(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出可能領域内で1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出するように構成された検出器と、
前記1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出すると、エネルギー貯蔵装置に関連づけられた充電可能装置向けの充電方式を、前記充電可能装置または前記充電可能装置のユーザの少なくとも1つに関連づけられた要因に基づいて自動的に選択するように構成されたコントローラであって、ワイヤレス電力を受信するかどうか判定し、前記1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器のうち、どのワイヤレス充電器から前記ワイヤレス電力を受信するか判定するようにさらに構成されたコントローラとを備える電子装置。
【請求項２】
1つまたは複数のワイヤレス充電器の検出が、前記エネルギー貯蔵装置の充電レベルと閾値との比較に少なくとも部分的に基づく、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
少なくとも1つの受信アンテナを有するワイヤレス電力受信機を備える、請求項2に記載の装置。
【請求項４】
サーバベースの装置を備え、前記サーバベースの装置が、前記充電可能装置から離れている、請求項3に記載の装置。
【請求項５】
前記コントローラが、前記充電可能装置および前記エネルギー貯蔵装置の少なくとも一方を分析するようにさらに構成される、請求項4に記載の装置。
【請求項６】
前記コントローラが、前記エネルギー貯蔵装置、前記充電可能装置、または前記充電可能装置のユーザの少なくとも1つに関連づけられた少なくとも2つの要因に基づいて前記充電方式を選択するように構成される、請求項5に記載の装置。
【請求項７】
前記コントローラが、1つまたは複数のワイヤレス充電器に関する情報を含むデータベースにアクセスするようにさらに構成される、請求項6に記載の装置。
【請求項８】
前記コントローラが、関連づけられた電子装置の場所を判定する全地球位置発見システムを備える、請求項7に記載の装置。
【請求項９】
前記コントローラが、少なくとも1つの検出されたワイヤレス充電器に関連づけられた情報を含む、1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器のリストを表示するようにさらに構成される、請求項8に記載の装置。
【請求項１０】
前記コントローラが、ワイヤレス充電モード、非充電方式、契約ベース充電モード、または広告ベース充電モードの1つを選択するようにさらに構成される、請求項9に記載の装置。
【請求項１１】
分析することが、提案充電方式を生成することを含み、充電方式を選択することが、前記提案充電方式を受諾し、または拒否する信号を受信することを含む、請求項10に記載の装置。
【請求項１２】
前記コントローラが自動化動作用に構成される、請求項11に記載の装置。
【請求項１３】
前記コントローラが1つまたは複数のユーザプログラム可能パラメータを含む、請求項12に記載の装置。
【請求項１４】
前記制御システムが、関連づけられた電子装置の時間管理アプリケーションと同期するように構成される、請求項13に記載の装置。
【請求項１５】
前記コントローラが、前記時間管理アプリケーションの1つまたは複数のエントリに基づいて、前記充電可能装置の充電方式を選択するように構成される、請求項14に記載の装置。
【請求項１６】
前記コントローラが、前記充電可能装置のユーザと少なくとも1つの他の電子装置との少なくとも1つに、前記1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器の場所を与えるように構成される、請求項15に記載の装置。
【請求項１７】
前記コントローラが、追加電力の必要を示すように構成される、請求項16に記載の装置。
【請求項１８】
検出可能領域内で1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出するステップと、
エネルギー貯蔵装置に関連づけられた電子装置向けの充電方式を、前記電子装置または前記電子装置のユーザの少なくとも1つに関連づけられた要因に基づいて自動的に選択するステップであって、前記自動的選択が、ワイヤレス電力を受信するかどうか判定し、前記1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器のうち、どのワイヤレス充電器から前記ワイヤレス電力を受信するか判定することを含むステップとを含む、ワイヤレス電力管理の方法。
【請求項１９】
1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出するステップが、前記エネルギー貯蔵装置の充電レベルと閾値との比較に少なくとも部分的に基づく、請求項18に記載の方法。
【請求項２０】
前記1つまたは複数のワイヤレス充電器の検出に少なくとも部分的に基づいて、前記電子装置および前記エネルギー貯蔵装置の少なくとも一方を分析するステップを含む、請求項19に記載の方法。
【請求項２１】
分析するステップが、前記電子装置をワイヤレス充電するかどうか判定するステップを含む、請求項20に記載の方法。
【請求項２２】
分析するステップが、電力をワイヤレスに提供して前記電子装置を充電するための、前記1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器のうち1つのワイヤレス充電器を識別するステップを含む、請求項21に記載の方法。
【請求項２３】
分析するステップが、前記電子装置、前記エネルギー貯蔵装置、1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器、または前記電子装置の前記ユーザの少なくとも1つに関連づけられた1つまたは複数の要因に基づいて分析するステップを含む、請求項22に記載の方法。
【請求項２４】
分析するステップが、前記電子装置の充電レベル、前記電子装置によって必要とされる充電の量、前記電子装置の動作状態、前記電子装置を充電する費用、前記電子装置を充電する効果、前記電子装置の充電に関連づけられた1つまたは複数の遅延、1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器に関連づけられた信頼性問題、前記電子装置の充電の予想時間長、前記電子装置の後続充電までの予想時間、前記電子装置の電力需要、あるいは前記電子装置によって利用される1つまたは複数のアプリケーションの少なくとも1つを含む1つまたは複数の要因に基づいて前記電力分析を実施するステップを含む、請求項23に記載の方法。
【請求項２５】
分析するステップが、提案充電方式を生成するステップを含み、充電方式を選択するステップが、前記提案充電方式を受諾し、または拒否する信号を受信するステップを含む、請求項24に記載の方法。
【請求項２６】
1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出するステップが、場所検出システムを用いて前記1つまたは複数のワイヤレス充電器の場所を判定するステップを含む、請求項25に記載の方法。
【請求項２７】
前記電子装置向けの充電方式を選択するステップが、前記電子装置の時間管理アプリケーションの1つまたは複数のエントリに基づいて前記充電方式を選択するステップを含む、請求項26に記載の方法。
【請求項２８】
1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出するステップが、1つまたは複数の近接センサを用いて1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出するステップを含む、請求項27に記載の方法。
【請求項２９】
少なくとも1つの検出されたワイヤレス充電器に関連づけられた情報を含む、1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器のリストを表示するステップをさらに含む、請求項28に記載の方法。
【請求項３０】
1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器のリストを表示するステップが、前記1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器の場所、前記1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器の充電モード、あるいは前記1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器の送信速度の少なくとも1つを表示するステップを含む、請求項29に記載の方法。
【請求項３１】
前記電子装置に関連づけられた前記エネルギー貯蔵装置の充電レベルが前記閾値を下回ると、前記電子装置の動作状態を調整するステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。
【請求項３２】
前記電子装置向けの充電方式を選択するステップが、ワイヤレス充電モード、非充電方式、契約ベース充電モード、または広告ベース充電モードの1つを選択するステップを含む、請求項31に記載の方法。
【請求項３３】
リモートサーバベースの装置から複数のエネルギー貯蔵装置の充電レベルを監視するステップをさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項３４】
電子装置に関連づけられたエネルギー貯蔵装置の充電レベルを、前記電子装置の制御システムを用いて監視するステップをさらに含む、請求項33に記載の方法。
【請求項３５】
検出可能領域内で1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出する手段と、
エネルギー貯蔵装置に関連づけられた充電可能装置の充電方式を、前記充電可能装置または前記充電可能装置のユーザの少なくとも1つに関連づけられた要因に基づいて自動的に選択する手段であって、前記自動的に選択する手段が、ワイヤレス電力を受信するかどうか判定し、前記1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器のうち、どのワイヤレス充電器から前記ワイヤレス電力を受信するか判定することを含む手段とを備える電子装置。
【請求項３６】
機器のプロセッサによって実行可能な命令を含むコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令が、前記機器に、
検出可能領域内で1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出させ、
エネルギー貯蔵装置に関連づけられた電子装置向けの充電方式を、前記電子装置または前記電子装置のユーザの少なくとも1つに関連づけられた要因に基づいて自動的に選択させ、前記自動的選択が、ワイヤレス電力を受信するかどうか判定し、前記1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器のうち、どのワイヤレス充電器から前記ワイヤレス電力を受信するか判定することを含む、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】
米国特許法第119条に基づく優先権の主張
本出願は、参照により開示全体が本明細書に組み込まれている、2009年11月17日に出願した米国仮特許出願第61/262,119号、「WIRELESS POWER」の優先権を米国特許法第119条の下に主張するものである。
【０００２】
本発明は概して、ワイヤレス電力に関し、より詳細には、電力管理、ワイヤレス充電器の場所特定、および自動化ワイヤレス充電に関する。
【背景技術】
【０００３】
通常、各バッテリ駆動式装置は、それ自体の充電器および一般にはAC電力コンセントである電力源を必要とする。これは、多くの装置が充電を必要とする場合は扱いにくくなる。
【０００４】
送信機と充電されるべき装置との間で無線電力送信を用いる手法が開発されている。こうした手法は概して、2つのカテゴリに分けられる。1つは、放射電力を集め、バッテリの充電用に電力を整流する、充電されるべき装置上の送信アンテナと受信アンテナとの間の平面波放射(遠距離場放射ともいう)の結合に基づく。アンテナは概して、結合効率を向上させるために共振長である。この手法は、電力結合がアンテナの間の距離に伴いすぐに衰えることにより、損害を被る。したがって、妥当な距離(たとえば、1〜2mを越える)を超えての充電が難しくなる。さらに、システムは平面波を放射するので、意図しない放射が、フィルタリングにより適切に制御されない場合は他のシステムと干渉し得る。
【０００５】
他の手法は、たとえば「充電」マットまたは表面に埋め込まれた送信アンテナと、充電すべきホストデバイスに埋め込まれた受信アンテナおよび整流回路との間の誘導結合に基づく。この手法には、送信アンテナと受信アンテナの間の間隔が非常に近くなければならない(たとえば数mm)という欠点がある。この手法は、同じエリアの複数のデバイスを同時に充電する能力を有するが、典型的にこのエリアは小さく、したがって、ユーザは、デバイスの特定のエリアに置かなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電子装置に関連した電力を管理し、ワイヤレス電力充電器を場所特定し、自動化ワイヤレス充電のためのシステム、装置、および方法が必要とされている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ワイヤレス電力伝達システムの簡略化されたブロック図である。
【図２】ワイヤレス電力伝達システムの簡略化された概略図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態で使用されるループアンテナの概略図である。
【図４】本発明の例示的な一実施形態による送信機の簡略化されたブロック図である。
【図５】本発明の例示的な一実施形態による受信機の簡略化されたブロック図である。
【図６】送信機と受信機の間でメッセージングを実施するための送信回路の一部の簡略化された概略図である。
【図７】本発明の例示的実施形態による、制御システムを含む電子装置を示す図である。
【図８】本発明の例示的実施形態による、複数の電子装置を備えるシステムを示す図である。
【図９】本発明の例示的実施形態による、電子装置および複数のワイヤレス充電器を含むシステムを示す図である。
【図１０】本発明の例示的実施形態による、制御システムを含むサーバベースの装置を含むシステムを示す図である。
【図１１】本発明の例示的実施形態による場所検出システムを示す図である。
【図１２】本発明の例示的な一実施形態による一方法を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の例示的実施形態による、ワイヤレス充電器を含むシステムを示す図である。
【図１４】本発明の例示的な一実施形態による別の方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
添付の図面に関連して下記に述べられた詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態について説明するためのものであり、本発明が実施され得る実施形態だけを表すためのものではない。この説明全体を通して用いられる用語「例示的な」は、「例、事例または例証となる」ことを意味しており、他の例示的な実施形態よりも好ましいまたは有利であると必ずしも解釈すべきでない。詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態の完全な理解を促すための具体的な詳細を含む。本明細書に例示的な諸実施形態は、これらの特定の詳細なしに実施できることが当業者には明らかであろう。一部の場合では、本明細書に提示された例示的な諸実施形態の新規性を不明瞭にしないために、よく知られている構造およびデバイスは、ブロック図の形で示されている。
【０００９】
単語「ワイヤレス電力」は本明細書では、電界、磁界、電磁界に関連する任意の形のエネルギー、あるいは物理的な電磁導線を使用せずに送信機から受信機に送信される任意の形のエネルギーを意味するために用いられている。本発明は、近距離結合、遠距離結合、共振結合および誘導結合など、任意の適切なワイヤレス電力シナリオに適用可能であってよいことに留意されたい。
【００１０】
図1は、本発明の様々な例示的な実施形態によるワイヤレス伝送または充電システム100を示している。入力電力102は、エネルギー伝達を提供するための放射界106を発生させるために送信機104に提供される。受信機108は、放射界106に結合し、出力電力110に結合されたデバイス(図示せず)による蓄積または消費ための出力電力110を生成する。送信機104と受信機108の両方は、距離112だけ分離されている。例示的な一実施形態では、送信機104および受信機108は、相互共振関係に従って構成され、受信機108の共振周波数と送信機104の共振周波数が非常に近い場合、送信機104と受信機108の間の伝送損失は、受信機108が放射界106の「近距離場」に位置するときに最小になる。
【００１１】
送信機104は、エネルギー送信手段を提供するための送信アンテナ114をさらに含み、受信機108は、エネルギー受信手段を提供するための受信アンテナ118をさらに含む。送信アンテナおよび受信アンテナは、それに関連する適用例およびデバイスに従ってサイズ決定される。上述されたように、効率的なエネルギー伝達は、エネルギーのほとんどを電磁波で遠距離場に伝搬するのではなく、送信アンテナの近距離場におけるエネルギーの大部分を受信アンテナに結合することによって行われる。この近距離場にある場合、送信アンテナ114と受信アンテナ118の間で結合モードが生じる。この近距離結合が発生し得るアンテナ114および118の周りのエリアは、本明細書では結合モード領域と呼ばれる。
【００１２】
図2は、ワイヤレス電力伝達システムの簡略化された概略図を示している。送信機104は、発振器122と、電力増幅器124と、フィルタ/整合回路126とを含む。発振器は、調整信号123に応答して調整され得る所望の周波数で信号を生成するように構成される。発振器信号は、電力増幅器124によって、制御信号125に応答する増幅量で増幅することができる。フィルタおよび整合回路126は、高調波または他の不所望の周波数をフィルタリングして、送信機104のインピーダンスを送信アンテナ114に整合させるために含めることができる。
【００１３】
受信機108は、整合回路132と、図2に示されたようにバッテリ136を充電し、または受信機(図示せず)に結合されたデバイスに電力供給するためにDC電力出力を生成する整流器/スイッチング回路134とを含んでよい。整合回路132は、受信機108のインピーダンスを受信アンテナ118に整合させるために含まれてよい。受信機108および送信機104は、別個の通信チャネル119(たとえばBluetooth、zigbee、セルラなど)上で通信してよい。
【００１４】
図3に示されたように、例示的な実施形態で使用されるアンテナは、「ループ」アンテナ150として構成することができ、このループアンテナ150は本明細書では、「磁気」アンテナと呼ばれることもある。ループアンテナは、空芯、またはフェライトコアなどの物理的なコアを含むように構成されてよい。空芯ループアンテナは、コアの近傍に置かれた外来物理デバイスに対してより高い耐性を有し得る。さらに、空芯ループアンテナでは、コアエリア内に他の構成要素を配置することができる。さらに、空芯ループは、送信アンテナ114(図2)の結合モード領域がより強力になり得る送信アンテナ114(図2)の平面内に受信アンテナ118(図2)を配置することを、より容易に可能にすることができる。
【００１５】
上述されたように、送信機104と受信機108の間の効率的なエネルギー伝達は、送信機104と受信機108の間の整合された、またはほぼ整合された共振中に行われる。しかし、送信機104と受信機108の間の共振が整合されていない場合でも、エネルギーをより低い効率で伝達することができる。エネルギーの伝達は、送信アンテナからのエネルギーを自由空間に伝搬するのではなく、送信アンテナの近距離場からのエネルギーを、この近距離場が確立される近傍に常駐する受信アンテナに結合することによって行われる。
【００１６】
ループアンテナまたは磁気アンテナの共振周波数は、インダクタンスおよびキャパシタンスに基づく。ループアンテナのインダクタンスは一般に、単にループによって生成されたインダクタンスであり、キャパシタンスは一般に、所望の共振周波数で共振構造を生成するためにループアンテナのインダクタンスに追加される。非限定的な例として、共振信号156を生成する共振回路を作成するために、キャパシタ152およびキャパシタ154をアンテナに追加することができる。したがって、より大きい直径のループアンテナでは、ループの直径またはインダクタンスが増加するにつれて、共振を誘起するために必要なキャパシタンスの大きさは減少する。さらに、ループまたは磁気アンテナの直径が増加するにつれて、近距離場の効率的なエネルギー伝達エリアは増加する。もちろん、他の共振回路も可能である。別の非限定的な例として、ループアンテナの2つの端子間にキャパシタを並列に置くことができる。さらに、送信アンテナの場合、共振信号156は、ループアンテナ150への入力であってよいことが当業者には認識されよう。
【００１７】
図4は、本発明の例示的な実施形態による送信機200の簡略化されたブロック図である。送信機200は、送信回路202と送信アンテナ204とを含む。一般に、送信回路202は、発振信号を供給することによって送信アンテナ204にRF電力を供給し、その結果、送信アンテナ204の周りに近距離場エネルギーが発生する。例示の目的でのみ、送信機200は、13.56MHzのISMバンドで動作することができる。
【００１８】
例示的な送信回路202は、送信回路202のインピーダンス(たとえば50オーム)を送信アンテナ204に整合させるための固定のインピーダンス整合回路206と、受信機108(図1)に結合されたデバイスの自己ジャミングを防止するレベルにまで高調波放出を低減するように構成された低域フィルタ(LPF:low pass filter)208とを含む。他の例示的な実施形態は、それだけに限定されないが、他の周波数を通過させながら特定の周波数を減衰させるノッチフィルタを含めて様々なフィルタトポロジを含むことができ、アンテナへの出力電力や電力増幅器によるDC電流ドロー(current draw)など、測定可能な送信メトリクスに基づいて変化可能な適応型インピーダンス整合を含むことができる。送信回路202は、発振器212によって決定されたRF信号を駆動するように構成された電力増幅器210をさらに含む。送信回路は、ディスクリートデバイスまたは回路で構成されてもよいし、あるいは、集積型アセンブリで構成されてもよい。送信アンテナ204からの例示的なRF電力出力は、2.5ワットのオーダであってよい。
【００１９】
送信回路202は、特定の受信機に対して送信位相(またはデューティサイクル)中に発振器212をイネーブルし、発振器の周波数を調整し、隣接デバイスと、その接続された受信機を介して対話するための通信プロトコルを実装するために出力電力レベルを調整するためのコントローラ214をさらに含む。
【００２０】
送信回路202は、送信アンテナ204によって生成された近距離場の近傍にアクティブ受信機が存在または不在であることを検出するための負荷感知回路216をさらに含んでよい。例を挙げると、負荷感知回路216は、電力増幅器210に流れる電流を監視し、この電流は、送信アンテナ204によって生成された近距離場の近傍にアクティブ受信機が存在または不在であることによって影響を受ける。電力増幅器210への負荷の変化の検出は、アクティブ受信機と通信するためのエネルギーを送信するために発振器212をイネーブルすべきかどうか判定する際に使用するために、コントローラ214によって監視される。
【００２１】
送信アンテナ204は、抵抗損を低く保つように選択された厚さ、幅および金属タイプを有するアンテナストリップとして実装することができる。従来の実装形態では、送信アンテナ204は一般に、テーブル、マット、ランプまたはそれほど可搬性が高くない他の構成など、より大きい構造物と関連づけられるように構成されてよい。したがって、送信アンテナ204は一般に、実用的な寸法にするための「巻き」を必要としない。送信アンテナ204の例示的な一実装形態は、「電気的に小形」(すなわち波長の分数)とし、キャパシタを使用して共振周波数を定義することによって、より低い使用可能な周波数で共振するように同調させることができる。送信アンテナ204の直径が、または方形ループの場合には辺の長さが、受信アンテナに対してより大きい(たとえば0.50メートル)である例示的な適用例では、送信アンテナ204は、妥当なキャパシタンスを得るために必ずしも多数の巻きを必要としない。
【００２２】
送信機200は、送信機200に関連し得る受信機デバイスの所在およびステータスに関する情報を収集し、追跡することができる。したがって、送信回路202は、コントローラ214(本明細書ではプロセッサとも呼ばれる)に接続された存在検出器280、閉鎖検出器(enclosed detector)260またはその組合せを含んでよい。コントローラ214は、存在検出器280および閉鎖検出器260からの存在信号に応答して、増幅器210によって提供される電力の量を調整してよい。送信機は、たとえば建物に存在する従来のAC電力を変換するAC-DC変換器(図示せず)、従来のDC電源を送信機200に適した電圧に変換するDC-DC変換器(図示せず)など、いくつかの電源を介して、または従来のDC電源(図示せず)から直接に電力を受信することができる。
【００２３】
非限定的な例として、存在検出器280は、送信機のカバレッジエリアに挿入される、充電すべきデバイスの初期の存在を感知するために使用される動き検出器であってよい。検出後、送信機をオンにすることができ、デバイスによって受信されたRF電力を使用して、事前定義されたやり方でRxデバイス上のスイッチを切り換えることができ、その結果、送信機の駆動点インピーダンスの変化が生じる。
【００２４】
別の非限定的な例として、存在検出器280は、たとえば赤外線検出、動き検出、または他の適切な手段によって人間を検出可能な検出器であってよい。一部の例示的な実施形態では、送信アンテナが特定周波数で送信できる電力量を制限する調整が行われてよい。場合によっては、これらの調整は、電磁放射から人間を保護するためのものである。しかし、たとえばガレージ、作業現場、店など、人間が占有していない、または人間が稀にしか占有しないエリアに送信アンテナが置かれる環境があり得る。これらの環境に人間がいない場合、送信アンテナの電力出力を通常の電力制限調整を超えて増加させることが許容可能であってよい。換言すると、コントローラ214は、人間の存在に応答して送信アンテナ204の電力出力を規制レベルまたはより低いレベルに調整し、また人間が送信アンテナ204の電磁界からの規制距離の外部にいる場合には、送信アンテナ204の電力出力を規制レベルを超えたレベルに調整してよい。
【００２５】
非限定的な例として、閉鎖検出器260(本明細書では閉鎖区画検出器または閉鎖空間検出器と呼ばれることもある)は、筺体がいつ閉じた状態であるか、または開いた状態であるかを決定するためのセンススイッチなどのデバイスであってよい。送信機が、囲まれた状態である筺体内にある場合、送信機の電力レベルを増加させてよい。
【００２６】
例示的な実施形態では、送信機200が同じ状態に無期限にとどまらない方法を使用することができる。この場合、送信機200は、ユーザが決定した時間量の後、切れるようにプログラムされてよい。この特徴は、送信機200、特に電力増幅器210が、その周囲にあるワイヤレスデバイスが完全に充電された後に長く実行されることを防止する。この事象は、デバイスが完全に充電されたことを示す、リピータまたは受信コイルから送られた信号を回路が検出し損なうことによるものであり得る。送信機200の周囲に別のデバイスが置かれる場合、送信機200が自動的にシャットダウンしないようにするために、送信機200の自動遮断特徴は、その周囲で検出される動きがないことの設定期間後にだけアクティブ化することができる。ユーザは、非活動時間間隔を決定し、また要望に応じてそれを変更可能であってよい。非限定的な例として、時間間隔は、デバイスが最初に完全に放電されていると仮定して、特定のタイプのワイヤレスデバイスを完全に充電するのに必要な時間間隔より長くてもよい。
【００２７】
図5は、本発明の例示的な一実施形態による、受信機300の簡略化されたブロック図である。受信機300は、受信回路302と受信アンテナ304とを含む。受信機300はさらに、受信された電力をデバイス350に提供するためにデバイス350に結合する。受信機300は、デバイス350の外側にあるものとして示されているが、デバイス350に組み込まれてもよいことに留意されたい。一般に、エネルギーは、受信アンテナ304に無線で伝搬され、次いで、受信回路302を介してデバイス350に結合される。
【００２８】
受信アンテナ304は、送信アンテナ204(図4)と同じ周波数、またはほぼ同じ周波数で共振するように調整される。受信アンテナ304は、送信アンテナ204と同様に寸法決定されてもよいし、関連するデバイス350の寸法に基づいて、異なるやり方で寸法決定されてもよい。例を挙げると、デバイス350は、送信アンテナ204の長さの直径より小さい直径寸法または長さ寸法を有する携帯型電子デバイスであってよい。こうした例では、受信アンテナ304は、同調キャパシタ(図示せず)の容量値を減少させ、受信アンテナのインピーダンスを増加させるために、多巻きアンテナとして実装されてよい。例を挙げると、受信アンテナ304は、アンテナ直径を最大にし、受信アンテナのループ巻き数(すなわち巻線)および巻線間キャパシタンスを減少させるために、デバイス350の実質的な周囲の周りに置かれてもよい。
【００２９】
受信回路302は、受信アンテナ304へのインピーダンス整合を提供する。受信回路302は、受信RFエネルギー源を、デバイス350が使用する充電電力に変換するための電力変換回路306を含む。電力変換回路306は、RF-DC変換器308を含み、またDC-DC変換器310を含むこともできる。RF-DC変換器308は、受信アンテナ304で受信されたRFエネルギー信号を非交流電力に整流し、DC-DC変換器310は、整流されたRFエネルギー信号を、デバイス350に適合するエネルギーポテンシャル(たとえば電圧)に変換する。部分整流器および完全整流器、調整器、ブリッジ、ダブラー、ならびに線形変換器およびスイッチング変換器を含めて、様々なRF-DC変換器が企図される。
【００３０】
受信回路302は、受信アンテナ304を電力変換回路306に接続し、あるいは電力変換回路306を切断するためのスイッチング回路312をさらに含むことができる。電力変換回路306から受信アンテナ304を切断することは、デバイス350の充電を中断するだけでなく、送信機200(図2)から「見える」「負荷」を変化させる。
【００３１】
上記で開示されたように、送信機200は、送信機電力増幅器210に供給されたバイアス電流の変動を検出する負荷感知回路216を含む。したがって、送信機200は、受信機がいつ送信機の近距離場に存在するか決定するための機構を有する。
【００３２】
複数の受信機300が送信機の近距離場に存在するとき、他の受信機が送信機により効率的に結合することを可能にするために、1つまたは複数の受信機の装荷および除荷を時間多重化することが望ましいことがある。受信機は、他の近くの受信機への結合を解消するために、または近くの送信機への装荷を低減させるためにクローキングすることもできる。受信機のこの「除荷」は、本明細書では、「クローキング」としても知られている。さらに、受信機300によって制御され、送信機200によって検出される除荷と装荷の間のこのスイッチングは、下記でより完全に説明されるように、受信機300から送信機200への通信機構を提供する。さらに、受信機300から送信機200へのメッセージの送信を可能にするスイッチングにプロトコルを関連づけることができる。例を挙げると、スイッチング速度は、100μ秒のオーダであってよい。
【００３３】
例示的な実施形態では、送信機と受信機の間の通信は、従来の双方向通信ではなく、デバイス感知および充電制御機構を指す。換言すると、送信機は、送信信号のオン/オフキーイングを使用して、近距離場でエネルギーが得られるかどうか調整する。受信機は、エネルギーのこれらの変化を送信機からのメッセージと解釈する。受信機側からは、受信機は、受信アンテナの同調および同調解除を使用して、近距離場からどれくらいの電力が受け付けられているか調整する。送信機は、近距離場からの使用された電力のこの差を検出し、これらの変化を受信機からのメッセージと解釈することができる。
【００３４】
受信回路302は、送信機から受信機への情報シグナリングに対応し得る受信エネルギーの変動を識別するために使用されるシグナリング検出器およびビーコン回路314をさらに含んでよい。さらに、シグナリングおよびビーコン回路314を使用して、低減されたRF信号エネルギー(すなわちビーコン信号)の送信を検出し、またワイヤレス充電用の受信回路302の構成のために、低減されたRF信号エネルギーを整流して、受信回路302内の無電力供給回路または電力消耗回路をアウェイクさせるための公称電力にすることもできる。
【００３５】
受信回路302は、本明細書に述べられたスイッチング回路312の制御を含めて、本明細書に述べられた受信機300のプロセスを調整するためのプロセッサ316をさらに含む。受信機300のクローキングは、デバイス350に充電電力を供給する外部ワイヤード充電源(たとえば、ウォール/USB電源)の検出を含めて、他のイベントの発生時に行われることもある。プロセッサ316は、受信機のクローキングを制御することに加えて、ビーコン状態を決定し、送信機から送られたメッセージを抽出するためにビーコン回路314を監視することもできる。プロセッサ316は、性能の向上のためにDC-DC変換器310を調整することもできる。
【００３６】
図6は、送信機と受信機の間のメッセージングを実施するための送信回路の一部の簡略化された概略図を示している。本発明のいくつかの例示的な実施形態では、送信機と受信機の間で通信手段を使用可能にすることができる。図6では、電力増幅器210は、放射界を発生させるために、送信アンテナ204を駆動する。電力増幅器は、送信アンテナ204に望ましい周波数で発振しているキャリア信号220によって駆動される。電力増幅器210の出力を制御するために、送信変調信号224が使用される。
【００３７】
送信回路は、電力増幅器210に対するオン/オフキーイングプロセスを使用することによって受信機に信号を送ることができる。換言すると、送信変調信号224がアサートされるとき、電力増幅器210は、送信アンテナ204に対してキャリア信号220の周波数を励振する。送信変調信号224がネゲートされるとき、電力増幅器は、送信アンテナ204に対して周波数を励振しない。
【００３８】
図6の送信回路は、電力増幅器210に電力を供給し、受信信号235出力を生成する負荷感知回路216をも含む。負荷感知回路216では、信号の電力226と電力増幅器210への電力供給228との間の抵抗Rsの両端間に電圧降下が生じる。電力増幅器210によって消費される電力のどんな変化もが、差動増幅器230によって増幅される電圧降下の変化を引き起こす。送信アンテナが受信機内の受信アンテナ(図6に図示せず)との結合モードにあるとき、電力増幅器210によって引き出される電流の量が変化する。換言すると、送信アンテナ204の結合モード共振が存在しない場合は、放射界を励振するのに必要な電力が最初の量である。結合モード共振が存在する場合は、電力の大部分が受信アンテナに結合されているので、電力増幅器210によって消費される電力の量は上昇する。したがって、受信信号235は、送信アンテナ204に結合された受信アンテナの存在を示すことができ、受信アンテナから送られた信号を検出することもできる。さらに、受信機電流ドローの変化は、送信機の電力増幅器電流ドローにおいて観測可能であり、この変化を使用して、受信アンテナからの信号を検出することができる。
【００３９】
本発明の様々な例示的な実施形態は、1つまたは複数の電子デバイスの電力管理、ワイヤレス充電器の場所特定、および自動化ワイヤレス充電に関する。図7は、電子デバイス700を示し、電子デバイス700は、受信機(図7に図示せず、たとえば図5の受信機300参照)と、少なくとも1つの関連する受信アンテナ702とを有する。電子デバイス700は、制御システム704とエネルギー貯蔵装置706とをさらに含んでよい。例示の目的でのみ、エネルギー貯蔵装置706は、バッテリを含んでよい。本明細書に記載されるように、制御システム704は、デバイス700の電力管理ならびにワイヤレス充電用に構成され得る。
【００４０】
制御システム704は、単一の電子装置(すなわち、装置700)に関連づけられて示されているが、本発明は、そのように限定されないことに留意されたい。そうではなく、例示的な一実施形態によると、制御システム704は、いくつかの関連づけられた電子装置に分散されてよい。たとえば、1人のユーザが、複数の装置(たとえば、移動電話、パーソナルメディアプレーヤ、およびブルートゥース（登録商標）ヘッドセット)をもっている場合があり、ここで制御システム704は、各装置内で動かされ、複数の装置それぞれに関する電力消費およびワイヤレス充電を管理するように構成される。
【００４１】
図8は、複数の装置700を備えるシステム750を示し、各装置は制御システム704を備える。より具体的な例として、図8を参照すると、ある装置700はユーザの移動電話を含んでよく、別の装置700はユーザの可搬型メディアプレーヤを含んでよい。図10を参照して後でより十分に記載する別の例示的実施形態によると、制御システム704は、サーバベースの装置上にあってよく、複数の関連づけられたワイヤレス充電可能電子装置の電力消費およびワイヤレス充電を管理するように構成され得る。
【００４２】
図7を再度参照するが、例示的な一実施形態によると、エネルギー貯蔵装置706内に貯蔵される充電のレベルを監視することができる。例示の目的でのみ、制御システム704は、エネルギー貯蔵装置706内に貯蔵される充電のレベルを判定し監視するように構成され得る。さらに、制御システム704は、検出可能領域内に置かれた1つまたは複数の適切なワイヤレス充電器を検索し、可能であれば場所特定するように構成され、ワイヤレス電力の送信用に構成され得る。より具体的には、たとえば、エネルギー貯蔵装置706の充電レベルが閾値量を下回ると、制御システム704は、1つまたは複数の適切なワイヤレス充電器の場所特定を試みるように構成され得る。
【００４３】
図9は、電子装置700および複数のワイヤレス充電器802を含むシステム800を示し、充電器802は、装置700の検出可能領域内に置かれている。したがって、上述したように、電子装置700、およびより具体的には、制御システム704は、ワイヤレス充電器802を検索し識別するように構成され得る。1つまたは複数のワイヤレス充電器802は、可搬型メディアプレーヤなどの充電可能装置を含み得ることに留意されたい。したがって、装置700は、一例では移動電話を含み、別の装置(すなわち、可搬型メディアプレーヤ)から電力を受信する(「取り出す(scavenge)」)ことができる。
【００４４】
上述したように、制御システム704は、検出可能領域内に置かれた1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出するように構成され得る。例示の目的でのみ、制御システム704は、ワイヤレス充電器を検出するために構成された1つまたは複数の近接センサを備えても、近接センサに結合されてもよい。別の例示的実施形態によると、制御システム704は、装置700が1つまたは複数の適切なワイヤレス充電器を検索し場所特定するのを支援し得る全地球位置発見システム(GPS)を備えても、GPSに動作可能に結合されてもよい。1つまたは複数のワイヤレス充電器の場所特定を支援するGPSを制御システム704が備え、またはGPSに動作可能に結合される実施形態については、後でより十分に記載する。
【００４５】
さらに、少なくとも1つのワイヤレス充電器802を検出すると、制御システム704は、関連づけられた装置700向けの適切な充電方式を実施するようにさらに構成され得る。より具体的には、制御システム704は、充電分析を利用して、1つまたは複数の要因に基づいて、利用可能なワイヤレス充電器から充電を受けるべきかどうか判定することができる。充電分析は、後でより十分に記載するように、1つまたは複数の要因の分析を含み得る。たとえば、充電分析は、単なる例として、充電の効果よりも充電の費用に重みがおかれる費用対効果分析を含み得る。さらに、制御システム704によって複数のワイヤレス充電器が検出された場合、制御システム704は、1つまたは複数の要因に基づいて、装置700の充電シナリオが最適化されるのを可能にするために、複数の識別されたワイヤレス充電器のうちどのワイヤレス充電器から充電を受けるべきか判定するように構成され得る。さらに具体的には、制御システム704は、装置700のユーザ、1つまたは複数の利用可能なワイヤレス充電器、またはその組合せを含む、装置700に関連づけられた様々な要因を検討してよく、それに応じて、充電を受けるかどうか、および充電を受ける場合は、装置700の充電シナリオが最適化されるのを可能にするためにどのワイヤレス充電器から充電を受けるか判定すればよい。充電方式のために使用されるべき1つまたは複数のワイヤレス充電器を選択すると、装置700および1つまたは複数の選択されたワイヤレス充電器は、1つまたは複数の公知の適切なプロトコル(たとえば、ハンドシェイキングプロトコル)を使う適切などの認証プロセスにも関与し得ることに留意されたい。
【００４６】
例示の目的でのみ、充電分析において検討され得る要因は、装置700の充電レベル、装置700によって必要とされる充電の量、装置700の動作状態、装置700の充電の費用、装置700の充電の効果、装置700の充電に関連づけられた遅延、1つまたは複数の利用可能なワイヤレス充電器に関連づけられた信頼性問題、装置700の充電に対する予想時間長、装置700の後続充電までの予想時間、装置700の電力需要、および装置700によって利用されるアプリケーションを含み得る。
【００４７】
「充電方式」という用語は、「非充電方式」を含み得ることに留意されたい。別の言い方をすると、制御システム704は、装置を充電しないと決定することによって、関連づけられた装置向けに適切な充電方式を実装することができる。さらに、制御システム704は、装置を充電すると決定し、さらに、どのワイヤレス充電器を充電に使用するか決定することによって、関連づけられた装置向けに適切な充電方式を実装することができる。
【００４８】
上述したように、制御システム704が少なくとも1つの利用可能なワイヤレス充電器を識別すると、制御システム704は、ワイヤレス充電を受けるかどうか、および受ける場合は、どのワイヤレス充電器から受けるか判定する際に、1つまたは複数の要因を検討することができる。当業者には理解されるように、様々なワイヤレス充電器(たとえば、公共ワイヤレス電力ホットスポット)は、充電器から充電を受ける前に、ユーザに、追加料金(すなわち、契約ベースの充電)を払い、または商品(たとえば、コーヒー1杯)を購入することを要求し得る。このような料金は、近くで無料充電も利用可能である場合には、ユーザにとって望ましくないであろう。契約ベースの充電と同様に、広告ベースの充電が、少なくとも1つの広告を見た後、ユーザに無料で充電させることができる。やはり、ユーザがどこか他の場所では広告を見ずに充電することができる場合は、これもユーザにとって望ましくないであろう。
【００４９】
充電速度も、ワイヤレス充電器を選ぶ上で重要であり得る。一度に充電する装置の数など、いくつかの要因が、送信速度に影響し得るであろう。送信速度が比較的低い場合、ユーザは、料金が要求される場合であっても、より速いソースを好み得る。さらに、ユーザが静止しているかそれとも動いているか、および装置の残存バッテリ寿命を含む、ある特定の時間に充電したいというユーザの要望に影響し得るいくつかの要因がある。移動中の装置の充電は難しい場合があるので、ユーザは、目的地に着いた後で装置を充電することを好み得る。さらに、バッテリの残存寿命がほぼフルであり、すべての周辺ワイヤレス電力充電器が何らかの理由で(たとえば、全部が料金を課す)不満足である場合、ユーザは、装置を充電するのを待つことを好み得る。したがって、制御システム704は、どのワイヤレス充電器を充電用に選択するか判定するために、識別された充電器に関連づけられた1つまたは複数の要因(すなわち、充電器が料金ベースの充電器かどうか、充電器が広告ベースの充電器かどうか、および充電器の充電速度)を検討するように構成すればよい。
【００５０】
例示的な一実施形態によると、制御システム704は、充電分析を完了すると、装置700向けの充電方式を自動的に実施するように構成され得る。別の例示的実施形態によると、充電分析を完了すると、制御システム704は、装置700のユーザに提案充電方式を提供するように構成することができ、この充電方式は、ユーザによって受諾されても拒否されてもよい。装置700は、検出されたワイヤレス充電器のリストを装置ユーザに提供し得ることに留意されたい。さらに、装置700は、場所、費用、および送信速度を含む、検出されたワイヤレス充電器についての情報をユーザに提供することができる。提供された情報に基づいて、ユーザは、充電方式(たとえば、装置700を充電するかどうか、および充電する場合は、どのワイヤレス電力充電器を使用するか)を選択すればよい。例示的な一実施形態によると、装置700は、装置ユーザが所望のワイヤレス充電器を選択するまで、充電を遅らせるように構成され得ることに留意されたい。
【００５１】
例示的な別の実施形態では、制御システム704は、1つまたは複数の充電モードを利用するように構成され得る。充電モードは、「ワイヤレス充電モード」、「非ワイヤレス充電モード」、「契約ベース充電モード」、または「広告ベース充電モード」などの充電方式を定義し得る。制御システム704は、時間、場所、一時的な好みなどのような、いくつかのパラメータに基づいて、具体的な充電モードを実施するように構成され得る。さらに、装置ユーザは、具体的な充電モードに関連づけられた1つまたは複数のパラメータをさらに定義することができる。さらに、充電モードの間の切換えは、自動、半自動(すなわち、承認を求めてユーザに対して提案され、ユーザのオーバーライドがない場合は切り換えられる)または手動(すなわち、ユーザによって開始される)でよい。この例示的実施形態によると、たとえば、装置ユーザは、キャンパスにいるときは契約ベース(すなわち、自動場所特定ベース)のモードを、また、ある特定の期間は広告ベースの(すなわち、時間に基づく)(たとえば、午後5時と午前7時の間)モードを使うと決定することができる。別の例として、ユーザは、広告を避けるために、契約ベースのモードのみを使うと決定することができる。
【００５２】
別の例示的実施形態によると、制御システム704は、本発明の例示的な特徴を自動化するように構成され得る。たとえば、制御システム704は、確率および/または統計ベースの分析を利用して、以前のユーザ決定に基づいてワイヤレス電力源または充電モードを自動的に選択するように構成され得る。たとえば、あるユーザはワイヤレス充電を受けるために広告を見ることを気にしないが、別のユーザは、広告を避けるためにワイヤレス充電に対して支払いをすることを好む場合がある。別の例として、ユーザは、ある特定のホットスポットロケーションまたはホットスポット企業を好む場合がある。したがって、制御システム704は、ユーザの以前の好みに基づいて充電方式を自動的に選択するように構成すればよい。
【００５３】
さらに、制御システム704は、あるイベントが出現したとき、装置700の動作状態を適応させるように構成され得る。たとえば、制御システム704は、関連づけられたエネルギー貯蔵装置の充電レベルが閾値を下回る場合は、装置700の電力消費を削減するように構成され得る。別の例として、制御システム704は、関連づけられた受信機の感度を低減し、または装置700の動作周期を低減するように構成され得る。制御システム704は、GPSなど、1つまたは複数のアプリケーションをシャットダウンし、または不能にするようにも構成され得る。
【００５４】
当業者には理解されるように、移動電話などの電子装置は、時間管理アプリケーション(すなわち、カレンダアプリケーション)を含み得る。カレンダアプリケーションの例は、マイクロソフトのOutlook、Googleカレンダ、iCalなどを含み得る。本発明の例示的な一実施形態によると、制御システム704は、装置700に関連づけられた電子カレンダと同期するように構成することができ、したがって、制御システム704は、1つまたは複数の電子カレンダエントリに基づいて電力需要を予測することができる。一例として、装置700のユーザが、関連づけられた電子カレンダにおいて、電話会議が予定されている場合、制御システム704は、電子カレンダのエントリに基づいて、どれだけ多くのバッテリ電力が電話会議に必要とされ得るか、および何時にバッテリ電力が必要とされるか判定するように構成され得る。さらに、装置700の電流充電レベルが電話会議には不十分であると制御システム704が判定した場合、制御システム700は、1つまたは複数の適切なワイヤレス充電器を検索し、可能であれば場所特定すればよい。したがって、電話会議に先立ってエネルギー貯蔵装置706を充電することができる。
【００５５】
さらに、制御システム704は、装置700の関連づけられたユーザに、追加電力の必要性および電力が必要とされるまでの持続時間を警告するためのメッセージを表示するように構成され得る。制御システム704は、電力が必要であることを、ワイヤードまたはワイヤレス手段どちらでも、ユーザに警告することができる。
【００５６】
さらに、別の例示的実施形態によると、システム704は、関連づけられた電子カレンダの1つまたは複数のエントリを予期して、電力消費を変更する(たとえば、削減する)ように構成され得る。たとえば、電子カレンダエントリ(すなわち、電話会議)に基づいて、どれだけのバッテリ電力が電話会議に必要とされ得るか判定した後、システム704は、電力を節約するために、電話会議に先立って装置700の電力消費を削減するように構成され得る。この例示的実施形態は、たとえば単なる例として、休暇に先立って電子歯ブラシまたは剃刀を充電し、授業に先立ってラップトップコンピュータを充電し、日課のジョギングに先立ってパーソナルメディアプレーヤを充電し、または好きなテレビ番組に先立ってリモコンを充電する、他のシナリオにも当てはまり得ることに留意されたい。
【００５７】
例示的な一実施形態では、制御システム704は、予め定義された動作パラメータを含み得る。例示的な別の実施形態では、ユーザが、制御システム704の1つまたは複数のパラメータをカスタマイズすることができる。たとえば、制御システム704は、充電費用、充電閾値、またはその組合せに基づいて、ユーザが充電基準を修正できるようにする。さらに、制御システム704は、単なる例として、1つまたは複数のイベントが出現したとき、1つもしくは複数の特定の時間に、またはその任意の組合せで、システム704の動作をユーザが設定できるようにする。別の例では、制御システム704は、制御システム704が使用可能にされ、または不能にされるときをユーザが定義できるようにし得る。たとえば、プライバシーに対する懸念に対処するために、ユーザは、他の装置が装置700を検出できないように、関連づけられた装置が特定の場所にあるときは制御システム704を不能にさせることができる。別の例として、装置ユーザは、ワイヤレス充電器として作用するように装置をプログラムすることができ、1つまたは複数のどの装置に電力を伝えるかをさらに識別することができる。たとえば、ユーザは、自分の移動電話から、自分のブルートゥース（登録商標）ヘッドセットだけを充電させることができる。別の言い方をすると、ブルートゥース（登録商標）ヘッドセットは、移動電話から電力を取り出すことができる。同様に、ユーザは、メディアプレーヤを使って、ユーザが所有する他のすべての装置に電力を伝えさせることができる。別の例として、ユーザは、セルラ電話が別の装置に電力を提供しないように、制御システム704をカスタマイズすることができる。
【００５８】
図10は、本発明の例示的実施形態による、制御システムを含むサーバベースの装置を含むシステムを示す。図10を参照すると、上述した例示的な一実施形態によれば、制御システム704は、サーバベースの装置854上にあってよく、複数の関連づけられたワイヤレス充電可能電子装置852の電力消費およびワイヤレス充電の管理用に構成され得る。より具体的には、制御システム704は、1つまたは複数のエネルギー貯蔵装置706内に貯蔵される充電レベルを監視するように構成されてよく、各エネルギー貯蔵装置は、充電可能電子装置852に関連づけられる。さらに、制御システム704は、1つまたは複数の適切なワイヤレス充電器を検索し、可能であれば場所特定するように構成され得る。より具体的には、たとえば、エネルギー貯蔵装置706の充電レベルが閾値量を下回ると、制御システム704は、関連づけられた装置852向けの1つまたは複数の適切なワイヤレス充電器の場所特定を試みるように構成され得る。
【００５９】
例示的な一実施形態によると、制御システム704は、ある特定の電子装置852の充電に利用可能であり得る1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出するように構成され得る。さらに、少なくとも1つのワイヤレス充電器(たとえば、ワイヤレス充電器802。図9を参照)を検出すると、制御システム704は、特定の電子装置852向けの適切な充電方式を実施するようにさらに構成され得る。より具体的には、制御システム704は、充電分析を利用して、利用可能なワイヤレス充電器から電子装置852が充電を受けるべきかどうかを、1つまたは複数の要因に基づいて判定することができる。上述したように、充電分析は、単なる例として、充電の効果よりも充電の費用に重みがおかれる費用対効果分析を含み得る。さらに、制御システム704によって複数のワイヤレス充電器が検出された場合、制御システム704は、1つまたは複数の要因に基づいて、装置852の充電シナリオが最適化されるのを可能にするために、複数の識別されたワイヤレス充電器のうちどのワイヤレス充電器が電子装置852に電力を伝えるべきか判定するように構成され得る。さらに具体的には、制御システム704は、電子装置852、電子装置852のユーザ、1つもしくは複数の利用可能ワイヤレス充電器、またはその組合せに関連づけられた様々な要因を検討してよく、それに応じて、電子装置852が充電を受けるべきかどうか、および受ける場合は、電子装置852の充電シナリオが最適化されるのを可能にするためにどのワイヤレス充電器が使用されるべきか判定すればよい。
【００６０】
例示的な一実施形態によると、制御システム704は、充電分析を完了すると、電子装置852向けの充電方式を自動的に実施するように構成され得る。別の例示的実施形態によると、充電分析を完了すると、制御システム704は、提案充電方式を装置852のユーザに提供するように構成されてよく、この充電方式は、ユーザによって受諾されても拒否されてもよい。制御システム704は、検出されたワイヤレス充電器のリストを装置ユーザに提供し得ることに留意されたい。さらに、制御システム704は、場所、費用、および送信速度を含む、検出されたワイヤレス充電器についての情報をユーザに提供することができる。提供された情報に基づいて、ユーザは、所望のワイヤレス充電器を充電用に選択すればよい。例示的な一実施形態によると、制御システム704は、電子装置ユーザが所望のワイヤレス充電器を選択するまで充電を遅らせるように構成され得ることに留意されたい。
【００６１】
さらに、制御システム704は、1つまたは複数の充電モードを利用するように構成され得る。上述したように、充電モードは、「ワイヤレス充電モード」、「非ワイヤレス充電モード」、「契約ベース充電モード」、または「広告ベース充電モード」などの充電方式を定義し得る。制御システム704は、時間、場所、一時的な好みなどのような、いくつかのパラメータに基づいて特定の充電モードを実施するように構成され得る。別の例示的実施形態によると、制御システム704は、本発明の例示的な特徴を自動化するように構成され得る。たとえば、制御システム704は、確率および/または統計ベースの分析を利用して、以前のユーザ決定に基づいてワイヤレス充電器または充電モードを自動的に選択するように構成され得る。さらに、制御システム704は、たとえば、電子装置852の電力消費を削減するように、電子装置852の動作状態を適応させるように構成され得る。
【００６２】
さらに、本発明の例示的な一実施形態によると、システム704は、装置852に関連づけられた電子カレンダと同期するように構成することができ、したがって、制御システム704は、1つまたは複数の電子カレンダエントリに基づいて電力需要を予測することができる。さらに、別の例示的実施形態によると、制御システム704は、関連づけられた電子カレンダの1つまたは複数のエントリを予期して、装置852の電力消費を変更する(たとえば、削減する)ように構成され得る。
【００６３】
当業者には理解されるように、ワイヤレス電力は範囲が制限されている場合があり、モバイルアプリケーションにとって、充電に利用可能なワイヤレス充電器が常にあるという保証はない。さらに、ワイヤレス電力フィールドは距離に従ってすぐに低下し得るので、電子装置(たとえば、装置700)は、ワイヤレス充電器の場所を検出することが常に可能なわけではない。図11は、制御システム704、データベース906および場所検出構成要素902を含む場所特定システム900を示す。例として、場所検出構成要素902は、GPS、A-GPS、1つもしくは複数の慣性センサ、WiFiシステム、ブルートゥース（登録商標）システム、またはその任意の組合せを備え得る。図11を参照すると、本発明の1つまたは複数の例示的実施形態によれば、制御システム704は、ワイヤレス充電器に関する情報(たとえば、場所に基づく情報)を含み得るデータベース906を備えてもよく、データベース906にアクセスできてもよい。さらに、制御システム704は、装置700の絶対的場所を判定し得る場所検出構成要素902を備えても、構成要素902に結合されてもよい。データベース906は、装置700から離れた所に置かれるものとして示されているが、本発明は、そのように限定されないことに留意されたい。そうではなく、装置700は、データベース906を含んでもよい。同様に、場所検出構成要素902は、装置700から離れた所に置かれるものとして示されているが、本発明は、そのように限定されない。そうではなく、装置700は、場所検出構成要素902を含んでもよい。
【００６４】
制御システム704は、1つまたは複数のワイヤレス充電器に関連したデータを有するデータベース906を使って、1つまたは複数のワイヤレス充電器の場所および可能性としては方向を装置ユーザに提供することができる。さらに、上述したように、制御システム704は、新規および/または未記録ワイヤレス充電器を(たとえば、1つまたは複数の近接センサを介して)場所特定するように構成することができ、したがって、制御システム704は、場所特定されたワイヤレス充電器の場所を、今後参照するためにデータベース906中でブックマークすることができる。同様に、制御システム704は、場所および時間についての統計値を集め、充電を受けるのに好ましい時間を学習するように構成され得る。たとえば、装置700が定期的パターンで移動される場合、制御システム704は、各ワイヤレス充電器の充電領域内に装置700がどれだけ長く置かれるか、および装置が次はどこに移動するかを学習するように構成すればよい。別の例として、装置700が、データベース中で料金ベースの充電器として示されるワイヤレス充電器の充電領域内に置かれている場合、制御システム704は、装置700が次の無料ワイヤレス充電器にたどり着くのに十分な量の電力をもっていない場合にのみ装置が充電されることを可能にし得る。場所およびワイヤレス充電器の場所特定に費やされる時間に関する統計値は、第三者によって使うこともできる。さらに、第三者は、統計値に基づいてユーザにターゲット広告を提供することができる。データベース906は、一般的なジオタグアプリケーションおよび他のウェブサービスから情報を受信することによってアップデートすることもできる。
【００６５】
別の例示的実施形態によると、制御システム704は、当業者には理解されるように、推測航法を使って、1つまたは複数のワイヤレス充電器に相対したシステムの場所を判定するように構成され得る。当業者には理解されるように、制御システム704は、推測航法を使うが、ワイヤレス充電器を見つけ、かつ新規ワイヤレス充電器の発見を記録するのに、やはりデータベース906を使ってよい。さらに、別の例示的実施形態によると、制御システム704は、装置700の場所を判定すると、ワイヤレス充電器までの方向をリクエストすることができる。さらに、制御システム704が装置700から離れている例示的な実施形態では、装置700は、たとえば店の看板など、場所に関する、たとえば1つまたは複数の画像の形で情報を制御システム704に送ればよい。この受信情報、および任意選択で他の情報(たとえばセルID)、およびユーザが移動している方向に基づいて、制御システム704は、近くのワイヤレス充電器の場所を識別するように構成され得る。
【００６６】
さらに、装置700が場所検出構成要素902を備え、装置700がワイヤレス充電器によって充電されている例示的な実施形態では、装置700は、充電器の場所を判定し、その後、ワイヤレス充電器の場所をデータベース906に記録することができる。この例示的実施形態では、装置700と、装置700がワイヤレス電力をそこから受信しているワイヤレス充電器とは、同じ場所であると想定されることに留意されたい。さらに、ある特定のワイヤレス充電器からワイヤレス電力を受信している各装置700は、データベース906に情報(たとえば、どのワイヤレス充電器を装置700が現在使用しているか)を送ることができ、データベース906は、任意のあるときに何台の装置が特定のワイヤレス充電器から電力を受信中であるかを識別する情報を含み得る。したがって、この情報は、その特定のワイヤレス充電器からワイヤレス電力を受信するべきかどうか、または別の比較的混雑していないワイヤレス充電器を突き止めるべきかどうか判定する状況では有用であり得る。さらに、ワイヤレス充電器は、データベース906に情報を送るように構成されてよく、情報は、単なる例として、ワイヤレス充電器の使用に関し得ることに留意されたい。
【００６７】
図12は、1つまたは複数の例示的実施形態による方法980を示すフローチャートである。方法980は、1つまたは複数の監視されるエネルギー貯蔵装置のうち、あるエネルギー貯蔵装置が閾値を下回る場合はそのエネルギー貯蔵装置を充電する1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出すること(数字982で示す)を含み得る。さらに、方法980は、エネルギー貯蔵装置に関連づけられた電子装置向けの充電方式を選択すること(数字984で示す)を含み得る。
【００６８】
当業者には理解されるように、WiFiを使う屋内位置測定は通常、アクセスポイントからのビーコンの受信信号強度指示(RSSI)を登録し、次いで、RSSI対距離のモデルをルックアップし、またはアクセスポイントにパケットを積極的に送り、到着時間情報を使って範囲を見つけることを必要とし得る。位置測定を可能にするために、このような測距技法が、アクセスポイントの場所についての知識とともに適用されて、多辺測量を実施し、最終的な位置を判定する。屋内位置測定に伴う1つの重要な課題は、十分なアクセスポイントが不足していることである。通常3つの非同一線上アクセスポイント(AP)が、正確な位置測定を可能にするためにステーション(STA)の範囲内にあることが要求される。ただし、多くの配備において、アクセスポイントは、比較的密でなく配備される場合もあり、アクセスポイントの場所が分からない場合もある。
【００６９】
当業者には理解されるように、ワイヤレス充電器は、屋内または屋外の場所、たとえば単なる例として、空港内、(たとえば、ショッピングモールのフードコート内の)テーブル面の上、コーヒーショップ内、待合室などに置かれて、施設の利用客にサービス提供することができる。本発明の様々な例示的実施形態によると、ワイヤレス充電器によって充電中の装置は、屋外または屋内環境での測距に使われ得るビーコン信号の数を増大させるのに使用することができる。したがって、位置の正確さが向上され得る。
【００７０】
図13は、ワイヤレス充電器1002および複数の電子装置1004A、1004B、1004Cを含むシステム1000を示す。図13に示すように、電子装置1004A、1004Bは、ワイヤレス充電器1002の充電領域内に置かれている。システムは、後でより十分に記載するように、データベース1006をさらに含む。例示的な一実施形態によると、電子装置1004Cは、ワイヤレス充電器1002の付近にあり、ワイヤレス充電を必要としている。
【００７１】
システム1000の企図された動作について、ここで説明する。その間に確立された通信リンクを介して、ワイヤレス充電器1002は、関連づけられた充電領域内に置かれた電子装置に充電タグを送信するように構成され得る。より具体的には、ワイヤレス充電器1002は、電子装置1004A、電子装置1004B、または両方に充電タグを送信するように構成され得る。例示的な一実施形態によると、充電タグは、ワイヤレス充電器1002に関する一意の識別子を含み得る。たとえば、一意の識別子は、ワイヤレス装置を識別するMACアドレスと同様でよい。この例示的実施形態において、充電タグは、ワイヤレス充電器のメモリ内にハードコードされていてよい。別の例示的実施形態によると、充電タグは、ワイヤレス充電器1002の場所を識別するローカルまたはグローバル座標を含み得る。この例示的実施形態において、充電タグは、インタフェース1008を介してワイヤレス充電器1002内にプログラムされていてよい。
【００７２】
充電タグを受信すると、電子装置(たとえば、電子装置1004A、電子装置1004B、または両方)は、充電タグを、WiFiビーコンなどのビーコン信号に統合することによって、アクセスポイントとして作用し得る。当業者には理解されるように、WiFiビーコンは、充電タグをSSID、BSSID、またはビーコン情報要素中にエンコードすることによって、付加情報(たとえば、充電タグ)を含めることができる。
【００７３】
さらに、電子装置1004Cは、電子装置1004A、電子装置1004B、または両方によって送信されたビーコン信号を受信することができる。充電タグが一意の識別子を含む例示的な実施形態を具体的に参照すると、ビーコン信号を受信すると、電子装置1004Cは、一意の識別子と座標(たとえば、ローカルまたはグローバル座標どちらか)とのマッピングを含み得るデータベース1006中で、関連づけられた充電タグをルックアップすればよい。その後、電子装置1004Cは、ビーコン信号をそこから受信した電子装置(たとえば、電子装置1004Aまたは電子装置1004Bどちらか)を測距して、その相対的位置を判定することができる。ワイヤレス充電器1002および電子装置1004A、1004Bの場所は同じであると想定されることに留意されたい。さらに、充電タグがローカルまたはグローバル座標を含む例示的な実施形態を具体的に参照すると、ビーコン信号を受信すると、電子装置1004Cは、受信ビーコン信号に含まれる位置情報を使って、ビーコン信号をそこから受信した電子装置(たとえば、電子装置1004Aまたは電子装置1004Bどちらか)を測距して、その相対的位置を判定することができる。
【００７４】
充電タグが一意の識別子を含む別の例示的実施形態によると、ワイヤレス充電器1002から充電タグを受信した後、ワイヤレス充電器1002の充電領域内に置かれた電子装置(たとえば、電子装置1004Aまたは1004B)は、データベース1006中で、関連づけられた充電タグをルックアップすればよく、このデータベースは、上述したように、一意の識別子と座標(たとえば、ローカルまたはグローバル座標どちらか)とのマッピングを含み得る。したがって、電子装置(たとえば、電子装置1004A)がワイヤレス充電器1002と同じ場所であると想定すると、電子装置(たとえば、電子装置1004A)は、それ自体の場所を判定することができる。その後、電子装置(たとえば、電子装置1004A)は、その場所を、位置測定を必要とする他のあらゆる電子装置(たとえば、電子装置1004C)にビーコン通知すればよい。したがって、この例示的実施形態において、電子装置1004Aは、データベース1006にアクセスすることは求められなくてよい。電子装置1004Cは、電子装置1004Aからビーコン信号を受信すると、その相対的位置を判定することができる。
【００７５】
図14は、1つまたは複数の例示的実施形態による方法1010を示すフローチャートである。方法1010は、ワイヤレス充電器の充電領域内に置かれた少なくとも1つの電子装置によって、ワイヤレス充電器に関連づけられた充電タグを受信すること(数字1012で示す)を含み得る。方法1010は、充電タグが統合されたビーコン信号を、少なくとも1つの他の電子装置に送信して、少なくとも1つの他の電子装置が、少なくとも1つの電子装置をアクセスポイントとして使用することを可能にすること(数字1014で示す)をさらに含み得る。
【００７６】
図13、14を参照して上述した例示的な実施形態は、装置の充電を使用して、ある環境においてビーコン信号または測距装置の数を動的に増大することができる。したがって、電子装置が、1つまたは複数の他の電子装置を測距して、位置推定値を高めることができるので、位置測定の正確さを高めることができる。
【００７７】
情報および信号は、様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して表してよいことが当業者には理解されよう。たとえば、上記説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボルおよびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁性粒子、光場または光粒子、あるいはその任意の組合せによって表すことができる。
【００７８】
本明細書の開示された例示的な諸実施形態に関連して述べられた様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装できることが当業者にはさらに理解されよう。ハードウェアとソフトウェアのこの交換可能性について明確に示すために、様々な例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路およびステップについて、上記では概してその機能性に関して述べている。こうした機能性をハードウェアとして実装するか、それともソフトウェアとして実装するかは、特定の適用例、およびシステム全体に課された設計の制約に依存する。当業者は、述べられた機能性を、特定の適用例ごとに異なるやり方で実施できるが、こうした実装上の決定は、本発明の例示的な諸実施形態の範囲からの逸脱をもたらすものと解釈すべきではない。
【００７９】
本明細書に開示された例示的な諸実施形態に関連して述べられた様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP: Digital Signal Processor)、特定用途向け集積回路(ASIC: Application Specific Integrated Circuit)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA: Field Programmable Gate Array)または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別のハードウェアコンポーネント、あるいは本明細書に述べられた機能を実施するように設計されたその任意の組合せで実装または実施することができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってよいが、別法では、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラまたは状態機械であってよい。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえばDSPとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携する1つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは他の任意のこうした構成として実装することもできる。
【００８０】
本明細書に開示された例示的な諸実施形態に関連して述べられた方法およびアルゴリズムの諸ステップは、ハードウェアで直接に、プロセッサによって実行されたソフトウェアモジュールで、またはその2つの組合せで実施されてもよい。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ(RAM: Random Access Memory)、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ(ROM: Read Only Memory)、電気的プログラマブルROM(EPROM: Electrically Programmable ROM)、電気的消去可能プログラマブルROM(EEPROM: Electrically Erasable Programmable ROM)、レジスタ、ハードディスク、取外し可能ディスク、CD-ROM、または当技術分野で知られている他の任意の形の記憶媒体に常駐してよい。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み出し、記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。別法では、記憶媒体は、プロセッサと一体化することができる。プロセッサおよび記憶媒体は、ASICに常駐してよい。ASICは、ユーザ端末に常駐してよい。別法では、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末の個別部品として常駐してもよい。
【００８１】
1つまたは複数の例示的な実施形態では、述べられた機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはその任意の組合せで実装できる。ソフトウェアで実装される場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ読取り可能媒体に格納することも、送信することもできる。コンピュータ読取り可能媒体は、コンピュータプログラムをある場所から別の場所に転送することを容易にする任意の媒体を含めて、コンピュータ記憶媒体と通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスできる任意の使用可能な媒体であってよい。限定のためではなく、例を挙げると、こうしたコンピュータ読取り可能媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMもしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、または命令もしくはデータ構造の形の所望のプログラムコードを搬送しまたは格納するために使用可能であり、コンピュータによってアクセス可能である他の任意の媒体を備えてよい。また、いずれの接続も適切に、コンピュータ読取り可能媒体と呼ばれる。たとえば、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア線、デジタル加入者線(DSL: digital subscriber line)、または赤外線、無線およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用してソフトウェアがウェブサイト、サーバまたは他の遠隔ソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア線、DSL、または赤外線、無線およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書では、ディスク(disk、disc)は、コンパクトディスク(CD: compact disc)、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD: digital versatile disc)、フロッピー（登録商標）ディスクおよびブルーレイディスクを含み、ただし、ディスク(disk)は通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)はデータをレーザで光学的に再生する。上記内容の組合せもまた、コンピュータ読取り可能媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００８２】
開示された例示的な実施形態についての上記説明は、当業者が本発明を作成または使用することを可能にするために提供されている。これらの例示的な実施形態への様々な修正が当業者には容易に明らかになり、本明細書に定義された一般的な原理は、本開示の精神または範囲から逸脱せずに他の実施形態に適用することができる。したがって、本発明は、本明細書に示された例示的な諸実施形態に限定されるものでないが、本明細書に開示された原理および新規な特徴に一致する最も広い範囲が与えられるものである。
【符号の説明】
【００８３】
100  充電システム
102  入力電力
104  送信機
106  放射界
108  受信機
110  出力電力
112  距離
114  送信アンテナ
118  受信アンテナ
119  通信チャネル
122  発振器
123  調整信号
124  電力増幅器
125  制御信号
126  フィルタ/整合回路
132  整合回路
134  整流器/スイッチング
136  バッテリ
150  ループアンテナ
152,154  キャパシタ
156  共振信号
200  送信機
202  送信回路
204  送信アンテナ
206  整合回路
208  低域フィルタ
210  電力増幅器、増幅器
212  発振器
214  コントローラ
216  負荷感知回路
220  キャリア信号
224  送信変調信号
226  信号の電力
228  電力供給
230  差動増幅器
235  受信信号
260  閉鎖検出器
280  存在検出器
300  受信機
302  受信回路
304  受信アンテナ
306  電力変換回路
308  RF-DC変換器
310  DC-DC変換器
312  スイッチング回路
314  ビーコン回路
316  プロセッサ
350  デバイス
700  装置
704  制御システム
706  エネルギー貯蔵装置
750,800,1000  システム
802,1002  ワイヤレス充電器
852  ワイヤレス充電可能電子装置、充電可能電子装置、装置、電子装置
854  サーバベースの装置
900  場所特定システム
902  場所検出構成要素
906,1006  データベース
1004A,1004B,1004C  電子装置
1008  インタフェース
【図１】
0005539528.tif 000002
【図２】
0005539528.tif 000003
【図３】
0005539528.tif 000004
【図４】
0005539528.tif 000005
【図５】
0005539528.tif 000006
【図６】
0005539528.tif 000007
【図７】
0005539528.tif 000008
【図８】
0005539528.tif 000009
【図９】
0005539528.tif 000010
【図１０】
0005539528.tif 000011
【図１１】
0005539528.tif 000012
【図１２】
0005539528.tif 000013
【図１３】
0005539528.tif 000014
【図１４】
0005539528.tif 000015