(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス電力送信機の充電領域におけるワイヤレス電力受信機の配置を検出するための前記ワイヤレス電力送信機であって、
送信コイルを備え、前記充電領域に印加されたワイヤレスフィールドを介して前記受信機の受信コイルに電力をワイヤレス送信するように構成された送信回路と、
前記受信機が前記充電領域中に配置されたことに応答して、印加されるかまたは前記送信コイルと前記受信コイルとの間で変えられる前記フィールドから生じる、波形の特性を検出するように構成された検出回路とを備え、ここにおいて、前記波形の前記特性が、前記フィールドの初期印加中の前記受信機のキャパシタの充電に関連付けられた時間間隔内のインピーダンス変化パターンを示す、
前記波形の前記特性が、送信機電圧と送信機電流とに基づいて計算されたインピーダンスにおける過渡スパイクを備える、
前記波形の前記特性を検出することが、ＡＣ経路中の第１のポイントにおいてＡＣ電流を測定することを備え、前記ＡＣ電流は、ＡＣ電圧が測定される前記ＡＣ経路中の第２のポイントにおいて測定される対応するＡＣ電流に対して、振幅または位相のうちの少なくとも１つにおいて既知の関係を有する、
ワイヤレス電力送信機。
【請求項２】
ワイヤレス電力送信機の充電領域におけるワイヤレス電力受信機の配置を検出するための前記ワイヤレス電力送信機であって、
送信コイルを備え、前記充電領域に印加されたワイヤレスフィールドを介して前記受信機の受信コイルに電力をワイヤレス送信するように構成された送信回路と、
前記受信機が前記充電領域中に配置されたことに応答して、印加されるかまたは前記送信コイルと前記受信コイルとの間で変えられる前記フィールドから生じる、波形の特性を検出するように構成された検出回路とを備え、ここにおいて、前記波形の前記特性が、前記フィールドの初期印加中の前記受信機のキャパシタの充電に関連付けられた時間間隔内のインピーダンス変化パターンを示す、
前記波形の前記特性が、送信機電圧と送信機電流とに基づいて計算されたインピーダンスにおける過渡スパイクを備える、
前記送信機電圧がＡＣ電圧を備え、前記送信機電流がＡＣ電流を備え、前記波形の前記特性を検出することが、ＡＣ経路中の実質的に同じポイントにおいて前記ＡＣ電圧と前記ＡＣ電流とを測定することを備える、
ワイヤレス電力送信機。
【請求項３】
前記検出回路は、前記受信機が前記充電領域中にあることに応答して、前記送信機を省電力モードから高電力モードに切り替えるようにさらに構成された、請求項１または２に記載のワイヤレス電力送信機。
【請求項４】
前記検出回路は、有効受信機（valid receiver）が前記充電領域中に配置されたことに応答して前記送信機にもたらされるインピーダンスの変化を検出するようにさらに構成され、前記有効受信機が、接続状態の整流器と前記キャパシタとをもつ受信機回路を備え、前記キャパシタが、前記フィールドの初期印加中に充電するように構成された、請求項１または２に記載のワイヤレス電力送信機。
【請求項５】
ワイヤレス電力送信機の充電領域におけるワイヤレス電力受信機の配置を検出するための方法であって、
送信回路の送信コイルを介して、前記受信機の受信コイルに、前記充電領域に印加されたワイヤレスフィールドを介して、電力を送信することと、
前記受信機が前記充電領域中に配置されたことに応答して、印加されるかまたは前記送信コイルと前記受信コイルとの間で変えられる前記フィールドから生じる、波形の特性を検出することとを備え、ここにおいて、前記波形の前記特性が、前記フィールドの初期印加中の前記受信機のキャパシタの充電に関連付けられた時間間隔内のインピーダンス変化パターンを示す、
前記波形の前記特性が、送信機電圧と送信機電流とに基づいて計算されたインピーダンスにおける過渡スパイクを備える、
前記波形の前記特性を検出することが、ＡＣ経路中の第１のポイントにおいてＡＣ電流を測定することを備え、前記ＡＣ電流は、ＡＣ電圧が測定される前記ＡＣ経路中の第２のポイントにおいて測定される対応するＡＣ電流に対して、振幅または位相のうちの少なくとも１つにおいて既知の関係を有する、
方法。
【請求項６】
ワイヤレス電力送信機の充電領域におけるワイヤレス電力受信機の配置を検出するための方法であって、
送信回路の送信コイルを介して、前記受信機の受信コイルに、前記充電領域に印加されたワイヤレスフィールドを介して、電力を送信することと、
前記受信機が前記充電領域中に配置されたことに応答して、印加されるかまたは前記送信コイルと前記受信コイルとの間で変えられる前記フィールドから生じる、波形の特性を検出することとを備え、ここにおいて、前記波形の前記特性が、前記フィールドの初期印加中の前記受信機のキャパシタの充電に関連付けられた時間間隔内のインピーダンス変化パターンを示す、
前記波形の前記特性が、送信機電圧と送信機電流とに基づいて計算されたインピーダンスにおける過渡スパイクを備える、
前記送信機電圧がＡＣ電圧を備え、前記送信機電流がＡＣ電流を備え、前記波形の前記特性を検出することが、ＡＣ経路中の実質的に同じポイントにおいて前記ＡＣ電圧と前記ＡＣ電流とを測定することを備える、
方法。
【請求項７】
コンピュータ上で実行されるとき、請求項５または６に記載の方法を実施するための命令を備える、コンピュータプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載の前記コンピュータプログラムを備える、コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、一般にワイヤレス電力に関する。より詳細には、本開示は、ワイヤレス電力送信機（wireless power transmitter）上にまたはそれの近くに配置されたワイヤレス電力受信機（wireless power receiver）の検出を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  増大する数の様々な電子デバイスが充電式バッテリーを介して電力供給される。そのようなデバイスとしては、モバイルフォン、ポータブル音楽プレーヤ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、コンピュータ周辺デバイス、通信デバイス（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス）、デジタルカメラ、補聴器などがある。バッテリー技術は向上したが、バッテリー電源式電子デバイスはますます、より大きい電力量を必要とし、消費し、それにより再充電をしばしば必要とする。再充電可能なデバイスはしばしば、電源装置に物理的に接続されたケーブルまたは他の同様のコネクタを介したワイヤード接続を介して充電される。ケーブルおよび同様のコネクタは時々、不都合または煩雑であり、他の欠点を有することがある。再充電可能な電子デバイスを充電するかまたは電子デバイスに電力を供給するために使用されるべきである自由空間で電力を伝達することが可能であるワイヤレス充電システムは、ワイヤード充電ソリューションの欠陥のうちのいくつかを克服し得る。したがって、電子デバイスに効率的および安全に電力を伝達するワイヤレス電力伝達システムおよび方法が望ましい。このコンテキストでは、ワイヤレス充電器または送信機上にまたはそれの近くに配置された電子デバイスを検出することが依然として必要である。
＜先行技術文献＞
【特許文献１】国際公開第２０１３／０３８８０８号
【特許文献２】特開２００５−１１０４０９号公報
【特許文献３】国際公開第２０１３／１６５２６１号
【発明の概要】
【０００３】
[0003]  添付の特許請求の範囲内のシステム、方法およびデバイスの様々な実装形態は、それぞれいくつかの態様を有し、それらのうちの単一の態様が、単独で、本明細書で説明する望ましい属性を担当するとは限らない。添付の特許請求の範囲を限定することなしに、いくつかの顕著な特徴について本明細書で説明する。
【０００４】
[0004]  本明細書で説明する主題の１つまたは複数の実装形態の詳細は、添付の図面および以下の説明に示されている。他の特徴、態様、および利点は、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。以下の図の相対寸法は一定の縮尺で描かれていないことがあることに留意されたい。
【０００５】
[0005]  本開示の一態様は、ワイヤレス電力送信機の充電領域（charging region）中へのワイヤレス電力受信機の配置（placement）を検出するためのデバイスを提供する。たとえば、デバイスは、送信コイルを備え、充電領域に印加されたワイヤレスフィールド（wireless field）を介して受信機の受信コイルに電力をワイヤレス送信するように構成された送信回路を備え得る。本デバイスは、受信機が充電領域中に配置されたことに応答して、充電領域に印加されるかまたは送信コイルと受信コイルとの間で変えられるフィールド（field）から生じる、特性波形（characteristic waveform）を検出するように構成された検出回路（detection circuit）をさらに備え得る。
【０００６】
[0006]  関連する態様では、本開示は、充電領域中へのワイヤレス電力受信機の配置を検出するための装置を提供する。たとえば、本装置は、充電領域に印加されたワイヤレスフィールドを介して受信機の受信コイルに電力を送信するための手段を含み得る。本装置は、受信機が充電領域中に配置されたことに応答して、充電領域に印加されるかまたは送信するための手段と受信コイルとの間で変えられるフィールドから生じる、特性波形を検出するための手段を含み得る。
【０００７】
[0007]  本開示の別の態様は、ワイヤレス電力送信機の充電領域中へのワイヤレス電力受信機の配置を検出するための方法を提供する。たとえば、本方法は、送信回路の送信コイルを介して、充電領域に印加されたワイヤレスフィールドを介して受信機の受信コイルに電力を送信することを伴い得る。本方法は、受信機が充電領域中に配置されたことに応答して、充電領域に印加されるかまたは送信コイルと受信コイルとの間で変えられるフィールドから生じる、特性波形を検出することを伴い得る。
【０００８】
[0008]  本開示のまた別の態様は、実行されたとき、装置に、ワイヤレス電力送信機の充電領域中へのワイヤレス電力受信機の配置を検出させるコードを備える非一時的コンピュータ可読媒体を提供する。たとえば、コードは、実行されたとき、装置に、充電領域に印加されたワイヤレスフィールドを介して受信機の受信コイルに電力を送信させ得る。コードは、実行されたとき、装置に、受信機が充電領域中に配置されたことに応答して、充電領域に印加されるかまたは送信するための手段と受信コイルとの間で変えられるフィールドから生じる、特性波形を検出させ得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】[0009]  本発明の例示的な実施形態による、例示的なワイヤレス電力伝達システムの機能ブロック図。
【図２】[0010]  本発明の様々な例示的な実施形態による、図１のワイヤレス電力伝達システムにおいて使用され得る例示的な構成要素の機能ブロック図。
【図３】[0011]  本発明の例示的な実施形態による、送信アンテナまたは受信アンテナを含む図２の送信回路または受信回路の一部分の概略図。
【図４】[0012]  本発明の例示的な実施形態による、図１のワイヤレス電力伝達システムにおいて使用され得る送信機の機能ブロック図。
【図５】[0013]  本発明の例示的な実施形態による、図１のワイヤレス電力伝達システムにおいて使用され得る受信機の機能ブロック図。
【図６】[0014]  図４の送信回路において使用され得る送信回路の一部分の概略図。
【図７】[0015]  簡略化された例示的なワイヤレス充電回路を示す図。
【図８】[0016]  図７の回路に対応する等価ＤＣモデルを示す図。
【図９Ａ】[0017]  ワイヤレス電力送信機の充電領域中にワイヤレス電力受信機がない場合の、整流器を見て観測された出力インピーダンスを示す図。
【図９Ｂ】[0018]  ワイヤレス電力送信機の充電領域中にワイヤレス電力受信機がある場合の、整流器を見て観測された出力インピーダンスを示す図。
【図１０Ａ】[0019]  ワイヤレス電力送信機の充電領域中にワイヤレス電力受信機がない場合の、送信機電力増幅器（ＰＡ：power amplifier）入力電流を示す図。
【図１０Ｂ】[0020]  ワイヤレス電力送信機の充電領域中にワイヤレス電力受信機がある場合の、送信機ＰＡ入力電流を示す図。
【図１１Ａ】[0021]  ワイヤレス電力送信機の充電領域中にワイヤレス電力受信機がない場合の、送信機のＰＡ入力電流および電圧のテスト測定値のトレースを示す図。
【図１１Ｂ】[0022]  ワイヤレス電力送信機の充電領域中にワイヤレス電力受信機がある場合の、送信機のＰＡ入力電流および電圧のテスト測定値のトレースを示す図。
【図１２Ａ】[0023]  ワイヤレス電力送信機の充電領域中にシミュレートされた不正なデバイスがある場合の、送信機のＰＡ入力電流および電圧のテスト測定値のトレースを示す図。
【図１２Ｂ】[0024]  ワイヤレス電力送信機の充電領域中に有効デバイス（valid device）がある場合の、送信機のＰＡ入力電流および電圧のテスト測定値のトレースを示す図。
【図１３】[0025]  ワイヤレス電力送信機の充電領域中へのワイヤレス電力受信機の配置を検出するためのデバイスの機能ブロック図。
【図１４】[0026]  ワイヤレス電力送信機の充電領域中へのワイヤレス電力受信機の配置を検出するための例示的な方法のフローチャート。
【図１５】[0027]  図１４の例示的な方法のさらなる態様を示す図。[0028]  図面に示す様々な特徴は一定の縮尺で描かれていないことがある。したがって、様々な特徴の寸法は、明快のために任意に拡大または縮小されていることがある。さらに、図面のいくつかは、所与のシステム、方法またはデバイスの構成要素のすべてを示しているとは限らない。最後に、本明細書および図の全体にわたって、同様の特徴を示すために同様の参照番号が使用されることがある。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[0029]  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実施形態のみ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。いくつかの事例では、いくつかのデバイスをブロック図の形式で示す。
【００１１】
[0030]  電力をワイヤレス伝達することは、物理的電気導体を使用せずに送信機から受信機に、電界、磁界、電磁界、またはそれ以外に関連付けられた任意の形態のエネルギーを伝達することを指し得る（たとえば、自由空間を通って電力が伝達され得る）。ワイヤレスフィールド（たとえば、磁界）への電力出力は、電力伝達を達成するために「受信アンテナ」によって受信され、キャプチャされ、または結合され得る。
【００１２】
[0031]  図１は、本発明の例示的な実施形態による、例示的なワイヤレス電力伝達システム１００の機能ブロック図である。エネルギー伝達を行うためのフィールド１０５を生成するための電源（図示せず）から送信機１０４に入力電力１０２が供給され得る。受信機１０８は、フィールド１０５に結合し、出力電力１１０に結合されたデバイス（図示せず）による蓄積または消費のための出力電力１１０を生成し得る。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（mutual resonant relationship）に従って構成される。受信機１０８の共振周波数および送信機１０４の共振周波数が実質的に同じであるか極めて近いとき、送信機１０４と受信機１０８との間の伝送損失は最小である。したがって、ワイヤレス電力伝達は、大きいコイルが極めて近い（たとえば、ｍｍ）ことを必要とし得る純誘導性ソリューション（purely inductive solution）とは対照的に、より長い距離にわたって行われ得る。したがって、共振誘導結合技法（Resonant inductive coupling technique）は、改善された効率と、様々な距離にわたる、様々な誘導性コイル構成（inductive coil configuration）を用いた電力伝達とを可能にし得る。
【００１３】
[0032]  受信機１０８は、送信機１０４によって生成されたエネルギーフィールド１０５中に受信機１０８があるとき、電力を受信し得る。フィールド１０５は、送信機１０４によって出力されたエネルギーが受信機１０５によってキャプチャされ得る領域に対応する。場合によっては、フィールド１０５は、以下でさらに説明するように送信機１０４の「ニアフィールド（near-field）」に対応し得る。送信機１０４は、エネルギー伝達を出力するための送信アンテナ１１４を含み得る。受信機１０８は、エネルギー伝達からのエネルギーを受信またはキャプチャするための受信アンテナ１１８をさらに含む。ニアフィールドは、送信アンテナ１１４から最小限に電力を放射する送信アンテナ１１４中の電流と電荷とから生じる、強い反応フィールド（reactive field）がある領域に対応し得る。場合によっては、ニアフィールドは、送信アンテナ１１４の約１波長（またはそれの分数）内にある領域に対応し得る。送信アンテナ１１４および受信アンテナ１１８は、それに関連付けられるべき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ファーフィールド（far field）に伝搬するのではなく、送信アンテナ１１４のフィールド１０５におけるエネルギーの大部分を受信アンテナ１１８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得る。フィールド１０５内に位置するとき、送信アンテナ１１４と受信アンテナ１１８との間に「結合モード（coupling mode）」が生じ得る。この結合が行われ得る送信アンテナ１１４および受信アンテナ１１８の周りのエリアを、本明細書では結合モード領域と呼ぶ。
【００１４】
[0033]  図２は、本発明の様々な例示的な実施形態による、図１のワイヤレス電力伝達システム１００において使用され得る例示的な構成要素の機能ブロック図である。送信機２０４は、発振器２２２と、ドライバ回路２２４と、フィルタおよび整合回路（matching circuit）２２６とを含み得る、送信回路２０６を含み得る。発振器２２２は、周波数制御信号２２３に応答して調整され得る、４６８．７５ＫＨｚ、６．７８ＭＨｚまたは１３．５６ＭＨｚなどの所望の周波数で信号を生成するように構成され得る。発振器信号は、たとえば、送信アンテナ２１４を送信アンテナ２１４の共振周波数で駆動するように構成されたドライバ回路２２４に与えられ得る。ドライバ回路２２４は、発振器２２２から矩形波を受信し、正弦波を出力するように構成されたスイッチング増幅器であり得る。たとえば、ドライバ回路２２４はクラスＥ増幅器であり得る。フィルタおよび整合回路２２６はまた、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２０４のインピーダンス（impedance）を送信アンテナ２１４に整合させるために含まれ得る。送信アンテナ２１４を駆動することの結果として、送信機２０４は、電子デバイスを充電するのにまたはそれに電力供給するのに十分なレベルで電力をワイヤレス出力し得る。一例として、供給される電力は、異なる電力要件をもつ異なるデバイスに電力供給するためまたはそれらを充電するために、たとえば３００ミリワット〜５ワット程度であり得る。より高い電力レベルまたはより低い電力レベルも供給され得る。
【００１５】
[0034]  受信機２０８は、図２に示されているようにバッテリー２３６を充電するために、または受信機１０８に結合されたデバイス（図示せず）に電力供給するために、ＡＣ電力入力からＤＣ電力出力を生成するために、整合回路２３２と、整流器およびスイッチング回路２３４とを含み得る、受信回路２１０を含み得る。整合回路２３２は、受信回路２１０のインピーダンスを受信アンテナ２１８に整合させるために含まれ得る。受信機２０８および送信機２０４は、別個の通信チャネル２１９（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ｚｉｇｂｅｅ、セルラーなど）上でさらに通信し得る。受信機２０８および送信機２０４は、代替的に、ワイヤレスフィールド２０６の特性を使用して帯域内送信（in-band signaling）を介して通信し得る。
【００１６】
[0035]  以下でより十分に説明するように、選択的に使用不能可能な（selectively disableable）関連付けられた負荷（たとえば、バッテリー２３６）を最初に有し得る受信機２０８は、送信機２０４によって送信され、受信機２０８によって受信された電力量が、バッテリー２３６を充電するのに適切であるかどうかを決定するように構成され得る。さらに、受信機２０８は、電力量が適切であると決定すると、負荷（たとえば、バッテリー２３６）を使用可能にするように構成され得る。いくつかの実施形態では、受信機２０８は、ワイヤレス電力伝達フィールドから受信された電力をバッテリー２３６の充電なしに直接利用するように構成され得る。たとえば、ニアフィールド通信（ＮＦＣ：near-field communication）または無線周波数識別デバイス（ＲＦＩＤなどの通信デバイスは、ワイヤレス電力伝達フィールドから電力を受信すること、ワイヤレス電力伝達フィールドと相互作用することによって通信すること、および／あるいは送信機２０４または他のデバイスと通信するために受信電力を利用することを行うように構成され得る。
【００１７】
[0036]  図３は、本発明の例示的な実施形態による、送信アンテナまたは受信アンテナ３５２を含む図２の送信回路２０６または受信回路２１０の一部分の概略図である。図３に示されているように、以下で説明するものを含む例示的な実施形態において使用される送信回路または受信回路３５０は、アンテナ３５２を含み得る。アンテナ３５２は、「ループ（loop）」アンテナ３５２と呼ばれること、またはそれとして構成されることもある。アンテナ３５２は、本明細書では「磁気（magnetic）」アンテナまたは誘導コイルと呼ばれること、またはそれとして構成されることもある。「アンテナ（antenna）」という用語は、概して、別の「アンテナ」に結合するためのエネルギーをワイヤレス出力または受信し得る構成要素を指す。アンテナは、電力をワイヤレス出力または受信するように構成されるタイプのコイルと呼ばれることもある。本明細書で使用する、アンテナ３５２は、電力をワイヤレス出力および／または受信するように構成されるタイプの「電力伝達構成要素（power transfer component）」の一例である。アンテナ３５２は、空芯またはフェライトコアなどの物理コア（図示せず）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３５２は、コアエリア内への他の構成要素の配置を可能にする。さらに、空芯ループは、送信アンテナ２１４（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２１４（図２）の平面内への受信アンテナ２１８（図２）の配置をより容易に可能にし得る。
【００１８】
[0037]  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得る。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、効率が影響を及ぼされることがあるとはいえ、エネルギーが伝達され得る。エネルギーの伝達は、送信アンテナ２１４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２１４コイルのフィールド１０５からのエネルギーを、このフィールド１０５が確立される近隣に存在する受信アンテナ２１８に結合することによって行われる。
【００１９】
[0038]  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。インダクタンスは、単にアンテナ３５２によって作成されるインダクタンスであり得るが、キャパシタンスは、所望の共振周波数で共振構造を作成するためにアンテナのインダクタンスに追加され得る。非限定的な例として、共振周波数で信号３５６を選択する共振回路を作成するために、キャパシタ３５２とキャパシタ３５４とが送信回路または受信回路３５０に追加され得る。したがって、直径がより大きいアンテナでは、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、共振を持続させるために必要なキャパシタンスの大きさは減少し得る。さらに、アンテナの直径が増加するにつれて、ニアフィールドの効率的なエネルギー伝達エリアは増加し得る。他の構成要素を使用して形成される他の共振回路も可能である。別の非限定的な例として、アンテナ３５０の２つの端末間にキャパシタが並列に配置され得る。送信アンテナの場合、アンテナ３５２の共振周波数に実質的に対応する周波数をもつ信号３５８が、アンテナ３５２への入力であり得る。
【００２０】
[0039]  一実施形態では、送信機１０４は、送信アンテナ１１４の共振周波数に対応する周波数をもつ時間変動磁界を出力するように構成され得る。受信機がフィールド１０５内にあるとき、時間変動磁界は受信アンテナ１１８中に電流を誘起し得る。上記で説明したように、受信アンテナ１１８が、送信アンテナ１１８の周波数で共振するように構成された場合、エネルギーは効率的に伝達され得る。受信アンテナ１１８中に誘起されたＡＣ信号は、負荷を充電するためまたはそれに電力供給するために与えられ得るＤＣ信号を生成するために、上記で説明したように整流され得る。
【００２１】
[0040]  図４は、本発明の例示的な実施形態による、図１のワイヤレス電力伝達システムにおいて使用され得る送信機４０４の機能ブロック図である。送信機４０４は、送信回路４０６と送信アンテナ４１４とを含み得る。送信アンテナ４１４は、図３に示されたアンテナ３５２であり得る。送信回路４０６は、発振信号（oscillating signal）を与えることによって、送信アンテナ４１４にＲＦ電力を供給し、その結果、送信アンテナ４１４の周りにエネルギー（たとえば、磁束）が生成され得る。送信機４０４は、任意の好適な周波数で動作し得る。例として、送信機４０４は、６．７８ＭＨｚ  ＩＳＭバンドで動作し得る。
【００２２】
[0041]  送信回路４０６は、送信回路４０６のインピーダンス（たとえば、５０オーム）を送信アンテナ４１４に整合させるための固定のインピーダンス整合回路４０９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射（harmonic emission）を低減するように構成された低域フィルタ（ＬＰＦ：low pass filter）４０８とを含み得る。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異なるフィルタトポロジ（filter topology）を含み得、また、アンテナ４１４への出力電力またはドライバ回路４２４によって引き出されるＤＣ電流など、測定可能な送信メトリックに基づいて変動され得る適応インピーダンス整合を含み得る。送信回路４０６は、発振器４２３によって決定されたＲＦ信号を駆動するように構成されたドライバ回路４２４をさらに含む。送信回路４０６は、個別デバイスまたは個別回路からなり得るか、あるいは代替的に、一体型アセンブリからなり得る。送信アンテナ４１４からの例示的なＲＦ電力出力は２．５ワット程度であり得る。
【００２３】
[0042]  送信回路４０６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４２３を選択的に使用可能にし、発振器４２３の周波数または位相を調整し、それらの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４１５をさらに含み得る。コントローラ４１５は、本明細書ではプロセッサ４１５と呼ばれることもあることに留意されたい。発振器位相および送信経路中の関係する回路の調整は、特に、ある周波数から別の周波数に遷移するとき、バンド外放射（out of band emission）の低減を可能にし得る。
【００２４】
[0043]  送信回路４０６は、送信アンテナ４１４によって生成されたニアフィールド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検知回路（load sensing circuit）４１６をさらに含み得る。例として、負荷検知回路４１６は、以下でさらに説明するように送信アンテナ４１４によって生成されたフィールド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得る、ドライバ回路４２４に流れる電流を監視する。ドライバ回路４２４に対する装荷（loading）の変化の検出は、エネルギーを送信するために発振器４２３を使用可能にすべきかどうか、およびアクティブ受信機と通信すべきかどうかを決定する際に使用するために、コントローラ４１５によって監視される。以下でより十分に説明するように、ドライバ回路４２４において測定される電流は、無効デバイスが送信機４０４のワイヤレス電力伝達領域内に位置するかどうかを決定するために使用され得る。
【００２５】
[0044]  送信アンテナ４１４は、リッツ線（Litz wire）を用いて、または抵抗損（resistive loss）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。一実装形態では、送信アンテナ４１４は、概して、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４１４は、概して、実際的な寸法にするための「ターン（turns）」を必要としないことがあり得る。送信アンテナ４１４の例示的な実装形態は、「電気的に小形（electrically small）」（すなわち、波長の分数）であり、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。
【００２６】
[0045]  送信機４０４は、送信機４０４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、送信回路４０６は、（本願明細書ではプロセッサとも呼ばれる）コントローラ４１５に接続された、存在検出器（presence detector）４８０、密閉型検出器（enclosed detector）４６０、またはそれらの組合せを含み得る。コントローラ４１５は、存在検出器４８０および密閉型検出器４６０からの存在信号に応答してドライバ回路４２４によって送出される電力量を調整し得る。送信機４０４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４０４に好適な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、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】
[0046]  非限定的な例として、存在検出器４８０は、送信機４０４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検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４０４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、それにより、送信機４０４の駆動点インピーダンスに変化が生じる。
【００２８】
[0047]  別の非限定的な例として、存在検出器４８０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４１４が特定の周波数で送信し得る電力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４１４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中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４１４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４１５は、人間存在に応答して送信アンテナ４１４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４１４の電磁界からの規制距離の外部にいるとき、送信アンテナ４１４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】
[0048]  非限定的な例として、（本明細書では密閉型コンパートメント検出器または密閉型空間検出器とばれることもある）密閉型検出器４６０は、エンクロージャが閉状態または開状態であるときを決定するための検知スイッチなどのデバイスであり得る。密閉状態にあるエンクロージャ中に送信機があるとき、送信機の電力レベルは増大させられ得る。
【００３０】
[0049]  本開示の１つまたは複数の態様によれば、負荷検知回路４１６は、受信機が送信機４０４の充電領域中に配置されたことに応答して、それぞれ、印加されるかまたは送信機４０４および受信機（たとえば、図５の受信機５０８）の送信コイルと受信コイルとの間で変えられるフィールドから生じる、動的インピーダンス変化（dynamic impedance change）を検出するように構成された回路を含み得る。一実装形態では、負荷検知回路４１６は、送信機にもたらされたインピーダンスの変化を検出するように構成された回路を含み得、変化は、受信機が充電領域中に配置されたことに応答して、充電領域に印加されるかまたは送信コイルと受信コイルとの間で変えられるフィールドから生じる。関係する態様では、負荷検知回路４１６は、時間間隔内の（必ずしも反復波形または形状を含むとは限らない）インピーダンス変化パターン（impedance change pattern）および／または時間間隔内のインピーダンス応答（impedance response）のタイプを検出し得る。たとえば、動的インピーダンス変化は、フィールドの初期印加中（during initial application）に受信機のキャパシタ（たとえば、フィルタキャパシタ）の充電に関連付けられた特性波形（characteristic waveform）を認識することによって。さらなる関係する態様では、特性波形は、出力インピーダンス、送信機電流、および／または送信機電圧に関係するかまたはそれらに基づき得る。たとえば、特性波形は、受信機への送信機電流における過渡スパイク（transient spike）を含み得る。負荷検知回路（load sensing circuit）４１６は、受信機が充電領域中にあることに応答して、送信機４０４を省電力モード（power-save mode）から完全充電モード（full-charging mode）に切り替えるために、コントローラ４１５とともに動作し得る。
【００３１】
[0050]  関係する態様では、負荷検知回路４１６などは、図示されたかまたはそれ以外の、送信機４０４の１つまたは複数の構成要素とともに動作し得る。さらなる関係する態様では、負荷検知回路４１６などは、図７Ａ〜図１３を参照しながら以下でさらに詳細に説明する特徴に従って、４０４送信機の充電領域中への受信機の配置を検出するように構成され得る。
【００３２】
[0051]  例示的な実施形態では、送信機４０４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４０４は、ユーザが決定した時間量の後に遮断するようにプログラムされ得る。この特徴は、送信機４０４、特にドライバ回路４２４が、それの周囲内のワイヤレスデバイスが完全に充電された後、長く動作することを防ぐ。このイベントは、リピータまたは受信アンテナ２１８のいずれかから送られた、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４０４の周囲内に別のデバイスが配置された場合、送信機４０４が自動的に停止するのを防ぐために、送信機４０４の自動遮断特徴は、それ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決定し、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、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くなり得る。
【００３３】
[0052]  図５は、本発明の例示的な実施形態による、図１のワイヤレス電力伝達システムにおいて使用され得る受信機５０８の機能ブロック図である。受信機５０８は、受信アンテナ５１８を含み得る受信回路５１０を含む。受信機５０８は、さらに、それに受信電力を供給するためにデバイス５５０に結合する。受信機５０８は、デバイス５５０の外部にあるものとして示されているが、デバイス５５０に組み込まれ得ることに留意されたい。エネルギーは、受信アンテナ５１８にワイヤレスに伝搬され、次いで、受信回路５１０の残部を通してデバイス５５０に結合され得る。例として、充電デバイスとしては、モバイルフォン、ポータブル音楽プレーヤ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、コンピュータ周辺デバイス、通信デバイス（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデバイス）、デジタルカメラ、補聴器（または他の医療デバイス）などのデバイスがあり得る。
【００３４】
[0053]  受信アンテナ５１８は、送信アンテナ４１４（図４）と同じ周波数で、または周波数の指定された範囲内で共振するように同調させられ得る。受信アンテナ５１８は、送信アンテナ４１４と同様に寸法決定され得、または関連付けられたデバイス５５０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５５０は、送信アンテナ４１４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５１８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、受信コイルのインピーダンスを増加させるために、多巻きコイルとして実装され得る。例として、受信アンテナ５１８は、アンテナ直径を最大にし、受信アンテナ５１８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５５０の実質的な外周の周りに配置され得る。
【００３５】
[0054]  受信回路５１０は、受信アンテナ５１８に対するインピーダンス整合を行い得る。受信回路５１０は、受信されたＲＦエネルギー源を、デバイス５５０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５０６を含む。電力変換回路５０６は、ＲＦ−ＤＣ変換器５２０を含み得、ＤＣ−ＤＣ変換器５２２をも含み得る。ＲＦ−ＤＣ変換器５２０は、受信アンテナ５１８において受信されたＲＦエネルギー信号を、Ｖrectによって表される出力電圧をもつ非交流電力に整流する。ＤＣ−ＤＣ変換器５２２（または他の電力レギュレータ）は、整流されたＲＦエネルギー信号を、ＶoutおよびＩoutによって表される出力電圧および出力電流をもつ、デバイス５５０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、レギュレータ、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。
【００３６】
[0055]  受信回路５１０は、受信アンテナ５１８を電力変換回路５０６に接続するため、または代替的に電力変換回路５０６を切断するためのスイッチング回路５１２をさらに含み得る。電力変換回路５０６から受信アンテナ５１８を切断することは、デバイス５５０の充電を中断するだけでなく、送信機４０４（図２）から「見た」「負荷」を変化させる。
【００３７】
[0056]  上記で開示したように、送信機４０４は、送信機ドライバ回路４２４に供給されたバイアス電流の変動を検出し得る負荷検知回路４１６を含む。したがって、送信機４０４は、受信機が送信機のニアフィールド中に存在するときを決定するための機構を有する。
【００３８】
[0057]  複数の受信機５０８が送信機のニアフィールド中に存在するとき、他の受信機がより効率的に送信機に結合することを可能にするために、１つまたは複数の受信機の装荷および除荷（loading and unloading）を時間多重化することが望ましいことがある。受信機５０８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。受信機のこの「除荷（unloading）」を、本明細書では「クローキング（cloaking）」とも呼ぶ。さらに、受信機５０８によって制御され、送信機４０４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５０８から送信機４０４への通信機構を与え得る。さらに、受信機５０８から送信機４０４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秒程度であり得る。
【００３９】
[0058]  例示的な実施形態では、送信機４０４と受信機５０８との間の通信は、従来の双方向通信（すなわち、結合フィールドを使用したバンド内シグナリング）ではなく、デバイス検知および充電制御機構を指す。言い換えれば、送信機４０４は、ニアフィールド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送信信号のオン／オフキーイングを使用し得る。受信機は、エネルギーのこれらの変化を送信機４０４からのメッセージと解釈し得る。受信機側から、受信機５０８は、フィールド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５１８の同調および離調を使用し得る。場合によっては、同調および離調は、スイッチング回路５１２を介して達成され得る。送信機４０４は、フィールドから使用される電力のこの差を検出し、これらの変化を受信機５０８からのメッセージと解釈し得る。送信電力の変調および負荷挙動の他の形式が利用され得ることに留意されたい。
【００４０】
[0059]  受信回路５１０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、受信され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５１４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５１４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）の送信を検出し、ワイヤレス充電のための受信回路５１０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５１０内の無電力供給回路または電力消耗回路（power depleted circuit）のいずれかをアウェイクさせるための公称電力にするために使用され得る。
【００４１】
[0060]  受信回路５１０は、本明細書で説明するスイッチング回路５１２の制御を含む、本明細書で説明する受信機５０８のプロセスを協調させるためのプロセッサ５１６をさらに含む。受信機５０８のクローキングは、デバイス５５０に充電電力を供給する外部ワイヤード充電源（たとえば、ウォール（wall）／ＵＳＢ電力）の検出を含む他のイベントの発生時にも行われ得る。プロセッサ５１６はまた、受信機のクローキングを制御することに加えて、ビーコン状態を決定し、送信機４０４から送られたメッセージを抽出するためにビーコン回路５１４を監視し得る。プロセッサ５１６はまた、性能の改善のためにＤＣ−ＤＣ変換器５２２を調整し得る。
【００４２】
[0061]  図６は、図４の送信回路４０６において使用され得る送信回路６００の一部分の概略図である。送信回路６００は、図４において上記で説明したようにドライバ回路６２４を含み得る。上記で説明したように、ドライバ回路６２４は、矩形波を受信し、送信回路６５０に与えられるべき正弦波を出力するように構成され得るスイッチング増幅器であり得る。場合によっては、ドライバ回路６２４は増幅器回路と呼ばれることがある。ドライバ回路６２４は、クラスＥ増幅器として示されているが、任意の好適なドライバ回路６２４が本発明の実施形態に従って使用され得る。ドライバ回路６２４は、図４に示されているように発振器４２３からの入力信号６０２によって駆動され得る。ドライバ回路６２４はまた、送信回路６５０を通して送出され得る最大電力を制御するように構成された駆動電圧ＶDを供給され得る。高調波をなくすかまたは低減するために、送信回路６００はフィルタ回路６２６を含み得る。フィルタ回路６２６は、３極（キャパシタ６３４、インダクタ６３２、およびキャパシタ６３６）ローパスフィルタ回路６２６であり得る。
【００４３】
[0062]  フィルタ回路６２６によって出力された信号は、アンテナ６１４を備える送信回路６５０に与えられ得る。送信回路６５０は、ドライバ回路６２４によって与えられるフィルタ処理された信号の周波数で共振し得る、（たとえば、アンテナのインダクタンスまたはキャパシタンス、あるいは追加のキャパシタ構成要素に起因し得る）キャパシタンス６２０およびインダクタンスを有する直列共振回路を含み得る。送信回路６５０の負荷は、可変抵抗器６２２によって表され得る。負荷は、送信回路６５０からの電力を受信するように位置するワイヤレス電力受信機５０８の機能であり得る。
【００４４】
[0063]  本開示を用いて、たとえば、充電パッド（charging pad）など、ワイヤレス電力送信機の充電領域中の（１つまたは複数の）電力受信機の検出の以下の態様を改善することが望ましい。ワイヤレス電力システムを用いて、充電パッドの充電領域中に配置されたデバイスを検出することが望ましい。いくつかのワイヤレス充電器は、充電パッド上にデバイスがないとき、低電力状態に進む。このことは静止電力散逸（quiescent power dissipation）を低減し、それにより、たとえば、数日の過程にわたってなど、総合効率が高まる。
【００４５】
[0064]  しかしながら、充電器パッド（charger pad）がこの低電力状態にあるとき、ＲＦエネルギーは、不在であるか、大部分の時間の間不在であるか、または充電器パッドがオンにされるときよりもはるかに低いレベルであり得るので、デバイスが充電領域中に配置されることを検出することがより困難になり得る。これは、ユーザがデバイスをパッド上に配置し、充電器パッドがオンに戻らず、またはオンに戻るのに長い時間がかかることがあることを意味する。これにより、充電の遅延が生じ、ユーザエクスペリエンス（user experience）が不十分になることがある。
【００４６】
[0065]  これが克服される１つの方法は、デバイスが充電領域中に配置されたことによって充電器のＲＦフィールド上に配置された負荷を、測定することによるものである。充電器が（弱いフィールドまたは間欠的なフィールドでも）充電フィールドを生成するとき、そのフィールド内の物体は、観測されたインピーダンスの変化を引き起こす。充電器が、ある限界を超えるインピーダンスの変化を検出した場合、充電器は、オンになり、負荷に電力供給することができる。本明細書で使用する、インピーダンスは、実数インピーダンス（抵抗（resistance））および／または虚数インピーダンス（リアクタンス（reactance））の両方を指し得る。システムは、デバイスが充電領域中に配置されたとき、電源投入する目的でいずれかのタイプのインピーダンスの変化を検出または観測するように構成され得る。
【００４７】
[0066]  上記で説明した手法は多くの場合に機能し得るが、問題が起こり得る状況がある。たとえば、大きい充電パッド上に配置された小さいデバイスは、充電し始めるように充電パッドにシグナリングするかまたはそれをトリガするのに十分なインピーダンス変化を生成しないことがある。別の例では、充電パッド（または受信デバイス）のいくつかの設計は、効率を改善するためにインピーダンス変化を最小限に抑えることが明確に意図され得る。また別の例では、充電器パッド上の異物（たとえば、コイン、キーなど）は、充電領域中にデバイスがない場合にシステムに充電を開始させ得る、リアクタンスシフト（reactance shift）を生じることがある。
【００４８】
[0067]  充電パッドなどの上／近くの電力受信デバイスを検出するための既存の手法の問題を克服するために、本開示は改善について以下で説明する。本開示では、以下の説明する以下の方法および手法は、単独でまたは任意の組合せで使用され得る。
【００４９】
[0068]  本開示の一態様によれば、電力受信デバイスを検出するために、電力受信デバイスの定常状態インピーダンスとは異なるパラメータを測定することを伴う技法が提供される。ワイヤレス電力受信機は、受信されたＲＦエネルギーを有用なＤＣ電力に変換するための整流およびフィルタ処理を含む。これは、初期電源投入において、フィルタキャパシタは、定常状態動作中に検出されるであろうものよりもはるかに低いインピーダンスをもたらし得ることを意味する。この一時的な低インピーダンスの影響は、検出され、たとえば、デバイスが充電パッド上に配置されたかどうかを決定するために使用され得る。たとえば、定常状態動作におけるものに対して、初期電源投入における電力受信デバイスのフィルタキャパシタのはるかに低いインピーダンスは、過渡または短期インピーダンス変化の形式で測定可能または検出可能な効果を生じ得る。
【００５０】
[0069]  この手法にはいくつかの利点がある。第１に、無負荷パッドが送信機にとって開回路のように見えるので、荷電されていないキャパシタによってもたらされる略短絡回路が、はるかに大きいインピーダンス変化を生じることになり、それを検出するのをより容易にする。第２に、異物（たとえば、コイン）は概して整流器またはキャパシタを含んでいないので、この短期インピーダンス変化は、充電パッド上の新しい物体が、事実上、電力受信機であり、コインなどでないことを確認するための有効な方法である。多くの異物は、金属を含んでおり、インピーダンス変化を生じることになる。第３に、短期インピーダンス変化を検出するための手法は、受信機側の特殊なまたは追加のハードウェアを必要としない。
【００５１】
[0070]  図７は、左側にある送信機７１０と、右側の受信機７２０とをもつ例示的なワイヤレス電力システム７００の簡略図を与える。送信機７１０は、次には（図６中の送信回路６５０のインダクタ６１４に対応する）インダクタ７１６に結合される、（図６中の送信回路６５０のキャパシタ６２０に対応するキャパシタ７１４に結合された（図６中のドライバ回路６２４のスイッチング増幅器に対応する）電力増幅器（ＰＡ）７１２を含み、ここにおいて、キャパシタ７１４とインダクタ７１６とはまとめて、図６中のドライバ回路６２４によって与えられるフィルタ処理された信号の周波数で共振し得る、キャパシタンス６２０とインダクタ６１４とを有する直列共振回路として機能するかまたはそれに対応し得る。送信機７１０のキャパシタ７１４とインダクタ７１６とは、ワイヤレス電力を受信機７２０に結合するための磁界を生成するために使用されるコイルからインダクタ７１６が形成され得る、共振回路を形成する。
【００５２】
[0071]  受信機７２０は、（図３中のキャパシタ３５４またはキャパシタ３５６に対応する）キャパシタ７２４に結合された（コイルから形成され、インダクタ７１６からのワイヤレス電力に結合し、それを受信し得、図５中の受信機５００のアンテナ５１８に対応し得る）インダクタ７２２を含み、ここにおいて、インダクタ７２２とキャパシタ７２４とは、受信機７２０において共振回路を形成し、共振回路の共振周波数を決定する。共振周波数は、次には、整流器のダイオード７２６、７２８に結合される。ダイオード７２８のカソードおよびダイオード７２８のアノードは、キャパシタＣRECT７３０に結合される。ダイオード７２６、７２８およびキャパシタＣRECT７３０は、（図５中の電力変換回路５０６のＲＦ−ＤＣ変換器５２０に対応する）ＲＦ−ＤＣ変換器を形成するかまたはそれの一部であり得る。キャパシタＣRECT７３０は、次には、ＲLOAD７３２に並列に結合され得る。ＺOUTPUTは、整流器を見て（looking into the rectifier）ＰＡ７１２によって観測された出力インピーダンスに対応する。
【００５３】
[0072]  図８に、送信共振器および受信共振器における結合と損失とが抵抗ＲTX８１０およびＲRX８２０として示される、ワイヤレス充電回路８００のなお一層簡略化された図を示す。受信機において、ダイオード８３０はキャパシタＣRECT７３０に結合される。残りの回路構成要素は、図７を参照しながら上記で説明したものと同様である。抵抗とキャパシタとの組合せが、予測可能な時定数をもつＲＣネットワークを形成し得ることに留意されたい。左側の増幅器からのこのＲＣネットワークを見たとき（looking into this RC network）、観測されたインピーダンスは、低から始まり、次いで、キャパシタが充電し始めるにつれて上昇することになる。
【００５４】
[0073]  低から始まり、次いで上昇する観測されたインピーダンスの効果が図９Ａに示されている。空のパッドの場合にＰＡが最初にオンになるとき、通常、ＰＡは、経時的に同じインピーダンスを見る。抵抗が、変化しない特定の値であることが検知される。パッド上の異物の場合、検知される抵抗は、異なるが、不変または一定のままであり得る。複素インピーダンスが抵抗とリアクタンスの両方を含み、ここにおいて、抵抗値および／またはリアクタンス値は変化することがあることに留意されたい。
【００５５】
[0074]  図９Ｂに示す例では、増幅器がオンになるとき、ワイヤレス電力受信機がパッド上にある。キャパシタが、充電するのに有限量の時間を必要とすることにより、インピーダンスは、低から始まり、次いで最終定常状態値までランプアップ（ramp up）する。システム、またはそれの（１つまたは複数の）構成要素は、これらの特定のタイプまたはパターンの応答を観測し、図９Ａの場合はパッド上の有効デバイス（valid device）を表さないと決定し、システムが低電力状態のままであるべきであると決定するように構成され得る。代替として、または追加として、システム、またはそれの（１つまたは複数の）構成要素は、図９Ｂの場合はパッド上の有効デバイスを表すと決定し、システムが低電力状態から完全電力／充電状態に遷移すべきであると決定するように構成され得る。
【００５６】
[0075]  場合によっては、送信機は、出力インピーダンスを直接測定することができないことがある。そのようなシナリオでは、システム、またはそれの（１つまたは複数の）構成要素は、たとえば、送信機ＰＡ入力電流、送信機ＰＡ入力電圧などのプロキシ値（proxy value）を測定するように構成され得る。低いインピーダンスへの動作中、送信機は、一般に、より多くの電流を使用することになり、観測されたインピーダンスと同じ様式で検出され、使用され得るより高い電流の過渡スパイクが生じる。図１０Ａに、充電パッドの充電領域中に電力受信デバイスがない例示的な場合の、経時的な送信機電流を示す。図１０Ｂに、充電領域中の電力受信デバイスに送信機電流が送出される例示的な場合の、経時的な送信機電流を示す。図示のように、充電パッド（charging pad）の充電領域中に有効ワイヤレス電力受信機（valid wireless power receiver）がある場合、より高い電流の過渡スパイクが観測される。システム、またはそれの（１つまたは複数の）構成要素は、これらの特定のタイプまたはパターンの応答を観測し、図１０Ａの場合はパッド上の有効デバイスを表さないと決定し、システムが低電力状態のままであるべきであると決定するように構成され得る。代替として、または追加として、システム、またはそれの（１つまたは複数の）構成要素は、図１０Ｂの場合はパッド上の有効デバイスを表すと決定し、システムが低電力状態から完全電力／充電状態に遷移すべきであると決定するように構成され得る。
【００５７】
[0076]  図１１Ａに、空の充電パッドの場合の、送信機のＰＡ入力電流１１１０、１１１２およびＡＣ結合されたＰＡ入力電圧１１２０、１１２２の例示的なテスト測定値を示す。トレース（trace）１１１２および１１２２は、それぞれ、トレース１１１０および１１２０のズームインされたビューに対応する。電流が最終値まで上昇することに留意されたい。ここでの遅延は、電流検知回路の低バンド幅によって生じる。図１１Ｂに、充電パッド上にワイヤレスデバイスが配置されたときの、送信機の電流１１３０、１１３２および電圧１１４０、１１４２の例示的な測定値を示す。トレース１１３２および１１４２は、それぞれ、トレース１１３０および１１４０のズームインされたビューに対応する。電流における初期スパイクは、キャパシタを充電することによって生じた低いインピーダンスに起因することに留意されたい。
【００５８】
[0077]  図１２Ａ〜図１２Ｂでは、送信機のＰＡ入力電流１２１０、１２１２およびＡＣ結合されたＰＡ入力電圧１２２０、１２２２が同じく測定される。トレース１２１２および１２２２は、それぞれ、トレース１２１０および１２２０のズームインされたビューに対応する。図１２Ａの例では、それの整流器およびキャパシタが切断された場合のワイヤレス電力受信機を使用することによって、（たとえば、適切な受信回路をもたない金属物体または何らかの他のデバイスであり得る）不正なデバイスがシミュレートされている。したがって、不正なデバイスは開回路のように「見える」。図１２Ａの不正なデバイスの例が、図１１Ａの空のパッドの場合に極めて類似して見えることに留意されたい。場合など、有効デバイスは検出されないであろう。図１２Ｂの例では、整流器およびキャパシタは再接続されており、送信機の電流１２３０、１２３２および電圧１２４０、１２４２が同じく測定される。トレース１２３２および１２４２は、それぞれ、トレース１２３０および１２４０のズームインされたビューに対応する。再び、低いインピーダンスに起因する電流における初期スパイクは、キャパシタを充電することによって生じることに留意されたい。そのようなスパイクをもつ特性波形は、有効デバイスの検出を可能および容易にする。
【００５９】
[0078]  図１３は、本開示の例示的な実施形態による、ワイヤレス電力送信機の充電領域中へのワイヤレス電力受信機の配置を検出するためのデバイス１３００の機能ブロック図である。一例では、デバイス１３００は、送信コイル１３１２を備え、受信機の受信コイルに電力をワイヤレス送信するように構成された、送信回路１３１０を含み得る。送信回路１３１０は、それの詳細が上記でさらに詳細に与えられた、図４の送信機４０４および／または図６の送信回路６００の１つまたは複数の構成要素を含み得る。
【００６０】
[0079]  またさらなる関係する態様では、送信回路１３１０は、待機電力を低減しながら、送信回路１３１０の充電領域中への物体の配置によって生じた出力インピーダンスの変化を検出するための低電力ビーコン送信機１３１４を含み得る。ビーコン送信機１３１４は、インピーダンスの変化を検出するために、送信回路１３１０の共振器にショートビーコン（short beacon）を周期的に印加するように構成され得る。ショートビーコンを用いて、デバイス１３００は、検出された出力インピーダンスのリアクタンス変化および／または抵抗変化を検知することが可能であるものとする。低電力ビーコン送信機１３１４は、ショートビーコンを用いて負荷変動を検出すると、高電力状態を開始するようにさらに構成され得る。たとえば、負荷変動を検出したことに応答して、送信機１３１４は、ショートビーコンよりもより長いかまたはより高い電力を有し得る、「ロング（long）」ビーコンを印加するように構成され得る。「ロング」ビーコンは、送信機１３１４が高電力状態を開始することを可能にするために、受信機が、送信機との通信を確立するのに十分な電力を有することを可能にするのに十分な電力を、受信機に供給し得る。関係する態様では、ビーコン送信機１３１４は、送信回路１３１０ではなく（以下で説明する）検出回路１３２０の一部であり得る。また、ビーコン送信機１３１４は、別個の低電力送信機であり得、または代替的に、低電力で動作させられる１次電力送信機であり得る。
【００６１】
[0080]  デバイス１３００はまた、送信機にもたらされたインピーダンスの変化を検出するように構成された検出回路１３２０を含み得、変化は、受信機が充電領域中に配置されたことに応答して、充電領域に印加されるかまたは送信コイルと受信コイルとの間で変えられるフィールドから生じる。たとえば、検出回路１３２０は、それの詳細が上記でさらに詳細に与えられた、図４の送信機４０４の負荷検知回路４１６などに対応するかまたはそれを含み得る。関係する態様では、検出回路１３２０は、フィールドの初期印加中の受信機のキャパシタ（たとえば、フィルタキャパシタ）の充電に関連付けられた（たとえば、受信機への送信機電流における過渡スパイクを含んでいる）特性波形を認識するための波形検出器（waveform detector）１３２２を含み得る。波形は、出力インピーダンス、送信機電流、および／または送信機電圧に関係するかまたはそれらに基づき得る。より一般に、検出回路１３２０は、所与の時間間隔または期間内に（たとえば、インピーダンス応答測定または電流応答測定のいずれかを介して）インピーダンス変化パターンまたはインピーダンス応答のタイプを検出するように構成され得る。特定のタイプのインピーダンス変化／波形を検出するための時間間隔／期間は、ショートビーコン中に起こり得る。
【００６２】
[0081]  さらなる関係する態様では、検出回路１３２０は、測定された出力インピーダンス（たとえば、図９Ｂ中のトレース）などの傾斜（slope）を検出するための傾斜検出器回路（slope detector circuit）１３２４を含み得る。またさらなる関係する態様では、検出回路１３２０は、（１つまたは複数の）波形をサンプリングし、サンプリングされた（１つまたは複数の）波形における信号パラメータを決定するための任意の処理／フィルタ処理を実行するようにそれの中にプログラムされたデジタル信号処理１３２８を随意に有し得る、専用プロセッサ１３２６を含み得る。またさらなる関係する態様では、上記の処理タスクは、既存のプロセッサのリソースを共有し得る。さらなる関係する態様では、ビーコン送信機１３１４は、送信回路１３１０ではなく検出回路１３２０の一部であり得る。
【００６３】
[0082]  図１４は、本開示の１つまたは複数の態様による、ワイヤレス充電のための、より詳細には、ワイヤレス電力送信機の充電領域中へのワイヤレス電力受信機の配置を検出するための例示的な方法１４００のフローチャートを与える。本明細書では、方法１４００を特定の順序に関して説明しているが、様々な実装形態では、本明細書の（１つまたは複数の）ステップまたは（１つまたは複数の）特徴は、異なる順序で実行され得るか、または省略され得るか、または追加の（１つまたは複数の）ステップ／（１つまたは複数の）特徴を含み得る。たとえば、方法１４００は、ワイヤレス電力送信機（たとえば、図１３のデバイス１３００）またはそれの（１つまたは複数の）構成要素によって動作可能であり得る。
【００６４】
[0083]  方法１４００は、１４１０において、送信回路の送信コイルを介して、充電領域に印加されたワイヤレスフィールドを介して受信機の受信コイルに電力を送信することを伴い得る。一実装形態では、ブロック１４１０は、図１３の送信回路１３１０またはそれの（１つまたは複数の）構成要素によって実行され得る。方法１４００は、１４２０において、受信機が充電領域中に配置されたことに応答して、充電領域に印加されるかまたは送信コイルと受信コイルとの間で変えられるフィールドから生じる、特性波形を検出することを伴い得る。一実装形態では、ブロック１４２０は、図１３の検出回路１３２０またはそれの（１つまたは複数の）構成要素によって実行され得る。特性波形は、フィールドの初期印加中の受信機のキャパシタの充電に関連付けられ得、受信機が充電領域中に配置されたことに応答して送信機の送信回路にもたらされるインピーダンスの変化に少なくとも部分的に基づき得ることに留意されたい。
【００６５】
[0084]  図１５を参照すると、随意である、方法１４００を実行するために必要とされない方法１４００のさらなる動作または態様が示されている。方法１４００が図１５の少なくとも１つのブロックを含む場合、方法１４００は、必ずしも、図示され得るいかなる（１つまたは複数の）後続のダウンストリームブロックをも含む必要なしに、少なくとも１つのブロックの後に終了し得る。関係する態様では、ブロック１４２０は、１４３０において、フィールドの初期印加中に受信機のキャパシタの充電に関連付けられたインピーダンスパターン変化を認識することを伴い得る。
【００６６】
[0085]  さらなる関係する態様では、特性波形は、送信機電圧および送信機電流に基づいて計算された抵抗における過渡スパイクを備え得、送信機電圧はＡＣ電圧を備え得、送信機電流はＡＣ電流を備える。たとえば、ブロック１４２０は、１４４０において、ＡＣ経路中の実質的に同じポイントにおいてＡＣ電圧とＡＣ電流とを測定することを伴い得る。別の例では、ブロック１４２０は、１４５０において、ＡＣ経路中の第１のポイントにおいてＡＣ電流を測定することを伴い得、前記ＡＣ電流は、ＡＣ電圧が測定されるＡＣ経路中の第２のポイントにおいて測定される対応するＡＣ電流に対して、振幅または位相（amplitude or phase）のうちの少なくとも１つにおいて既知の関係（known relation）を有する。
【００６７】
[0086]  またさらなる関係する態様では、特性波形は、送信機電圧および送信機電流に基づいて計算された抵抗（resistance）における過渡スパイクを備え得、送信機電圧はＤＣ電圧を備え得、送信機電流はＤＣ電流を備える。たとえば、ブロック１４２０は、１４６０において、ＤＣ経路中の第１のポイントにおいてＤＣ電流を測定することを伴い得、前記ＤＣ電流は、ＤＣ電圧が測定される第２のポイントにおいて測定される対応するＤＣ電流に対して値において既知の関係を有する。
【００６８】
[0087]  またさらなる関係する態様では、方法１４００は、１４７０において、受信機が充電領域中にあることに応答して、送信機を省電力モードから高電力モード（higher power mode）に切り替えることをさらに伴い得る。
【００６９】
[0088]  上記で説明した方法の様々な動作は、様々な（１つまたは複数の）ハードウェアおよび／またはソフトウェア構成要素、回路、および／または（１つまたは複数の）モジュールなど、それらの動作を実行することが可能な任意の好適な手段によって実行され得る。概して、図に示したどの動作も、その動作を実行することが可能な対応する機能的手段によって実行され得る。一態様では、充電領域に印加されたワイヤレスフィールドを介して受信機の受信コイルに電力を送信するための手段は、たとえば、送信コイル、ビーコン送信機、電力増幅器、および／または送信回路の他の（１つまたは複数の）構成要素を備え得る。
【００７０】
[0089]  別の態様では、受信機が充電領域中に配置されたことに応答して、特性波形を検出するための手段は、たとえば、負荷検知回路、フィールドの初期印加中の受信機のキャパシタの充電に関連付けられた特性波形を認識するための波形検出器、測定された出力インピーダンスの傾斜を検出するための傾斜検出器（slope detector）、専用プロセッサ／コントローラ、および／または検出回路の他の（１つまたは複数の）構成要素を備え得る。
【００７１】
[0090]  また別の態様では、特性波形を検出するかまたはフィールドの初期印加中の受信機のキャパシタの充電に関連付けられたインピーダンス変化パターンを認識するための手段は、たとえば、フィールドの初期印加中の受信機のキャパシタの充電に関連付けられた（たとえば、受信機への送信機電流における過渡スパイクを含む）特性波形またはパターンを認識するための波形検出器を備え得る。
【００７２】
[0091]  さらに別の態様では、ＡＣ経路中の実質的に同じポイントにおいてＡＣ電圧とＡＣ電流とを測定するための手段は、たとえば、負荷検知回路、波形検出器、傾斜検出器、プロセッサ／コントローラ、および／または検出回路の他の（１つまたは複数の）構成要素を備え得る。
【００７３】
[0092]  別の態様では、ＡＣ経路中の第１のポイントにおいてＡＣ電流を測定するための手段は、たとえば、負荷検知回路、波形検出器、傾斜検出器、プロセッサ／コントローラ、および／または検出回路の他の（１つまたは複数の）構成要素を備え得る。
【００７４】
[0093]  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。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。
【００７５】
[0094]  本明細書で開示した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、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはその両方の組合せとして実装され得る。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、およびステップについて、上記では概してそれらの機能に関して説明した。そのような機能がハードウェアとして実装されるか、ソフトウェアとして実装されるかは、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。説明した機能は、特定の適用例ごとに様々な方法で実装され得るが、そのような実装の決定は、本発明の実施形態の範囲からの逸脱を生じるものと解釈されるべきではない。
【００７６】
[0095]  本明細書で開示した実施形態に関して説明した様々な例示的なブロック、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施され得る。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。
【００７７】
[0096]  本明細書で開示した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および機能は、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。ソフトウェアで実装される場合、機能は、１つまたは複数の命令またはコードとして有形の非一時的コンピュータ可読媒体（tangible, non transitory computer-readable medium）上に記憶されるか、あるいは有形の非一時的コンピュータ可読媒体を介して送信され得る。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（登録商標））、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。記憶媒体は、プロセッサがその記憶媒体から情報を読み取り、その記憶媒体に情報を書き込み得るように、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に一体化され得る。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）、レーザーディスク（登録商標）（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ｂｌｕ  ｒａｙ（登録商標）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、データをレーザー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まれるべきである。プロセッサおよび記憶媒体はＡＳＩＣ中に存在し得る。ＡＳＩＣはユーザ端末中に存在し得る。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存在し得る。
【００７８】
[0097]  本開示を要約するために、本発明のいくつかの態様、利点および新規の特徴について、本明細書で説明してきた。本発明の特定の実施形態に従って、必ずしもすべてのそのような利点が達成されるとは限らないことを理解されたい。したがって、本発明は、必ずしも、本明細書で教示されるか、または示唆され得る他の利点を達成する必要なしに、本明細書で教示する１つの利点または利点のグループを達成するか、または最適化する形で実施されるか、または行われ得る。
【００７９】
[0098]  上記で説明した実施形態の様々な変更は容易に明らかになるものであり、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、本明細書で示した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に合致する最も広い範囲を与えられるべきである。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[Ｃ１]  ワイヤレス電力送信機の充電領域におけるワイヤレス電力受信機の配置を検出するためのデバイスであって、
送信コイルを備え、前記充電領域に印加されたワイヤレスフィールドを介して前記受信機の受信コイルに電力をワイヤレス送信するように構成された送信回路と、
前記受信機が前記充電領域中に配置されたことに応答して、印加されるかまたは前記送信コイルと前記受信コイルとの間で変えられる前記フィールドから生じる、波形の特性を検出するように構成された検出回路とを備える、デバイス。
[Ｃ２]  前記波形の前記特性は、前記フィールドの初期印加中の前記受信機のキャパシタの充電に関連付けられ、前記受信機が前記充電領域中に配置されたことに応答して、前記送信機の前記送信回路にもたらされるインピーダンスの変化に少なくとも部分的に基づく、Ｃ１に記載のデバイス。
[Ｃ３]  前記波形の前記特性が、前記フィールドの初期印加中の前記受信機のキャパシタの充電に関連付けられたインピーダンス変化パターンを示す、Ｃ１に記載のデバイス。
[Ｃ４]  前記波形の前記特性が、送信機電流における過渡スパイクを備える、Ｃ１に記載のデバイス。
[Ｃ５]  前記送信機電流が、前記送信機の電力増幅器（ＰＡ）へのＤＣ電流を備える、Ｃ４に記載のデバイス。
[Ｃ６]  前記波形の前記特性が、送信機電圧における過渡スパイクまたは発振（oscillation）を備える、Ｃ１に記載のデバイス。
[Ｃ７]  前記送信機電圧が、前記送信機の電力増幅器（ＰＡ）に供給されるＤＣ電圧を備える、Ｃ６に記載のデバイス。
[Ｃ８]  前記波形の前記特性が、送信機電圧と送信機電流とに基づいて計算された抵抗における過渡スパイクを備える、Ｃ１に記載のデバイス。
[Ｃ９]  前記送信機電圧がＡＣ電圧を備え、前記送信機電流がＡＣ電流を備える、Ｃ８に記載のデバイス。
[Ｃ１０]  前記ＡＣ電圧と前記ＡＣ電流とが、ＡＣ経路中の実質的に同じポイントにおいて測定される、Ｃ９に記載のデバイス。
[Ｃ１１]  前記ＡＣ電流が、ＡＣ経路中の第１のポイントにおいて測定され、前記ＡＣ電流は、前記ＡＣ電圧が測定される前記ＡＣ経路中の第２のポイントにおいて測定される対応するＡＣ電流に対して、振幅または位相のうちの少なくとも１つにおいて、既知の関係を有する、Ｃ９に記載のデバイス。
[Ｃ１２]  前記送信機電圧がＤＣ電圧を備え、前記送信機電流がＤＣ電流を備える、Ｃ８に記載のデバイス。
[Ｃ１３]  前記ＤＣ電圧と前記ＤＣ電流とが、ＤＣ経路中の実質的に同じポイントにおいて測定される、Ｃ１２に記載のデバイス。
[Ｃ１４]  前記ＤＣ電流が、ＤＣ経路中の第１のポイントにおいて測定され、前記ＤＣ電流は、前記ＤＣ電圧が測定される第２のポイントにおいて測定される対応するＤＣ電流に対して値において既知の関係を有する、Ｃ１２に記載のデバイス。
[Ｃ１５]  前記検出回路は、前記受信機が前記充電領域中にあることに応答して、前記送信機を省電力モードから高電力モードに切り替えるようにさらに構成された、Ｃ１に記載のデバイス。
[Ｃ１６]  前記検出回路は、有効受信機（valid receiver）が前記充電領域中に配置されたことに応答して前記送信機にもたらされるインピーダンスの変化を検出するようにさらに構成され、前記有効受信機が、接続状態の整流器とキャパシタとをもつ受信機回路を備え、前記キャパシタが、前記フィールドの初期印加中に充電するように構成された、Ｃ１に記載のデバイス。
[Ｃ１７]  ワイヤレス電力送信機の充電領域におけるワイヤレス電力受信機の配置を検出するための方法であって、
送信回路の送信コイルを介して、前記受信機の受信コイルに、前記充電領域に印加されたワイヤレスフィールドを介して、電力を送信することと、
前記受信機が前記充電領域中に配置されたことに応答して、印加されるかまたは前記送信コイルと前記受信コイルとの間で変えられる前記フィールドから生じる、波形の特性を検出することとを備える、方法。
[Ｃ１８]  前記波形の前記特性を検出することが、前記フィールドの初期印加中の前記受信機のキャパシタの充電に関連付けられたインピーダンス変化パターンを認識することを備える、Ｃ１７に記載の方法。
[Ｃ１９]  前記波形の前記特性が、送信機電圧と送信機電流とに基づいて計算された抵抗における過渡スパイクを備える、Ｃ１７に記載の方法。
[Ｃ２０]  前記送信機電圧がＡＣ電圧を備え、前記送信機電流がＡＣ電流を備え、前記波形の前記特性を検出することが、ＡＣ経路中の実質的に同じポイントにおいて前記ＡＣ電圧と前記ＡＣ電流とを測定することを備える、Ｃ１９に記載の方法。
[Ｃ２１]  前記波形の前記特性を検出することが、ＡＣ経路中の第１のポイントにおいて前記ＡＣ電流を測定することを備え、前記ＡＣ電流は、前記ＡＣ電圧が測定される前記ＡＣ経路中の第２のポイントにおいて測定される対応するＡＣ電流に対して、振幅または位相のうちの少なくとも１つにおいて既知の関係を有する、Ｃ１９に記載の方法。
[Ｃ２２]  前記波形の前記特性が、送信機電圧と送信機電流とに基づいて計算された抵抗における過渡スパイクを備える、Ｃ１７に記載の方法。
[Ｃ２３]  前記送信機電圧がＤＣ電圧を備え、前記送信機電流がＤＣ電流を備え、前記波形の前記特性を検出することが、ＤＣ経路中の第１のポイントにおいて前記ＤＣ電流を測定することを備え、前記ＤＣ電流は、前記ＤＣ電圧が測定される第２のポイントにおいて測定される対応するＤＣ電流に対して値において既知の関係を有する、Ｃ２２に記載の方法。
[Ｃ２４]  前記受信機が前記充電領域中にあることに応答して、前記送信機を省電力モードから高電力モードに切り替えることをさらに備える、Ｃ１７に記載の方法。
[Ｃ２５]  充電領域においてワイヤレス電力受信機の配置を検出するための装置であって、
前記受信機の受信コイルに、前記充電領域に印加されたワイヤレスフィールドを介して、電力を送信するための手段と、
前記受信機が前記充電領域中に配置されたことに応答して、印加されるかまたは送信するための前記手段と前記受信コイルとの間で変えられる前記フィールドから生じる、波形の特性を検出するための手段とを備える、装置。
[Ｃ２６]  前記波形の前記特性を検出するための前記手段が、前記フィールドの初期印加中の前記受信機のキャパシタの充電に関連付けられたインピーダンス変化パターンを認識するための手段を備える、Ｃ２５に記載の装置。
[Ｃ２７]  前記波形の前記特性が、送信機電圧と送信機電流とに基づいて計算された抵抗における過渡スパイクを備え、
前記送信機電圧がＡＣ電圧を備え、前記送信機電流がＡＣ電流を備える、Ｃ２５に記載の装置。
[Ｃ２８]  前記波形の前記特性を検出するための前記手段が、ＡＣ経路中の実質的に同じポイントにおいて前記ＡＣ電圧と前記ＡＣ電流とを測定するための手段を備える、Ｃ２７に記載の装置。
[Ｃ２９]  前記波形の前記特性を検出するための前記手段が、ＡＣ経路中の第１のポイントにおいて前記ＡＣ電流を測定するための手段を備え、前記ＡＣ電流は、前記ＡＣ電圧が測定される前記ＡＣ経路中の第２のポイントにおいて測定される対応するＡＣ電流に対して、振幅または位相のうちの少なくとも１つにおいて、既知の関係を有する、Ｃ２７に記載の装置。
[Ｃ３０]  実行されたとき、装置に、
送信回路の送信コイルを介して、受信機の受信コイルに、充電領域に印加されたワイヤレスフィールドを介して、電力を送信することと、
前記受信機が前記充電領域中に配置されたことに応答して、印加されるかまたは前記送信コイルと前記受信コイルとの間で変えられる前記フィールドから生じる、波形の特性を検出することとを行わせるコードを備える非一時的コンピュータ可読媒体。
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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