(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の充電可能デバイスを充電する無線充電器であって、
前記無線充電器又は関連する充電領域内に位置する前記複数の充電可能デバイスの1つの充電可能デバイスの少なくとも1つの属性、前記充電可能デバイスの相対位置および／もしくは方向、および、前記関連する充電領域内に位置する充電可能デバイスの数に基づいて、前記複数の充電可能デバイスの充電スケジュールを決定するように構成されるプロセッサであって、前記充電スケジュールは、複数の充電可能デバイスのそれぞれの充電可能デバイスの充電継続時間を含むことを特徴とするプロセッサと、
前記充電スケジュールによって、前記複数の充電可能デバイスに無線電力を伝達するように構成される送信機とを含む、無線充電器。
【請求項２】
前記属性が、前記充電可能デバイスの静的属性および動的属性の少なくとも1つを含む、請求項1に記載の無線充電器。
【請求項３】
前記属性が、前記充電可能デバイスのタイプ、前記充電可能デバイスのモデル、前記充電可能デバイスのユーザ、前記充電可能デバイスのバッテリのタイプ、前記バッテリのモデル、前記バッテリの充電容量、および前記バッテリの充電速度関数の少なくとも1つを識別するための静的属性を含む、請求項2に記載の無線充電器。
【請求項４】
前記属性が、前記充電可能デバイスのバッテリの充電状態、前記バッテリの温度、および前記バッテリの年数の少なくとも1つを識別するための動的属性を含む、請求項2に記載の無線充電器。
【請求項５】
前記属性が、前記無線充電器の前記充電領域内に位置する前記複数の充電可能デバイスの2つ以上の充電可能デバイス間の干渉パターンを識別するための環境属性を含む、請求項1に記載の無線充電器。
【請求項６】
前記無線充電器および前記充電可能デバイスの少なくとも1つの属性を保存するデータベースをさらに含む、請求項1に記載の無線充電器。
【請求項７】
前記属性は、前記充電可能デバイスの属性であり、前記プロセッサは、遠隔データベースから前記充電可能デバイスの前記属性を検索するようにさらに構成される、請求項1に記載の無線充電器。
【請求項８】
前記属性は、前記充電可能デバイスの属性であり、前記プロセッサは、前記充電可能デバイスの別の属性から前記充電可能デバイスの前記属性を引き出すようにさらに構成される、請求項1に記載の無線充電器。
【請求項９】
前記プロセッサが、前記充電可能デバイスおよび別の充電可能デバイスの少なくとも1つから動的属性を受信し、それに応答して、前記充電可能デバイスに電力を無線で送信する間に前記充電スケジュールを更新するようにさらに構成される、請求項1に記載の無線充電器。
【請求項１０】
前記プロセッサが、前記複数の充電可能デバイスのそれぞれに割り当てられる重み係数によって、前記複数の充電可能デバイスのそれぞれに関する前記充電継続時間を決定するように構成される、請求項1に記載の無線充電器。
【請求項１１】
前記送信機が、1つのコイルを介して、前記複数の充電可能デバイスに無線電力を伝達するように構成される、請求項1に記載の無線充電器。
【請求項１２】
複数の充電可能デバイスを充電する方法であって、
無線充電器又は前記複数の充電可能デバイスの1つの充電可能デバイスの少なくとも1つの属性、前記充電可能デバイスの相対位置および／もしくは方向、および、関連する充電領域内に位置する充電可能デバイスの数に基づいて、前記無線充電器の充電領域内に位置する前記複数の充電可能デバイスの充電スケジュールを決定するステップであって、前記充電スケジュールは、複数の充電可能デバイスのそれぞれの充電可能デバイスの充電継続時間を含むことを特徴とするステップと、
前記充電スケジュールによって、前記複数の充電可能デバイスに電力を無線で送信するステップとを含む、方法。
【請求項１３】
前記属性が、前記充電可能デバイスのタイプ、前記充電可能デバイスのモデル、前記充電可能デバイスのユーザ、前記充電可能デバイスのバッテリのタイプ、前記バッテリのモデル、前記バッテリの充電容量、および前記バッテリの充電速度関数の少なくとも1つを識別するため静的属性を含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
前記属性が、前記充電可能デバイスのバッテリの充電状態、前記バッテリの温度、および前記バッテリの年数の少なくとも1つを識別するため動的属性を含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１５】
前記充電スケジュールを決定するステップが、
前記無線充電器の前記充電領域内に位置する前記複数の充電可能デバイスの2つ以上の充電可能デバイス間の干渉パターンを識別するため環境属性に基づいて、前記複数の充電可能デバイスへの無線電力の送信をスケジューリングするステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１６】
前記属性が、前記充電可能デバイスに関するユーザ優先順位レベル、および前記充電可能デバイスに関するデバイス優先順位レベルの少なくとも1つを識別するため設定可能属性を含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１７】
前記充電可能デバイスから、前記充電可能デバイスの前記属性を検索するステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１８】
前記複数の充電可能デバイスのそれぞれに重み係数を割り当てるステップと、
それぞれの充電可能デバイスに割り当てられる前記重み係数によって、前記複数の充電可能デバイスのそれぞれを充電する順序を決定するステップとをさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の充電可能デバイスに電力を無線で送信するステップは、1つのコイルを介して電力を無線で送信するステップを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項２０】
複数の充電可能デバイスを充電する無線充電器であって、
前記無線充電器又は前記無線充電器の充電領域内に位置する前記複数の充電可能デバイスの1つの充電可能デバイスの少なくとも1つの属性、前記充電可能デバイスの相対位置および／もしくは方向、および、関連する充電領域内に位置する充電可能デバイスの数に基づいて、前記複数の充電可能デバイスの充電スケジュールを決定する手段であって、前記充電スケジュールは、複数の充電可能デバイスのそれぞれの充電可能デバイスの充電継続時間を含むことを特徴とする手段と、
前記充電スケジュールによって、前記複数の充電可能デバイスに無線電力を伝達する手段とを含む、無線充電器。
【請求項２１】
無線電力を伝達する前記手段は、1つのコイルを含む、請求項20に記載の無線充電器。
【請求項２２】
前記属性が、前記充電可能デバイスのタイプ、前記充電可能デバイスのモデル、前記充電可能デバイスのユーザ、前記充電可能デバイスのバッテリのタイプ、前記バッテリのモデル、前記バッテリの充電容量、および前記バッテリの充電速度関数の少なくとも1つを識別するための静的属性を含む、請求項20に記載の無線充電器。
【請求項２３】
プロセッサによって実行されるとき、複数の充電可能デバイスを充電する方法を、前記プロセッサに実施させる指示を保存するコンピュータ読取可能媒体であって、前記方法が、
無線充電器又は前記複数の充電可能デバイスの1つの充電可能デバイスの少なくとも1つの属性、前記充電可能デバイスの相対位置および／もしくは方向、および、関連する充電領域内に位置する充電可能デバイスの数に基づいて、前記無線充電器の充電領域内に位置する前記複数の充電可能デバイスの充電スケジュールを決定するステップであって、前記充電スケジュールは、複数の充電可能デバイスのそれぞれの充電可能デバイスの充電継続時間を含むことを特徴とするステップと、
前記充電スケジュールによって、前記複数の充電可能デバイスへの電力の無線送信をスケジューリングするステップとを含む、コンピュータ読取可能媒体。
【請求項２４】
前記属性が、前記充電可能デバイスのタイプ、前記充電可能デバイスのモデル、前記充電可能デバイスのユーザ、前記充電可能デバイスのバッテリのタイプ、前記バッテリのモデル、前記バッテリの充電容量、および前記バッテリの充電速度関数の少なくとも1つを識別するための静的属性を含む、請求項23に記載のコンピュータ読取可能媒体。
【請求項２５】
前記プロセッサは、バッテリの最初の充電状態、および、充電時間の経過に基づき、前記充電可能デバイスのバッテリの充電状態を評価するようにさらに構成される、請求項1に記載の無線充電器。
【請求項２６】
前記プロセッサは、関連する充電領域内に配置された第2の充電可能デバイスから受信された第1の属性、および、前記評価された前記バッテリの充電状態に基づき、前記充電スケジュールを更新するようにさらに構成される、請求項25に記載の無線充電器。
【請求項２７】
前記プロセッサは、前記充電可能デバイスのバッテリ属性、および、前記充電可能デバイスのタイプに基づき、前記充電スケジュールを決定するようにさらに構成される、請求項1に記載の無線充電器。
【請求項２８】
前記プロセッサは、2又はそれ以上の充電可能デバイスが等しいユーザ優先順位レベルを有するとき、充電速度又は重み係数に基づき、前記充電スケジュールを決定するようにさらに構成される、請求項1に記載の無線充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
35U.S.C. S119の下での優先権の主張
本出願は、35U.S.C. S119(e)の下で、2009年4月7日に出願した「USING DEVICE REQUESTS TO FACILITATE WIRELESS POWER TRANSMISSION SCHEDULING」という名称の米国仮特許出願第61/167,512号の優先権を主張するものであり、その開示は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、概略的には、無線電力に関し、より具体的には、無線充電器から複数の充電可能デバイスへの無線電力の送信のスケジューリングに関する。
【背景技術】
【０００３】
通常、それぞれのバッテリ動力式デバイスは、それ自体の充電器、および通常はAC電力コンセントである電力源を必要とする。これにより、多くのデバイスが充電を必要とする場合に扱いにくくなる。
【０００４】
送信機と被充電デバイスとの間に空中電力送信を使用する方法が、開発されている。これらは、一般に、2つのカテゴリーに分類される。1つは、放射電力を集め、それをバッテリの充電用に整流する被充電デバイス上での送信アンテナと受信アンテナとの間の平面波放射(遠隔場放射とも呼ばれる)の結合に基づいている。アンテナは、結合効率を向上させるために共振長であることができる。この方法は、電力結合度がアンテナ間の距離とともに急激に低下するという事実に悩まされる。したがって、妥当な距離(例えば1〜2mより長い)にわたる充電は、困難となる。それに加えて、システムが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ければ、意図しない放射が、他のシステムと干渉する可能性がある。
【０００５】
他の方法は、例えば「充電」マットまたは表面に組み込まれている送信アンテナと、被充電ホストデバイスに組み込まれている受信アンテナおよび整流回路との間の誘導結合に基づいている。この方法は、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なければならない(例えばmm)という欠点を有する。この方法は、同じ領域内の複数のデバイスを同時に充電する能力を有する可能性があるが、この領域は、通常は小さく、したがって、ユーザは、デバイスを特定の領域に配置しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
複数の充電可能デバイスへの無線電力の送信のスケジュールを決定するために構成されるデバイスの必要性がある。より具体的には、充電可能デバイス、無線充電器、またはその両方に関する1つもしくは複数の充電属性に基づいて、無線充電器から複数の充電可能デバイスへの無線電力の送信のスケジュールを決定するために構成されるデバイスの必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
特許請求の範囲に記載の手段によって上記課題を解決する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】無線電力送信システムの略ブロック図である。
【図２】無線電力送信システムの概略図である。
【図３】本発明の例示的実施形態において使用するループアンテナの概略図である。
【図４】本発明の例示的実施形態による、送信機の略ブロック図である。
【図５】本発明の例示的実施形態による、受信機の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通信を実行する送信回路の一部分の概略図である。
【図７】本発明の例示的実施形態による、充電可能デバイスおよび無線充電器を含むシステムを示す図である。
【図８】本発明の例示的実施形態による、無線充電器のブロック図である。
【図９】本発明の例示的実施形態による、無線充電器、複数の充電可能デバイス、および遠隔データベースを含むシステムを示す図である。
【図１０】本発明の例示的実施形態による、無線充電器および複数の充電可能デバイスを示す図である。
【図１１】本発明の例示的実施形態による、無線充電器、複数の充電可能デバイス、および遠隔データベースを含む別のシステムを示す図である。
【図１２】本発明の例示的実施形態による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】
本明細書において、用語「例示的」は、「例、具体例、または例示として働くこと」を意味するのに使用される。本明細書で、「例示的」として説明するあらゆる実施形態は、他の実施形態において好ましいか、または有利であると解釈する必要はない。
【００１１】
添付の図面と関連させて以下に記載する詳細な説明は、本発明の例示的実施形態の説明を目的とするものであり、本発明を実施することができる実施形態のみを示すことを目的としない。本説明を通して使用する用語「例示的」は、「例、具体例、または例示として働くこと」を意味し、他の例示的実施形態において好ましいか、または有利であると解釈する必要はない。詳細な説明は、本発明の例示的実施形態の完全な理解をもたらすために具体的詳細を含む。これらの具体的詳細なしに、本発明の例示的実施形態を実施することができることは当業者には明らかであろう。いくつかの具体例において、周知の構造およびデバイスは、本明細書に説明する例示的実施形態の新規性を不明瞭にするのを避けるために、ブロック図の形態で示す。
【００１２】
本明細書では、用語「無線電力」は、電界、磁界、電磁界、または物理的電磁導体を使用せずに送信機から受信機までの間に送信されるその他のものに関するエネルギーのあらゆる形態を意味するのに使用される。
【００１３】
図1は、本発明の様々な例示的実施形態による、無線伝送または充電システム100を示す。入力電力102が、エネルギー伝送をもたらすために放射場106を生成する送信機104に供給される。受信機108は、放射場106に結合し、出力電力110に結合するデバイス(図示せず)によって保存または消費される出力電力110を生成する。送信機104および受信機108のいずれも、ある距離112だけ離間している。1つの例示的実施形態において、送信機104および受信機108は、相互共振関係によって構成され、受信機108の共振周波数および送信機104の共振周波数が極めて近い場合、送信機104と受信機108との間の伝送損失は、受信機108が放射場106の「近接場」に配置されるとき、最小となる。
【００１４】
送信機104は、エネルギー伝送の手段を提供するのに送信アンテナ114をさらに含み、受信機108は、エネルギー受信の手段を提供するのに受信アンテナ118をさらに含む。送信および受信アンテナは、それらに関連するアプリケーションおよびデバイスによって寸法を決められる。説明したように、電磁波のエネルギーのほとんどを遠隔場に伝搬するのではなく、送信アンテナの近接場の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送が起こる。この近接場において、送信アンテナ114と受信アンテナ118との間で、結合モードを発現させることができる。この近接場結合が起こる可能性があるアンテナ114および118の周りの領域は、本明細書では、結合モード領域と呼ぶ。
【００１５】
図2は、無線電力伝送システムの概略図を示す。送信機104は、発信器122、パワーアンプ124、およびフィルタ付き整合回路126を含む。発信器は、調整信号123に応答して調整することができる所望の周波数の信号を生成するように構成される。発信器信号は、パワーアンプ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。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、フィルタ付き整合回路126を含むことができる。
【００１６】
受信機108は、図2に示されるバッテリ136を充電し、または受信機に結合するデバイス(図示せず)に電力を供給するために、DC電力出力を生成するように、整合回路132および整流器付きスイッチング回路134を含むことができる。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、整合回路132を含むことができる。受信機108および送信機104は、別個の通信チャネル119(例えばブルートゥース、zigbee、携帯電話など)上で通信することができる。
【００１７】
図3に示すように、例示的実施形態に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、本明細書では「磁気」アンテナと呼ぶこともできる。ループアンテナは、空気コア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することができる。空気コアループアンテナは、コアの近傍に配置される外部物理デバイスをより許容することができる。さらに、空気コアループアンテナは、コア領域内の他の要素の配置を可能にする。それに加えて、空気コアループは、送信アンテナ114(図2)の結合モード領域がより強力である可能性がある、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実現することができる。
【００１８】
説明したように、送信機104と受信機108との間のエネルギーの効率的な伝送が、送信機104と受信機108との間の合致した、またはほぼ合致した共振中に起こる。しかし、送信機104と受信機108との間の共振が合致しないときでも、エネルギーをより低い効率で伝送することができる。エネルギーの伝送は、送信アンテナからのエネルギーを自由空間内に伝搬するのではなく、近接場が確立される近傍にある受信アンテナに送信アンテナの近接場からのエネルギーを結合することによって起こる。
【００１９】
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静電容量に基づいている。ループアンテナのインダクタンスは、通常、単にループによって生成されるインダクタンスのことであるが、通常、所望の共振周波数で共振構造を生成するために、静電容量が、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、コンデンサ152およびコンデンサ154が、共振信号156を生成する共振回路を形成するのにアンテナに付加することができる。それに加えて、より大きい直径のループアンテナにおいて、共振を誘導するのに必要な静電容量の大きさは、ループの直径またはインダクタンスが増加するとき、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とき、近接場の効率的なエネルギー伝送領域が増加する。当然、他の共振回路が使用可能である。別の非限定的な例として、ループアンテナの2つの端子間に並列に、コンデンサを配置することができる。それに加えて、送信アンテナにおいて、共振信号156をループアンテナ150に入力することができることを当業者には理解されよう。
【００２０】
本発明の例示的実施形態は、互いの近接場にある2つのアンテナ間の結合電力を含む。説明したように、近接場は、電磁場が存在するが、アンテナから遠方に伝搬または放射することができない、アンテナの周りの領域である。電磁場は、通常、アンテナの物理的体積に近い体積に閉じ込められる。本発明の例示的実施形態において、単巻きおよび多重巻きループアンテナなどの磁気タイプアンテナは、磁気タイプアンテナにおける磁気近接場振幅が電気タイプアンテナ(例えば小型ダイポール)の電気近接場に比べてより高い傾向があるので、送信(Tx)および受信(Rx)アンテナシステムのいずれにも使用される。これは、対の間で磁位的により高い結合を可能にする。さらに、「電気」アンテナ(例えばダイポールおよびモノポール)、または磁気と電気アンテナとの組合せも、企図される。
【００２１】
Txアンテナは、先に説明した遠隔場および誘導性の方法が可能にするよりも大幅に大きい距離で小型Rxアンテナへの良好な結合(例えば-4dBより大きい)を達成するのに、十分低い周波数で、かつ十分大きいアンテナサイズで動作させることができる。Txアンテナが正しく寸法を決められると、ホストデバイス上のRxアンテナが、駆動されるTxループアンテナの結合モード領域内に(すなわち近接場内に)配置されるとき、高い結合レベル(例えば-2から-4dB)を達成することができる。
【００２２】
図4は、本発明の例示的実施形態による、送信機200の略ブロック図である。送信機200は、送信回路202および送信アンテナ204を含む。通常、送信回路202は、送信アンテナ204の周りの近接場エネルギーの生成をもたらす発信信号を供給することによって送信アンテナ204にRF電力を供給する。例として、送信機200は、13.56MHz ISMバンドで動作することができる。
【００２３】
例示的な送信回路202は、送信アンテナ204に送信回路202のインピーダンス(例えば50オーム)を整合させる固定インピーダンス整合回路206と、受信機108(図1)に結合するデバイスの自己電波妨害を防ぐレベルまで高調波放射を低減するように構成されるローパスフィルタ(LPF)208とを含む。他の例示的実施形態は、限定はしないが、特定の周波数を減衰させる一方で他の周波数を通すノッチフィルタを含む、異なる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またはパワーアンプによるDC電流抽出などの測定可能な送信測定値に基づいて変化させることができる適応インピーダンス整合を含むことができる。送信回路202は、発信器212によって決定されるRF信号を送出するように構成されるパワーアンプ210をさらに含む。送信回路は、別個のデバイスもしくは回路から構成することができるか、または代わりに集積アセンブリから構成することができる。送信アンテナ204からの例示的なRF電力出力は、2.5ワット程度とすることができる。
【００２４】
送信回路202は、特定の受信機の送信フェーズ(またはデューティサイクル)中に発信器212を使用可能にし、発信器の周波数を調整し、出力電力レベルを調整し、それらの付加された受信機を通して近接するデバイスと相互作用するために通信プロトコルを実施するコントローラ214をさらに含む。
【００２５】
送信回路202は、送信アンテナ204によって生成される近接場の近傍の活動中受信機の存在または不在を検出する負荷検知回路216をさらに含むことができる。例として、負荷検知回路216は、送信アンテナ204によって生成される近接場の近傍の活動中受信機の存在または不在によって影響を受ける、パワーアンプ210への電流の流れを監視する。パワーアンプ210上の負荷に対する変化の検出は、送信エネルギー用の発信器212が活動中受信機と通信するのを可能にすべきかどうかを決定するのに使用するコントローラ214によって監視される。
【００２６】
送信アンテナ204は、抵抗損を低く保つように選ばれる厚さ、幅、および金属タイプを有するアンテナストリップとして実装することができる。従来の実装形態において、送信アンテナ204は、通常、テーブル、マット、ランプ、または他の携帯性の低い構造などの、より大きい構造との関連で構成することができる。したがって、送信アンテナ204は、通常、実用的な寸法となるのに「巻き」を必要としない。送信アンテナ204の例示的実装形態は、「電気的に小さく」(すなわち波長の分割成分と)なり、共振周波数を規定するのにコンデンサを使用することによって、より低い使用可能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、または受信アンテナに対する矩形ループの場合の側面の長さ(例えば0.50メートル)が、より大きくなる可能性がある例示的な用途において、送信アンテナ204は、適切な静電容量を得るのに必ずしも多数回の巻きを必要としない。
【００２７】
送信機200は、送信機200に関連する可能性のある受信機デバイスの位置および状態に関する情報を集め、それを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)に接続する、存在検出器280、エンクローズド検出器260、またはそれらの組合せを含むことができる。コントローラ214は、存在検出器280およびエンクローズド検出器260からの存在信号に応答してアンプ210によって供給される電力の量を調整することができる。送信機は、例えば建築物内にある従来のAC電力を変換するAC-DCコンバータ(図示せず)、および従来のDC電力源を送信機200に適する電圧に変換するDC-DCコンバータ(図示せず)などのいくつかの電力源によって、または従来のDC電力源(図示せず)から直接、電力を受け取ることができる。
【００２８】
図5は、本発明の例示的実施形態による、受信機300の略ブロック図である。受信機300は、受信回路302および受信アンテナ304を含む。受信機300は、それに受信電力を供給するデバイス350にさらに結合する。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内に統合することができることに留意されたい。通常、エネルギーは、無線で受信アンテナ304に伝搬し、次に受信回路302を通してデバイス350に結合する。
【００２９】
受信アンテナ304は、送信アンテナ204(図4)と同じ周波数、またはほぼ同じ周波数で共振するように同調する。受信アンテナ304は、送信アンテナ204と同様に寸法を決めることができ、または関連するデバイス350の寸法に基づいて様々に寸法を決めることができる。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または長さ寸法を有する携帯電子デバイスとすることができる。そうした例において、受信アンテナ304は、同調コンデンサ(図示せず)の静電容量値を低減し、受信アンテナのインピーダンスを増加させるために、多重巻きアンテナとして実装することができる。例として、受信アンテナ304は、アンテナ直径を最大化し、受信アンテナのループ巻き(すなわち巻線)の数および相互静電容量を低減するために、デバイス350のほぼ周囲の周りに配置することができる。
【００３０】
受信回路302は、受信アンテナ304に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によって使用する充電電力に変換する電力変換回路306を含む。電力変換回路306は、RF-DCコンバータ308を含み、DC-DCコンバータ310を含むこともできる。RF-DCコンバータ308は、受信アンテナ304で受信したRFエネルギー信号を整流して非交流電力にするが、DC-DCコンバータ310は、整流RFエネルギー信号を、デバイス350に適合するエネルギー電位(例えば電圧)に変換する。部分および全波整流器、レギュレータ、ブリッジ、ダブラ、ならびにリニアおよびスイッチングコンバータを含む、様々なRF-DCコンバータが企図される。
【００３１】
受信アンテナ304を電力変換回路306に接続するか、または代わりに電力変換回路306との接続を切断する、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の接続を切断することは、デバイス350の充電を中断するだけでなく、送信機200(図2)によって「見られる」として「負荷」を変化させる。
【００３２】
上述のように、送信機200は、送信機パワーアンプ210に供給されるバイアス電流の揺動を検出する負荷検知回路216を含む。したがって、送信機200は、受信機が送信機の近接場に存在するときを決定する機構を有する。
【００３３】
複数の受信機300が送信機の近接場に存在するとき、他の受信機を送信機により効率的に結合させる、1つまたは複数の受信機のローディングおよびアンローディングを時分割多重化することが望ましい場合がある。受信機のこの「アンローディング」は、本明細書では「遮蔽」としても認識される。受信機は、他の近傍の受信機への結合を除外し、または近傍の送信機へのローディングを低減するために、遮蔽することもできる。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アンローディングとローディングとの間のこのスイッチングは、以下により十分に説明する、受信機300から送信機200への通信機構を提供する。それに加えて、プロトコルは、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と関連する可能性がある。例として、スイッチング速度は、100μsec程度とすることができる。
【００３４】
例示的実施形態において、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、デバイス検知および充電制御機構を指す。言いかえれば、送信機は、例えば、エネルギーが近接場で利用可能であるかどうかを調整するのに、送信信号のオン/オフキーイングを使用する。受信機は、送信機からのメッセージとしてエネルギーのこれらの変化を解釈する。受信機側から見て、受信機は、近接場から受け取っている電力の量を調整するのに、受信アンテナの同調および離調を使用する。送信機は、近接場から使用される電力のこの差を検出し、受信機からのメッセージを形成する信号として、これらの変化を解釈することができる。
【００３５】
受信回路302は、送信機から受信機への情報信号伝送に対応することができる受信エネルギー揺動を識別するのに使用される信号伝送検出器およびビーコン回路314をさらに含むことができる。さらに、信号伝送検出器およびビーコン回路314は、無線充電用に受信回路302を構成するために、受信回路302内の電力のない回路、または電力を消耗した回路のいずれかを覚醒させるように、低減した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、低減したRF信号エネルギーを整流して正常な電力にするのに使用することもできる。
【００３６】
受信回路302は、本明細書に説明するスイッチング回路312の制御を含む、本明細書に説明する受信機300のプロセスを調整するプロセッサ316をさらに含む。受信機300の遮蔽は、デバイス350への充電電力を供給する、外部有線充電源(例えば壁面/USB電力)の検出を含む他のイベントの発生で起こることもできる。プロセッサ316は、受信機の遮蔽の制御に加えて、ビーコン状態を決定し、送信機から送られる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、性能の改善のためにDC-DCコンバータ310を調整することもできる。
【００３７】
図6は、送信機と受信機との間のメッセージ通信を実行する送信回路の一部分の概略図を示す。本発明のいくつかの例示的実施形態において、通信用の手段を、送信機と受信機との間で使用可能にすることができる。図6において、パワーアンプ210は、放射場を生成するのに送信アンテナ204を駆動する。パワーアンプは、送信アンテナ204用の所望の周波数で振動している搬送波信号220によって駆動される。送信変調信号224は、パワーアンプ210の出力を制御するのに使用される。
【００３８】
送信回路は、パワーアンプ210のオン/オフキーイングプロセスを使用することによって信号を受信機に送信することができる。言いかえれば、送信変調信号224がアサートされると、パワーアンプ210は、搬送波信号220の周波数を送信アンテナ204上に送出する。送信変調信号224が非作動状態になると、パワーアンプは、送信アンテナ204上に全く信号を送出しない。
【００３９】
図6の送信回路は、パワーアンプ210に電力を供給する負荷検知回路216も含み、受信信号235を生成する。負荷検知回路216において、抵抗器RSの両端の電圧降下が、信号の電力226とパワーアンプ210への電力供給228との間で発生する。パワーアンプ210によって消費される電力の多少の変化が、差動アンプ230によって増幅される電圧降下の変化をもたらす。送信アンテナが、受信機(図6に示さず)内の受信アンテナと結合モードにあるとき、パワーアンプ210によって抽出される電流量は変化する。言いかえれば、送信アンテナ204に結合モード共振が存在しないとき、放射場を発生させるのに必要な電力は、最初の量となる。結合モード共振が存在するとき、電力の大部分が受信アンテナに結合しているので、パワーアンプ210によって消費される電力の量が上昇する。したがって、受信信号235は、送信アンテナ204に結合する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る信号を検出することもできる。それに加えて、受信機電流抽出の変化が、送信機のパワーアンプ電流抽出において観測可能となり、この変化は、受信アンテナからの信号を検出するのに使用することができる。
【００４０】
遮蔽信号、ビーコン信号、およびこれらの信号を生成する回路に関する、いくつかの例示的実施形態の詳細は、2008年10月10日に出願された「REVERSE LINK SIGNALING VIA RECEIVE ANTENNA IMPEDANCE MODULATION」という名称の米国実用特許出願第12/249,873号、および2008年10月10日に出願された「TRANSMIT POWER CONTROL FOR A WIRELESS CHARGING SYSTEM」という名称の米国実用特許出願第12/249,861号に見ることができ、どちらも参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。
【００４１】
例示的な通信機構およびプロトコルの詳細は、2008年10月10日に出願された「SIGNALING CHARGING IN WIRELESS POWER ENVIRONMENT」という名称の米国実用特許出願第12/249,866号に見ることができ、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。
【００４２】
図7は、本発明の例示的実施形態による、少なくとも1つの充電可能デバイス702および無線充電器704を含むシステム700を示す。充電可能デバイス702は、あらゆる既知の適当な充電可能デバイスを含むことができる。非限定的な例として、充電可能デバイス702は、携帯電話、ポータブルメディアプレーヤ、カメラ、ゲーム用デバイス、ナビゲーションデバイス、ヘッドホン(例えばブルートゥースヘッドホン)、ツール、玩具、またはそれらのいずれかの組合せを含むことができる。充電可能デバイス702は、適当な無線電力源から無線で送信される電力を受信するように構成することができる、少なくとも1つのアンテナ706を含むことができる。より具体的には、1つの例示的実施形態によれば、アンテナ706および図2の受信機108などの関連する受信機は、関連する近接場領域内に位置する無線電力源(例えば無線充電器704)から送信される無線電力を受信するように構成することができる。さらに、充電可能デバイス702は、誘導結合を介して無線電力源から送信される無線電力を受信するように構成することができる、コイル(図示せず)および図2の受信機108などの関連する受信機を含むことができる。それに加えて、充電可能デバイス702は、充電可能デバイス702のバッテリ708内に受信電力を保存するように構成することができる。無線充電器704は、少なくとも1つの充電可能デバイス(例えば充電可能デバイス702)に無線で電力を送信するように構成される、少なくとも1つの送信アンテナ705を含むことができる。より具体的には、送信アンテナ705および図2の送信機104などの関連する送信機は、関連する近接場領域内の受信機に無線電力を送信するように構成することができる。
【００４３】
さらに、充電可能デバイス702および無線充電器704のそれぞれは、関連するアンテナを介して少なくとも1つの他の電子デバイスと無線で通信するように構成することができる。より具体的には、例として、充電可能デバイス702は、少なくとも1つの他の電子デバイス(例えば無線充電器704)との通信リンクを確立するように構成することができ、通信リンクが確立すると、少なくとも1つの他の電子デバイスからのデータ(例えばオーディオファイル、データファイル、ビデオファイル、または制御信号)を無線で受信し、少なくとも1つの他の電子デバイスにデータを無線で送信し、またはそのどちらも行うことができる。同様に、無線充電器704は、少なくとも1つの他の電子デバイス(例えば充電可能デバイス702)との通信リンクを確立するように構成することができ、通信リンクが確立すると、少なくとも1つの他の電子デバイスからのデータ(例えばオーディオファイル、データファイル、ビデオファイル、または制御信号)を無線で受信し、少なくとも1つの他の電子デバイスにデータを無線で送信し、またはそのどちらも行うことができる。図7に示すように、無線通信リンク718が、充電可能デバイス702と無線充電器704との間に存在する。
【００４４】
図8は、充電器704のブロック図を示す。図示するように、充電器704は、プロセッサ710およびメモリ712を含むことができる。1つの例示的実施形態によれば、メモリ712は、スケジューリングアプリケーション714を含むことができる。メモリ712は、データベース716を含むこともできる。1つの例示的実施形態において、スケジューリングアプリケーション714を実行する指示は、ジップドライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ハードドライブ、CD-ROMドライブ、テープドライブ、フラッシュメモリドライブなどの、1つまたは複数の固定もしくは着脱可能のデータ保存デバイスを含むことができる、コンピュータ読取可能媒体内で明白に具体化することができる。さらに、スケジューリングアプリケーション714は、プロセッサ710によって読まれ、かつ実行されるとき、本発明の実施形態を実施および/または使用するのに必要なステップをプロセッサ710に行わせることができる、指示を含むことができる。スケジューリングアプリケーション714および/または動作指示は、メモリ712および/またはデータ通信デバイス内で明白に具体化することもでき、それによって、本発明の実施形態によるコンピュータプログラム製品または製造品を作成する。したがって、本明細書に使用する用語「スケジューリングアプリケーション」は、いずれかのコンピュータ読取可能デバイスまたは媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムを含むことを意図する。
【００４５】
ここで、無線電力の送信のスケジューリングにおいて無線充電器704によって使用することができる充電属性を説明する。本発明の様々な例示的実施形態によれば、充電器704、より具体的には、スケジューリングアプリケーション714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への無線電力の送信のスケジューリングをするのにデータを利用するように構成することができる。より具体的には、以下により十分に説明するが、充電スケジュールを生成するために、スケジューリングアプリケーション714は、例えば、関連する充電領域内に位置する1つもしくは複数の充電可能デバイスに関する1つもしくは複数の属性、充電器704に関する1つもしくは複数の環境属性、1つもしくは複数の充電可能デバイスに関する1つもしくは複数の規定された優先順位属性、1人もしくは複数の充電可能デバイスユーザに関する1つもしくは複数の規定された優先順位属性、またはそれらのいずれかの組合せを使用するように構成することができる。より具体的には、1つの例として、スケジューリングアプリケーション714は、1つまたは複数の充電可能デバイスに関する1つまたは複数の静的属性を利用するように構成することができる。充電可能デバイスに関する静的属性は、例えば、単なる例として、充電可能デバイスのタイプ(例えば携帯電話)、充電可能デバイスのモデル(例えばモトローラ)、および充電可能デバイスのユーザを識別することができる。さらに、単なる例として、静的属性は、充電可能デバイスのバッテリのタイプ(例えばリチウムイオン)、充電可能デバイスのバッテリのモデル、充電可能デバイスのバッテリの充電容量、および充電可能デバイスのバッテリの充電速度関数を識別することができる。静的属性は、充電可能デバイスのバッテリの所望の充電継続時間、および充電可能デバイスのバッテリの連続的な充電時間の間の所望の時間ギャップを識別することもできる。
【００４６】
バッテリの充電速度関数は、充電速度(すなわち、バッテリをどれだけ速く充電することができるか)とバッテリの充電状態(すなわち、バッテリ内に保存される充電量)との間の関係を表すことができることに留意されたい。当業者にはわかるように、バッテリの充電速度は、バッテリ内に保存された充電量が増加すると、減少する可能性がある。したがって、バッテリ内の充電量が最大レベルに近づくと、バッテリは、より低い充電速度を要求する可能性があり、したがって、バッテリに割り当てられる充電時間は、減少する可能性がある。さらに、バッテリの充電速度関数は、バッテリの年数、バッテリの温度、またはその両方に依存する可能性があることに留意されたい。
【００４７】
それに加えて、別の例として、スケジューリングアプリケーション714は、充電スケジュールを生成し、実行するために、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に関する1つまたは複数の動的属性を利用するように構成することができる。動的属性は、単なる例として、充電可能デバイスのバッテリの充電状態、充電可能デバイスのバッテリの温度、および充電可能デバイスのバッテリの年数を識別することができる。さらに、無線充電器704は、充電スケジュールを生成し、実行するときに、1つまたは複数の設定可能属性を利用するように適合することができる。設定可能属性は、単なる例として、1人または複数の既知の充電可能デバイスユーザ、1つまたは複数の既知の充電可能デバイスに関する規定された優先順位レベル、またはそれらのいずれかの組合せを識別することができる。単なる例として、携帯電話は、ポータブルメディアプレーヤに割り当てられる充電優先順位レベルよりも高い充電優先順位レベル割当てを有することができる。さらに、例えば、第1のユーザ(例えば大人)は、第2のユーザ(例えば子供)に割り当てられる充電優先順位レベルよりも高い充電優先順位レベル割当てを有することができる。
【００４８】
さらに、スケジューリングアプリケーション714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への無線電力の送信の充電スケジュールを生成し、実行するために、無線充電器704に関する1つまたは複数の環境属性を利用するように構成することができる。単なる例として、環境属性は、無線充電器704の充電領域内に位置する充電可能デバイスの数を識別することができる。別の例として、環境属性は、無線充電器704の充電領域内に位置する2つ以上の充電可能デバイス間の干渉パターンを識別することができる。2つ以上の充電可能デバイス間の干渉パターンは、充電可能デバイスのタイプ、充電可能デバイスに関するバッテリのタイプ、充電可能デバイスの相対位置および/もしくは方向、またはそれらのいずれかの組合せに依存する可能性があることに留意されたい。
【００４９】
以下により十分に説明するように、充電スケジュールを決定するときに利用することができる属性(すなわち、静的属性、動的属性、設定可能属性、および環境属性)は、充電器704内に(すなわちデータベース716内に)保存することができ、1つもしくは複数の充電可能デバイスから無線充電器704に伝達することができ、遠隔データベースから検索することができ、他の受信属性(すなわち、1つもしくは複数の充電可能デバイスから伝達される属性および/またはネットワークから検索される属性)から無線充電器704によって引き出すことができるか、またはそれらのいずれかの組合せである。
【００５０】
図9は、無線充電器704、無線充電器704の充電領域内に位置する複数の充電可能デバイス702、および遠隔データベース720を含むシステム730を示す。様々な例示的実施形態によれば、ここで、無線充電器704の充電属性を得る方法を説明する。1つの例示的実施形態によれば、無線充電器704は、充電可能デバイス702の1つもしくは複数の特性、バッテリ708の1つもしくは複数の特性、またはそれらのいずれかの組合せに関する、充電可能デバイス702からのデータ(すなわち、1つまたは複数の属性)を無線で受信するように構成することができる。単なる例として、充電可能デバイス702は、無線充電器704の関連する充電領域内に位置した後、通信リンク718を介して、それに関する1つもしくは複数の静的特性、それに関する1つもしくは複数の動的特性、それに関する1つもしくは複数の設定可能属性、またはそれらのいずれかの組合せを、無線充電器704に無線で送信することができる。
【００５１】
さらに、1つの例示的実施形態によれば、無線充電器704は、充電可能デバイス702の1つもしくは複数の特性、バッテリ708の1つもしくは複数の特性、またはそれらのいずれかの組合せに関するデータ(すなわち、1つまたは複数の属性)を検索するように構成することができる。例えば、無線充電器704は、充電可能デバイス702を検出すると、充電可能デバイス702からの関連する属性を検索するように構成することができる。別の例として、無線充電器704は、充電可能デバイス702が関連する充電領域内に位置すると、充電可能デバイス702のモデルタイプを識別する、充電可能デバイス702からの属性を受信するように構成することができる。さらに、無線充電器704は、モデルタイプを識別する属性を受信すると、充電可能デバイス702のモデルタイプに関する静的属性、遠隔データベース720、データベース716、またはそれらの組合せを検索するように構成することができる。上述のように、充電可能デバイスに関する静的属性は、例えば、充電可能デバイスのタイプ(例えば携帯電話)、または充電可能デバイスのユーザの同一性を識別することができる。さらに、無線充電器704は、遠隔データベース720、データベース716、充電可能デバイス702、またはそれらの組合せからバッテリ708に関する静的属性を検索するように構成することができる。上述のように、バッテリに関する静的属性は、バッテリのタイプ(例えばリチウムイオン)、バッテリのモデル、バッテリの充電容量、バッテリの充電速度関数、バッテリの所望の充電継続時間、バッテリの連続的な充電時間の間の所望の時間ギャップ、および温度に対するバッテリの充電速度関数を識別することができる。さらに、無線充電器704は、充電可能デバイス702に無線電力を供給する前、またはその間に、充電可能デバイス702からの、およびそれに関連する動的属性を検索するように構成することができる。さらに、無線充電器704は、遠隔データベース720、充電可能デバイス702、データベース716、またはそれらの組合せから充電可能デバイス702に関する設定可能属性を検索するように構成することができる。
【００５２】
別の例示的実施形態によれば、無線充電器704、より具体的には、データベース716は、充電可能デバイス702の1つもしくは複数の特性、バッテリ708の1つもしくは複数の特性、またはそれらのいずれかの組合せに関するデータ(すなわち属性)を保存するように構成することができる。単なる例として、データベース716は、充電可能デバイス702に関する静的属性、バッテリ708に関する静的属性、バッテリ708に関する動的属性、またはそれらのいずれかの組合せを保存するように構成することができる。さらに、データベース716は、単なる例として、1人もしくは複数の既知のユーザの規定された優先順位レベル、1つもしくは複数の既知の充電可能デバイスの規定された優先順位レベル、またはそれらのいずれかの組合せなどの設定可能属性を保存するように構成することができる。さらに、データベース716は、単なる例として、無線充電器704の充電領域内に位置する充電可能デバイスの数、または無線充電器704の充電領域内に位置する2つ以上の充電可能デバイス間の干渉パターンなどの環境属性に関するデータを保存するように構成することができる。
【００５３】
さらに、別の例示的実施形態によれば、無線充電器704は、他の既知の属性に基づいて、充電可能デバイスタイプの1つもしくは複数の特性、バッテリタイプの1つもしくは複数の特性、またはそれらのいずれかの組合せに関するデータ(すなわち属性)を引き出すように構成することができる。単なる例として、無線充電器704は、バッテリのモデルを識別する属性を受信すると、単なる例としてバッテリ容量またはバッテリの充電速度関数などの、バッテリの1つまたは複数の静的属性を決定するように構成することができる。別の例として、無線充電器704は、バッテリの最初の充電状態、バッテリの充電速度、および充電時間の経過に基づいて、充電可能デバイスのバッテリの現在の充電状態を評価するように構成することができる。無線充電器704は、例えば、関連する充電領域内に位置する充電可能デバイスの数の検知、2つ以上の充電可能デバイス間の干渉パターンの検知、またはそれらのいずれかの組合せによって、1つまたは複数の環境属性を引き出すように構成することもできる。
【００５４】
図9を参照すれば、ここで、無線充電器704における属性を得る方法の様々な企図される例を説明する。1つの例として、無線充電器704は、充電可能デバイス702を検出すると、充電可能デバイス702から利用可能な静的属性、動的属性、および設定可能属性を検索するように構成することができる。別の例として、充電可能デバイス702は、無線充電器704の充電領域内に位置すると、それからの変化を受信する前に、無線充電器704に1つまたは複数の静的属性を伝達することができる。さらに、無線電力を受信する前はいつでも、または無線電力を受信する間、それぞれの充電可能デバイス702は、1つまたは複数の動的属性を無線充電器704に伝達することができる。動的属性は、充電プロセス中に変化する可能性があり、したがって、それぞれの充電可能デバイス702は、定期的に、または充電プロセス中に必要に応じて、1つまたは複数の動的属性を無線充電器704に送信するように構成することができることに留意されたい。したがって、スケジューリングアプリケーション714は、充電プロセス中はいつでも、充電スケジュールを更新するように構成することができることに留意されたい。
【００５５】
別の実施形態によれば、充電可能デバイス702は、無線充電器704の充電領域内に位置すると、それから充電を受ける前に、無線充電器704に主要な静的属性(例えば、バッテリ708のモデルを識別する属性)を伝達することができる。その後、主要な属性に基づいて、無線充電器704は、充電可能デバイス702に関し、かつデータベース716内に保存される1つまたは複数の他の静的属性を検索するように構成することができる。さらに別の例示的実施形態において、主要な属性に基づいて、無線充電器704は、遠隔データベース720から充電可能デバイス702に関する、1つまたは複数の他の静的属性を検索するように構成することができる。さらに、1つの例示的実施形態において、無線充電器704は、データベース716内の1つまたは複数の静的属性を検索することを試みるように構成することができ、1つまたは複数の静的属性の少なくとも1つの属性がデータベース716内に見つからないとき、無線充電器704は、遠隔データベース720から少なくとも1つの静的属性を検索することを試みることができる。
【００５６】
それに加えて、充電可能デバイス702は、無線充電器704の充電領域内に位置した後、1つまたは複数の設定可能属性を無線充電器704に伝達することができる。例えば、充電可能デバイス702は、無線充電器704の充電領域内に位置した後、その優先順位レベルを無線充電器に伝達することができる。さらに、無線充電器704は、デバイスタイプ、デバイス同一性、またはユーザ同一性などの1つもしくは複数の他の属性に基づいて、1つもしくは複数の設定可能属性を局所的に引き出すか、または遠隔データベース720から1つもしくは複数の設定可能属性を検索することを試みるように構成することができる。
【００５７】
図10は、無線充電器704、および無線充電器704の充電領域707内に位置する複数の充電可能デバイス702A〜Dを示す。図10を参照すれば、ここで、無線充電器704から1つまたは複数の充電可能デバイス702A〜Dへの無線電力の送信のスケジューリングの様々な例示的実施形態を説明する。様々な例示的実施形態によれば、無線電力送信スケジュールは、1つまたは複数の充電可能デバイスを充電するのに時間区分を割り当てることができる、時間領域ベースのシーケンスに基づくことができる。それぞれの割当充電時間区分の間、無線充電器704は、電力を1つまたは複数の充電可能デバイスに無線で伝達することができることに留意されたい。さらに、充電可能デバイスが無線電力を受信するようにスケジューリングされていない時間区分中に「遮蔽」することができることに留意されたい。
【００５８】
1つの例示的実施形態において、スケジューリングアプリケーション714(図8を参照)は、「総当り」方法で無線電力のそれぞれの充電可能デバイス702A〜Dへの送信をスケジューリングするように構成することができる。したがって、それぞれの充電可能デバイス702A〜Dは、等しい継続時間の間、電力を受信することができる。別の例示的実施形態において、スケジューリングアプリケーション714(図8を参照)は、充電可能デバイス702A〜Dを充電する順序を決定するように構成することができ、さらに、それぞれの充電可能デバイス702A〜Dの充電継続時間を決定することができる。より具体的には、スケジューリングアプリケーション714は、充電可能デバイス702A〜Dの1つもしくは複数に関する1つもしくは複数の静的属性、充電可能デバイス702A〜Dの1つもしくは複数に関する1つもしくは複数の動的属性、充電可能デバイス702A〜Dの1つもしくは複数に関する1つもしくは複数の設定可能属性、無線充電器704に関する1つもしくは複数の環境属性、またはそれらのいずれかの組合せに基づいて、充電可能デバイス702A〜Dを充電する順序、および/またはそれぞれの充電可能デバイス702A〜Dの充電継続時間を決定することができる。
【００５９】
より具体的には、例えば、スケジューリングアプリケーション714(図8を参照)は、それぞれの充電可能デバイスに割り当てられる重み係数によって、充電可能デバイス702A〜Dを充電する順序、および/またはそれぞれの充電可能デバイス702A〜Dの充電継続時間を決定するように構成することができる。単なる例として、充電可能デバイスに割り当てられる重み係数は、充電可能デバイスに関するデバイス優先順位、充電可能デバイスに関するユーザ優先順位、充電可能デバイスの充電速度、充電可能デバイスが最大充電量に達するのに要求される継続時間、またはそれらのいずれかの組合せに基づくことができる。
【００６０】
ここで、重み係数によって、充電可能デバイス702A〜Dを充電する順序、および/またはそれぞれの充電可能デバイス702A〜Dの充電継続時間を決定する企図された例を説明する。この例において、充電可能デバイス702Aは「高い」ユーザ優先順位を有し、充電可能デバイス702Bは「中間の」ユーザ優先順位を有し、充電可能デバイス702Cおよび充電可能デバイス702Dはそれぞれ「低い」ユーザ優先順位を有すると仮定する。したがって、合計充電継続時間Tの間、スケジューリングアプリケーション714は、第1にT/2の継続時間の間に無線電力を受信するように充電可能デバイス702Aをスケジューリングするように構成することができる。さらに、スケジューリングアプリケーション714は、第2にT/4の継続時間の間に無線電力を受信するように充電可能デバイス702Bをスケジューリングするように構成することができる。さらに、スケジューリングアプリケーション714は、T/8の継続時間の間に無線を受信するように充電可能デバイス702Cおよび充電可能デバイス702Dのそれぞれをスケジューリングするように構成することができる。この例において、無線電力を充電可能デバイス702Cおよび充電可能デバイス702Dのそれぞれに供給する順序は、充電可能デバイス702Cおよび充電可能デバイス702Dの1つもしくは複数の他の属性(例えば、充電速度もしくはデバイス優先順位)によって決定することができ、または無線電力は、ランダムな「総当り」方法で充電可能デバイス702Cおよび充電可能デバイス702Dのそれぞれに供給することができることに留意されたい。充電可能デバイスに割り当てられる重み係数は、充電可能デバイスに関する1つまたは複数の属性に依存する可能性があることに留意されたい。
【００６１】
別の例示的実施形態において、スケジューリングアプリケーション714は、それぞれの充電可能デバイス702A〜Dに割り当てられる優先順位レベルによって、充電可能デバイス702A〜Dを充電する順序を決定することができる。それぞれの充電可能デバイス702A〜Dに割り当てられる優先順位レベルは、デバイス優先順位(例えば、玩具より高いデバイス優先順位を有する携帯電話は、玩具よりも先に充電することができる)、ユーザ優先順位(例えば、子供の携帯電話よりも高いユーザ優先順位を有する大人の携帯電話は、子供の携帯電話よりも先に充電することができる)、充電効率(例えば、より高い充電効率を有する充電可能デバイスは、より低い充電効率を有する充電可能デバイスよりも先に充電される)、最大充電のための充電継続時間(例えば、最大充電量に達するのにより長い充電継続時間を必要とする充電可能デバイスは、最大充電量に達するのにより短い充電継続時間を必要とする充電可能デバイスよりも先に充電することができる)、充電レベル(例えば、20%充電されている充電可能デバイスは、80%充電されている充電可能デバイスよりも先に充電することができる)に依存する可能性がある。さらに、1つの例示的実施形態によれば、スケジューリングアプリケーション714は、より低い優先順位の充電可能デバイスに充電時間を割り当てる前に、より高い優先順位の充電可能デバイスにできるだけ多い充電時間を割り当てるように構成することができる。
【００６２】
ここで、それぞれの充電可能デバイス702A〜Dに割り当てられる優先順位レベルによって、充電可能デバイス702A〜Dを充電する順序を決定する企図された例を説明する。この例において、充電可能デバイス702Aは充電可能デバイス702Bよりも高いデバイス優先順位レベルを有し、充電可能デバイス702Bは充電可能デバイス702Cよりも高いデバイス優先順位レベルを有し、充電可能デバイス702Cは充電可能デバイス702Dよりも高いデバイス優先順位レベルを有すると仮定する。したがって、スケジューリングアプリケーション714は、第1の時間区分中に閾値充電量(完全充電)に達するのに必要な継続時間の間に充電可能デバイス702Aに無線電力を伝達し、第2の時間区分中に閾値充電量に達するのに必要な継続時間の間に充電可能デバイス702Bに無線電力を伝達し、第3の時間区分中に閾値充電量に達するのに必要な継続時間の間に充電可能デバイス702Cに無線電力を伝達し、第4の時間区分中に閾値充電量に達するのに必要な継続時間の間に充電可能デバイス702Dに無線電力を伝達するようにスケジューリングすることができる。
【００６３】
ここで、それぞれの充電可能デバイス702A〜Dに割り当てられる優先順位レベルによって、充電可能デバイス702A〜Dを充電する順序を決定する企図された例を説明する。この例において、充電可能デバイス702Dは充電可能デバイス702Cよりも高い充電速度を有し、充電可能デバイス702Cは充電可能デバイス702Bよりも高い充電速度を有し、充電可能デバイス702Bは充電可能デバイス702Aよりも高い充電速度を有すると仮定する。したがって、スケジューリングアプリケーション714は、第1の時間区分中に充電可能デバイス702Dに無線電力を伝達し、第2の時間区分中に充電可能デバイス702Cに無線電力を伝達し、第3の時間区分中に充電可能デバイス702Bに無線電力を伝達し、第4の時間区分中に充電可能デバイス702Aに無線電力を伝達するようにスケジューリングすることができる。
【００６４】
さらに、スケジューリングアプリケーション714は、複数の優先順位レベル指示(例えば、デバイス優先順位レベルおよび充電速度)、複数の重み係数指示、またはそれらのいずれかの組合せに基づいて、無線電力を供給するスケジュールを決定するように構成することができることに留意されたい。例えば、等しいユーザ優先順位レベルを有する2つの充電可能デバイス702に、充電速度に基づいて、ある順番に電力を供給することができる。別の例として、等しい優先順位レベルを有するバッテリを含む2つの充電可能デバイス702に、総当り方法または重み係数指示によって、電力を供給することができる。さらに、スケジューリングアプリケーション714は、無線充電器704の充電領域内に位置する2つ以上のデバイス間の干渉パターンなどの環境属性に基づいて、複数の充電可能デバイスへの無線電力の送信を同時にスケジューリングするように構成することができる。
【００６５】
図11は、複数の充電可能デバイス802および無線充電器804を含むシステム800を示す。それぞれの充電可能デバイス802は、プロセッサ809、データベース806、送信機811、およびバッテリ808を含む。この図示された実施形態において、無線充電器804が、それぞれの充電可能デバイス802に関する属性を得ることを要求されない。むしろ、それぞれの充電可能デバイス802、より具体的には、プロセッサ809は、1つまたは複数の所望の関連する充電パラメータを決定するのに、充電可能デバイス802に関連し、かつ関連するデータベース806内に保存される属性を利用するように構成される。単なる例として、充電パラメータは、充電速度、充電継続時間、またはそれらの組合せを含むことができる。所望の充電パラメータは、充電可能デバイス802の充電プロセスを最適化するように選択することができることに留意されたい。充電可能デバイス802は、1つまたは複数の所望の関連する充電パラメータを決定すると、送信機811を介して通信リンク818によって無線充電器804に充電要求を送信することができる。例えば、充電要求は、所望の充電速度および最大充電速度を含むことができる。より具体的には、バッテリ808が最大充電量に近い例において、充電可能デバイス802は、通信リンク818によって、低頻度の短い一気の充電を要求する無線充電器804に信号を送信することができる。充電要求は、要求が有効である継続時間を含むこともできる。無線充電器804は、関連する充電領域内に位置するそれぞれの充電可能デバイス802から充電要求を受信すると、本明細書に説明する例示的実施形態の1つまたは複数によって、充電スケジュールを決定することができる。無線充電器804は、プロセッサ710およびスケジューリングアプリケーション714を含むことができることに留意されたい。さらに、充電可能デバイス802は、バッテリ808に関する最新情報(例えば属性)を得るために遠隔データベース820にアクセスするように構成することができることに留意されたい。
【００６６】
図12は、1つまたは複数の例示的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、無線充電器と、複数の充電可能デバイスの少なくとも1つの充電可能デバイスとの少なくとも1つに関する少なくとも1つの属性に基づいて、無線充電器の充電領域内に位置する複数の充電可能デバイスの1つまたは複数の充電可能デバイスへの無線電力の送信をスケジューリングするステップ(番号682によって示される)を含むことができる。
【００６７】
本明細書に説明する様々な例示的実施形態の1つまたは複数による、無線電力の送信のスケジューリングは、無線電力送信効率の最大化、充電可能デバイスの優先順位付け、充電可能デバイスユーザの優先順位付け、ならびにバッテリ寿命保護および充電の公平性の増大を可能にすることができる。
【００６８】
様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して、情報および信号を表現することができることを当業者には理解されよう。例えば、以上の説明を通して言及することができるデータ、指示、命令、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、磁場もしくは磁気粒子、光学場もしくは光学粒子、またはそれらのいずれかの組合せによって表現することができる。
【００６９】
さらに、本明細書に開示した例示的実施形態に関連して説明した様々な例示的ロジックブロック、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、または両方の組合せとして実装することができることを当業者には理解されよう。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明確に説明するために、様々な例示的構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップを、それらの機能に関して以上に概略的に説明してきた。そうした機能がハードウェアまたはソフトウェアとして実装されるかどうかは、全体のシステムに課される特定の用途および設計の制約に依存する。当業者は、それぞれの特定の用途に対して様々な方法で、説明した機能を実装することができるが、そうした実装形態の決定は、本発明の例示的実施形態の範囲から逸脱するものと解釈されるべきでない。
【００７０】
本明細書に開示した例示的実施形態に関連して説明した様々な例示的ロジックブロック、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)もしくは他のプログラマブルロジックデバイス、個々のゲートもしくはトランジスタロジック、個々のハードウェア構成要素、または本明細書に説明した機能を実行するために設計された、それらのいずれかの組合せによって実装または実行することができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサとすることができるが、その代わりに、プロセッサは、いずれか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、または状態マシンとすることができる。プロセッサは、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コアと協働する1つもしくは複数のマイクロプロセッサ、またはそうした他のいずれかの構成などのコンピュータデバイスの組合せとして実装することもできる。
【００７１】
本明細書に開示した例示的実施形態に関連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、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、またはその2つの組合せで具体化することができる。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、リードオンリーメモリ(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保存媒体の他のいずれかの形態内に存在することができる。例示的な保存媒体は、プロセッサが保存媒体から情報を読み、保存媒体に情報を書くことができるように、プロセッサに結合する。その代わりに、保存媒体は、プロセッサと一体化することができる。プロセッサおよび保存媒体は、ASIC内に存在することができる。ASICは、ユーザ端末内に存在することができる。その代わりに、プロセッサおよび保存媒体は、ユーザ端末内の個々の構成要素として存在することができる。
【００７２】
1つまたは複数の例示的実施形態において、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、またはそれらのいずれかの組合せにおいて実装することができる。それらの機能は、ソフトウェア内に実装されるとき、コンピュータ読取可能媒体上の1つもしくは複数の指示またはコードとして保存され、または送信することができる。コンピュータ読取可能媒体は、コンピュータ保存媒体、およびある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの送信を助けるいずれかの媒体を含む通信媒体のどちらも含む。保存媒体は、コンピュータによってアクセスすることができる、あらゆる利用可能な媒体とすることができる。例として、限定しないが、そうしたコンピュータ読取可能媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または指示もしくはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを保有もしくは保存するのに使用することができ、コンピュータによってアクセスすることができる他のいずれかの媒体を含むことができる。さらに、いずれかの接続部をコンピュータ読取可能媒体と呼ぶのがふさわしい。ソフトウェアが、ウェブサイト、サーバ、または同軸ケーブル、ファイバ光ケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL)、もしくは赤外線、無線、およびマイクロ波などの無線技術を使用する他の遠隔情報源から送信されるとき、同軸ケーブル、ファイバ光ケーブル、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無線技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書に使用されるディスク(diskおよびdisc)は、コンパクトディスク(CD)、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フロッピー（登録商標）ディスク、およびブルーレイディスクを含み、ここで、diskは通常、磁気的にデータを再生するが、discは、レーザによってデータを光学的に再生する。以上のものの組合せも、コンピュータ読取可能媒体の範囲内に含むべきである。
【００７３】
開示した例示的実施形態の以上の説明は、当業者が本発明を作成または使用するのを可能にするために提供される。これらの例示的実施形態に対する様々な変更は、当業者には容易にわかり、本明細書に規定した一般的原理は、本発明の技術思想または範囲から逸脱することなく、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、本明細書に示した例示的実施形態に限定される意図はなく、本明細書に開示した原理および新規特徴と矛盾しない最も広い範囲とするべきである。
【符号の説明】
【００７４】
100  無線電力送信システム
102  入力電力
104  送信機
106  放射場
108  受信機
110  出力電力
112  ある距離
114  送信アンテナ
118  受信アンテナ
119  通信チャネル
122  発信器
123  調整信号
124  パワーアンプ
125  制御信号
126  フィルタ付き整合回路
132  整合回路
134  整流器付きスイッチング回路
136  バッテリ
150  ループアンテナ
152  コンデンサ
154  コンデンサ
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  ローパスフィルタ
210  パワーアンプ
212  発信器
214  コントローラ
216  負荷検知回路
220  搬送波信号
224  送信変調信号
226  入力電力
228  電力供給
230  差動アンプ
235  受信信号
260  エンクローズド検出器
270  メモリ
280  存在検出器
300  受信機
302  受信回路
304  受信アンテナ
306  電力変換回路
308  RF-DCコンバータ
310  DC-DCコンバータ
312  スイッチング回路
314  ビーコン検出器
316  プロセッサ
350  充電デバイス
680  方法
682  送信をスケジューリングするステップ
700  充電可能デバイスおよび無線充電器を含むシステム
702  充電可能デバイス
704  無線充電器
705  送信アンテナ
706  アンテナ
707  充電領域
708  バッテリ
710  プロセッサ
712  メモリ
714  スケジューリングアプリケーション
716  データベース
718  無線通信リンク
720  遠隔データベース
730  無線充電器、複数の充電可能デバイス、および遠隔データベースを含むシステム
800  無線充電器、複数の充電可能デバイス、および遠隔データベースを含むシステム
802  充電可能デバイス
804  無線充電器
806  データベース
808  バッテリ
809  プロセッサ
811  送信機
818  通信リンク
820  遠隔データベース
【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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