原標題：小米今日發(fā)布“隔空充電”技術，17項專利護體，三體預言成真?
1月29日，雷布斯在微博上正式發(fā)布自研隔空充電技術，可實現(xiàn)單設備5瓦遠距離充電。這，不是科幻，而是科技!
雷軍表示，隔空充電通過小米自研隔空充電樁實現(xiàn)，內置5個相位干涉天線，可對手機進行毫秒級空間定位，精準探測手機位置，144個天線構成的相位控制陣列，通過波束成形將毫米波定向發(fā)射給手機，手機通過微型信標天線接收，可實現(xiàn)數(shù)米內5瓦遠距離充電。
雖然是“祖?zhèn)鞯?V-1A”，但畢竟是已經(jīng)實現(xiàn)的落地方案。雷軍稱小米自研隔空充電技術下一步將為智能手表、手環(huán)等穿戴設備隔空充電。未來客廳，包括音箱、臺燈等小型智能家居產(chǎn)品，都可以實現(xiàn)無線供電設計，擺脫電線束縛，真正實現(xiàn)客廳無線化。這不禁讓人想到大劉所著《三體》中，當羅輯從冬眠中蘇醒過來后，與護士對話的片段：
接下來的第二個發(fā)現(xiàn)則令羅輯十分震驚，雖然事情仍然很平淡。護士指著那個牛奶杯告訴羅輯，這是特別為他們準備的加熱杯，這時的人們普遍不喝熱飲，連咖啡都是涼的，如果喝涼牛奶不習慣，可以加熱，只需要把杯子底部的一個滑動鈕推到想要的溫度上即可。喝完牛奶后，羅輯仔細打量著杯子，它看上去是一個很普通的玻璃杯，只有一指厚的底部不透明，顯然加熱的熱源就在那里?？墒橇_輯反復察看，除了那個滑動開關外沒有任何東西，他使勁擰杯子底，但底部與杯子是一體化的。
“不要亂動這里的用品，你們還不了解，會有危險的。”護士看到羅輯的舉動后說。
“我想知道它從哪兒充電。”
“充...電?”護士生澀地重復著這個她顯然第一次聽到的詞。
“就：是Charge、Recharge。”羅輯提示說，護士仍然迷惑地搖搖頭。
“不是充電式的...那里面的電池用完了怎么辦呢?”
“電池?”
“就是Battery 呀，你們現(xiàn)在沒有電池了嗎?”看到護士又搖頭，羅輯說，“那這杯子里的電從哪兒來?”
“電?到處都有電啊。”護士很不以為然地說。
“杯子里的電用不完?”
“用不完。”護士點點頭說。
“永遠用不完?”
“永遠用不完，電怎么會用完呢。”
護士走后，羅輯仍捧著那個杯子不放。他沒注意熊文的嘲笑，只覺得心潮澎湃，知道自己其實是捧著一個人類千古夢想的圣物——捧著的是永動機。如果人類真的得到了無盡的能量，那他們幾乎可以得到一切了，現(xiàn)在他相信了美麗護士的話：事情可能真的沒那么嚴重。
雷布斯在微博中提到了小米自研的這一整套系統(tǒng)包括17件專利，經(jīng)檢索，小米在去年9月份公開了這項“隔空充電”技術對應的授權專利(CN107134817B)。不過從專利檢索的結果來看……
在檢索過程中，一向作為智能終端設計風向標的老大哥蘋果自然少不了參與其中。其實早在2010年，蘋果就申請了專利名稱為“本地計算環(huán)境中的無線功率利用”的發(fā)明專利(US9086864B2)。
而從專利給出的示意圖(如上圖)和說明書解釋來看，蘋果的隔空充電是通過“近場磁共振”技術建立起一個有效范圍 1 米的充電區(qū)域，而該無線充電技術可為桌面或移動等幾乎各種設備充電，如 iPhone和 iMac。而后，蘋果圍繞該充電技術在五大專利局和WO布局了29項同族專利，形成了系統(tǒng)性的專利網(wǎng)狀布局。
經(jīng)過進一步專利檢索，發(fā)現(xiàn)華為公司早在2019年9月16日也提交過一項名為“一種具有保護功能的遠距離激光自動充電系統(tǒng)”(申請?zhí)枺篊N201910869254.X)的發(fā)明專利申請，通過共同申請人可以看出，是華為技術有限公司和南京航空航天大學共同研發(fā)的技術。
這篇專利的主要技術思路是，通過對接收端光電池周圍布局角錐棱鏡并在發(fā)射端布局小尺寸硅光電池實現(xiàn)了激光系統(tǒng)的保護功能，解決了特定頻率光傳感器檢測特定頻率光源對準難度大、結構復雜的技術問題。
根據(jù)專利文獻的詳細介紹，華為提出的激光無線手機充電系統(tǒng)如上圖所示，主要由兩部分組成：激光發(fā)射端和激光接收端。其中發(fā)射端包括激光器、雙目攝像機、可編程轉臺、硅光電池組、快門、控制器，而激光接收端包括光電池、808nmLED、微控制器、角錐棱鏡、DC-DC變換器、手機電池等組件。
同時，為了確保高功率激光充電的安全性，該發(fā)明專利提出了一種新的解決方案，即利用光傳播速度快的特性，直接在激光發(fā)射端測量來自接收端的反射光，在接收端和發(fā)射端分別對稱放置四個角錐棱鏡和硅光電池，并基于此來測量其反射。正常充電情況下，四個硅光電池接收到反射光，產(chǎn)生電流，經(jīng)放大器進行放大后分別輸入比較器與閾值進行比較，最后比較結果經(jīng)閾值判斷維持快門打開。而一旦光路被遮擋，經(jīng)由角錐棱鏡反射回硅光電池的光減少，四個硅光電池輸出電流均減小，放大比較后快速切斷光路，同時將TTL信號反饋給控制器，關閉激光器。在10m距離處進行光學反射的往返時間僅為60ns，硅光電池的響應速度也在ns量級，同時控制器還接收來自手機的功率信息和來自保護系統(tǒng)的信號，控制激光器驅動電源的輸出功率及開通關斷，從而進一步提高了激光充電的安全性。
不過根據(jù)公開渠道查到的消息，華為技術人員當時在接受采訪時，指出目前尚未敲定充電功率、充電時間等。華為預計還需要至少兩到三年的時間才能看到激光無線充電技術投入商用。因此在2020年初專利公開時，華為認為這一技術實現(xiàn)目前還處于實驗室階段。
其實華為所提出的激光充電在國外也早有先例。早在2016年，俄羅斯一家名叫“能源”的火箭航天公司做了一項特別的實驗，它們利用激光為1.5公里以外的手機充電1小時。而在2018年的時候，國外研究人員又推出了“激光室內無線充電”。通過紅外光譜的激光射向配備“能量電池”的電子設備進行充電。并且這套系統(tǒng)的有效充電距離約為4.3米，能夠向97平方厘米的接收終端傳輸2W的電力。
而國內廠商中，OPPO此前也發(fā)布過無線充電的概念視頻，從視頻畫面來看，其充電原理是通過隱形激光實時定位用戶的手機，同時發(fā)出動態(tài)光束，通過納米級光感側邊傳導至電池。如果手機不動，將會被鎖定，功率將會逐漸提升，實現(xiàn)更快的充電。一旦通路中斷，則會重新掃描。同時，配合反射裝置，手機在哪，電力就跟到哪，隔空充電，無線卻永遠在線。
除了激光充電方案外，早在2017年專注于超聲波無線充電的科技公司uBeam(現(xiàn)更名SonicEnergy)首次展示了自家的無線充電技術，聲稱已開發(fā)出一種能將超聲波轉換成電能的技術。其發(fā)電原理是uBeam設備發(fā)出超聲波，帶動一個“壓電式換能器”中“壓電晶體”的震動，產(chǎn)生電流。在15英尺(約4.5米)以內，都可以為手機等設備供電。不過，這項技術也有局限，例如從發(fā)射機到接收機需呈直線型放置，若發(fā)射機檢測到墻壁、窗戶或人體，充電則會立即停止。
而摩托羅拉趕在小米官宣前一天，也發(fā)布了自家的隔空充電技術，遠大于當前以Qi技術為主的接觸式充電。
摩托羅拉的這項充電技術可使手機不用接觸充電板，即可實現(xiàn)真正的無線快充，并且實現(xiàn)了可以多臺手機同時充電。不過通過測試畫面可以看到，當用手擋住充電發(fā)射器后，兩部手機便停止了充電。
而從小米發(fā)布的演示視頻可以看出，小米本次采用的隔空充電技術不受異物遮擋影響。
官方表示不需要將手機擺放在固定位置，在手中玩、放在褲兜都能遠距離無線充電。因此，雖然被人調侃只是“祖?zhèn)?V1A”，但其實同樣令人振奮，畢竟5W的充電功率實質上已經(jīng)能夠滿足一些小型物聯(lián)網(wǎng)設備和智能穿戴設備的功率需求了。
雖然僅從演示視頻暫時無法準確得知小米所采用的技術方案，但隨著各家廠商競相研發(fā)出各式各樣的隔空充電黑科技，以及后續(xù)各家專利技術的陸續(xù)公開，相信可以逐步看到更為詳細的技術方案，屆時可再對各家的專利技術以及專利布局策略展開深入的分析。
至少從當前來看，隔空充電技術將會迎來百花齊放的競爭格局。技術就是堅持不懈的探索以及對未來可能性的挖掘，而我們作為終端消費者終將感受技術進步帶來的便捷體驗。
小米隔空充電技術演示視頻
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(來源：雷軍微博)
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雷軍：小米自研隔空充電技術，17項技術專利!
在無線充電領域，小米一直是業(yè)內當之無愧的領跑者，并且遙遙領先。
從2018年開始，小米已經(jīng)連續(xù)多次打破手機行業(yè)的無線充電紀錄。2020年8月，小米全球首發(fā)了80瓦無線秒充技術，充電效率幾乎媲美市面上最快的有線快充。今天，我們又實現(xiàn)了一次革命性的突破：正式發(fā)布隔空充電技術，并率先在小米11上實現(xiàn)!
試想，未來的充電方式是怎樣?也許一進家門，不需要任何充電線、充電底座，無論將手機揣在兜里還是拿在手上，都能實現(xiàn)自動隔空充電。這種只存在于科幻電影中的場景，已經(jīng)成為現(xiàn)實。
自研隔空充電系統(tǒng)
17項技術專利
小米隔空充電，技術核心在于空間定位和隔空能量傳輸。自研的隔空充電樁內置5個相位干涉天線，可以對手機進行毫秒級空間定位，精準探測手機位置。144個天線構成的相位控制陣列，通過波束成形將毫米波定向發(fā)射給手機。
在手機端，小米也自研了天線陣列的小型化設計，內建「信標天線」和「接收天線陣列」。信標天線通過低功耗方式在空間場內廣播位置信息，14根天線組成的接收天線陣列，將充電樁發(fā)射的毫米波信號，通過整流電路轉化為電能，實現(xiàn)科幻的隔空充電體驗。
目前小米隔空充電技術，已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)米半徑內，單設備5瓦遠距離充電。不僅于此，多設備也可以同時充電(每臺設備均支持5瓦)，甚至異物遮擋也不降低充電效率。
未來客廳
將全面進入無線時代
不久后，小米自研隔空充電技術還可為智能手表、手環(huán)等穿戴設備隔空充電。未來客廳，音箱、臺燈等小型智能家居產(chǎn)品，都可以實現(xiàn)無線供電，徹底擺脫電線束縛，真正實現(xiàn)客廳無線化。
這，是無線充電的一次革命性創(chuàng)新
這，也是全屋無線化的一次大膽嘗試
這，不是科幻，而是科技
這，就是小米自研的隔空充電技術
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