(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスであって、
タッチセンサ回路と、
前記デバイスに充電又は電力を供給するための無線電界の存在を検出するように構成されている検出器と、
前記検出された無線電界の存在の少なくとも一部分に基づき、前記タッチセンサ回路の少なくとも１つの特性を調整するように構成されているコントローラと、
を具備することを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記タッチセンサ回路は、前記検出された無線電界の存在に基づき、接触を感知するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のデバイス。
【請求項３】
前記コントローラは、前記タッチセンサ回路の少なくとも１つの特性を増大させるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のデバイス。
【請求項４】
前記タッチセンサ回路の少なくとも１つの特性は、信号対雑音比を含むことを特徴とする請求項1に記載のデバイス。
【請求項５】
前記タッチセンサ回路の少なくとも１つの特性は、前記タッチセンサ回路の感度しきい値を含むことを特徴とする請求項1に記載のデバイス。
【請求項６】
前記タッチセンサ回路の少なくとも１つの特性は、前記タッチセンサ回路の駆動周波数を含むことを特徴とする請求項1に記載のデバイス。
【請求項７】
前記コントローラは、前記無線電界の周波数を含んでいる情報を受信するようにさらに構成されており、
前記コントローラは、前記無線電界の前記周波数に基づき、前記タッチセンサ回路の駆動周波数を調整するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記タッチセンサ回路の少なくとも１つの特性は、後処理方法を含むことを特徴とする請求項1に記載のデバイス。
【請求項９】
前記タッチセンサ回路は、複数の感知要素を含んでおり、
前記検出器は、前記複数の感知要素の少なくとも１つの変化に基づき、前記無線電界の存在を検出するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のデバイス。
【請求項１０】
感知回路と、ルックアップテーブルをさらに具備し、
前記ルックアップテーブルは、前記感知回路に結合された1つまたは複数の格納デバイスに格納されており、
前記少なくとも1つの特性は、少なくとも1つのアドレス指定特性と、少なくとも1つの感知特性を具備し、
前記ルックアップテーブルは、前記少なくとも1つのアドレス指定特性と、前記少なくとも1つの感知特性を含んでいることを特徴とする請求項1に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記タッチセンサ回路は、感知回路、タッチセンサ、及びタッチセンシングコントローラの内の１つ又は複数を含んでいることを特徴とする請求項1に記載のデバイス。
【請求項１２】
タッチセンサ回路を動作させる方法であって、
前記タッチセンサ回路を含むデバイスに充電又は電力を供給するための無線電界の存在を検出するステップと、
前記検出に基づき、前記タッチセンサ回路の少なくとも１つの感知特性を調整するステップと、
を具備することを特徴とするタッチセンサ回路を動作させる方法。
【請求項１３】
前記調整するステップは、駆動波形の駆動強度を増大させるステップと具備することを特徴とする請求項1２に記載の方法。
【請求項１４】
前記調整するステップは、検出しきい値増大させるステップと具備することを特徴とする請求項1２に記載の方法。
【請求項１５】
前記調整するステップは、前記タッチセンサ回路の駆動周波数を調整するステップを含むことを特徴とする請求項1２に記載の方法。
【請求項１６】
前記無線電界の周波数を判断するステップと、
前記無線電界の周波数に基づき、前記タッチセンサ回路の前記駆動周波数を調整するステップと、
をさらに具備することを特徴とする請求項1５に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの感知特性は、後処理方法を含むことを特徴とする請求項1２に記載の方法。
【請求項１８】
前記タッチセンサ回路は、複数の感知要素を含み、
前記無線電界の存在を検出するステップは、前記複数の感知要素の少なくとも１つの変化に基づき検出するステップを含むことを特徴とする請求項1２に記載の方法。
【請求項１９】
前記調整するステップは、ルックアップテーブルに格納されている情報に基づき、前記無線電界に関する情報を、感知特性と相関させるステップを含むことを特徴とする請求項1２に記載の方法。
【請求項２０】
前記タッチセンサ回路は、感知回路、タッチセンサ、及びタッチセンシングコントローラの内の１つ又は複数を含むことを特徴とする請求項1２に記載の方法。
【請求項２１】
タッチセンサ回路を動作させるためのデバイスであって、
前記デバイスに充電又は電力を供給するための無線電界の存在を検出するための検出手段と、
前記検出に基づき、前記タッチセンサ回路の少なくとも１つの感知特性を調整するための調整手段と、
を具備することを特徴とするタッチセンサ回路を動作させるためのデバイス。
【請求項２２】
前記検出手段は、検出回路を具備し、
前記調整手段は、コントローラを具備する
ことを特徴とする請求項２１に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記調整手段は、駆動波形の駆動強度を増大させるための手段を含むことを特徴とする請求項２１に記載のデバイス。
【請求項２４】
前記調整手段は、検出しきい値を増大させるための手段を含むことを特徴とする請求項２１に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記調整手段は、前記タッチセンサ回路の駆動周波数を調整するための手段を含むことを特徴とする請求項２１に記載のデバイス。
【請求項２６】
前記無線電界の周波数を判断するための手段と、
前記無線電界の前記周波数に基づき、前記タッチセンサ回路の前記駆動周波数を調整するための手段と、
をさらに具備することを特徴とする請求項２５に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの感知特性は、後処理方法を含むことを特徴とする請求項２１に記載のデバイス。
【請求項２８】
前記タッチセンサ回路は、複数の感知要素を含み、
前記無線電界の存在を検出するための前記検出手段は、前記感知要素の少なくとも１つの変化に基づき検出するための手段を含むことを特徴とする請求項２１に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記調整手段は、ルックアップテーブルに格納されている情報に基づき、前記無線電界に関する情報を、感知特性と相関させるための手段を含むことを特徴とする請求項２１に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記タッチセンサ回路は、感知回路、タッチセンサ、及びタッチセンシングコントローラの内の１つ又は複数を含むことを特徴とする請求項２１に記載のデバイス。
【請求項３１】
タッチセンサ回路を動作させるように構成されたプログラムに関するデータを処理するためのコンピュータプログラムであって、
処理回路に、
デバイスに充電又は電力を供給するための無線電界の存在を検出させ、
前記検出された無線電界の存在に基づいて、前記タッチセンサ回路の少なくとも１つの感知特性を調整させるためのコードを含むコンピュータプログラム。
【請求項３２】
前記処理回路に、
前記無線電界の周波数を判断させ、
前記判断された無線電界の周波数に基づき、前記タッチセンサ回路の駆動周波数を調整させるためのコードをさらに備えた請求項３１に記載のコンピュータプログラム。
【請求項３３】
前記タッチセンサ回路は、感知回路、タッチセンサ、及びタッチセンシングコントローラの内の１つ又は複数を含むことを特徴とする請求項３１に記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、無線電力に関する。より詳細には、本開示は、無線電界(wireless power field)の存在下で接触感知(touch sensing)デバイスの特性を調整するためのシステム、デバイス、および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ますます多くの幅広い電子デバイスが充電式バッテリを介して電力供給されている。そのようなデバイスは、モバイル電話、携帯用ミュージックプレイヤ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、コンピュータ周辺デバイス、通信デバイス(例えば、Bluetooth（登録商標）デバイス)、デジタルカメラ、補聴器などを含む。バッテリ技術は改善しているものの、バッテリ充電式電子デバイスは、より多くの電力をますます必要とし、かつますます消費する。したがって、これらのデバイスは常に充電を必要とする。充電式デバイスは、電力供給装置に物理的に接続されたケーブルまたはその他の類似のコネクタを必要とする有線接続を経由して充電されることが多い。ケーブルまたは類似のコネクタは、時として、不便であるか、または厄介な場合があり、他の欠点を有する。充電式電子デバイスを充電するために使用されることになる電力を自由空間内で転送できる無線充電システムは、有線充電解決策の欠陥のうちのいくつかを克服することが可能である。したがって、充電式電子デバイスを充電するための電力を効率的かつ安全に転送する無線充電システムおよび無線充電方法が望ましい。
【０００３】
接触感知デバイス(例えば、タッチスクリーン)は、無線電力システムによって生み出される強い電界および/または磁界によって悪影響を受ける可能性がある。電界および磁界は、接触感知デバイスの要素と相互作用し、ユーザに誤接触、検出感度の低下、またはそれらの組合せを経験させる場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
添付の請求項の範囲内のシステム、方法、およびデバイスの様々な実装形態は、それぞれ、いくつかの態様を有し、それらのいずれも、本明細書に記述される望ましい特性の役割を単独で果たさない。添付の請求項の範囲を限定せずに、いくつかの顕著な特徴が本明細書に記述される。
【０００５】
一実施形態によれば、デバイスが開示される。このデバイスは、タッチセンサと、無線電界の存在を示す情報を受信するように構成された検出器と、受信された情報に少なくとも一部に基づいて、タッチセンサの少なくとも1つの特性を調整するように構成されたコントローラとを含む。
【０００６】
別の実施形態によれば、タッチセンサを動作させる方法が開示される。この方法は、無線電界の存在を検出するステップと、その検出するステップに基づいて、タッチセンサの感知特性を調整するステップとを含む。
【０００７】
別の実施形態によれば、タッチセンサを動作させるためのデバイスが開示される。このデバイスは、無線電界の存在を検出するための手段と、その検出するための手段に基づいて、タッチセンサの感知特性を調整するための手段とを含む。
【０００８】
別の実施形態によれば、タッチセンサを動作させるように構成されたプログラムに関するデータを処理するためのコンピュータプログラム製品が開示される。このコンピュータプログラム製品は、処理回路に、無線電界の存在を検出するステップと、検出するステップに基づいて、タッチセンサの感知特性を調整するステップとを行わせるためのコードを記憶した非一時的コンピュータ可読媒体を含む。
【０００９】
本開示を概説するために、本発明のある態様、利点、および新規性のある特徴が本明細書に記述されている。本発明のいずれかの特定の実施形態に従って、すべてのそのような利点が達成可能であるとは限らない点を理解されたい。したがって、本発明は、本明細書で教示または示唆される可能性がある他の利点を必ずしも達成せずに、本明細書で教示される1つの利点もしくは利点のグループを達成または最適化するように実施あるいは実行可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】いくつかの実施形態による無線電力転送システムのブロック図である。
【図２】図1の無線電力転送システムのより詳細なブロック図である。
【図３】いくつかの実施形態によるループコイルの概略図である。
【図４】いくつかの実施形態による無線電力送信機のブロック図である。
【図５Ａ】いくつかの実施形態による接触感知コントローラによって無線電界の存在を検知するための通信経路の例示的なブロック図である。
【図５Ｂ】いくつかの実施形態による無線電力受信機のブロック図である。
【図６Ａ】センサアレイを介して導電性物体の存在を検出するための、複数の導電性行と導電性列とを有する、ある例示的な感知デバイスの上面図である。
【図６Ｂ】感知デバイスを動作させる、ある例示的な方法を示す流れ図である。
【図７Ａ】ユーザインターフェースを含む接触感知デバイスのある例を示す図である。
【図７Ｂ】ユーザインターフェースを含む接触感知デバイスのある例を示す図である。
【図８Ａ】いくつかの実施形態による接触感知デバイスと共に使用するためのある例示的なプロセスの流れ図である。
【図８Ｂ】いくつかの実施形態による接触感知デバイスと共に使用するためのある例示的なプロセスの流れ図である。
【図９】いくつかの実施形態による接触感知デバイスと共に使用するためのあるプロセスのある例の流れ図である。
【図１０】いくつかの実施形態による無線電力周波数調整のある例を示す図である。
【図１１Ａ】いくつかの実施形態による後処理調整のある例を示す図である。
【図１１Ｂ】いくつかの実施形態による後処理調整のある例を示す図である。
【図１１Ｃ】いくつかの実施形態による後処理調整のある例を示す図である。
【図１２】いくつかの実施形態によるタッチセンサを動作させるための、あるデバイスの簡素化されたブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
様々な図面の類似の参照番号および記号は類似の要素を示す。
【００１２】
添付の図面に関して下に記載される詳細な説明は、本発明の実施形態の記述として意図されており、本発明を行うことができる実施形態だけを表すことを意図しない。本説明を通して使用される「例示的な」という用語は、「例、事例、または例示として機能すること」を意味し、他の実施形態に比べて好ましいまたは有利であると必ずしも解釈されるべきではない。詳細な説明は、本発明の実施形態の完全な理解をもたらすための特定の詳細を含む。本発明の実施形態は、これらの特定の詳細なしに実施可能であることを当業者は理解されよう。場合によっては、本明細書で提示される実施形態の新規性を曖昧にするのを避けるために、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る。
【００１３】
電力を無線で転送することは、電界、磁界、電磁界に関連する、またはそうでない場合、物理的な導電体を使用せずに送信機から受信機に送信される、何らかの形のエネルギーを転送することを指す場合がある(例えば、電力は自由空間を介して転送可能である)。電力転送を達成するために、無線場(wireless field)(例えば、磁界)内に出力された電力は受信アンテナもしくは受信コイルによって受信または捕捉されうる。
【００１４】
図1は、いくつかの実施形態による無線電力転送システムの機能的ブロック図である。無線電力送信機104から無線電力受信機108にエネルギーを転送するための場(field)106(例えば、電磁界)を生成するために、入力電力102を無線電力送信機104に提供することができる。無線電力転送の間、無線電力受信機108を場106に結合することが可能であり、出力電力110を受信するために無線電力受信機108に結合されたデバイス(図示せず)によって記憶または消費するための出力電力110を生成する。無線電力送信機104および無線電力受信機108は、距離112だけ分離される。一実施形態では、無線電力送信機104および無線電力受信機108は、相互共振関係に従って構成される。無線電力受信機108の共振周波数および無線電力送信機104の共振周波数が実質的に同じであるか、または互いに非常に近接するとき、無線電力受信機108が無線電力送信機104によって生成された場106の「近接場」内に位置するとき、無線電力送信機104と無線電力受信機108との間の伝送損失は最小である。したがって、無線電力転送は、コイルが非常に近接していること(例えば、数mmの範囲内)を必要とする多数のコイルを必要とする場合がある、純粋に誘導性の解決策と対照的に、より遠い距離を介して実現可能である。共振誘導結合(resonant inductive coupling)技法は、したがって、改善された効率性と、様々な距離を介し幅広いアンテナ構成またはコイル構成を用いた電力転送とを可能にする。「コイル」という用語は、別の「コイル」に結合するためのエネルギーを無線で出力または受信する構成要素を指すことが意図される。コイルは、電力を無線で出力または受信するように構成されたタイプの「アンテナ」を指す場合もある。いくつかの実施形態では、コイルは、本明細書で、「磁気」アンテナと呼ばれる場合があり、もしくは誘導コイルと呼ばれる場合もあり、または「磁気」アンテナとして構成される場合があり、もしくは誘導コイルとして構成される場合もある。
【００１５】
一実施形態では、無線電力送信機104は、送信コイル114の共振周波数に対応する周波数を有する、時間的に変化する磁界を出力するように構成可能である。受信機が場106内にあるとき、時間的に変化する磁界は受信コイル118内に電流を誘導することができる。上で述べたように、受信コイル118が送信コイル114の周波数で共振するように構成されている場合、エネルギーを効率的に転送することができる。受信コイル118内で誘導されたAC信号を上で述べたように整流して、負荷に充電または電力供給するために提供されうるDC信号を生み出すことができる。
【００１６】
無線電力送信機104は、エネルギー送信を出力するための無線電力送信コイル114をさらに含み、無線電力受信機108は、エネルギー受信のための無線電力受信コイル118をさらに含む。本明細書で言及されるように、近接場は、電力を送信コイル114から最小限に放出する、送信コイル114内の電流および電荷から生じる強い反応場が存在する領域に対応しうる。場合によっては、近接場は、送信コイル114の約1波長(または、その一部)内の領域に対応しうる。送信コイルおよび受信コイルは、それらと関連付けられるアプリケーションおよびデバイスに従ったサイズにされる。上で述べたように、効率的なエネルギー転送は、エネルギーの大部分を電磁波内で非近接場に伝搬するのではなく、無線電力送信コイル114の近接場内のエネルギーの大部分を無線電力受信コイル118と結合することによって発生する。近接場内に配置されたとき、無線電力送信コイル114と無線電力受信コイル118との間で結合モードを展開することができる。この近接場結合が発生しうる、無線電力送信コイル114および無線電力受信コイル118の周囲の区域は、本明細書で結合モード領域と呼ばれる場合がある。
【００１７】
図2は、図1の無線電力転送システムのより詳細なブロック図を示す。無線電力送信機104は、無線電力信号発生器122(例えば、電圧制御発振器)と、ドライバ124(例えば、電力増幅器)と、TXインピーダンス調整回路126とを含む。無線電力信号発生器122は、信号発生器制御信号123に応答して調整できる、468.75KHz、6.78MHz、または13.56MHzなど、所望される周波数で信号を生成するように構成される。無線電力信号発生器122によって生成される信号は、例えば、送信コイル114の共振周波数で送信コイル114を駆動するように構成されたドライバ124に提供可能である。ドライバ124は、無線電力信号発生器122(例えば、発振器)から矩形波を受信して、正弦波を出力するよう構成されたスイッチング増幅器(switching amplifier)であってよい。例えば、ドライバ124は、クラスE増幅器であってよい。無線電力信号発生器122によって生成される信号は、ドライバ124によって受信され、増幅制御信号125に対応する増幅量でドライバ124によって増幅可能である。TXインピーダンス調整回路126は、ドライバ124の出力に接続可能であり、無線電力送信コイル114のインピーダンスに基づいて、無線電力送信機104のインピーダンスを調整するように構成可能である。いくつかの実施形態では、TXインピーダンス調整回路126は、無線電力送信機104の構成要素のインピーダンスを無線電力送信コイル114のインピーダンスと整合させるように構成可能である。例示されないが、無線電力送信機104は、ドライバ124の出力とTXインピーダンス調整回路126の入力とに接続されたフィルタを含むことも可能である。このフィルタは、増幅信号内の不要な高調波またはその他の不要な周波数をフィルタリングして除去するように構成可能である。
【００１８】
無線電力受信機108は、図2に示すように、負荷136を充電するため、または、無線電力受信機108に結合されたデバイス(図示せず)に電力供給するためのDC電力出力を生成するためにRxインピーダンス調整回路132と電力変換回路134とを含むことが可能である。無線電力受信コイル118のインピーダンスに基づいて、無線電力受信機108のインピーダンスを調整するために、Rxインピーダンス調整回路132を含むことが可能である。いくつかの実施形態では、Rxインピーダンス調整回路132は、無線電力受信機108の構成要素のインピーダンスを無線電力受信コイル118のインピーダンスと整合させるように構成可能である。無線電力受信機108および無線電力送信機104は、別個の通信チャネル119(例えば、Bluetooth（登録商標）チャネル、ZigBeeチャネル、セルラチャネルなど)上で通信することができる。
【００１９】
使用不能にされることが可能な関連負荷(例えば、負荷136)を当初有する場合がある無線電力受信機108は、無線電力送信機104によって送信され、無線電力受信機108によって受信される電力量が負荷136を充電するのに適切であるかどうかを判断するように構成可能である。さらに、無線電力受信機108は、電力量が適切であることを判断するとすぐに、負荷(例えば、負荷136)を使用可能にするように構成可能である。いくつかの実施形態では、無線電力受信機108は、負荷136(例えば、バッテリ)を充電せずに、無線電力転送フィールド(wireless power transfer field)から受信された電力を直接的に利用するように構成可能である。例えば、近接場通信(NFC)または無線周波数識別デバイス(RFID)などの通信デバイスは、無線電力転送フィールドから電力を受信して、無線電力転送フィールドと相互作用することによって通信し、かつ/または受信された電力を利用して無線電力送信機104もしくはその他のデバイスと通信するように構成可能である。
【００２０】
図3は、いくつかの実施形態によるループコイル150の概略図を例示する。図3に例示されるように、実施形態で使用されるコイルは、本明細書で「磁気」コイルと呼ばれる場合もある「ループ」コイル150として構成可能である。ループコイルは、空芯、または、フェライトコアなどの物理コアを含むように構成可能である。空芯ループコイルは、コアの近傍に配置された外部の物理デバイスに対してより許容可能でありうる。さらに、空芯ループコイルは、コア区域内に他の構成要素または回路(例えば、集積回路)を配置することを可能にすることができる。さらに、空芯ループは、無線電力送信コイル(例えば、図2の無線電力送信コイル114)の平面内に無線電力受信コイル(例えば、図2の無線電力受信コイル118)を配置することを可能にし、それによって、無線電力送信コイル114と無線電力受信コイル118との間の結合係数を増大させることができる。
【００２１】
無線電力送信機104と無線電力受信機108との間のエネルギーの効率的な転送は、無線電力送信機104と無線電力受信機108との間の整合した共振またはほぼ整合した共振の間に発生しうる。しかし、無線電力送信機104と無線電力受信機108との間の共振が整合しないときですら、エネルギーは転送可能であるが、効率が影響を受ける可能性がある。上で議論されたように、エネルギー転送は、無線電力送信コイル114からのエネルギーを自由空間内に伝搬するのではなく、無線電力送信コイル114の近接場内のエネルギーを電磁近接場が生成される区域内に配置された無線電力受信コイル118に結合することによって発生しうる。
【００２２】
ループコイルまたは磁気コイルの共振周波数は、コイルのインダクタンスとキャパシタンスとに基づく。ループコイル内のインダクタンスは、一般に、ループのインダクタンスであり、一方、キャパシタンスは、一般に、所望される共振周波数を有する共振構造(例えば、LC回路)を生み出すために、ループコイルに接続された容量構成要素の形で含まれる場合がある。非限定的な例として、キャパシタ152およびキャパシタ154は、ループコイル150に接続されて、共振周波数156で信号を生成する共振回路を生み出すことができる。共振周波数を制御および調整するために、他の構成要素(例えば、可変インダクタもしくは固定インダクタ、可変キャパシタもしくは固定キャパシタ、および/または可変レジスタもしくは固定レジスタ)をループコイル150に接続することも可能である。直径がより大きなループコイル150の場合、共振を誘導するために必要とされるキャパシタンスのサイズは、ループの直径またはインダクタンスが増大するにつれて減少する可能性がある。さらに、ループコイルまたは磁気コイルの直径が増大するにつれて、近接場の効率的なエネルギー転送区域は増大しうる。他の共振回路が可能である。別の非限定的な例として、キャパシタをループコイル150の2つの端末間で並列に配置することが可能である。無線電力送信コイル114の場合、ループコイル150に対する入力として、共振周波数156で信号を提供することができる。
【００２３】
図4は、いくつかの実施形態による無線電力送信機104のブロック図である。無線電力送信機104は、送信機回路202と無線電力送信コイル114とを含む。送信機回路202は、無線電力送信コイル114を駆動させるための振動信号を提供することによって、RF電力を無線電力送信コイル114に提供する。振動信号に基づいて、無線電力送信コイル114は無線電力送信機104からエネルギーを送信するための電磁界を生成する。無線電力送信機104は、いずれかの適切な周波数で動作することができる。例として、無線電力送信機104は13.56MHz ISM帯域で動作することができる。
【００２４】
送信機回路202は、無線電力送信コイル114のインピーダンスに基づいて送信機回路202のインピーダンスを調整するように構成されたTXインピーダンス調整回路126と、無線電力送信機104によって送信された電力を最大化するためのローパスフィルタ(LPF)208とを含む。LPF208は、無線電力受信機108に結合されたデバイスのセルフジャミング(self-jamming)を防止するためのレベルに高調波放射を低減するように構成可能である。その他の実施形態は、他の周波数を通過させながら、特定の周波数を減衰するノッチフィルタを含むが、これに限定されない、異なるフィルタトポロジを含むことが可能であり、コイルに対する出力電力またはドライバによって引き出されたDC電流など、測定可能な送信基準(transmit metrics)に基づいて変化しうる適応的インピーダンス整合を含むことが可能である。送信機回路202は、無線電力信号発生器122によって判断されたRF信号を駆動させるように構成されたドライバ124をさらに含む。送信機回路202は、ディスクリートデバイスもしくはディスクリート回路を含むことが可能であり、かつ/または集積回路を含むことが可能である。無線電力送信コイル114から出力されたRF電力は、およそ2〜3ワットの範囲内であってよいが、これに限定されない。
【００２５】
送信機回路202は、特定の受信機に関する送信位相(すなわち、デューティーサイクル)の間に無線電力信号発生器122を使用可能にするために、発振器の周波数または位相を調整するために、かつ出力電力レベルを調整して、その取り付けられた受信機を介して近接するデバイスと相互作用するための通信プロトコルを実装するために、TXコントローラ214をさらに含む。発振器位相および伝送路内の関連する回路の調整は、特に、ある周波数から別の周波数に遷移するとき、帯域外放射の削減を可能にする。
【００２６】
送信機回路202は、無線電力送信コイル114によって生み出された充電領域190の近傍のアクティブな受信機およびその他のデバイスの存在または不在を検出するために、負荷感知回路216をさらに含むことが可能である。例として、負荷感知回路216は、無線電力送信コイル114によって生み出される充電領域の近傍のアクティブな受信機および/もしくはその他のデバイスの存在または不在によって影響を受ける、(例えば、電流信号235、電圧信号234によって例示される)ドライバ124に流れる電流とドライバ124の電圧レベルとを監視する。ドライバ124上の負荷の変化の検出は、無線電力信号発生器122がエネルギーを送信して、アクティブな受信機と通信するのを可能にするかどうかを判断する際に使用するために、TXコントローラ214によって監視される。
【００２７】
無線電力送信コイル114は、Litzワイヤを用いて実装可能であるか、または抵抗損失を低く保つために選択された厚さ、幅、および金属タイプのコイルストリップとして実装可能である。無線電力送信コイル114は、一般に、テーブル、マット、ランプ、またはその他の携帯性が低い構成など、より大きな構造と関連付けられるように構成可能である。したがって、無線電力送信コイル114は、一般に、実用的な寸法のものであるために「巻く」必要はないことになる。無線電力送信コイル114のある実施形態は、「電気的に小型」(例えば、波長の一部程度)であってよく、キャパシタを使用して共振周波数を画定することによって、同調されて、より低い使用可能周波数で共振させることが可能である。
【００２８】
無線電力送信機104は、無線電力送信機104と関連付けられることが可能な受信機デバイスの所在および状態に関する情報を収集ならびに追跡することができる。したがって、送信機回路202は、TXコントローラ214に接続された、存在検出器280、閉鎖状態検出器260、またらそれらの組合せを含むことが可能である。TXコントローラ214は、存在検出器280および閉鎖状態検出器260からの存在信号に応答して、増幅器210によって伝達される電力量を調整することが可能である。無線電力送信機104は、例えば、建物内に存在する通常のAC電力を変換するためのAC-DC変換器(図示せず)、通常のDC電源を無線電力送信機104に適した電圧に変換するためのDC-DC変換器(図示せず)など、いくつかの電源を介して、または通常のDC電源(図示せず)から直接的に電力を受信することができる。
【００２９】
存在検出器280は、無線電力送信機104の有効範囲区域内に挿入された、充電されることになるデバイスの当初の存在を感知するために利用される動き検出器を含むことが可能である。検出後、無線電力送信機104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、所定の様式でRxデバイス上のスイッチをトグルすることができ、これは、今度は、結果として、無線電力送信機104の駆動点インピーダンスを変更させる。
【００３０】
存在検出器280は、例えば、赤外線検出、動き検出、またはその他の適切な手段によって、人間を検出することが可能な検出器を含むことも可能である。いくつかの実施形態では、送信コイルが特定の周波数で送信できる電力量を制限する規制が存在する場合がある。場合によっては、これらの制限は、人間、またはその他の生物学的存在を電磁放射から保護することを意図する。しかし、送信コイルが人間によって占有されていない領域、または例えば、駐車場、工場現場、店舗など、人間によってほとんど占有されていない区域内に配置される環境が存在する場合がある。これらの環境に人間が存在しない場合、送信コイルの電力出力を通常の電力制限規制を超えるまで増大することが許容されうる。すなわち、TXコントローラ214は、人間の存在に応答して、無線電力送信コイル114の電力出力を規制レベルまたはそれ以下に調整し、人間が無線電力送信コイル114の電磁界から規制距離外にいるとき、無線電力送信コイル114の電力出力を、規制レベルを超えるレベルに調整することが可能である。
【００３１】
ある非限定的な例として、(本明細書で、閉鎖区画検出器(enclosed compartment detector)または閉鎖空間検出器(enclosed space detector)と呼ばれる場合もある)閉鎖状態検出器260は、囲いが閉鎖状態にあるとき、または開放状態にあるときを判断するための感知スイッチなどのデバイスであってよい。無線電力送信機104が閉じた状態である閉鎖内に含まれているとき、無線電力送信機104の電力レベルを増大することができる。
【００３２】
いくつかの実施形態では、無線電力送信機104が無制限にオン状態に残らない方法を使用することが可能である。この場合、ユーザが判断した時間量の後で停止するように無線電力送信機104をプログラムすることができる。この特徴を使用して、その周辺の無線デバイスが完全に充電された後で、無線電力送信機104、特に、ドライバ124が長く実行するのを防止することが可能である。この事象は、回路が、そのデバイスが完全に充電されているという、リピータまたは受信コイルから送信された信号を検出できないことに起因する場合がある。別のデバイスがその周辺に配置されている場合、無線電力送信機104が自動的に停止するのを防止するために、その周辺で動きのないある設定期間が検出された後でだけ、無線電力送信機104自動停止特徴をアクティブ化することができる。ユーザは、非活性時間間隔を判断して、所望に応じてそれを変更することが可能でありうる。ある非限定的な例として、時間間隔は、デバイスが当初十分に放電されているという仮定に基づいて、特定のタイプの無線デバイスを完全に充電するために必要とされる時間間隔よりもさらに長くてよい。
【００３３】
いくつかの実施形態によれば、接触感知（touch sensing）デバイスは、無線電界（wireless power field）の存在、または無線電力送信機104によって生成された無線電界の存在に関して受信された情報を検出するように構成可能である。図5Aは、いくつかの実施形態による接触感知コントローラ352によって無線電界の存在を検出するための通信経路のある例示的なブロック図を示す。図5Aに例示されるように、接触感知コントローラ352は、無線電界が存在することを示す信号を無線電力受信機108から受信するように構成可能である。無線電力受信機108および接触感知コントローラ352は、同じデバイス(例えば、無線場を経由して電力を受信するように構成されたデバイス)内に含まれてよい。接触感知コントローラ352は、通信インターフェース322を介して無線電力受信機108から無線電界存在信号を受信することも可能である。例えば、接触感知コントローラ352から分離された無線電力受信機108は、通信インターフェース322を介して、通信プロトコルに従って、接触感知コントローラ352と通信することができる。さらに、接触感知コントローラ352は、無線電界存在信号324を無線電力送信機104から直接受信するように構成可能であり、かつ/または無線電界の存在を検出するための別個の検出器(図示せず)を含むことが可能である。無線電界の検出に基づいて、接触感知コントローラ352は、図8〜図11を参照して下でより詳細に説明されるように、接触感知デバイスの特性を調整するように構成可能である。本明細書で説明される接触感知デバイスおよび接触感知コントローラ352を、例えば、電子カメラ、ビデオレコーダ、ウェブカム、セルラ電話、スマートフォン、携帯用メディアプレイヤ、携帯情報端末、ラップトップ、タブレットコンピュータなどを含めて、様々なデバイス内に統合することが可能である。
【００３４】
図5Bは、いくつかの実施形態による無線電力受信機108および充電デバイス350のブロック図である。無線電力受信機108は、充電デバイス350内に含めることが可能であるか、または充電デバイス350と通信することが可能であり、上に記述された無線電力送信機(例えば、無線電力送信機104)を含む充電器から電力を受信するように構成可能である。無線電力受信機108は、受信回路302と無線電力受信コイル118とを含む。無線電力受信機108をそこから受信された電力を転送するための充電デバイス350に結合することが可能である。無線電力受信機108は、充電デバイス350の外部であるものとして例示されるが、充電デバイス350に統合されてもよい。エネルギーを無線電力受信コイル118に無線で伝搬し、次いで、受信回路302を介して充電デバイス350に結合することが可能である。
【００３５】
無線電力受信コイル118は、無線電力送信コイル114と同じ周波数で、または指定された周波数範囲内で共振するように調整可能である。無線電力受信コイル118は、無線電力送信コイル114と類似の寸法にされてよく、または関連する充電デバイス350の寸法に基づいて異なったサイズにされてもよい。例として、充電デバイス350は、無線電力送信コイル114の直径または長さよりもさらに小さい直径寸法または長さ寸法を有する携帯用電子デバイスであってよい。そのような例では、無線電力受信コイル118は、同調キャパシタ(図示せず)のキャパシタンス値を低減させて、無線電力受信コイル118のインピーダンスを増大させるためのマルチターンコイル(multi-turn coil)として実装可能である。無線電力受信コイル118は、コイル直径を最大化して、無線電力受信コイル118のループターン(例えば、巻線)の数と巻線間キャパシタンスとを低減するために、充電デバイス350の実質的な周辺の周りに配置可能である。
【００３６】
受信回路302は、無線電力受信コイル118に対する受信回路302の構成要素のインピーダンスを調整するためのRxインピーダンス調整回路132を含むことが可能である。受信回路302は、受信されたRFエネルギー源を充電デバイス350によって使用するための充電電力に変換するための電力変換回路134を含むことが可能である。電力変換回路134は、一般に、ファイルされたワイヤレスから受信された電力を、負荷を充電するための電力に変換するための電圧調整器と呼ばれる場合がある。いくつかの実施形態では、電力変換回路134は、RF-DC変換器308を含み、DC-DC変換器310を含むことも可能である。RF-DC変換器308は無線電力受信コイル118から受信されたRFエネルギー信号を非交流電力に整流するのに対して、DC-DC変換器310は整流されたRFエネルギー信号を充電デバイス350と互換性のあるエネルギーポテンシャル(例えば、電圧)に変換する。部分的な整流器、調整器、ブリッジ、ダブラー、および完全な整流器、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コンバータを含めて、様々なRF-DC変換器が企図される。
【００３７】
受信回路302は、無線電力受信コイル118を電力変換回路134に接続するため、または代替で、電力変換回路134を接続解除するための切替え回路(図示せず)をさらに含むことが可能である。無線電力受信コイル118を電力変換回路134から接続解除することは、デバイス350の充電を一時停止するだけでなく、無線電力送信機104によって「見られる」ような「負荷」を変えもする。
【００３８】
上で開示されたように、無線電力送信機104は、送信機ドライバ124に提供されるバイアス電流内の変動および/またはドライバ124の電圧レベル内の変動を検出する負荷感知回路216を含む。したがって、無線電力送信機104は、無線電力受信機108および/またはその他のデバイスが無線電力送信機104の充電領域190内にいつ存在するかを判断するための機構を有する。
【００３９】
複数の無線電力受信機108が充電領域190内に存在するとき、1つまたは複数の受信機のローディングおよびアンローディングを時間多重化して、他の受信機が無線電力送信機104により効率的に結合するのを可能にすることが望ましい場合がある。無線電力受信機108は、他の近くの受信機に対する結合をなくすため、または近くの送信機上のローディングを削減するためにクロークされ(cloaked)てもよい。無線電力受信機108のこの「アンローディング」は、「クローキング(cloaking)」と呼ばれる場合もある。無線電力受信機108によって制御され、無線電力送信機104によって検出されるアンローディングとローディングとの間の切替えは、無線電力受信機108から無線電力送信機104への通信機構を提供することが可能である。加えて、プロトコルを、無線電力受信機108から無線電力送信機104にメッセージを送信することを可能にする切替えと関連付けることが可能である。例として、切替え速度は100μ秒程度であってよい。
【００４０】
いくつかの実施形態によれば、無線電力送信機104と無線電力受信機108との間の通信は、従来の双方向通信(例えば、結合磁界(coupling field)を使用した帯域内シグナリング)ではなく、デバイス感知および充電制御機構を指す。すなわち、無線電力送信機104は、送信された信号のオン/オフキーイングを使用して、エネルギーが近接場内で利用可能かどうかを調整することが可能である。無線電力受信機108は、エネルギー内のこれらの変化を無線電力送信機104からのメッセージとして解釈することができる。受信機側から、無線電力受信機108は、受信コイル118の同調および離調を使用して、どの程度の電力がその場から容認されているかを調整することが可能である。場合によっては、Rxインピーダンス調整回路132とTXインピーダンス調整回路126とを経由して同調および離調を達成することが可能である。無線電力送信機104は、場から使用された電力のこの差を検出して、これらの変化を無線電力受信機108からのメッセージとして解釈することができる。送信電力の他の形の変調および負荷挙動を利用することが可能である点に留意されたい。
【００４１】
受信回路302は、無線電力送信機104から無線電力受信機108への情報シグナリングに対応しうる、受信されたエネルギー変動を識別するために使用されるビーコン検出器314をさらに含むことが可能である。さらに、ビーコン検出器314を使用して、削減されたRFエネルギー信号(例えば、ビーコン信号)の伝送を検出し、無線充電用の受信回路302を制御するために、その削減されたRFエネルギー信号を受信回路302内の無給電回路または電力消耗回路を起動するための定格電力を有する信号に整流することも可能である。
【００４２】
受信回路302は、本明細書に記載される無線電力受信機108のプロセスを調整するためのRxコントローラ316をさらに含む。Rxコントローラ316による無線電力受信機108のクローキングは、充電電力を充電デバイス350に提供する、外部の有線充電源(例えば、壁面電源/USB電源)の検出を含めて、他の事象の発生時に発生する場合もある。Rxコントローラ316は、無線電力受信機108のクローキングを制御する他に、ビーコン検出器314を監視して、ビーコン状態を判断し、無線電力送信機104から送信されたメッセージを抽出することも可能である。Rxコントローラ316は、充電制御信号318に従ってDC-DC変換器310を調整して、充電システムの効率を増大することも可能である。
【００４３】
充電デバイス350は、接触感知コントローラ352とタッチセンサ354とを含むことが可能である。RXコントローラ316は、接触制御信号320を介して、接触感知コントローラ352と通信することができる。接触制御信号320は、2値信号(例えば、高電圧、または低電圧)の形で簡単な「ON/OFF」コマンドを含むことが可能である。いくつかの実施形態では、接触制御信号320は、無線電界の電界周波数および電界強度に関する特定情報を含むことが可能である。接触感知コントローラ352は、無線電界の存在下でタッチセンサ354の性能を改善するようにタッチセンサ354を再構成することによって、接触制御信号320に応答することができる。例えば、接触感知コントローラ352は、駆動電圧、検出電圧しきい値、動作周波数、ソフトウェアフィルタ、検出プロセス、および後処理(post-processing)方法を含めて、タッチセンサ354ならびに接触感知コントローラ352の特性を調整することが可能である。
【００４４】
本明細書で接触感知コントローラ352によって受信される信号を参照して記述される実施形態は、無線電力受信機108との通信に基づいて記述可能である。しかし、これらの記述は、通信インターフェース322を介して受信された信号、無線電力送信機104から直接的に受信された信号、または図5Aを参照して上で議論されたように、接触感知コントローラ324の検出器によって検出された信号に適用可能である。さらに、無線電界に関する情報は、図6A〜図6Bを参照して下でさらに詳しく議論されるように、タッチセンサ354の要素の検出を介して(例えば、ユーザの接触を検出するために含まれたキャパシタ上の無線電界の影響に基づいて)導出されうる。
【００４５】
図6Aは、センサアレイを介して導電性物体の存在を検出するための、複数の導電性行と導電性列とを有する、ある例示的な感知デバイスの上面図を示す。本明細書で開示される導電性構造のいくつかは「行」または「列」と呼ばれる場合があるが、ある方向を「行」と呼び、別の方向を「列」と呼ぶことは自由裁量によることを当業者は容易に理解されよう。言い換えると、ある方位で、行は列と見なされる場合があり、列は行と見なされる場合がある。さらに、導電性構造は、直交する行および列の形(アレイ)に均等に構成されてよく、または例えば、互いに関してある種の位置オフセット(例えば、「モザイク」)を有する非線形構成で構成されてもよい。したがって、行および列と呼ばれる導電性構造は、互いに対して線形に構成される必要がなく、または均等の分布で配設される必要もなく、いずれの場合も、非対称形状と不均等に分布された要素とを有する構成を含むことが可能である。
【００４６】
感知デバイス600aは、感知デバイス600aに対する導電性物体、例えば、ユーザの指またはスタイラスの位置を判断して、この位置を外部回路、例えば、アドレス指定回路、コンピュータ、またはその他の電子デバイスに提供するように構成可能である。一実施形態では、感知デバイス600aは、基礎となるディスプレイ(図示せず)上に配設可能である。そのような実施形態では、閲覧者は、感知デバイス600aのセンサ領域608aを介して、基礎となるディスプレイの少なくとも一部を観察することができる。
【００４７】
感知デバイス600aは、実質的に透過的なカバー基盤602aの下に配設された導電性行606aのセットと導電性列604aのセットとを有する、カバー基盤(cover substrate)602aを含むことが可能である。導電性行606aのセットおよび導電性列604aのセットの詳細は、分かり易くするために図6Aに示されていない。カバー基盤602aは、絶縁材料、例えば、ガラスを含むことが可能である。導電性行および導電性列606a、604aは、センサ領域608a内にセンサアレイ620aを画定する。導電性行および導電性列606a、604aは、導電性リード612a、614aによって感知回路610aに電気的に結合される。
【００４８】
いくつかの実施形態では、感知回路610aは、個々の導電性行および導電性列606a、604aにパルス信号を周期的に印加して、別個の導電性行606aと導電性列604aとの間のキャパシタンス、および/または導電性行もしくは導電性列と任意の接地との間のキャパシタンスを検出する。感知回路610aは、ハードウェアおよび/またはプログラマブル論理を含むことが可能である。導電性行と導電性列との間のキャパシタンスは「相互キャパシタンス」と呼ばれる場合があり、導電性行または導電性列と任意の接地との間のキャパシタンスは「自己キャパシタンス」と呼ばれる場合がある。導電性列606aと導電性列604aとの間の重複部分に比較的近接して導電性物体を配置することは、局所静電界を変化させ、これは導電性行606aと導電性列604aとの間の相互キャパシタンスを低減させる。感知回路610aは、導電性行および導電性列606a、604aの相互キャパシタンスならびに/または自己キャパシタンスを周期的に検出して、デフォルト条件からのキャパシタンスの変化を比較することによって、センサ領域608aの区域の近位に配置された(例えば、接触している、または近くに配設された)導電性物体の存在を検出することができる。導電性行および導電性列606a、604aのジオメトリのパターン形成に基づいて、感知デバイス600aに対する導電性物体の位置を判断することが可能である。したがって、1つまたは複数の行および列606a、604aに近接する局所静電界を変化させる可能性のある他の要因、例えば、別の回路によって生み出される電気的干渉、例えば、無線電力送信機104が無線電界を生成することは、感知回路610aの感知性能に影響を及ぼす可能性がある。
【００４９】
図6Bは、感知デバイスを動作させる、ある例示的な方法を示す流れ図を示す。様々な感知デバイス、例えば、図6Aの感知デバイス600aを動作させるために方法630を使用することできる。ブロック632に示すように、センサ領域内にセンサアレイを形成するために、互いの間に間隔が置かれた導電性行および導電性列を提供することができる。上で議論されたように、センサ領域を基礎となるディスプレイ上に配設することができる。ブロック634に示すように、外部の感知回路によって信号をそれぞれの導電性行および導電性列に提供することができ、ブロック636に示すように、それぞれの行および列のキャパシタンス変化を経時的に測定することが可能である。ブロック638に示すように、感知回路は、隣接する行と隣接する列との間の時間的なキャパシタンス変化を比較することができる。ブロック640に示すように、比較されたキャパシタンス変化がセンサ領域上の導電性物体の二次元入力位置(例えば、水平・垂直座標位置)を判断するために使用されるように、それぞれの行をセンサ領域上のある座標位置(例えば、垂直位置)と関連付けることができ、それぞれの列をセンサ領域上の別の座標位置(例えば、水平位置)と関連付けることができる。
【００５０】
いくつかの実施形態によれば、導電性行および導電性列606a、604aに取り付けられた感知回路610aは、ディスプレイデバイスの初期化の間に測定を実行するように構成可能である。初期化測定が、感知構成要素のキャパシタンスがしきい値を超えることを示す場合、感知回路610aは、外部ソースによるノイズの存在を信号伝達するように構成可能である。異なるしきい値を用いた測定の比較に基づいて、感知回路610aは、いくつかの実施形態によれば、外部ソースを無線電界として識別するように構成可能である。しきい値は、事前にプログラムされてよく、またはデバイスの生産の間に較正されてよく、ディスプレイデバイスのメモリ内のルックアップテーブル内に記憶されてもよい。感知回路610aに依存する感知特性を修正して、無線電界によるノイズの存在を明らかにすることが可能である。例えば、感度しきい値、感知波形の駆動強度、駆動信号の周波数、受信された感知信号に印加されたフィルタリング(例えば、後処理)のタイプおよび量のうちの1つまたは複数を調整することが可能である。
【００５１】
図7A〜図7Bは、いくつかの実施形態によるユーザインターフェースの例を含む接触感知ディスプレイデバイスのある例を示す。接触感知デバイス700は、ディスプレイデバイス上に少なくとも部分的に配設されうるセンサ領域708を含むことが可能である。図7Aに示すように、接触感知ディスプレイデバイス700は、導電性物体、例えば、指702によって接触入力の区域710を感知するように構成可能である。接触感知ディスプレイデバイス700内に含まれる感知デバイスは、1つまたは複数の導電性行706と1つまたは複数の導電性列704とを含むことが可能である。分かり易くするために、図7Aおよび図7Bは、単一の導電性行706と単一の導電性列704とを例示する。
【００５２】
図6Aを参照して上で議論されたように、感知回路は、パルス信号を個々の導電性行および導電性列706、704に周期的に印加して、別個の導電性行706と導電性列704との間のキャパシタンス、および/または導電性行もしくは導電性列と任意の接地との間のキャパシタンスを検出することが可能である。指702を導電性行706と導電性列704との間の重複部分の近くに配置することは、局所静電界を変化させる場合があり、これは導電性行706と導電性列704との間の相互キャパシタンスを低減する。感知回路は、導電性行および導電性列706、704の相互キャパシタンスならびに/または自己キャパシタンスを周期的に検出して、デフォルト条件(例えば、検出しきい値)からのキャパシタンスの変化を比較することによって、センサ領域708の区域710の近位に配置された(例えば、接触している、または近くに配設された)指702の存在を検出することができる。接触感知ディスプレイデバイスのいくつかの実施形態では、接触入力は、埋め込み式ソフトウェアと相互作用するために使用可能である。例えば、接触入力は、カーソル要素を動作させて、ソフトウェアを介してナビゲートするため、および/もしくは手書きのテキストを表示するため、ならびに/または手書きのテキストをメモリ内に入力するために使用可能である。
【００５３】
次に図7Bを参照すると、カーソル要素712が図7Aの接触入力の区域710の下に表示された接触感知ディスプレイデバイス700が概略的に例示される。ユーザは、接触入力の位置を変更することによって、カーソル要素712を操作することができる。例えば、ユーザは、カーソル要素712が接触の区域710の下に表示されるように、センサ領域708を指702で触れることができ、その後、カーソル要素712が第2の区域の下に表示されるように、指702をセンサ領域708の第2の区域に動かすことができる。
【００５４】
図8Aおよび図8Bは、いくつかの実施形態による接触感知ディスプレイデバイスと共に使用するための例示的なプロセスの流れ図を示す。図8Aに例示されるように、方法800は、ブロック802によって例示されるように、無線電界の存在を示す信号を送信するステップを含むことが可能である。信号の受信に応答して、方法800は、ブロック804によって例示されるように、タッチセンサの特性を調整するステップを含むことが可能である。図8Bに例示されるように、方法810は、ブロック812に例示されるように、無線電界の存在を検出するステップを含むことが可能である。検出するステップに応答して、方法810は、ブロック814によって例示されるように、タッチセンサの特性を調整するステップを含むことが可能である。いくつかの実施形態では、感知特性は、信号対雑音比と、感度しきい値と、タッチセンサ354に対する入力波形の電圧レベルと、感知波形の駆動強度と、駆動信号の周波数と、受信された感知信号に印加されたフィルタリング(例えば、後処理)のタイプおよび量とを含むことが可能である。一例では、無線電界は、結果として、電気的干渉の増大をもたらす可能性があり、接触感知コントローラ352は、増大した電気的干渉に基づいて、感知特性、例えば、駆動強度を増大する可能性がある。したがって、無線電界に起因する電気的干渉の変化に従って感知デバイスの性能を調整することが可能である。別の例では、無線電界の周波数は、タッチセンサ354を駆動させるための駆動周波数範囲内の周波数に対応しうる。そのような例では、無線電界の周波数、またはその高調波のうちの1つが感知周波数に近接する場合、電気的干渉特性が増大する可能性がある。電気的干渉特性を制限および/または低下させるために、無線電力周波数または感知特性のうちのいずれかを調整することが可能である。いくつかの実施形態では、タッチセンサ354は、図12を参照してより詳細に記述されるように、誤接触を削減または除外して、感度の損失を最低限に抑えるように構成可能である。
【００５５】
図9は、いくつかの実施形態による接触感知デバイスと共に使用するためのあるプロセスのある例の流れ図を示す。方法900は、充電デバイス350などのデバイス内に含まれた接触感知コントローラ352など、コントローラ内で実施可能である。図5Bを参照して上で議論されたように、接触感知コントローラ352は、タッチセンサ354の特性を初期化および調整するように構成可能である。図9に例示されるように、方法900は、ブロック902によって例示されるように、タッチセンサ354を初期化することによって開始することができる。ブロック904に例示されるように、接触制御信号(例えば、接触制御信号320)を受信することができる。方法900は、次いで、判断ブロック906によって例示されるように、壁面充電器が検出されたかどうかを判断することができる。壁面充電器が検出されている場合、ブロック910によって例示されるように、タッチセンサ354に関する駆動信号の駆動強度を比較的「高」レベルに設定することができる。駆動強度に関する「高」レベルは、下で議論されるように、壁面充電器が検出されず、無線電界が存在しない状態で設定された駆動強度と比較されたとき、比較的高い場合がある。ブロック912によって例示されるように、駆動周波数を第1の周波数F1に設定することができる。ブロック914によって例示されるように、検出しきい値を中間レベル(例えば、THM<THHになるようなTHM)に設定することができ、ブロック916によって例示されるように、後処理方法を後処理方法「B」に設定することができる。利用可能な電力の存在が制限されていないため、壁面充電器が検出された状況で「高」駆動強度を使用することが可能である。駆動周波数Fl、検出しきい値THM、および後処理方法「B」は、駆動強度に基づいて、接触入力の正確な検出を可能にする設定に対応しうる。さらに、いくつかの実施形態では、駆動周波数Fl、検出しきい値THM、後処理方法「B」、および「高」駆動強度を、無線電界の存在下および無線電界の不在下の両方で接触の正確な検出を可能にするレベルに調整することが可能である。
【００５６】
判断ブロック906に戻ると、壁面充電器が検出されない場合、無線電界が判断ブロック908で検出されるかどうかを判断することによって方法は続く。無線電界が検出されない場合、方法は、続いて、それぞれブロック918、920、922、および924によって例示されるように、駆動強度を「低」(例えば、無線電界が存在するとき、または壁面充電器が検出されたときに使用される駆動強度よりもさらに低い強度)に設定し、駆動周波数をFlに設定し、検出しきい値をTHL(例えば、THL<THM<THH)に設定し、後処理方法を「A」に設定する。壁面充電ユニットと無線電界の両方が不在の場合、デバイスは利用可能なバッテリ電源に基づいて動作するように構成可能である。結果として、タッチセンサによって使用される電力量を削減することは有益でありうる。図9に例示されるように、この方法は、タッチセンサによって使用される電力量を低減するために、駆動強度および検出しきい値を低減することによって、このモードで動作する。駆動周波数Flおよび後処理方法「A」は、対応する低い駆動強度と低い検出しきい値とに基づいて、接触の正確な検出を可能にする設定に対応しうる。
【００５７】
判断ブロック908に戻ると、この方法が、無線電界が検出されたことを判断した場合、無線電界の存在に基づいて、タッチセンサの特性が調整される。図9に例示されるように、それぞれ、ブロック926、928、930、および932によって例示されるように、駆動強度は「高」レベルに設定され、駆動周波数は周波数F2に設定され、検出しきい値は高レベル(THH)に設定され、後処理方法は「C」に設定される。駆動周波数F2および後処理方法「B」は、無線電界による干渉の存在下で接触の正確な検出を可能にする設定に対応しうる。利用可能な電力の存在が制限されていないため、無線電界が検出された状況で「高」駆動強度を使用することが可能である。さらに、無線電界はタッチセンサによる接触の検出に干渉する場合があるため、検出しきい値を壁面充電器の存在下での動作の間のレベルよりもさらに高いレベルに設定することができる。異なる動作モードで、駆動周波数FlおよびF2の選択のある例と後処理方法のアプリケーションとが下の図10、および図11A〜図11Cを参照して下で詳細に記述される。
【００５８】
タッチセンサ354の環境に対応する様々な特性を含むルックアップテーブルに基づいてタッチセンサ354の特性を調整することが可能である。ルックアップテーブルは、無線電界によって影響を受ける可能性があり、タッチセンサ354に提供されうる様々な干渉特性(例えば、電気的干渉特性)を含むことが可能である。いくつかの実施形態では、様々なレベルの干渉をルックアップテーブル内に表示することができる。これらの干渉特性のそれぞれは、1つまたは複数の感知要素に近接する局所静電界を変化させることによって、タッチセンサ354の性能に様々な程度で影響を与える可能性がある。ルックアップテーブルは、干渉特性に基づいて調整されることになる1つまたは複数の特性を含むことも可能である。
【００５９】
ルックアップテーブルは、事前設定された入力および出力を含むようにプログラム可能であり、かつ/またはそれらの入力および出力を変更させるためにユーザ入力によってプログラム可能である。ルックアップテーブルは、タッチセンサ354を含むデバイスに結合された1つまたは複数の記憶デバイス内に記憶されうる。
【００６０】
図10は、いくつかの実施形態による無線電力周波数調整のある例を示す。図10に例示されるように、無線電界の不在下で、タッチセンサに関する駆動周波数Flを選択することが可能である。さらに、駆動周波数Flの範囲内の無線電力周波数を有する無線電界の存在下で、駆動周波数F2を選択することが可能である。例えば、Flはおよそ2〜6MHzの範囲内であってよい。無線電界は、およそ6.78MHzの周波数で電力を送信するように構成され、その場合、F2はおよそ200〜400kHzに選択されてよい。
【００６１】
図11A〜図11Cは、いくつかの実施形態による、ある後処理調整のある例を示す。図11Aに例示されるように、無線電界の不在下で、タッチスクリーンの個々の感知要素から受信された信号に基づいて、接触感知位置1100を検出することが可能である。あるいは、無線電界の存在下で、個々の感知要素から受信された信号をフィルタリングして、図11Bの誤感知位置1102によって例示されるように、無線電界によって引き起こされる干渉に対応することを判断することができる。後処理方法またはフィルタリング方法(例えば、図9の後処理方法「C」)は、接触感知位置を判断するために、複数の隣接する感知要素からの信号を必要とする場合がある。例えば、図11Cに例示されるように、感知信号がタッチスクリーンの3つの隣接する感知要素から受信されたとき、後処理方法は接触感知位置1100を認識することができる。その他の検出技法(例えば、2つ以上の隣接する感知要素の検出、および/または感知要素によって生成された信号が存在する時間量の検出)も可能である。さらに、後処理方法は、図11Cで誤検出位置1102によって例示されるように、個々の感知要素から受信された感知信号を無視することができる。
【００６２】
情報および信号を様々な異なる技術ならびに技法のうちのいずれかを使用して表すことが可能である。例えば、上の記述を通して参照される場合があるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップを電圧、電流、電磁波、磁界もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表すことが可能である。
【００６３】
本明細書で開示された実施形態に関して記述さ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、またはそれら両方の組合せとして実装可能である。ハードウェアとソフトウェアのこの交換可能性を明瞭に例示するために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップは、一般に、それらの機能性の点から上で記述されている。そのような機能性がハードウェアとして実装されるか、またはソフトウェアとして実装されるかは、特定のアプリケーションとシステム全体に課された設計制約とに依存する。それぞれの特定のアプリケーションに関して、記述された機能性を様々な形で実装することが可能であるが、そのような実施決定は本発明の実施形態の範囲からの逸脱を引き起こすものと解釈されるべきではない。
【００６４】
(例えば、添付の図面のうちの1つまたは複数に関して)本明細書に記述された機能性は、いくつかの態様では、添付の請求項内で同様に指定された機能性「のための手段」に対応しうる。図12は、いくつかの実施形態によるタッチセンサを動作させるための、あるデバイスの簡素化されたブロック図を例示する。図12に例示されるように、無線電界の存在を検出するための手段1202は、図5A〜図5Bを参照して上で議論された充電デバイス350内または接触感知コントローラ352内に含まれた検出器に対応しうる。さらに、無線電界の存在を検出するための手段1202は無線電力受信機108に対応しうる。検出に基づいてタッチセンサの特性を調整するための手段1204は、図5Bを参照して上で議論された接触感知コントローラ352に対応しうる。無線電界の存在を検出するための手段1202および検出に基づいてタッチセンサの特性を調整するための手段1204は、通信のための手段1206(例えば、通信バス)を介して通信することができる。
【００６５】
本明細書で開示された実施形態に関して記述された様々な例示的なブロック、モジュール、および回路は、本明細書で開示された機能を実行するために設計された汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートもしくはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア構成要素、またはそれらの任意の組合せを用いて実装あるいは実行可能である。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってよいが、代替では、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。プロセッサを、コンピューティングデバイスの組合せ、例えば、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コアと共に1つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意のその他のそのような構成として実装することも可能である。
【００６６】
本明細書で開示された実施形態に関して記述された方法またはアルゴリズムのステップ、および機能は、ハードウェアの形で直接的に、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールの形で、またはそれら2つの組合せの形で実施可能である。ソフトウェアの形で実装される場合、これらの機能は、1つもしくは複数の命令またはコードとして、有形の非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶可能であるか、あるいは有形の非一時的コンピュータ可読媒体を介して送信可能である。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、フラッシュメモリ、読出し専用メモリ(ROM)、電気的プログラマブルROM(EPROM)、電気消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能ディスク、CD ROM、または任意のその他の形の記憶媒体の中に常駐しうる。プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、記憶媒体はプロセッサに結合される。代替では、記憶媒体は、プロセッサと一体であってよい。本明細書で使用される場合、ディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(CD)、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、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、この場合、ディスク(disks)は、通常、データを磁気的に再生し、一方、ディスク(discs)は、レーザを用いてデータを光学的に再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲に含まれるべきである。プロセッサおよび記憶媒体はASIC内に常駐しうる。ASICはユーザ端末内に常駐しうる。代替では、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末内のディスクリート構成要素として常駐しうる。
【００６７】
本発明はある種の実施形態の点から記述されているが、本明細書に記載された特徴および利点のすべてを提供しない実施形態を含めて、当業者に明らかなその他の実施形態はやはり本発明の範囲内である。さらに、上で記述された様々な実施形態は、組み合わされて、さらなる実施形態を提供することが可能である。加えて、一実施形態の文脈で示されたある特徴を他の実施形態に組み込むことも可能である。したがって、本発明の範囲は、添付の請求項を参照することによってのみ定義される。
【符号の説明】
【００６８】
102  入力電力
104  無線電力送信機
106  場
108  無線電力受信機
110  出力電力
112  距離
114  無線電力送信コイル、送信コイル
118  無線電力受信コイル、受信コイル
119  別個の通信チャネル
122  無線電力信号発生器
123  信号発生器制御信号
124  ドライバ、送信機ドライバ
125  増幅制御信号
126  TXインピーダンス調整回路
132  Rxインピーダンス調整回路
134  電力変換回路
136  負荷
150  ループコイル
152  キャパシタ
154  キャパシタ
156  共振周波数
190  充電領域
202  送信機回路
210  増幅器
208  ローパスフィルタ(LPF)
214  TXコントローラ
216  負荷感知回路
234  電圧信号
235  電流信号
260  閉鎖状態検出器
280  存在検出器
302  受信回路
308  RF-DC変換器
310  DC-DC変換器
314  ビーコン検出器
316  Rxコントローラ
318  充電制御信号
320  接触制御信号
322  通信インターフェース
324  無線電界存在信号
350  充電デバイス、デバイス
352  接触感知コントローラ
354  タッチセンサ
600a  感知デバイス
602a  カバー基盤
604a  導電性列
606a  導電性行
608a  センサ領域
610a  感知回路
612a  導電性リード
614a  導電性リード
620a  センサアレイ
630  方法
632−640  ブロック
700  接触感知デバイス
702  指
704  導電性列
706  導電性行
708  センサ領域
710  接触の区域、区域
712  カーソル要素
800  方法
802−804  ブロック
810  方法
812−814  ブロック
900  方法
902−904  ブロック
906−908  判断ブロック
910−932  ブロック
1100  接触感知位置
1102  誤感知位置
1202  無線電界の存在を検出するための手段
1204  検出に基づいて、タッチセンサの特定を調整するための手段
1206  通信のための手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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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１２】
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