(57)【要約】  例示的な実施形態は、選択的ワイヤレス電力伝達を対象とする。方法は、ワイヤレス電力伝達シナリオに従ってワイヤレス電力伝達の少なくとも1つのパラメータを変更しながら、少なくとも1つの電子デバイスにワイヤレス電力を伝達するステップを含んでよい。
2013511956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス電力伝達シナリオに従ってワイヤレス電力伝達の少なくとも1つのパラメータを変更しながら、少なくとも1つの電子デバイスにワイヤレス電力を伝達するステップ
を備える方法。
【請求項２】
ワイヤレス電力伝達シナリオに従って前記ワイヤレス電力伝達の少なくとも1つのパラメータを変更するステップが、擬似乱数列に従って前記ワイヤレス電力伝達の前記少なくとも1つのパラメータを変更するステップを備える、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
ワイヤレス電力伝達シナリオに従って前記ワイヤレス電力伝達の少なくとも1つのパラメータを変更するステップが、時間依存型のパターンに従って前記ワイヤレス電力伝達の前記少なくとも1つのパラメータを変更するステップを備える、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記ワイヤレス電力伝達シナリオに従って変更すべきワイヤレス電力送信の前記少なくとも1つのパラメータを識別するコードを1つまたは複数の電子デバイスに送信するステップをさらに備える、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
コードを送信するステップが、前記ワイヤレス電力伝達シナリオに従って変更すべきワイヤレス電力送信の前記少なくとも1つのパラメータを識別する暗号化されたコードを送信するステップを備える、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記ワイヤレス電力伝達の少なくとも1つのパラメータを変更するステップが、ワイヤレス電力送信の周波数およびインピーダンスのうちの少なくとも1つを変更するステップを備える、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
ワイヤレス電力を伝達するステップが、帯域外電力放射を減少させるために伝達関数を使用するステップを備える、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
ワイヤレス電力伝達シナリオに従ってワイヤレス電力送信の少なくとも1つのパラメータを変更しながら、ワイヤレス電力を送信するように構成されたワイヤレス電力送信機
を備えるデバイス。
【請求項９】
前記電力ワイヤレス伝達シナリオが、時間依存型のパターンを備える、請求項8に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記ワイヤレス電力送信機が、前記ワイヤレス電力送信の周波数およびインピーダンスのうちの少なくとも1つを変更する、請求項8に記載のデバイス。
【請求項１１】
ワイヤレス電力伝達シナリオに従って変更すべきワイヤレス電力送信の前記少なくとも1つのパラメータを識別するコードを1つまたは複数の電子デバイスに送信するようにさらに構成される、請求項8に記載のデバイス。
【請求項１２】
ワイヤレス電力伝達シナリオに従って電子デバイスのワイヤレス受信機の少なくとも1つのパラメータを変更することによって前記電子デバイス上でワイヤレス電力を受信するステップを備える方法。
【請求項１３】
ワイヤレス電力伝達シナリオに従って前記電子デバイスのワイヤレス受信機の少なくとも1つのパラメータを変更するステップが、擬似乱数列に従って前記電子デバイスのワイヤレス受信機の少なくとも1つのパラメータを変更するステップを備える、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
ワイヤレス電力伝達シナリオに従って前記電子デバイスのワイヤレス受信機の少なくとも1つのパラメータを変更するステップが、時間依存型のパターンに従って前記電子デバイスのワイヤレス受信機の少なくとも1つのパラメータを変更するステップを備える、請求項12に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも1つのパラメータを識別するコード、および前記少なくとも1つのパラメータが変更される擬似乱数列を受信するステップをさらに備える、請求項12に記載の方法。
【請求項１６】
コードを受信するステップが、前記少なくとも1つのパラメータを識別する暗号化されたコード、および前記少なくとも1つのパラメータが変更される前記擬似乱数列を受信するステップを備える、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも1つのパラメータを変更するステップが、前記ワイヤレス受信機が共振する周波数、および前記ワイヤレス受信機のインピーダンスのうちの少なくとも1つを変更するステップを備える、請求項12に記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも1つのパラメータを変更するステップが、ワイヤレス受信機の少なくとも1つのパラメータを、ワイヤレス電力送信機の関連する少なくとも1つのパラメータに一致するように変更するステップを備える、請求項12に記載の方法。
【請求項１９】
擬似乱数列に従ってワイヤレス電力受信機の少なくとも1つのパラメータを変更することによってワイヤレス電力を受信するように構成された前記ワイヤレス電力受信機
を備えるデバイス。
【請求項２０】
前記デバイスが、前記少なくとも1つのパラメータを識別するコード、および前記少なくとも1つのパラメータが変更される前記擬似乱数列を受信するように構成される、請求項19に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記デバイスが、前記ワイヤレス電力受信機が共振する周波数、および前記ワイヤレス電力受信機のインピーダンスのうちの少なくとも1つを変更するように構成される、請求項19に記載のデバイス。
【請求項２２】
ワイヤレス電力伝達シナリオを識別するコードを送信する手段と、
前記ワイヤレス電力伝達シナリオに従って関連するワイヤレス送信機の少なくとも1つのパラメータを変更することによってワイヤレス電力を送信する手段と
を備えるデバイス。
【請求項２３】
ワイヤレス電力伝達シナリオを識別するコードを受信する手段と、
前記ワイヤレス電力伝達シナリオに従って関連するワイヤレス受信機の少なくとも1つのパラメータを変更することによってワイヤレス電力を受信する手段と
を備えるデバイス。
【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、一般には、ワイヤレス電力に関し、より詳細には、ワイヤレス電力の選択的伝達に関する。
【背景技術】
【０００３】
典型的には、バッテリによって電力供給される各デバイスは、通常AC電源出力である、それ自体の充電器および電源を必要とする。多くのデバイスが充電を必要とする場合、これは扱いにくくなる。
【０００４】
送信機と充電すべきデバイスの間で無線の電力伝送を使用する手法が開発されている。これらは一般に、2つのカテゴリに分類される。一方の手法は、充電すべきデバイス上の送信アンテナと受信アンテナの間の平面波放射(遠距離場放射とも呼ばれる)の結合に基づくものであり、この受信アンテナは、放射電力を収集し、バッテリを充電するためにそれを整流する。アンテナは一般に、結合効率を向上させるために共振長のものである。この手法は、電力結合がアンテナの間の距離と共に急速に低下するという欠点がある。したがって、妥当な距離(たとえば、>1〜2m)に渡って充電することは難しくなる。さらに、このシステムは平面波を放射するので、フィルタリングによって適切に制御されない場合には、偶発的な放射が他のシステムに干渉することがある。
【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。
【０００６】
当業者には理解されるように、ワイヤレス充電は、送信機と受信機を同じ周波数に合わせる狭い同調を可能にする無変調信号によって達成することができる。しかし、こうした狭周波数帯信号を送信すると、送信機の近くの無許可の受信機を含めてどんな受信機もが同じ周波数に同調して、充電を行うことができ、充電または許可された受信機を混乱させることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
無許可のユーザへのアクセスを制限しながら、許可されたユーザにワイヤレス電力を供給することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題は、本願の特許請求の範囲の独立項に記載の方法及び／又はデバイスによって解決される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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】本発明の例示的な一実施形態による、ワイヤレス電力デバイスと電子デバイスとを含むシステムを示す図である。
【図８】本発明の例示的な一実施形態による、ワイヤレス電力デバイスと複数の電子デバイスとを含むシステムを示す図である。
【図９】本発明の例示的な一実施形態による、ワイヤレス電力デバイスと複数の電子デバイスとを含む別のシステムを示す図である。
【図１０】本発明の例示的な一実施形態による方法を示すフローチャートである。
【図１１】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】
【００１０】
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。
【００１１】
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気導線を使用せずに送信機から受信機の間を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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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 (登録商標)、zigbee、セルラなど)上で通信してよい。
【００１６】
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。
【００１７】
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、効率は影響を受けるとしても、エネルギーを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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。送信機200は、任意の適切な周波数で動作できることに留意されたい。例を挙げると、送信機200は、13.56MHzのISMバンドで動作することができる。
【００２０】
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。
【００２１】
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、発振器の周波数または位相を調整し、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。当技術分野においてよく知られているように、送信経路内の発振器段および関連する回路を調整することによって、特にある周波数から別の周波数に移行するときに帯域外放出を低減させることが可能となる。
【００２２】
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。
【００２３】
送信アンテナ204は、リッツ線で実装してもよいし、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してもよい。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付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。
【００２４】
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)290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290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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
非限定的な例として、閉鎖検出器290(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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
受信アンテナ304は、送信アンテナ204(図4)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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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付けることができる。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。
【００３５】
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ことができる。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ことができる。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。送信電力および負荷挙動の他の形の変調を使用してもよいことに留意されたい。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。他のタイプの変調も本発明の範囲内にあり得ることに留意されたい。
【００４０】
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流のどんな変化もが、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。受信アンテナおよび関連する回路の挙動によって提示された負荷の変化を検出するために、他の回路を実装してもよいことに留意されたい。
【００４１】
本明細書に述べられた本発明の様々な例示的な実施形態は、無許可のデバイスがワイヤレス電力を受信することを防止しながら、許可されたデバイスにワイヤレス電力を伝達するためのシステム、デバイスおよび方法に関する。より具体的には、本明細書に述べられた様々な例示的な実施形態は、ワイヤレス電力の受信を許可された1つまたは複数の電子デバイスにワイヤレス電力を伝達し、伝達されたワイヤレス電力にアクセスを提供するための方法、システムおよびデバイスを含む。本明細書に述べられた他の様々な例示的な実施形態は、許可された電子デバイス上でワイヤレス電力を受信するための方法、システムおよびデバイスを含む。
【００４２】
より具体的には、本発明の例示的な一実施形態によれば、ワイヤレス電力デバイスは、ワイヤレス電力を送信することができ、ワイヤレス電力の送信に関連する少なくとも1つのパラメータが、事前定義されたワイヤレス電力伝達シナリオに従って変化し得る。より具体的には、たとえば、ワイヤレス電力デバイスは、ワイヤレス電力を送信することができ、ワイヤレス電力の送信に関連する少なくとも1つのパラメータが、擬似乱数列に従って変化し得る。用語「ワイヤレス電力伝達シナリオ」は、ワイヤレス電力の送信の少なくとも1つのパラメータ(たとえばワイヤレス電力送信機の周波数)が少なくとも1つの擬似乱数列に従って変化するシナリオを含んでよいことに留意されたい。別の言い方をすると、「ワイヤレス電力伝達シナリオ」は、ワイヤレス電力送信の少なくとも1つのパラメータが時間依存型の事前定義されたパターンに従って変化するシナリオを含んでよい。
【００４３】
さらに、許可された電子デバイスがワイヤレス電力を受信することを可能にするために、電子デバイスに関連する受信機は、ワイヤレス電力伝達シナリオに従って動作してよい。より具体的には、たとえば、ワイヤレス電力の受信を許可された電子デバイスは、擬似乱数列に従って、ワイヤレス電力の受信に関連する少なくとも1つのパラメータ(たとえばワイヤレス電力受信機の周波数)を変更することができる。より具体的には、たとえば、ワイヤレス電力の受信を許可された電子デバイスは、受信機の共振周波数をワイヤレス電力デバイスの送信機の共振周波数に一致させることを可能にするために、擬似乱数列に従って、関連するワイヤレス電力受信機の周波数を変更することができる。
【００４４】
さらに、本発明の1つまたは複数の他の例示的な実施形態によれば、ワイヤレス電力デバイスは、ワイヤレス電子デバイスからワイヤレス電力の受信を許可された電子デバイスへのワイヤレス電力伝達シナリオを識別するコードを(たとえば通信手段によって)送信することができる。電子デバイスは、コードを受信すると、擬似乱数列に従って関連する受信機の少なくとも1つのパラメータを変更するように構成されてよく、したがって、ワイヤレス電力受信を可能にすることができる。
【００４５】
図7は、送信機703と、関連する充電領域内でワイヤレス電力を送信するように構成された少なくとも1つの関連する送信アンテナ705とを有するワイヤレス電力デバイス702を含むシステム700を示している。システム700は、ワイヤレス電力デバイス702など、ワイヤレス電力デバイスからワイヤレス電力を受信するように構成された受信機707を有する電子デバイス704をさらに含む。一例として、ワイヤレス電力デバイス702は、電子デバイス704にコードを送信することができ、コードが、関連する送信機の少なくとも1つのパラメータが変更される時間依存型のパターンを識別する。その後、ワイヤレス電力デバイス702は、ワイヤレス電力を送信することができ、関連する送信機の少なくとも1つのパラメータが、事前定義されたパターンに従って変化する。別の言い方をすると、ワイヤレス電力デバイス702は、ワイヤレス電力デバイス702から送信されたワイヤレス電力の受信を許可された電子デバイス704によって知られている一意の送達パターンに従って電力を送信することができる。
【００４６】
擬似乱数列で送信機のパラメータを変更することによって、擬似乱数列を識別するコードを有する1つまたは複数の受信機がワイヤレス電力デバイス702を追跡することを可能にできる。したがって、ワイヤレス電力デバイスの送信機の少なくとも1つのパラメータを追跡できる1つまたは複数の受信機に関連する1つまたは複数のデバイスは、ワイヤレス電力デバイス702からワイヤレス電力を受信できるが、他の非追跡デバイスは、ワイヤレス電力を受信できない。
【００４７】
一例として、送信機の周波数は、パターン(たとえば、当技術分野においてよく知られている秘密のアルゴリズムによって事前定義され、または動的に制御される秘密のパターン)に従って変化することがあり、パターンを知っており、それに従って動作するデバイスだけが、その関連する受信機を、送信された信号を追跡して、ワイヤレス電力デバイス702から電力を効率的に引き出すように制御することができる。一連の周波数を使用し、送信機が共振する周波数を絶えず変更することによって、送信機と実質的に同様の周波数で共振する受信機を有する電子デバイスだけが無線で電力を引出し可能であることを保証することが可能になり得る。周波数の変更は、位相の変更をも含んでよいことに留意されたい。当技術分野においてよく知られているように、信号出力は、たとえば周波数変更の方法が位相の制御を伴い得るより一般化された伝達関数に対応してよい。伝達関数のこうした制御は、許可されたデバイスに電力を伝達するための本発明の諸実施形態をサポートしながら、帯域外放射を低減させる追加の利点を提供することができる。
【００４８】
さらに、データを暗号化することができるので、所定のパターンを識別するコードは、たとえばユーザがワイヤレス電力サービスに加入し、またはその代金を支払った後、従来のワイヤレス通信手段を使用して送信できることに留意されたい。コードの交換またはローディングは、プリローディング、チャレンジレスポンス、または一般的なソースから供給され得る追加の情報(たとえば時間、位置など)と通常組み合わされた、格納されたキーからローカルに生成されるなど、当技術分野ではよく知られている方法によって行うことができる。
【００４９】
例示的な一実施形態によれば、ワイヤレス電力デバイス702は、特定の周波数(たとえば充電パターンにおいて識別された第1の周波数)に同調すると、電力を送信してよい。別の例示的な実施形態によれば、ワイヤレス電力デバイス702は、推移関数を使用して電力送信を徐々に増加(「ランプアップ」)することができ、この推移関数は、許可された電子デバイスが受信できないことがある帯域外電力放射を減少させることができる。さらに、伝達関数は、許可された電子デバイスが同期精度により受信できないことがある電力送信を減少させることができる。より具体的には、ワイヤレス電力デバイス702、より具体的には、ワイヤレス電力デバイス702に関連する送信機703は、CWまたは被変調信号であり得る低電力プリアンブルを発して、許可された電子デバイス704の受信機707がそれ自体を同期させ同調させることを可能にでき、それによって、電子デバイス704は、ワイヤレス電力デバイス702によって送信されたときに最大電力を受信可能になり得る。
【００５０】
図8は、ワイヤレス電力デバイス702と、複数の電子デバイス704および706とを含む別のシステム800を示しており、それぞれの電子デバイス704および706が、ワイヤレス電力デバイス702など、ワイヤレス電力デバイスからワイヤレス電力を受信するように構成される。しかし、図8に示された例では、電子デバイス704は、ワイヤレス電力デバイス702からワイヤレス電力を受信することを許可されるが、受信機709を含む電子デバイス706は、許可されないことに留意されたい。一例として、ワイヤレス電力デバイス702は、電子デバイス704にコードを送信することができ、コードが、送信機703の周波数が変更される時間依存型のパターンを識別する。その後、ワイヤレス電力デバイス702は、ワイヤレス電力を送信することができ、送信機の周波数が、事前定義されたパターンに従って変化する。さらに、電子デバイス704が関連する受信機707の周波数を、コード内で識別されたパターンに従って変更する限り、電子デバイス704は、ワイヤレス電力デバイス702から無線で送信された電力を受信することができる。さらに、電子デバイス706は、時間依存型のパターンに関連する情報がないので、電子デバイス706に関連する受信機は、それに応じてその周波数を変更することができず、したがって、ワイヤレス電力デバイス702から無線で送信された電力のかなりの部分を受信できないことに留意されたい。
【００５１】
別の実施形態では、送信機703のインピーダンスは、時間依存型の擬似乱数列に従って変更することができる。さらに、時間依存型の擬似乱数列を知っている許可された電子デバイスの受信機(たとえば受信機707)は、送信機703に結合され続けるように、それに応じてそのインピーダンスを変更してもよく、したがって、送信機703からワイヤレス電力を受信することができる。インピーダンスマッチングは、高効率結合をもたらすことができ、効率が低くなる他の受信機コイルに事実上取って代わることができる。インピーダンスは、周波数変化に関連して上述した例示的な実施形態とほとんど同じやり方で変更してよい。例示的な一実施形態によれば、現在の最適なインピーダンスを有する受信機(すなわち許可されたデバイスの受信機)だけが、そのインピーダンスを期待された最適値に設定することによって、ワイヤレス電力の送信機に合理的に結合することに留意されたい。別の実施形態では、最適値を所有していない1つまたは複数の受信機(すなわち無許可のデバイスの受信機)は、他のユーザへのサービスに干渉しないように、高インピーダンスに設定してもよい。
【００５２】
本発明の様々な例示的な実施形態は、ワイヤレス電力伝達シナリオに従って複数の許可されたデバイスにワイヤレス電力を伝達することを可能にすることができる。図9は、ワイヤレス電力デバイス702と、複数の電子デバイス850、852および854とを含むシステム840を示しており、それぞれの電子デバイスが、ワイヤレス電力デバイス702からのワイヤレス電力受信を許可される。一例として、図9および表1を参照すると、ワイヤレス電力デバイス702が複数の期間の間、変化する周波数に渡ってワイヤレス電力を伝達するワイヤレス電力伝達シナリオが示されている。より具体的には、ワイヤレス電力デバイス702は、第1の期間中に周波数F1で、第2の期間中に周波数F2で、第3の期間中に周波数F3で、第4の期間中に周波数F4で、また以下同様に電力を伝達する。さらに、図1に示されたように、電子デバイス850の関連する受信機851は、第1の期間中に周波数F1で、第3の期間中に周波数F3で、第5の期間中に周波数F5で、第7の期間中に周波数F7で、第9の期間中に周波数F9で、第11の期間中に周波数F11で、第13の期間中に周波数F13で、第15の期間中に周波数F15で共振する。したがって、電子デバイス850の受信機851は、第1、第3、第5、第7、第9、第11、第13および第15の期間中に、送信機703と同じ周波数で共振し得る。
【００５３】
さらに、電子デバイス852の関連する受信機853は、第2の期間中に周波数F2で、第4の期間中に周波数F4で、第8の期間中に周波数F8で、第10の期間中に周波数F10で、第14の期間中に周波数F14で共振する。したがって、電子デバイス852の受信機853は、第2、第4、第8、第10および第14の期間に、送信機703と同じ周波数で共振し得る。さらに、電子デバイス854の関連する受信機855は、第6の期間中に周波数F6で、第12の期間中に周波数F12で共振する。したがって、電子デバイス854の受信機855は、第6および第12の期間中に送信機703と同じ周波数で共振し得る。
【００５４】
【表１】
2013511956.tif 000003
【００５５】
その結果、ワイヤレス電力デバイス702によって送達される電力は、電子デバイス850によって時間の約半分(たとえば6サイクル中3回)、電子デバイス852によって時間の約3分の1(6サイクル中2回)、および電子デバイス854によって時間の約6分の1(6サイクル中1回)受信される。
【００５６】
別の例として、図9および表2を参照すると、ワイヤレス電力デバイス702が複数の期間の間、変化するインピーダンスに渡ってワイヤレス電力を伝達するワイヤレス電力伝達シナリオが示されている。より具体的には、ワイヤレス電力デバイス702は、第1の期間中にインピーダンスZ1で、第2の期間中にインピーダンスZ2で、第3の期間中にインピーダンスZ3で、第4の期間中にインピーダンスZ4で、また以下同様に動作し得る。さらに、表2に示されたように、電子デバイス850の関連する受信機851は、第1の期間中にインピーダンスZ1で、第3期間中にインピーダンスZ3で、第5の期間中にインピーダンスZ5で、第7の期間中にインピーダンスZ7で、第9の期間中にインピーダンスZ9で、第11の期間中にインピーダンスZ11で、第13の期間中にインピーダンスZ13で、第15の期間中にインピーダンスZ15で共振する。したがって、電子デバイス850の受信機851は、第1、第3、第5、第7、第9、第11、第13および第15の期間中に、送信機703と同じインピーダンスで動作し得る。
【００５７】
さらに、電子デバイス854の関連する受信機855は、第6の期間中にインピーダンスZ6で、第12の期間中にインピーダンスZ12で動作する。したがって、電子デバイス854の受信機855は、第6および第12の期間中に、送信機703と同じインピーダンスで動作してよい。さらに、電子デバイス852の関連する受信機853は、第2の期間中にインピーダンスZ2で、第4の期間中にインピーダンスZ4で、第8の期間中にインピーダンスZ8で、第10の期間中にインピーダンスZ10で、第14の期間中にインピーダンスZ14で動作する。したがって、電子デバイス852の受信機853は、第2、第4、第8、第10および第14の期間中に、送信機703と同じインピーダンスで動作し得る。
【００５８】
【表２】
2013511956.tif 000004
【００５９】
その結果、ワイヤレス電力デバイス702によって送達される電力は、電子デバイス850によって時間の約半分(たとえば6サイクル中3回)、電子デバイス852によって時間の約6分の1(6サイクル中1回)、電子デバイス854によって時間の約3分の1(6サイクル中の2回)受信される。
【００６０】
図8および表3を参照すると、ワイヤレス電力デバイス702が複数の期間の間、変化する周波数(すなわち周波数F1〜周波数F4)に渡ってワイヤレス電力を伝達するワイヤレス電力伝達シナリオが示されている。さらに、受信機707が共振する周波数は、ワイヤレス電力デバイス702が共振する周波数を追跡する。したがって、受信機707は、各期間に電力を受信することができる。さらに、無許可のデバイスに関係する受信機709は、各期間の間、周波数F2で共振する。したがって、受信機709は、ワイヤレス電力デバイス702が周波数F2で共振している期間中にワイヤレス電力を受信することができる。
【００６１】
【表３】
2013511956.tif 000005
【００６２】
上述されたように、無許可のデバイスに関連する受信機709は、周波数F2で共振しており、したがって、ワイヤレス電力デバイス702が周波数F2で共振している期間中にワイヤレス電力を受信してよい。したがって、受信機707に意図されたワイヤレス電力は、受信機709によって受信することができ、したがって、受信機707によって受信される電力量は、減少され得る。こうした無許可のデバイスに対して失われるエネルギーは、様々な手段によって減少させることができる。例示的な一実施形態では、無許可のデバイスが引き起こす干渉(すなわちローディング)は、ローディングが発生する周波数を回避するために、ローディングを検出し、周波数シーケンスを修正することにより回避できる。たとえば、表4を参照すると、ワイヤレス電力デバイス702は、周波数F2での電力送信を回避することができ、したがって、無許可であり、周波数F2で共振する受信機709は、ワイヤレス電力デバイス702からワイヤレス電力を受信することができない。
【００６３】
【表４】
2013511956.tif 000006
【００６４】
別の例示的な実施形態では、任意の周波数でワイヤレス電力送信を開始する前に、等間隔であっても不等間隔であってもよい1つまたは複数の時間間隔の後、現在の周波数におけるローディングがテストされ、無許可のローディングを示すものが見られる場合、送信電力が減少され、または送信が別の周波数に切り換えられる。この例示的な実施形態は、許可されたデバイスの送信機と受信機の両方が、元の周波数へのバックアップであり得る一般に知られている周波数に切り換わることを必要とすることがある。
【００６５】
電子デバイスの認証および許可のために、特定のワイヤレス電力伝達シナリオを識別できるコード、または別のコードを使用できることに留意されたい。たとえば、ワイヤレス電力デバイスの近くの電子デバイスが、身元を明らかにすることも、ワイヤレス電力デバイスによって識別されることもある。さらに、ワイヤレス電力デバイスは、電子デバイスへの充電許可を要求するために中央サーバまたはネットワークにアクセスするように構成されてよい。許可を受信すると、電子デバイスに、ワイヤレス電力伝達シナリオに関する情報を提供してよい。
【００６６】
別の例示的な実施形態によれば、ワイヤレス通信は、ワイヤレス電力と同時にブロードキャストすることができ、受信機に結合されたコントローラは、通信を受信した後、受信機がワイヤレス電力の受信を許可されているかどうか判定することができる。受信機がワイヤレス電力の受信を許可されていない場合は、コントローラは、受信機が電力の受信のために正確な周波数で共振することを防止するように構成されてよい。
【００６７】
図10は、1つまたは複数の例示的な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、ワイヤレス電力伝達シナリオに従ってワイヤレス電力伝達の少なくとも1つのパラメータを変更しながら、少なくとも1つの電子デバイスにワイヤレス電力を伝達するステップ(符号982で示す)を含んでよい。
【００６８】
図11は、1つまたは複数の例示的な実施形態による別の方法990を示すフローチャートである。方法990は、ワイヤレス電力伝達シナリオに従って電子デバイスのワイヤレス受信機の少なくとも1つのパラメータを変更することによって、電子デバイス上でワイヤレス電力を受信するステップ(符号992で示す)を含んでよい。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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】
【００７５】
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  キャパシタ
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
270  メモリ
280  存在検出器
290  閉鎖検出器
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
702  ワイヤレス電力デバイス
703  送信機
704  電子デバイス
705  送信アンテナ
706  電子デバイス
707  受信機
709  受信機
850、852、854  電子デバイス
853  受信機
855  受信機
【図１】
2013511956.tif 000007
【図２】
2013511956.tif 000008
【図３】
2013511956.tif 000009
【図４】
2013511956.tif 000010
【図５】
2013511956.tif 000011
【図６】
2013511956.tif 000012
【図７】
2013511956.tif 000013
【図８】
2013511956.tif 000014
【図９】
2013511956.tif 000015
【図１０】
2013511956.tif 000016
【図１１】
2013511956.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月22日(2012.6.22)
【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】
送信機と許可された電子デバイスの間でワイヤレス電力を提供する方法であって、
時間依存型のパターンを識別するコードを前記許可された電子デバイスに送信するステップと、
前記時間依存型のパターンに従って前記送信機と前記許可された電子デバイス間のワイヤレス電力送信パラメータを変更するステップと、
前記許可された電子デバイスにワイヤレス電力を送信するステップとを備える方法。
【請求項２】
前記ワイヤレス電力送信パラメータを変更するステップが、擬似乱数列を備える前記時間依存型のパターンに従って前記ワイヤレス電力送信パラメータを変更するステップを備える、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記ワイヤレス電力送信パラメータを変更するステップが、ワイヤレス電力送信の周波数、位相またはインピーダンスを変更するステップを備える、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
コードを送信するステップが、前記時間依存型のパターンを識別する暗号化されたコードを送信するステップを備える、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
ワイヤレス電力を送信するステップが、帯域外放射を減少させるために伝達関数を使用するステップを備える、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
許可された電子デバイスにワイヤレス電力を提供するためのワイヤレス電力送信機であって、
時間依存型のパターンを識別するコードを前記許可された電子デバイスに送信するように構成された通信回路と、
前記時間依存型のパターンに従ってワイヤレス電力送信パラメータを変更し、かつ前記許可された電子デバイスに電力を無線で送信するように構成された電力送信回路と
を備えるワイヤレス電力送信機。
【請求項７】
前記電力送信回路が、ワイヤレス電力送信の周波数、位相またはインピーダンスのうちの1つを変更するように構成される、請求項6に記載のワイヤレス電力送信機。
【請求項８】
前記時間依存型のパターンが擬似乱数列を備える、請求項7に記載のワイヤレス電力送信機。
【請求項９】
前記通信回路が、前記時間依存型のパターンを識別する暗号化されたコードを送信することによって前記コードを送信するように構成される、請求項8に記載のワイヤレス電力送信機。
【請求項１０】
前記通信回路が、前記電力送信回路の少なくとも一部を備える、請求項9に記載のワイヤレス電力送信機。
【請求項１１】
前記電力送信回路が、帯域外放射を減少させるために伝達関数を使用するように構成される、請求項10に記載のワイヤレス電力送信機。
【請求項１２】
許可されたワイヤレス電力受信機上で送信機からワイヤレス電力を受信する方法であって、
前記ワイヤレス電力受信機上で、時間依存型のパターンを識別するコードを受信するステップと、
前記時間依存型のパターンに従って前記送信機と前記ワイヤレス電力受信機の間のワイヤレス電力受信パラメータを変更するステップと、
前記ワイヤレス電力受信機上で、前記送信機から送信された電力を無線で受信するステップとを備える方法。
【請求項１３】
前記ワイヤレス電力受信パラメータを変更するステップが、擬似乱数列を備える前記時間依存型のパターンに従って前記ワイヤレス電力受信パラメータを変更するステップを備える、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
前記パラメータを変更するステップが、前記ワイヤレス電力受信機の周波数、位相およびインピーダンスを変更するステップを備える、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
コードを受信するステップが、前記時間依存型のパターンを識別する暗号化されたコードを受信するステップを備える、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
前記パラメータを変更するステップが、前記ワイヤレス電力受信パラメータを、対応するワイヤレス電力送信パラメータに一致するように変更するステップを備える、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
送信機からワイヤレス電力を受信するためのワイヤレス電力受信機であって、
時間依存型のパターンを識別するコードを前記送信機から受信するように構成された通信回路と、
前記時間依存型のパターンに従ってワイヤレス電力受信パラメータを変更し、かつ前記送信機から電力を無線で受信するように構成された電力受信回路と
を備えるワイヤレス電力受信機。
【請求項１８】
前記時間依存型のパターンが擬似乱数列を備える、請求項17に記載のワイヤレス電力受信機。
【請求項１９】
前記電力受信回路が、前記電力受信回路のアンテナ回路が共振する周波数、位相、または前記電力受信回路のインピーダンスのうちの少なくとも1つを変更するように構成される、請求項18に記載のワイヤレス電力受信機。
【請求項２０】
前記コードが、前記時間依存型のパターンを識別する暗号化されたコードを備える、請求項19に記載のワイヤレス電力受信機。
【請求項２１】
前記電力受信回路が、前記ワイヤレス電力受信パラメータを、前記送信機によるワイヤレス送信の対応するパラメータに一致するように変更するように構成される、請求項20に記載のワイヤレス電力受信機。
【請求項２２】
前記通信回路が、前記電力受信回路の少なくとも一部を備える、請求項21に記載のワイヤレス電力受信機。
【請求項２３】
許可された電子デバイスにワイヤレス電力を提供するためのデバイスであって、
時間依存型のパターンを識別するコードを前記許可された電子デバイスに送信する手段と、
前記時間依存型のパターンに従ってワイヤレス電力送信のパラメータを変更する手段と、
前記許可された電子デバイスにワイヤレス電力を送信する手段とを備えるデバイス。
【請求項２４】
前記時間依存パターンが擬似乱数列を備える、請求項23に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記ワイヤレス電力送信パラメータを変更する前記手段が、周波数、位相またはインピーダンスのうちの1つを変更する手段を備える、請求項24に記載のデバイス。
【請求項２６】
前記コードを送信する前記手段が、前記時間依存型のパターンを識別する暗号化されたコードを送信する手段を備える、請求項25に記載のデバイス。
【請求項２７】
ワイヤレス電力を送信する前記手段が、帯域外放射を減少させるために伝達関数を使用する手段を備える、請求項26に記載のデバイス。
【請求項２８】
前記コードを送信する前記手段が通信回路を備え、前記変更する手段および前記電力を送信する手段が、電力送信回路を備える、請求項27に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記通信回路が前記電力送信回路の少なくとも一部を備える、請求項28に記載のデバイス。
【請求項３０】
送信機から電力を無線で受信するためのデバイスであって、
時間依存型のパターンを識別するコードを受信する手段と、
前記時間依存型のパターンに従ってワイヤレス電力受信のパラメータを変更する手段と、
前記送信機から電力を無線で受信する手段とを備えるデバイス。
【請求項３１】
前記時間依存型のパターンが擬似乱数列を備える、請求項30に記載のデバイス。
【請求項３２】
前記ワイヤレス電力受信パラメータを変更する前記手段が、周波数、位相またはインピーダンスを変更する手段を備える、請求項31に記載のデバイス。
【請求項３３】
前記コードを受信する前記手段が、前記時間依存型のパターンを識別する暗号化されたコードを受信する手段を備える、請求項32に記載のデバイス。
【請求項３４】
前記ワイヤレス電力受信パラメータを変更する前記手段が、前記ワイヤレス電力受信パラメータを、前記送信機によるワイヤレス電力送信の対応するパラメータに一致するように変更する手段を備える、請求項33に記載のデバイス。
【請求項３５】
前記コードを受信する前記手段が通信回路を備え、前記変更する手段および電力を無線で受信する前記手段が電力受信回路を備える、請求項34に記載のデバイス。
【請求項３６】
前記通信回路が、前記電力受信回路の少なくとも一部を備える、請求項35に記載のデバイス。
【国際調査報告】
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