(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレスフィールドを介して充電可能デバイスに電力を送信するためのデバイスであって、前記デバイスが、
複数の充電周波数のうちの第1の周波数で動作する充電可能デバイスをサンプリングし、かつ前記複数の充電周波数のうちの第2の周波数で動作する充電可能デバイスをサンプリングして、前記充電可能デバイスを検出するように構成された検出器と、
前記検出に基づいて、前記充電可能デバイスを選択するように構成されたコントローラと、
前記コントローラに結合された送信機であって、前記選択された充電可能デバイスに電力を送信するように構成された送信機と
を含み、前記第1の周波数は前記第2の周波数と異なる、
デバイス。
【請求項２】
前記検出器が、複数の充電プロトコルのうちの少なくとも1つを用いて動作する充電可能デバイスをサンプリングすることによって複数の充電可能デバイスを検出するように構成された、請求項1に記載のデバイス。
【請求項３】
前記複数の充電プロトコルが近距離場共振プロトコルおよび誘導結合プロトコルを含む、請求項2に記載のデバイス。
【請求項４】
前記検出器が、前記複数の充電周波数のうちの1つで共振する充電可能デバイスをサンプリングすることによって複数の充電可能デバイスを検出するように構成された、請求項1に記載のデバイス。
【請求項５】
前記検出器は、無免許産業科学医療用(ISM)帯域で共振する充電可能デバイスをサンプリングすることによって複数の充電可能デバイスを検出するように構成された、請求項1に記載のデバイス。
【請求項６】
前記デバイスのロケーションを判断するように構成されたロケーション検出器をさらに含む、請求項1に記載のデバイス。
【請求項７】
前記送信機が送信アンテナまたはコイルを含む送信要素を含む、請求項1に記載のデバイス。
【請求項８】
前記送信機が、関連する充電領域内に位置する複数の充電可能デバイスのうちの少なくとも1つを検出するように構成された複数の送信要素を含み、前記コントローラが、前記複数の送信要素のうち、前記検出された複数の充電可能デバイスのうちの1つに電力を送信すべき少なくとも1つの送信要素を選択するように構成された、請求項1に記載のデバイス。
【請求項９】
送信機を用いてワイヤレスフィールドを介して充電可能デバイスに電力を送信する方法であって、前記方法が、
複数の充電周波数のうちの第1の周波数で動作する充電可能デバイスをサンプリングし、かつ前記複数の充電周波数のうちの第2の周波数で動作する充電可能デバイスをサンプリングすることによって、前記充電可能デバイスを検出するステップと、
前記検出に基づいて、前記充電可能デバイスを選択するステップと、
前記ワイヤレスフィールドを介して前記選択された充電可能デバイスに電力を送信するステップと
を含み、前記第1の周波数は前記第2の周波数と異なる、
方法。
【請求項１０】
前記充電可能デバイスの検出が、近距離場共振プロトコルおよび誘導結合プロトコルのうちの少なくとも1つを含む複数の充電プロトコルのうちの少なくとも1つを用いて動作する充電可能デバイスをサンプリングするステップを含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記充電可能デバイスの検出は、無免許産業科学医療用(ISM)帯域周波数で共振する充電可能デバイスをサンプリングするステップを含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１２】
時間領域多重化方法を利用する充電可能デバイスに電力を送信するステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１３】
前記充電可能デバイスのバージョンを検出するステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１４】
前記送信機の前記充電可能デバイスの最も高い充電効率に基づいて、前記充電可能デバイスを選択するステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１５】
前記充電可能デバイスの最も低い充電レベルに基づいて、前記充電可能デバイスを選択するステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１６】
前記充電可能デバイスにおいて受信した電力の量を示す信号を前記充電可能デバイスから受信するステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１７】
前記送信機が複数の送信要素を含み、前記方法が、
関連する充電領域内に位置する前記充電可能デバイスを検出するステップと、
前記検出された充電可能デバイスに電力を送信すべき少なくとも1つの送信要素を選択するステップと
をさらに含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１８】
ワイヤレスフィールドを介して充電可能デバイスに電力を送信するためのデバイスであって、前記デバイスが、
複数の充電周波数のうちの第1の周波数で動作する充電可能デバイスをサンプリングし、かつ前記複数の充電周波数のうちの第2の周波数で動作する充電可能デバイスをサンプリングすることによって、前記充電可能デバイスを検出するように構成された手段と、
前記検出に基づいて、前記充電可能デバイスを選択するための手段と、
前記ワイヤレスフィールドを介して前記選択された充電可能デバイスに電力を送信するための手段と
を含み、前記第1の周波数は前記第2の周波数と異なる、
デバイス。
【請求項１９】
前記電力を送信するための手段が複数の送信要素を含み、前記デバイスが、
関連する充電領域内に位置する前記充電可能デバイスを検出するための手段と、
前記複数の送信要素のうち、電力を前記検出された充電可能デバイスに送信すべき少なくとも1つの送信要素を選択するための手段と
をさらに含む、請求項18に記載のデバイス。
【請求項２０】
電力を送信するための前記手段がアンテナまたはコイルを含む送信要素を含む、請求項18に記載のデバイス。
【請求項２１】
ワイヤレスフィールドを介して充電可能デバイスに電力を送信するための送信機を動作させるように構成されたプログラムのデータを処理するためのコンピュータプログラムを記録した記録媒体であって、前記コンピュータプログラムが、
複数の充電周波数のうちの第1の周波数で動作する充電可能デバイスをサンプリングし、かつ前記複数の充電周波数のうちの第2の周波数で動作する充電可能デバイスをサンプリングすることによって、前記充電可能デバイスを検出することと、
前記検出に基づいて、前記充電可能デバイスを選択することと、
前記ワイヤレスフィールドを介して前記選択された充電可能デバイスに電力を送信するように前記送信機を構成することと
を処理回路に行わせ、前記第1の周波数は前記第2の周波数と異なる、
コンピュータプログラムを記録した記録媒体。
【請求項２２】
ワイヤレスフィールドを介して送信機から電力を受信するためのデバイスであって、前記デバイスが、
複数の充電周波数のうちの第1の周波数で動作する送信機をサンプリングし、かつ前記複数の充電周波数のうちの第2の周波数で動作する送信機をサンプリングすることによって、前記送信機を検出するように構成された検出器と、
前記検出に基づいて、前記送信機を選択するように構成されたコントローラと、
前記選択された送信機から電力を受信するように構成された受信機と
を含み、前記第1の周波数は前記第2の周波数と異なる、
デバイス。
【請求項２３】
前記送信機が複数の送信要素を含み、前記検出器が、複数の充電プロトコルのうちの少なくとも1つを用いて動作する送信要素をサンプリングすることによって前記複数の送信要素を検出するように構成された、請求項22に記載のデバイス。
【請求項２４】
前記検出器が、近距離場共振プロトコルおよび誘導結合プロトコルのうちの少なくとも1つを用いて動作する送信要素をサンプリングすることによって前記複数の送信要素を検出するように構成された、請求項23に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記送信機は複数の送信要素を含み、かつ、前記検出器が、前記複数の充電周波数のうちの1つで共振する送信要素をサンプリングすることによって前記複数の送信要素を検出するように構成された、請求項22に記載のデバイス。
【請求項２６】
前記検出器が、複数の無免許産業科学医療用(ISM)帯域周波数のうちの1つで共振する送信要素をサンプリングすることによって前記複数の送信要素を検出するように構成された、請求項25に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記受信機のロケーションを判断するように構成されたロケーションデバイスをさらに含む、請求項22に記載のデバイス。
【請求項２８】
前記受信機が受信アンテナまたはコイルを含む、請求項22に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記コントローラが、前記送信機と通信するようにさらに構成された、請求項22に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記コントローラが、前記送信機の動作を制御するための信号を通信するように構成された、請求項29に記載のデバイス。
【請求項３１】
前記検出器は、
関連する充電領域内に位置する前記送信機の複数の送信要素を検出し、かつ、
前記検出された複数の送信要素のうち、電力をそこから受信すべき少なくとも1つの送信要素を選択する
ように構成された、請求項22に記載のデバイス。
【請求項３２】
ワイヤレスフィールドを介して送信機から電力を受信する方法であって、前記方法が、
複数の充電周波数のうちの第1の周波数で動作する送信機をサンプリングし、かつ前記複数の充電周波数のうちの第2の周波数で動作する送信機をサンプリングすることによって、前記送信機を検出するステップと、
前記検出に基づいて、前記送信機を選択するステップと、
前記ワイヤレスフィールドを介して前記送信機から電力を受信するステップと
を含み、前記第1の周波数は前記第2の周波数と異なる、
方法。
【請求項３３】
近距離場共振プロトコルおよび誘導結合プロトコルのうちの少なくとも1つを用いて動作する送信機をサンプリングすることによって送信機を検出するステップを含む、請求項32に記載の方法。
【請求項３４】
前記方法が、複数の無免許産業科学医療用(ISM)帯域周波数のうちの1つで共振する送信機をサンプリングすることによって送信機を検出するステップを含む、請求項32に記載の方法。
【請求項３５】
前記送信機が複数の送信要素を含み、前記方法が、
前記複数の送信要素の各送信要素から電力を連続的に受信するステップと、
前記複数の送信要素の各送信要素から受信した電力の量を測定するステップと、
前記測定に基づいて前記複数の送信要素から1つの送信要素を選択するステップと
をさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項３６】
前記送信機は複数の送信要素を含み、かつ、前記方法は、電力をそこから受信すべき前記複数の送信要素のうちの少なくとも一部を時間領域多重化方法に従って選択するステップをさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項３７】
前記送信機のバージョンを検出するステップをさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項３８】
前記送信機は複数の送信要素を含み、前記方法は、
関連する充電領域内に位置する前記複数の送信要素を検出するステップと、
前記検出された複数の送信要素のうち、電力をそこから受信すべき少なくとも1つの送信要素を選択するステップと
を含む、請求項32に記載の方法。
【請求項３９】
ワイヤレスフィールドを介して送信機から電力を受信するためのデバイスであって、前記デバイスが、
複数の充電周波数のうちの第1の周波数で動作する送信機をサンプリングし、かつ前記複数の充電周波数のうちの第2の周波数で動作する送信機をサンプリングすることによって、前記送信機を検出するための手段と、
前記検出に基づいて、前記送信機を選択するための手段と、
前記選択された送信機から電力を受信するための手段と
を含み、前記第1の周波数は前記第2の周波数と異なる、
デバイス。
【請求項４０】
関連する充電領域内に位置する複数の送信要素を検出するための手段と、
前記検出された複数の送信要素のうち、電力をそこから受信すべき少なくとも1つの送信要素を選択するための手段と
をさらに含む、請求項39に記載のデバイス。
【請求項４１】
前記電力を受信するための前記手段がアンテナまたはコイルを含む、請求項39に記載のデバイス。
【請求項４２】
ワイヤレスフィールドを介して送信機から電力を受信するためのデバイスを動作させるように構成されたプログラムのデータを処理するためのコンピュータプログラムを記録した記録媒体であって、前記コンピュータプログラムが、
複数の充電周波数のうちの第1の周波数で動作する送信機をサンプリングし、かつ前記複数の充電周波数のうちの第2の周波数で動作する送信機をサンプリングすることによって、前記送信機を検出することと、
前記検出に基づいて、前記送信機を選択することと、
前記ワイヤレスフィールドを介して前記送信機から電力を受信するように前記デバイスを構成することと
を処理回路に行わせ、前記第1の周波数は前記第2の周波数と異なる、
コンピュータプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にワイヤレス電子デバイスに関し、より詳細には、ワイヤレス通信と、ワイヤレス充電と、最適充電シナリオを可能にすることとを行うように構成された電子デバイスに関する。
【０００２】
米国特許法第119条に基づく優先権の主張
本出願は、その開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2009年2月13日に出願された「UNIVERSAL WIRELESS AND WIRED CHARGER (MULTI-FREQUENCY, MULTI-VERSION AND MULTI-REVISION)」と題する米国仮特許出願第61/152,359号の米国特許法第119条(e)項に基づく優先権を主張する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、各バッテリー電源式デバイスは、それ自体の充電器と、通常はAC電源コンセントである、電源とを必要とする。これは、多くのデバイスが充電を必要とするとき、収拾がつかなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国実用特許出願第12/249,873号
【特許文献２】米国実用特許出願第12/249,861号
【特許文献３】米国実用特許出願第12/249,866号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
送信機と充電すべきデバイスとの間で無線電力伝送(air power transmission)を使用する手法が開発されている。これらは概して2つのカテゴリーに入る。1つは、送信アンテナと充電すべきデバイス上の受信アンテナとの間の平面波放射(遠距離場放射とも呼ばれる)の結合に基づくものであり、デバイスは、バッテリーを充電するために放射電力を収集し、それを整流する。アンテナは、結合効率を改善するために共振長のものであり得る。この手法には、電力結合がアンテナ間の距離ととも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)にわたる充電が困難になる。さらに、システムは平面波を放射するので、フィルタ処理によって適切に制御されない場合、偶発的な放射が他のシステムを妨害することがある。
【０００６】
他の手法は、たとえば、「充電」マットまたは表面中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中に埋め込まれた受信アンテナ+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との間の間隔が極めて近接している(たとえば、数mm)必要があるという欠点がある。この手法は、同じエリア中の複数のデバイスを同時に充電する機能を有し得るが、このエリアは一般に小さく、したがって、ユーザがデバイスを特定のエリアに配置しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
他のワイヤレス電力デバイスを検出し、最適充電ソリューションを判断するように構成されたワイヤレス電力デバイスが必要である。より詳細には、1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出し、その後、充電を受けるための最適充電ソリューションを判断するように構成された充電可能デバイスが必要である。さらに、1つまたは複数の充電可能デバイスを検出し、その後、1つまたは複数の検出された充電可能デバイスのうちの少なくとも1つを充電するための最適充電ソリューションを判断するように構成されたワイヤレス充電器が必要である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ワイヤレス電力伝達システムの簡略ブロック図である。
【図２】ワイヤレス電力伝達システムの簡略図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態において使用するための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ブロック図である。
【図６】送信機と受信機と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分の簡略図である。
【図７】本発明の例示的な一実施形態による充電可能デバイスを示す図である。
【図８】本発明の例示的な一実施形態による別の充電可能デバイスを示す図である。
【図９】本発明の例示的な一実施形態による、ワイヤレス充電器と充電可能デバイスとを含む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、複数のワイヤレス充電器と充電可能デバイスとを含むシステムを示す図である。
【図１１】本発明の例示的な一実施形態による、複数の受信アンテナを有する充電可能デバイスを示す図である。
【図１２】本発明の例示的な一実施形態による、複数のワイヤレス充電器と、複数の受信アンテナを有する充電可能デバイスとを含むシステムを示す図である。
【図１３】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１４】本発明の例示的な一実施形態によるワイヤレス充電器を示す図である。
【図１５】本発明の例示的な一実施形態による、ワイヤレス充電器と複数の充電可能デバイスとを含むシステムを示す図である。
【図１６】本発明の例示的な一実施形態による、ワイヤレス充電器と複数の充電可能デバイスとを含む別のシステムを示す図である。
【図１７】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】
【０００９】
「例示的」という単語は、本明細書では「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために使用する。本明細書で「例示的」と記載されたいかなる実施形態も、必ずしも他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると解釈すべきではない。
【００１０】
添付の図面とともに以下に示す発明を実施するための形態は、本発明の例示的な実施形態を説明するものであり、本発明が実施され得る唯一の実施形態を表すものではない。この説明全体にわたって使用する「例示的」という用語は、「例、事例、または例示の働きをすること」を意味し、必ずしも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解釈すべきではない。発明を実施するための形態は、本発明の例示的な実施形態の完全な理解を与える目的で具体的な詳細を含む。本発明の例示的な実施形態はこれらの具体的な詳細なしに実施され得ることが当業者には明らかであろう。いくつかの例では、本明細書で提示する例示的な実施形態の新規性を不明瞭にしないように、よく知られている構造およびデバイスをブロック図の形態で示す。
【００１１】
「ワイヤレス電力」という単語は、本明細書では、電界、磁界、電磁界に関連する任意の形態のエネルギー、または場合によっては物理電磁導体を使用せずに送信機から受信機に送信される任意の形態のエネルギーを意味するために使用する。
【００１２】
図1に、本発明の様々な例示的な実施形態による、ワイヤレス送信または充電システム100を示す。エネルギー伝達を行うための放射界106を発生させるために入力電力102が送信機104に供給される。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)が蓄積または消費するための出力電力110を発生する。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。1つの例示的な実施形態では、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の共振周波数とが極めて近接している場合、送信機104と受信機108との間の伝送損失は、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、エネルギー送信のための手段を与えるための送信アンテナ114をさらに含み、受信機108は、エネルギー受信のための手段を与え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。上述のように、エネルギーの大部分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効率的なエネルギー伝達が行われる。近距離場にある場合、送信アンテナ114と受信アンテナ118との間に結合モードが展開され得る。この近距離結合が行われ得るアンテナ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に、ワイヤレス電力伝達システムの簡略図を示す。送信機104は、発振器122と、電力増幅器124と、フィルタおよび整合回路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発生するように構成される。発振器信号は、制御信号125に応答する増幅量で電力増幅器124によって増幅され得る。フィルタおよび整合回路126は、高調波または他の不要な周波数をフィルタ除去し、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まれ得る。
【００１５】
受信機108は、図2に示すバッテリー136を充電するため、または受信機に結合されたデバイス(図示せず)に電力供給するために、整合回路132と、DC電力出力を発生するための整流器およびスイッチング回路134とを含み得る。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得る。受信機108と送信機104は、別個の通信チャネル119(たとえば、Bluetooth、zigbee、セルラーなど)上で通信し得る。
【００１６】
図3に示すように、例示的な実施形態において使用されるアンテナは、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150として構成され得る。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コアを含むように構成され得る。空芯ループアンテナは、コアの近傍に配置された外来物理デバイスに対してより耐性があり得る。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であり得る送信アンテナ114(図2)の平面内での受信アンテナ118(図2)の配置をより容易に可能にし得る。
【００１７】
上述のように、送信機104と受信機108との間のエネルギーの効率的な伝達は、送信機104と受信機108と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。しかしながら、送信機104と受信機108との間の共振が整合されていないときでも、エネルギーは、より低い効率で伝達され得る。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。ループアンテナにおけるインダクタンスは、一般に、単にループによって生成される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を発生する共振回路を生成するために、キャパシタ152およびキャパシタ154がアンテナに追加され得る。したがって、直径がより大きい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、他の共振回路が可能である。別の非限定的な例として、ループアンテナの2つの終端間にキャパシタが並列に配置され得る。さらに、当業者なら、送信アンテナの場合、共振信号156はループアンテナ150への入力であり得ることを認識されよう。
【００１９】
本発明の例示的な実施形態は、互いの近距離場にある2つのアンテナ間の電力を結合することを含む。上述のように、近距離場は、電磁界が存在するが、アンテナから離れて伝搬または放射しないことがある、アンテナの周りのエリアである。それらは、一般に、アンテナの物理体積に近い体積に限定される。本発明の例示的な実施形態では、電気タイプアンテナ(たとえば、小さいダイポール)の電気近距離場に比較して磁気タイプアンテナの磁気近距離場振幅のほうが大きくなる傾向があるので、単巻きおよび多巻きループアンテナなどの磁気タイプアンテナを送信(Tx)アンテナシステムと受信(Rx)アンテナシステムの両方に使用する。これによりペア間の結合を潜在的により強くすることができる。さらに、「電気」アンテナ(たとえば、ダイポールおよびモノポール)または磁気アンテナと電気アンテナとの組合せをも企図する。
【００２０】
Txアンテナは、上述した遠距離場および誘導手法によって可能になる距離よりもかなり大きい距離で小さいRxアンテナへの良好な結合(たとえば、>-4dB)を達成するのに十分に低い周波数および十分大きいアンテナサイズで動作させられ得る。Txアンテナが正しくサイズ決定された場合、ホストデバイス上のRxアンテナが励振Txループアンテナの結合モード領域(すなわち、近距離場)内に配置されたとき、高い結合レベル(たとえば、-2〜-4dB)を達成することができる。
【００２１】
図4は、本発明の例示的な一実施形態による送信機200の簡略ブロック図である。送信機200は、送信回路202と送信アンテナ204とを含む。一般に、送信回路202は、発振信号を供給することによって送信アンテナ204にRF電力を供給し、その結果、送信アンテナ204の周りに近距離場エネルギーが発生する。例として、送信機200は、13.56MHz ISM帯域で動作し得る。
【００２２】
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ぐレベル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)208とを含む。他の例示的な実施形態は、限定はしないが、他の周波数をパスしながら特定の周波数を減衰させるノッチフィルタを含む様々なフィルタトポロジーを含み得、また、アンテナへの出力電力または電力増幅器によるDC電流ドローなど、測定可能な送信メトリクスに基づいて変化させられ得る適応型インピーダンス整合を含み得る。送信回路202は、発振器212によって判断された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、個別デバイスまたは回路からなるか、あるいは代わりに、一体型アセンブリからなり得る。送信アンテナ204からの例示的なRF電力出力は2.5ワットのオーダーであり得る。
【００２３】
送信回路202は、特定の受信機に対する送信位相(またはデューティサイクル)中に発振器212を使用可能にし、発振器の周波数を調整し、取り付けられた受信機を通して隣接デバイスと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。
【００２４】
送信回路202は、送信アンテナ204によって発生された近距離場の近傍におけるアクティブ受信機の存在または不在を検出するための負荷感知回路216をさらに含み得る。例として、負荷感知回路216は、送信アンテナ204によって発生された近距離場の近傍におけるアクティブ受信機の存在または不在によって影響を及ぼされる、電力増幅器210に流れる電流を監視する。電力増幅器210に対する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を使用可能にすべきかどうかを判断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。
【００２５】
送信アンテナ204は、抵抗損を低く保つように選択された厚さ、幅および金属タイプをもつアンテナストリップとして実装され得る。従来の実装形態では、送信アンテナ204は、一般に、テーブル、マット、ランプまたは他のより可搬性が低い構成など、より大きい構造物との関連付けのために構成され得る。したがって、送信アンテナ204は、一般に、実際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)であり得、共振周波数を定義するためにキャパシタを使用することによって、より低い使用可能な周波数で共振するように同調させられ得る。送信アンテナ204の直径が、または方形ループの場合は、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)ことが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。
【００２６】
送信機200は、送信機200に関連付けられ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、追跡し得る。したがって、送信機回路202は、(本明細書ではプロセッサとも呼ばれる)コントローラ214に接続された、存在検出器(presence detector)280、密閉検出器(enclosed detector)290、またはそれらの組合せを含み得る。コントローラ214は、存在検出器280および密閉検出器290からの存在信号に応答して、増幅器210によって送出される電力の量を調整し得る。送信機は、たとえば、建築物中に存在する従来のAC電力を変換するための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ためのDC-DC変換器(図示せず)など、いくつかの電源を通して電力を受信するか、または従来のDC電源(図示せず)から直接電力を受信し得る。
【００２７】
非限定的な例として、存在検出器280は、送信機のカバレージエリアに挿入された充電すべきデバイスの初期存在を感知するために利用される動き検出器であり得る。検出後、送信機はオンになり得、デバイスによって受信されたRF電力が、所定の方法でRxデバイス上のスイッチをトグルするために使用され得、その結果、送信機の駆動点インピーダンスが変化する。
【００２８】
別の非限定的な例として、存在検出器280は、たとえば、赤外検出、動き検出、または他の好適な手段によって人間を検出することが可能な検出器であり得る。いくつかの例示的な実施形態では、送信アンテナが特定の周波数において送信し得る電力の量を制限する規制があることがある。場合によっては、これらの規制は、電磁放射から人間を保護するためのものである。しかしながら、送信アンテナが、たとえば、ガレージ、工業の現場、作業場など人間によって占有されないか、または人間によってめったに占有されないエリアに配置された環境があり得る。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、通常の電力制限規制を上回って増加させることが許されることがある。言い換えれば、コントローラ214は、人間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以下に調整し、人間が送信アンテナ204の電磁界からの規制距離の外側にいるとき、送信アンテナ204の電力出力を、規制レベルを上回るレベルに調整し得る。
【００２９】
非限定的な例として、(本明細書では密閉区画検出器または密閉空間検出器と呼ばれることもある)密閉検出器290は、エンクロージャが閉じられた状態または開いた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り得る。送信機が、密閉状態にあるエンクロージャ中にあるとき、その送信機の電力レベルは増加させられ得る。
【００３０】
例示的な実施形態では、送信機200が無期限にオンのままにならない方法が使用され得る。この場合、送信機200は、ユーザが判断した時間量の後に遮断するようにプログラムされ得る。この機能は、送信機200、特に電力増幅器210が、その周囲内のワイヤレスデバイスが完全に充電された後、長く運転することを防ぐ。このイベントは、中継器または受信コイルのいずれかから送信された、デバイスが完全に充電されたという信号を回路が検出することができないことに起因することがある。送信機200の周囲内に別のデバイスが配置された場合、送信機200が自動的に停止するのを防ぐために、送信機200の自動遮断機能は、その周囲内で動きが検出されない設定された期間の後にのみアクティブにされ得る。ユーザは、非アクティビティ時間間隔を判断し、必要に応じてそれを変更することが可能であり得る。非限定的な例として、その時間間隔は、デバイスが最初に十分に放電されているという仮定の下に、特定タイプのワイヤレス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長いことがある。
【００３１】
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、デバイス350に受信電力を与えるためにデバイス350に結合する。受信機300は、デバイス350の外部にあるものとして示されているが、デバイス350に一体化され得る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にワイヤレスに伝搬され、次いで、受信回路302を通してデバイス350に結合される。
【００３２】
受信アンテナ304は、送信アンテナ204(図4)と同じ周波数、または同じ周波数の近くで共振するように同調させられる。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得、または関連するデバイス350の寸法に基づいて別様にサイズ決定され得る。例として、デバイス350は、送信アンテナ204の直径または長さよりも小さい直径寸法または長さ寸法を有するポータブル電子デバイスであり得る。そのような例では、受信アンテナ304は、同調キャパシタ(図示せず)のキャパシタンス値を低減し、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得る。例として、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(すなわち、巻線)の数および巻線間キャパシタンスを低減するために、デバイス350の実質的な周囲の周りに配置され得る。
【００３３】
受信回路302は、受信アンテナ304に対するインピーダンス整合を行う。受信回路302は、受信したRFエネルギー源を、デバイス350が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306を含む。電力変換回路306は、RF-DC変換器308を含み、DC-DC変換器310をも含み得る。RF-DC変換器308は、受信アンテナ304において受信された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、ならびに線形およびスイッチング変換器を含む、様々なRF-DC変換器が企図される。
【００３４】
受信回路302は、受信アンテナ304を電力変換回路306に接続するため、または代替的に電力変換回路306を切断するためのスイッチング回路312をさらに含み得る。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「見た」「負荷」を変化させる。
【００３５】
上記で開示したように、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、受信機が送信機の近距離場に存在するときを判断するための機構を有する。
【００３６】
複数の受信機300が送信機の近距離場に存在するとき、他の受信機がより効率的に送信機に結合することができるように、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。受信機のこの「除荷」は、本明細書では「クローキング」とも呼ばれる。受信機はまた、他の近くの受信機への結合を解消するため、または近くの送信機に対する装荷を低減するためにクローキングされ得る。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との間のこのスイッチングは、以下でより十分に説明するように受信機300から送信機200への通信機構を与える。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プロトコルがスイッチングに関連付けられ得る。例として、スイッチング速度は100μ秒のオーダーであり得る。
【００３７】
例示的な一実施形態では、送信機と受信機との間の通信は、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。言い換えれば、送信機は、近距離場においてエネルギーが利用可能であるかどうかを調整するために、たとえば、送信信号のオン/オフキーイングを使用する。受信機は、エネルギーのこれらの変化を送信機からのメッセージと解釈する。受信機側から、受信機は、近距離場からどのくらいの電力が受容されているかを調整するために受信アンテナの同調および離調を使用する。送信機は、近距離場から使用される電力のこの差異を検出し、これらの変化を、受信機からのメッセージを形成する信号と解釈することができる。
【００３８】
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、受信したエネルギー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をさらに含み得る。さらに、シグナリングおよびビーコン回路314はまた、低減されたRF信号エネルギー(すなわち、ビーコン信号)の送信を検出するために使用され得、また、ワイヤレス充電のための受信回路302を構成するために、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のいずれかをアウェイクするための公称電力にするために使用され得る。
【００３９】
受信回路302は、本明細書で説明するスイッチング回路312の制御を含む、本明細書で説明する受信機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ソース(たとえば、ウォール/USB電力)の検出を含む他のイベントの発生時にも行われることがある。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、ビーコン状態を判断し、送信機から送信されたメッセージを抽出するためにビーコン回路314を監視することもある。プロセッサ316はまた、パフォーマンスの改善ためにDC-DC変換器310を調整し得る。
【００４０】
図6に、送信機と受信機と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分の簡略図を示す。本発明のいくつかの例示的な実施形態では、送信機と受信機との間の通信のための手段が使用可能にされ得る。図6では、電力増幅器210は、送信アンテナ204を励振して放射界を発生させる。電力増幅器は、送信アンテナ204に対して所望の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。
【００４１】
送信回路は、電力増幅器210に対してオン/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信することができる。言い換えれば、送信変調信号224がアサートされたとき、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が非アクティブにされたとき、電力増幅器は送信アンテナ204に対して信号を励振しない。
【００４２】
図6の送信回路はまた、電力増幅器210に電力を供給し、受信信号235を発生する、負荷感知回路216を含む。負荷感知回路216では、電力In信号226と電力増幅器210への電力供給228との間で、抵抗Rsの両端間の電圧降下が生じる。電力増幅器210によって消費される電力の変化は、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中の受信アンテナ(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。言い換えれば、送信アンテナ204の結合モード共振が存在しない場合、放射界を励振するために必要とされる電力が最初の量である。結合モード共振が存在する場合、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信さ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。
【００４３】
クローキング信号、ビーコン信号、およびこれらの信号を発生するための回路のための、いくつかの例示的な実施形態の詳細は、両方とも全体が参照により本明細書に組み込まれる、2008年10月10日に出願された「REVERSE LINK SIGNALING VIA RECEIVE ANTENNA IMPEDANCE MODULATION」と題する米国実用特許出願第12/249,873号と、2008年10月10日に出願された「TRANSMIT POWER CONTROL FOR A WIRELESS CHARGING SYSTEM」と題する米国実用特許出願第12/249,861号とにおいて確かめられ得る。
【００４４】
例示的な通信機構およびプロトコルの詳細は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、2008年10月10日に出願された「SIGNALING CHARGING IN WIRELESS POWER ENVIRONMENT」と題する米国実用特許出願第12/249,866号において確かめられ得る。
【００４５】
図7に、任意の知られている好適な充電可能デバイスを含み得る充電可能デバイス700を示す。非限定的な例として、充電可能デバイス700は、セルラー電話、ポータブルメディアプレーヤ、カメラ、ゲーム機、ナビゲーションデバイス、ヘッドセット(たとえば、Bluetoothヘッドセット)、ツール、玩具、またはそれらの任意の組合せを含み得る。充電可能デバイス700は、少なくとも1つの受信アンテナ702、少なくとも1つのコイル705、またはそれらの任意の組合せを含み得る。受信アンテナ702およびコイル705の各々は、好適なワイヤレス電源からワイヤレス送信された電力を受信するように構成され得る。より詳細には、例示的な一実施形態によれば、アンテナ702、および図2の受信機108などの関連する受信機は、関連する近距離場領域内のワイヤレス電源から送信されたワイヤレス電力を受信するように構成され得る。さらに、別の例示的な実施形態によれば、コイル705、および図2の受信機108などの関連する受信機は、誘導結合を介してワイヤレス電源から送信されたワイヤレス電力を受信するように構成され得る。さらに、充電可能デバイス700は、受信電力を充電可能デバイス700のバッテリー(たとえば、図2のバッテリー136)内に蓄積するように構成され得る。「受信アンテナ」および「コイル」という用語は、それぞれ本明細書では「受信要素」と呼ばれることがあることに留意されたい。
【００４６】
さらに、様々な例示的な実施形態によれば、充電可能デバイス700は、充電可能デバイス700の充電領域内に位置し、1つまたは複数のワイヤレス送信要素(たとえば、ワイヤレス送信アンテナまたはコイル)を含む、1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出するように構成され得る。より詳細には、充電可能デバイス700は、1つまたは複数の固有のプロトコルおよび/または1つまたは複数の固有の周波数に従って1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出するように構成され得る。単に例として、充電可能デバイス700は、1つまたは複数の固有のワイヤレス充電プロトコルを用いて動作するワイヤレス充電器をサンプリングすること、1つまたは複数の固有の周波数で共振するワイヤレス充電器をサンプリングすること、または両方を行うことによって、1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出するように構成され得る。以下でより十分に説明するように、ワイヤレス充電器を検出すると、充電可能デバイス700は、たとえば、検出されたワイヤレス充電器が送信するように構成された各周波数において、および各プロトコルを用いて、検出されたワイヤレス充電器から受信した電力の量を判断するように構成され得る。
【００４７】
例示的な一実施形態によれば、充電可能デバイス700は、充電可能デバイス700の近距離場領域内に位置するワイヤレス充電器であって、近距離場共振プロトコルを介して1つまたは複数の好適な周波数(たとえば、無免許ISM帯域)において電力をワイヤレス送信するように構成されたワイヤレス充電器を検出するように構成され得る。様々な周波数が、あるロケーション(たとえば、第1の国)ではワイヤレス電力伝送に適していることがあるが、別のロケーション(たとえば、第2の国)では適していないことがあることに留意されたい。したがって、例示的な一実施形態によれば、充電可能デバイス700は、ロケーションデバイス701を介してそのロケーションを判断し、その後、どの1つまたは複数の周波数がワイヤレス電力伝送に適しているかを判断するように構成され得る。単に例として、ロケーションデバイス701はGlobal Positioning System(GPS)デバイスを含み得る。単に例として、充電可能デバイス700は、関連する近距離場領域内に位置するワイヤレス充電器であって、近距離場共振を介して6.78MHz、13.56MHz、27.12および40.68MHzのうちの1つまたは複数において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充電器を検出するように構成され得る。さらに、例示的な一実施形態によれば、充電可能デバイス700は、関連する充電領域内に位置するワイヤレス充電器であって、誘導結合プロトコルを介してワイヤレス電力を伝達するように構成されたワイヤレス充電器を検出するように構成され得る。
【００４８】
その上、充電可能デバイス700は、検出されたワイヤレス充電器との通信リンクを確立するように構成され得、通信リンクを確立すると、検出されたワイヤレス充電器からデータ(たとえば、オーディオファイル、データファイル、またはビデオファイル)をワイヤレス受信するか、検出されたワイヤレス充電器にデータをワイヤレス送信するか、または両方を行い得る。充電可能デバイス700は、複数のバージョンのワイヤレス充電器からのワイヤレス電力を検出し、受信するように構成され得ることに留意されたい。さらに、充電可能デバイス700は、検出されたワイヤレス充電器のバージョンを識別するように構成され得、その結果、それに応じて、検出されたワイヤレス充電器からワイヤレス電力を受信し、検出されたワイヤレス充電器と通信し得ることに留意されたい。さらに、通信リンクを確立すると、充電可能デバイス700は、検出されたワイヤレス充電器の動作(たとえば、電力の伝送、データの同期、メディアの表示、または任意のユーザインターフェース機能)を制御するように構成され得る。
【００４９】
1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出すると、充電可能デバイス700は、さらに、充電可能デバイス700によって受信される電力の量を最適化するために、検出された1つまたは複数のワイヤレス充電器のうち、そこから電力を受信すべき少なくとも1つのワイヤレス充電器を選択するように構成され得る。充電可能デバイス700によって受信される電力の量を最適化する方法は、各検出されたワイヤレス充電器の1つまたは複数の充電プロトコルと、各検出されたワイヤレス充電器の1つまたは複数の充電周波数と、充電可能デバイス700に対する各検出されたワイヤレス充電器の位置と、各検出されたワイヤレス充電器のバージョンとのうちの少なくとも1つに基づき得る。比較的小さい充電可能デバイス(たとえば、Bluetoothヘッドセット)は、より低い周波数(6.78MHz)と比較して、より高い周波数(たとえば、40.68MHz)において、より効率的に充電し得ることに留意されたい。一方、比較的大きい充電可能デバイス(たとえば、カメラ)は、より高い周波数(40.68MHz)と比較して、より低い周波数(たとえば、6.78MHz)において、より効率的に充電し得る。
【００５０】
図8に充電可能デバイス700Aを示すが、これは図7の充電可能デバイス700と同様であり、したがって、これについては再び説明しない。ただし、図8では、充電可能デバイス700Aは、コイルを含まず、1つの受信アンテナ702のみを含む。充電可能デバイス700Aが単一の受信要素(すなわち、受信アンテナ702)を含む一実施形態では、充電可能デバイス700Aは、常時ただ1つのワイヤレス送信要素からワイヤレス電力を受信するように構成され得ることに留意されたい。したがって、この例示的な実施形態では、充電可能デバイス700Aは、どの検出されたワイヤレス充電器が最適充電を可能にし得るかを判断するように構成され得る。言い換えれば、充電可能デバイス700Aは、どの検出されたワイヤレス充電器が、より詳細には、1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器のどの送信要素が、最大効率、最大充電レート、最小干渉、またはそれらの任意の組合せを可能にし得るかを判断するように構成され得る。さらに、別の例示的な実施形態によれば、充電可能デバイス700Aは、1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器のどの複数の送信要素が、最大効率、最大充電レート、最小干渉、またはそれらの任意の組合せを可能にし得るかを、各選択された送信要素のために割り振られたアクティベーションタイムスロットに基づいて時間領域多重化方法を利用して、判断するように構成され得る。
【００５１】
図9に、充電可能デバイス700Aとワイヤレス充電器732とを含むシステム730を示す。ワイヤレス充電器732は、単に例として、13.56MHzの周波数においてワイヤレス電力を送信するように構成された第1の送信アンテナ734を含む。さらに、ワイヤレス充電器732は、単に例として、6.78MHzの周波数においてワイヤレス電力を送信するように構成された第2の送信アンテナ736を含む。システム730の1つの企図される動作によれば、充電可能デバイス700は、関連する充電領域内に位置し、1つまたは複数の固有のプロトコル(たとえば、近距離場共振)を用いて動作し、および/または1つまたは複数の固有の周波数(たとえば、6.78MHzおよび13.56MHz)で共振する、ワイヤレス充電器732を検出し得る。さらに、ワイヤレス充電器732が検出されると、充電可能デバイス700Aとワイヤレス充電器732との間の通信リンク733が確立され得る。その上、ワイヤレス充電器732が検出された後、ワイヤレス充電器732を用いた充電可能デバイス700Aを充電するための最適なシナリオが判断され得る。
【００５２】
例示的な一実施形態によれば、最適充電シナリオを判断することは、どちらの単一のプロトコル(すなわち、送信アンテナ734を介した近距離場共振または送信アンテナ736を介した近距離場共振のいずれか)が、充電可能デバイス700Aの最適充電(たとえば、最大効率、最大充電レート、最小干渉、またはそれらの任意の組合せ)を可能にするかを判断することを含み得る。一例として、充電可能デバイス700A、ワイヤレス充電器732、またはそれらの組合せは、送信アンテナ736が充電可能デバイス700Aの最適充電を可能にすると判断し得る。より具体的な例として、充電可能デバイス700Aは、第1の周波数(たとえば、13.56MHz)において送信アンテナ734からワイヤレス電力を受信し、送信アンテナ734から受信した電力の量を判断し、その後、この情報をワイヤレス充電器732に供給し得る。さらに、充電可能デバイス700Aは、第2の周波数(たとえば、6.78MHz)において送信アンテナ736からワイヤレス電力を受信し、送信アンテナ736から受信した電力の量を判断し、その後、この情報をワイヤレス充電器732に供給し得る。次いで、ワイヤレス充電器732は、どちらのプロトコル(すなわち、送信アンテナ734を介した近距離場共振または送信アンテナ736を介した近距離場共振のいずれか)がワイヤレス充電器732による最適充電を可能にするかを、通信リンク733を介して、充電可能デバイス700Aに通知し得る。どちらの送信要素が最適充電を可能にするかを判断した後、充電可能デバイス700A、ワイヤレス充電器732、またはそれらの組合せは、その送信要素を選択し得、ワイヤレス電力が充電可能デバイス700Aに送信され得る。
【００５３】
固有の送信要素(たとえば、送信アンテナ734または送信アンテナ736)から受信した電力の量に関係する情報を充電可能デバイス700Aから受信すると、ワイヤレス充電器732は、その固有の送信要素から送信される電力の量を増加または減少させるように構成され得ることに留意されたい。さらに、デバイスのタイプ(すなわち、充電可能デバイス700Aが、単に例として、携帯電話であるのか、メディアプレーヤであるのか、またはBluetoothヘッドセットであるのか)および/または充電可能デバイス700A内のバッテリーのタイプに応じて、ワイヤレス充電器732は、固有の送信要素から送信される電力の量を増加または減少させるように構成され得ることに留意されたい。
【００５４】
別の例示的な実施形態によれば、最適充電シナリオを判断することは、どの複数の送信要素が最適充電を実現し得るかを、時間領域多重化方法を利用して、判断することを含み得る。一例として、充電可能デバイス700A、ワイヤレス充電器732、またはそれらの組合せは、充電可能デバイス700Aの最適化充電を可能にするために送信アンテナ734が送信アンテナ736と時間多重化され得ると判断し得る。
【００５５】
図10に、充電可能デバイス700を含む別のシステム750を示す。システム750は、さらに、第1のワイヤレス充電器752と、第2のワイヤレス充電器754と、第3のワイヤレス充電器756とを含み、それらの各々は、充電可能デバイス700の関連する充電領域内に位置する。図10に示すように、第1のワイヤレス充電器752は、送信アンテナ760を含み、単に例として、40.68MHzの周波数においてワイヤレス電力を送信するように構成され得る。さらに、第2のワイヤレス充電器754は、単に例として、27.12MHzの周波数においてワイヤレス電力を送信するように構成された第1の送信アンテナ762と、単に例として、6.78MHzの周波数においてワイヤレス電力を送信するように構成された第2の送信アンテナ764とを含む。その上、第3のワイヤレス充電器756は、単に例として、13.56 MHzの周波数においてワイヤレス電力を送信するように構成された送信アンテナ766を含む。第3のワイヤレス充電器756は、さらに、誘導結合を介して、コイル768と適切に位置合わせされたコイル(たとえば、コイル705)に電力を送信するように構成されたコイル768を含む。
【００５６】
システム750の1つの企図される動作によれば、充電可能デバイス700は、関連する充電領域内に位置し、1つまたは複数の固有のプロトコル(たとえば、近距離場共振および/または誘導結合)を用いて動作し、および/または1つまたは複数の固有の周波数(たとえば、無免許ISM帯域)で共振する、1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出し得る。したがって、充電可能デバイス700は、第1のワイヤレス充電器752と、第2のワイヤレス充電器754と、第3のワイヤレス充電器756との各々を検出し得る。その上、検出時に、充電可能デバイス700と、第1のワイヤレス充電器752、第2のワイヤレス充電器754、および第3のワイヤレス充電器756との間にそれぞれの通信リンク735、737、および739が確立され得る。
【００５７】
さらに、第1のワイヤレス充電器752、第2のワイヤレス充電器754、および第3のワイヤレス充電器756が検出されると、充電可能デバイス700を充電するための最適充電シナリオが判断され得る。最適充電シナリオを判断することは、上記のように、1つまたは複数のプロトコルを含み得る、および/または1つまたは複数の周波数においてワイヤレス電力を送信するように構成され得る、1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器のための最適充電シナリオを判断することを含み得る。さらに、最適充電シナリオを判断することは、1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器内のどの複数の送信要素が最適充電を実現し得るかを、時間領域多重化方法を利用して、判断することを含み得る。たとえば、例示的な一実施形態によれば、充電可能デバイス700は、システム750内で各個の送信要素からワイヤレス電力を連続的に受信するように構成され得る。さらに、システム750内の各個の送信要素からワイヤレス電力を受信した後、充電可能デバイス700は、どの1つまたは複数の送信要素が最適充電を可能にするかを判断するように構成され得る。
【００５８】
より詳細には、たとえば、受信アンテナ702は、近距離場共振を介して、ある周波数(たとえば、40.68MHz)において送信アンテナ760からワイヤレス電力を受信するように構成され得、送信アンテナ760から受信した電力の量は、充電可能デバイス700によって判断され得る。さらに、受信アンテナ702は、近距離場共振を介して、ある周波数(たとえば、27.12MHz)において送信アンテナ762からワイヤレス電力を受信するように構成され得、充電可能デバイス700は、送信アンテナ762から受信した電力の量を判断し得る。さらに、受信アンテナ702は、近距離場共振を介して、ある周波数(たとえば、6.78MHz)において送信アンテナ764からワイヤレス電力を受信するように構成され得、送信アンテナ764から受信した電力の量は、充電可能デバイス700によって判断され得る。その上、送信アンテナ700は、近距離場共振を介して、ある周波数(たとえば、6.78MHz)において送信アンテナ766からワイヤレス電力を受信するように構成され得、送信アンテナ766から受信した電力の量は、充電可能デバイス700によって判断され得る。さらに、コイル705は、誘導結合を介して、ワイヤレス充電器756のコイル768からワイヤレス電力を受信するように構成され得、充電可能デバイス700は、コイル768から受信した電力の量を判断し得る。その後、充電可能デバイス700は、どの1つまたは複数の送信要素が、最大効率、最大充電レート、最小干渉、またはそれらの任意の組合せを可能にするかを判断し得る。したがって、一例として、充電可能デバイス700は、ワイヤレス充電器754のワイヤレス充電器送信アンテナ762とワイヤレス充電器756のコイル768とが最適充電を可能にすると判断し得る。どの1つまたは複数の送信要素が最適充電シナリオを可能にするかを判断した後、充電可能デバイス700は1つまたは複数の送信要素を選択し得、それに応じてワイヤレス電力が充電可能デバイス700Aに送信され得る。
【００５９】
さらに、上記のように、最適充電を実現するために時間領域多重化方法が利用され得る。したがって、充電可能デバイス700は、2つ以上の送信要素のために割り振られたアクティベーションタイムスロットに基づいて時間領域多重化方法を利用することによって最適充電シナリオを判断するように構成され得る。したがって、一例として、充電可能デバイス700は、コイル768からワイヤレス電力を受信することに加えて、最適化充電を可能にするためにワイヤレス充電器752の送信アンテナ760がワイヤレス充電器756の送信アンテナ766と時間多重化され得ると判断し得る。
【００６０】
図11に充電可能デバイス700Bを示すが、これは図7の充電可能デバイス700と同様であり、したがって、これについては再び説明しない。ただし、図11では、充電可能デバイス700Bは複数の受信アンテナ702を含む。充電可能デバイス700Bは、2つの受信アンテナ702のみを有するものとして示されているが、充電可能デバイス700Bは任意の数の受信アンテナ702を含み得る。充電可能デバイス700と同様に、充電可能デバイス700Bは、関連する充電領域内に位置し、1つまたは複数の送信要素を含む、1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出するように構成され得る。さらに、1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出すると、充電可能デバイス700Bは、1つまたは複数のワイヤレス充電器、より詳細には、1つまたは複数の送信要素から受信する電力の量を最適化するように構成され得る。充電可能デバイス700Bが複数の受信アンテナを含む一実施形態では、充電可能デバイス700Bは、常時1つまたは複数のワイヤレス充電器に関連する複数の送信アンテナからワイヤレス電力を受信するように構成され得ることに留意されたい。
【００６１】
最適充電シナリオを判断することは、1つまたは複数のプロトコルを含み得る、および/または1つまたは複数の周波数においてワイヤレス電力を送信するように構成され得る、1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器のための最適充電シナリオを判断することを含み得る。より詳細には、最適充電シナリオを判断することは、1つまたは複数の検出されたワイヤレス充電器に関連するどの複数の送信要素が充電可能デバイス700Bの最適充電を可能にするかを判断することを含み得る。充電可能デバイス700Bが複数のアンテナを含む一実施形態では、上述のように、依然として時間領域多重化方法が使用され得ることに留意されたい。
【００６２】
図12に、充電可能デバイス700Bを含むシステム780を示す。システム780は、さらに、第1のワイヤレス充電器752と、第2のワイヤレス充電器754と、第3のワイヤレス充電器756とを含み、それらの各々は、充電可能デバイス700Bの関連する充電領域内に位置する。第1のワイヤレス充電器752、第2のワイヤレス充電器754、および第3のワイヤレス充電器756については、上記で説明しており、したがって、それらについては再び説明しない。ただし、第1のワイヤレス充電器752はコイル763を含むことに留意されたい。システム780の1つの企図される動作によれば、充電可能デバイス700Bは、関連する充電領域内にあり、1つまたは複数の固有のプロトコル(たとえば、近距離場共振および/または誘導結合)を用いて動作し、および/または1つまたは複数の固有の周波数(すなわち、無免許ISM帯域)で共振する、1つまたは複数のワイヤレス充電器を検出し得る。したがって、充電可能デバイス700Bは、第1のワイヤレス充電器752と、第2のワイヤレス充電器754と、第3のワイヤレス充電器756との各々を検出し得る。
【００６３】
その上、上記ワイヤレス充電器の各々が検出されると、充電可能デバイス700Bと、第1のワイヤレス充電器752、第2のワイヤレス充電器754、および第3のワイヤレス充電器756との間にそれぞれの通信リンク765、767、および769が確立され得る。充電可能デバイス700に関して上記したように、検出されたワイヤレス充電器との通信リンクを確立すると、充電可能デバイス700Bは、検出されたワイヤレス充電器の動作(たとえば、電力の伝送、データの同期、メディアの表示、または任意のユーザインターフェース機能)を制御するように構成され得る。さらに、第1のワイヤレス充電器752、第2のワイヤレス充電器754、および第3のワイヤレス充電器756を検出すると、充電可能デバイス700Bは、最適充電シナリオを判断するように構成され得る。
【００６４】
たとえば、図12を参照すると、充電可能デバイス700Bは、各個の送信要素(すなわち、送信アンテナ760、送信アンテナ762、送信アンテナ764、送信アンテナ766、コイル763、およびコイル768)からワイヤレス電力を連続的に受信するように構成され得る。さらに、充電可能デバイス700Bは、2つ以上の送信要素のあらゆる可能で好適な組合せからワイヤレス電力を連続的に受信するように構成され得る。充電可能デバイス700Bは、受信アンテナ702の数に等しい数の送信アンテナからのみ電力を同時に受信し得ることに留意されたい。たとえば、充電可能デバイス700Bが2つの受信アンテナ702を含む場合、充電可能デバイス700Bは、2つの送信アンテナのあらゆる可能な組合せからワイヤレス電力を同時に受信するように構成され得る。ただし、コイル763および768がそれぞれコイル705と同相である限り、コイル705は、コイル763とコイル768の両方からワイヤレス電力を同時に受信し得ることに留意されたい。
【００６５】
送信要素の各好適な組合せから受信した電力の量、および場合によっては個々に各送信要素から受信した電力の量を判断した後、充電可能デバイス700Bは、最適充電のための1つまたは複数の送信要素を識別するように構成され得る。例として、充電可能デバイス700Bが2つのアンテナ702を含む一実施形態では、充電可能デバイス700Bは、送信アンテナ764、送信アンテナ766、およびコイル763を、最適充電シナリオを可能にするための送信要素として識別し得る。別の例として、充電可能デバイス700Bは、送信アンテナ766、送信アンテナ762、およびコイル768を、最適充電シナリオを可能にするための送信要素として識別し得る。さらに、充電可能デバイス700Bは、2つ以上の送信アンテナのために割り振られたアクティベーションタイムスロットに基づいて時間領域多重化方法を利用することによって最適充電シナリオを判断するように構成され得る。
【００６６】
図13は、1つまたは複数の例示的な実施形態による方法680を示すフローチャートである。方法680は、関連する充電領域内に位置する1つまたは複数の送信要素を検出するステップ(符号682によって示す)を含み得る。方法680は、さらに、充電可能デバイスの最適充電を可能にするために、上記検出された1つまたは複数の送信要素のうち、ワイヤレス電力をそこから受信すべき少なくとも1つの送信要素を選択するステップ(符号684によって示す)を含み得る。
【００６７】
図14に、ワイヤレス電力を送信するように構成された任意の知られている好適な充電器を含み得る充電器900を示す。充電器900は、少なくとも1つの充電可能デバイス(たとえば、充電可能デバイス700)に電力をワイヤレス送信するように構成された少なくとも1つの送信アンテナ704を含み得る。より詳細には、送信アンテナ704、および図2の送信機104などの関連する送信機は、ある周波数(たとえば、無免許ISM帯域)において、関連する近距離場領域内の受信機にワイヤレス電力を送信するように構成され得る。さらに、充電器900は、誘導結合を介して充電可能デバイス(たとえば、充電可能デバイス700)に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つのコイル902を含み得る。
【００６８】
さらに、本発明の様々な例示的な実施形態によれば、充電器900は、充電器900の充電領域内に位置する1つまたは複数の充電可能デバイスであって、好適なプロトコルを介してワイヤレス電力を受信するように構成された1つまたは複数の充電可能デバイスを検出するように構成され得る。より詳細には、充電器900は、1つまたは複数の固有のプロトコル、1つまたは複数の固有の周波数、または両方に従って、1つまたは複数の充電可能デバイスを検出するように構成され得る。単に例として、充電器900は、固有のワイヤレス充電プロトコルを用いて動作する充電可能デバイスをサンプリングすること、固有のワイヤレス充電周波数で共振する充電可能デバイスをサンプリングすること、または両方を行うことによって、充電領域内の充電可能デバイスを検出するように構成され得る。
【００６９】
例示的な一実施形態によれば、充電器900は、関連する近距離場領域内に位置する1つまたは複数の充電可能デバイスであって、近距離場共振を介して1つまたは複数の周波数においてワイヤレス電力を受信するように構成された1つまたは複数の充電可能デバイスを検出するように構成され得る。単に例として、充電器900は、関連する近距離場領域内に位置する1つまたは複数の充電可能デバイスであって、近距離場共振を介して無免許ISM帯域(たとえば、13.56MHz)などの好適な周波数においてワイヤレス電力を受信するように構成された1つまたは複数の充電可能デバイスを検出するように構成され得る。様々な周波数が、あるロケーション(たとえば、第1の国)ではワイヤレス電力伝送に適していることがあるが、別のロケーション(たとえば、第2の国)では適していないことがあることに留意されたい。したがって、例示的な一実施形態によれば、充電器900は、ロケーションデバイス901を介してそのロケーションを判断し、その後、どの1つまたは複数の周波数がワイヤレス電力伝送に適しているかを判断するように構成され得る。単に例として、ロケーションデバイス901はGlobal Positioning System(GPS)デバイスを含み得る。さらに、例示的な一実施形態によれば、充電器900は、関連する充電領域内に位置する1つまたは複数の充電可能デバイスであって、誘導結合プロトコルを介してワイヤレス電力を受信するように構成された1つまたは複数の充電可能デバイスを検出するように構成され得る。
【００７０】
その上、充電器900は、検出された充電可能デバイスとの通信リンクを確立するように構成され得、通信リンクを確立すると、その充電可能デバイスからデータ(たとえば、オーディオファイル、データファイル、またはビデオファイル)をワイヤレス受信するか、その充電可能デバイスにデータをワイヤレス送信するか、または両方を行い得る。さらに、充電器900は、1つまたは複数の充電可能デバイスに電力を送信しながら、様々な動作(たとえばデータを同期させること、および/またはメディアを表示すること)を実行するように構成され得ることに留意されたい。さらに、充電器900は、複数のバージョンの充電可能デバイスを検出し、複数のバージョンの充電可能デバイスにワイヤレス電力を送信するように構成され得る。したがって、充電器900は、検出された充電可能デバイスのバージョンを識別し、好適な方法で、検出された充電可能デバイスに電力を送信し、検出された充電可能デバイスと通信するように構成され得る。さらに、充電器900は、共通バージョンプロトコルに従って、各検出された充電可能デバイスと通信することを試み得ることに留意されたい。ただし、検出された充電可能デバイスが共通バージョンプロトコルに適合しない場合、充電器900は、好適バージョンプロトコルを使用して好適な方法で充電可能デバイスと通信するように構成され得る。
【００７１】
さらに、1つまたは複数の充電可能デバイスを検出すると、充電器900は、1つまたは複数の検出された充電可能デバイスを充電するための、効率を最大にし、充電レートを最大にし、干渉を最小限に抑え、またはそれらの任意の組合せを行い得る、最適充電ソリューションを判断するように構成され得る。より詳細には、たとえば、充電器900は、条件の所与のセット(たとえば、検出された充電可能デバイスの数と比較した充電器900内の利用可能な送信要素の数、検出された充電可能デバイスの各々の充電レベル、または各検出された充電可能デバイスによって受信された電力の量(すなわち、充電器900と、検出された充電可能デバイスの各々との間の充電効率))に関して、検出された充電可能デバイスのうちの1つまたは複数にワイヤレス電力を供給するための最適ソリューションを判断するように構成され得る。
【００７２】
図15に、充電器900Aと、第1の充電可能デバイス902と、第2の充電可能デバイス903とを含むシステム910を示す。図示のように、第1の充電可能デバイス902と第2の充電可能デバイス903との各々は、受信アンテナ702を含み、それぞれ近距離場共振を介して固有の周波数において送信されたワイヤレス電力を受信するように構成される。充電器900Aは図13の充電器900と同様であり、したがって、これについては詳細に説明しないことに留意されたい。ただし、充電器900Aは、コイルを含まず、単一の送信アンテナ704のみを含むことに留意されたい。
【００７３】
システム910の1つの企図される動作によれば、充電器900Aは、任意の好適な方法によって第1の充電可能デバイス902と第2の充電可能デバイス903との各々を検出し得る。システム910の1つの企図される動作によれば、充電器900Aは、関連する充電領域内に位置し、1つまたは複数のワイヤレス電力プロトコル(たとえば、近距離場共振)を用いて動作し、および/または1つまたは複数のワイヤレス電力周波数(たとえば、無免許ISM帯域)で共振する、第1の充電可能デバイス902と第2の充電可能デバイス903との各々を検出し得る。その上、上記充電可能デバイスの各々が検出されると、充電器900Aと、第1の充電可能デバイス902および第2の充電可能デバイス903の各々との間にそれぞれの通信リンク905および907が確立され得る。さらに、第1の充電可能デバイス902および第2の充電可能デバイス903を検出すると、充電器900Aは、システム910のための最適充電ソリューションを判断し得る。充電器900Aが単一の送信要素(すなわち、送信アンテナ704)を含む一実施形態では、充電器900Aは、常時ただ1つの充電可能デバイスにワイヤレス電力を送信するように構成され得ることに留意されたい。
【００７４】
したがって、例示的な一実施形態によれば、充電器900Aは、最適充電ソリューションを可能にするために、どちらの単一の検出された充電可能デバイス(すなわち、第1の充電可能デバイス902または第2の充電可能デバイス903のいずれか)が充電されるべきかを判断するように構成され得る。一例として、充電器900Aは、充電器900Aと、第1の充電可能デバイス902および第2の充電可能デバイス903の各々との間の充電効率を判断するように構成され得る。その後、電力損失を低減するために、充電器900Aは、最も高い充電効率を有するデバイスにワイヤレス電力を伝達するように構成され得る。より詳細には、たとえば、充電器900Aは、第1の充電可能デバイス902と第2の充電可能デバイス903との各々にワイヤレス電力を連続的に送信するように構成され得る。さらに、充電器900Aは、第1の充電可能デバイス902と第2の充電可能デバイス903との各々によって受信された電力の量を識別する信号を、第1の充電可能デバイス902と第2の充電可能デバイス903との各々に要求し、その信号を上記デバイスの各々から受信するように構成され得る。その後、充電器900Aは、どちらの充電可能デバイスがより高い充電効率を有するかを判断し、その後、その充電可能デバイスに電力を伝達し得る。例として、充電器900Aは、第1の充電可能デバイス902の充電効率が第2の充電可能デバイス903の充電効率よりも高いと判断し得、したがって、充電器900Aは、第1の充電可能デバイス902を選択し、第1の充電可能デバイス902に電力を伝達し得る。
【００７５】
別の例として、充電器900Aは、充電を最も必要としているデバイスを充電するように構成され得る。より詳細には、たとえば、充電器900Aは、通信手段を介して、第1の充電可能デバイス902と第2の充電可能デバイス903との各々の充電レベルを判断し、その後、最も少なく充電されているバッテリーを有するデバイスを選択し、そのデバイスにワイヤレス電力を伝達するように構成され得る。例として、充電器900Aは、第2の充電可能デバイス903のバッテリーが第1の充電可能デバイス902のバッテリーよりも低い充電レベルを有すると判断し得、その結果、充電器900Aは、第2の充電可能デバイス903を選択し、第2の充電可能デバイス903にワイヤレス電力を伝達し得る。さらに、第2の充電可能デバイス903のバッテリーの充電レベルが許容ステータスに達した後、充電器900Aは、第1の充電可能デバイス902にワイヤレス電力を伝達し得る。さらに、別の例示的な実施形態によれば、充電器900Aは、第1の充電可能デバイス902と第2の充電可能デバイス903との各々のために割り振られたアクティベーションタイムスロットに基づいて、時間領域多重化方法が最適充電ソリューションを可能にし得るかどうかを判断するように構成され得る。
【００７６】
図16に、充電器900Bと、第1の充電可能デバイス911と、第2の充電可能デバイス912と、第3の充電可能デバイス913と、第4の充電可能デバイス914とを含むシステム950を示す。図示のように、第1の充電可能デバイス911と、第2の充電可能デバイス912と、第3の充電可能デバイス913と、第4の充電可能デバイス914との各々は、近距離場共振を介して固有の周波数において送信されたワイヤレス電力を受信するように構成されたアンテナ702を含む。さらに、第1の充電可能デバイス911と、第2の充電可能デバイス912と、第3の充電可能デバイス913と、第4の充電可能デバイス914との各々は、誘導結合を介してワイヤレス電力を受信するように構成されたコイル909を含む。充電器900Bは図13の充電器900と同様であり、したがって、これについては詳細に説明しないことに留意されたい。ただし、充電器900Bは2つの送信アンテナ704を含むことに留意されたい。システム950の1つの企図される動作によれば、充電器900Bは、任意の好適な手段によって第1の充電可能デバイス911と、第2の充電可能デバイス912と、第3の充電可能デバイス913と、第4の充電可能デバイス914との各々を検出し得る。システム950の1つの企図される動作によれば、充電器900Bは、関連する充電領域内に位置し、1つまたは複数のワイヤレス電力プロトコル(たとえば、近距離場共振)を用いて動作し、および/または1つまたは複数のワイヤレス電力周波数(たとえば、無免許ISM帯域)で共振する、第1の充電可能デバイス911と、第2の充電可能デバイス912と、第3の充電可能デバイス913と、第4の充電可能デバイス914との各々を検出し得る。
【００７７】
その上、上記充電可能デバイスの各々が検出されると、充電器900Bと、第1の充電可能デバイス911、第2の充電可能デバイス912、第3の充電可能デバイス913、および第4の充電可能デバイス914の各々との間にそれぞれの通信リンク970、971、972、および973が確立され得る。さらに、第1の充電可能デバイス911、第2の充電可能デバイス912、第3の充電可能デバイス913、および第4の充電可能デバイス914を検出すると、充電器900Bは、システム950のための最適充電ソリューションを判断し得る。
【００７８】
充電器900Bは、送信アンテナ(すなわち、送信アンテナ704)の数に等しい数の受信アンテナ(すなわち、受信アンテナ702)に電力を同時に送信し得ることに留意されたい。たとえば、図16に示す実施形態では、充電器900Bは、2つの送信アンテナ704にワイヤレス電力を同時に送信するように構成され得る。さらに、複数のコイル909がコイル902と同相である限り、コイル902は、複数のコイル909にワイヤレス電力を同時に送信し得ることに留意されたい。
【００７９】
例示的な一実施形態によれば、充電器900Bは、最適充電ソリューションを可能にするために、どの1つまたは複数の検出された充電可能デバイスが充電されるべきかを判断するように構成され得る。一例として、充電器900Bは、充電器900Bと、第1の充電可能デバイス911、第2の充電可能デバイス912、第3の充電可能デバイス913、および第4の充電可能デバイス914の各々との間の充電効率を判断するように構成され得る。その後、電力損失を低減するために、充電器900Bは、最も高い充電効率を有する1つまたは複数の充電可能デバイスにワイヤレス電力を伝達するように構成され得る。より詳細には、たとえば、充電器900Bは、様々なプロトコルおよび周波数に従って第1の充電可能デバイス911と、第2の充電可能デバイス912と、第3の充電可能デバイス913と、第4の充電可能デバイス914との各々にワイヤレス電力を連続的に送信するように構成され得る。さらに、充電器900Bは、各好適なプロトコルおよび周波数に従って、第1の充電可能デバイス911と、第2の充電可能デバイス912と、第3の充電可能デバイス913と、第4の充電可能デバイス914との各々によって受信された電力の量を識別する信号を、第1の充電可能デバイス911と、第2の充電可能デバイス912と、第3の充電可能デバイス913と、第4の充電可能デバイス914との各々に要求し、その信号を上記充電可能デバイスの各々から受信するように構成され得る。その後、充電器900Bは、システム950の最適充電シナリオを可能にするために、どのプロトコルおよび周波数を用いてどの1つまたは複数の充電可能デバイスが充電されるべきかを判断し得る。
【００８０】
別の例として、充電器900Bは、充電を最も必要としている1つまたは複数の充電可能デバイスに電力を伝達するように構成され得る。より詳細には、たとえば、充電器900Bは、通信手段を介して、第1の充電可能デバイス911と、第2の充電可能デバイス912と、第3の充電可能デバイス913と、第4の充電可能デバイス914との各々の充電レベルを判断し、その後、最も少なく充電されているバッテリーを有する1つまたは複数の充電可能デバイスにワイヤレス電力を伝達するように構成され得る。さらに、別の例示的な実施形態によれば、充電器900Bは、第1の充電可能デバイス911と、第2の充電可能デバイス912と、第3の充電可能デバイス913と、第4の充電可能デバイス914とのうちの2つ以上のために割り振られたアクティベーションタイムスロットに基づいて、時間領域多重化方法が最適充電ソリューションを可能にし得るかどうかを判断するように構成され得る。
【００８１】
充電器900、より詳細には、充電器900の少なくとも1つのアンテナ704は追加の機能を含み得ることに留意されたい。一例として、アンテナ704は、無線周波数を送信するように構成され得る。さらに、たとえば、アンテナ704は、RF中継器、フェムトセル、WiFiアクセスポイント(AP)、またはそれらの任意の組合せとして動作するように構成され得る。さらに、アンテナ704は、同軸、RF導体、IP接続、または任意の他の好適なコネクタを介して、充電器900から離れて位置し、また、充電器900に接続され得る。この例では、アンテナ704は、RF中継器、フェムトセル、WiFiアクセスポイント(AP)、またはそれらの任意の組合せのためのリモートアンテナとして動作するように構成され得る。
【００８２】
図17は、1つまたは複数の例示的な実施形態による方法690を示すフローチャートである。方法690は、関連する充電領域内に位置する1つまたは複数の受信要素を検出するステップ(符号692によって示す)を含み得る。方法690は、さらに、上記検出された1つまたは複数の受信要素に関連する1つまたは複数の充電可能デバイスの最適充電ソリューションを可能にするために、上記1つまたは複数の受信要素のうち、ワイヤレス電力をそこに送信すべき少なくとも1つの受信要素を選択するステップ(符号694によって示す)を含み得る。
【００８３】
情報および信号は多種多様な技術および技法のいずれかを使用して表され得ることを、当業者は理解されよう。たとえば、上記の説明全体にわた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、光場または光学粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表され得る。
【００８４】
さらに、本明細書で開示した例示的な実施形態に関連して説明し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され得ることを、当業者は諒解されよう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップを、上記では概してそれらの機能に関して説明した。そのような機能をハードウェアとして実装するか、ソフトウェアとして実装するかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、説明した機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実装し得るが、そのような実装の決定は、本発明の例示的な実施形態の範囲からの逸脱を生じるものと解釈すべきではない。
【００８５】
本明細書で開示した例示的な実施形態に関して説明し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)、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)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、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装または実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替として、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り得る。プロセッサはまた、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との組合せ、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、あるいは任意の他のそのような構成として実装され得る。
【００８６】
本明細書で開示した例示的な実施形態に関して説明した方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアで実施されるか、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で実施されるか、またはその2つの組合せで実施され得る。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、読取り専用メモリ(ROM)、電気的プログラマブルROM(EPROM)、電気的消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD-ROM、または当技術分野で知られている任意の他の形態の記憶媒体中に常駐し得る。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取り、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。代替として、記憶媒体はプロセッサと一体であり得る。プロセッサおよび記憶媒体はASIC中に常駐し得る。ASICはユーザ端末中に常駐し得る。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末中に個別構成要素として常駐し得る。
【００８７】
1つまたは複数の例示的な実施形態では、説明した機能はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。ソフトウェアで実装する場合、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可読媒体上に記憶されるか、あるいはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にする任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体とコンピュータ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され得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく、例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMまたは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、あるいは命令またはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを搬送または記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を含むことができる。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(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を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモート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、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。本明細書で使用するディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザディスク(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク(disk)およびブルーレイディスク(disc)を含み、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。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。
【００８８】
開示した例示的な実施形態の前述の説明は、当業者が本発明を製作または使用できるようにするために提供したものである。これらの例示的な実施形態の様々な修正は当業者には容易に明らかとなり、本明細書で定義した一般原理は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。したがって、本発明は、本明細書に示す例示的な実施形態に限定されるものではなく、本明細書で開示する原理および新規の特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
【符号の説明】
【００８９】
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
114  アンテナ
118  受信アンテナ
118  アンテナ
122  発振器
123  調整信号
124  電力増幅器
125  制御信号
126  フィルタおよび整合回路
132  整合回路
134  整流器およびスイッチング回路
136  バッテリー
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  インピーダンス整合回路
208  低域フィルタ(LPF)
210  電力増幅器
210  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  電力In信号
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  密閉検出器
300  受信機
302  受信回路
304  受信アンテナ
306  電力変換回路
308  RF-DC変換器
310  DC-DC変換器
312  スイッチング回路
314  ビーコン回路
316  プロセッサ
350  デバイス
700  充電可能デバイス
700A  充電可能デバイス
700B  充電可能デバイス
701  ロケーションデバイス
702  受信アンテナ
702  アンテナ
704  送信アンテナ
704  アンテナ
705  コイル
730  システム
732  ワイヤレス充電器
733  通信リンク
734  第1の送信アンテナ
734  送信アンテナ
735  通信リンク
736  第2の送信アンテナ
736  送信アンテナ
737  通信リンク
739  通信リンク
750  システム
752  第1のワイヤレス充電器
752  ワイヤレス充電器
754  第2のワイヤレス充電器
754  ワイヤレス充電器
756  第3のワイヤレス充電器
756  ワイヤレス充電器
760  送信アンテナ
762  第1の送信アンテナ
762  送信アンテナ
763  コイル
764  第2の送信アンテナ
764  送信アンテナ
765  通信リンク
766  送信アンテナ
767  通信リンク
768  コイル
769  通信リンク
780  システム
900  充電器
900A  充電器
900B  充電器
901  ロケーションデバイス
902  コイル
902  第1の充電可能デバイス
903  第2の充電可能デバイス
905  通信リンク
907  通信リンク
909  コイル
910  システム
911  第1の充電可能デバイス
912  第2の充電可能デバイス
913  第3の充電可能デバイス
914  第4の充電可能デバイス
950  システム
970  通信リンク
971  通信リンク
972  通信リンク
973  通信リンク
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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