(57)【要約】【課題】配送される無線電力を最大化するために近接場充電パッドのアンテナ区域を選択的に活性化する。【解決手段】本方法は、受信器がパッドの閾値距離内に存在しているということを近接場充電パッドの無線通信部品を介し検出することを含む。受信器がパッドの閾値距離内に存在しているということを検出することに応答して、本方法は、無線電力受信器がパッド上に置かれたかどうかを判断することを含む。受信器がパッド上に置かれたということを判断することに従って、本方法は、複数のアンテナ区域のうちの少なくとも１つの特定のアンテナ区域によりそれぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすという判断がなされるまで、第１の組の伝送特性を有するそれぞれの試験送電信号を複数のアンテナ区域内に含まれるそれぞれのアンテナ素子により選択的に送信することを含む。【選択図】図１Ａ
2020115741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接場充電パッドを操作する方法であって、１つ又は複数のプロセッサ、無線通信部品、及びそれぞれが少なくとも１つのアンテナ素子をそれぞれ含む複数のアンテナ区域を含む近接場充電パッドにおいて、
無線電力受信器が前記近接場充電パッドの閾値距離内に存在しているということを前記無線通信部品を介し検出することと、
前記無線電力受信器が前記近接場充電パッドの前記閾値距離内に存在しているということを検出することに応答して、前記無線電力受信器が前記近接場充電パッド上に置かれたかどうかを判断することと、
前記無線電力受信器が前記近接場充電パッド上に置かれたということを判断することに従って、前記複数のアンテナ区域のうちの少なくとも１つの特定のアンテナ区域によりそれぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすという判断がなされるまで、第１の組の伝送特性を有するそれぞれの試験送電信号を前記複数のアンテナ区域内に含まれるそれぞれのアンテナ素子により選択的に送信することと、
前記特定の電力配送パラメータが前記電力配送判断基準を満たすということを前記１つ又は複数のプロセッサが判断すると、前記少なくとも１つの特定のアンテナ区域を使用して複数の追加の送電信号を前記無線電力受信器へ送信することであって、前記複数の追加の送電信号の各追加の送電信号は前記第１の組とは異なる第２の組の伝送特性を有して送信される、送信することと
を含む方法。
【請求項２】
前記無線電力受信器が前記近接場充電パッドの表面上に置かれたかどうかを判断することは、
前記複数のアンテナ区域の各アンテナ区域を使用して前記試験送電信号を送信することと、
前記試験送電信号を送信しながら前記近接場充電パッドにおける反射電力量を監視することと、
前記反射電力量が装置検出閾値を満たすと前記無線電力受信器が前記近接場充電パッド上に置かれたということを判断することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記反射電力量は前記複数のアンテナ区域の各アンテナ区域において測定される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記装置検出閾値は前記近接場充電パッドの較正プロセス中に規定される、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記装置検出閾値は前記無線電力受信器と結合されるあるタイプの装置に固有であり、
前記装置検出閾値は、前記近接場充電パッドの近傍の前記無線電力受信器を検出した後に前記１つ又は複数のプロセッサにより選択される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記それぞれの試験送電信号を選択的に送信することは前記複数のアンテナ区域の各アンテナ区域を使用して行われ、
前記方法は、前記複数のアンテナ区域の前記少なくとも１つの特定のアンテナ区域により前記それぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる前記電力配送パラメータが前記電力配送判断基準を満たすという判断が行われる前に：
各アンテナ区域による送信に基づき各それぞれのアンテナ区域によるそれぞれの試験送電信号の前記送信に関連付けられるそれぞれの電力配送パラメータを更新することと、
無線電力を前記無線電力受信器へ送信するために、それらの関連付けられたそれぞれの電力配送パラメータに基づき前記少なくとも１つの特定のアンテナ区域を含む２つ以上のアンテナ区域を選択することと
をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の組の伝送特性を有する追加の試験送電信号を送信するために前記２つ以上のアンテナ区域のそれぞれを使用することをさらに含み、
前記特定の電力配送パラメータが前記電力配送判断基準を満たすという前記判断は、前記特定のアンテナ区域が前記２つ以上のアンテナ区域の他のアンテナ区域と比較して無線電力を前記無線電力受信器へより効率的に送信しているということを前記特定の電力配送パラメータが示しているということを判断することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記特定の電力配送パラメータが前記電力配送判断基準を満たすという前記判断はまた、
第１の閾値電力量が前記少なくとも１つの特定のアンテナ区域により前記無線電力受信器へ転送されるということを前記特定の電力配送パラメータが示すということと、
前記少なくとも１つの特定のアンテナ区域は、前記第１の閾値電力量が前記無線電力受信器へ転送されるということを示すそれぞれの電力配送パラメータを有する前記２つ以上のアンテナ区域のうちのただ一つのアンテナ区域であるということと
を判断することを含む、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記特定の電力配送パラメータが前記電力配送判断基準を満たすという前記判断はまた、（ｉ）いかなるアンテナ区域も第１の閾値電力量を前記無線電力受信器へ転送していないということと、（ｉｉ）前記２つ以上のアンテナ区域の追加のアンテナ区域に関連付けられる追加の電力配送パラメータが前記電力配送判断基準を満たすということと、を判断することを含み、
前記特定の電力配送パラメータは、前記特定のアンテナ区域により前記無線電力受信器へ転送される第１の電力量が第２の閾値電力量より大きく且つ前記第１の閾値電力量未満であるということを示し、
前記追加の電力配送パラメータは、前記追加のアンテナ区域により前記無線電力受信器へ転送される第２の電力量が前記第２の閾値電力量より大きく且つ前記第１の閾値電力量未満であるということを示す、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項１０】
前記特定のアンテナグループと前記追加のアンテナグループとの両方が、前記無線電力受信器へ電力を供給するために前記追加の複数の送電信号を同時に送信するために使用される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電力配送パラメータを判断するために使用される情報が、前記近接場充電パッドの前記無線通信部品を介し前記無線電力受信器により前記近接場充電パッドへ提供される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の組の伝送特性は、前記特定のアンテナグループにより前記無線電力受信器へ転送される電力の量を増加するために前記第１の組の伝送特性内の少なくとも１つの特性を調整することにより判断される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの調整された特性は周波数又はインピーダンス値である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記追加の複数の送電信号を送信する間に、前記近接場充電パッドにより前記無線電力受信器へ無線で配送される電力のレベルを判断するために使用される前記無線電力受信器から受信される情報に基づき前記第２の組の伝送特性内の少なくとも１つの特性を調整することをさらに含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記１つ又は複数のプロセッサは前記近接場充電パッドの動作を制御するために使用される単一集積回路の部品である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
各それぞれの電力配送メトリックが、前記複数のアンテナグループのそれぞれのアンテナグループによるそれぞれの試験送電信号の送信に基づき前記無線電力受信器により受信される電力の量に対応する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記試験送電信号を送信する前に、前記無線電力受信器が前記近接場充電パッドから無線で配送される電力を受信する権限を与えられるということを判断することをさらに含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
非一時的コンピュータ可読格納媒体であって、無線通信部品と、それぞれが少なくとも１つのアンテナ素子をそれぞれ含む複数のアンテナ区域と、１つ又は複数のプロセッサとを有する近接場充電パッドにより実行されると、前記近接場充電パッドに、
無線電力受信器が前記近接場充電パッドの閾値距離内に存在しているということを前記無線通信部品を介し検出することと、
前記無線電力受信器が前記近接場充電パッドの前記閾値距離内に存在しているということを検出することに応答して、前記無線電力受信器が前記近接場充電パッド上に置かれたかどうかを判断することと、
前記無線電力受信器が前記近接場充電パッド上に置かれたということを判断することに従って、前記複数のアンテナ区域のうちの少なくとも１つの特定のアンテナ区域によりそれぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすという判断がなされるまで、第１の組の伝送特性を有するそれぞれの試験送電信号を前記複数のアンテナ区域内に含まれるそれぞれのアンテナ素子により選択的に送信することと、
前記特定の電力配送パラメータが前記電力配送判断基準を満たすということを前記１つ又は複数のプロセッサが判断すると、前記少なくとも１つの特定のアンテナ区域を使用して複数の追加の送電信号を前記無線電力受信器へ送信することであって、前記複数の追加の送電信号の各追加の送電信号は前記第１の組とは異なる第２の組の伝送特性を有して送信される、送信することと
をさせる実行可能命令を格納する非一時的コンピュータ可読格納媒体。
【請求項１９】
前記実行可能命令は前記近接場充電パッドより実行されると、さらに前記近接場充電パッドに請求項２〜１７のいずれか一項に記載の方法を行わせる、請求項１８に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２０】
近接場充電パッドであって、
無線通信部品と、
それぞれが少なくとも１つのアンテナ素子をそれぞれ含む複数のアンテナ区域と、
１つ又は複数のプロセッサと、
前記１つ又は複数のプロセッサによる実行のために構成される１つ又は複数のプログラムを格納するメモリであって、前記１つ又は複数のプログラムは、
無線電力受信器が前記近接場充電パッドの閾値距離内に存在しているということを前記無線通信部品を介し検出するための命令と、
前記無線電力受信器は前記近接場充電パッドの前記閾値距離内に存在しているということを検出することに応答して、前記無線電力受信器が前記近接場充電パッド上に置かれたかどうかを判断するための命令と、
前記無線電力受信器が前記近接場充電パッド上に置かれたということを判断することに従って、前記複数のアンテナ区域のうちの少なくとも１つの特定のアンテナ区域によりそれぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすという判断がなされるまで、第１の組の伝送特性を有するそれぞれの試験送電信号を前記複数のアンテナ区域内に含まれるそれぞれのアンテナ素子により選択的に送信するための命令と、
前記特定の電力配送パラメータが前記電力配送判断基準を満たすということを前記１つ又は複数のプロセッサが判断すると、前記少なくとも１つの特定のアンテナ区域を使用して複数の追加の送電信号を前記無線電力受信器へ送信するための命令であって、前記複数の追加の送電信号の各追加の送電信号は前記第１の組とは異なる第２の組の伝送特性を有して送信される命令と
を含むメモリと
を含む近接場充電パッド。
【請求項２１】
前記１つ又は複数のプログラムは、前記１つ又は複数のプロセッサにより実行されると、前記近接場充電パッドに請求項２〜１７のいずれか一項に記載の方法をさらに行わせる、請求項２０に記載の近接場充電パッド。
【請求項２２】
高周波（ＲＦ）充電パッドであって
前記ＲＦ充電パッドから電子装置のＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を監視するための少なくとも１つのプロセッサと、
前記電子装置の前記ＲＦ受信器へＲＦ信号を送信するための前記１つ又は複数のプロセッサと通信する１つ又は複数の送信アンテナ素子とを含み、各それぞれの送信アンテナ素子は：
蛇行線パターンを形成する導電線と、
前記１つ又は複数のプロセッサにより制御される周波数で前記導電線を貫流する電流を受信するための前記導電線の第１の端部における第１の端子と、
前記導電線の第２の端部における前記第１の端子とは異なる第２の端子であって、前記少なくとも１つのプロセッサにより制御され、前記第２の端子におけるインピーダンス値を修正することを可能にする部品と結合される第２の端子と
を含み、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記１つ又は複数の送信アンテナ素子から前記電子装置の前記ＲＦ受信器へ転送される前記エネルギーの量を最適化するために前記周波数及び／又は前記インピーダンス値を適応的に調整するように構成される、高周波（ＲＦ）充電パッド。
【請求項２３】
前記電子装置は前記ＲＦ充電パッドの表面の上に置かれる、請求項２２に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項２４】
前記部品は、開放状態と短絡状態との間で前記第２の端子を切り替えるための前記第２の端子と結合される機械式リレーであり、
前記インピーダンス値は、開放回路と短絡回路との間で切り替えるために前記機械式リレーを開放又は短絡することにより前記それぞれの送信アンテナ素子の前記第２の端子においてそれぞれ適応的に調整される、請求項２２又は２３に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項２５】
前記部品は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であり、前記インピーダンス値はある範囲の値に沿って前記ＡＳＩＣにより適応的に調整される、請求項２２〜２４のいずれか一項に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項２６】
前記周波数を適応的に調整することは前記周波数を所定の増分で調整することを含む、請求項２２〜２５のいずれか一項に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項２７】
前記周波数及び／又はインピーダンスを適応的に調整することは、
前記電子装置の前記ＲＦ受信器へ転送される最大量のエネルギーを判断するために前記周波数及び前記インピーダンス値を適応的に調整することと、
前記最大量のエネルギーが判断されると、前記ＲＦ受信器への前記最大量のエネルギー転送を生じた前記周波数及び前記インピーダンス値において前記ＲＦ信号を送信することと、を含む、請求項２２〜２６のいずれか一項に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項２８】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記ＲＦ受信器へ転送される前記エネルギーの量を、前記ＲＦ受信器において前記ＲＦ信号から受信されたエネルギーを識別する前記電子装置から受信された情報に少なくとも部分的に基づき監視する、請求項２２〜２７のいずれか一項に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項２９】
受信されたエネルギーを報告する前記電子装置から受信される前記情報は短距離通信プロトコルを使用して送信される、請求項２８に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項３０】
前記短距離通信プロトコルはBluetoothローエネルギー（ＢＬＥ）である、請求項２９に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項３１】
前記１つ又は複数のプロセッサは、前記転送されたエネルギーを、前記第２の端子において検出され、前記電子装置の前記ＲＦ受信器により受信されないエネルギーの量に少なくとも部分的に基づき監視する、請求項２２〜３０のいずれか一項に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項３２】
請求項２２に記載のＲＦ充電パッドが埋め込まれた電子装置であって、前記ＲＦ充電パッドは、請求項２２〜３１のいずれか一項に従って構成される電子装置。
【請求項３３】
高周波（ＲＦ）送電を介し電子装置を充電する方法であって、
少なくとも１つのＲＦアンテナを含む送信器を提供することと、
前記少なくとも１つのＲＦアンテナを介し１つ又は複数のＲＦ信号を送信することと、
前記１つ又は複数のＲＦ信号を介し前記少なくとも１つのＲＦアンテナからＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を監視することと、
前記少なくとも１つのＲＦアンテナから前記ＲＦ受信器へ転送される前記エネルギーの量を最適化するために前記送信器の特性を適応的に調整することと
を含む方法。
【請求項３４】
前記特性は（ｉ）前記１つ又は複数のＲＦ信号の周波数、（ｉｉ）前記送信器のインピーダンス、並びに（ｉｉｉ）（ｉ）及び（ｉｉ）の組み合わせからなる群から選択される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記少なくとも１つのＲＦアンテナはＲＦアンテナのアレイの一部分である、請求項３３又は３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記送信器はさらに、電源へ電気的に結合されるように構成された電力入力と、前記少なくとも１つのＲＦアンテナへ送信される少なくとも１つの電気信号を制御するように構成された少なくとも１つのプロセッサとを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記少なくとも１つのプロセッサはまた、前記少なくとも１つのＲＦアンテナへ送信される前記少なくとも１つの電気信号の前記周波数を制御するように構成される、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記少なくとも１つのＲＦアンテナはアンテナ入力端子及びアンテナ出力端子を含む、請求項３３〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記送信器は前記電力入力と前記アンテナ入力端子との間に電気的に結合された電力増幅器をさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記アンテナ出力端子へ電気的に結合された適応型負荷をさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つのＲＦアンテナから前記ＲＦ受信器へ転送される前記エネルギーの量を最大化するように前記適応型負荷の前記インピーダンスを動的に調節する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記少なくとも１つのプロセッサは前記少なくとも１つのＲＦアンテナへ送信される前記少なくとも１つの信号の前記周波数を制御する、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
各少なくとも１つのＲＦアンテナは：
蛇行線パターンを形成する導電線と、
前記少なくとも１つのプロセッサにより制御される周波数で前記導電線を貫流する電流を受信するための前記導電線の第１の端部における第１の端子と、
前記導電線の第２の端部における前記第１の端子とは異なる第２の端子であって、前記少なくとも１つのプロセッサにより制御される部品であって前記第２の端子におけるインピーダンス値を修正するように構成された部品と結合される第２の端子とを含む、請求項３６〜４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４４】
前記導電線は多層基板の第１のアンテナ層の上に又はその層内に配置される、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
第２のＲＦアンテナが前記多層基板の第２のアンテナ層の上に又はその層内に配置される、請求項４３又は４４に記載の方法。
【請求項４６】
接地面が前記多層基板の接地面層の上に又はその層内に配置される、請求項４３〜４５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４７】
前記ＲＦ受信器は前記１つ又は複数のＲＦ信号を装置を充電する電力に変換する少なくとも１つのレクテナを含む、請求項３３〜４５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４８】
前記送信することの前に、前記少なくとも１つのＲＦアンテナの近接場高周波距離内に前記ＲＦ受信器を見つけ出すことをさらに含む、請求項３３〜４５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４９】
前記送信器の前記インピーダンスは前記調整可能負荷のインピーダンスである、請求項３３〜４５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５０】
電子装置を充電するためのエネルギーを送信するためにＲＦ充電パッドを使用する方法であって、
少なくとも１つのプロセッサと通信する１つ又は複数のアンテナ素子を介しＲＦ信号を送信することであって、各それぞれのアンテナ素子は：
蛇行線パターンを形成する導電線と、
前記１つ又は複数のプロセッサにより制御される周波数で前記導電線を貫流する電流を受信するための前記導電線の第１の端部における第１の端子と、
前記導電線の第２の端部における前記第１の端子とは異なる第２の端子であって、前記１つ又は複数のプロセッサにより制御される部品であって前記第２の端子におけるインピーダンス値を修正することを可能にする部品と結合される第２の端子と
を含む、送信することと、
前記１つ又は複数のアンテナ素子から電子装置のＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を前記１つ又は複数のプロセッサを介し監視することと、
前記１つ又は複数のアンテナ素子から前記電子装置の前記ＲＦ受信器へ転送される前記エネルギーの量を最適化するために前記周波数及び／又は前記インピーダンス値を適応的に調整することと
を含む方法。
【請求項５１】
前記ＲＦ受信器は、受信されたＲＦ波を前記電子装置を充電するために使用される電力に変換するために整流器を含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
高周波（ＲＦ）充電パッドであって、
前記ＲＦ充電パッドから電子装置のＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を監視するための１つ又は複数のプロセッサと、
前記電子装置の前記ＲＦ受信器へＲＦ信号を送信するための前記１つ又は複数のプロセッサと通信するように構成された１つ又は複数の送信アンテナ素子であって、各それぞれの送信アンテナ素子は、
蛇行線パターンを形成する導電線と、
前記１つ又は複数のプロセッサにより制御される周波数で前記導電線を貫流する電流を受信するための前記導電線の第１の端部における入力端子と、
前記導電線の複数の位置における、前記入力端子とは異なり且つ互いに異なる複数の適応型負荷端子であって、前記複数の適応型負荷端子の各それぞれの適応型負荷端子は、前記１つ又は複数のプロセッサにより制御されるように構成されるとともに各それぞれの適応型負荷端子におけるそれぞれのインピーダンス値を修正することを可能にするように構成されるそれぞれの部品と結合される、複数の適応型負荷端子と
を含む送信アンテナ素子と
を含み、
前記１つ又は複数のプロセッサは、前記１つ又は複数の送信アンテナ素子から前記電子装置の前記ＲＦ受信器へ転送される前記エネルギーの量を最適化するために前記複数の適応型負荷端子のうちの１つ又は複数において前記周波数及びそれぞれのインピーダンス値のうちの少なくとも１つを適応的に調整するように構成される、高周波（ＲＦ）充電パッド。
【請求項５３】
前記周波数は第１の周波数帯内にあり、
前記１つ又は複数の送信アンテナ素子の少なくとも１つは、前記１つ又は複数のプロセッサによる、前記少なくとも１つの送信アンテナ素子の前記複数の適応型負荷端子の１つ又は複数の端子におけるそれぞれのインピーダンス値への適応調整に基づき第２の周波数帯で動作するように構成される、請求項５２に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項５４】
前記１つ又は複数のプロセッサと結合される入力回路であって、前記導電線の前記第１の端部における前記入力端子へ電流を供給するように構成される入力回路をさらに含み、
前記１つ又は複数のプロセッサは、前記入力回路に前記周波数とは異なる新しい周波数を有する電流を生成するように指示することにより前記周波数を適応的に調整するように構成される、請求項５２又は５３に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項５５】
前記１つ又は複数のプロセッサは、給電素子に所定の増分を使用することにより判断される複数の異なる周波数を有する電流を生成させるように指示することにより前記周波数を適応的に調整するように構成される、請求項５２〜５４のいずれか一項に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項５６】
前記１つ又は複数の送信アンテナ素子のうちの少なくとも１つの送信アンテナ素子のそれぞれの導電線は、前記周波数及び前記新しい周波数のうちの少なくとも１つを有するＲＦ信号を、前記少なくとも１つの送信アンテナ素子が効率的に送信することを可能にするそれぞれの蛇行線パターンを有し、
前記それぞれの蛇行線パターンを有する前記それぞれの導電線の少なくとも２つの隣接セグメントは互いに異なる幾何学的寸法を有し、
前記それぞれの導電線は、前記少なくとも１つの送信アンテナ素子が前記周波数及び前記新しい周波数のうちの少なくとも１つを有するＲＦ信号を送信するように構成される場合は同じままである長さを有する、請求項５２〜５４のいずれか一項に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項５７】
前記１つ又は複数の送信アンテナ素子のうちの少なくとも１つの送信アンテナ素子は、前記入力端子を含む第１のセグメントと第２のセグメントとを有し、
前記少なくとも１つの送信アンテナ素子は、
前記第１のセグメントが前記第２のセグメントと結合されていない間は前記周波数で動作し、
前記第１のセグメントが前記第２のセグメントと結合されている間は前記新しい周波数で動作する
ように構成され、
前記１つ又は複数のプロセッサは、前記給電素子に前記周波数とは異なる前記新しい周波数を有する電流を生成するように指示することと併せて前記第１のセグメントと前記第２のセグメントとを結合するように構成される、請求項５２〜５６のいずれか一項に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項５８】
前記１つ又は複数のプロセッサは：
前記第１の送信アンテナ素子を第１の周波数帯で動作させるために前記周波数及び前記１つ又は複数の送信アンテナ素子のうちの第１の送信アンテナ素子に関連付けられたそれぞれのインピーダンス値のうちの少なくとも１つを適応的に調整することと、
前記第２の送信アンテナ素子を第２の周波数帯で動作させるために前記周波数及び前記１つ又は複数の送信アンテナ素子のうちの第２の送信アンテナ素子に関連付けられた前記それぞれのインピーダンス値のうちの少なくとも１つを適応的に調整することであって、前記第１の周波数帯が前記第２の周波数帯とは異なる、調整することと
を実行するように構成される、請求項５２〜５７のいずれか一項に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項５９】
前記電子装置は前記ＲＦ充電パッドの上面と接触して又はその上面近くに置かれる、請求項５２〜５８のいずれか一項に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項６０】
前記それぞれの部品は、前記それぞれの適応型負荷端子を開放状態と短絡状態との間で切り替えるための前記それぞれの適応型負荷端子と結合される機械式リレーであり、前記インピーダンス値は、開放回路と短絡回路との間で切り替えるために前記機械式リレーを開放又は短絡することにより前記それぞれの送信アンテナ素子の前記それぞれの適応型負荷端子においてそれぞれ適応的に調整される、請求項５２〜５９のいずれか一項に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項６１】
前記それぞれの部品は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であり、前記それぞれのインピーダンス値は、値のある範囲内に前記ＡＳＩＣにより適応的に調整される、請求項５２〜６０のいずれか一項に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項６２】
前記１つ又は複数のプロセッサは：
前記電子装置の前記ＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの極大量を判断するために、前記周波数と、前記複数の適応型負荷端子のうちの１つ又は複数におけるそれぞれのインピーダンス値とを適応的に調整することにより前記周波数及び前記それぞれのインピーダンス値のうちの少なくとも１つを適応的に調整し、
前記最大量のエネルギーが判断されると、前記ＲＦ受信器へ転送される前記最大量のエネルギーを生じたそれぞれのインピーダンス値を使用して、それぞれの周波数で前記１つ又は複数の送信アンテナ素子のそれぞれに前記ＲＦ信号をそれぞれ送信させるように構成される、請求項５２〜６１のいずれか一項に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項６３】
前記１つ又は複数のプロセッサは、前記ＲＦ受信器へ転送される前記エネルギーの量を、前記電子装置から受信された情報であって前記ＲＦ信号から前記ＲＦ受信器において受信されたエネルギーを識別する情報に少なくとも部分的に基づき監視する、請求項５２〜６２のいずれか一項に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項６４】
受信されたエネルギーを識別する前記電子装置から受信される前記情報は無線通信プロトコルを使用して送信される、請求項６３に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項６５】
前記無線通信プロトコルはBluetoothローエネルギー（ＢＬＥ）である、請求項６４に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項６６】
前記１つ又は複数のプロセッサは、前記それぞれの適応型負荷端子において検出されるエネルギーの量に少なくとも部分的に基づき、転送される前記エネルギーの量を監視する、請求項５２〜６５のいずれか一項に記載のＲＦ充電パッド。
【請求項６７】
高周波（ＲＦ）送電を介し電子装置を充電する方法であって、前記方法は、
１つ又は複数のＲＦアンテナを含む送信器を含む充電パッドを提供することであって、前記１つ又は複数のＲＦアンテナの各ＲＦアンテナは：
蛇行線パターンを形成する導電線と、
１つ又は複数のプロセッサにより制御される周波数で前記導電線を貫流する電流を受信するための前記導電線の第１の端部における入力端子と、
前記導電線の複数の位置における、前記入力端子とは異なり且つ互いに異なる複数の適応型負荷端子であって、前記複数の適応型負荷端子の各それぞれの適応型負荷端子は、前記１つ又は複数のプロセッサにより制御されるように構成されるとともに各それぞれの適応型負荷端子におけるそれぞれのインピーダンス値を修正することを可能にするように構成されるそれぞれの部品と結合される、複数の適応型負荷端子と
を含む、提供することと、
前記１つ又は複数のＲＦアンテナを介し１つ又は複数のＲＦ信号を送信することと、
前記１つ又は複数のＲＦ信号を介し前記１つ又は複数のＲＦアンテナからＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を監視することと、
前記１つ又は複数のＲＦアンテナから前記ＲＦ受信器へ転送される前記エネルギーの量を最適化するために前記送信器の前記１つ又は複数のプロセッサを使用して前記送信器の特性を適応的に調整することであって、前記特性は（ｉ）前記１つ又は複数のＲＦ信号の周波数、（ｉｉ）前記送信器のインピーダンス、並びに（ｉｉｉ）（ｉ）及び（ｉｉ）の組み合わせからなる群から選択され、さらに前記送信器の前記インピーダンスは、前記送信器の前記１つ又は複数のプロセッサを使用して、前記１つ又は複数のＲＦアンテナの前記複数の適応型負荷端子のうちのそれぞれの１つ又は複数の端子において適応的に調整される、調整することと
を含む方法。
【請求項６８】
前記周波数は第１の周波数帯内にあり、前記１つ又は複数のＲＦアンテナの少なくとも１つは、前記１つ又は複数のプロセッサによる前記少なくとも１つのＲＦアンテナの前記複数の適応型負荷端子の１つ又は複数の端子におけるそれぞれのインピーダンス値への適応調整に基づき第２の周波数帯で動作するように構成される、請求項６７に記載の方法。
【請求項６９】
前記１つ又は複数のＲＦアンテナの少なくとも１つのそれぞれの導電線は、前記少なくとも１つのＲＦアンテナが前記周波数及び新しい周波数のうちの少なくとも１つを有する前記１つ又は複数のＲＦ信号を効率的に送信することを可能にするそれぞれの蛇行線パターンを有し、
前記それぞれの蛇行線パターンを有する前記それぞれの導電線の少なくとも２つの隣接セグメントは互いに異なる幾何学的寸法を有し、
前記それぞれの導電線は、前記少なくとも１つのＲＦアンテナが前記周波数及び前記新しい周波数のうちの少なくとも１つを有する前記１つ又は複数のＲＦ信号を送信するように構成される場合には同じままである長さを有する、請求項６７又は６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記１つ又は複数のＲＦアンテナの少なくとも１つのＲＦアンテナは、前記入力端子を含む第１のセグメントと第２のセグメントとを有し、
前記少なくとも１つのＲＦアンテナは、
前記第１のセグメントが前記第２のセグメントと結合されていない間は前記周波数で動作し、
前記第１のセグメントが前記第２のセグメントと結合されている間は新しい周波数で動作する
ように構成され、
前記１つ又は複数のプロセッサは、前記入力端子における給電素子に前記周波数とは異なる前記新しい周波数を有する電流を生成するように指示することと併せて前記第１のセグメントと前記第２のセグメントとを結合するように構成される、請求項６７〜６９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７１】
非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、１つ又は複数の送信アンテナ素子を含む高周波（ＲＦ）充電パッドと結合される１つ又は複数のプロセッサにより実行されると、前記１つ又は複数のプロセッサに：
前記ＲＦ充電パッドから電子装置のＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を監視させることと、
ＲＦ信号を前記電子装置の前記ＲＦ受信器へ送信するための前記１つ又は複数の送信アンテナ素子と通信させることであって、各それぞれの送信アンテナ素子は：
蛇行線パターンを形成する導電線と、
前記１つ又は複数のプロセッサにより制御される周波数で前記導電線を貫流する電流を受信するための前記導電線の第１の端部における入力端子と、
前記導電線の複数の位置における、前記入力端子とは異なり且つ互いに異なる複数の適応型負荷端子であって、前記複数の適応型負荷端子の各それぞれの適応型負荷端子は、前記１つ又は複数のプロセッサにより制御されるように構成されるとともに各それぞれの適応型負荷端子におけるそれぞれのインピーダンス値を修正することを可能にするように構成されるそれぞれの部品と結合される、複数の適応型負荷端子と
を含む、通信させることと、
前記１つ又は複数の送信アンテナ素子から前記電子装置の前記ＲＦ受信器へ転送される前記エネルギーの量を最適化するために前記複数の適応型負荷端子のうちの１つ又は複数において前記周波数及びそれぞれのインピーダンス値のうちの少なくとも１つを適応的に調整させることと
を行わせる実行可能命令を含む非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
[0001]  本明細書における実施形態は、一般的には無線送電システムにおいて使用されるアンテナ、ソフトウェア、及び装置に関し、より具体的にはその上の任意の位置において電子装置を効率的に充電するための適応型負荷を有する近接場ＲＦ充電パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
[0002]  従来の充電パッドは、装置を充電するために使用される磁場を生成するために誘導コイルを利用する。ユーザは通常、充電パッド上の特定の位置に装置を置かなければならず、したがって装置の充電を遮断又は終了することなく装置をパッド上の様々な位置へ移動することができない。多くのユーザは自身の装置の充電を開始するためのパッド上の正確な位置に装置を配置することができない可能性があるため、このことは多くのユーザにとって苛立たしい体験になる。
【０００３】
[0003]  従来の充電パッドはまた、複数の異なる集積回路にわたって分散される部品を利用する。このような構成は、これらの充電パッドをそのユーザによって望まれるものより遅く動作させる処理遅延を生じる（例えば、無線充電と無線充電中になされる調整とに長い時間かかる）。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
概要
[0004]  したがって、上に同定された問題に対処する無線充電システム（例えばＲＦ充電パッド）の必要性がある。この目的を達成するために、単一集積回路上に効率的に配置される部品を含むＲＦ充電パッドについてここでは説明する。ここで、単一集積回路は、ＲＦ充電パッドの表面上に位置する受信装置への無線電力の送信に使用するための効率的アンテナ区域を見つけ出すために、アンテナ区域（例えば、グループにまとめられるＲＦ充電パッドの１つ又は複数のアンテナ又はユニットセルアンテナ：本明細書ではアンテナグループとも呼ぶ）を選択的又は連続的に活性化することによりＲＦ充電パッドのアンテナを管理する。このようなシステム及びその使用方法は、従来の充電パッドに伴うユーザ不満足を解消するのを助ける。例えば、アンテナ区域を選択的に活性化する一方で転送されたエネルギーを監視することにより、このようなシステム及びその使用方法は、装置がＲＦ充電パッド上に置かれ得る任意の時点及び任意の位置においてエネルギー転送が最大化されることを保証することにより、浪費されるＲＦ送電をなくすのを助け、したがって、効率的に受信されない可能性がある無駄な送信をなくす。
【０００５】
[0005]  以下に続く説明では、様々なアンテナ区域を含むＲＦ充電パッドについて言及される。この説明の目的のために、アンテナ区域はＲＦ充電パッドの１つ又は複数の送信アンテナを含み、各アンテナ区域は、どのアンテナ区域が無線電力を受信器へ最も効率的に転送することができるかを判断するために各アンテナ区域の選択的活性化を可能にする制御集積回路（例えばＲＦ送電器集積回路１６０（図１Ａ〜１Ｂ））により個々にアドレス指定可能であり得る。ＲＦ充電パッドはまた、本明細書では相互交換可能に近接場充電パッド又はより単純には充電パッドと呼ばれる。
【０００６】
[0006]  （Ａ１）いくつかの実施形態では、方法は、無線通信部品（例えば通信部品２０４、図１Ａ）、それぞれが少なくとも１つのアンテナ素子（例えば、例示的アンテナ区域を図１Ｂに示す）をそれぞれ含む複数のアンテナ区域、及び１つ又は複数のプロセッサ（例えばＣＰＵ２０２、図１Ｂ、図２Ａ）を含む近接場充電パッドにおいて行われる。本方法は、無線電力受信器が近接場充電パッドの閾値距離内に存在しているということを無線通信部品を介し検出することと、無線電力受信器が近接場充電パッドの閾値距離内に存在しているということを検出することに応答して、無線電力受信器が近接場充電パッド上に置かれたかどうかを判断することとを含む。本方法はさらに、無線電力受信器が近接場充電パッド上に置かれたということを判断することに従って、複数のアンテナ区域のうちの少なくとも１つの特定のアンテナ区域によりそれぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすという判断がなされるまで、第１の組の伝送特性を有するそれぞれの試験送電信号を複数のアンテナ区域内に含まれるそれぞれのアンテナ素子により選択的に送信することを含む。特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすということを１つ又は複数のプロセッサが判断すると、本方法はさらに、少なくとも１つの特定のアンテナ区域を使用して複数の追加の送電信号を無線電力受信器へ送信することであって、複数の追加の送電信号の各追加の送電信号は第１の組とは異なる第２の組の伝送特性を有して送信される、ことを含む。
【０００７】
[0007]  （Ａ２）Ａ１の方法のいくつかの実施形態では、無線電力受信器が近接場充電パッドの表面上に置かれたかどうかを判断することは（ｉ）複数のアンテナ区域の各アンテナ区域を使用して試験送電信号を送信すること、（ｉｉ）試験送電信号を送信しながら近接場充電パッドにおける反射電力量を監視すること、（ｉｉｉ）反射電力量が装置検出閾値を満たすと無線電力受信器が近接場充電パッド上に置かれたということを判断することとを含む。
【０００８】
[0008]  （Ａ３）Ａ２の方法のいくつかの実施形態では、反射電力量は複数のアンテナ区域の各アンテナ区域において測定される。
【０００９】
[0009]  （Ａ４）Ａ２〜Ａ３の方法のいくつかの実施形態では、装置検出閾値は近接場充電パッドの較正プロセス中に規定される。
【００１０】
[0010]  （Ａ５）Ａ４の方法のいくつかの実施形態では、装置検出閾値は、無線電力受信器と結合されるあるタイプの装置に固有であり、近接場充電パッドの近傍の無線電力受信器を検出した後に１つ又は複数のプロセッサにより選択される（例えば、無線電力受信器は情報のパケットを近接場充電パッドへ送信し、この情報のパケットは無線電力受信器と結合される装置のタイプを識別する情報を含む）。
【００１１】
[0011]  （Ａ６）Ａ１〜Ａ５の方法のいくつかの実施形態では、それぞれの試験送電信号を選択的に送信することは複数のアンテナ区域の各アンテナ区域を使用して行われる。加えて、本方法はさらに、複数のアンテナ区域の少なくとも１つの特定のアンテナ区域によりそれぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすという判断が行われる前に（ｉ）各アンテナ区域による送信に基づき各それぞれのアンテナ区域によるそれぞれの試験送電信号の送信に関連付けられるそれぞれの電力配送パラメータを更新することと、（ｉｉ）無線電力を無線電力受信器へ送信するために、それらの関連付けられたそれぞれの電力配送パラメータに基づき、少なくとも１つの特定のアンテナ区域を含む２つ以上のアンテナ区域を選択することとを含む。
【００１２】
[0012]  （Ａ７）Ａ６の方法のいくつかの実施形態では、本方法はさらに、第１の組の伝送特性を有する追加の試験送電信号を送信するために２つ以上のアンテナ区域のそれぞれを使用することを含む。さらに、特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすという判断は、特定のアンテナ区域が２つ以上のアンテナ区域の他のアンテナ区域と比較して無線電力を無線電力受信器へより効率的に送信しているということを特定の電力配送パラメータが示しているということを判断することを含む。
【００１３】
[0013]  （Ａ８）Ａ６〜Ａ７の方法のいくつかの実施形態では、特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすという判断はまた、第１の閾値電力量が少なくとも１つの特定のアンテナ区域により無線電力受信器へ転送されるということを特定の電力配送パラメータが示すということと、少なくとも１つの特定のアンテナ区域は第１の閾値電力量が無線電力受信器へ転送されるということを示すそれぞれの電力配送パラメータを有する２つ以上のアンテナ区域のうちのただ一つのアンテナ区域であるということとを判断することを含む。
【００１４】
[0014]  （Ａ９）Ａ６〜Ａ８の方法のいくつかの実施形態では、特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすという判断はまた（ｉ）いかなるアンテナ区域も第１の閾値電力量を無線電力受信器へ転送していないということと、（ｉｉ）２つ以上のアンテナ区域の追加のアンテナ区域に関連付けられた追加の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすということとを判断する。加えて、特定の電力配送パラメータは、特定のアンテナ区域により無線電力受信器へ転送される第１の電力量が第２の閾値電力量より大きく且つ第１の閾値電力量未満であるということを示し、追加の電力配送パラメータは、追加のアンテナ区域により無線電力受信器へ転送される第２の電力量が第２の閾値電力量より大きく且つ第１の閾値電力量未満であるということを示す。
【００１５】
[0015]  （Ａ１０）Ａ９の方法のいくつかの実施形態では、特定のアンテナグループと追加のアンテナグループとの両方は無線電力受信器へ電力を供給するために追加の複数の送電信号を同時に送信するために使用される。
【００１６】
[0016]  （Ａ１１）Ａ１〜Ａ１０の方法のいくつかの実施形態では、電力配送パラメータを判断するために使用される情報が、近接場充電パッドの無線通信部品を介し無線電力受信器により近接場充電パッドへ提供される。
【００１７】
[0017]  （Ａ１２）Ａ１〜Ａ１１の方法のいくつかの実施形態では、第２の組の伝送特性は、特定のアンテナグループにより無線電力受信器へ転送される電力の量を増加するために第１の組の伝送特性内の少なくとも１つの特性を調整することにより判断される。
【００１８】
[0018]  （Ａ１３）Ａ１２の方法のいくつかの実施形態では、少なくとも１つの調整された特性は周波数又はインピーダンス値である。
【００１９】
[0019]  （Ａ１４）Ａ１〜Ａ１３の方法のいくつかの実施形態では、追加の複数の送電信号を送信する間に、近接場充電パッドにより無線電力受信器へ無線で配送される電力のレベルを判断するために使用される無線電力受信器から受信される情報に基づき第２の組の伝送特性内の少なくとも１つの特性を調整する。
【００２０】
[0020]  （Ａ１５）Ａ１〜Ａ１４の方法のいくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサは近接場充電パッドの動作を制御するために使用される単一集積回路の部品である。例えば、ここで説明される方法のいかなるものも、図１Ｂに示す高周波（ＲＦ）送電器集積回路１６０の例などの単一集積回路により管理される。
【００２１】
[0021]  （Ａ１６）Ａ１〜Ａ１５の方法のいくつかの実施形態では、各それぞれの電力配送メトリックは、複数のアンテナグループのそれぞれのアンテナグループによるそれぞれの試験送電信号の送信に基づき無線電力受信器により受信される電力量に対応する。
【００２２】
[0022]  （Ａ１７）Ａ１〜Ａ１６の方法のいくつかの実施形態では、本方法はさらに、試験送電信号を送信する前に、無線電力受信器が近接場充電パッドから無線で配送される電力を受信する権限を与えられるということを判断することを含む。
【００２３】
[0023]  （Ａ１８）別の態様では、近接場充電パッドが提供される。いくつかの実施形態では、近接場充電パッドは、無線通信部品、それぞれが少なくとも１つのアンテナ素子をそれぞれ含む複数のアンテナ区域、１つ又は複数のプロセッサ、及び１つ又は複数のプロセッサにより実行されると近接場充電パッドにＡ１〜Ａ１７のいずれか一項に記載の方法を行わせる１つ又は複数のプログラムを格納するメモリを含む。
【００２４】
[0024]  （Ａ１９）さらに別の態様では、近接場充電パッドが提供され、近接場充電はＡ１〜Ａ１７のいずれか一項に記載の方法を行う手段を含む。
【００２５】
[0025]  （Ａ２０）さらに別の態様では、非一時的コンピュータ可読格納媒体が提供される。非一時的コンピュータ可読格納媒体は、１つ又は複数のプロセッサ／コアを有する近接場充電パッド（無線通信部品と、それぞれが少なくとも１つのアンテナ素子をそれぞれ含む複数のアンテナ区域とを含む）により実行されると近接場充電パッドにＡ１〜Ａ１７のいずれか一項に記載の方法を行わせる実行可能命令を格納する。
【００２６】
[0026]  上述のように、無線電力の送信を管理するための部品であってそのすべてが単一集積回路上に集積化される部品を含む送信器チップの必要性もある。このような送信器チップ及びその使用方法は、従来の充電パッドに伴うユーザ不満足を解消するのを助ける。すべての部品（図１Ａ、１Ｂを参照して以下にさらに詳細に論述される）を単一チップ上に含むことにより、このような送信器チップは送信器チップにおける動作をより効率的且つ迅速に（そしてとより低遅延でもって）管理することができ、これにより、これらの送信器チップにより管理される充電パッドに伴うユーザ満足感を改善するのを助ける。
【００２７】
[0027]  （Ｂ１）いくつかの実施形態では、送信器チップは、（ｉ）集積回路の動作を制御するように構成された処理ユニット、（ｉｉ）処理ユニットに作動可能に結合された電力変換器であって入力電流を高周波エネルギーに変換するように構成された電力変換器、（ｉｉｉ）処理ユニットに作動可能に結合された波形発生器であって高周波エネルギーを使用することにより複数の送電信号を生成するように構成された波形発生器、（ｉｖ）集積回路と集積回路の外側にある複数の電力増幅器とを結合する第１のインターフェース、及び（ｖ）第１のインターフェースとは異なる第２のインターフェースであって集積回路と無線通信部品とを結合する第２のインターフェースを含む。処理ユニットはまた、（ｉ）送信器チップにより制御される近接場充電パッドの送信範囲内に無線電力受信器が存在するという指標を第２のインターフェースを介し受信し、（ｉｉ）指標を受信することに応答して、第１のインターフェースを介し、複数の送電信号のうちの少なくとも一部を複数の電力増幅器の少なくとも１つへ提供するように構成される。
【００２８】
[0028]  （Ｂ２）Ｂ１の送信器チップのいくつかの実施形態では、処理ユニットは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び暗号化部（例えば、ＣＰＵ下位システム（サブシステム）１７０、図１Ｂ）を含む。
【００２９】
[0029]  （Ｂ３）Ｂ１〜Ｂ１のいずれか一項に記載の送信器チップのいくつかの実施形態では、入力電流は直流である。代替的に、いくつかの実施形態では、入力電流は交流である。これらの実施形態では、電力変換器は高周波ＤＣ／ＤＣコンバータ又は高周波ＡＣ／ＡＣ変換器である。
【００３０】
[0030]  （Ｂ４）Ｂ１〜Ｂ１のいずれか一項に記載の送信器チップのいくつかの実施形態では、無線通信部品は、近接場充電パッドの表面上に置かれる装置から通信信号を受信するように構成されるBluetooth又はWi-Fi無線である。
【００３１】
[0031]  上述の問題に対処するのを助け、これにより、ユーザの必要性を満たす充電パッドを提供するために、上述のアンテナ区域は、充電パッドが充電パッドの上の任意の位置に置かれる装置を充電することができるようにエネルギー送信特性（例えばそれぞれのアンテナ素子の導電線のインピーダンス及び周波数）を調整することができる適応型アンテナ素子を含み得る（例えば、ＲＦ充電パッド１００のアンテナ区域２９０（図１Ｂ）はそれぞれ、図３Ａ〜図６Ｅ及び図８を参照して以下に説明されるアンテナ１２０のうちの１つ又は複数を含み得る）。
【００３２】
[0032]  いくつかの実施形態によると、本明細書で説明される高周波（ＲＦ）充電パッドのアンテナ区域は、電子装置のＲＦ受信器へＲＦ信号を送信するための１つ又は複数のプロセッサと通信する１つ又は複数のアンテナ素子を含み得る。いくつかの実施形態では、各それぞれのアンテナ素子は、（ｉ）蛇行線パターンを形成する導電線、（ｉｉ）１つ又は複数のプロセッサにより制御される周波数で導電線を貫流する電流を受信するための導電線の第１の端部における第１の端子、（ｉｉｉ）導電線の第２の端部における第１の端子とは異なる第２の端子であって、少なくとも１つのプロセッサにより制御され、第２の端子におけるインピーダンス値を修正することを可能にする部品と結合される第２の端子を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、１つ又は複数のアンテナ素子から電子装置のＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を最適化するために周波数及び／又はインピーダンス値を適応的に調整するように構成される。
【００３３】
[0033]  充電パッドがその上の任意の位置に置かれる装置を充電することができるように、エネルギー送信特性（例えばそれぞれのアンテナ素子の導電線のインピーダンス及び周波数）を調整することができる適応型アンテナ素子を含む無線充電システム（例えばＲＦ充電パッド）の必要性がある。いくつかの実施形態では、これらの充電パッドは、送信アンテナ素子（本明細書ではＲＦアンテナ素子又はアンテナ素子とも呼ぶ）から、充電される電子装置の受信器へ転送されるエネルギーを監視する１つ又は複数のプロセッサを含み、１つ又は複数のプロセッサは、充電パッド上の任意の位置におけるエネルギー転送を最大化するようにエネルギー送信特性を最適化する。いくつかの実施形態はまた、受信器において受信された電力を１つ又は複数のプロセッサへ報告するためのフィードバックループを含み得る。
【００３４】
[0034]  （Ｃ１）いくつかの実施形態によると、高周波（ＲＦ）充電パッドが提供される。ＲＦ充電パッドは、ＲＦ充電パッドから電子装置のＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を監視するための少なくとも１つのプロセッサを含む。ＲＦ充電パッドはまた、電子装置のＲＦ受信器へＲＦ信号を送信するための１つ又は複数のプロセッサと通信する１つ又は複数のアンテナ素子を含む。いくつかの実施形態では、各それぞれのアンテナ素子は、（ｉ）蛇行線パターンを形成する導電線、（ｉｉ）１つ又は複数のプロセッサにより制御される周波数で導電線を貫流する電流を受信するための導電線の第１の端部における第１の端子、及び（ｉｉｉ）導電線の第２の端部における第１の端子とは異なる第２の端子であって、少なくとも１つのプロセッサにより制御され、第２の端子におけるインピーダンス値を修正することを可能にする部品と結合される第２の端子を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、１つ又は複数のアンテナ素子から電子装置のＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を最適化するために周波数及び／又はインピーダンス値を適応的に調整するように構成される。
【００３５】
[0035]  （Ｃ２）いくつかの実施形態によると、高周波（ＲＦ）送電を介し電子装置を充電するために使用される方法も提供される。本方法は、少なくとも１つのＲＦアンテナを含む送信器を提供することを含む。本方法はまた、少なくとも１つのＲＦアンテナを介し１つ又は複数のＲＦ信号を送信することと、１つ又は複数のＲＦ信号を介し少なくとも１つのＲＦアンテナからＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を監視することとを含む。本方法は追加的に、少なくとも１つのＲＦアンテナからＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を最適化するために送信器の特性を適応的に調整することを含む。いくつかの実施形態では、特性は、（ｉ）１つ又は複数のＲＦ信号の周波数、（ｉｉ）送信器のインピーダンス、並びに（ｉｉｉ）（ｉ）及び（ｉｉ）の組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのＲＦアンテナはＲＦアンテナのアレイの一部分である。
【００３６】
[0036]  （Ｃ３）いくつかの実施形態によると、高周波（ＲＦ）充電パッドが提供される。ＲＦ充電パッドは、ＲＦ充電パッドから電子装置のＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を監視するための１つ又は複数のプロセッサを含む。ＲＦ充電パッドはまた、電子装置のＲＦ受信器へＲＦ信号を送信するための１つ又は複数のプロセッサと通信するように構成された１つ又は複数の送信アンテナ素子を含む。いくつかの実施形態では、各それぞれのアンテナ素子は、（ｉ）蛇行線パターンを形成する導電線、（ｉｉ）１つ又は複数のプロセッサにより制御される周波数で導電線を貫流する電流を受信するための導電線の第１の端部における入力端子、及び（ｉｉｉ）導電線の複数の位置における、入力端子とは異なり且つ互いに異なる複数の適応型負荷端子であって、複数の適応型負荷端子の各それぞれの適応型負荷端子は、１つ又は複数のプロセッサにより制御されるように構成されそれぞれの適応型負荷端子におけるそれぞれのインピーダンス値を修正することを可能にするように構成されたそれぞれの部品と結合される、複数の適応型負荷端子を含む。いくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサは、１つ又は複数の送信アンテナ素子から電子装置のＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を最適化するために複数の適応型負荷端子のうちの１つ又は複数において周波数とそれぞれのインピーダンス値のうちの少なくとも１つを適応的に調整するように構成される。
【００３７】
[0037]  （Ｃ４）いくつかの実施形態によると、高周波（ＲＦ）送電を介し電子装置を充電するために使用される方法も提供される。本方法は、１つ又は複数のＲＦアンテナを含む送信器を含む充電パッドを提供することを含む。いくつかの実施形態では、各ＲＦアンテナは、（ｉ）蛇行線パターンを形成する導電線、（ｉｉ）１つ又は複数のプロセッサにより制御される周波数で導電線を貫流する電流を受信するための導電線の第１の端部における入力端子、及び（ｉｉｉ）導電線の複数の位置における、入力端子とは異なり且つ互いに異なる複数の適応型負荷端子であって、複数の適応型負荷端子の各それぞれの適応型負荷端子は、１つ又は複数のプロセッサにより制御されそれぞれの適応型負荷端子におけるそれぞれのインピーダンス値を修正することを可能にするそれぞれの部品と結合される、複数の適応型負荷端子を含む。本方法はまた、１つ又は複数のＲＦアンテナを介し、１つ又は複数のＲＦ信号を送信することと、１つ又は複数のＲＦ信号を介し少なくとも１つ又は複数のＲＦアンテナからＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を監視することとを含む。本方法は追加的に、１つ又は複数のＲＦアンテナからＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を最適化するために送信器の１つ又は複数のプロセッサを使用して送信器の特性を適応的に調整することを含む。いくつかの実施形態では、特性は、（ｉ）１つ又は複数のＲＦ信号の周波数、（ｉｉ）送信器のインピーダンス、並びに（ｉｉｉ）（ｉ）及び（ｉｉ）の組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、送信器のインピーダンスは、送信器の１つ又は複数のプロセッサを使用することにより、１つ又は複数のＲＦアンテナの複数の適応型負荷端子のうちのそれぞれの１つ又は複数の端子において適応的に調整される。
【００３８】
[0038]  （Ｃ５）いくつかの実施形態によると、非一時的コンピュータ可読記憶媒体が提供される。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、１つ又は複数の送信アンテナ素子を含む高周波（ＲＦ）充電パッドへ結合される１つ又は複数のプロセッサにより実行されると、１つ又は複数のプロセッサに、ＲＦ充電パッドから電子装置のＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を監視させ、そしてＲＦ信号を電子装置のＲＦ受信器へ送信するための１つ又は複数の送信アンテナ素子と通信させる実行可能命令を含む。いくつかの実施形態では、それぞれの送信アンテナ素子は、蛇行線パターンを形成する導電線、１つ又は複数のプロセッサにより制御される周波数で導電線を貫流する電流を受信するための導電線の第１の端部における入力端子、及び導電線の複数の位置における、入力端子とは異なり且つ互いに異なる複数の適応型負荷端子であって、複数の適応型負荷端子の各それぞれの適応型負荷端子は、１つ又は複数のプロセッサにより制御されるように構成されるとともに各それぞれの適応型負荷端子におけるそれぞれのインピーダンス値を修正することを可能にするように構成されるそれぞれの部品と結合される、複数の適応型負荷端子を含む。１つ又は複数のプロセッサはさらに、１つ又は複数の送信アンテナ素子から電子装置のＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を最適化するために複数の適応型負荷端子のうちの１つ又は複数において周波数とそれぞれのインピーダンス値のうちの少なくとも１つを適応的に調整する。
【００３９】
[0039]  （Ｃ６）Ｃ１〜Ｇ５のいずれか一項のいくつかの実施形態では、周波数は第１の周波数帯内にあり、１つ又は複数の送信アンテナ素子の少なくとも１つは、１つ又は複数のプロセッサによる少なくとも１つの送信アンテナ素子の複数の適応型負荷端子の１つ又は複数の端子におけるそれぞれのインピーダンス値への適応調整に基づき第２の周波数帯で動作するように構成される。
【００４０】
[0040]  （Ｃ７）Ｃ１〜Ｇ６のいずれか一項のいくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッドは、１つ又は複数のプロセッサと結合される入力回路であって導電線の第１の端部における入力端子へ電流を供給するように構成される入力回路を含み、１つ又は複数のプロセッサは、入力回路に当該周波数とは異なる新しい周波数を有する電流を生成するように指示することにより当該周波数を適応的に調整するように構成される。
【００４１】
[0041]  （Ｃ８）Ｃ１〜Ｇ７のいずれか一項のいくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサは、所定の増分を使用することにより判断される複数の異なる周波数を有する電流を生成させるように給電素子に指示することにより周波数を適応的に調整するように構成される。
【００４２】
[0042]  （Ｃ９）Ｃ１〜Ｇ８のいずれか一項のいくつかの実施形態では、１つ又は複数の送信アンテナ素子のうちの少なくとも１つの送信アンテナ素子のそれぞれの導電線は、当該周波数及び／又は新しい周波数を有するＲＦ信号を少なくとも１つの送信アンテナ素子が効率的に送信することを可能にするそれぞれの蛇行線パターンを有し、それぞれの蛇行線パターンを有するそれぞれの導電線の少なくとも２つの隣接セグメントは互いに異なる幾何学的寸法を有し、それぞれの導電線は、少なくとも１つの送信アンテナ素子が当該周波数及び／又は新しい周波数を有するＲＦ信号を送信するように構成される場合は同じままである長さを有する。
【００４３】
[0043]  （Ｃ１０）Ｃ１〜Ｇ９のいずれか一項のいくつかの実施形態では、１つ又は複数の送信アンテナ素子のうちの少なくとも１つの送信アンテナ素子は、入力端子を含む第１のセグメントと第２のセグメントとを有し、少なくとも１つの送信アンテナ素子は、第１のセグメントが第２のセグメントと結合されていない間は当該周波数で動作し、第１のセグメントが第２のセグメントと結合されている間は新しい周波数で動作するように構成され、１つ又は複数のプロセッサは、給電素子に当該周波数とは異なる新しい周波数を有する電流を生成するように指示することと併せて第１のセグメントと第２のセグメントを結合するように構成される。
【００４４】
[0044]  （Ｃ１１）Ｃ１〜Ｇ１０のいずれか一項のいくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサは、第１の送信アンテナ素子を第１の周波数帯で動作させるために周波数及び／又は１つ又は複数の送信アンテナ素子のうちの第１の送信アンテナ素子に関連付けられたそれぞれのインピーダンス値を適応的に調整し、第２の送信アンテナ素子を第１の周波数帯とは異なる第２の周波数帯で動作させるために周波数及び／又は１つ又は複数の送信アンテナ素子のうちの第２の送信アンテナ素子に関連付けられたそれぞれのインピーダンス値を適応的に調整するように構成される。
【００４５】
[0045]  （Ｃ１２）Ｃ１〜Ｇ１１のいずれか一項のいくつかの実施形態では、電子装置はＲＦ充電パッドの上面と接触して又はその近くに置かれる。
【００４６】
[0046]  （Ｃ１３）Ｃ１〜Ｇ１２のいずれか一項のいくつかの実施形態では、それぞれの部品は、それぞれの適応型負荷端子を開放状態と短絡状態との間で切り替えるためのそれぞれの適応型負荷端子と結合される機械式リレーであり、インピーダンス値は、開放回路と短絡回路との間で切り替えるために機械式リレーを開放又は短絡することによりそれぞれの送信アンテナ素子のそれぞれの適応型負荷端子においてそれぞれ適応的に調整される。
【００４７】
[0047]  （Ｃ１４）Ｃ１〜Ｇ１３のいずれか一項のいくつかの実施形態では、それぞれの部品は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：application-specific integrated circuit）であり、それぞれのインピーダンス値はＡＳＩＣによりある範囲の値内へ適応的に調整される。
【００４８】
[0048]  （Ｃ１５）Ｃ１〜Ｇ１４のいずれか一項のいくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサは、電子装置のＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの極大量を判断するために、周波数と、複数の適応型負荷端子のうちの１つ又は複数におけるそれぞれのインピーダンス値とを適応的に調整することにより周波数及び／又はそれぞれのインピーダンス値を適応的に調整し、そして最大量のエネルギーが判断されると、ＲＦ受信器へ転送される最大量のエネルギーを生じたそれぞれのインピーダンス値を使用することにより１つ又は複数の送信アンテナ素子のそれぞれにそれぞれの周波数でＲＦ信号をそれぞれ送信させるように構成される。
【００４９】
[0049]  （Ｃ１６）Ｃ１〜Ｇ１５のいずれか一項のいくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサはＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を、電子装置から受信される情報であってＲＦ信号からＲＦ受信器において受信されるエネルギーを識別する情報に少なくとも部分的に基づき監視する。
【００５０】
[0050]  （Ｃ１７）Ｃ１〜Ｇ１６のいずれか一項のいくつかの実施形態では、受信されたエネルギーを識別する電子装置から受信された情報は無線通信プロトコルを使用することにより送信される。
【００５１】
[0051]  （Ｃ１８）Ｃ１〜Ｇ１７のいずれか一項のいくつかの実施形態では、無線通信プロトコルはBluetoothローエネルギー（ＢＬＥ：Bluetooth low energy）である。
【００５２】
[0052]  （Ｃ１９）Ｃ１〜Ｇ１８のいずれか一項のいくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサは、それぞれの適応型負荷端子において検出されるエネルギーの量に少なくとも部分的に基づき、転送されるエネルギーの量を監視する。
【００５３】
[0053]  したがって、本明細書で説明される原理に従って構成される無線充電システムは、ＲＦ充電パッド上の任意の位置に置かれる電子装置を充電することができ、エネルギー転送が絶えず最適化されることを保証することによりエネルギーを浪費することを回避することができる。
【００５４】
[0054]  加えて、本明細書で説明される原理に従って構成される無線充電システムは、同じ充電送信器上の様々な周波数又は周波数帯においてチューニングされる様々な電子装置を充電することができる。いくつかの実施形態では、単一アンテナ素子を有する送信器は同時に又は異なる時間に複数の周波数又は周波数帯において動作し得る。いくつかの実施形態では、複数のアンテナ素子を有する送信器は同時に複数の周波数又は周波数帯において動作し得る。これは、受信装置内に含まれるアンテナのタイプとサイズのより大きな柔軟性を可能にする。
【００５５】
[0055]  上述の様々な実施形態は本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わせられ得るということに留意されたい。本明細書において説明される特徴と利点はすべてが包括的であるというわけではない。特に、添付図面、明細書、及び特許請求の範囲に照らして多くの追加機能と利点が当業者には明らかになる。また、本明細書で使用される言語は読み易さと教示的目的のために主として選択されたものであって、本発明の主題を束縛又は制限するように意図されていないということに留意すべきである。
【００５６】
図面の簡単な説明
[0056]  本開示がより詳細に理解され得るように、そのうちのいくつかが添付図面に示される様々な実施形態の特徴を参照してより具体的な説明がなされ得る。しかし、添付図面は、本開示の適切な特徴を単に示しており、したがって制限するものと見なされてはならず、本明細書は他の効果的な特徴を認め得る。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１Ａ】[0057]いくつかの実施形態によるＲＦ無線送電システムのブロック図である。
【図１Ｂ】[0058]いくつかの実施形態によるＲＦ送電器集積回路及びアンテナ区域を含む例示的ＲＦ充電パッドの部品を示すブロック図である。
【図２Ａ】[0059]いくつかの実施形態による例示的ＲＦ充電パッドを示すブロック図である。
【図２Ｂ】[0060]いくつかの実施形態による例示的受信装置を示すブロック図である。
【図３Ａ】[0061]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッドの高位ブロック図である。
【図３Ｂ】[0062]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッドの一部を示す高位ブロック図である。
【図３Ｃ】[0062]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッドの一部を示す高位ブロック図である。
【図３Ｄ】[0063]いくつかの実施形態によるＲＦ信号を送信しているアンテナ素子のセクション内のエネルギー流れを示す単純化回路のブロック図である。
【図４】[0064]いくつかの実施形態による２つの端子を有する送信アンテナ素子の概略図である。
【図５】[0065]高周波（ＲＦ）送電を介し電子装置を充電する方法のフローチャートである。
【図６Ａ】[0066]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図６Ｂ】[0066]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図６Ｃ】[0066]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図６Ｄ】[0066]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図６Ｅ】[0066]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図７Ａ】[0067]いくつかの実施形態によるＲＦ受信器のアンテナ素子の概略図である。
【図７Ｂ】[0067]いくつかの実施形態によるＲＦ受信器のアンテナ素子の概略図である。
【図７Ｃ】[0067]いくつかの実施形態によるＲＦ受信器のアンテナ素子の概略図である。
【図７Ｄ】[0067]いくつかの実施形態によるＲＦ受信器のアンテナ素子の概略図である。
【図８】[0068]いくつかの実施形態による複数の送信アンテナ素子（又はユニットセル）を有するＲＦ充電パッドの概略図である。
【図９Ａ】[0069]いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化する方法９００を示す流れ図である。
【図９Ｂ】[0069]いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化する方法９００を示す流れ図である。
【図１０】[0070]いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化するプロセスを示す概要である。
【図１１Ａ】[0071]いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化する様々な態様を示す流れ図である。
【図１１Ｂ】[0071]いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化する様々な態様を示す流れ図である。
【図１１Ｃ】[0071]いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化する様々な態様を示す流れ図である。
【図１１Ｄ】[0071]いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化する様々な態様を示す流れ図である。
【図１１Ｅ】[0071]いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化する様々な態様を示す流れ図である。
【図１２】[0072]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッドの複数の適応型負荷を有する送信アンテナ素子の概略図である。
【図１３】[0073]いくつかの実施形態による複数の適応型負荷を有する少なくとも１つのＲＦアンテナを使用することにより高周波（ＲＦ）送電を介し電子装置を充電する方法のフローチャートである。
【図１４Ａ】[0074]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の複数の周波数又は周波数帯において動作し得る個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図１４Ｂ】[0074]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の複数の周波数又は周波数帯において動作し得る個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図１４Ｃ】[0074]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の複数の周波数又は周波数帯において動作し得る個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図１４Ｄ】[0074]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の複数の周波数又は周波数帯において動作し得る個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図１５】[0075]いくつかの実施形態によるアンテナ素子の長さを調整することにより複数の周波数又は周波数帯において動作し得る個々のアンテナ素子の例示的構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
[0076]  慣習に従って、添付図面に示される様々な特徴は原寸に比例して描かれないことがある。したがって、様々な特徴の寸法は明瞭性のために任意に拡張又は縮小され得る。加えて、添付図面うちのいくつかは所与のシステム、方法、又は装置の部品のすべてを描写しないことがある。最後に、同様な参照符号が本明細書及び図面を通じて同様な特徴を表すために使用され得る。
【００５９】
実施形態の説明
[0077]  その例が添付図面に示される実施形態を次に詳細に参照する。以下の詳細な説明では、様々な説明される実施形態を十分に理解するために多くの具体的詳細が記載される。しかし、様々な説明される実施形態がこれらの特定の詳細無しに実行され得るということは当業者により明らかになる。他の例では、周知の方法、手順、部品、回路及びネットワークは実施形態の態様を不必要に曖昧にしないように詳細に説明されなかった。
【００６０】
[0078]  図１Ａは、いくつかの実施形態によるＲＦ無線送電システムのブロック図である。いくつかの実施形態では、ＲＦ無線送電システム１５０はＲＦ充電パッド（本明細書では近接場（ＮＦ：near-field）充電パッド１００又はＲＦ充電パッド１００とも呼ばれる）を含む。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００はＲＦ送電器集積回路１６０（以下にさらに詳細に説明する）を含む。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、図２Ａを参照してより詳細に論述される１つ又は複数の通信部品２０４（例えばWi-Fi無線又はBluetooth無線などの無線通信部品）を含む。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００はまた、外部ＴＸアンテナアレイ２１０（例えば、図２Ａのアンテナ２１０）を駆動する際に１つ又は複数の電力増幅器ユニット１０８−１，．．．１０８−ｎの動作を制御するために１つ又は複数の電力増幅器ユニット１０８−１，．．．１０８−ｎへ接続する。いくつかの実施形態では、ＲＦ電力は、ＲＦ無線送電システムがＴＸアンテナアレイ２１０を介しＲＦ電力を１つ又は複数の無線受信装置へ送信することを可能にするように切り替え回路を介しＲＦ充電パッド１００において制御及び変調される。例示的電力増幅器ユニットが図３Ａを参照して以下にさらに詳細に論述される。
【００６１】
[0079]  いくつかの実施形態では、通信部品（群）２０４がＲＦ充電パッド１００と１つ又は複数の通信ネットワーク間の通信を可能にする。いくつかの実施形態では、通信部品（群）２０４は、多様なカスタム又は標準無線プロトコル（例えばIEEE802.15.4、Wi-Fi、ZigBee、6LoWPAN、Thread、Z-Wave、Bluetooth Smart、ISA100.11a、WirelessHART、MiWiなど）、カスタム又は標準有線プロトコル（例えばEthernet、HomePlugなど）、及び／又は本文書の出願日の時点で未だ開発されていない通信プロトコルを含む任意の他の好適な通信プロトコルのうちの任意のものを使用することにより、データ通信することができる。
【００６２】
[0080]  図１Ｂは、いくつかの実施形態によるＲＦ送電器集積回路１６０（「集積回路」）のブロック図である。いくつかの実施形態では、集積回路１６０は、ＣＰＵ下位システム１７０、外部装置制御インターフェース、ＤＣ／ＲＦ電力変換器のＲＦ下位セクション、及びバス又は相互接続ファブリックブロック１７１などの相互接続部品を介し相互接続するアナログ及びデジタル制御インターフェースを含む。いくつかの実施形態では、ＣＰＵ下位システム１７０は、ＣＰＵ下位システムランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：Random Access Memory）１７４（例えばメモリ２０６、図２Ａ）内にロードされる又はFLASHから直接実行されるＣＰＵ実行可能コードを含む外部FLASHへデジタル制御インターフェース（例えばＩ２Ｃポート）を介しブートする装置プログラムのための関連読み取り専用メモリ（ＲＯＭ：Read-Only-Memory）１７２を有するマイクロプロセッサユニット（ＣＰＵ）２０２を含む。いくつかの実施形態では、ＣＰＵ下位システム１７０はまた、ＲＦ充電パッド１００から無線で配送される電力を受信しようとする無線電力受信器などの外部装置との通信交換を認証及び保証するために暗号化モジュール又はブロック１７６を含む。
【００６３】
[0081]  いくつかの実施形態では、ＣＰＵ（図２Ａのメモリ２０６内に示され以下に説明されるものなど）上で走る実行可能命令は、ＲＦ充電パッド１００の動作を管理するために、そして制御インターフェース（例えばＳＰＩ制御インターフェース１７５、及びＲＦ送電器集積回路１６０内に含まれる他のアナログ及びデジタルインターフェース）を介し外部装置を制御するために使用される。いくつかの実施形態では、ＣＰＵ下位システムはまた、ＲＦ局部発振器（ＬＯ：local oscillator）１７７及びＲＦ送信器（ＴＸ：transmitter）１７８を含むＲＦ送電器集積回路１６０のＲＦ下位セクションの動作を管理する。いくつかの実施形態では、ＲＦ  ＬＯ  １７７は、ＣＰＵ下位システム１７０からの命令に基づき調整され、これにより様々な所望の周波数の動作へ設定され、一方、ＴＸは、実現可能ＲＦ電力レベルを生成するために所望によりＲＦ出力を変換、増幅、変調する。
【００６４】
[0082]  いくつかの実施形態では、ＲＦ送電器集積回路１６０は実現可能ＲＦ電力レベルを（例えばＲＦ  ＴＸ  １７８を介し）任意選択的ビーム形成集積回路（ＩＣ：integrated circuit）１０９へ提供し、任意選択的ビーム形成集積回路（ＩＣ）１０９は次に、位相シフトされた信号を１つ又は複数の電力増幅器１０８へ提供する。いくつかの実施形態では、ビーム形成ＩＣ１０９は、特定の無線電力受信器へ送信される電力が最大化される（例えば、送電信号が特定の無線電力受信器において同相で到達する）ことを保証するために特定の無線電力受信器へ２つ以上のアンテナ２１０（例えば、各アンテナ２１０は異なるアンテナ区域２９０に関連付けられてもよいし、それぞれが単一アンテナ区域２９０に属してもよい）を使用することにより送信される送電信号が適切な特性（例えば位相）でもって送信されるということを保証するために使用される。いくつかの実施形態では、ビーム形成ＩＣ１０９はＲＦ送電器ＩＣ１６０の一部を形成する。
【００６５】
[0083]  いくつかの実施形態では、ＲＦ送電器集積回路１６０は、実現可能ＲＦ電力レベルを１つ又は複数の電力増幅器１０８へ（例えばＲＦ  ＴＸ  １７８を介し）直接提供し、したがって位相シフトが必要とされなければ（送電信号を無線電力受信器へ送信するために単一アンテナ２１０だけが使用されるときなど）ビーム形成ＩＣ１０９を使用しない（すなわち、ビーム形成ＩＣをバイパスする）。
【００６６】
[0084]  次に、いくつかの実施形態では、１つ又は複数の電力増幅器１０８は、ＲＦ充電パッド１００から無線で配送される電力を受信する権限を与えられた無線電力受信器への送信のためのＲＦ信号をアンテナ区域２９０へ提供する。いくつかの実施形態では、各アンテナ区域２９０はそれぞれのＰＡ１０８と結合される（例えば、アンテナ区域２９０−１はＰＡ１０８−１と結合され、アンテナ区域２９０−ＮはＰＡ１０８Ｎと結合される）。いくつかの実施形態では、複数のアンテナ区域がそれぞれ同じ一組のＰＡ１０８と結合される（例えば、すべてのＰＡ１０８が各アンテナ区域２９０と結合される）。アンテナ区域２９０に対するＰＡ１０８の様々な配置及び結合は、無線電力を無線電力受信器へ送信するために使用するのに最も効効率的なアンテナ区域２９０を判断するためにＲＦ充電パッド１００が様々なアンテナ区域を連続的又は選択的に活性化することを可能にする（図９Ａ〜９Ｂ、図１０及び図１１Ａ−１１Ｅを参照して以下にさらに詳細に説明されるように）。いくつかの実施形態では、１つ又は複数の電力増幅器１０８はまた、ＰＡ１０８によりＲＦ充電パッド１００のアンテナ区域へ提供される出力電力をＣＰＵ２０２が測定することを可能にするためにＣＰＵ下位システム１７０と通信する。
【００６７】
[0085]  図１Ｂはまた、いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００のアンテナ区域２９０が１つ又は複数のアンテナ２１０ＡＮを含み得るということを示す。いくつかの実施形態では、複数のアンテナ区域の各アンテナ区域は１つ又は複数のアンテナ２１０を含む（例えば、アンテナ区域２９０−１は１つのアンテナ２１０−Ａを含み、アンテナ区域２９０Ｎは複数のアンテナ２１０を含む）。いくつかの実施形態では、アンテナ区域のそれぞれに含まれるアンテナの数は、ＲＦ充電パッド１００上の無線電力受信器の位置などの様々なパラメータに基づき動的に規定される。いくつかの実施形態では、アンテナ区域は、以下にさらに詳細に説明される蛇行線アンテナのうちの１つ又は複数を含み得る。いくつかの実施形態では、各アンテナ区域２９０は、様々なタイプのアンテナ（例えば蛇行線アンテナ及びループアンテナ）を含み得、一方、他の実施形態では、各アンテナ区域２９０は同じタイプの単一アンテナを含み得（例えば、すべてのアンテナ区域２９０が１つの蛇行線アンテナを含む）、一方、さらに他の実施形態では、アンテナ区域は、同じタイプの単一アンテナを含むいくつかのアンテナ区域と、様々なタイプのアンテナを含むいくつかのアンテナ区域とを含み得る。アンテナ区域はまた、以下にさらに詳細に説明される。
【００６８】
[0086]  いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００はまた「ＲＦ充電パッド１００が許容可能温度範囲内に留まる」ということを保証するためにＣＰＵ下位システム１７０と通信する温度監視回路を含み得る。例えば、ＲＦ充電パッド１００が閾値温度に達したという判断がなされれば、ＲＦ充電パッド１００の動作はＲＦ充電パッド１００が閾値温度を下回るまで一時的に中断され得る。
【００６９】
[0087]  ＲＦ送電器回路１６０の示された部品（図１Ｂ）を単一チップ上に含むことにより、このような送信器チップは送信器チップにおける動作をより効率的及び迅速に（そしてより低い遅延でもって）管理することができ、これにより、これらの送信器チップにより管理される充電パッドに伴うユーザ満足感を改善するのを助ける。例えば、ＲＦ送電器回路１６０は、構築するのがより安価であり、より小さな物理的フットプリントを有し、設置するのがより簡単である。さらに、そして図２Ａを参照して以下にさらに詳細に説明されるように、ＲＦ送電器回路１６０はまた、権限を与えられた受信器だけがＲＦ充電パッド１００（図１Ｂ）から無線で配送される電力を受信することができるということを保証するために、セキュア素子モジュール２８２（図２Ｂ）又は受信器１０４と併せて使用されるセキュア素子モジュール２３４（例えば図１Ｂに示す暗号化ブロック１７６内に含まれる）を含み得る。
【００７０】
[0088]  図２Ａは、いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド１００のいくつかの部品を示すブロック図である。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、ＲＦ送電器ＩＣ１６０（そして、その中に含まれる図１Ａ〜１Ｂを参照し上に説明したものなどの部品）、メモリ２０６（ＣＰＵ下位システム１７０の一部である非揮発性メモリ２０６などＲＦ送電器ＩＣ１６０の一部として含まれ得る）、及びこれらの部品（時に、チップセットと呼ばれる）を相互接続するための１つ又は複数の通信バス２０８を含む。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は１つ又は複数のセンサ２１２（以下に論述される）を含む。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、１つ又は複数の指示灯、サウンドカード、スピーカ、テキスト情報及びエラーコードを表示するための小型ディスプレイなどの１つ又は複数の出力装置を含む。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、ＲＦ充電パッド１００の位置を判断するためのＧＰＳ（全地球測位衛星：global positioning satellite）又は他の地理的位置受信器などの位置検出装置を含む。
【００７１】
[0089]  いくつかの実施形態では、１つ又は複数のセンサ２１２は、１つ又は複数の熱放射センサ、環境温度センサ、湿度センサ、ＩＲセンサ、占有（occupancy）センサ（例えばＲＦＩＤセンサ）、環境光センサ、動き検出器、加速度計、及び／又はジャイロスコープを含む。
【００７２】
[0090]  メモリ２０６は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＤＲ  ＳＲＡＭ、又は他のランダムアクセス固体メモリ装置などの高速ランダムアクセスメモリを含み、そして任意選択的に、１つ又は複数の磁気ディスク記憶装置、１つ又は複数の光ディスク記憶装置、１つ又は複数のフラッシュメモリ装置、又は１つ又は複数の他の不揮発性固体記憶装置などの不揮発性メモリを含む。メモリ２０６（又は代替的にメモリ２０６内の不揮発性メモリ）は非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。いくつかの実施形態では、メモリ２０６（又はメモリ２０６の非一時的コンピュータ可読記憶媒体）は、以下のプログラム、モジュール、及びデータ構造、又はその下位集合又は上位集合を格納する：
・様々な基本システムサービスを扱うための手順とハードウェア依存タスクを行うための手順とを含む動作論理、
・無線通信部品（群）２０４と協力して遠隔装置（例えばリモートセンサ、送信器、受信器、サーバ、マッピングメモリなど）と結合及び／又は通信するための通信モジュール２１８、
・例えばＲＦ充電パッド１００の近傍の物体の有無、速度、及び／又は位置決めを判断するためにセンサデータを（例えばセンサ２１２と協力して）取得及び処理するためのセンサモジュール２２０、
・送電信号を生成する（限定しないが、所与の位置にエネルギーのポケットを形成することを含む）及び送信する（例えばアンテナ区域２９０及びそれぞれに含まれるアンテナ２１０と協力して）ための電力波生成モジュール２２２。電力波生成モジュール２２２はまた、個々のアンテナ区域により、送電信号を送信するために使用される伝送特性を修正するために使用され得る、
・限定しないが以下のものを含むデータベース２２４：
・１つ又は複数のセンサ（例えば、センサ２１２及び／又は１つ又は複数のリモートセンサ）により受信、検出、及び／又は送信されるデータを格納及び管理するためのセンサ情報２２６、
・ＲＦ充電パッド１００及び／又は１つ又は複数の遠隔装置の動作セッティングを格納するための装置セッティング２２８、
・１つ又は複数のプロトコルのプロトコル情報を格納及び管理するための通信プロトコル情報２３０（例えばZigBee、Z-Waveなどのカスタム又は標準無線プロトコル、及び／又はイーサーネットなどのカスタム又は標準有線プロトコル）、
・マッピングデータを格納及び管理する（例えば１つ又は複数の送信フィールドをマッピングする）ためのマッピングデータ２３２、
・無線で配送された電力をＲＦ充電パッド１００から受信する権限を無線電力受信器が与えられるかどうかを判断するためのセキュア素子モジュール２３４、
・様々な無線電力受信器へ電力を無線で配送するためにどのアンテナ区域又は区域群が使用されなければならないかを判断するために、試験送電信号を送信するプロセスと様々なアンテナ区域とを連携させるためのアンテナ区域選択及びチューニングモジュール２３７（図９Ａ〜９Ｂ、図１００、及び図１１Ａ〜１１Ｅを参照して以下にさらに詳細に説明されように）。
【００７３】
[0091]  上記識別された素子（例えば、ＲＦ充電パッド１００のメモリ２０６内に格納されるモジュール）のそれぞれは、前述のメモリ装置のうちの１つ又は複数内に任意選択的に格納され、上述の機能（群）を行うための一組の命令に対応する。様々な実施形態では、上記識別されたモジュール又はプログラム（例えば命令の組）は、別個のソフトウェアプログラム、手順、又はモジュールとして実現される必要は無く、したがって、これらのモジュールの様々な下位集合が任意選択的に組み合わせられる又はそうでなければ再配置される。いくつかの実施形態では、メモリ２０６は上に識別されたモジュール及びデータ構造の下位集合を任意選択的に格納する。
【００７４】
[0092]  図２Ｂは、いくつかの実施形態による代表的受信装置１０４（時に、受信器、電力受信器又は無線電力受信器と呼ばれる）を示すブロック図である。いくつかの実施形態では、受信装置１０４は、１つ又は複数の処理ユニット（例えばＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、マイクロプロセッサなど）２５２、１つ又は複数の通信部品２５４、メモリ２５６、アンテナ（群）２６０、電力収集回路２５９、及びこれらの部品（時に、チップセットと呼ばれる）を相互接続するための１つ又は複数の通信バス２５８を含む。いくつかの実施形態では、受信装置１０４は、図２Ａを参照して上に説明した１つ又は複数のセンサ２１２などの１つ又は複数のセンサ２６２を含む。いくつかの実施形態では、受信装置１０４は、電力収集回路２５９を介し収集されるエネルギーを格納するためのエネルギー貯蔵装置２６１を含む。様々な実施形態では、エネルギー貯蔵装置２６１は、１つ又は複数の電池、１つ又は複数のキャパシタ、１つ又は複数のインダクタなどを含む。
【００７５】
[0093]  いくつかの実施形態では、電力収集回路２５９は１つ又は複数の整流回路及び／又は１つ又は複数の電力変換器を含む。いくつかの実施形態では、電力収集回路２５９は、電力波からのエネルギー及び／又はエネルギーポケットからのエネルギーを電気エネルギー（例えば電気）へ変換するように構成された１つ又は複数の部品（例えば電力変換器）を含む。いくつかの実施形態では、電力収集回路２５９はさらに、ラップトップ又は電話などの結合された電子装置へ電力を供給するように構成される。いくつかの実施形態では、結合された電子装置へ電力を供給することは、電気エネルギーをＡＣ形式からＤＣ形式（例えば電子装置により使用可能な）へ変換することを含む。
【００７６】
[0094]  いくつかの実施形態では、アンテナ（群）２６０は以下にさらに詳細に説明される蛇行線アンテナのうちの１つ又は複数を含む。
【００７７】
[0095]  いくつかの実施形態では、受信装置１０４は、１つ又は複数の指示灯、サウンドカード、スピーカ、テキスト情報及びエラーコードを表示するための小型ディスプレイなどの１つ又は複数の出力装置を含む。いくつかの実施形態では、受信装置１０４は、受信装置１０３の位置を判断するためのＧＰＳ（全地球測位衛星）又は他の地理的位置受信器などの位置検出装置を含む。
【００７８】
[0096]  様々な実施形態では、１つ又は複数のセンサ２６２は、１つ又は複数の熱放射センサ、環境温度センサ、湿度センサ、ＩＲセンサ、占有センサ（例えばＲＦＩＤセンサ）、環境光センサ、動き検出器、加速度計、及び／又はジャイロスコープを含む。
【００７９】
[0097]  通信部品（群）２５４は受信器１０４と１つ又は複数の通信ネットワーク間の通信を使用可能にする。いくつかの実施形態では、通信部品（群）２５４は、多様なカスタム又は標準無線プロトコル（例えばIEEE 802.15.4、Wi-Fi、ZigBee、6LoWPAN、Thread、Z-Wave、Bluetooth Smart、ISA100.11a、WirelessHART、MiWiなど）、カスタム又は標準規格有線プロトコル（例えばEthernet、HomePlugなど）のうちの任意のもの及び／又は本文書の出願日の時点で未だ開発されていない通信プロトコルを含む任意の他の好適な通信プロトコルを使用することにより、データ通信することができる。
【００８０】
[0098]  通信部品（群）２５４は例えば、多様なカスタム又は標準無線プロトコル（例えばIEEE 802.15.4、Wi-Fi、ZigBee、6LoWPAN、Thread、Z-Wave、Bluetooth Smart、ISA100.11a、WirelessHART、MiWiなど）、及び／又は多様なカスタム又は標準有線プロトコル（例えばEthernet、HomePlugなど）のうちの任意のもの、又は本文書の出願日の時点で未だ開発されていない通信プロトコルを含む任意の他の好適な通信プロトコルを使用することによりデータ通信することができるハードウェアを含む。
【００８１】
[0099]  メモリ２５６は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＤＲ  ＳＲＡＭ、又は他のランダムアクセス固体メモリ装置などの高速ランダムアクセスメモリを含み、任意選択的に、１つ又は複数の磁気ディスク記憶装置、１つ又は複数の光ディスク記憶装置、１つ又は複数のフラッシュメモリ装置、又は１つ又は複数の他の不揮発性固体記憶装置などの不揮発性メモリを含む。メモリ２５６又は代替的にメモリ２５６内の不揮発性メモリは非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。いくつかの実施形態では、メモリ２５６（又はメモリ２５６の非一時的コンピュータ可読記憶媒体）は、以下のプログラム、モジュール、及びデータ構造、又はその下位集合又は上位集合を格納する：
・様々な基本システムサービスを扱うための手順とハードウェア依存タスクを行うための手順とを含む動作論理２６６、
・通信部品（群）２５４と協力して遠隔装置（例えばリモートセンサ、送信器、受信器、サーバ、マッピングメモリなど）と結合及び／又は通信するための通信モジュール２６８、
・例えば受信器１０３、ＲＦ充電パッド１００、又は受信器１０３の近傍の物体の有無、速度、及び／又は位置決めを判断するためにセンサデータを（例えばセンサ２６２と協力して）取得及び処理するためのセンサモジュール２７０、
・電力波からのエネルギー及び／又はエネルギーポケットからのエネルギーを（例えば、アンテナ（群）２６０及び／又は電力収集回路２５９と協力して）受信し、エネルギーを（例えば直流へ）任意選択的に変換し（例えば電力収集回路２５９と協力して）、結合された電子装置へエネルギーを転送し、エネルギーを任意選択的に格納する（例えばエネルギー貯蔵装置２６１と協力して）ための無線電力受信モジュール２７２、
・限定しないが以下のものを含むデータベース２７４：
・１つ又は複数のセンサ（例えば、センサ２６２及び／又は１つ又は複数のリモートセンサ）により受信、検出、及び／又は送信されるデータを格納及び管理するためのセンサ情報２７６、
・受信器１０３、結合された電子装置２７８、及び／又は１つ又は複数の遠隔装置の動作セッティングを格納するための装置セッティング、
・１つ又は複数のプロトコルのプロトコル情報を格納及び管理するための通信プロトコル情報２８０（例えばZigBee、Z-Waveなどのカスタム又は標準無線プロトコル、及び／又はイーサーネットなどのカスタム又は標準有線プロトコル）、
・識別情報をＲＦ充電パッド１００へ提供するためのセキュア素子モジュール２８２（例えば、ＲＦ充電パッド１００は、無線電力受信器１０４が無線で配送された電力を受信する権限を与えられるべきかどうかを判断するために識別情報を使用する）。
【００８２】
[0100]  上に識別された素子（例えば、受信器１０４のメモリ２５６内に格納されたモジュール）のそれぞれは、前述のメモリ装置のうちの１つ又は複数のメモリ装置内に任意選択的に格納され、上述の機能を行うための一組の命令に対応する。上記識別されたモジュール又はプログラム（例えば命令の組）は、別個のソフトウェアプログラム、手順、又はモジュールとして実装される必要は無く、したがって、これらのモジュールの様々な下位集合が任意選択的に組み合わせられる、又はそうでなければ様々な実施形態で再配置される。いくつかの実施形態では、メモリ２５６は任意選択的に、上に識別されたモジュール及びデータ構造の下位集合を格納する。さらに、メモリ２５６は任意選択的に、接続装置の装置タイプ（例えば受信器１０４と結合される電子装置の装置タイプ）を識別するためのモジュールを識別するなどの上に述べなかった追加のモジュール及びデータ構造を格納する。
【００８３】
[0101]  次に図３Ａ〜図８へ移ると、ＲＦ充電パッド１００の様々なアンテナにおいてインピーダンス値（例えば負荷ピック）を修正するための部品を含むＲＦ充電パッド１００の実施形態が示され、蛇行線パターンを形成する導電線を含むアンテナの説明もまたこれらの図を参照して提供される。
【００８４】
[0102]  図３Ａに示すように、いくつかの実施形態は、ＲＦ充電パッド１００の様々なアンテナにおけるインピーダンス値を修正することを可能にする負荷ピック１０６を含むＲＦ充電パッド１００を含む。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、それぞれが第１の端部におけるそれぞれの電力増幅器切り替え回路１０３と第２の端部におけるそれぞれの適応型負荷端子１０２とにより給電される１つ又は複数のアンテナ素子を含む（１つ又は複数のアンテナ素子の追加の詳細及び説明は図３Ｂ〜３Ｃを参照して以下に提供される）。
【００８５】
[0103]  いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００はまた、中央処理ユニット１１０（本明細書ではプロセッサ１１０とも呼ばれる）を含む（又はそれと通信する）。いくつかの実施形態では、プロセッサ１１０は、図１Ｂに示されＲＦ送電器集積回路１６０の部品として含まれるＣＰＵ２０２などのＲＦ充電パッド１００の動作を管理する責任を負う単一集積回路の部品である。いくつかの実施形態では、プロセッサ１１０は、（例えば、様々なインピーダンス値を生成するために特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又は可変抵抗器であり得る負荷ピック又は適応型負荷１０６と通信することにより）ＲＦ信号周波数を制御するとともに適応型負荷端子１０２のそれぞれにおけるインピーダンス値を制御するように構成される。いくつかの実施形態では、負荷ピック１０６は、開放又は短絡された状態のいずれかに置かれる電気機械スイッチである。
【００８６】
[0104]  いくつかの実施形態では、電子装置（例えば、ストリーミングメディア装置又はプロジェクタの筐体内に集積化され得る充電パッド１００の上に置かれるリモコンなどの内部又は外部接続部品として受信器１０４を含む装置）は、電池を充電する及び／又は電子装置を直接給電するための充電パッド１００の１つ又は複数のＲＦアンテナ素子から受信器１０４へ転送されるエネルギーを使用する。
【００８７】
[0105]  いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、（図３Ａの電力増幅器（ＰＡ）１０８から）電力を受信するための２つ以上の入力端子と２つ以上の出力又は適応型負荷端子１０２とにより構成される。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００の特定の区域（例えば、充電される電子装置（内部又は外部接続ＲＦ受信器１０４を有する）が、充電パッド上に置かれる場所の下に位置するアンテナ素子を含む区域）における適応型負荷端子１０２が、受信器１０４により受信される電力を最大化するために最適化される。例えば、内部又は外部接続ＲＦ受信器１０４を有する電子装置が特定の区域１０５（特定の区域１０５は一組のアンテナ素子を含む）内のパッド１００上に置かれたという指標が受信されると、ＣＰＵ１１０は、ＲＦ受信器１０４へ転送される電力を最大化するために一組のアンテナ素子を適合化する。一組のアンテナ素子を適合化することは、ＣＰＵ１１０が、負荷ピック１０６に、一組のアンテナ素子に関連付けられる適応型負荷端子１０２の様々なインピーダンス値を試みるように命令することを含み得る。例えば、アンテナ素子における特定の導電線のインピーダンス値はＺ＝Ａ＋ｊＢの複素数値により与えられる（ここで、Ａはインピーダンス値の実部であり、Ｂは虚部である、例えば０＋ｊ０、１０００＋ｊ０、０＋５０ｊ、２５＋ｊ７５など）、そして負荷ピックは、一組のアンテナ素子からＲＦ受信器１０４へ転送されるエネルギーの量を最大化するためにインピーダンス値を調整する。いくつかの実施形態では、一組のアンテナ素子を適合化することはまた、又は代替的に、最大量のエネルギーがＲＦ受信器１０４へ転送される周波数が見出されるまで様々な周波数におけるＲＦ信号をＣＰＵ１１０が一組のアンテナ素子に送信させることを含む。いくつかの実施形態では、インピーダンス値及び／又は一組のアンテナ素子が送信する周波数を調整することは、ＲＦ受信器１０４へ転送されるエネルギーの量に対する変更を生じさせる。このようにして、ＲＦ受信器１０４へ転送されるエネルギーの量が、最大化され（例えば、パッド１００のアンテナ素子により受信器１０４へ送信されるエネルギーの少なくとも７５％を転送するために、いくつかの実施形態では、インピーダンス値及び／周波数を調整することは、送信されるエネルギーの最大９８％が受信器１０４により受信され得るようにする）、ＲＦ受信器１０４が置かれる可能性があるパッド１００上の任意の特定の点において受信され得る。
【００８８】
[0106]  いくつかの実施形態では、電力増幅器１０８を含む入力回路は追加的に、入力信号の周波数を変更し得る装置、又は同時に複数の周波数で動作し得る発振器又は周波数変調器などの装置を含み得る。
【００８９】
[0107]  いくつかの実施形態では、ＣＰＵ１１０は、ＲＦ受信器１０４へ転送されるエネルギーの量が所定の閾値を横切る（例えば、送信されたエネルギーの７５％以上（最大９８％など）が受信される）と、最大量のエネルギーがＲＦ受信器１０４へ転送されているということを判断する、又は、多くのインピーダンス及び／又は周波数値により送信を試験し、次に、ＲＦ受信器１０４へ転送される最大エネルギーを生じるインピーダンス及び周波数の組み合わせを選択することにより（以下の適応化方式を参照して説明されるように）、最大量のエネルギーがＲＦ受信器１０４へ転送されているということを判断する。
【００９０】
[0108]  いくつかの実施形態では、周波数とインピーダンスとのどの組み合わせがＲＦ受信器１０４への最大エネルギー転送を生じるかを判断するために、インピーダンス値及び／又は充電パッド１００のＲＦアンテナ（群）１２０から発射されるＲＦ信号の周波数を適応的に調整する適応化方式が採用される。例えば、充電パッド１００へ接続されるプロセッサ１１０は、より良い性能のために適応的に最適化することを試みるために、ＲＦ充電パッド１００の所与の場所（例えば、ＲＦ信号を送信するための１つ又は複数のＲＦアンテナ素子を含むＲＦ充電パッド１００の図３Ａの区域１０５などの区域又は領域）において様々な周波数（すなわち、許容された動作周波数範囲又は範囲群内の）を試みる。例えば、単純な最適化が、各負荷端子をアースに対し開放／切り離す又は閉じる／短絡するかのいずれかを行い（いくつかの実施形態では、これらの状態間を切り替えるためにリレーが使用される）、また、区域内のＲＦアンテナに様々な周波数で送信させ得る。いくつかの実施形態では、リレー状態（開放又は短絡された）と周波数との組み合わせ毎に、受信器１０４へ転送されるエネルギーは、監視され、そして他の組み合わせを使用する際に転送されるエネルギーと比較される。受信器１０４への最大エネルギー転送を生じる組み合わせが、選択され、そして１つ又は複数のＲＦ信号を受信器１０４へ送信し続けるために使用される。いくつかの実施形態では、上述の適応化方式は、ＲＦ充電パッド１００により受信器１０４へ転送されるエネルギーの量を最大化するのを助けるために、図９Ａ〜９Ｂ、図１０、図１１Ａ〜１１Ｅを参照して以下に説明される方法の一部として行われる。
【００９１】
[0109]  別の例として、ＩＳＭ帯内の５つの周波数が高周波を送信するためにパッド１００により利用され、負荷ピック１０６が開放状態と短絡状態との間で切り替わるための電気機械式リレーであれば、適応化方式を採用することは、アンテナ素子１２０毎に又はアンテナ素子群１２０の区域に関し周波数とインピーダンス値との１０個の組み合わせを試みることと、最良性能を生じる（すなわち、受信器１０４において受信される最大電力、又はパッド１００からＲＦ受信器１０４へ転送される最大電力を生じる）組み合わせを選択することとを含むだろう。
【００９２】
[0110]  工業、科学、及び医療無線バンド（ＩＳＭ帯）は、通信よりむしろ科学、医療、及び工業要件に向けられた高周波（ＲＦ）エネルギーの使用のために国際的に予約された無線帯のグループ又は無線スペクトルの一部を指す。いくつかの実施形態では、すべてのＩＳＭ帯（例えば４０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、２４ＧＨｚ、６０ＧＨｚ、１２２ＧＨｚ及び２４５ＧＨｚ）が適応化方式の一部として採用され得る。１つの具体例として、充電パッド１００が５．８ＧＨｚ帯において動作していれば、適応化方式を採用することは、ＲＦ信号を送信することと次に所定の増分で周波数を調整することとを含むだろう（例えば５０ＭＨｚ増分、したがって５．７５ＧＨｚ、５．７５５ＧＨｚ、５．７６ＧＨｚ等々の周波数）。いくつかの実施形態では、所定の増分は、５、１０、１５、２０、５０ＭＨｚ増分又は任意の他の好適な増分であり得る。
【００９３】
[0111]  いくつかの実施形態では、パッド１００のアンテナ素子１２０は２つの異なる周波数帯（例えば９１５ＭＨｚの中心周波数を有する第１の周波数帯と５．８ＧＨｚの中心周波数を有する第２の周波数帯）において動作するように構成され得る。これらの実施形態では、適応化方式を採用することは、ＲＦ信号を送信することと、次に第１の周波数帯の第１の閾値に到達するまで第１の所定の増分で周波数を調整することと、次に、第２の周波数帯の第２の閾値に到達するまで第２の所定の増分（第１の所定の増分と同じであっても同じでなくてもよい）で周波数を調整することとを含む。例えば、アンテナ素子１２０は、（第１の周波数帯内の）９０２ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、９２８ＭＨＺで、そして次に（第２の周波数帯内の）５．７９５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、５．８０５ＧＨｚで送信するように構成され得る。複数の周波数で動作することができるアンテナ素子に関するさらなる詳細は図１４Ａ〜１４Ｄ、図１５を参照して以下に提供される。
【００９４】
[0112]  次に図３Ｂ〜３Ｃへ移ると、いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッドの一部を示す高位ブロック図が示される。
【００９５】
[0113]  図３Ｂは、単一ＴＸアンテナ１２０（すべてが図３Ａに示す充電パッド１００を形成するこのようなアンテナ１２０のアレイを含むアンテナ区域の一部であり得る）の概略図を示す。いくつかの実施形態では、ＴＸアンテナ１２０はＴＸアンテナ素子１２０とも呼ばれる。いくつかの環境では、ＲＦ受信ユニット／アンテナ（ＲＸ）（又は内部又は外部接続部品として受信ユニット１０４を含む装置）が、ＴＸアンテナ１２０（図３Ｂに示すように蛇行線配置を形成する導電線を含む）を含むパッド１００の一部の上に置かれる。
【００９６】
[0114]  いくつかの実施形態では、受信器１０４は、単一ＴＸアンテナ１２０の金属導電線へのダイレクトコンタクトを有しなく、ＴＸアンテナ１２０へ単に結合される（すなわち近接場区域内で）。
【００９７】
[0115]  いくつかの実施形態では、ＴＸアンテナ１２０は図３Ｂの１２１（図３Ａの端子１０２のうちのそれぞれの１つであり得る）及び１２３（図３ＡのＰＡ切り替え回路１０３のうちのそれぞれの１つへ接続され得る）のラベル付きの２つ以上の端子（又はポート）を有する。いくつかの実施形態では、電力源（電力増幅器又はＰＡからの）は端子１２３へ接続され、適応型負荷（例えば電気機械スイッチ又はＡＳＩＣ）は端子１２１へ接続される。いくつかの実施形態では、適応型負荷は、一般的には実部と虚部との両方を有し得る複素インピーダンスとして形成される（すなわち、複素適応型負荷は、能動装置（例えばトランジスタで作られる集積回路又はチップ）又はインダクタ／キャパシタ及び抵抗器により形成される受動装置を使用して形成され得る）。いくつかの実施形態では、複素インピーダンスは上に論述したように式Ｚ＝Ａ＋ｊＢ（例えば、０＋ｊ０，１００＋ｊ０，０＋５０ｊなど）により与えられる。
【００９８】
[0116]  いくつかの実施形態では、受信器１０４もまた第３の端子と見なされ得る。浪費エネルギーをなくすために、受信器１０４は、端子１２３から端子１２１方向に移動する誘起電力の最大量（例えば９８％など７５％以上）を吸収するように構成されるべきである。いくつかの実施形態では、プロセッサ１１０はフィードバックループを介し受信器１０４へ接続される（例えば、メッセージを交換するためにBluetoothローエネルギー（ＢＬＥ）によるなど短距離通信プロトコルを使用することにより）。いくつかの代替実施態様では、送信器における受信器からＣＰＵへのフィードバックループは、別個の通信プロトコル及び／又は異なる周波数帯を使用するのではなくむしろパッド１００により送信される送電信号と同じ周波数帯を利用し得る。
【００９９】
[0117]  いくつかの実施形態では、フィードバックループ及び交換されるメッセージは、受信されるエネルギーの量を示すために使用され得る、又は、代替的に又は追加的に、受信されるエネルギーの量を前の測定結果と比較した増加又は減少を示し得る。いくつかの実施形態では、プロセッサ１１０は、ある時点で受信器１０４により受信されるエネルギーの量を監視し、端子１２３から端子１２１へ転送される電力を最大化するために適応型負荷を制御／最適化する。いくつかの実施形態では、転送されるエネルギーの量を監視することは、（ｉ）ある時点で受信器１０４により受信されるエネルギーの量を示す情報を受信器１０４（又は受信器１０４が位置する電子装置の部品）から受信することと、（ｉｉ）端子１２１における導電線内に留まる（受信器１０４により吸収されてしまうのではなく）エネルギーの量を監視することとのうちの１つ又は両方を含む。いくつかの実施形態では、これらの監視技術の両方が利用される。一方、他の実施形態では、これらの監視技術の一方又は他方が利用される。
【０１００】
[0118]  いくつかの実施形態では、受信器１０４（すなわち内部又は外部接続部品として受信器１０４を含む電子装置）は、充電パッド１００（すなわち、それぞれのアンテナ素子１２０上の蛇行パターンを形成する導電線を部分的又は完全に覆う）の上の任意の位置に置かれ得、プロセッサ１１０は、転送されるエネルギーの量を監視し、受信器１０４へ転送されるエネルギーを最大化するために必要な調整（例えば、インピーダンス及び／又は周波数に対する）を行い続けることになる。
【０１０１】
[0119]  アンテナ素子１２０とその中に含まれる充電パッド１００との動作を示すのを助けるために、図３Ｂに示す送信アンテナ素子１２０は次の２つのセクションに分割される：１）セクション１２５はアンテナ素子１２０の端子１２３で始まり、受信器１０４の端部へ伸びる、２）セクション１２７は送信アンテナ素子１２０の残りと端子１２１とにより形成される。これらのブロックは図３Ｃに関し以下により詳細に説明される。セクション１２５、１２７は、説明の目的のために使用される機能表現であり、アンテナ素子を別個のセクションに区分化する特定の実装形態を指定するようには意図されていないということを理解すべきである。
【０１０２】
[0120]  次に図３Ｃに移ると、ＴＸアンテナ１２０のブロック図が示される。いくつかの実施形態では、セクション１２５、１２７を分割する点から始まり適応型負荷１０６（例えば端子１２１）へのＴＸアンテナ１２０の接続で終わる実効インピーダンス値（Ｚｅｆｆｅｃｔｉｖｅ）は、ＴＸアンテナ１２０上の受信器１０４の位置と、端子１２１において適応型負荷１０６により提供される選択された負荷とに基づき変化することになる。いくつかの実施形態では、選択された負荷は、端子１２３と受信器１０４間で転送されるエネルギーが最大値に達し（例えば、パッド１００のアンテナ素子により送信されたエネルギーの７５％以上（９８％など）がＲＦ受信器１０４により受信され）、一方、端子１２３から端子１２１へのエネルギー転送がまた最小値のままである（例えば、パッド１００のアンテナ素子により送信されるエネルギーの２５％未満（２％程度も含む）が、ＲＦ受信器１０４により受信されなく、端子１２１に到達して終わる又は後方反射されて終わる）やり方でＺｅｆｆｅｃｔｉｖｅをチューニングするように適応型負荷１０６（図３Ａのプロセッサ１１０と協力して）により最適化される。
【０１０３】
[0121]  電気機械スイッチ（例えば機械式リレー）が開放状態と短絡状態との間で切り替わるために使用される実施形態では、スイッチを特定のアンテナ素子１２０の開放状態から短絡状態（例えば、接地面へ短絡される）へ移動することは、それぞれの端子１２１における当該特定のアンテナ素子１２０のインピーダンス値Ｚｅｆｆｅｃｔｉｖｅを０に近い値まで降下させる（又は、短絡状態から開放状態へ切り替えることは無限大に近い値近くまでインピーダンス値をジャンプさせる）。いくつかの実施形態では、図３Ａを参照して上に論述された周波数適応化方式は、ＲＦ受信器（例えば、図３Ａ〜３Ｃの受信器１０４）へ転送されるエネルギーを最大化するためにインピーダンス値とＲＦ信号周波数との様々な組み合わせを試験するために採用される。いくつかの実施形態では、集積回路（ＩＣ又はチップ）が適応型負荷１０６として電気機械スイッチの代わりに使用され得る。このような実施形態では、適応型負荷１０６は、ある範囲の値（０と無限大間など）に沿ってインピーダンス値を調整するように構成される。いくつかの実施形態では、ＩＣは、ＩＣのファームウェア（及び／又はＩＣの動作を制御するＣＰＵ１１０上で実行するファームウェア）により制御される適応型／再構成可能ＲＦ能動及び／又は受動素子（例えばトランジスタ及び伝送線路）により形成され得る。いくつかの実施形態では、ＩＣにより生成され、ファームウェアを介しそしてフィードバックループ（図３Ａを参照して上に論述された）からの情報に基づき制御されるインピーダンスは、スミスチャートから選択される任意の負荷値をカバーするように変更され得る（又は、ＩＣは、スミスチャートからの値の一部をカバーするいくつかの負荷を生成するように設計され得る）。いくつかの実施形態では、このＩＣはパッド１００の動作全体を管理するために使用されるＲＦ送電器集積回路１６０（図１Ｂ）とは異なる。この他のＩＣはまた、ＲＦ送電器集積回路１６０と通信して、回路１６０がインピーダンス値に対する調整を制御することを可能にする。スミスチャートは、サンプリングされ得、プロセッサ１１０によりアクセス可能なメモリ内に（例えば参照テーブルとして）格納され得る、プロセッサ１１０は、試験すべき様々なインピーダンス値を判断するために、格納されたスミスチャートを使用して参照を行い得る。例えば、集積回路は、受信器１０４へ転送されるエネルギーを最適化する値の組み合わせを見つけ出すために、様々なＲＦ伝送周波数と組み合わせて試験すべきインピーダンス値の所定数の複素数値（例えば、５ｊ〜１０ｊ，１００＋０ｊ，又は０＋５０ｊ）を選択するように構成され得る（最大化されたエネルギー転送の例は上に論述された）。
【０１０４】
[0122]  いくつかの他の実施形態では、１つの適応型負荷１０６を有する図１Ｂの２つ以上のアンテナ素子１２０を有する送信器又は充電パッドが２つ以上の異なる周波数帯内でそれぞれに同時に動作するように構成され得る。例えば、第１のアンテナ素子は第１の周波数又は周波数帯において動作し、第２のアンテナ素子は第２の周波数又は周波数帯において動作し、第３のアンテナ素子は第３の周波数又は周波数帯において動作し、第４のアンテナ素子は第４の周波数又は周波数帯において動作し、４つの周波数帯は互いに異なる。したがって、２つ以上のアンテナ素子１２０を有する送信器がマルチバンド送信器として使用され得る。
【０１０５】
[0123]  図３Ｄは、いくつかの実施形態によるＲＦ信号を送信しているアンテナ素子のセクション内のエネルギー流れを示す単純化回路のブロック図である。図３Ｄ内の部分１及び部分２への参照は図３Ｂ、３Ｃに示したセクションを指し、特に、部分１はセクション１２５に対応し、部分２はセクション１２７に対応する。
【０１０６】
[0124]  図３Ｄに示すように、送信アンテナ素子１２０の実効インピーダンス（Ｚｅｆｆｅｃｔｉｖｅ）は、受信器１０４の後ろにある導電線の一部（いくつかの実施形態では、以下にさらに詳細に論述されるように蛇行線パターンを形成する）と適応型負荷（図３Ｂ、３Ｃにおけるセクション１２７としてラベル付けされた）とにより形成される。いくつかの実施形態では、最適化することにより、負荷ＺｅｆｆｅｃｔｉｖｅはＰＡから受信器１０４へ転送されるエネルギーが最大化されるようにチューニングされ、導電線内に留まるエネルギーは適応型負荷に到達する時までに最小化される（上に論述したように）。
【０１０７】
[0125]  図４はいくつかの実施形態による２つの端子を有するアンテナ素子の概略図である。図４に示すように、アンテナ素子１２０の入力すなわち第１の端子（上記図３Ｂ〜３Ｄを参照し端子１２３としても説明した）が電力増幅器１０８へ接続され、出力すなわち第２の端子（上記図３Ｂ〜３Ｄを参照し端子１２１として説明した）は、適応型負荷を構成することを可能にする負荷ピック１０６と接続される。別の言い方をすれば、いくつかの実施形態では、アンテナ素子１２０は第１の端子から電力増幅器１０８により給電され、アンテナ素子１２０はまた、適応型負荷（例えば、短絡状態と開放状態との間で切り替わる機械式リレー）における第２の端子において終端される。
【０１０８】
[0126]  いくつかの実施形態では、充電パッド１００（図３Ａ）は、蛇行線パターンを形成する導電線を有する単一層又は多層銅アンテナ素子１２０で作られる。いくつかの実施形態では、これらの層のそれぞれは、その層のうちの１つ（例えば最下層）として頑強接地面を有する。頑強接地面の一例が、示され、そして図４に示す送信アンテナ素子用にラベル付けされる。
【０１０９】
[0127]  いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００（及びその中に含まれる個々のアンテナ素子１２０）は、プロジェクタ、ラップトップ、又は（ネットワークストリーミングメディアプレーヤ（例えば、ストリーミングテレビ番組及び他のコンテンツを視るためのテレビへ接続されるＲＯＫＵ装置）などの）デジタルメディアプレーヤなどの民生電子装置内に埋め込まれる。例えば、ＲＦ充電パッド１００を民生電子装置内に埋め込むことにより、ユーザは、プロジェクタ又はストリーミングメディアプレーヤのリモコンなどの周辺装置をプロジェクタ又はストリーミングメディアプレーヤの上に単純に置くことができ（例えば、プロジェクタ又はストリーミングメディアプレーヤのリモコンはそれぞれの受信器１０４（図７Ａ〜７Ｄに示される受信器１０４の例示的構造など）を含む）、その中に含まれる充電パッド１００は、リモコンに内部又は外部に接続される受信器１０４へエネルギーを送信することができるようになり、このエネルギーはリモコンの充電のために受信器１０４により収集される。
【０１１０】
[0128]  いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、充電されるべき装置が置かれるスタンドアロン充電装置としてＵＳＢドングル内に含まれ得る。いくつかの実施形態では、アンテナ素子１２０は、充電されるべき装置が、ＵＳＢドングルと接触する様々な位置に置かれ得るようにＵＳＢドングルの上面、側面及び／又は底面近くに置かれ得る（例えば、充電されているヘッドホンは、ＵＳＢドングルの上、その下に位置する、又はＵＳＢドングルの上に張り出す可能性があり、埋め込まれたＲＦ充電パッド１００からＲＦ送信を受信することが依然としてできるだろう）。
【０１１１】
[0129]  いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、机、椅子、調理台などの家具に一体化され、これにより一体化されたＲＦ充電パッド１００を含む表面の上に容易にＲＦ充電パッド１００を置くことによりユーザが自身の装置（例えば、内部又は外部接続部品としてそれぞれの受信器１０４を含む装置）を容易に充電することを可能にする。
【０１１２】
[0130]  次に図５に移ると、高周波（ＲＦ）送電を介し電子装置を充電する方法５００のフローチャートが提供される。当初、１つ又は複数のＲＦ信号又は波を送信するための少なくとも１つのＲＦアンテナ（すなわちＲＦ電磁波を送信することができるように設計されたアンテナ）（例えば、図３Ｂ〜３Ｄ及び図４のアンテナ素子１２０）を含む送信器が提供される（５０２）。いくつかの実施形態では、ＲＦアンテナ素子のアレイ１２０が、単一面内に互いに隣接して、積層で、又はこれらの組み合わせで配置され、こうしてＲＦ充電パッド１００を形成する。いくつかの実施形態では、ＲＦアンテナ素子１２０はそれぞれ、アンテナ入力端子（例えば図４を参照して上に論述された第１の端子１２３）とアンテナ出力端子（例えば図４を参照して上に論述された第２の端子１２１）とを含む。
【０１１３】
[0131]  いくつかの実施形態では、受信器（例えば、図３Ａ〜３Ｄの受信器１０４）もまた提供される（５０４）。受信器はまた、ＲＦ信号３１０を受信するための１つ又は複数のＲＦアンテナを含む。いくつかの実施形態では、受信器は、内部又は外部接続部品として受信器１０４を含む装置を充電するために１つ又は複数のＲＦ信号を利用可能電力に変換する（３１８）少なくとも１つのレクテナを含む。使用中、受信器１０４は、少なくとも１つのアンテナの近接場高周波距離内に置かれる（５０６）。例えば、受信器は、少なくとも１つのＲＦアンテナの上に、又は少なくとも１つのＲＦアンテナに隣接する表面（充電パッド１００の表面など）の上に置かれ得る。
【０１１４】
[0132]  １つ又は複数のＲＦ信号が次に少なくとも１つのＲＦアンテナを介し送信される（５０８）。次に、本システムは、１つ又は複数のＲＦ信号を介し少なくとも１つのアンテナからＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を判断するために監視される（５１２／５１４）（上に論述されたように）。いくつかの実施形態では、この監視すること（５１２）は送信器において発生し、一方、他の実施形態では、監視すること（５１４）は、バックチャネルを介しデータを送信器へ送り返す受信器において発生する（例えばWi-Fi又はBluetoothを使用することにより無線データ接続全体にわたって）。いくつかの実施形態では、送信器及び受信器はバックチャネルを介しメッセージを交換し、これらのメッセージは、工程５１６においてなされる調整を通知するために送信及び／又は受信されるエネルギーを示し得る。
【０１１５】
[0133]  いくつかの実施形態では、送信器の特性が、少なくとも１つのＲＦアンテナから受信器へ転送されるエネルギーの量を最適化することを試みるために工程５１６において適応的に調整される。いくつかの実施形態では、この特性は１つ又は複数のＲＦ信号の周波数及び／又は送信器のインピーダンスである。いくつかの実施形態では、送信器のインピーダンスは調整可能負荷のインピーダンスである。またいくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサもまた、適応型負荷のインピーダンスを制御するように構成される。インピーダンス及び周波数の調整に関するさらなる詳細及び例は上に提供された。
【０１１６】
[0134]  いくつかの実施形態では、送信器は、電源へ電気的に結合されるように構成された電力入力と、アンテナへ送信される少なくとも１つの電気信号を制御するように構成された少なくとも１つのプロセッサ（例えば、図３Ａ〜３Ｂのプロセッサ１１０）とを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサはまた、アンテナへ送信される少なくとも１つの信号の周波数を制御するように構成される。
【０１１７】
[0135]  いくつかの実施形態では、送信器はさらに、電力入力とアンテナ入力端子間で電気的に結合された電力増幅器（例えば、図３Ａ、３Ｂ、３Ｄ及び図４のＰＡ１０８）を含む。いくつかの実施形態はまた、アンテナ出力端子（例えば、図３Ａ〜３Ｃ及び図４の端子１２１）へ電気的に結合された適応型負荷を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つのアンテナからＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの監視された量に基づき適応型負荷のインピーダンスを動的に調節する。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサはアンテナへ送信される少なくとも１つの信号の周波数を同時に制御する。
【０１１８】
[0136]  いくつかの実施形態では、送信器の各ＲＦアンテナは、蛇行線パターンを形成する導電線と、１つ又は複数のプロセッサにより制御される周波数で導電線を貫流する電流を受信するための導電線の第１の端部における第１の端子（例えば端子１２３）と、導電線の第２の端部における第１の端子とは異なる第２の端子（例えば端子１２１）であって、１つ又は複数のプロセッサにより制御される部品（例えば適応型負荷１０６）へ結合され、導電線のインピーダンス値を修正することを可能にする第２の端子とを含む。いくつかの実施形態では、導電線は多層基板の第１のアンテナ層の上に又はその層内に配置される。またいくつかの実施形態では、第２のアンテナは、多層基板の第２のアンテナ層の上に又はその層内に配置される。最後に、いくつかの実施形態はまた、多層基板の接地面層の上に又はその層内に配置される接地面を提供する。
【０１１９】
[0137]  いくつかの実施形態では、図５を参照して上に説明した方法は、図９Ａ〜９Ｂ、図１０、図１１Ａ〜１１Ｅを参照して以下に説明される方法と連携して行われる。例えば、インピーダンス値を修正／調整する動作は、無線電力を受信器へ送信するためにどのアンテナ区域（「判断されたアンテナ区域」）を使用すべきかを判断した後に行われ、そして次に、判断されたアンテナ区域におけるインピーダンス値は、判断されたアンテナ区域内のアンテナにより最大電力量が受信器へ無線で転送されるということを保証するように調整される。
【０１２０】
[0138]  図６Ａ〜６Ｅは、いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。図６Ａ〜６Ｅに示すように、ＲＦ充電パッド１００（図３Ａ）は様々な構造を使用して作られるアンテナ素子１２０を含み得る。
【０１２１】
[0139]  例えば、図６Ａ〜６Ｂは、それぞれが蛇行線パターンに形成された導電線を含む複数層を含むアンテナ素子１２０の構造の例を示す。各それぞれの層における導電線は、多層アンテナ素子１２０内の他の導電線に対し同じ（図６Ｂ）幅又は異なる（図６Ａ）幅（又は長さ、又はトレース寸法、又はパターン、又は各トレース間隔など）を有し得る。いくつかの実施形態では、蛇行線パターンは、パッド１００（又は個々のアンテナ素子１２０）の様々な位置において可変長及び／又は幅で設計され得、蛇行線パターンは、個々のアンテナ素子１２０又はパッド１００の２つ以上の基板上に印刷され得る。蛇行線パターンのこれらの構成はより多くの自由度を可能にし、したがって、個々のアンテナ素子１２０及びＲＦ充電パッド１００のより広い動作帯域幅及び／又は結合範囲を可能にするより複雑なアンテナ構造が構築され得る。
【０１２２】
[0140]  追加の例示的構造が図６Ｃ〜６Ｅに提供される。図６Ｃは、スライドカバレッジ（sliding coverage）も有する蛇行線パターンを形成する導電線の複数層を含むアンテナ素子１２０の構造の例を示す（いくつかの実施形態では、それぞれの蛇行線パターンは、それぞれの基板の第１の蛇行線パターンの一部だけが異なる基板の第２の蛇行線パターンと重なる相異なる基板内に置かれ得（すなわちスライドカバレッジ）、この構成は、アンテナ構造の幅全体にわたってカバレッジを拡大するのを助ける）。図６Ｄは、蛇行線パターン内の各折り返し点で相異なる長さを有する導電線を含むアンテナ素子１２０の構造の例を示す（いくつかの実施形態では、各折り返し点で相異なる長さを使用することは、アンテナ素子１２０の結合範囲を拡大するのを助ける及び／又はＲＦ充電パッド１００の動作帯域幅を増すのを助ける）。図６Ｅは、２つの隣接蛇行線パターンを形成する導電線を含むアンテナ素子１２０の構造の例を示す（いくつかの実施形態では、２つの隣接蛇行線パターンを形成する導電線を有することが、アンテナ素子１２０の幅を拡大するのを助ける）。これらの例のすべては非限定的であり、任意数の組み合わせ及び多層構造が、上述の例構造を使用することにより可能である。
【０１２３】
[0141]  図７Ａ〜７Ｄは、いくつかの実施形態によるＲＦ受信器のアンテナ素子の概略図である。特に、図７Ａ〜７Ｄは、（ｉ）図７Ａ（単極受信器）及び図７Ｂ（二極受信器）に示す蛇行線パターンを形成する導電線を有する受信器（導電線は頑強接地面又は反射器により裏付けされてもよいし、されなくてもよい）を含むＲＦ受信器（例えば、図３Ａ〜３Ｄ及び図４の受信器１０４）の構造の例を示す。図７Ｃ〜７Ｄは、二極と蛇行線パターンを形成する導電線とを有するＲＦ受信器の構造の追加例を示す。図７Ａ〜７Ｄに示す構造のそれぞれは、それぞれのＲＦ受信器の様々な結合範囲、結合配向、及び／又は帯域を提供するために使用され得る。非限定的例として、図７Ａに示すアンテナ素子が受信器において使用される場合、パッド１００と一方向にだけ結合する非常に小さな受信器が設計／構築され得る。別の非限定的な例として、図７Ｂ〜７Ｄに示すアンテナ素子が受信器において使用される場合、受信器はパッド１００と任意の配向で結合され得る。
【０１２４】
[0142]  同一出願人の米国特許出願第１５／２６９，７２９号もまた、アンテナ素子の蛇行線パターンの追加例及び説明（例えば、図２Ａ〜２Ｄ、図３、４、５、７、８及び図９Ａ〜９Ｂに示され明細書内に記載されるもの）、及び蛇行線パターンを有するアンテナ素子を含む電力転送システムの機能の説明（例えば段落［００２２］〜［００３４］及び図１Ａ〜１Ｂ）を提供し、したがって、この同一出願人の開示は、本明細書に提供される蛇行線パターンを有するアンテナ素子（受信器と送信器の両方又はそれらの組み合せの）の説明を補う。
【０１２５】
[0143]  図８は、いくつかの実施形態による、ＲＦ充電／送信パッドを形成する複数の送信アンテナ素子（又はユニットセル）を有するＲＦ充電パッドの概略図である。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は隣接アンテナ素子１２０のアレイとして形成される（電池間の距離が最良カバレッジのために最適化され得る）。いくつかの実施形態では、受信器が隣接アンテナ素子１２０間の領域／間隙内に置かれる場合、エネルギー転送を最適化する試み（例えば図３Ａを参照して上に論述された適応化方式による）は許容可能閾値レベルを越えるエネルギー転送の増加（例えば７５％以上）を生じない可能性がある。したがって、これらの環境では、隣接アンテナ素子は両方とも、ＲＦ充電パッドの表面上に及び隣接アンテナ素子１２０間のある位置に置かれた受信器へ追加のエネルギーを転送するようにＲＦ波を同時に全電力で送信するように構成され得る。
【０１２６】
[0144]  いくつかの実施形態による１つの可能な構成として、ポート（又は端子）グループ＃１は電力を供給し、ポート（又は端子）グループ＃２、＃３は適応型負荷（例えば短絡回路状態と開回路状態との間で移動する電気機械式リレー）を提供する。好適な構成の別の例として、ポート（又は端子）グループ＃１、＃２、＃３はまた（同時に、又は必要に応じ一度に１つのグループが切り替えられて）電力増幅器を介し電力を充電パッド１００へ供給するために使用され得る。
【０１２７】
[0145]  いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００の各送信アンテナ素子１２０は、上に詳細に説明したように、適応型負荷を支援するために給電（ＰＡ）端子及び１つ又は複数の端子により制御される別個のアンテナ区域を形成する。いくつかの実施形態では、受信器からのフィードバックが、受信器が置かれるアンテナ区域を判断するのを助け、この判断が当該区域を活性化する。受信器が２つ以上の区域間に（例えば隣接アンテナ素子１２０間にある領域／間隙に）置かれる環境では、追加の隣接区域が、受信器への十分なエネルギーの転送を保証するために活性化される可能性がある。無線電力を受信器へ送信するために使用すべき区域を判断することに関する追加の詳細は、図９Ａ〜９Ｂ、図１０及び図１１Ａ〜１１Ｅを参照して以下に提供される。
【０１２８】
[0146]  図９Ａ〜９Ｂは、いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化する（例えば、それに関連するアンテナを活性化する）方法９００を示す流れ図である。方法９００の動作は、近接場充電パッド（例えば、図１Ｂ及び図２ＡのＲＦ充電パッド１００）により又はその１つ又は複数の部品（例えば、図１Ａ〜１Ｂ及び図２Ａを参照して上に説明したもの）により行われる。いくつかの実施形態では、方法９００は、コンピュータメモリ又はコンピュータ可読記憶媒体（例えば、図２ＡのＲＦ充電パッド１００のメモリ２０６）内に格納される命令に対応する。
【０１２９】
[0147]  近接場充電パッドは、１つ又は複数のプロセッサ（例えば図１ＢのＣＰＵ２０２）、無線通信部品（例えば図１Ａ及び図２Ａの通信部品（群）２０４）、及びそれぞれが少なくとも１つのアンテナ素子（例えば図２Ａのアンテナ２１０うちの１つ（図３Ａ〜６Ｅを参照して説明したアンテナ１２０のうちの１つであり得る）をそれぞれ含む複数のアンテナ区域（例えば図１Ｂのアンテナ区域２９０−１、２９０−Ｎ）を含む（９０２）。いくつかの実施形態では、近接場充電パッドは、それぞれのアンテナ区域内にそれぞれが含まれる異なるアンテナ（又は、本明細書ではアンテナ素子とも呼ぶアンテナを含むユニットセル）を含む。例えば、図１Ｂに示すように、アンテナ区域２９０−１はアンテナ２１０−Ａを含む。別の例では、図１Ｂにも示すように、アンテナ区域２９０−Ｎは複数のアンテナを含む。アンテナ区域は、近接場充電パッドが複数のアンテナ区域又はグループを含み、各それぞれの区域／グループが異なるアンテナ素子のうちの少なくとも１つ（例えば少なくとも１つのアンテナ２１０）を含むように、アンテナグループとも呼ばれ得る。アンテナ区域が任意数のアンテナを含み得るということと、特定のアンテナ区域に関連付けられたアンテナの数が修正又は調整され得るということと（例えば、以下にさらに詳細に論述されるように、近接場充電パッド１００の動作を管理する責任を負うＲＦ送電器集積回路１６０のＣＰＵ下位システム１７０は、様々な時点において各アンテナ区域を動的に規定するということ）に注意すべきである。いくつかの実施形態では、各アンテナ区域は同数のアンテナ含む。
【０１３０】
[0148]  いくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサは、近接場充電パッドの動作を制御するために使用される単一集積回路（例えば図１ＢのＲＦ送電器集積回路１６０）の部品である。いくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサ（近接場充電パッドが埋め込まれている装置の１つ又は複数のプロセッサなど）及び／又は近接場充電パッドの無線通信部品は近接場充電パッドの外側にある。いくつかの実施形態では、無線通信部品は無線送受信器（例えば無線電力受信器と通信信号を交換するためのBluetooth無線、Wi-Fi無線など）である。
【０１３１】
[0149]  いくつかの実施形態では、本方法は、近接場充電パッドの較正プロセス中に１つ又は複数の装置検出閾値を規定すること（９０４）を含む。いくつかの例では、較正プロセスは、近接場充電パッドを製造した後に行われ、近接場充電パッド上に様々なタイプの装置（例えばスマートフォン、タブレット、ラップトップ、接続装置など）を置くことと、試験送電信号を様々なタイプの装置へ送信する間にアンテナ区域において検出される最小量の反射電力を測定することとを含む。いくつかの例では、第１の装置固有閾値は、最小量の反射電力の５％以下に対応する値において規定される。いくつかの実施形態では、第２の装置固有閾値はまた、１つのアンテナ区域も第１の閾値を満たすことができなければ（例えば無線電力受信器はアンテナ区域間の境界に位置するので）、第２のより高い閾値が、電力を無線電力受信器へ送信するために使用すべき２つ以上のアンテナ区域を見つけ出すために使用され得るように（以下にさらに詳細に論述されるように）、規定される。いくつかの実施形態では、複数の第１及び第２の装置固有検出閾値は様々なタイプの装置のタイプ毎に規定され、これらの複数の第１及び第２の装置固有検出閾値は、ＲＦ送電器集積回路１６０に関連付けられるメモリ（例えば図２Ａのメモリ２０６）内に格納され得る。
【０１３２】
[0157]  方法９００はまた、無線電力受信器が近接場充電パッドの閾値距離内に存在しているということを無線通信部品を介し検出すること（９０６）を含む。いくつかの例では、この検出は近接場充電パッドがオンされた（例えば、電源を入れられた）後に発生し得る。これらの例では、近接場充電パッドは、無線電力受信器がＮＦ充電パッド１００の閾値距離内に存在しているかどうかを判断するために（例えば、ＮＦ充電パッド１００から離れた閾値距離内（例えば１〜１．５メートル内）に位置する無線電力受信器を走査するために）近接場充電パッド周囲の領域を走査する。近接場充電パッドは、無線電力受信器に関連付けられた無線通信部品（例えば図２Ｂの通信部品２５４）により同報通信される信号の走査を行うために無線通信部品（例えばBluetooth無線など図２Ａの通信部品（群）２０４）を使用し得る。いくつかの実施形態では、装置検出閾値は、近接場充電パッドの閾値距離内の無線電力受信器を検出した後に１つ又は複数のプロセッサにより（上に論述された複数の第１及び第２の装置検出閾値の中から）選択される。例えば、無線電力受信器の無線通信部品は、装置のタイプを識別する情報（この情報を含むBluetooth又はBluetoothローエネルギー広告信号など）を近接場充電パッドへ提供するために使用される。いくつかの実施形態では、エネルギーを節約して近接場充電パッド及びその部品の寿命を延ばすために、無線電力は、無線電力受信器が近接場充電パッドの閾値距離内で検出されるまで送信されない（そして本明細書で論述される装置検出及びアンテナ選択ンアルゴリズムは開始されない）。
【０１３３】
[0151]  いくつかの実施形態では、検出すること（９０６）はまた、無線電力受信器が近接場充電パッドから無線で配送される電力を受信する権限を与えられることを保証するために権限ハンドシェークを（例えば、図２Ａ、図２Ｂのセキュア素子モジュール２３４、２８２を使用することにより）行うことを含み、本方法は「無線電力受信器がそのように権限を与えられた」ということを判断する場合に限り動作９０８へ進む。このようにして、近接場充電パッドは、権限を与えられた無線電力受信器だけが無線で配送された電力を受信することができるということといかなる装置も近接場充電パッドにより送信される電力を食い物にする（leech）ことができないということとを保証する。
【０１３４】
[0152]  方法９００はさらに、「無線電力受信器が近接場充電パッドの閾値距離内に存在する」ということを検出することに応答して、無線電力受信器が近接場充電パッド上に置かれたかどうかを判断すること（９１２）を含む。いくつかの実施形態では、これは、複数のアンテナ区域の各アンテナ区域を使用して試験送電信号を送信すること（９０８）と、試験送電信号を送信しながら近接場充電パッドにおける反射電力量を監視すること（９１０）とにより達成される。
【０１３５】
[0153]  いくつかの実施形態では、反射電力量が装置検出閾値を満足しなければ（例えば、反射電力量が試験送電信号により送信された電力の２０％より大きければ）、無線電力受信器が近接場充電パッドの表面上に置かれていないという判断が行われる（９１２において「いいえ」）。この判断に従って、近接場充電パッドは、工程９１４において複数のアンテナ区域の各アンテナ区域を使用して試験送電信号を送信し続ける（すなわち、工程９０８へ進む）。いくつかの実施形態では、９０８、９１０における動作は、装置検出閾値が満足されたということが判断されるまで行われる。
【０１３６】
[0154]  いくつかの実施形態では、反射電力量は複数のアンテナ区域の各アンテナ区域において測定される（例えば、各アンテナ区域は、図１Ｂに示されるものようにそれぞれのＡＤＣ／ＤＡＣ／電力検出器に関連付けられ得）一方、他の実施形態では、反射電力量はＲＦ送電器集積回路１６０の単一部品（例えばＡＤＣ／ＤＡＣ／電力検出器）を使用することにより測定され得る。反射電力量が装置検出閾値を満たすと（９１２の「はい」）、無線電力受信器は近接場充電パッド上に置かれたと判断される。例えば、反射電力量は、反射電力量が試験送電信号により送信される電力の量の２０％以下であると装置検出閾値を満足し得る。このような結果は、試験送電信号により送信される十分な電力量が無線電力受信器により吸収／捕捉されたということを示す。
【０１３７】
[0155]  いくつかの実施形態では、他のタイプのセンサ（例えば図２Ａのセンサ２１２）が、いつ無線電力受信器が近接場充電パッド上に置かれたかを判断するのを助けるために近接場充電パッド内に含まれる又はその充電パッドと通信する。例えば、いくつかの実施形態では、１つ又は複数の光センサ（例えば光がパッドの一部から阻止されると、これは、無線電力受信器がパッド上に置かれたという指標を提供し得る）、１つ又は複数の振動センサ（例えば振動がパッドにおいて検出されると、これは、無線電力受信器がパッド上に置かれたという指標を提供し得る）、１つ又は複数の歪みゲージ（例えば、パッドの表面における歪みレベルが増加すると、これは、無線電力受信器が表面上に置かれたという指標を提供し得る）、１つ又は複数の熱センサ（例えば、パッドの表面における温度が上昇すると、これは無線電力受信器が表面上に置かれたという指標を提供し得る）、及び／又は１つ又は複数の重量センサ（例えばパッドの表面上で測定された重量の量が増加すると、これは無線電力受信器が表面上に置かれたという指標を提供し得る）がこの判断を行うのを助けるために利用される。
【０１３８】
[0156]  いくつかの実施形態では、試験送電信号を送信する前に、本方法は、無線電力受信器が近接場充電パッドから無線で配送される電力を受信する権限を与えられるということを判断することを含む。例えば、図２Ａ〜２Ｂに示すように、無線電力受信器１０４及び近接場充電パッド１００は、この権限付与プロセスを行うために使用されるセキュア素子モジュール２８２、２３４をそれぞれ含み得、これにより、権限を与えられた受信器だけが近接場充電パッドから無線で配送された電力を受信することができるということを保証する。
【０１３９】
[0157]  方法９００はさらに、無線電力受信器が近接場充電パッド上に置かれたということを判断することに従って、第１の組の伝送特性を有するそれぞれの試験送電信号を複数のアンテナ区域内に含まれるそれぞれのアンテナ素子により選択的に送信すること（９１６）を含む。いくつかの実施形態では、選択的に又は順次送信することは、複数のアンテナ区域の各アンテナ区域を使用すること（９１８）により行われる。選択的に又は順次送信することは、個々のアンテナ区域に関連付けられた１つ又は複数のアンテナに試験送電信号を一度に送信させるためにアンテナ区域を選択的に活性化するプロセスを指す。
【０１４０】
[0158]  次に図９Ｂを参照すると、方法９００はさらに、複数のアンテナ区域の少なくとも１つの特定のアンテナ区域による（９１６及び／又は９１８における連続的又は選択的送信動作中の）それぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる特定の給電パラメータが電力配送判断基準を満たすかどうか（例えば、閾値を越える電力量が少なくとも１つの特定のアンテナ区域により無線電力受信器へ転送されるということを特定の電力配送パラメータが示すかどうか）を判断すること（９２０）を含む。いくつかの実施形態では、各それぞれの電力配送パラメータは、複数のアンテナグループのそれぞれのアンテナグループによるそれぞれの試験送電信号の送信に基づき無線電力受信器により受信される電力の量に対応する。
【０１４１】
[0159]  特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすということを１つ又は複数のプロセッサが判断すると（９２０の「はい」）、本方法はさらに、少なくとも１つの特定のアンテナ区域を使用することにより複数の追加の送電信号を無線電力受信器へ送信すること（９２２）を含み、ここでは、複数の追加の送電信号の各追加の送電信号は第１の組とは異なる第２の組の伝送特性を有して送信される。いくつかの実施形態では、第２の組の伝送特性は、特定のアンテナグループにより無線電力受信器へ転送される電力の量を増加するために第１の組の伝送特性内の少なくとも１つの特性を調整することにより判断される。さらに、いくつかの実施形態では、少なくとも１つの調整された特性は周波数又はインピーダンス値である（そして、周波数及びインピーダンス値は上に論述された適応化方式を使用することにより調整され得る）。
【０１４２】
[0160]  上に論述された試験送電信号は、無線電力を無線電力受信器へ配送するためにどのアンテナ区域を使用すべきかを判断するのを助けるために使用される。いくつかの実施形態では、これらの試験送電信号は、無線電力受信器又はそれと関連付けられた装置へ電力を供給する又はそれを充電するために無線電力受信器により使用されない。その代りに、複数の追加の送電信号が、電力又は無線電力受信器へ電力を供給する又はそれを充電するために使用される。このようにして、近接場充電パッドは、複数の追加の送電信号を送信するのに好適なアンテナ区域が見つけ出されるまで、装置検出段階中（例えば試験送電信号を送信している間）に資源を節約することができる。したがって、方法９００は、試験信号（すなわち第１の組の伝送特性を有する試験送電信号）を使用することにより無線電力受信器の位置を見つけ出すことができ、次に、近接場充電パッド上の無線電力受信器の位置を所与として送電信号を提供するのに最も適したアンテナ区域からのアンテナを使用することにより送信することができる。図１０を参照して以下にさらに詳細に論述されるように、このプロセスは、アンテナ区域の粗探索（例えば、粗探索は動作９０８〜９１８を含み得る）と密探索とを含み得る（例えば、密探索は動作９２０〜９３４を含み得る）。
【０１４３】
[0161]  いくつかの実施形態では、電力制御プロセス（図１１Ｅ）がまた、選択されたアンテナ区域を使用することにより無線電力受信器へ配送される電力のレベルを最適化するのを助けるために使用される（例えば、電力制御は、方法９００中に選択されたアンテナ区域を使用することにより無線電力の送信をチューニングするために動作９２２、９３０、又は９３４の後に行われ得る）。電力制御プロセスの一部として、近接場充電パッドは、追加の複数の送電信号を送信する間に、近接場充電パッドにより無線電力受信器へ無線で配送される電力のレベルを判断するために使用される無線電力受信器から受信される情報に基づき第２の組の伝送特性内の少なくとも１つの特性を調整する。
【０１４４】
[0162]  動作９２０に戻ると、９１６（そして任意選択的に９１８）における連続的又は選択的送信動作中の試験送電信号の送信に関連付けられる電力配送パラメータのいずれも電力配送判断基準を満足しないということを判断すること（９２０の「いいえ」）に応答して、方法９００はさらに、関連付けられたそれぞれの電力配送パラメータに基づき２つ以上のアンテナ区域（本明細書では又２＋アンテナ区域として交換可能に参照される）を選択すること（９２４）を含む。これは、無線電力受信器がいかなる特定のアンテナ区域にわたる中心にも来ないと生じ得る（例えば、受信器は２つ以上のアンテナ区域にわたって存在し得る）。例えば、最大電力量をそれぞれの電力配送パラメータに基づき９１６（そして、任意選択的に９１８）において連続的又は選択的送信動作中に無線電力受信器へ転送した２つ以上のアンテナ区域が動作９２４において選択される。このようにして、いくつかの実施形態では、最も効率的なアンテナ区域の密探索は、他のアンテナ区域の電力配送パラメータより高い電力配送パラメータとのそれぞれの関連性に基づき電力を９１６／９１８において動作中に無線電力受信器へ最も効率的に送信した２つ以上のアンテナ区域を選択することにより開始される。これらの実施形態では、それぞれの電力配送パラメータはアンテナ区域毎に監視され得（動作９１６／９１８と連携して）、次に、これらの電力配送パラメータ同士は、無線電力の送信に使用する２つ以上のアンテナ区域として複数のアンテナ区域のどれを選択すべきかを判断するために比較される。
【０１４５】
[0163]  ２つ以上のアンテナ区域を選択した後、本方法はさらに、（ｉ）前の送信に基づき（例えば、無線電力受信器により受信された電力のレベルに関する無線電力受信器から受信されたフィードバックに基づき、又は送信後の各アンテナグループにおいて測定された反射電力量に基づき）、試験送電信号の少なくとも１つの特性（例えば周波数、インピーダンス、振幅、段階、利得など）を修正することにより試験送電信号を更新すること、及び（ｉｉ）２つ以上のアンテナ区域のそれぞれを使用して、更新された試験送電信号を送信すること（９２６）を含む。
【０１４６】
[0164]  方法９００はさらに、２つ以上のアンテナ区域のうちの１つの区域により更新されたそれぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすかどうかを判断すること（９２８）を含む。２つ以上のアンテナ区域のうちの１つの区域により更新されたそれぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすということを判断すること（９２８の「はい」）に応答して、方法９００はさらに、２つ以上のアンテナ区域のうちの１つの区域を使用することにより複数の追加の送電信号を無線電力受信器へ送信すること（９３０）を含み、ここでは、複数の追加の送電信号の各追加の送電信号は第１の組とは異なる第２の組の伝送特性を有して送信される。複数の追加の送電信号は電力を無線電力受信器（又は無線電力受信器と結合される電子装置）へ無線で配送するために使用される。
【０１４７】
[0165]  いくつかの実施形態では、特定の電力配送パラメータが動作９２０、９２８において電力配送判断基準を満たすという判断は、「第１の閾値電力量が無線電力受信器へ転送されるということをそれぞれの電力配送パラメータ（少なくとも１つの特定の区域及び／又は２つ以上のアンテナ区域のうちの１つの区域に関連付けられた）が示す」ということを判断することを含み得る。このような判断が動作９２８において行われれば、これは、「区域は、第１の閾値電力量が動作９２６と併せて区域により無線電力受信器へ転送されるということを示すそれぞれの電力配送パラメータを有する２つ以上のアンテナ区域のうちのただ一つのアンテナ区域である」ということを示す。
【０１４８】
[0166]  いくつかの実施形態では、電力の第１の閾値量は無線電力受信器により受信される電力量に対応する（いくつかの環境では、電力の第１の閾値量は代替的に、近接場充電パッドにおいて検出される反射電力量に対応する可能性がある）。上に論述したように、いくつかの実施形態では、較正プロセスは、近接場充電パッドを製造した後に行われ、様々なタイプの装置（例えば、それぞれが無線電力受信器と結合されるスマートフォン、タブレット、ラップトップ、接続装置など）を近接場充電パッド上に置くことと、次に、アンテナグループによる試験信号の様々なタイプの装置への送信後に受信器（又はそれに結合する装置）において受信される最大電力量を測定することとを含む。いくつかの例では、第１の閾値は、最大量の受信電力のある割合に対応する値で規定される（例えば、特定のアンテナ区域により送信される電力の約８５％以上が受信器により受信される）。
【０１４９】
[0167]  上に説明したように、較正プロセスの具現化中、１つのアンテナ区域も第１の閾値を満たすことができなければ（例えば、無線電力受信器がアンテナグループ間の境界に位置し得るので）、第２の閾値がまた、無線電力を無線電力受信器へ送信する２つ以上のアンテナ区域を見つけ出すために利用され得るように（以下に論述されるように）、規定される。この第２の閾値は、較正プロセス中に測定される反射電力の最大量の別の割合（例えば６５％）であり得る。いくつかの実施形態では、第１及び第２の閾値は、較正プロセスを経験する装置の装置毎のそれぞれの装置固有第１及び第２の閾値として判断される。
【０１５０】
[0168]  いくつかの実施形態では、方法９００は（ｉ）２つ以上のアンテナ区域のいずれのアンテナ区域も第１の閾値電力量を無線電力受信器へ転送していないということと、（ｉｉ）２つ以上のアンテナ区域の追加のアンテナ区域に関連付けられた追加の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすということとを判断すること（９２８の「いいえ」）を含む。例えば、それぞれの電力配送パラメータは、２つ以上の区域の１つの区域により無線電力受信器へ転送される第１の電力量が第２の閾値電力量より大きく且つ第１の閾値電力量未満あるということを示し、追加の電力配送パラメータはまた、追加のアンテナ区域により無線電力受信器へ転送される第２の電力量が第２の閾値電力量より大きく且つ第１の閾値電力量未満であるということを示す。換言すれば、２つ以上のアンテナ区域のいずれのアンテナ区域も、第１の閾値電力量を満たすために十分な電力を無線電力受信器へ転送することができなければ、本方法は、第２の下側閾値電力量を満たすために十分な電力をアンテナグループのうちの２つが無線電力受信器へ転送したかどうかを判断することに進む。例えば、無線電力受信器は２つのアンテナグループ間の境界に位置し得るので、１つのアンテナグループも第１の閾値を満たすことができないが、これらの２つのアンテナグループは第２の閾値電力量を個々に満たすことができる可能性がある。
【０１５１】
[0169]  ２つ以上のアンテナ区域により更新された試験送電信号の送信に関連付けられる電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たす（９３２の「はい」）ということを近接場充電パッドの１つ又は複数のプロセッサが判断すると、本方法はさらに、２つ以上のアンテナ区域を使用して複数の追加の送電信号を無線電力受信器へ送信すること（９３４）を含む。このような状況は無線電力受信器が２つの隣接アンテナ区域間に置かれると生じ得る。いくつかの実施形態では、２つ以上のアンテナ区域がそれぞれ、電力を無線電力受信器へ提供するために追加の複数の送電信号を同時に送信する。
【０１５２】
[0170]  図９Ｂにも示すように、２つ以上の区域が、電力配送判断基準を満たす電力配送パラメータを有しなければ（９３２の「いいえ」）、方法９００は、無線電力を受信器へ効率的に転送する可能性のあるいかなるアンテナ区域も見つけ出されなかったので、受信器（すなわち、再び、異なる受信器）の探索を開始するために動作９０６へ戻る。いくつかの実施形態では、方法９００は代替的に、様々な特性を有する試験送電信号を送信し始め、次に、２つ以上のアンテナ区域が電力配送判断基準を満たすために十分な無線電力を受信器へ配送することをそれらの特性が許容することができるかどうかどうかを判断するために動作９２４へ戻り得る。いくつかの実施形態では、方法９００は動作９２４へ所定回数（例えば２回）戻り、２つ以上の区域が、電力配送判断基準を満たす電力配送パラメータを依然として有しなければ、本方法はこの時点で、新しい受信器を探索し始めるために動作９０６へ戻る。
【０１５３】
[0171]  いくつかの実施形態では、電力を受信器へ無線で配送する（例えば動作９２２、９３０、９３４において）ために使用すべきアンテナ区域を成功裡に見つけ出した後、方法９００は新しい受信器を探索し始めるために動作９０６へ戻る。近接場充電パッドは、いくつかの実施形態では、無線電力を複数の受信器へ任意の特定の時点で同時に配送することができ、したがって、方法９００全体を再び繰り返すことは、無線電力をこれらの複数の受信器のそれぞれへ送信するためにどのアンテナ区域を使用すべきかを近接場充電パッドが適切に判断し得るようにする。
【０１５４】
[0172]  いくつかの実施形態では、近接場充電パッドのアンテナ区域のアンテナ区域毎のそれぞれの電力配送パラメータを判断するために使用される情報は、近接場充電パッドの無線通信部品を介し無線電力受信器により近接場充電パッドへ提供される（例えば、受信器は、上に論述された試験送電信号から受信器により受信される電力の量を判断するために使用される情報を送信する）。いくつかの実施形態では、この情報は近接場充電パッドの無線通信部品と無線電力受信器との間の接続を介し送信され、この接続は、無線電力受信器が近接場充電パッド上に置かれたということを判断すると確立される。
【０１５５】
[0173]  加えて、いくつかの実施形態では、近接場充電パッドはアンテナ区域を動的に生成又は規定する。例えば、図１Ｂを参照すると、近接場充電パッドは、単一アンテナ２１０−Ａを含むように第１のアンテナ区域２９０−１を規定し得、２つ以上のアンテナ２１０を含むように別のアンテナ区域２９０−Ｎを規定し得る。いくつかの実施形態では、上に論述された方法９００の様々な段階で、アンテナ区域は再規定され得る。例えば、電力配送判断基準を満たす電力配送パラメータを２つ以上のアンテナ区域が有しないという判断に従って（９３２の「いいえ」）、近接場充電パッドは、それぞれが複数のアンテナを含むようにアンテナ区域を再規定し得る（各アンテナ区域に単一アンテナを含ませる代わりに）。このようにして、方法９００は、近接場充電パッド上に置かれた受信器へ無線電力を送信するために使用され得る適切なアンテナ区域が見つけ出されるということを保証するのを助けるためにアンテナ区域を動的に規定することができる。
【０１５６】
[0174]  図１０は、いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナグループを選択的に活性化するプロセス１０００を示す概要である。プロセス１０００における動作のいくつかは図９Ａ〜９Ｂの方法９００を参照して上に説明した動作に対応する又はそれを補完する。図１０に示すように、プロセス１０００は、近接場充電パッド（例えばＲＦ充電パッド１００、図１Ａ〜１Ｂ、図２Ａ）が近接場充電パッドの範囲内のそしてその後近接場充電パッド上の無線電力受信器（例えば無線電力受信器１０４、図１２Ｂ）を検出すること（１００２）で始まる（動作１００２は図９Ａの動作９０６から動作９１２の「はい」までに対応する）。プロセス１０００はさらに、粗探索を行うこと（１００４）、密探索を行うこと（１００６）、そして電力制御ルーチンを実行すること（１００８）を含む。プロセス１０００内の各工程は、図１１Ａ〜１１Ｅを参照して以下にさらに詳細に説明される。プロセス１０００は、いくつかの実施形態では、近接場充電パッドが近接場充電パッド上のそしてその後近接場充電パッドの範囲内の無線電力受信器を検出すること（１００２）で始まるということに注意すべきである。
【０１５７】
[0175]  図１１Ａは、近接場充電パッドの範囲内のそしてその後近接場充電パッド上（又は、いくつかの実施形態では、近接場充電パッド上のそしてその後近接場充電パッドの範囲の）の無線電力受信器を検出するためのプロセス１００２を詳述するフローチャートである。プロセス１００２は、近接場充電パッドを使用可能にする（１１０２）こと（すなわち、近接場充電パッドの電源をオンすること）を含む。その後、近接場充電パッドは、無線電力受信器を走査し（１１０４）、受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）に少なくとも部分的に基づき近接場充電パッドの範囲内の無線電力受信器を検出する（１１０６）。ＲＳＳＩを取得するために、近接場充電パッドは、無線電力受信器に関連付けられた無線通信部品により同報通信される信号（例えばBluetooth広告信号）を走査するために無線通信部品（例えばBluetooth無線などの通信部品（群）２０４、図２Ａ）を使用し得る。近接場充電パッドの範囲内の無線電力受信器を検出することは、方法９００の動作９０６を参照して上にさらに詳細に論述された。
【０１５８】
[0176]  次に、近接場充電パッドは近接場充電パッド上の無線電力受信器を検出する（１１０８）。いくつかの実施形態では、近接場充電パッドは、無線電力受信器が近接場充電パッド上に置かれたということを判断するまでは無線電力受信器は近接場充電パッド上にあるということを動作９０８〜９１４を参照して上に論述されたプロセスを使用して確定する。いくつかの実施形態では、動作（１１０８）は動作（１１０２）の前に発生する。
【０１５９】
[0177]  続いて、近接場充電パッドは、近接場充電パッド上で無線電力受信器を検出することに応答して無線電力受信器との通信チャネルを確定する（１１１０）。
【０１６０】
[0178]  次に図１１Ｂへ移ると、本方法は、近接場充電パッドが粗探索（１００４）を行うプロセス１００４へ進む。粗探索１００４を行う際、近接場充電パッドはアンテナ区域（例えばアンテナ区域２９０−１、図１Ｂ）の電力を使用可能にする（１１２２）ことで始まる。いくつかの実施形態では、アンテナ区域の電力を使用可能にすることは、第１の組の伝送特性（例えば位相、利得、方向、振幅、偏極、及び／又は周波数）を有する試験送電信号を、アンテナ区域内に含まれるアンテナ素子により送信することを含む。試験送電信号を送信することは、方法９００の工程９１６〜９１８を参照して上にさらに詳細に論述された。
【０１６１】
[0179]  粗探索１００４を続けることにより、近接場充電パッドは無線電力受信器により受信される電力量（「報告された電力」）を記録する（１１２４）。いくつかの実施形態では、報告された電力は、動作１１１０において確定された通信チャネルを介し無線電力受信器により近接場充電パッドへ伝達される。
【０１６２】
[0180]  近接場充電パッドは、近接場充電パッドのために規定されたすべてのアンテナ区域に関し上記工程（１１２２）、（１１２４）を繰り返す（１１２６）。その後、いくつかの実施形態では、近接場充電パッドは、報告された電力（例えば環境に依存して２つ又は３つの区域又はそれより大きい又は少ない数の区域）と設定された閾値（例えば電力配送判断基準）とに基づき一組のアンテナ区域を選択する（１１２８）。論述を簡単にするために、一組のアンテナ区域内の各アンテナ区域（例えばアンテナ区域２９０−１、図１Ｂ）は単一アンテナ２１０を含む。しかし、一組のアンテナ区域を選択する代わりに、近接場充電パッドはまた、複数のアンテナ２１０を含む単一アンテナ区域を選択する可能性があるということを理解すべきである。例えば、図１Ｂに示すように、アンテナ区域２９０−Ｎは複数のアンテナ２１０を含む。加えて、一組のアンテナ区域内の各アンテナ区域もまた、環境に依存して複数のアンテナを含む可能性がある。
【０１６３】
[0181]  次に図１１Ｃへ移ると、報告された電力に基づき一組のアンテナ区域を選択した後、近接場充電パッドは密探索プロセスを行う（１００６）。いくつかの実施形態では、密探索１００６は、どのアンテナ区域（群）が電力を無線電力受信器へ無線で配送するのに最も適するかを近接場充電パッド上の無線電力受信器の位置に基づき判断するために使用される。密探索を行う（１００６）際、近接場充電パッドは、粗探索を使用することにより選択された一組のアンテナ区域から少なくとも１つのアンテナ区域を選択し（１１３２）、そして少なくとも１つのアンテナ区域に関して、近接場充電パッドは、利用可能周波数及び／又はインピーダンス全体にわたって掃引する（１１３４）（すなわち少なくとも１つのアンテナ区域により送電信号の送信をチュ−ニングする）。その後、近接場充電パッドは、無線電力受信器により報告される受信された電力の量を最大化することを生じるそれらの特性を記録する（１１３６）。いくつかの実施形態では、動作１１３４、１１３６は一組のアンテナ区域内のアンテナ区域毎に繰り返され（１１３８）、近接場充電パッドは、最大電力量を無線電力受信器へ配送するアンテナ区域（Ｚ１）を選択する（１１４０）。加えて、近接場充電パッドはまた、無線電力受信器への最大電力量の配送を実現するためにアンテナ区域Ｚ１による周波数（及び他の伝送特性）並びにリレー位置を記録する。
【０１６４】
[0182]  いくつかの環境又は状況では、アンテナ区域Ｚ１により無線電力受信器へ配送される電力の量は電力の閾値量を満足しない。これらの環境又は状況では、近接場充電パッドは図１１Ｄに示される隣接区域探索を行う（１００７）。いくつかの実施形態では、隣接区域探索１００７は、無線電力受信器へ配送される電力の量を増加するために活性化され得る選択されたアンテナ区域Ｚ１の１つ又は複数の隣接区域を識別するために使用される。例えば、これは、無線電力受信器が近接場充電パッドの隣接アンテナ区域間の境界に位置する（例えば２つのアンテナ区域、３つのアンテナ区域、又は４つのアンテナ区域間の交差部に位置する）と、発生し得る。隣接区域探索を行う（１００７）際、近接場充電パッドは選択されたアンテナ区域Ｚ１の隣接アンテナ区域（ＺＡ）を識別する（１１４２）。いくつかの実施形態では、隣接区域（ＺＡ）を識別することは最大５つの隣接区域を識別することを含む。
【０１６５】
[0183]  次に、近接場充電パッドは、選択されたアンテナ区域Ｚ１と各識別された隣接区域とを対にし（１１４４）、すべてのアンテナチューニング組み合わせにわたって掃引し（１１４６）、すべての利用可能周波数（そして恐らく他の伝送特性）にわたって掃引する（１１４８）。その後、近接場充電パッドは、隣接区域（ＺＡ）の中からアンテナ区域の組み合わせを選択する（１１５０）。例えば、近接場充電パッドは、「選択されたアンテナ区域Ｚ１が、これらのアンテナ区域のいずれかが無線電力受信器へ個々に配送することができるものより高い電力量を無線電力受信器へ配送する」ということを判断し得る。別の例では、近接場充電パッドは、選択されたアンテナ区域Ｚ１及び２つ（又は３つ）の他の隣接区域が最大電力量を無線電力受信器へ配送するということを判断し得る。所望の組み合わせのアンテナ区域を選択する際、近接場充電パッドは、無線電力受信器へ配送される最大電力量を生成するために使用される伝送特性を記録する。密探索及び隣接区域探索を行うこともまた、方法９００の工程９２４〜９３２を参照して上により詳細に論述された。
【０１６６】
[0184]  密探索１００６（及び必要に応じ隣接区域探索１００７）を行った後、近接場充電パッドはその例が図１１Ｅに示される電力制御ルーチン（１００８）を実行する。いくつかの実施形態では、電力制御ルーチンは、無線電力受信器と近接場充電パッドとの両方が無線電力受信器へ配送されている電力の量を連続的に監視することを可能にする。このようにして、無線送電に対する調整は無線電力受信器から受信されたフィードバックに基づきなされ得る。例えば、配送された電力が設定閾値未満であれば、無線電力受信器は近接場充電パッドから電力増加を要求し得る。図１１Ｅは、受信器へ配送される無線電力の量の増加又は低減を受信器に要求させ得るように使用され得る様々な動作と、配送される無線電力の量の増加又は低減の受信器の要求に応答して、受信器へ配送される無線電力の量を何時増加又は低減するべきかを判断するために近接場充電パッドにより実行されるプロセスとを示す。
【０１６７】
[0185]  上述のアンテナ素子１２０（例えば図１Ｂを参照）はまた、それぞれのアンテナ素子１２０に沿った様々な場所へ結合される複数の適応型負荷端子（例えば複数の適応型負荷端子１２１）を有するように構成され得る。複数の適応型負荷端子を有するアンテナ素子１２０の例は図１２を参照して以下に提供される。図１２は、いくつかの実施形態による、ＲＦ充電パッドの複数の適応型負荷（図３〜図８を参照して上に説明したようなこのようなアンテナのアレイの一部であり得る）を有する送信アンテナ素子（ユニットセル）を示す概略図である。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１２００は１つ又は複数のアンテナ素子１２０１（図３Ｂ、図４、図６Ａ〜６Ｅ、図７Ａ〜７Ｄ、及び図８に示すようなアンテナ素子の任意のものであり得る）を含む。各アンテナ素子１２０１は、電力増幅器１２０８へ又はアンテナ素子１２０１の第１の端部におけるそれぞれの電力源へ接続され得るそれぞれの電力増幅器（ＰＡ）切り替え回路１２０８（図３ＡのＰＡ切り替え回路１０３のそれぞれの１つものであり得る）により給電される。
【０１６８】
[0186]  いくつかの実施形態では、電力増幅器１２０８を含む入力回路は追加的に、入力信号の周波数を変更し得る装置又は同時に複数の周波数で動作し得る装置（発振器又は周波数変調器など）を含み得る。
【０１６９】
[0187]  いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１２００の各アンテナ素子１２０１は、それぞれのアンテナ素子１２０１内の複数の場所に複数のそれぞれの適応型負荷端子１２０２（例えば１２０２ａ，１２０２ｂ，１２０２ｃ，．．．１２０２ｎ）を含む。いくつかの実施形態では、アンテナ素子１２０１は蛇行線パターン（図３、図４、図６〜８を参照して上に論述したような）を形成する導電線を含む。いくつかの実施形態では、アンテナ素子１２０１の複数の適応型負荷端子１２０２の各適応型負荷端子は、図１２に示すようにアンテナ素子１２０１の導電性蛇行線上の様々な場所に配置される。
【０１７０】
[0188]  いくつかの実施形態では、蛇行線アンテナ素子１２０１は、１平面内に複数の曲がり角を有する導電線を含む。いくつかの実施形態では、複数の曲がり角は、図１２のアンテナ素子１２０１に示すような方形曲がり角であり得る。いくつかの実施形態では、複数の曲がり角は先の丸い曲がり角であり得る。導電線はまた、可変幅のセグメント（例えば、第１の幅を有するセグメント１２０６、第１の幅未満である第２の幅を有する短い長さのセグメント１２０７）を有し得る。いくつかの実施形態では、適応型負荷端子１２０２ａの少なくとも１つは短長セグメント（例えば短長セグメント１２０７）のうちの１つに配置され、別の適応型負荷端子は第１の幅を有するセグメント１２０６のうちの１つのどこかに配置される。いくつかの実施形態では、適応型負荷端子１２０２の少なくとも１つは、例えば幅セグメント上のどこか（例えば蛇行線アンテナ素子１２０１の幅セグメントの中央）に配置される又は接続される。いくつかの実施形態では、最後の適応型負荷端子１２０２ｎは導電線の第２の端部（図３、図４、図６〜８を参照して上に説明したアンテナ素子１２０１の入力端子１２０３における第１の端と反対側）に配置される。いくつかの実施形態では、ある設計及び最適化では、適応型負荷端子は蛇行線アンテナ素子１２０１の第２の端部に必ずしも配置されないが、アンテナ素子１２０１の任意の位置に配置され得る。
【０１７１】
[0189]  いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１２００もまた、中央処理ユニット１２１０（本明細書ではプロセッサ１２１０とも呼ばれる）を含む（又は、それと通信する）。いくつかの実施形態では、プロセッサ１２１０は、例えば適応型負荷端子１２０２の各適応型負荷端子の複数の負荷ピック又は適応型負荷１２１２（例えば１２１２ａ，１２１２ｂ，１２１２ｃ，．．．１２１２ｎ）と通信することにより、ＲＦ信号周波数を制御するようにそして適応型負荷端子１２０２のそれぞれにおけるインピーダンス値を制御するように構成される（図３Ａ、３Ｂの負荷ピック又は適応型負荷１０６を参照して上に論述したように）。
【０１７２】
[0190]  いくつかの実施形態では、電子装置（例えばストリーミングメディア装置又はプロジェクタの筐体内に一体化され得る充電パッド１２００の上に置かれるリモコンなどの内部又は外部接続部品として受信器１２０４を含む装置）は、電池を充電する及び／又は電子装置を直接給電するために充電パッド１２００の１つ又は複数のＲＦアンテナ素子１２０１から受信器１２０４へ転送されるエネルギーを使用する。
【０１７３】
[0191]  いくつかの実施形態では、アンテナ素子１２０１の特定の区域（例えば、充電される電子装置（内部又は外部接続ＲＦ受信器１２０４を有する）が充電パッド上に置かれる場所の下に位置するアンテナ素子１２０１上の区域）又は選択された位置における適応型負荷端子１２０２が、受信器１２０４により受信される電力を最大化するために最適化される。例えば、ＣＰＵ１２１０は、内部又は外部接続ＲＦ受信器１２０４を有する電子装置がアンテナ素子１２０１上の特定の区域内のパッド１２００上に置かれたという指標を受信すると、ＲＦ受信器１２０４へ転送される電力を最大化するために、ＲＦ適応端子１２０２へそれぞれ結合される複数の適応型負荷１２１２（例えば適応型負荷１２１２ａ，１２１２ｂ，１２１２ｃ，．．．１２１２ｎ）を適合化し得る。一組の適応型負荷１２１２を適合化することは、「ＣＰＵ１２１０が、適応型負荷のうちの１つ又は複数の適応型負荷に、アンテナ素子１２０１の様々な位置へ結合される適応型負荷端子１２０２のうちの１つ又は複数の適応型負荷端子の様々なインピーダンス値を試みるように命令する」ことを含み得る。適応型負荷の適合化に関する追加の詳細は、上に提供されたので、簡潔性のために、本明細書では繰り返さない。
【０１７４】
[0192]  アンテナ素子１２０１の導電線の特定の位置／部分における実効インピーダンス値（Ｚｅｆｆｅｃｔｉｖｅ）は、多くの変数により影響されるので、アンテナ素子１２０１上の様々な場所へ結合される適応型負荷端子１２１２の構成を調整することにより操作され得る。いくつかの実施形態では、セクション１２２５（アンテナ素子１２０１の端子１２０３で始まり受信器１２０４の端まで伸びる）とセクション１２２７（送信アンテナ素子１２０１の残りと端末１２０２ｎとにより形成される）とを分割する点から始まりＴＸアンテナ１２０１の適応型負荷１２１２ｎへの接続（例えば端子１２０２ｎ）において終了する実効インピーダンス値（Ｚｅｆｆｅｃｔｉｖｅ）は、ＴＸアンテナ１２０１上の受信器１２０４の位置に基づきそしてセクション１２２７内の様々な位置において適応型負荷１２１２により提供される一組の選択された負荷に基づき変化することになる。いくつかの実施形態では、選択された負荷は、次のようなやり方でＺｅｆｆｅｃｔｉｖｅをチューニングするために適応型負荷１２１２（プロセッサ１２１０と協力して）により最適化される：端子１２０３と受信器１２０４間で転送されるエネルギーが最大値に達し（例えば、パッド１２００のアンテナ素子により送信されるエネルギーの７５％以上（９８％など）がＲＦ受信器１２０４により受信され）、一方、エネルギー転送がまた、端子１２０３から端子１２０２ｎまで最小値のままであり得る（例えば、パッド１２００のアンテナ素子により送信されたエネルギーの２５％未満（２％程度も含む）が、ＲＦ受信器１２０４により受信されなく、セクション１２２７内に位置する端子まで到達して終わる又は後方反射されて終わる）。
【０１７５】
[0193]  いくつかの実施形態では、複数の適応型負荷１２１２の選択されたいくつかの適応型負荷１２１２は、アンテナ素子１２０１のインピーダンス及び／又は周波数を調整するためにアンテナ素子１２０１上で使用される（プロセッサにより１２１０）。一例では、図１２を参照すると、適応型負荷端子１２０２ａ、１２０２ｃだけが特定の時点に適応型負荷１２１２ａ、１２１２ｃへそれぞれ接続され、一方、適応型負荷端子１２０２ｂ、１２０２ｎは特定の時点に切り離される。別の例では、図１２を参照すると、適応型負荷端子１２０２ａ、１２０２ｎだけが特定の時点に適応型負荷１２１２ａ、１２１２ｎへそれぞれ接続され、一方、適応型負荷端子１２０２ｂ、１２０２ｃは特定の時点に切り離される。いくつかの実施形態では、適応型負荷端子１２０２のすべてが特定の時点にそれぞれの適応型負荷１２１２へ接続される。いくつかの実施形態では、適応型負荷端子１２０２のいずれも特定の時点にそれぞれの適応型負荷１２１２へ接続されない。いくつかの実施形態では、選択された適応型負荷端子１２１２へ接続される適応型負荷１２１２のそれぞれのインピーダンス値はエネルギー転送を最適化するために個々に調整される。
【０１７６】
[0194]  蛇行線アンテナがマルチバンド動作用に最適化される実施形態では、単一アンテナ素子内の複数の適応型負荷構成がまた、上の図３Ｂにおいて説明したように単一アンテナ素子内の単一適応型負荷構成と比較してより広い周波数帯調整を可能にする。単一アンテナ素子内の複数の適応型負荷構成はさらに、単一アンテナ素子上の複数の周波数帯動作を強化する。例えば、複数の適応型負荷端子を有する単一アンテナ素子１２０１は、１つの適応型負荷端子により構成される当該アンテナ素子より広い周波数帯で動作することができる。
【０１７７】
[0195]  いくつかの実施形態では、一組の適応型負荷１２１２を調整することはまた、又は代替的に、最大量のエネルギーがＲＦ受信器１２０４へ転送される周波数が見出されるまで様々な周波数でＲＦ信号をＣＰＵ１２１０が一組のアンテナ素子に送信させることを含む。いくつかの実施形態では、例えば、アンテナ素子のうちの１つが第１の周波数でＲＦ信号を送信し、アンテナ素子の別のものは第１の周波数とは異なる第２の周波数でＲＦ信号を送信する。いくつかの実施形態では、インピーダンス値及び／又は一組のアンテナ素子が送信する周波数を調整することは、ＲＦ受信器１２０４へ転送されるエネルギーの量に対する変更を生じる。このようにして、最大化されるＲＦ受信器１２０４へ転送されるエネルギーの量（例えば、パッド１２００のアンテナ素子により受信器１２０４へ送信されるエネルギーの少なくとも７５％を転送するために、そしていくつかの実施形態では、インピーダンス値及び／周波数を調整することが、送信されるエネルギーの最大９８％が受信器１２０４により受信され得るようにする）は、ＲＦ受信器１２０４が置かれる可能性があるパッド１２００上の任意の特定の点において受信され得る。
【０１７８】
[0196]  いくつかの実施形態では、ＣＰＵ１２１０は、ＲＦ受信器１２０４へ転送されるエネルギーの量が所定の閾値を横切る（例えば、送信されたエネルギーの７５％以上（最大９８％など）が受信される）と、又は、多くのインピーダンス及び／又は周波数値により送信を試験し、次に、ＲＦ受信器１２０４へ転送される最大エネルギーを生じるインピーダンス及び周波数の組み合わせを選択することにより（上の図３Ａ〜３Ｄの適応化方式を参照しても説明されたように）、最大量のエネルギーがＲＦ受信器１２０４へ転送されていると判断する。いくつかの実施形態では、プロセッサ１２１０はフィードバックループを介し受信器１２０４へ接続される（例えば、メッセージを交換するためにBluetoothローエネルギー（ＢＬＥ）、Wi-Fi、ZigBee、赤外線ビーム、近接電磁界などの無線通信プロトコルを使用してメッセージを交換することにより）。いくつかの実施形態では、適応化方式は、ＲＦ受信器１２０４へ転送されるエネルギーを最大化するために適応型インピーダンス負荷１２１２のインピーダンス値とＲＦ周波数との様々な組み合わせを試験するために採用される。このような実施形態では、適応型負荷１２１２のそれぞれはある範囲の値（０〜無限大間でなど）に沿ってインピーダンス値を調整するように構成される。いくつかの実施形態では、適応化方式は、１つ又は複数のＲＦ受信器がアンテナ素子１２０１のうちの１つの上に置かれる場合に採用される。
【０１７９】
[0197]  いくつかの実施形態では、周波数とインピーダンスとのどの組み合わせがＲＦ受信器１２０４への最大エネルギー転送を生じるかを判断するために、インピーダンス値及び／又は充電パッド１２００のＲＦアンテナ１２０１から発射されるＲＦ信号の周波数を適応的に調整する適応化方式が採用される。例えば、充電パッド１２００へ接続されるプロセッサ１２１０は、アンテナ素子１２０１の様々な位置において様々な選択された組の適応型負荷１２１２を使用することにより（例えばいくつかの適応型負荷１２１２がより良い性能のために適応的に最適化することを試みることを可能又は無効化することにより）様々な周波数（すなわち許容された動作周波数範囲又は範囲内の）を試みる。例えば、単純な最適化が、各負荷端子をアースに対し開放する／切り離す又は閉じる／短絡するかのいずれかを行い（いくつかの実施形態では、これらの状態間を切り替えるためにリレーが使用される）、また、ＲＦアンテナ素子１２０１を様々な周波数で送信させ得る。いくつかの実施形態では、リレー状態（開放又は短絡された）と周波数との組み合わせ毎に、受信器１２０４へ転送されるエネルギーは、監視され、そして他の組み合わせを使用する際に転送されるエネルギーと比較される。受信器１２０４への最大エネルギー転送を生じる組み合わせが、選択され、そして１つ又は複数のアンテナ素子１２０１を使用して１つ又は複数のＲＦ信号を受信器１２０４へ送信し続けるために使用される。
【０１８０】
[0198]  いくつかの実施形態では、パッド１２００の複数の適応型負荷１２１２を有する単一アンテナ素子１２０１は、２つ以上の異なる周波数帯（上述のＩＳＭ帯など）（例えば９１５ＭＨｚの中心周波数を有する第１の周波数帯と５．８ＧＨｚの中心周波数を有する第２の周波数帯）において動作するように構成され得る。これらの実施形態では、適応化方式を採用することは、ＲＦ信号を送信し、次に第１の周波数帯の第１の閾値に到達するまで第１の所定の増分で周波数を調整することと、次に、第２の周波数帯の第２の閾値に到達するまで第２の所定の増分（第１の所定の増分と同じであっても同じでなくてもよい）で周波数を調整することとを含み得る。いくつかの実施形態では、単一アンテナ素子は１つ又は複数の周波数帯内の複数の異なる周波数で動作し得る。例えば、単一アンテナ素子１２０１は、９０２ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、９２８ＭＨＺ（第１の周波数帯内の）において、そして次に５．７９５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、５．８０５ＧＨｚ（第２の周波数帯内の）において送信するように構成され得る。単一アンテナ素子１２０１は、マルチバンドアンテナとして２つ以上の周波数帯において動作し得る。少なくとも１つのアンテナ素子１２０１を有する送信器がマルチバンド送信器として使用され得る。
【０１８１】
[0199]  いくつかの実施形態では、それぞれが複数の適応型負荷１２１２を有する複数のアンテナ素子１２０１は、特定の送信パッドが同時に２つ以上の異なる周波数帯においてそれぞれ動作することを可能にするように特定の送信パッド内で構成され得る。例えば、特定の送信パッドの第１のアンテナ素子１２０１は第１の周波数又は周波数帯において動作し、特定の送信パッドの第２のアンテナ素子１２０１は第２の周波数又は周波数帯において動作し、特定の送信パッドの第３のアンテナ素子１２０１は第３の周波数又は周波数帯において動作し、特定の送信パッドの第４のアンテナ素子１２０１は第４の周波数又は周波数帯において動作し、４つの周波数帯は互いに異なる。このようにして、特定の送信パッドは複数の異なる周波数帯において動作するように構成される。
【０１８２】
[0200]  いくつかの実施形態では、本明細書で説明される送信器は、１つの周波数又は周波数帯において無線電力を送信し、別の周波数又は周波数帯においてデータを送信しこのデータを受信器と交換し得る。
【０１８３】
[0201]  様々な周波数で動作する様々なアンテナ素子は、小型装置がより高い周波数により充電され、大型装置が同じ充電パッド上でより低い周波数により充電されると、エネルギー転送効率を最大化し得る。例えば、移動式電話などのより高い電力量を必要とする装置はまた、より大きなアンテナを含むためにより多くの空間を有し得、したがって９００ＭＨｚのより低い周波数を好適な周波数帯にする。比較として、イヤホンなどの小型装置は、小電力量を必要とし、したがってより長いアンテナに利用可能なより小さい空間も有し得、したがって２．４又は５．８ＧＨｚのより高い周波数を好適な周波数帯にする。この構成は、受信装置内に含まれるアンテナのタイプ及びサイズのより大きな柔軟性を可能にする。
【０１８４】
[0202]  次に図１３に移ると、いくつかの実施形態に従って、複数の適応型負荷を有する少なくとも１つのＲＦアンテナを使用することにより高周波（ＲＦ）送電を介し電子装置を充電する方法１３００のフローチャートが提供される。当初、１つ又は複数のＲＦ信号又は波を送信するための少なくとも１つのＲＦアンテナ（例えば、図３〜図８をさらに含む上の図１２に関して説明したアンテナ素子１２０１）（すなわちＲＦ電磁波を送信するように設計され送信することができるアンテナ）を含む送信器を含む充電パッドが工程１３０２において提供される。いくつかの実施形態では、ＲＦアンテナ素子のアレイ１２０１が、単一面内に互いに隣接して、積層で、又はこれらの組み合わせで配置され、こうしてＲＦ充電パッド１２００（図６Ａ〜６Ｅ、図７Ａ〜７Ｄ及び図８を参照して説明したような）を形成する。いくつかの実施形態では、ＲＦアンテナ素子１２０１はそれぞれ、アンテナ入力端子（例えば図１２を参照して上に論述された第１の端子１２０３）及び複数のアンテナ出力端子（例えば図１２を参照して上に論述された複数の適応型負荷端子１２０２）を含む。いくつかの実施形態では、アンテナ素子１２０１は蛇行線配置を形成する導電線（図３〜４及び図６〜１２に示すような）を含む。複数の適応型負荷端子１２０２はアンテナ素子１２０１の導電線の様々な場所に配置される。
【０１８５】
[0203]  いくつかの実施形態では、送信器はさらに、電力入力とアンテナ入力端子間に電気的に結合された電力増幅器（例えば、図１２のＰＡ１２０８）を含む。いくつかの実施形態はまた、複数のアンテナ出力端子へ電気的に結合されたそれぞれの適応型負荷１２１２ａ，１２１２ｂ，１２１２ｃ，．．．１２１２ｎ（例えば、図１２の適応型負荷端子１２０２）を含む。いくつかの実施形態では、送信器は、電源へ電気的に結合されるように構成された電力入力と、アンテナへ送信される少なくとも１つの電気信号を制御するように構成された少なくとも１つのプロセッサ（例えば、図１２のプロセッサ１２１０、図３Ａ〜３Ｂのプロセッサ１１０）とを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサはまた、アンテナへ送信される少なくとも１つの信号の周波数及び／又は振幅を制御するように構成される。
【０１８６】
[0204]  いくつかの実施形態では、送信器の各ＲＦアンテナは、蛇行線パターンを形成する導電線と、１つ又は複数のプロセッサにより制御される周波数で導電線を貫流する電流を受信するための導電線の第１の端部における第１の端子（例えば端子１２０３）と、導電線の複数の場所において第１の端子とは異なる複数の適応型負荷端子（例えば端子１２０２）であって、１つ又は複数のプロセッサにより制御されるそれぞれの部品（例えば図１２の適応型負荷１２１２）へ結合され、導電線のインピーダンス値を修正することを可能にする、複数の適応型負荷端子とを含む。いくつかの実施形態では、導電線は多層基板の第１のアンテナ層の上に又はその層内に配置される。またいくつかの実施形態では、第２のアンテナは、多層基板の第２のアンテナ層の上に又はその層内に配置される。最後に、いくつかの実施形態はまた、多層基板の接地面層の上に又はその層内に配置される接地面を提供する。
【０１８７】
[0205]  いくつかの実施形態では、受信器（例えば図１２を参照した受信器１２０４）もまた提供される（図３も参照して説明したように）。受信器はまた、ＲＦ信号を受信するための１つ又は複数のＲＦアンテナを含む。いくつかの実施形態では、受信器は、１つ又は複数のＲＦ信号を、内部又は外部接続部品として受信器１２０４を含む装置を充電するために利用可能な電力に変換する少なくとも１つのレクテナを含む（図５を参照した工程５０４、５０６、５１０、５１４、５１８も参照）。使用中、受信器１２０４は、送信器又は充電パッドの少なくとも１つのアンテナの近接場高周波距離内に置かれる。例えば、受信器は、少なくとも１つのＲＦアンテナ１２０１の上に、又は少なくとも１つのＲＦアンテナ１２０１に隣接する表面（充電パッド１２００の表面など）の上に置かれ得る。
【０１８８】
[0206]  工程１３０４において、次に、１つ又は複数のＲＦ信号が少なくとも１つのＲＦアンテナ１２０１を介し送信される。
【０１８９】
[0207]  次に、本システムは、１つ又は複数のＲＦ信号を介し少なくとも１つのアンテナ１２０１から１つ又は複数のＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの量を判断するために工程１３０６において監視される（上に論述されたように）。いくつかの実施形態では、この監視すること（１３０６）は送信器において発生し、一方、他の実施形態では、監視すること（１３０６）は、バックチャネルを介しデータを送信器へ送り返す受信器において発生する（例えばWi-Fi又はBluetoothを使用することにより無線データ接続全体にわたって）。いくつかの実施形態では、送信器及び受信器はバックチャネルを介しメッセージを交換し、これらのメッセージは、工程１３０８においてなされた調整を通知するために、送信及び／又は受信されるエネルギーを示し得る。
【０１９０】
[0208]  いくつかの実施形態では、工程１３０８では、送信器の特性が、少なくとも１つのＲＦアンテナ１２０１から受信器へ転送されるエネルギーの量を最適化することを試みるように適応的に調整される。いくつかの実施形態では、この特性は１つ又は複数のＲＦ信号の周波数及び／又は送信器のインピーダンスである。いくつかの実施形態では、送信器のインピーダンスは調整可能負荷のインピーダンスである。またいくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサがまた、選択された一組の複数の適応型負荷１２１２のインピーダンスを制御するように構成される。インピーダンス及び周波数の調整に関するさらなる詳細及び例は上に提供された。
【０１９１】
[0209]  いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサ（例えば図１２のＣＰＵ１２１０）が、少なくとも１つのアンテナ１２０１からＲＦ受信器へ転送されるエネルギーの監視された量に基づき適応型負荷のインピーダンスを動的に調節する。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサが、アンテナへ送信される少なくとも１つの信号の周波数を同時に制御する。
【０１９２】
[0210]  いくつかの実施形態では、パッド１２００の複数の適応型負荷１２１２を有する単一アンテナ素子１２０１は、同時に又は相異なる時間に２つ以上の異なる周波数帯（上述のＩＳＭ帯など）（例えば９１５ＭＨｚの中心周波数を有する第１の周波数帯と５．８ＧＨｚの中心周波数を有する第２の周波数帯）において動作するように１つ又は複数のプロセッサにより動的に調整され得る。これらの実施形態では、適応化方式を採用することは、ＲＦ信号を送信し、次に第１の周波数帯の第１の閾値に到達するまで第１の所定の増分で周波数を調整することと、次に、第２の周波数帯の第２の閾値に到達するまで第２の所定の増分（第１の所定の増分と同じであっても同じでなくてもよい）で周波数を調整することとを含む。例えば、単一アンテナ素子１２０１は、９０２ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、９２８ＭＨＺ（第１の周波数帯内の）において、そして次に５．７９５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、５．８０５ＧＨｚ（第２の周波数帯内の）において送信するように構成され得る。単一アンテナ素子１２０１はマルチバンドアンテナとして２つ以上の周波数帯において動作し得る。少なくとも１つのアンテナ素子１２０１を有する送信器がマルチバンド送信器として使用され得る。
【０１９３】
[0211]  いくつかの実施形態では、充電パッド又は送信器は、図１２において説明したような複数の適応型負荷を有するアンテナ素子１２０１のうちの１つ又は複数のアンテナ素子と、図３Ａ〜３Ｄに説明したような１つの適応型負荷を有する１つ又は複数のアンテナ素子１２０とを含み得る。
【０１９４】
[0212]  図１４Ａ〜１４Ｄは、いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の複数の周波数又は周波数帯において動作し得る個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。図１４Ａ〜１４Ｄに示すように、ＲＦ充電パッド１００（図３Ａ〜３Ｂ）又はＲＦ充電パッド１２００（図１２）は、可変物理的寸法を有する導電線素子を有するように構成されたアンテナ素子１２０（図３Ｂ）又は１２０１（図１２）を含み得る。
【０１９５】
[0213]  例えば、図１４Ａ〜１４Ｄは、アンテナ素子の様々な部分において様々な蛇行線パターンに形成された導電線をそれぞれが含むアンテナ素子の構造の例を示す。アンテナ素子の様々な部分又は場所における導電線は、アンテナ素子内の他の導電線とは異なる幾何学的寸法（幅、長さ、又はトレース寸法、又はパターン、各トレース間隔など）を有し得る。いくつかの実施形態では、蛇行線パターンは、パッド（又は個々のアンテナ素子）の様々な位置において可変長及び／又は幅で設計され得る。蛇行線パターンのこれらの構成はより多くの自由度を可能にし、したがって、個々のアンテナ素子及びＲＦ充電パッドのより広い動作帯域幅及び／又は結合範囲を可能にする、より複雑なアンテナ構造が構築され得る。
【０１９６】
[0214]  いくつかの実施形態では、本明細書で説明されたアンテナ素子１２０、１２０１は、図１４Ａ〜１４Ｄに示された形状のうちの任意のものを有し得る。いくつかの実施形態では、図１４Ａ〜１４Ｄに示すアンテナ素子のそれぞれは、導電線の一端に入力端子（図１Ｂの１２３又は図１２の１２０３）を、そして導電線の別の端又は複数の場所に上述のような適応型負荷（図１Ｂの１０６又は図１２の１２１２ａ−ｎ）を有する少なくとも１つの適応型負荷端子（図１Ｂの１２１又は図１２の１２０２ａ−ｎ）を有する。
【０１９７】
[0215]  いくつかの実施形態では、図１４Ａ〜１４Ｄに示すアンテナ素子のそれぞれは２つ以上の異なる周波数で又は２つ以上の異なる周波数帯で動作し得る。例えば、単一アンテナ素子は、どの周波数がアンテナ素子のそれぞれの入力端子において提供されるかに依存して、第１の時点に９１５ＭＨｚの中心周波数を有する第１の周波数帯でそして第２の時点に５．８ＧＨｚの中心周波数を有する第２の周波数帯で動作し得る。さらに、図１４Ａ〜１４Ｄに示す蛇行線パターンの形状はアンテナ素子が複数の異なる周波数で効率的に動作することを可能にするように最適化される。
【０１９８】
[0216]  いくつかの実施形態では、図１４Ａ〜１４Ｄに示すアンテナ素子のそれぞれは、重畳され得る３つ以上の異なる周波数を入力端子が供給されると、同時に２つ以上の異なる周波数又は２つ以上の異なる周波数帯において動作し得る。例えば、単一アンテナ素子は、９１５ＭＨｚの第１の中心周波数を有する周波数帯と５．８ＧＨｚの中心周波数を有する第２の周波数帯との両方が導電線の入力端子において提供されると９１５ＭＨｚの中心周波数を有する第１の周波数帯と５．８ＧＨｚの中心周波数を有する第２の周波数帯とにおいて同時に動作し得る。さらに別の例では、単一アンテナ素子は１つ又は複数の周波数帯内の複数の異なる周波数で動作し得る。
【０１９９】
[0217]  いくつかの実施形態では、アンテナ素子の動作周波数は、受信器アンテナ寸法、周波数、又は受信器負荷、及び充電パッド上の適応型負荷に従って、上に説明したように１つ又は複数のプロセッサ（図３Ａ〜３Ｂの１１０又は図１２の１２１０）により適応的に調整され得る。
【０２００】
[0218]  いくつかの実施形態では、導電線の様々な部分において様々な蛇行パターンを有する図１４Ａ〜１４Ｄに示すアンテナ素子のそれぞれは、より対称的な蛇行線構造（例えば図３Ｂ、図４、図６Ａ〜６Ｂ又は図８）と比較して複数の周波数でより効率的に動作し得る。例えば、導電線の様々な部分において様々な蛇行パターンを有する図１４Ａ〜１４Ｄに示すアンテナ素子の様々な動作周波数におけるエネルギー転送効率は、より対照的な対称蛇行線構造素子より少なくとも約５％、いくつかの例では少なくとも６０％だけ改善され得る。例えば、より対照的な蛇行線構造アンテナ素子は、より対照的な蛇行線構造アンテナ素子が設計された周波数以外の新しい周波数で動作する一方で、送信されたエネルギーの６０％以下を受信装置へ転送することができる可能性がある（例えば、より対照的な蛇行線構造アンテナ素子が９００ＭＨｚで動作するように設計され、次に５．８ＧＨｚの周波数を有する信号を送信すれば、より対照的な蛇行線構造アンテナ素子は６０％のエネルギー転送効率を実現することができる可能性がある）。対照的に、様々な蛇行パターンを有するアンテナ素子（例えば図１４Ａ〜１４Ｄに示すもの）は、様々な周波数で動作する一方で８０％以上のエネルギー転送効率を実現することができる可能性がある。このようにして、図１４Ａ〜１４Ｄに示すアンテナ素子の設計は、単一アンテナ素子が様々な周波数でより効率的な動作を実現することができるということを保証する。
【０２０１】
[0219]  図１５は、いくつかの実施形態によるアンテナ素子の長さを調整することにより複数の周波数又は周波数帯において動作し得る個々のアンテナ素子の例示的構成を示す図である。
【０２０２】
[0220]  図１５に示すようないくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１５００の１つ又は複数の送信アンテナ素子の少なくとも１つの送信アンテナ素子１５０２（図３〜８と図１３〜１４に説明したような）は、第１の導電性セグメント１５０４（アンテナ素子１２０、１２０１の上に説明したものうちの任意のものなどの蛇行導電線の第１の部分）と、第２の導電性セグメント１５０６（アンテナ素子１２０、１２０１の上に説明したものうちの任意のものなどの蛇行導電線の第２の部分）とを有する。いくつかの実施形態では、第１の導電性セグメントは入力端子（図３Ｂの１２３又は図１２の１２０３）を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの送信アンテナ素子１５０２は、第１の導電性セグメント１５０４が第２の導電性セグメント１５０６と結合されていない間は第１の周波数（例えば２．４ＧＨｚ）において動作するように構成される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの送信アンテナ素子１５０２は、第１の導電性セグメントが第２の導電性セグメントと結合されている間は、第１の周波数とは異なる第２の周波数（例えば９００ＭＨｚ）において動作するように構成される。
【０２０３】
[0221]  いくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサ（図３Ａ〜３Ｂの１１０又は図１２の１２１０）は、給電素子（図３Ａ〜３Ｂでは１０８としてそして図１２では１２０８として説明したような）に第１の周波数（例えば２．４ＧＨｚ）とは異なる第２の周波数（例えば９００ＭＨｚ）を有する電流を生成するように指示することと連携して第１のセグメントと第２のセグメントとの結合を引き起こすように構成され、これによりアンテナ素子１５０２が第２の周波数でより効率的に動作することを可能にする。１つ又は複数のプロセッサはまた、給電素子に第２の周波数の代わりに第１の周波数を有する電流を生成するように指示することと連携して、第１の導電性セグメントからの第２の導電性セグメントの減結合を引き起こすように構成され得、これによりアンテナ素子１５０２が再び第１の周波数でより効率的に動作することを可能にする。いくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサは、受信器（例えばＲＸ１０４又は１２０４）から受信された情報（受信器が動作するように構成された周波数を識別する）に基づきこれらの導電性セグメントの結合（又は減結合）を引き起こすべきかどうかを判断するように構成される（例えばより長い受信アンテナを有する大型装置に関し、この周波数は９００ＭＨｚであり得、一方小型受信アンテナを有する小型装置に関し、この周波数は２．４ＧＨｚであり得る）。
【０２０４】
[0222]  いくつかの実施形態では、図１５で説明した結合は、２つの接続点の間又は２つの異なるセグメントの間に位置する導電線をバイパスする一方で単一アンテナ素子１５０２の２つの異なるセグメント同士を直接接続することにより実施され得る。いくつかの実施形態では、結合は、アンテナ素子１５０２の３つ以上の異なるセグメント間で実施され得る。単一蛇行線アンテナ素子１５０２の様々な部分又はセグメント同士の結合は、アンテナ素子１５０２の導電線のサイズ又は長さを実効的に変更し、したがって単一アンテナ素子１５０２が様々な周波数で動作することを可能にし得る。単一アンテナ素子１５０２はまた、マルチバンドアンテナとして２つ以上の周波数帯において動作し得る。
【０２０５】
[0223]  これらの例のすべては非限定的であり、任意数の組み合わせ及び多層構造が、上述の例構造を使用することにより可能である。
【０２０６】
[0224]  当業者が本開示を読みながら容易に理解するように、別の実施形態もまた様々な実施形態において組み合わされる又はそうでなければ再配置される図１〜１５の実施形態を含む上記実施形態の様々な下位集合を含む。
【０２０７】
[0225]  本明細書における本発明の説明に使用される用語は、特定の実施態様を説明することだけを目的とするものであり、本発明を制限するようには意図されていない。本発明の説明と添付の特許請求の範囲において使用されるように、文脈が明示しない限り単数形の定冠詞と不定冠詞は複数形も同様に含むように意図されている。本明細書で使用される用語「及び／又は」は、関連リストアイテムのうちの１つ又は複数のリストアイテムの全ての可能な組み合わせに言及し且つ包含するということも理解されることになる。用語「含む」は、本明細書で使用される場合、記載された機能、工程、動作、素子、及び／又は部品の存在を明示するが、１つ又は複数の他の機能、工程、動作、素子、部品、及び／又はこれらのグループの存在又は追加を排除するものではないということもさらに理解されることになる。
【０２０８】
[0226]  第１、第２などの用語は様々な素子を説明するために本明細書で使用されるが、これらの素子はこれらの用語により限定されるべきではないということも理解されることになる。これらの用語は１つの素子を別の素子から区別するためにだけ使用される。例えば、「第１の領域」のすべての発生が一貫して改称され且つ第２の領域のすべての発生が一貫して改称される限り、本明細書の意味を変更することなく、第１の領域は第２の領域と称せられる可能性があり、同様に第２の領域は第１の領域と称せられる可能性がある。第１の領域と第２の領域は両方とも領域であるが同じ領域ではない。
【０２０９】
[0227]  これまでの説明は、説明を目的として、特定の実施形態を参照して行われた。しかし、上記例示的論述は、網羅的であること、あるいは本発明を開示された正確な形式に限定することを意図するものではない。上記教示を考慮することにより多くの修正と変形が可能である。実施形態は、本発明の原理及び実用化について最も良く説明するために、そしてこれにより当業者が、本発明と、企図される特定の使用に適するような様々な修正を有する様々な実施形態とを最も良く利用できるようにするために、選択され説明された。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１２】
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【図１３】
2020115741.tif 000032
【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５】
2020115741.tif 000037
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月16日(2020.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接場充電パッドを操作する方法であって、１つ又は複数のプロセッサ、無線通信部品、及びそれぞれが少なくとも１つのアンテナ素子をそれぞれ含む複数のアンテナ区域を含む近接場充電パッドにおいて、
無線電力受信器が前記近接場充電パッドの閾値距離内に存在しているということを前記無線通信部品を介し検出することと、
前記無線電力受信器が前記近接場充電パッドの前記閾値距離内に存在しているということを検出することに応答して、前記無線電力受信器が前記近接場充電パッド上に置かれたかどうかを判断することと、
前記無線電力受信器が前記近接場充電パッド上に置かれたということを判断することに従って、前記複数のアンテナ区域のうちの少なくとも１つの特定のアンテナ区域によりそれぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすという判断がなされるまで、第１の組の伝送特性を有するそれぞれの試験送電信号を前記複数のアンテナ区域内に含まれるそれぞれのアンテナ素子により選択的に送信することと、
前記特定の電力配送パラメータが前記電力配送判断基準を満たすということを前記１つ又は複数のプロセッサが判断すると、前記少なくとも１つの特定のアンテナ区域を使用して複数の追加の送電信号を前記無線電力受信器へ送信することであって、前記複数の追加の送電信号の各追加の送電信号は前記第１の組とは異なる第２の組の伝送特性を有して送信される、送信することと
を含む方法。
【請求項２】
前記無線電力受信器が前記近接場充電パッドの表面上に置かれたかどうかを判断することは、
前記複数のアンテナ区域の各アンテナ区域を使用して前記試験送電信号を送信することと、
前記試験送電信号を送信しながら前記近接場充電パッドにおける反射電力量を監視することと、
前記反射電力量が装置検出閾値を満たすと前記無線電力受信器が前記近接場充電パッド上に置かれたということを判断することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記反射電力量は前記複数のアンテナ区域の各アンテナ区域において測定される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記装置検出閾値は前記近接場充電パッドの較正プロセス中に規定される、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記装置検出閾値は前記無線電力受信器と結合されるあるタイプの装置に固有であり、
前記装置検出閾値は、前記近接場充電パッドの近傍の前記無線電力受信器を検出した後に前記１つ又は複数のプロセッサにより選択される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記それぞれの試験送電信号を選択的に送信することは前記複数のアンテナ区域の各アンテナ区域を使用して行われ、
前記方法は、前記複数のアンテナ区域の前記少なくとも１つの特定のアンテナ区域により前記それぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる前記電力配送パラメータが前記電力配送判断基準を満たすという判断が行われる前に：
各アンテナ区域による送信に基づき各それぞれのアンテナ区域によるそれぞれの試験送電信号の前記送信に関連付けられるそれぞれの電力配送パラメータを更新することと、
無線電力を前記無線電力受信器へ送信するために、それらの関連付けられたそれぞれの電力配送パラメータに基づき前記少なくとも１つの特定のアンテナ区域を含む２つ以上のアンテナ区域を選択することと
をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の組の伝送特性を有する追加の試験送電信号を送信するために前記２つ以上のアンテナ区域のそれぞれを使用することをさらに含み、
前記特定の電力配送パラメータが前記電力配送判断基準を満たすという前記判断は、前記特定のアンテナ区域が前記２つ以上のアンテナ区域の他のアンテナ区域と比較して無線電力を前記無線電力受信器へより効率的に送信しているということを前記特定の電力配送パラメータが示しているということを判断することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記特定の電力配送パラメータが前記電力配送判断基準を満たすという前記判断はまた、
第１の閾値電力量が前記少なくとも１つの特定のアンテナ区域により前記無線電力受信器へ転送されるということを前記特定の電力配送パラメータが示すということと、
前記少なくとも１つの特定のアンテナ区域は、前記第１の閾値電力量が前記無線電力受信器へ転送されるということを示すそれぞれの電力配送パラメータを有する前記２つ以上のアンテナ区域のうちのただ一つのアンテナ区域であるということと
を判断することを含む、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記特定の電力配送パラメータが前記電力配送判断基準を満たすという前記判断はまた、（ｉ）いかなるアンテナ区域も第１の閾値電力量を前記無線電力受信器へ転送していないということと、（ｉｉ）前記２つ以上のアンテナ区域の追加のアンテナ区域に関連付けられる追加の電力配送パラメータが前記電力配送判断基準を満たすということと、を判断することを含み、
前記特定の電力配送パラメータは、前記特定のアンテナ区域により前記無線電力受信器へ転送される第１の電力量が第２の閾値電力量より大きく且つ前記第１の閾値電力量未満であるということを示し、
前記追加の電力配送パラメータは、前記追加のアンテナ区域により前記無線電力受信器へ転送される第２の電力量が前記第２の閾値電力量より大きく且つ前記第１の閾値電力量未満であるということを示す、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項１０】
前記特定のアンテナグループと前記追加のアンテナグループとの両方が、前記無線電力受信器へ電力を供給するために前記追加の複数の送電信号を同時に送信するために使用される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電力配送パラメータを判断するために使用される情報が、前記近接場充電パッドの前記無線通信部品を介し前記無線電力受信器により前記近接場充電パッドへ提供される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の組の伝送特性は、前記特定のアンテナグループにより前記無線電力受信器へ転送される電力の量を増加するために前記第１の組の伝送特性内の少なくとも１つの特性を調整することにより判断される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの調整された特性は周波数又はインピーダンス値である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記追加の複数の送電信号を送信する間に、前記近接場充電パッドにより前記無線電力受信器へ無線で配送される電力のレベルを判断するために使用される前記無線電力受信器から受信される情報に基づき前記第２の組の伝送特性内の少なくとも１つの特性を調整することをさらに含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記１つ又は複数のプロセッサは前記近接場充電パッドの動作を制御するために使用される単一集積回路の部品である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
各それぞれの電力配送メトリックが、前記複数のアンテナグループのそれぞれのアンテナグループによるそれぞれの試験送電信号の送信に基づき前記無線電力受信器により受信される電力の量に対応する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記試験送電信号を送信する前に、前記無線電力受信器が前記近接場充電パッドから無線で配送される電力を受信する権限を与えられるということを判断することをさらに含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
非一時的コンピュータ可読格納媒体であって、無線通信部品と、それぞれが少なくとも１つのアンテナ素子をそれぞれ含む複数のアンテナ区域と、１つ又は複数のプロセッサとを有する近接場充電パッドにより実行されると、前記近接場充電パッドに、
無線電力受信器が前記近接場充電パッドの閾値距離内に存在しているということを前記無線通信部品を介し検出することと、
前記無線電力受信器が前記近接場充電パッドの前記閾値距離内に存在しているということを検出することに応答して、前記無線電力受信器が前記近接場充電パッド上に置かれたかどうかを判断することと、
前記無線電力受信器が前記近接場充電パッド上に置かれたということを判断することに従って、前記複数のアンテナ区域のうちの少なくとも１つの特定のアンテナ区域によりそれぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすという判断がなされるまで、第１の組の伝送特性を有するそれぞれの試験送電信号を前記複数のアンテナ区域内に含まれるそれぞれのアンテナ素子により選択的に送信することと、
前記特定の電力配送パラメータが前記電力配送判断基準を満たすということを前記１つ又は複数のプロセッサが判断すると、前記少なくとも１つの特定のアンテナ区域を使用して複数の追加の送電信号を前記無線電力受信器へ送信することであって、前記複数の追加の送電信号の各追加の送電信号は前記第１の組とは異なる第２の組の伝送特性を有して送信される、送信することと
をさせる実行可能命令を格納する非一時的コンピュータ可読格納媒体。
【請求項１９】
前記実行可能命令は前記近接場充電パッドより実行されると、さらに前記近接場充電パッドに請求項２〜１７のいずれか一項に記載の方法を行わせる、請求項１８に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２０】
近接場充電パッドであって、
無線通信部品と、
それぞれが少なくとも１つのアンテナ素子をそれぞれ含む複数のアンテナ区域と、
１つ又は複数のプロセッサと、
前記１つ又は複数のプロセッサによる実行のために構成される１つ又は複数のプログラムを格納するメモリであって、前記１つ又は複数のプログラムは、
無線電力受信器が前記近接場充電パッドの閾値距離内に存在しているということを前記無線通信部品を介し検出するための命令と、
前記無線電力受信器は前記近接場充電パッドの前記閾値距離内に存在しているということを検出することに応答して、前記無線電力受信器が前記近接場充電パッド上に置かれたかどうかを判断するための命令と、
前記無線電力受信器が前記近接場充電パッド上に置かれたということを判断することに従って、前記複数のアンテナ区域のうちの少なくとも１つの特定のアンテナ区域によりそれぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすという判断がなされるまで、第１の組の伝送特性を有するそれぞれの試験送電信号を前記複数のアンテナ区域内に含まれるそれぞれのアンテナ素子により選択的に送信するための命令と、
前記特定の電力配送パラメータが前記電力配送判断基準を満たすということを前記１つ又は複数のプロセッサが判断すると、前記少なくとも１つの特定のアンテナ区域を使用して複数の追加の送電信号を前記無線電力受信器へ送信するための命令であって、前記複数の追加の送電信号の各追加の送電信号は前記第１の組とは異なる第２の組の伝送特性を有して送信される命令と
を含むメモリと
を含む近接場充電パッド。
【請求項２１】
前記１つ又は複数のプログラムは、前記１つ又は複数のプロセッサにより実行されると、前記近接場充電パッドに請求項２〜１７のいずれか一項に記載の方法をさらに行わせる、請求項２０に記載の近接場充電パッド。
【外国語明細書】
2020115741000001.pdf