定されなければならなく、本発明の等価的範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。

実施例による異物質検出方法は、品質因子値を用いて、ピング段階以前、交渉段階及び電力伝送段階で無線電力送信機と無線電力送信機の間に位置する異物質を検出する無線充電システムに適用可能である。

Claims (6)

1. 無線電力送信機が、予め設定された動作周波数帯域内の第１周波数に対する第１品質因子値を測定する段階と、
   前記無線電力送信機が、前記動作周波数帯域内の前記第１周波数より大きい第２周波数に対する第２品質因子値を測定する段階と、
   前記無線電力送信機が、前記第１品質因子値と前記第２品質因子値の大きさを比較する段階と、
   前記第１品質因子値より前記第２品質因子値が大きい場合、
   前記無線電力送信機は、充電領域上に異物質が存在すると判断し、
   電力伝送中の場合、電力伝送を中断するよう電力伝送部を制御し、
   アラーム手段を介してアラーム信号を出力されるよう制御し、
   所定期間経過後、選択段階に進入し、アナログピング信号を伝送し、送信コイル又は一時コイルの電流変化に基づいてインターフェース表面の活性領域に物体が存在するか否かを感知する、
   ことを含む方法。
2. 前記無線電力送信機は、前記選択段階への侵入前に、前記第１周波数に対する第３品質因子値及び前記第２周波数に対する第４品質因子値を測定し、測定された前記第３品質因子値及び前記第４品質因子値を比較し、前記充電領域に配置された異物質が除去されたかを確認する、
   ことを含む請求項１に記載の方法。
3. 前記無線電力送信機は、無線電力受信装置にパワーを伝送する無線パワー伝送手段を備える、
   請求項１に記載の方法。
4. 予め設定された動作周波数帯域内の第１周波数に対する第１品質因子値を測定する測定部と、
   前記動作周波数帯域内の前記第１周波数より大きい第２周波数に対する第２品質因子値を測定する測定部と、
   前記第１品質因子値と前記第２品質因子値の大きさを比較する比較部と、
   前記第１品質因子値より前記第２品質因子値が大きい場合、
   充電領域上に異物質が存在すると判断し、
   電力伝送中の場合、電力伝送を中断するよう電力伝送部を制御し、
   アラーム手段を介してアラーム信号を出力されるよう制御し、
   所定期間経過後、選択段階に進入し、アナログピング信号を伝送し、送信コイル又は一時コイルの電流変化に基づいてインターフェース表面の活性領域に物体が存在するか否かを感知するよう制御する、
   制御部と、
   を備える無線電力送信機。
5. 無線電力を送信する機能を有する、
   請求項４に記載の無線電力送信機。
6. 無線電力受信装置にパワーを伝送する無線パワー伝送手段を備える、
   請求項４に記載の無線電力送信機。

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