(57)【要約】近距離通信を行うための方法。上記方法は、第１のデバイスを第２のデバイスの近接近に配置するステップであって、上記近接近は、上記近距離通信に適している、ステップと、第１の有効搬送波レス信号を上記第１のデバイスから上記第２のデバイスへと送るステップとを含む。
2013546255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近距離通信を行うための方法であって、
第１のデバイスを第２のデバイスの近接近に配置するステップであって、前記近接近は、前記近距離通信に適している、ステップと、
第１の有効搬送波レス信号を前記第１のデバイスから前記第２のデバイスへと送るステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記第１の有効搬送波レス信号は、パルスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の有効搬送波レス信号は、一連のパルスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の有効搬送波レス信号は、時間振動信号を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の有効搬送波レス信号を送るステップに起因して、
第２の有効搬送波レス信号を前記第２のデバイスから前記第１のデバイスへ送るステップ、
が行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の有効搬送波レス信号を送るステップに起因して、
前記第１のデバイス、前記第２のデバイスおよび第３のデバイスのうち任意の２つの間のデータ転送のための無線リンクを確立するステップ、
が行われる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２のデバイスは、第１のＮＦＣプロトコルに適合するデバイスであり、前記第１の有効搬送波レス信号を送ることにより、前記第２のデバイスが前記第１のＮＦＣプロトコルを用いて前記第１のデバイスと通信することが可能になる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
近距離通信を行うための方法であって、
第１のデバイスを第２のデバイスの近接近に配置するステップであって、前記近接近は、前記近距離通信に適している、ステップと、
第１の搬送波レス信号を前記第１のデバイスから前記第２のデバイスへと送るステップと、
を含む、方法。
【請求項９】
第１のデバイスを充電する方法であって、
前記第１のデバイスを第２のデバイスの近接近に配置するステップであって、前記近接近は、近距離通信に適しており、前記配置するステップにより、前記第１のデバイスが第１の信号を前記第１のデバイスから前記第２のデバイスへと送ることが可能になる、ステップと、
前記第１の信号の受信後、第２の信号を前記第２のデバイスから前記第１のデバイスへと送るステップと、
前記第２のデバイスの充電機構を用いて前記第１のデバイスの電力保存媒体を無線的に充電するステップと、
を含む、方法。
【請求項１０】
前記第２の信号を前記第２のデバイスから前記第１のデバイスへと送るステップは、前記近接近における前記第１のデバイスの存在を確認するための確認信号を要求するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
待機期間の後に前記確認信号が受信されなかった場合、休止期間にわたって前記充電機構を休止させるステップ、
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のデバイスのデバイス状態を前記第２のデバイスから第３のデバイスへと送るステップ、
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記デバイス状態は、前記第１のデバイスの充電状態を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
第１のデバイスを充電する方法であって、
前記第１のデバイスを第２のデバイスの近接近に配置するステップであって、前記近接近は、近距離通信に適しており、前記配置するステップに起因して、前記第１のデバイスは、第１の信号を前記第１のデバイスから前記第２のデバイスへと送る、ステップと、
前記第２のデバイスの充電機構を用いて前記第１のデバイスの電力保存媒体を無線的に充電するステップと、
を含む、方法。
【請求項１５】
前記デバイスが前記第２のデバイスの近接近に配置された場合、第１の有効搬送波レス信号を第２のデバイスへ送る送信要素であって、前記近接近は、近距離通信に適している。送信要素、
を含む、デバイス。
【請求項１６】
前記デバイスの動きが所定の閾値未満である場合、前記デバイスから前記第１の搬送波レス信号が送られる事態を回避するために前記デバイスの動きを検出するための加速度計、
をさらに含む、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記第２のデバイスから第２の有効搬送波レス信号を受信する第１の受信要素、
をさらに含む、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記第１の有効搬送波レス信号および前記第２の有効搬送波レス信号は、前記第１のデバイス、前記第２のデバイスおよび第３のデバイスのうち任意の２つの間のデータ転送のための無線リンクを確立する、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記第２のデバイスは、第１のＮＦＣプロトコルに適合するデバイスであり、前記第１の有効搬送波レス信号を送ることにより、前記第２のデバイスが前記第１のＮＦＣプロトコルを用いて前記第１のデバイスと通信することが可能になる、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記デバイスへ電力を供給するための再充電可能な電力保存媒体と、
前記第２のデバイスから充電電界を受信する第２の受信要素と、
前記充電電界を用いて前記再充電可能な電力保存媒体を充電するための回路と、
をさらに含む、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記充電電界が存在する場合、前記デバイスは、前記充電電界を規則的な所定の間隔で負荷変調する、請求項２０に記載のデバイス。
【請求項２２】
第１のＮＦＣプロトコルに適合する第１の通信要素を有する通信機構であって、前記送信要素および前記第１の通信要素は同一の要素である、通信機構、
をさらに含む、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記第１の受信要素および前記第２の受信要素は同一の要素である、請求項２０に記載のデバイス。
【請求項２４】
受信信号を第２のデバイスから受信する受信要素であって、前記受信信号は第１の信号を含む、受信要素と、
前記第１の信号を検出する回路であって、前記第１の信号は、前記デバイスに近接近する前記第２のデバイスの存在を示し、前記近接近は、近距離通信に適している、回路と、
前記第２のデバイスの再充電可能な電力保存媒体を無線的に充電するための充電電界を生成する充電機構と、
前記第２のデバイスの前記近接近における存在を確認するための確認信号を要求するための第２の信号を前記第２のデバイスへと送る送信要素と、
を含む、デバイス。
【請求項２５】
待機期間後に前記確認信号が受信されなかった場合、前記充電機構は休止期間にわたって休止する、請求項４に記載のデバイス。
【請求項２６】
前記第２のデバイスと通信するための前記充電電界を変調するための回路、
をさらに含む、請求項２４に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記回路は、前記充電電界をパルスで変調する、請求項２６に記載のデバイス。
【請求項２８】
信号を前記第２のデバイスから前記第３のデバイスへ送るための第３のデバイスと通信する通信機構、
をさらに含む、請求項２４に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記充電機構は、単一の搬送波を用いて再充電可能な電力保存媒体により１つよりも多くのデバイスを同時に充電するように適合される、請求項２４に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記充電機構は単一のコイルを含み、前記単一のコイルは、再充電可能な電力保存媒体により単一の搬送波を用いて１つよりも多くのデバイスを同時に充電するように適合される、請求項２９に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接近のデバイス間の近距離通信に関する。
【０００２】
参照による引用
本特許出願は、以下からの優先権を主張する。
【０００３】
オーストラリア仮特許出願第２０１０９０４８９７（タイトル：「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ」、出願日：２０１０年１１月３日）。
【０００４】
同出願の内容全体を参考のため援用する。
【背景技術】
【０００５】
通信のために磁気近接場を用いた近接近近距離通信システム（このような通信において、近距離通信（ＮＦＣ）標準が一般的である）の出現により、この近接近近距離通信システムから恩恵を受けることが可能な多様な新規の用途が現れている。
【０００６】
いくつかの近接近近距離通信システムにより、一定範囲の数センチメートル内の無線通信チャンネルを介した高データレートが可能となり、ユーザによるデバイス間のデータ交換が可能となる。このようなデータ交換は、別の類似のデバイスまたは適切にイネーブルされたデバイスに近接近している１つのデバイスに対してスイープ、手振りまたはタッチを行うだけで行われる。
【０００７】
高データレートが必要とされているのは、２つのデバイスが近接近しているときに利用可能となる極めて短時間において、増加する一方のデータを転送する必要があるからである。データ転送に時間がかかりすぎる場合、ユーザの経験に影響が出てくる。なぜならば、上記ユーザは、近接近しているこれら２つのデバイスをより長くまたは中程度の期間にわたって維持する必要が出てくるからである。
【０００８】
これらのデバイスのうち１つは典型的にはモバイルデバイス（例えば、携帯電話）であり、第２のデバイスは典型的には固定デバイス（例えば、店舗販売時点（ＰＯＳ）端末または通電された電光サイン）である。
【０００９】
上記した配置構成において、上記固定端末デバイスは典型的には電力供給された電源であるため、電力消費の制約は実質的に無い。上記固定端末デバイスはシステム内のマスターとしてみなされるため、ブロードキャスト近距離伝送を変調搬送波の形態で生成し、これにより、スレーブであるモバイルデバイスがこれらの信号を検出し、低電力スリープ状態から起動し、マスターデバイスとの通信を開始する。フルデータ伝送は、通信機構が通信範囲内にある状態で行う必要がある。
【００１０】
モバイルデバイスと、別のモバイルデバイスとの間で近距離通信を利用すると恩恵が得られる場合がある。モバイルデバイスまたは任意の電池電源式デバイスの設計において、電力消費の最小化は最重要事項であるため、電池電源式デバイスをマスターとして用いることは現在では実際的ではない。なぜならば、電池電源式デバイスの場合、搬送波を含むビーコン信号を継続的にブロードキャストする必要があるため、電池からの流出が受容できないレベルになるからである。モバイル間通信を実行する場合、デバイスのうち１つにマスター役を割りあておよび開始することが一般的である。このような割りあては、例えばユーザにメニューアイテム、アイコンを選択させ、アプリケーションを開始することによって行われ、これにより、ブロードキャスト近距離伝送が開始される。近距離データトランザクション（データ交換）が行われた後またはシステムがタイムアウトした後、マスターモードが終了し、これらのデバイスは典型的にはスリープモードを開始し、再度スレーブとして機能する。
【００１１】
近距離システムの典型的配置構成においては、上述したように２つのデバイスが設けられる。多数のデバイスを含む配置構成において（特に、異なる種類または未知の種類であり得る他の多数のデバイスと多数のデバイスが通信することが可能な配置構成において）、これらのデバイスのうち１つ以上をマスターに割りあてることは、（特に割りあて活性化を手動で行う必要がある場合）非実際的である。
【００１２】
多数のＮＦＣプロトコルが一般的に用いられており、ほとんどのＮＦＣチップは、これらののうちいくつか（例えば、Ｆｅｌｉｃａ、ＭｉｆａｒｅおよびＮＦＣＩＰ−１）をサポートしている。そのため、マスターとスレーブとの間の互換性が重要となる。例えば、マスターがＭｉｆａｒｅプロトコルに設定され、スレーブがＮＦＣＩＰ−１プロトコルに設定される場合、これらのデバイス間の通信が不可能になる場合がある。
【発明の概要】
【００１３】
本発明の第１の局面によれば、近距離通信を行うための方法が提供される。上記方法は、第１のデバイスを第２のデバイスの近接近に配置することステップを含む。上記近接近は上記近距離通信に適している。上記方法はまた、第１の有効搬送波レス信号を上記第１のデバイスから上記第２のデバイスへと送るステップを含む。
【００１４】
一実施形態において、上記第１の有効搬送波レス信号は、パルスを含む。一実施形態において、上記第１の有効搬送波レス信号は、一連のパルスを含む。一実施形態において、上記第１の有効搬送波レス信号は、時間振動信号を含む。一実施形態において、上記第１の有効搬送波レス信号を送るステップに起因して、上記第２のデバイスデバイスから第２の有効搬送波レス信号を送るステップが行われる。一実施形態において、上記第２の有効搬送波レス信号を送るステップに起因して、上記第１のデバイス、上記第２のデバイスおよび第３のデバイスのうち任意の２つの間のデータ転送のための無線リンクを確立するステップが行われる。
【００１５】
一実施形態において、上記第２のデバイスは、第１のＮＦＣプロトコルに適合するデバイスであり、上記第１の有効搬送波レス信号を送ることにより、上記第２のデバイスと上記第１のデバイスと通信とが上記第１のＮＦＣプロトコルを用いて通信することが可能になる。
【００１６】
本発明の第２の局面によれば、近距離通信を行うための方法が提供される。上記方法は、第１のデバイスを第２のデバイスの近接近に配置するこステップを含む。上記近接近は、上記近距離通信に適している。上記方法はまた、第１の搬送波レス信号を上記第１のデバイスから上記第２のデバイスへ送るステップを含む。
【００１７】
本発明の第３の局面によれば、第１のデバイスを充電する方法が提供される。上記方法は、上記第１のデバイスを第２のデバイスの近接近に配置するステップを含む。上記近接近は、近距離通信に適している。上記配置することにより、上記第１のデバイスが第１の信号を上記第１のデバイスから上記第２のデバイスへと送ることが可能になる。上記方法はまた、上記第１の信号の受信後、第２の信号を上記第２のデバイスから上記第１のデバイスへと送ることと、上記第２のデバイスの充電機構を用いて上記第１のデバイスの電力保存媒体を無線的に充電することとを含む。
【００１８】
一実施形態において、上記第２の信号を上記第２のデバイスから上記第１のデバイスへと送るステップは、上記近接近における上記第１のデバイスの存在を確認するための確認信号を要求することを含む。一実施形態において、第３の局面の方法は、待機期間の後に上記確認信号が受信されない場合、上記充電機構を休止期間にわたって休止させるステップをさらに含む。
【００１９】
一実施形態において、第３の局面の方法は、上記第１のデバイスのデバイス状態を上記第２のデバイスから第３のデバイスへと送るステップをさらに含む。一実施形態において、上記デバイス状態は、上記第１のデバイスの充電状態を含む。本発明の第４の局面によれば、第１のデバイスを充電する方法が提供される。上記方法は、上記第１のデバイスを第２のデバイスの近接近に配置するステップを含む。上記近接近は、近距離通信に適している。上記配置することに起因して、上記第１のデバイスは、第１の信号を上記第１のデバイスから上記第２のデバイスへと送る。上記方法はまた、上記第２のデバイスの充電機構を用いて上記第１のデバイスの電力保存媒体を無線的に充電するステップを含む。本発明の第５の局面によれば、送信要素を含むデバイスが提供される。上記デバイスが上記第２のデバイスの近接近に配置された場合、上記送信要素は、第１の有効搬送波レス信号を第２のデバイスへと送る。上記近接近は、近距離通信に適している。
【００２０】
一実施形態において、第５の局面のデバイスは、加速度計をさらに含む。上記加速度計は、上記デバイスの動きが所定の閾値未満である場合に上記デバイスから上記第１の搬送波レス信号が送られるのを回避するために、上記デバイスの動きを検出する。一実施形態において、第５の局面のデバイスは、第１の受信要素をさらに含む。上記第１の受信要素は、上記第２のデバイスから第２の有効搬送波レス信号を受信する。一実施形態において、上記第１の有効搬送波レス信号および上記第２の有効搬送波レス信号により、上記第１のデバイス、上記第２のデバイスおよび第３のデバイスのうち任意の２つ間におけるデータ転送のための無線リンクが確立される。
【００２１】
一実施形態において、上記第２のデバイスは、第１のＮＦＣプロトコルと適合するデバイスである。上記第１の有効搬送波レス信号を送ることにより、上記第２のデバイスは、上記第１のＮＦＣプロトコルを用いて上記第１のデバイスと通信することが可能になる。
【００２２】
一実施形態において、第５の局面のデバイスは、再充電可能な電力保存媒体と、第２の受信要素と、回路とをさらに含む。上記再充電可能な電力保存媒体は、上記デバイスを電力を供給する。上記第２の受信要素は、上記第２のデバイスから充電電界を受信する。上記回路は、上記充電電界を用いて、上記再充電可能な電力保存媒体を充電する。一実施形態において、上記充電電界の存在下において、上記デバイス負荷は、上記充電電界を規則的な所定の間隔で変調する。
【００２３】
一実施形態において、第５の局面のデバイスは、第１の通信要素を有する通信機構をさらに含む。上記第１の通信要素は、第１のＮＦＣプロトコルに適合する。上記送信要素および上記第１の通信要素は同一要素である。
【００２４】
本発明の第６の局面によれば、受信要素と、回路と、充電機構と、送信要素とを含むデバイスが提供される。上記受信要素は、第２のデバイスから受信信号を受信する。上記受信信号は、第１の信号を含む。上記回路は、上記第１の信号を検出する。上記第１の信号は、上記デバイスの近接近において上記第２のデバイスの存在を示す。上記近接近は、近距離通信に適している。上記充電機構は、上記第２のデバイスの再充電可能な電力保存媒体を無線的に充電するための充電電界を生成する。上記送信要素は、上記近接近における上記第２のデバイスの存在を確認するための確認信号を要求する第２の信号を上記第２のデバイスへと送る。一実施形態において、待機期間の後に上記確認信号が受信されない場合、上記充電機構は休止期間にわたって休止する。一実施形態において、第６の局面のデバイスは、上記第２のデバイスとの通信のために上記充電電界を変調するための回路をさらに含む。一実施形態において、上記回路は、上記充電電界をパルスによって変調する。
【００２５】
一実施形態において、上記第６の局面のデバイスは、通信機構をさらに含む。上記通信機構は、信号を上記第２のデバイスから上記第３のデバイスへと送るために第３のデバイスと通信する。
【００２６】
一実施形態において、上記充電機構は、再充電可能な電力保存媒体によって単一の搬送波を用いて、１つよりも多くのデバイスを同時に充電するように適合される。一実施形態において、上記充電機構は、単一のコイルを含む。上記単一のコイルは、同時に１つよりも多くのデバイスを再充電可能な電力保存媒体によって単一の搬送波を用いて充電するように適合される。
【００２７】
本明細書全体および以下の特許請求の範囲において、文脈からそうではないと分かる場合を除き、「含む」という用語およびその変化形は、記載の整数または整数群を含むものとして理解されるべきであるが、他の任意の整数または整数群を除外するものではない。
【００２８】
本明細書中において背景または先行技術に言及する場合、当該背景または先行技術が一般的な知識の一部であることを認定するものとして解釈されるべきではない。
【００２９】
本明細書中において用いられる「論理」という用語の例を非限定的に挙げると、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアならびに／あるいは機能（単数または複数）または作用（単数または複数）を行うためのものならびに／またはあるいは別のコンポーネントから機能または作用を行わせるためのものの組み合わせがある。例えば、所望のアプリケーションまたは必要性に基づいて、論理は、ソフトウェア制御マイクロプロセッサ、個別論理（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））を含み得、あるいは、他のプログラムが論理デバイスである。論理全体をソフトウェアとして具現化することも可能である。
【００３０】
本明細書中において用いられる「ソフトウェア」という用語の例を非限定的に挙げると、コンピュータまたは他の電子デバイスに機能、作用を行わせかつ／または所望の様態で挙動させるための、１つ以上のコンピュータで読み出し可能なかつ／または実行可能な命令がある。上記命令は、多様な形態で具現化され得る（例えば、ルーチン、アルゴリズム、モジュールまたはプログラム（例えば、動的にリンクされたライブラリからの別個のアプリケーションまたはコード））。ソフトウェアを多様な形態（例えば、スタンドアロンプログラム、関数呼び出し、サーブレット、アプレット、メモリに保存された命令、ｐａｒｔｏｆａｎオペレーティングシステムまたは他の種類の実行可能な命令の一部）として実行することも可能である。当業者であれば、ソフトウェアの形態は、例えば所望のアプリケーションの要求、当該アプリケーションの実行環境および／または設計者／プログラマの所望事項などに応じて異なることを理解する。
【００３１】
当業者であれば、多様なテクノロジーおよび技術のうち任意のものを用いて情報および信号を表すことが可能であることを理解する。例えば、上記記載全体において用いられ得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または粒子、光場または粒子、あるいはこれらの任意の組み合わせによって表され得る。当業者であれば、本明細書中に開示される実施形態と関連して記載される多様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を電子ハードウェア、コンピュータソフトウェアまたは双方の組み合わせとして実行することが可能であることをさらに理解する。ハードウェアおよびソフトウェアの互換性を明確に例示するために、上記ににおいて記載した多様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は、主にその機能について説明した。このような機能がハードウェアまたはソフトウェアとして実行されるかは、システム全体に関連する特定のアプリケーションおよび設計的制約に応じて異なる。当業者であれば、記載の機能を各特定の用途に合わせて多様な様態で実行することができるが、このような実行決定は、本発明の範囲からの逸脱の原因として解釈されるべきではない。本明細書中に開示される実施形態中に記載される方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェア内において実行してもよいし、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内において実行してもよいし、あるいはこれら２つの組み合わせによって実行してもよい。ハードウェア実行の場合、１つ以上特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサまたは他の電子ユニットまたは本明細書中に記載の機能を行うように設計されたその組み合わせと共に処理を行うことができる。ソフトウェアモジュール（コンピュータプログラム、コンピュータコード、または命令としても知られる）は、複数のソースコードまたはオブジェクトコードセグメントまたは命令を含み得、コンピュータで読み出し可能な媒体（例えば、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、または他の任意の形態のコンピュータで読み出し可能な媒体中に常駐し得る。あるいは、上記コンピュータで読み出し可能な媒体を上記プロセッサと一体化してもよい。上記プロセッサおよび上記コンピュータで読み出し可能な媒体は、ＡＳＩＣまたは関連デバイス中に常駐し得る。上記ソフトウェアコードは、メモリユニット中に保存され得、プロセッサによって実行され得る。上記メモリユニットは、上記プロセッサ内において実行してもよいし、あるいは、上記プロセッサの外部に設けてもよい。後者の場合、上記メモリユニットを当該分野において公知のような多様な手段を介して上記プロセッサへと通信可能に接続させる。本発明の特定の実施形態について、添付図面を参照してまた添付図面に例示するように以下にさらに詳細に説明する。これらの実施形態は例示的なものであり、本発明の範囲を制限することを意図していない。他の実施形態の提案および記載が本発明の範囲内に含まれ得るが、添付図面中には例示されていない場合があり、あるいは、本発明の別の特徴が上記図面中に図示されているが本明細書中には記載されていない場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１Ａ】各デバイスがパルスピング範囲外にいる場合において、２つのモバイルデバイスがパルスピングをブロードキャストしている様子を示す。
【図１Ｂ】各モバイルデバイスが上記パルスピング範囲内にいる場合において、２つのモバイルデバイスが近づけられている様子を示す。
【図２】ピングに用いられる時分割多重化を示す。
【図３】本発明の第１の実施形態による、パルスピングの伝送および受信のための伝送および受信のための近接近通信配置構成を備えたデバイスの機能ブロックを示す。
【図４】本発明の第２の実施形態による、負荷ピングの伝送および搬送波変調（ＣＭ）ピングの受信のための無線電池充電配置構成および近接近通信配置構成を備えたデバイスの機能ブロックを示す。
【図５】ＣＭピングの伝送および負荷ピングの受信のための近接近通信配置構成を備えた無線充電器デバイスの機能ブロックのブロック図を示す。
【図６】非近接近通信配置構成を備えた無線充電器デバイスの機能ブロックのブロック図を示す。
【図７】多様な非近接近通信システムを示す。
【図８】電源電力通信配置構成を介した信号変調を示す。
【図９】充電電界へ露出されたコイルの負荷変調を示す。
【図１０】充電器コイルおよびデバイスコイルがコイル変調および負荷変調を用いて通信する様子を示す。
【図１１】パルスピング、ＣＭピングおよび負荷ピングを用いて、多様な種類のデバイスと通信する様子を示す。
【図１２Ａ】近接ピングシステムを用いてＮＦＣサブシステムを起動することが可能である様子を示す。
【図１２Ｂ】近接ピングシステムを用いてＮＦＣサブシステムを起動することが可能である様子を示す。
【図１２Ｃ】近接ピングシステムを用いてＮＦＣサブシステムを起動することが可能である様子を示す。
【図１３】パルス位置型符号化を用いたピングデータの一例を示す。
【図１４】ＵＡＲＴ型符号化を用いたピングデータの一例を示す。
【図１５】アイドルモードにおける充電器の通信方法を示す。
【図１６】ソフト充電モードにおける充電器の通信方法を示す。
【図１７】ソフト充電モードにおける充電器の通信方法を示す。
【図１８】フル充電モードにおける充電器の通信方法を示す。
【図１９】プロトコルフレームフォーマットの一例を示す。
【図２０】単一の充電コイルおよび搬送波送信器；を用いて複数のデバイスを充電することが可能な配置構成を示す。
【図２１】いくつかの物理的デバイスを充電目的のために充電器上に配置する様子を示し、コントローラがトーチの充電状態を通信する。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明は、システム、装置および方法に関連する。上記システム、装置および方法により、近接近にある２つ以上のデバイスが（電磁気な、主に磁気的なまたは主に電気的な）近距離を用いて相互に通信することが可能となる。
【００３４】
一実施形態において、電子回路は、送信器要素を通じて搬送波レス信号を用いてかつ搬送波変調技術を用いずに無線伝送を行うように、設計される。搬送波レス信号の例を非限定的に挙げると、ピング（またはパルス）および一連のピング（またはパルス）がある。
【００３５】
搬送波レス信号は、搬送波を数サイクルにわたってオンにした後搬送波をオフにすることにより、搬送波生成回路によって行うことができる。オン時間の搬送波からオフ時間の搬送波に対して低デューティサイクルを用いることにより、搬送波の時間伝送（搬送波バーストシステム）が得られ、連続搬送波伝送よりも平均電力消費をずっと低くすることができる。例えば、短期間（例えば、５μｓ）の振動信号を１００ｍｓ毎に送って、ピングを表現することが可能である。よって、本発明の一実施形態は、近接近にある２つのデバイス間の近距離通信のために有効搬送波レス信号を用いることに関する。例えば振動信号を短期間にわたってオンにしてパルスを表す場合において、極めて特異的な形態のＯＯＫも、デューティサイクルは５０％未満であり、有効搬送波レス信号である。
【００３６】
上記が、例えばベースバンドデータによって変調される無線周波数（ＲＦ）搬送波信号を確立することにより搬送波信号の変調（搬送波ベースのシステム）を用いて高データレートを達成する既存の通信システムとの相違点である。この原理を用いるシステムを挙げると、ＮＦＣ、ＲＦＩＤ、ＰＡＮおよびＬＡＮシステムがあり、ＡＭ、ＦＭ、ＰＭ、ＯＯＫ、ＦＳＫまたはＰＳＫ変調技術が用いられ得る。本発明の本実施形態は、近距離通信を通じて短期間信号を近接近において送信することに関する。このような基本的相違点に起因して、平均電力消費の低下が可能となる。なぜならば、搬送波信号の設定および維持のためのエネルギーが不要であるからである。この結果は、近接近近距離内のデバイスの検出または通信をずっと低い平均電力で行う手段である。
【００３７】
無線充電のために搬送波を既に用いているシステムの場合、本発明の別の実施形態によれば、既存の搬送波を用いて、充電器からデータを充電可能デバイスへと転送する。この場合も、極めて少量の余分なエネルギーだけで上記データを通信することができる。
【００３８】
多様な用途において異なる種類のデバイス間においてデータ伝送を可能にするために、多様な種類の通信信号が開発されている。
【００３９】
本発明の多様な実施形態の議論を促進するために、以下の定義を定める。
【００４０】
−搬送波レス信号：電子回路によって生成される信号であり、送信器要素を通じた無線伝送を搬送波変調技術を用いずに行うために用いられる。ベースバンド信号としても知られる。
【００４１】
−有効搬送波レス信号：搬送波信号の上位集合であり、搬送波レス信号の機能を行うことが可能な広域信号を含む。例えば、デューティサイクルが５０％未満である極めて特異的な形態のＯＯＫは、有効搬送波レス信号である。
【００４２】
−ピング：信号。
【００４３】
−パルスピング：搬送波レス信号または有効搬送波レス信号であり、無線的に充電されていないデバイス間のデータ通信に用いられる。
【００４４】
−搬送波変調ピングまたはＣＭピング：（充電器の文脈において）無線充電器と充電中のデバイスとの通信を可能にするために、無線充電搬送波の変調によって生成された信号。
【００４５】
−負荷ピング：（充電中のデバイスの文脈において）無線充電搬送波を充電器へと負荷変調することで、充電中の無線充電器との通信を行うために生成された信号。
【００４６】
−送信／受信要素：電磁界（例えば、主に磁界または主に電界）の送受信に適した部分。例を非限定的に挙げると、コイル、双極子、単極子、多重巻きコイル、エッチング印刷回路基板、ワイヤ、容量性板、インダクタ。
【００４７】
−通信：送信要素から受信要素への信号送信プロセスなどの動作を広く表す。一方向通信、双方向通信を含む。電力が電池または他の何らかの形態の電源から来ているかに関係無く、パルスピングのデバイスへの送信が可能である。しかし、デバイスが無線充電されている場合、ＣＭピングおよび負荷ピングが用いられる。
【００４８】
ピングは、一連の直列または並列コンデンサと共にネットワークとして接続されたコイルの磁界の呼びかけイベントであり、短期間電流パルスで上記コイルを瞬間的に通電することにより、行われる。コイル電流が除去されると、保存された磁界が崩壊し、上記コンデンサを充電しているコイル上に高電圧が発生し、上記コンデンサが充電されると、電流が反対方向において上記コイルへと送達され、この状態がエネルギー散逸および損失が行われるまで継続される。上記コイル電流の方向を繰り返し変更することにより、振動磁界が発生し、その結果、近接近内の他のコイル中において電圧が発生する。
【００４９】
さらに、短期間電圧パルスをアンテナ要素に付加することによってもピング生成が可能であり、その結果主に電界が送信され、受信要素またはアンテナによって受信され得る。
【００５０】
ピングのパルスの継続期間が連続パルス間の期間よりも不十分であり短い場合、システム中において消費されるエネルギーは極めて低くなる。例えば、１Ａの電流を継続期間１μｓで１０Ｈｚで繰り返した場合、平均送信器電流は１０μＡとなる。これは、多くの電池において漏洩電流に過ぎないため、回路からのピング送信を連続的に行っている場合にも、モバイルまたは他の電池電源式デバイスの電池容量への影響はほとんどない。
【００５１】
さらに、データストリームを一連のパルスピングとして表すことができる。このデータストリームを用いて、アドレスまたは他の識別子、状態、コマンドまたは他のデータを収容することができる。例えば、ＮＦＣシステムにおいて、１μｓのパルスピングは、およそ１４個の搬送波サイクルからなる。
【００５２】
本発明の一実施形態において、搬送波ベースのシステムと比較してより低いデータレートを用いる。なぜならば、送信用のコイル、アンテナまたは要素がパルスまたはピング信号によって通電されるのはほんの一瞬であるため、パルス除去後に送信コイルおよび受信コイル双方に呼びかけを中止させるために必要な時間が充分に得られるからである。この呼びかけ減衰期間は、システムデータ交換スループットを決定する一要素である。直列抵抗およびコンデンサネットワークを備えたコイル（スナバ回路と呼ばれることが多い）を減衰させることにより、コイルの呼びかけ減衰期間を制御することができる。これによって呼びかけ時間を低減することが可能となる範囲は、ピングの送受信を担当するコイルに付加すべき減衰量に依存し得、他の場合において、電池充電のためのエネルギー収集をできるだけ効率的に行う必要もあり得る。減衰は、このような多機能コイルから切り換えることができる。データレート制限の原因となる第２の要素として、受信器内の増幅器のインパルス応答がある。電池電源式デバイスに用いられる低電力増幅器の整定時間は、パルスピングの継続期間の数倍になり得る。
【００５３】
データ伝送および／または受信要素は、コイル、トラック、アンテナなどを含み得、このような要素は別個であってもよいし、あるいは同一要素であってもよい。超コンデンサ、バルクコンデンサまたは当業者が適切とみなす他の電力保存媒体の代わりにまたはこのような媒体と関連して電池を用いることができる。
【００５４】
低データレートのみが必要となるシステムにおいて、本明細書中に記載の近接通信機構実施形態を用いてデータ転送を通信することができる。しかし、近接通信機構を用いても高データ転送に適切に対応できない場合、追加の無線通信機構を上記システム内において用いることができる。追加の通信機構は、高速近接通信機構（例えば、搬送波に基づいたＮＦＣシステム）であり得る。
【００５５】
あるいは、これらの追加機構は、広範囲かつ高データレートの伝送をサポートすることができる。このような伝送を用いて、近接通信方法の数センチメートルよりも長い距離にわたって大量のデータを送信することができ、また、このような伝送を初期近接データ交換の実行後に用いることができる。これは、一実施形態において、以下のような配置構成を含み得る。すなわち、上記したような近接通信の利用を通じて、追加無線機構を用いて２つのデバイス間にさらなるリンクを確立するために、特定の初期データ（例えば、ＭＡＣアドレス、ＰＡＤＩＤ’、ＳＳＩＤ’、セキュリティー鍵、またはデータチャンネル）をこれらのデバイス間において通信することができる。この初期データを近接通信チャンネルを介して交換することによって得られる利点として、数センチメートルを超える距離において検出することが困難な低電力レベルで伝送を行うことが可能となるため、受信デバイスを用いたサードパーティ盗聴者による影響を受けにくくなり、システムのセキュリティが向上する点がある。
【００５６】
低電力近接近通信を用いて長距離無線通信リンクを確立することが可能なことによる利点として、充電中のデバイスの状態について、充電器が他のデバイスに通知することが可能な点がある。例えば、表示デバイス（例えば、リモート制御またはコントローラ）を含む広範囲通信リンクを充電器が確立した場合、上記充電器は、上記コントローラに通知を送ることができる。このようにすると、ユーザがデバイスを上記充電器上に置いた後は、上記充電器から上記充電中のデバイスの状態について上記コントローラへ通知を送ることが可能となるため、有用である。その結果、電池がフル充電された旨の通知が上記充電器から上記コントローラへと送られるため、ユーザは上記充電器に物理的に近づいてデバイス状態を確認しなくてよくなり、有用である。さらに、上記充電器が広範囲通信能力を備えている場合、上記充電器は、無線通信機構を通じてデータ転送を行うためのパケットを受信および転送することによって範囲拡張器として機能する通信機構を利用することが可能となる。その結果、充電器事態が上記役割を果たすため、無線ネットワーク環境において追加ハブまたは範囲拡張器を設ける必要性が低下または排除される。
【００５７】
コントローラデバイスを充電器上に配置することにより、広範囲無線リンクを上記コントローラデバイスによって確立することができる。これは、上記近接近通信機構を用いて広範囲無線リンクの設定に必要なネットワークおよびセキュリティーパラメータを転送することにより、達成することができる。確立後は、上記充電器は、双方向通信を上記コントローラと行うことが可能になる。上記充電器が充電状態についてメッセージを上記コントローラへ送ることが可能となる点に加えて、広範囲無線リンクを備えていないデバイスとコントローラが通信するための簡便な機構も得られる。これは、上記コントローラからデータを上記充電器へと送った後、上記デバイスが上記充電器上に配置された状態で上記充電器が上記近接近通信機構を用いて上記データを上記デバイスへ転送する（かまたはその逆を行う）ことにより、達成することができる。その結果、デバイス製造コストの低減が可能となる、なぜならば、上記デバイス自体において広範囲通信リンクが不要となるからである。実際、無線近接近リンクを介してデータ通信が行われるため、コネクタのコストも排除される。また、大量のデータを転送する必要のある場合またはデバイス動作の一貫として長時間が必要となる場合、ユーザ利便性も大幅に向上する。デバイスを充電マット上に配置すると、ユーザは、コントローラおよびデバイスをずっと近接近させる代わりに上記コントローラを保持しておくだけで、簡便にパラメータを設定し、データを視認またはダウンロードし、または他の場合荷上記デバイスと通信することが可能になる。
【００５８】
別の実施形態において、上記の低電力近接通信を用いて、近接範囲内の別のデバイスの存在を検出し、別のより高データレートのチャンネル（例えば、高速近接通信ＮＦＣシステム）を起動させることができる。そのため、モバイルデバイスを第２のデバイスの前でスワイプする以外のユーザ入力無しで、この起動を自動的に開始することができる。そのため、ユーザがＮＦＣシステムを手動で起動して設定オン、アプリケーション起動などを行った後にスワイプまたはタップジェスチャーを行うような現在の必要性が無くなる。すなわち、ユーザがスワイプジェスチャーを行うのは、上記ＮＦＣによって実行される必要動作を行うときである。ユーザ側からみると、上記ＮＦＣが連続的に動作しているかのようにみえる。実際は、極めて低電力のピングシステムが連続的に活性化されており、上記ＮＦＣシステムの起動および初期化を必要において応じて行っている。その後、上記動作の完了後、上記ＮＦＣを電源オフにすることができる。
【００５９】
上記した本発明は、データ転送のために搬送波を個別に確立および通電する必要の無い低電力ピングデータ伝送システムに基づく。しかし、本発明は、既に搬送波を用いているシステムにおいても有用に用いることができ、その結果より低電力の解決法が得られる。
【００６０】
例えば、ＮＦＣシステムは、低デューティサイクルの搬送波の短バーストを生成することができる。その結果、受信器は、搬送波バーストを検出して別のＮＦＣシステムまたは受信器を起動させ、一連の搬送波バーストから得られたデータを復号化することができる。
【００６１】
図１Ａは、パルスピング１０１をブロードキャストしているデバイス１００と、同様にパルスピング１０３をブロードキャストしているデバイス１０２とを示す。デバイス１００はパルスピング１０３の受信範囲外に配置されており、デバイス１０２はパルスピング１０１の受信範囲外に配置されており、そのため、双方のデバイスは相互に近接していることを認識していない。
【００６２】
図１Ｂは、２つのデバイス１００および１０２がブロードキャストパルスピングの受信範囲内に入るほどデバイス１００および１０２が近接して配置されている場合を示す。この場合、デバイス１０２は、デバイス１００からのパルスピング１０１を聴き、データを処理し、デバイス１００が受信したパルスピング応答１０４に応答する。ここで、デバイス１００および１０２は相互に近接内にいることを認識する。デバイスブロードキャストパルスピング１０１および１０３は非同期状態である可能性があるため、ピングデータの一部が重複している場合、デバイスブロードキャストパルスピング１０１および１０３が同時に送信され得、その結果上記データが破損する。
【００６３】
図２は、ピングの重複および破損の可能性を最小化するための方法を示す。送信対象のピングを個別時間スロット中に入れて割りあてることにより、スロット数の増加と共に、重複の確率が低減する。各デバイスは、乱数または疑似乱数を用いて、伝送前のパルスピングを時間スロットに割りあてることができる。このプロセスを各ピング伝送について繰り返すことで、２つのピング伝送が衝突する確率が減った場合にも、連続パルス伝送により、後続ピング伝送が衝突する確率がさらに低減する。図２は、ピングを１６個の可能な時間スロットに割りあてた様子を示す一例を示し、デバイス１００は、ピング１０１を送信するためにスロット１を選択し、デバイス１０２は、ピング１０３を送信するためにスロット８を選択している。あるいは、、ランダム遅延時間または疑似ランダム遅延時間を用いてピング間の時間を変化させて、ピング衝突を最小化することもできる。
【００６４】
図３は、ピングデータの送受信を行うことが可能な近接近通信配置構成を備えたデバイスの機能ブロックを示す。このデバイスは、適切な回路へ電力供給を行うための電源３００を含む。これは、任意選択的に電池３０１から供給され得る。
【００６５】
シリアル転送データストリーム３０４が、データ生成回路３０３によって生成される。データ３０４は、送信要素（この場合はコイル３０６）の駆動に用いられるピングを生成するためのパルス生成器回路３０５によって用いられる。データストリーム３０４は、電池または何らかの他の電源（例えば、ＤＣまたはＡＣ電源）から電力供給され得る論理ゲート回路またはマイクロプロセッサによって生成され得る。上記データストリームは、デバイス間の近接近通信のために選択されてプロトコルに必要なデータを表す。マイクロプロセッサからデータストリームが生成される最小電力構成において、上記マイクロプロセッサは典型的には、ほとんどの時間において電源オフの状態であるかまたはスリープ状態である。
【００６６】
ピング信号を受信するには、受信要素またはコイル３０６、検出器／増幅器３０７からなる配置構成を持つことが必要であり、任意選択の信号調整回路（例えば、シュミットトリガーまたは比較器回路３０８）も含み得る。データ伝送に用いられるプロトコルまたは変調方法によっては、さらなる復調または復号化が必要となり得る。
【００６７】
検出器／増幅器３０７は、受信用コイルの低振幅ピングを論理レベルまで２乗するのに充分な振幅するために、システムに利得を付加するように設計される。このような振幅付加は、シュミットトリガーまたは比較器ゲートを用いて行われる。その後、論理レベルパルスが追加論理段階またはマイクロプロセッサによって用いら得る。
【００６８】
ピング伝送のエネルギーは極めて低いため、ピング受信器は典型的には、これらのイベントを数センチメートルにわたって検出するだけであり、本発明の近接近通信配置構成の望ましい特徴が得られる。
【００６９】
ピング伝送を受信するために、検出器増幅器３０７は、コイル３０６上のエネルギー変動を検出し、必要ならば増幅する。その後、この信号を調節器３０８へと送る。調節器３０８は、シュミットトリガー回路または比較器回路を含み得る。任意選択の検出器／復調器３０９は、上記信号をさらに処理して、受信データ３１０を生成する。その後、受信データ３１０は、データ復号器／受信器３１１によって用いられる。シリアルデータストリーム３１０は、論理ゲート回路またはマイクロプロセッサによって受信され得る。上記論理ゲート回路またはマイクロプロセッサは、電池または何らかの他の電源（例えば、ＤＣまたはＡＣ電源）によって電力供給され得る。データ受信器３１１は実際は、データ生成回路３０３に用いられるマイクロプロセッサと同じマイクロプロセッサであり得る。任意選択の加速度計３０２を用いて上記デバイスが静止状態である（かまたは動きが所定の閾値未満であるか）を決定し、データストリーム生成回路およびパルス生成器回路を完全に電源オフにすることにより、さらに低電力の動作を達成することができる。受信回路３０７、３０８、３０９および３１１は、連続的に電力供給してもよいし、部分的に電源オフにしてもよいし、あるいはさらなる電力低減のために時限起動方法を用いてもよい。時限起動方法が用いられる場合、用いられ得るピングまたはピングプリアンブルを見逃すことがないよう、これらの回路を頻繁に起動させることが必要になる。
【００７０】
そのため、静止時（または動きが所定の閾値未満である）ときにピングを生成しないようにすることにより、モバイルデバイスがさらなる低電力を利用することが可能になる。この場合、２つのデバイスが相互の存在を自動的に検出する能力における妥協は発生しない。なぜならば、２つのデバイスを近接近させるためには、上記デバイスのうち少なくとも１つを移動させればよいのであり、よってピングを上記デバイスから確実にブロードキャストすることができるからである。上記静止デバイスはこの段階でもピング検出器回路を活性化または部分活性化させているため、これらのピングを検出し、データストリーム生成器およびパルス生成器回路を起動させて図１Ｂに示すようなピング応答１０４と共に再応答することが可能となる。
【００７１】
システムによって受信された無線エネルギーを用いて内蔵電池または他のエネルギー保存システム／電力保存媒体を充電する能力をさらにデバイスに持たせると有利である。好適な実施形態において、上記システムは、上記したピングデータの送受信に用いられるアンテナまたはコイルと同じアンテナまたはコイルを用いる。
【００７２】
モバイルデバイス中の電池の充電および維持を行うために無線充電方法を用いたデバイスも、市場において増加し続けている。そのため、近接通信の恩恵と無線充電の恩恵を組み合わせた配置構成が得られれば、さらに有利である。
【００７３】
図４は、上記した機能を達成するために用いられるシステムの実施形態のブロック図である。上記デバイスが無線充電器の近接近範囲内にない場合、図４に示す要素は、図３に示す上記したような要素と同じ動作を行う。しかし、図４に示すようなデバイスが無線充電器の近接近範囲内にある場合、エネルギーがコイル３０６によって受信される。その後、これは回路４００によって整流され、これにより、電池充電回路４０２が電池３０１を充電するのに適したＤＣ電圧４０１が得られる。
【００７４】
充電時において、コイル３０６が無線充電器から受信する電力は、ピングによって受信される電力よりもずっと高い。そのため、無線充電時において増幅器３０７がパルスピングを検出できる可能性が低くなる。そのため、充電時におけるデバイス間のデータ通信を促進するために、別のシステムを用いる必要が出てくる。
【００７５】
図５は、電池充電時における無線充電器デバイスの通信に関連する機能ブロックを示す。この充電器は、図４に示すようなデバイスによって受信されるべき充分な無線エネルギーを生成し、これにより電池３０１の充電が可能になる。充電が不要である場合、デバイスは、図３および図４に示したのと同様の動作および通信を行う。
【００７６】
デバイス充電を行うために、コイル変調回路５０３を用いて搬送波信号でコイル５０５を駆動することにより、コイル５０５から充分な磁界が提供される。選択された搬送波周波数または用いられる搬送波周波数範囲において、図４に示すコイル３０６を最適な電磁気電力転送に合わせて調整する。
【００７７】
充電器からデバイスへのデータ転送に用いられる原理は、受信デバイス内の適切に構築された受信器を用いて充電器からのデータ回復を行うことが可能な様態で、既存の搬送波を操作または変調することである。これを達成するための一般的方法として、典型的には振幅変調（ＡＭ）、周波数変調（ＦＭ）、位相反転または周波数偏移キーイング（ＦＳＫ）がある。この搬送波変調方法は、ＣＭピングの生成と呼ばれる。
【００７８】
図５を参照して、コイル変調回路５０３によって生成された搬送波の周波数または振幅を変調することにより、充電時における無線充電器からデバイスへのデータ通信が可能である。その後、検出された振幅変調（ＡＭ）、周波数変調（ＦＭ）または周波数偏移搬送波（ＦＳＫ）は、受信デバイスにおいて図４に示すようにデータ出力３１０として受信される。
【００７９】
その後、このデータ３１０は、マイクロプロセッサによって直接用いられる場合もあるし、あるいは他の適切な回路によって用いられて、上記データの変換または復調が行われる。例えば、受信された振幅変調から単安定を用いて一様なパルスを生成することもできるし、あるいは、受信された周波数変調の周波数変化を周波数／電圧変換器を用いて検出し、元々のベースバンドデータを回復することも可能である。充電器が充電デバイスではない場合、ピングデータを用いてコイル駆動回路５０４を通電してコイル５０５を駆動して、パルスピングを生成することができる。
【００８０】
図６は、広範囲無線システムを用いた充電器からデバイスへのデータ転送を促進するための広範囲（非近接近システム）通信システムを備えた充電器を示す。この図は、図５の動作ブロックと同じ動作ブロックを示し、非近接通信回路６０１およびデータ受信器／復号器回路５１０に接続されたデータ生成回路５０１のための追加能力により、上記充電器そのものからのデータを近接近内に無いデバイスおよびシステムに通信することが可能となる。
【００８１】
図７は、非近接近通信システム６０１のいくつかの例を示す。これらの例により、ユーザ、デバイスおよびシステムが、上記充電器デバイスと、上記充電器の通信システムと有線接続または無線接続されたデバイスとの通信を行うことが可能になる。
【００８２】
無料ブロードキャストを通じて充電器との通信を行うことも有利である。よって、ＦＭ、ＦＭＲＤＳ、ＤＶＢまたは他のブロードキャスト受信システム６０２を有することにより、システムを達成することができる。その結果、デバイスとの通信をより広範囲の無線ブロードキャスト領域内にまで広げることができ、インターネットまたは他の一般的な有料の無線接続（例えば、ＧＳＭ）を用いた配置構成よりも広い範囲までの通信が可能になる。
【００８３】
ＰＯＴ（旧来の電話）システム６０３に対応することにより、ＤＴＭＦ（ダイヤルトーン多周波数）信号伝達により、充電器との通信を達成することができる。その結果、インターネットを用いた通信能力も得られる。インターネット接続性６０４は、複数の方法によって（例えば、有線または無線ルーター、ＧＳＭ／ＣＤＭＡ６０５、ＷｉＦｉ８０２．１１（６０８によって示す）を介して）達成することができる。
【００８４】
ＤＥＣＴ（デジタル携帯電話方式）システム６０６を用いた場合、充電器により送受話器のみが充電され、上記充電器そのものを介して音声および他のデータが上記送受話器へとルートされる。８０２．１Ｓ．４システム６０９は、家庭用自動化システムにおいて一般的に用いられており、上記充電器と、ＰＡＮ．８０２上のデバイスとの間にＰＡＮ接続性の恩恵が得られる。１１Ｗｉｆｉ６０８およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ６０７を用いた場合、スマートフォン、タブレット、リモート制御および他の一般的に接続されたデバイスの電流生成との通信において有用であり得る。
【００８５】
本明細書中に記載のデータ通信システムにより、デバイスからのデータ収集が可能となる。大量のデータをデータロギングから収集することが可能であるため、当該データを回復するためのより高速のデータ転送リンクに対応することが有利であり得る。ＵＳＢ６１２を用いることにより、デバイスが充電器に対して近接近内にあるときに、リンク、データを（しばしばより低速のデータレートで）上記充電器へとダウンロードすることができ、その後、高速ＵＳＢリンクを用いてＰＣへとダウンロードする。
【００８６】
ユーザインターフェース６１１は、ディスプレイと、ボタン、スピーカーと、マイクロホンとを含み得る。このようなユーザインターフェース６１１を用いることにより、ユーザがデバイスおよびサービスと直接通信および相互作用することが可能となる。この一例として、デバイスファインダ機能の実行がある。ボタンが押圧されると、信号がコントローラへと送られ得、上記コントローラ上において可聴ベル音が活性化され、これにより、上記ユーザが上記デバイスを発見することを支援する。あるいは、上記充電器上の画面上に複数のデバイスのリストを表示することで、発見すべき特定のデバイスをユーザが選択することが可能となる。マイクロホンおよびスピーカーを設けることにより、上記充電器およびデバイスとの通信のための音声活性化能力も促進される。電源電力変調および／または復調回路６１０を用いることにより、上記充電器は、電源回路上に接続されたデバイスと通信することが可能になる。
【００８７】
図８は、電源電力配線配置構成を介した信号変調に基づいた、広範囲の（非近接）通信システムを備えた充電器を示し、充電器からデバイスへの電源配線を用いたデータ転送を例示する。上記充電器内のデータ生成回路５０１により、電源変調および任意選択の復調回路６０２へのデータが得られる。このデータは、２４０Ｖまたは１１０Ｖの電源上への信号として変調され、電源プラグ６１３および電源ソケット６１４を介して電源回路６１８へと接続される。任意選択的に、上記充電器デバイスを直接上記電源回路内に配線してもよい。その後、この信号は、電源変調および復調回路６１６を同様に備えたデバイス６１５によって検出および復調される。その後、デバイス６１５は、上記データをデバイスデータ生成／受信回路６１７へと提供する。その後、このデータを用いて、電源回路６１８へ接続された任意のデバイス上の情報に対し命令、制御または収集を行うことができる。
【００８８】
充電器の通信機構を用いてデバイスへメッセージを送る能力を用いて、広告メッセージ、クーポンなどをデバイスまたは上記充電器のユーザインターフェースへと送ることが可能である。これらのメッセージは、受信時に表示することもできるし、あるいは、デバイスのメモリまたは充電器中に保存しておいて、（例えば、デバイスの時間、位置、動き、または他の入力または信号）に基づいて後でデバイスまたはユーザに提示してもよい。さらなるアプリケーションを充電器通信機構を介して用いて、充電器そのものまたは上記充電器と通信しているデバイスによって用いることが可能である。
【００８９】
無線充電器から充電電界が提供されている間にデータを図４に示すデバイスから図５中の充電器へと返送するために、パルス生成器回路３０５を用いて、低インピーダンス経路を地上へ瞬間的に提供することにより、コイル３０６を負荷変調する。
【００９０】
図９は、無線充電電界が存在している間にコイルを負荷変調する様態を示す。一端が地面７０６へ接続されたコイル７０５が充電搬送波界の存在中にある場合、ＡＣ電圧７０４が上記コイル上に出現する。これは、通常は整流器７０７を用いて整流され、これにより、電池または直接供給回路の充電に適したＤＣ電力７０８が生成される。上記デバイスは、送信データ３０４を用いて負荷スイッチ７０２を用いて負荷７０３を地面へと瞬間的に切り換えることにより、上記充電器と通信し得る。図５に示される充電器は、検出器／増幅器５０６、シュミット／比較器調節器５０７および検出器／復調器５０８が受信器データ５０９を生成することが可能である様態を示す。受信器データ５０９は、図４に示す送信データ３０４を表す。
【００９１】
図１０は、充電器コイル８００およびデバイスコイル８０１が磁気近接場８０４を用いて短範囲を通信する様態を示す。上記充電器コイルは、周波数変調８０２される。変調周波数は、デバイスコイル８０１によって受信される。デバイスコイル８０１は、充電器コイル８００によって負荷変調８０３され、受信される。周波数変調（例えば、ＦＭまたはＦＳＫ）を用いて上記充電器から上記デバイスへ通信し、負荷変調（例えば、ＡＭまたはＯＯＫ信号）を通信して上記デバイスから上記充電器への通信する実施形態において、全二重通信を達成することができる。さらなる恩恵として、充電マットからのＡＭを非同期的に搬送波へ行うことができる。また、上記デバイスからの負荷変調データを充電器搬送波に対して非同期的に行うことが可能である。
【００９２】
コイルを用いて搬送波信号をピックアップする場合（例えば、充電器デバイスからのエネルギーを内蔵無線電池充電を備えた充電可能デバイスへと転送する場合）、上記搬送波のエネルギーは、パルスピングのエネルギーよりも大幅に高くなる。その結果、充電器上の受信器が充電可能デバイスからパルスピングを検出することが困難になる。
【００９３】
この場合、負荷ピングを用いて、充電可能デバイスから充電器への通信を行う。これは、充電デバイスの搬送波によって通電されているコイルを瞬間的にロードすることにより、生成される。
【００９４】
このようにコイルを瞬間的なロードすることによって生成された負荷ピングは、無線充電時において充電器上の適切な受信器を用いて検出することができる。
【００９５】
充電中のデバイスへ無線充電器から通信することが必要な場合、ＣＭピングが用いられる。この場合、無線充電器の搬送波が瞬間的に妨害され、その結果エネルギー変動が発生する。このエネルギー変動は、充電可能デバイス中の適切な受信器を用いて検出することができる。上記搬送波の妨害は、上記搬送波の振幅を瞬間的に低減するか、上記搬送波を瞬間的にオフにするか、上記搬送波を瞬間的に位相逆転するか、または上記搬送波の周波数を瞬間的に変更することにより、行われ得る。この瞬間的なイベントに起因して、ＣＭピングが発生する。
【００９６】
真のピングイベントは、ゼロイベントへ戻る。すなわち、瞬間的なエネルギーイベントが発生した後、定常状態へ戻る。これは、パルスピングの場合であり、エネルギーのパルスがコイル中へと送られた後、コイルは定常状態へ戻る。
【００９７】
負荷ピングの場合、コイルが瞬間的に負荷された結果、界からエネルギーがとられ、瞬間的なエネルギー変更が再度発生し、定常状態へ戻る。コイル変調ピング、ＣＭピングの場合、搬送波の振幅が瞬間的に変化した後、瞬間的なエネルギー変更が発生し、振幅パルスが回復した後、定常状態へ戻る。真のアナログ振幅変調を用いてデータを転送するが、これはゼロ方法へ戻ることを示していない。なぜならば、復号化された出力は典型的にはアナログである。同様に、周波数変調技術を用いてデータ転送を行うことが可能であるが、ＦＭ復号器も必要であり、ゼロシステムへの真なる返還を示さない。ＡＳＫまたはＦＳＫの場合、データイベントは、搬送波上の瞬間周波数または振幅変化に対応する縁部によって表される。上記周波数または振幅変更は、データビットの継続期間にわたって残留した後、ビット状態変化と共に変化する。瞬間的ＡＭパルスはＣＭピングの一部を示す一方、搬送波振幅は瞬間的に変化するだけであり、その後通常の定常状態振幅へと回復する。これは、デバイス受信回路によって瞬間的な振幅変化であり、その後データパルスへ返還される。一連のパルスは、ＣＭピングを生成するために用いられるデータを表す。
【００９８】
図１１は、多様な種類のピングを用いて多様なデバイス間で通信する様子を示す。デバイス９０１は、充電されていないデバイスを示し、このデバイスは、やはり充電されていない別のデバイス９０２と通信している。この場合、双方のデバイスが近接近しているとき、パルスピングを用いて、近距離を介して通信することができる。
【００９９】
さらに、デバイス９０３は、充電されていないデバイス９０４と近接近している充電器デバイスである。この場合、充電搬送波は存在しないため、パルスピングを用いた通信が可能となる。
【０１００】
最後の場合において、デバイス９０５は、デバイス９０６と近接近している充電器デバイスを示し、充電器９０５は、デバイス９０６を充電している。この場合、充電搬送波が存在しており、上記充電器は、ＣＭピングを用いて上記デバイスと通信し、上記デバイスは負荷ピングを用いて再度上記充電器と通信する。
【０１０１】
図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１２Ｃは、近接ピングシステムを用いて、１つ以上のＮＦＣプロトコルに適合するデバイス内のＮＦＣサブシステムを起動することが可能な様態を示す。ピングコントローラは、ピングの送受信を行うための本文書中に記載された回路全てを含む。転送デジタルデータの例を２４００ボーにおいて数センチメートルの距離にわたってピングコントローラによって用いて、ほぼ平均電流を計算することができる。毎秒あたりに１バイトを１０回送るために必要な平均電流は、６０マイクロアンペアのオーダーであるが、しかしピング中に入れられて送られるビット数と、毎秒毎にピングを送る回数とを最小化することにより、これをさらに低減することができる。この理由のため、ピングインターフェースは、別のデバイスが近接近するときを検出するための非常に良い技術的選択である。２つのデバイスがピングインターフェースを有しており、そのうち１つが既知のビット列を規則的な間隔（例えば、１０Ｈｚ）で送信するように構成され、他方が当該ビット列にリッスンするように構成されている場合、上記受信器が上記既知のビット列を聴いた場合、上記受信器は、データを上記送信器へと返送することができる。一実施形態において、上記応答データは、上記受信器が有する別のより高速の通信インターフェース（例えば、ＮＦＣインターフェース）を記述することができる。この場合、上記記述は、以下の情報を含み得る。
【０１０２】
−無線リンク速度（例えば、４２４ｋｂｉｔ）
−プロトコル種類（例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０９２ＮＦＣＩＰ−１）
−モード（例えば、受動または能動）
【０１０３】
上記送信器デバイスが上記受信器デバイスからこの情報を受信した後、上記送信器デバイスはこの情報を用いて、その局所的ＮＦＣチップを相応に構成することができ、これにより、局所的ＮＦＣチップがＮＦＣを介してより高いデータレートで上記受信器デバイスと通信することが可能になる。この利点として、送信器デバイスがＮＦＣ通信に積極的に関与していない場合、上記送信器デバイスは、局所的ＮＦＣチップをオフすることで電力を節約することができる。一般的に、ＮＦＣチップは、無線がオンになると、６０ミリアンペアの平均電流のオーダーで消費する。よって、ピングコントローラを用いてピングを実行することにより、ＮＦＣ（例えば、スマートフォン）を用いるデバイスは、平均近距離電流の利用１００倍だけを低減することができ、かつ、別のデバイスが近接するときを検出することもできる。
【０１０４】
図１２Ａに示す一実施形態において、ピングコントローラ１０００は、近接近アンテナ要素１００７を備える。コントローラ１０００は、シリアルＩ２Ｃバス１００８を用いてＮＦＣチップまたはＮＦＣシステム１００１と通信し得る。これを用いて、ＮＦＣチップを低電力スリープモードから起動させることが可能になる。図１２Ｂに示す別の実施形態において、ピングコントローラ１０００は、入力／出力線１００９を用いてＮＦＣチップ１００１と通信することができる。これを用いて、上記ＮＦＣチップを低電力スリープモードから起動することもできる。
【０１０５】
図１２Ｃに示すさらに別の実施形態において、ピング送信／受信回路を集積ＮＦＣおよびピングチップ１００３と組み合わせる。上記チップは、ＮＦＣ回路１００４と、ピング回路１００６と、マイクロコントローラ１００５とを含む。上記ピングおよびＮＦＣ回路双方のために同一の近距離アンテナ１００７を用いることが可能である。
【０１０６】
これらの解決法は、低電力ピング検出の利点と、高データレートＮＦＣの利点とを組み合わせたものである。ピング回路の平均消費電力は極めて低いため、連続的に動作した場合でも、上記ピング回路は電池電源式デバイスに適しており、アプリケーションの利用およびメニューアイテムの選択などを行うことにより、ユーザがＮＦＣシステムを手動でオンにする必要性を排除することが可能となる。
【０１０７】
上記ピングデータは、任意の数のフォーマットで符号化することができる。一例として、パルス位置符号化システムの利用があり、時間スロット内のピングの位置は、データストリーム中の論理０または論理１を示す。
【０１０８】
図１３は、これを実行することが可能な様態を示す。ｔＯ〜ｔ７によって示されるビット時間スロット１１００は、ビット位置を規定し、ビットデータ１１０３は、パルスピング１１０１によって送信される。時間スロットｔＯにおいて、パルスピングは、上記時間スロットの端部において発生し、よって論理１データビットを表す。時間スロットｔ２において、パルスピングは、上記スロットの開始部において発生し、よって論理０データビットを表す。
【０１０９】
上記データ受信器は、ＤＯ〜Ｄ７によって表されるデータビット１１０２を復号化するために、各時間スロット内のこれらのパルスピングの位置を時間測定する必要があり、これにより、データ１１０３（この場合、バイト１１００１０００が結果となる）が生成される。この例において、各送信ビットにおいてパルスピングが発生する。別のシステムは、シリアルＵＡＲＴ型伝送方法を模倣し得、スタートビットに８データビットが追随する。
【０１１０】
図１４は、これを行う様態を示す。時間スロット１２００を用いて、データレベルをポールする。この場合、パルスピング１２０２が時間位置ｔ１に示すような位置に存在する場合は上記レベルが高くなり、パルスピングが時間位置ｔ３に示すような位置に存在しない場合は上記レベルが低くなる。このシステムにおいて、スタートビット１２０１を用いて、データバイト１２０３の伝送を時間ｔＯにおいて開始する。その後、上記レベルを時限ビット位置１２００それぞれにおいてｔ１〜ｔ８を確認し、データビット１２０３、ＤＯ〜Ｄ７を表す。時間スロットｔ１において、上記パルスピングが受信され、よって、論理１データビットを表す。時間スロットｔ３において、パルスピングは不在であるため、論理０データビットを示す。上記データ受信器は、データビット１２０３それぞれの存在または不在を検出して、データ１２０４（この場合、バイト：１１００１０００）を生成する必要がある。
【０１１１】
この例において、論理１が必要な場合、ピングイベントが生成される。そのため、ピングはスタートビットを表し、その後、以下のビットがこれから時限設定される。そのため、後で１ビット時間がある場合、別のピングがあり、その後上記ピングは論理１を表す。このシステムの利点として、データビットが論理０に等しい場合、ピングイベントは不要であり、これにより、伝送電力の必要性がさらに低減する。そのため、極小値１’の符号化システムを開発して、データ転送のための極小値電力要求を保証することができる。極端な場合、データバイト００００００００は、スタートビットを示す１ピングのみを必要とする。上記バイトの残り部分において、さらなるピングまたは伝送エネルギーは不要である。
【０１１２】
上記した通信システムは、無線充電システムに有利に適用することができる。充電プロトコルの一例について、以下に説明する。
【０１１３】
特徴の要旨
【０１１４】
−デバイスが充電状態ではない場合、電力節約モード。
【０１１５】
−１つの充電器デバイスまたは充電器コイルは、複数のエンドデバイスを同時に充電することができる。
【０１１６】
−マイクロプロセッサ（例えば、トーチ）無しに充電可能な簡単なエンドデバイス。
【０１１７】
−第３のデバイス（例えば、スマートフォン）に簡単なデバイスがフル充電された旨を通知することが可能な充電器デバイス。
【０１１８】
−通常のエンドデバイスは、最適な長さの時間で安全に充電することが必要な電力量を要求することができる。
【０１１９】
−充電器デバイスは、充電不可能なエンドデバイスを通信し、データ読み取り結果を全て第３のデバイスへと中継することができる。
【０１２０】
双方向通信
【０１２１】
−エンドデバイスは、情報を充電器へと送ることができる。
【０１２２】
−充電器デバイスは、情報を１つ以上のエンドデバイスへ送ることができる。
【０１２３】
−情報をデータフレームに入れて送信する。
【０１２４】
−データフレーム構造は、ヘッダー、任意選択のペイロードおよびチェックサムである。
【０１２５】
動作モード
【０１２６】
−アイドルモード
【０１２７】
−ソフト充電モード
【０１２８】
−フル充電モード。
【０１２９】
アイドルモードについて、図１５を参照して説明する。アイドルモードにおいて、上記充電デバイスは、エンドデバイスが近接近してくるのを待機し、充電サービスを要求する。このモードにおいて、上記充電デバイスは、ｘミリ秒の継続期間の短バーストの搬送波１３００（アイドルバースト）を出射し、その後搬送波１３０１をｙミリ秒にわたってオフにして、電力消費を最小化する。上記搬送波のデューティサイクルを５０％から低減することにより、さらなる電力低減が可能となる。典型的な実施形態を以下に示す。
【０１３０】
−ｘ＝５０ｍｓ
−ｙ＝９５０ｍｓ
−搬送波＝１３２ｋＨｚ（デューティサイクルは２５％）
【０１３１】
搬送波バースト時間において、上記充電器デバイスは、充電器の近接近受信回路上において検出されるべき有効データ（確認信号）をリッスンする。有効データが検出されない場合、１３０３に示すように応答は無く、搬送波バーストパターン１３００はオフにされ、その後ｙｍｓ経過後にバーストサイクルを再開する。搬送波アイドルバースト時においてエンドデバイスが有効データ（確認信号）（ここで、一例としてアロハシーケンスと呼ぶ）に応答するまで、このパターンが繰り返される。上記充電デバイスが上記アロハシーケンスを検出した場合、上記充電デバイスはソフト充電モードへ遷移する。
【０１３２】
エンドデバイスは、充電器デバイスに近接して配置された場合、アロハ応答を生成することができる。なぜならば、アロハデータを送信するために論理回路またはマイクロプロセッサが動作可能となるまで、上記充電器の充電電界がデバイス１３０２中の電力供給上昇を生成するからである。上記充電デバイスが上記アロハシーケンスを検出した場合、上記充電デバイスはソフト充電モードへ遷移する。上記アロハシーケンスは、８ビットのシーケンスであり、負荷ピング信号伝達を用いて送られる既知の値（例えば、１６進５５（０１０１０１０１））を有する。
【０１３３】
ソフト充電モードについて、図１６を参照して説明する。ソフト充電モードにおいて、上記充電デバイスは、搬送波１４００をｚミリ秒にわたってオンにすることにより電力を転送し、その後ｙミリ秒にわたって一時停止し（すなわち、搬送波をオフにし）、その後搬送波アイドルバーストをｘミリ秒にわたって出射する。典型的な実施形態を以下に示す。
【０１３４】
−ｘ＝５０ｍｓ
−ｙ＝５０ｍｓ
−ｚ＝９９００ｍｓ
−搬送波＝１３２ｋＨｚ（デューティサイクルは２５％）
【０１３５】
搬送波アイドルバースト時において上記エンドデバイスが有効アロハシーケンスに応答する限り、このパターンが繰り返される。上記充電デバイスが上記アロハシーケンスを検出しない場合、上記充電デバイスは再度アイドルモードへ遷移する。
【０１３６】
上記エンドデバイスが上記充電器デバイスの近接内に配置された場合、エンドデバイス１４０１の電力供給が上昇し、その結果、例えば上記充電器デバイスの充電電界を負荷変調することにより、内蔵データ生成回路から有効アロハシーケンス１４０２を送信することが可能になる。
【０１３７】
上記ソフト充電モード時において、上記充電デバイスは、ＣＭピング信号伝達を用いてピングデータフレームを規則的な間隔で送信する。これらのピングデータフレーム１４０４を図１７に示す。ピングデータフレームは、デバイス応答の要求である。エンドデバイスがピングを検出した場合、上記エンドデバイスは、負荷ピング信号伝達を用いてピング＊データフレームと共に応答する。上記充電デバイスがピング＊データフレームを受信した場合、上記充電デバイスは、上記デバイスを自身のポーリングリストに追加し、フル充電モードへ遷移する。ポーリングリストは、上記充電器デバイスのメモリ中にほぞされたエンドデバイス識別子のリストである。上記ポーリングリストは、上記エンドデバイスの管理および上記エンドデバイスとの通信のために上記充電器デバイスによって用いられる。
【０１３８】
フル充電モードについて、図１８を参照して説明する。フル充電モードにおいて、上記充電デバイスは、搬送波１５００を用いて連続的電力を上記エンドデバイスへと転送し、上記ポーリングリスト中の各デバイスとの規則的な通信を維持し、ピングデータフレームを送信することにより、上記充電デバイス上に配置され得る新規エンドデバイスを能動的に走査する。
【０１３９】
上記充電デバイスは、ピングデータフレームおよびポールデータフレームの送信を１５０１に示すように交互に行う。ポールＡは、ポーリングリスト中のデバイスＡへアドレス指定されたポールを指し、ポールＢは、デバイスＢへアドレス指定されたポールを指すといった具合である。各連続するポールデータフレームは、ポールリスト中の次のデバイスへアドレス指定される。唯一の例外として、新規デバイスが検出された場合があり、この場合、上記新規デバイスは次のポールによって迅速にポールされる。典型的な実施形態は、規則的な５００ミリ秒の間隔で配置されたピング／ポールフレームを持ち得る。
【０１４０】
エンドデバイスは、ポール＊データフレームまたはコマンドデータフレームにより、充電デバイスにアドレス指定された上記充電デバイスのポールデータフレームに応答することが予測される。この例において、図１８のポール＊−Ａ１５０２は、デバイスＡのポール応答を指す。ポール＊データフレームまたはコマンドデータフレームへの応答は、特定の長さの時間内に送る必要がある。一実施形態において、上記ポール応答は、充電電界を規則的な時間間隔で負荷変調することにより、生成された。上記充電デバイスがエンドデバイスからの応答を複数の連続ポールサイクルにわたって受信しない場合、上記エンドデバイスは上記ポーリングリストから除去される。ポール＊データフレームがコマンドを持たない場合、ポール＊データフレームはエンドデバイスによって送られ、よって、上記充電デバイスへ送られるコマンドデータフレームは無い。
【０１４１】
ソフト充電モードと同様に、充電器デバイスが（図１８に示す）フル充電モードになった場合、ポーリングリストが上記充電デバイスのピング１５０３に例えばピング＊−Ｂ１５０４と共に応答すると、新規エンドデバイスがポーリングリストへ追加される。この場合、ピング＊−Ｂ１５０４は、デバイスＢのデバイス識別子を有する。デバイスＢは、時間スロットｔ＝３においてポール＊−Ｂ１５０６によって充電器ポール−Ｂ１５０５に応答すると、その後上記ポーリングリスト上において維持される。
【０１４２】
図１９を参照して、図１９は、プロトコルフレームフォーマットの一例を示す。ここで、Ｓｏｕｒｃｅ  Ａｄｄｒは、送信元デバイスが充電器デバイスまたはエンドデバイスであるかに関わらず上記送信元デバイスのアドレスであり、Ｄｅｓｔ  Ａｄｄｒは、上記フレームの送り先である宛先デバイス識別子のアドレスである。
【０１４３】
ブロードキャスト宛先アドレスは、ピングデータフレームの場合において用いられる。なぜならば、上記ブロードキャスト宛先アドレスは、特定されていないエンドデバイスを探している一般的なブロードキャストであるからである。
【０１４４】
ピングデータフレームは上記ブロードキャスト宛先アドレスを用いているため、２つの新規エンドデバイスが同時に試行および応答することが可能であり、その結果通信衝突が発生する。通信衝突の可能性を最小化するために、有効応答を充電デバイスへ送る期間を複数の応答時間スロットに分割する。各エンドデバイスは、応答スロットをランダムに選択し、応答を送信する。その後、応答をしたデバイスがポールされる。
【０１４５】
上記充電デバイスのピングに応答してエンドデバイスから送られるピング＊を受信できない場合がある。この場合、上記エンドデバイスは上記ポーリングリストに含まれず、その結果、上記充電デバイスが上記エンドデバイスをポールしない。また、別の場合において、（恐らくは停電またはデータ破損に起因して）上記充電デバイスが上記ポーリングリストを忘れた場合、上記エンドデバイスはポールされない。ポールされるべきエンドデバイスが予測されるように上記充電デバイスからポールを受信しない場合、上記エンドデバイスは、ピングデータフレームに再度応答する。
【０１４６】
上記ポーリングリストが空になると、上記充電デバイスは再度アイドルモードに遷移する。あるいは、他のデバイスがピングデータ送信を既に開始している場合、デバイスがピングトラフィックにリッスンし、ピングデータ衝突回避のための方法を実行することもできる。
【０１４７】
図２０に示す配置構成において、単一の充電コイルおよび搬送波送信器を用いて複数のデバイスを充電することができる。充電器デバイス１６００が充電コイル１６０１を含む様子が図示されている。充電コイル１６０１は、コイル１６０１の近接近に配置されたデバイスを充電する目的のために、搬送波送信器１６０６によって通電される。コイル１６０３を備えたデバイス１６０２は、充電器１６００の近接近範囲内に配置され、これにより、充電器コイル１６０１から送られた搬送波によってデバイスコイル１６０３が通電される。同様に、さらなるデバイス１６０４、１６０５および１６１０を充電対象となる近接近内に配置することができる。
【０１４８】
本明細書中に記載されるデータプロトコルおよび方法を用いることにより、単一の搬送波送信器によって駆動される単一のコイルから複数のデバイスを充電することが可能になる。
【０１４９】
一実施形態において、ＰＣＢエッチングされたトラックコイルを単一の搬送波送信器としてオーエム地位ルーティング。別の実施形態において、上記単一の搬送波送信器は、単一のコイルである。本明細書中に記載のような通信は低電力用途であるため、巻きワイヤコイルは不要であることが分かった。例えば、この配置構成を用いて、２．５Ｗの電力の送信を容易に達成される。より大きな電力転送においては、巻きコイルが有利になる。なぜならば、低電力を用いた近距離通信とは対照的に、抵抗がより低くおよびＱがより高いからである。
【０１５０】
図２１は、いくつかの物理的デバイスを同時充電するために充電器上に配置することが可能な様子を示す。プラグ１７０４およびデバイス１７０１を用いて充電器１７００が電源に差し込まれる、トーチ１７０２キーホブおよび１７０３電池が充電対象として上記充電器上に配置される。それぞれを同時に充電することが可能である。任意選択的に、上記充電器は、広範囲無線通信機構を備え得る。この機構は、アンテナ１７０７を用いて通信し得る。さらに、モバイルデバイス（例えば、スマートフォン）またはリモート制御１７０５も、アンテナ１７０６と通信可能な広範囲通信機構を備え得る。このようにして、トーチ１７０１は、上記トーチがフル充電された旨を示すメッセージを上記広範囲通信機構を用いて上記モバイルデバイスへ送っている。
【０１５１】
上記広範囲通信機構のネットワークパラメータを用いて、上記近距離近接通信機構を用いて上記モバイルを充電マットに対してスワイプまたはタッピングすることにより、セキュアなリンクを充電器１７００とモバイルデバイス１７０５との間に確立することができる。
【０１５２】
複数の無線充電システムが、無線充電コンソーシアムによって検討されている。これらの場合において、充電中のデバイスは、本明細書中に記載の負荷ピングとは非対照的に負荷変調の形態を用いて上記充電器と通信する。しかし、本発明によって記載される配置構成は、この方法を用いて、充電器とデバイスとの間の双方向通信を含む。ここで、上記充電器は、起動し得、上記デバイスと通信し得る。この利点として、上記充電器からより広範囲の多様なサービスが得られる点がある（例えば、近接近中のデバイスと他のデバイス（例えば、コントローラ）との間のデータ仲介者としての機能）。上記充電器は、デバイスからの要求を上記充電器へ通信するような簡単な場合とは対照的に、デバイス監視を監視し得る。
【０１５３】
単一のコイル要素および単一の搬送波送信器を用いて、複数のデバイスを同時に充電することができる。なぜならば、上記充電器は、各デバイスとフルに通信することができ、存在するデバイスのデバイス識別子を用いて充電リストおよび充電状態を維持するからである。
【０１５４】
充電器は、追加通信機構（例えば、ＮＦＣまたは広範囲無線システム）を備え得、これにより、上記充電器は、充電器コイルの近接近範囲内にあるまたは上記範囲内に無いデバイス間の無線データリピーターまたはリレーとして機能することができる。
【０１５５】
上記無線充電コンソーシアムは、デジタルピングを「電力受信器の検出および特定を行うための電力信号の付加」として規定する。その仕様中において、充電器は充電電界を通電し、全ての界外乱（例えば、充電器コイル電圧、コイル電流またはコイル共振周波数シフト）と、絶対的な非外乱状態とを比較することが詳述される。外乱がある場合、上記充電器は、デバイスが上記充電器上に配置されているとみなす。その後、上記充電器は、充電可能デバイスからのデータを特定およびコマンドのためにリッスンする。
【０１５６】
本発明において記載さされるシステムにおいて、充電器搬送波バーストを用いて、上記充電可能デバイスへ必要ならば充電のための電力を提供するが、重要なことに搬送波界を形成する。その後、この搬送波界は上記充電可能デバイスによって負荷変調され、上記負荷変調は、上記充電器の負荷ピング受信器回路によって直接検出される。さらに、上記充電器は、上記充電可能デバイスと通信し、上記充電可能デバイスとデータを交換することができる。
【０１５７】
よって、上記システムは、デバイスの存在を検出するための比較対象としての絶対的な定常状態システム値に依存しない。その代わりに、上記システムは、アイドルバースト時およびアイドルバースト後において充電可能デバイスと直接通信する。さらに、この通信は双方向であり得、いくつかの実施形態において全二重通信であり得る。
【０１５８】
本発明は、ＲＦＩＤシステムとも異なる。多数のＲＦＩＤシステムが存在するが、全ては基本的には、読取器およびタグからなる。上記読取器は通常は高電力供給されたデバイスであり、大容量電源（例えば、電源または大容量電池）へ永久接続される。このような高電力消費に起因して、読取器をポータブルデバイス（例えば、携帯電話、メディアプレーヤまたは小型センサー）中への内蔵することが不適切となる。
【０１５９】
システムの種類に応じて、搬送波を用いてタグへの電力供給およびデータの搬送を行うことができ、あるいは、電源内蔵式タグの場合、搬送波をデータ転送のみのために用いる。さらなる変更例を挙げると、上記読取器が先ず呼びかけるかまたは上記タグが先ず呼びかけるシステムがある。しかし、共通する属性として、これらのシステムは全て搬送波システムに基づいており、上記読取器の電力要求は、低電力モバイル用途に用いられる上記システムの能力を常に超えている。
【０１６０】
本発明は、ＲＦ検出器とも異なる。ＲＦ検出器は、低電力デバイスであり、ＲＦ搬送波信号の検出に用いられる。その後、上記検出器の出力を用いて、通常スリープモードにある追加回路を起動して、デバイスのための低電力消費を保証することができる。検出器を用いて、デバイスは、スリープモードにありながら、極めて低い電力消費を持つことができる。このシステムは、本発明の記載の恩恵を持っていない。なぜならば、上記システムは積分器ベースであり、出力が切り換え可能となる前に、いくつかのサイクルにわたった搬送波の存在を必要とするからである。その結果、上記システムの応答速度が極めて遅くなり、その結果、低レートデータ通信においても不適切となる。
【０１６１】
よって、上記の実施形態の記載において、以下の特性のうち１つ以上を達成する方法について詳述する。
【０１６２】
−短範囲（例えば、数センチメートル）にわたって２つのデバイス間においてデータ交換が無線的に行われる。
【０１６３】
−マスター／スレーブ配置構成の必要性を推定する。
【０１６４】
−ユーザが開始したデバイス間のスイープまたはタッチジェスチャーを通じて、データ転送の促進が可能になる。
【０１６５】
−タッチまたはスイープジェスチャーのみを用いて、デバイス間の通信が開始される。
【０１６６】
−事前の配置構成後、デバイス間の高データストリーム交換に対応する。
【０１６７】
−事前の配置構成後、デバイス間の広範囲無線リンクに対応する。
【０１６８】
−モバイルデバイスまたは他の電池電源式デバイスの実行のために、低平均電流を達成する。
【０１６９】
−電力転送のための搬送波システムを用いた無線充電方法と適合しかつ相互利用可能な通信方法。
【０１７０】
当業者であれば、本発明は、記載の特定の用途に限定されないことを理解する。また、本発明は、本明細書中に記載または図示される特定の要素および／または機能について好適な実施形態に限定されない。本発明の原理から逸脱することなく、多様な改変が可能であることが理解される。よって、本発明は、このような範囲内の改変を全て含むものとして理解されるべきである。
【図１Ａ】
2013546255.tif 000003
【図１Ｂ】
2013546255.tif 000004
【図２】
2013546255.tif 000005
【図３】
2013546255.tif 000006
【図４】
2013546255.tif 000007
【図５】
2013546255.tif 000008
【図６】
2013546255.tif 000009
【図７】
2013546255.tif 000010
【図８】
2013546255.tif 000011
【図９】
2013546255.tif 000012
【図１０】
2013546255.tif 000013
【図１１】
2013546255.tif 000014
【図１２Ａ】
2013546255.tif 000015
【図１２Ｂ】
2013546255.tif 000016
【図１２Ｃ】
2013546255.tif 000017
【図１３】
2013546255.tif 000018
【図１４】
2013546255.tif 000019
【図１６】
2013546255.tif 000020
【図１７】
2013546255.tif 000021
【図１８】
2013546255.tif 000022
【図１９】
2013546255.tif 000023
【図２０】
2013546255.tif 000024
【図２１】
2013546255.tif 000025
【国際調査報告】
2013546255.tif 000026
2013546255.tif 000027
2013546255.tif 000028