(57)【要約】  ＲＦ電力供給の方法は、部分的に、第１の期間中に、第１のグループの位相を有する第１のグループのＲＦ信号を第１のモバイル装置に送信することを含む。第１のモバイル装置は、第１の期間中に第１の位置および第１の配向を有する。この方法は、部分的に、第２の期間中に第２のグループの位相を有する第２のグループのＲＦ信号を第１のモバイル装置に送信することをさらに含む。位相の第２のグループは、第２の期間中の第１のモバイル装置の第２の位置および第２の配向に従って決定される。第２の位置および第２の配向は、第１のモバイル装置に配置され、無線通信チャネルを介して、ＲＦ信号の第１および第２のグループを送信するＲＦ発電ユニットに送信されるセンサを使用して決定される。
2021519572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の期間中に第１のモバイル装置に第１の複数の位相を有する第１の複数のＲＦ信号を送信し、前記第１のモバイル装置は前記第１の期間中に第１の位置および第１の配向を有するステップと；
第２の期間中に前記第１のモバイル装置に第２の複数の位相を有する第２の複数のＲＦ信号を送信するステップと、を含み、
前記第２の複数の位相は前記第２の期間中に前記第１のモバイル装置の第２の位置および第２の配向に応じて決定され、
前記第２の位置および第２の配向は、少なくとも、第１のモバイル装置に配置された第１および第２センサを用いて決定され、前記第１および第２の複数のＲＦ信号を送信するＲＦ電力生成部に無線通信チャンネル経由で送信されることを特徴とするＲＦ送電方法。
【請求項２】
前記センサの少なくとも１つが磁力計であることを特徴とする請求項１に記載のＲＦ送電方法。
【請求項３】
前記センサの少なくとも１つがジャイロスコープを含むことを特徴とする請求項１に記載のＲＦ送電方法。
【請求項４】
前記ＲＦ電力生成部が第１のモバイル装置から受信するデータを用いて前記第１および第２の期間の間に前記第１のモバイル装置を追跡するために適用されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦ送電方法。
【請求項５】
前記第２の配向が前記第１の配向と同じであることを特徴とする請求項１に記載のＲＦ送電方法。
【請求項６】
前記第１のモバイル装置の前記第２の位置を予想するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＲＦ送電方法。
【請求項７】
前記第２の位置が、カルマンフィルタまたは訓練された人工知能システムのうちの１つを用いて予想されることを特徴とする請求項６に記載のＲＦ送電方法。
【請求項８】
前記第１の複数のＲＦ信号が送信される第１のＲＦ電力生成部と異なる第２のＲＦ電力生成部によって第２の複数のＲＦ信号が送信されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦ送電方法。
【請求項９】
前記第１の位置が前記第２の位置と同じであり、前記第２の配向が前記第１の配向と異なることを特徴とする請求項１に記載のＲＦ送電方法。
【請求項１０】
前記第１のモバイル装置が少なくとも第１および第２センサを用いて人によって運ばれるかを検知するステップと；
前記第１のモバイル装置が人によって運ばれると検知される場合、前記第１または第２の複数のＲＦ信号の電力量を低下させるステップとさらに含む請求項１に記載のＲＦ送電方法。
【請求項１１】
前記第１のモバイル装置が、そのバッテリーチャージステータスに関する情報をＲＦ電力生成部に提供することに適用されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦ送電方法。
【請求項１２】
前記モバイル装置が、その瞬間の電力消費量に関する情報をユニットを前記ＲＦ電力生成部に提供することに適用されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦ送電方法。
【請求項１３】
前記第２の期間中に第２のモバイル装置に対して第３の複数の位相を有する第３の複数のＲＦ信号を送信するステップと；
第１および第２のモバイル装置のバッテリーチャージステータスまたは瞬間電力消費量に従って前記第２の複数のＲＦ信号または前記第３の複数のＲＦ信号の電力を変更するステップと、をさらに含む請求項１に記載のＲＦ送電方法。
【請求項１４】
前記第１のモバイル装置の瞬間電力消費量が前記第２のモバイル装置の瞬間電力消費量より大きいと示される場合、前記第３の複数のＲＦ信号の電力に対する前記第２の複数のＲＦ信号の電力を増加させるステップをさらに含む請求項１３に記載のＲＦ送電方法。
【請求項１５】
前記第１のモバイル装置のバッテリーチャージステータスが前記第２のモバイル装置のバッテリーチャージステータスより小さいと示される場合、前記第３の複数のＲＦ信号の電力に対する前記第２の複数のＲＦ信号の電力を増加させるステップをさらに含む請求項１３に記載のＲＦ送電方法。
【請求項１６】
前記生成部が、単一の基準周波数に固定された多くの集積回路を含むことを特徴とする請求項１に記載のＲＦ送電方法。
【請求項１７】
前記生成部が少なくとも１つのセンサを含むことを特徴とする請求項１に記載のＲＦ送電方法。
【請求項１８】
第１の期間中に第１の複数の位相を有する第１の複数のＲＦ信号をモバイル装置に対して送信、前記モバイル装置は前記第１の期間中に第１の位置および第１の配向を有し；
第２の期間中に第２の複数の位相を有する第２の複数のＲＦ信号を前記モバイル装置に送信するように構成されたＲＦ送電システムであって、
前記第２の複数の位相は、前記第２の期間中に前記モバイル装置の第２の位置および第２の配向に従って決定され、前記第２の位置および第２の配向は、前記モバイル装置に配置された少なくとも第１および第２センサを用いて決定され、ＲＦ送電装置に配置されたＲＦ電力生成部に無線通信チャンネル経由で送信されることを特徴とするＲＦ送電システム。
【請求項１９】
前記センサの少なくとも１つが磁力計であることを特徴とする請求項１８に記載のＲＦ送電システム。
【請求項２０】
前記センサの少なくとも１つがジャイロスコープを含むことを特徴とする請求項１８に記載のＲＦ送電システム。
【請求項２１】
前記ＲＦ送電装置が、ＲＦ電力生成部が前記モバイル装置から受信するデータを用いて、前記第１および第２の期間の間の前記モバイル装置を追跡することに適用されることを特徴とする請求項１８に記載のＲＦ送電システム。
【請求項２２】
前記第２の配向が前記第１の配向と同じであることを特徴とする請求項１８に記載のＲＦ送電システム。
【請求項２３】
前記ＲＦ送電装置が前記モバイル装置の予測された位置を表すデータを受信するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１８に記載のＲＦ送電システム。
【請求項２４】
前記予測された位置が、カルマンフィルタまたは訓練された人工知能アルゴリズムのうちの１つを用いて決定されることを特徴とする請求項２３に記載のＲＦ送電システム。
【請求項２５】
前記第２の複数のＲＦ信号が前記第１の複数の信号が送信される第１のＲＦ電力生成部とは異なる第２のＲＦ電力生成部によって送信されることを特徴とする請求項１８に記載のＲＦ送電システム。
【請求項２６】
前記第１の位置は前記第２の位置と同じであり、第２の配向は前記第１の配向とは異なることを特徴とする請求項１８に記載のＲＦ送電システム。
【請求項２７】
前記ＲＦ送電は、前記モバイル装置が人によって運ばれることとして検知された場合に前記第１または第２のＲＦ信号の量を低下させるようにさらに構成されることを特徴とする請求項１８に記載のＲＦ送電システム。
【請求項２８】
前記第１のモバイル装置は、そのバッテリーチャージステータスに関する情報をＲＦ電力生成に提供することに適用されることを特徴とする請求項１８に記載のＲＦ送電システム。
【請求項２９】
前記モバイル装置は、その瞬間電力消費量に関する情報を前記ＲＦ電力生成部に提供するために適用されることを特徴とする請求項１８に記載のＲＦ送電システム。
【請求項３０】
前記ＲＦ送電装置はさらに、
前記第２の期間中に、第３の複数の位相を有する第３の複数のＲＦ信号を第２のモバイル装置に送信し；
前記第１および第２のモバイル装置のバッテリーチャージステータスまたは瞬間的電力消費量のいずれかに従って前記第２の複数のＲＦ信号または前記第３の複数のＲＦ信号の力を変化させるように構成される、請求項１８に記載のＲＦ送電システム。
【請求項３１】
前記ＲＦ送電装置はさらに、
前記第１のモバイル装置の瞬間的電力消費量が前記第２のモバイル装置の瞬間的電力消費量より大きいと示される場合は、前記第３の複数のＲＦ信号の前記力に対する前記第２の複数のＲＦ信号の力を増加させるように構成される、請求項３０に記載のＲＦ送電システム。
【請求項３２】
前記ＲＦ送電システムはさらに、
前記第１のモバイル装置のバッテリーチャージステータスが前記第２のモバイル装置のバッテリーチャージステータスより小さいと示される場合は、前記第３の複数のＲＦ信号の電力に対する前記第２の複数のＲＦ信号の電力を増加させるように構成される、請求項３０に記載のＲＦ送電システム。
【請求項３３】
前記生成部が単一の基準周波数に固定される複数の集積回路を含むことを特徴とする請求項１８に記載のＲＦ送電システム。
【請求項３４】
前記生成部が少なくとも１つのセンサを含むことを特徴とする請求項１８に記載のＲＦ送電システム。
【請求項３５】
第１の複数の位相を有する第１の複数のＲＦ信号を送信し、それによりＲＦ電力を送信する少なくとも１つの電力生成部と；
送信されたＲＦ電力を受信しＤＣ電力に変換し、前記電力生成部に対して遠隔に配置された装置にＤＣ電力を送信する少なくとも１つの回復部と；
前記装置の状態に関する情報を検知する１つ以上のセンサと；
前記情報が前記電力生成部に送信される無線通信リンクと、
前記複数の位相のＲＦ信号を更新し、エネルギー伝達効率を増加させるためのアルゴリズムを実行するプロセッサと、を含む無線充電システム。
【請求項３６】
前記検知された状態が磁界を含むことを特徴とする請求項３５に記載の無線充電システム。
【請求項３７】
前記検知された状態が加速を含むことを特徴とする請求項３５に記載の無線充電システム。
【請求項３８】
前記検知された状態が回転の速度を含むことを特徴とする請求項３５に記載の無線充電システム。
【請求項３９】
前記検知された状態が、バッテリのチャージステータス、電力消費量レベル、距離、または装置の配向の１つ以上を含むことを特徴とする請求項３５に記載の無線充電システム。
【請求項４０】
前記無線充電システムは第２の装置に配置された第２の回復部を含み、前記プロセッサは、第１および第２の装置に配置された前記センサから受信された情報に従って前記第１および第２の回復部間の電力を割り付けることを特徴とする請求項３５に記載の無線充電システム。
【請求項４１】
前記プロセッサがカルマンフィルタまたは訓練された人工知能システムのうちの１つを用いて前記装置の将来の位置および配向を予測することを特徴とする請求項３５に記載の無線充電システム。
【請求項４２】
前記プロセッサが、前記装置が前記受信されたセンサ情報を用いて人によって運ばれているかを検知し、前記装置が前記人によって運ばれていると検知される場合、前記無線充電システムはＲＦ電力の量を低下させることを特徴とする請求項３５に記載の無線充電システム。
【請求項４３】
前記装置がモバイル装置であることを特徴とする請求項３５に記載の無線充電システム。
【請求項４４】
前記生成部が単一の周波数基準に固定される複数の集積回路を含むことを特徴とする請求項３５の無線充電システム。
【請求項４５】
前記生成部が少なくとも１つのセンサを含むことを特徴とする請求項３５に記載の無線充電システム。
【請求項４６】
前記少なくとも１つの回復部が、前記装置または前記装置をカバーする保護ケースに接続されるように適用される付属品の一部であることを特徴とする請求項３５に記載の無線充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、２０１８年３月２７日に出願された米国特許出願第６２／６４８，８７３号の米国特許法１１９（ｅ）に基づく利益を主張し、その内容全体が参照によって本明細書中に組み込まれる。
【０００２】
本発明は無線送電に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線送電システムは、ワイヤー、ケーブルまたは他の物理接続の援助なしである位置から別の位置へエネルギーを送信するために様々な技術を使用する。無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波およびｍｍ波信号は、望まれない配向への電力供給を最小化する間に所望の位置に電力を送信するビームを形成するために用いられてきた。これは、いくつかの理由、限定されないが、エネルギー伝達効率の最適化、他の装置との干渉可能性回避、および様々な位置での電磁気の信号の強さのユーザまたはオペレーター定義可能なレベル維持にとって重要である。
【０００４】
ＲＦビーム形成および焦点の使用による無線送電は、さらにそのような装置の設置の間に余分な配線を除去する間に電力を送信することにより、物のインターネット（ＩｏＴ）装置およびセンサの増殖の助けにもなる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態によるＲＦ送電方法は、第１の期間中に第１のモバイル装置に第１の複数の位相を有する第１の複数のＲＦ信号を送信し、第１のモバイルの装置は第１の期間中に第１の位置および第１の配向を有するステップと；第２の期間中に第１のモバイル装置に第２の複数の位相を有する第２の複数のＲＦ信号を送信するステップとを含み、第２の複数の位相は第２の期間中に第１のモバイル装置の第２の位置および第２の配向に応じて決定される。第２の位置および第２の配向は、少なくとも、第１のモバイル装置に配置された第１および第２センサを用いて決定され、第１および第２の複数のＲＦ信号を送信するＲＦ電力生成部に無線通信チャンネル経由で送信される。
【０００６】
一実施形態において、センサの少なくとも１つは磁力計である。一実施形態において、センサの少なくとも１つがジャイロスコープを含む。一実施形態において、ＲＦ電力生成部が第１のモバイル装置から受信するデータを用いて第１および第２の期間の間に第１のモバイル装置を追跡するために適用される。
【０００７】
一実施形態において、第２の配向が第１の配向と同じである。一実施形態において、方法は、第１のモバイル装置の第２の位置を予測するステップをさらに含む。一実施形態において、第２の位置が、カルマンフィルタまたは訓練された人工知能システムのうちの１つを用いて予測される。一実施形態において、第１の複数のＲＦ信号が送信される第１のＲＦ電力生成部と異なる第２のＲＦ電力生成部によって第２の複数のＲＦ信号が送信される。一実施形態において、第１の位置が第２の位置と同じであり、第２の配向が第１の配向と異なる。
【０００８】
一実施形態において、方法は、第１のモバイル装置が少なくとも第１および第２センサを用いて人によって運ばれるかを検知するステップと；第１のモバイル装置が人によって運ばれると検知される場合、第１または第２のＲＦ信号の電力量を低下させるステップとをさらに含む。一実施形態において、第１のモバイル装置は、そのバッテリーチャージステータスに関する情報をＲＦ電力生成部に提供することに適用される。一実施形態において、モバイル装置が、その瞬間電力消費量に関する情報をＲＦ電力生成部に提供することに適用される。
【０００９】
一実施形態において、方法は、第２の期間中に第２のモバイル装置に対して第３の複数の位相を有する第３の複数のＲＦ信号を送信するステップと；第１および第２のモバイル装置のバッテリーチャージステータスまたは瞬間電力消費量に従って第２のＲＦ信号または第３の複数のＲＦ信号の電力を変更するステップと、をさらに含む。
【００１０】
一実施形態において、方法は、第１のモバイル装置の瞬間電力消費量が第２のモバイル装置の瞬間電力消費量より大きいと示される場合、第３の複数のＲＦ信号の電力に対する第２の複数のＲＦ信号の電力を増加させるステップをさらに含む。一実施形態において、方法は、第１のモバイル装置のバッテリーチャージステータスが第２のモバイル装置のバッテリーチャージステータスより小さいと示される場合、第３の複数のＲＦ信号の電力に対する第２の複数のＲＦ信号の電力を増加させるステップをさらに含む。一実施形態において、生成部は、単一の基準周波数に固定された多くの集積回路を含む。一実施形態において、生成部は少なくとも１つのセンサを含む。
【００１１】
本発明の一実施形態によるＲＦ送電システムは、第１の期間中に第１の複数の位相を有する第１の複数のＲＦ信号をモバイル装置に対して送信する。モバイル装置は、第１の期間中に第１の位置および第１の配向を有する。ＲＦ送電システムは、第２の期間中に第２の複数の位相を有する第２の複数のＲＦ信号を前記モバイル装置に送信するように構成される。第２の複数の位相は、第２の期間中にモバイル装置の第２の位置および第２の配向に従って決定される。第２の位置および第２の配向は、モバイル装置に配置された少なくとも第１および第２センサを用いて決定され、ＲＦ送電装置に配置されたＲＦ電力生成部に無線通信チャンネル経由で送信される。
【００１２】
一実施形態において、センサの少なくとも１つが磁力計である。一実施形態において、センサの少なくとも１つがジャイロスコープを含む。一実施形態において、ＲＦ送電装置が、ＲＦ電力生成部がモバイル装置から受信するデータを用いて、第１および第２期間の間のモバイル装置を追跡することに適用される。
【００１３】
一実施形態において、第２の配向が第１の配向と同じである。一実施形態において、ＲＦ送電装置がモバイル装置の予測された位置を表すデータを受信するようにさらに構成される。一実施形態において、予測された位置が、カルマンフィルタまたは訓練された人工知能アルゴリズムのうちの１つを用いて決定される。一実施形態において、第２の複数のＲＦ信号が第１の複数の信号が送信される第１のＲＦ電力生成部とは異なる第２のＲＦ電力生成部によって送信される。
【００１４】
一実施形態において、第１の位置は第２の位置と同じであり、第２の配向は第１の配向とは異なる。一実施形態において、ＲＦ送電は、モバイル装置が人によって運ばれることとして検知された場合に第１または第２ＲＦ信号の量を低下させるようにさらに構成される。第１のモバイル装置は、そのバッテリーチャージステータスに関する情報をＲＦ電力生成に提供することに適用される。一実施形態において、モバイル装置は、その瞬間電力消費量に関する情報をＲＦ生成部に提供するために適用される。
【００１５】
一実施形態において、ＲＦ送電装置はさらに、第２の期間中に、第３の複数の位相を有する第３の複数のＲＦ信号を第２のモバイル装置に送信し；第１および第２のモバイル装置のバッテリーチャージステータスまたは瞬間電力消費量のいずれかに従って第２の複数のＲＦ信号または第３の複数のＲＦ信号の電力を変化させるように構成される。一実施形態において、ＲＦ送電装置はさらに、第１のモバイル装置の瞬間電力消費量が第２のモバイル装置の瞬間電力消費量より大きいと示される場合は、第３の複数のＲＦ信号の前記電力に対する第２の複数のＲＦ信号の電力を増加させるように構成される。
【００１６】
一実施形態において、ＲＦ送電システムはさらに、第１のモバイル装置のバッテリーチャージステータスが第２のモバイル装置のバッテリーチャージステータスより小さいと示される場合は、第３の複数のＲＦ信号の電力に対する第２の複数のＲＦ信号の電力を増加させるように構成される。生成部が単一の基準周波数に固定される複数の集積回路を含む。一実施形態において、生成部が少なくとも１つのセンサを含む。
【００１７】
本発明の一実施形態による無線充電システムは、第１の複数の位相を有する第１の複数のＲＦ信号を送信し、それによりＲＦ電力を送信する少なくとも１つの電力生成部と；送信されたＲＦ電力を受信しＤＣ電力に変換し、電力生成部に対して遠隔に配置された装置にＤＣ電力を送信する少なくとも１つの回復部と；装置の状態に関する情報を検知する１つ以上のセンサと；情報が電力生成部に送信される無線通信リンクと、複数の位相のＲＦ信号を更新し、無線充電システムのエネルギー伝達効率を増加させるためのアルゴリズムを実行するプロセッサとを含む。
【００１８】
一実施形態において、検知された状態は磁界を含む。検知された状態は加速を含む。一実施形態において、検知された状態は回転の速度を含む。一実施形態において、検知された状態は、バッテリのチャージステータス、電力消費量レベル、距離、または装置の配向の１つ以上を含む。
【００１９】
一実施形態において、一部に、無線充電システムは第２の装置に配置された第２の回復部を含み、プロセッサは、第１および第２の装置に配置されたセンサから受信された情報に従って第１および第２の回復部間の電力を割り付ける。一実施形態において、プロセッサがカルマンフィルタまたは訓練された人工知能システムのうちの１つを用いて装置の将来の位置および配向を予測する。一実施形態において、プロセッサが、装置が受信されたセンサ情報を用いて人によって運ばれているかを検知し、装置が人によって運ばれていると検知される場合、無線充電システムはＲＦ電力の量を低下させる。
【００２０】
一実施形態において、装置はモバイル装置である。一実施形態において、生成部は単一の周波数基準に固定される複数の集積回路を含む。一実施形態において、生成部は少なくとも１つのセンサを含む。一実施形態において、少なくとも１つの回復部が、装置または装置をカバーする保護ケースに接続されるように適用される付属品の一部である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の１つの実施例に従う、無線送電システムの単純化されたハイレベルブロック図である。
【図２】図２は、本発明の１つの実施例に従う、無線で充電されている装置の軌道を示す図である。
【図３】図３は、本発明の１つの実施例に従う、無線送電システムの一対のＲＦ電力生成部間のハンドオフを示す図である。
【図４】図４は、本発明の１つの実施例に従う、無線で充電されている無線装置を運ぶ人間を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
無線で電力を供給する電力生成部（ＧＵ）は、本発明の１つの態様によれば、多くの同期された無線周波数（ＲＦ）発信源およびアンテナを含んでもよい。各発信源の位相および振幅は無線で充電されている（回復部またはＲＵ）装置（本明細書中では遠隔装置ともいう）が存在する空間の特定の位置の建設的干渉を可能にするために変えられてもよい。送信された信号は、単一の周波数基準に発信源をロックすることにより同期を維持するシリコンまたは他の半導体基板を用いて実装することができる複合集積回路（ＩＣ）を用いて生成することができる。
【００２３】
回復部は、ＲＦエネルギーを集めるために多くの受信アンテナ（レクテナ）を含んでもよい。そのような送電プロセスが効率的に行なわれるのに、ビーム特性（例えばその位置、配向、源の選択など）は、電力を受信するＲＵの位置および配向に適し、微調整される必要がある。そのような情報も例えば、ＲＦ曝露を制限するために規制遵守に必要であるかもしれない。放射された電力の強度が要求された規制範囲内のままであることを保証するために（ＧＵ）によって生成された電力を調節することは、規制遵守および曝露制御の消極的方法である。
【００２４】
本発明の他の態様によれば、ＲＵは、とりわけ、ＲＵの位置およびＧＵへの配向に関する情報を送信するように、例えば、ＧＵが供給するＲＦ電力の量を制御するように、ＧＵと通信する。ＲＵは、モバイル装置（例えば、携帯電話）または静止装置（サーモスタット等の）等の遠隔装置に配置されてもよく、慣性の（例えば、加速度計やジャイロスコープ）測定センサ（ユニット）および静電界測定センサ、送信された電力の直接測定を行なうセンサ、全地球測位システム（ＧＰＳ）、他のＲＦ源（例えば、ＷｉＦｉ、携帯電話、ラジオおよびテレビ放送など）の受動測定を行なうセンサ、それとともに、例えばＲＵのバッテリーチャージステータス、ＲＵの瞬間的電力消費立等の他の情報を提供するセンサ等の多くのセンサを含んでもよい。他の実施形態では、そのようなセンサは回復部の一部でないかもしれないが、そうでなければ例えばモバイル装置の中に存在する。そのようなセンサおよびユニットも逆合成開口レーダー（ＩＳＡＲ）等の技術の中で用いてもよい。そのようなセンサによって集められたデータは、位置特定の精度、信頼度および速度を高め、無線送電システムのシステム全体のパフォーマンスの向上につながる。
【００２５】
受信したＲＦ電力をＤＣ電力に変換する回路類等のＲＵの多くの要素は、例えばモバイル装置のＵＳＢポート経由のモバイル装置との電気的通信へもたらすことができる市販の付属品の中にあるかもしれないことが理解される。ＲＵのそのような要素は、例えば、部分的にまたは完全にモバイル装置を囲むのに適した保護ケース中に存在するかもしれない。
【００２６】
図１は、ＧＵ２００からＲＵ１００に電力を無線で送電するために適用される、本発明の１つの例示的な実施例による、無線送電システム１０の単純化されたハイレベルブロック図である。ＧＵ２００は、ＲＦアンテナ２０２、処理装置２０８およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信回路２１０としてまとめて特定される多くの送信アンテナを含むとして示される。
【００２７】
ＲＵ１００は、一部に、ＲＦ電力を受信する１つ以上のレクテナ１０２、１つ以上の慣性計測装置（ＩＭＵ）１０６、磁力計１０４、プロセッサ１０８、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ標準に従って作動してもよい無線通信回路１１０を含んでいるとして示される。ＲＵ１００は、ＧＰＳ（図１に示されない）等のＷｉＦｉ、携帯電話および他の回路類も含んでよい。ＲＵ１００は、回路１１０と２１０の間で確立される無線通信チャンネルを通してデータを無線で送信するかまたは受信するためにＧＵ２００と通信することに適用される。
【００２８】
ＩＭＵ１０６は、情報、とりわけＲＵ１００の加速、減速および回転に関する情報を提供することに適用される。磁力計１０４は、ＲＵの位置で地球の磁界の配向および強さを測定することに適用される。ＩＭＵ１０６、磁力計１０４および／またはＧＰＳ等の他のセンシング回路によって提供される情報は、ＲＵ１００の配向および位置を決定し、ＧＵ２００にこの情報を送信するために用いられる。図１に示されていないが、ＲＵ１００中に存在すると示されるように、ＧＵ２００はさらに同様のセンサ（１０４、１０６）を含んでもよい。
【００２９】
図１に示されるもののようなＲＵの様々なセンシング／測定単位によって回収されたデータは、ＲＵの置換、回転および配向を検知し測定することを可能にする。例えば、一実施形態では、カルマンフィルタまたは任意の他の再帰的統計的推定アルゴリズムをＲＵ１００が使用して、ＲＵの現在の状態が与えられた場合に、ＲＵ１００の次の位置、配向、および速度（まとめて状態と呼ぶ）を予測することができる。したがって、ＲＵの予測状態を、ＲＵによって収集された新しい測定データ（ノイズを含む）と比較することによって、ＲＵ１００の新しい状態のより正確な推定値が得られる。すなわち、例えば、ＩＭＵ１０６および磁力計１０４によって行われた測定値が比較され、任意に、ＲＵ１００の位置、速度、および配向の精度を改善するためにカルマンフィルタ予測によって増強される。一実施形態では、カルマンフィルタ計算は、中央処理装置（ＣＰＵ）であり得るプロセッサ１０８によって行われ得る。
【００３０】
図２は、経路に沿って移動するＲＵ１００の３つの位置、すなわち、時間Ｔ１でのその前の位置Ｐ１、時間Ｔ２でのその現在の位置Ｐ２、および上記のように決定された時間Ｔ３でのその将来および予測位置Ｐ３を示す。ＲＵ１００は、とりわけ、ＲＵの現在および予測された状態に関する情報を送信するために、ＧＵ２００と通信し続けている。ＧＵ２００は、ＲＵ１００がその位置および／または配向を変更するときに、ＧＵ２００がＲＵ１００に送達するＲＦビームを集束するように、その送信アンテナの位相を変化させるように適合されている。言い換えれば、ＲＵ１００が移動して位置を変更すると、ＧＵ２００は、ＲＵ１００の予測位置（上記のように取得）に関してＲＵ１００から受信した情報を使用して、ＲＵ１００に焦点を合わせたそのＲＦビームを維持する。ＲＵ１００の予測された状態情報に応答してその送信アンテナの位相を調整することにより、ＧＵ２００はＲＵ１００を追跡する。
【００３１】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、ＲＵの速度および配向は、状態行列の次元削減を可能にする単一値分解（ＳＶＤ）アルゴリズムを使用して決定され、位置、速度または配向の計算を単純化する。ＳＶＤアルゴリズムを使用して、アルゴリズムが解こうとしている連立方程式の最小二乗解を見つけることもできる。本発明のさらに別の実施形態では、人工知能（ＡＩ）または機械学習システムを使用して、ＲＵの軌道に基づいてＲＵの将来の位置および配向を予測することができる。
【００３２】
上記のように、ＲＵ１００の現在および予測される位置および配向に関する情報は、ＲＵ１００のリアルタイム追跡を達成するように、送信アンテナから送信する信号の位相を調整するためにＧＵ２００によって使用される。これにより、ＧＵ２００は送信するＲＦエネルギーをＲＵ１００に集中させることができる。一実施形態では、ＲＵの移動中、ＧＵは、ＲＵにロックされたままで、ＲＦ曝露を制限し、適用される規制基準に準拠するように、送信するＲＦ電力を下げる。
【００３３】
本発明の別の実施形態によれば、ＲＵの配向および配置を表すデータは、ハンドオフ手順で使用することができる。図３は、ＲＵ２００に無線で電力を供給するように適合されたＧＵ２００および２０２（集合的にＲＦ電力伝送システム２５０を形成する）を示している。ＲＵ１００が配向Ｏ１を有する時間Ｔ１の間に、ＲＵ１００のレクテナがＧＵ１００に向けられると仮定する。したがって、時間Ｔ１の間、ＲＵはＧＵ１００によって充電される。時間Ｔ２の間にＲＵ１００の配向がＯ２に変わると仮定する。さらに、ＲＵ１００の配向がＯ２の場合、ＲＵ２００のレクテナはＧＵ２０２に面していると仮定する。本発明の実施形態によれば、ＲＦ電力送信の効率を改善するために、ハンドオフプロセスにおいて、ＧＵ２００はＲＦ電力の送信を停止し、ＧＵ２０２は時間Ｔ２の間にＲＦ電力のＲＵ１００への送信を開始する。すなわち、本発明の一態様によれば、ＲＵによって提供される情報は、ＲＵのレクテナに面し、したがって効率の最高度で電力を転送するのに最適な位置にあるＲＦ送電システムのＧＵを見つけるために使用される。したがって、ＲＵ内のセンサが配向の変化を検出すると、ＲＵはＲＦ送電システムにハンドオフの準備をするように通知する。ＧＵ２００および２０５のそれぞれは、多数のアンテナ２０５を含むものとして示される。
【００３４】
本発明のいくつかの実施形態では、アレイの焦点の位置の計算された変化およびＲＵの推定移動速度を使用して、以下の式を使用して瞬間的な新しい位置を評価することができる。
【数１】
2021519572.tif 000003
ここで、Ｒ（ｔ）は時間ｔでの３次元の瞬間位置ベクトルであり、Ｒ（Ｒはアクサン記号付き）（ｔ０）は位置推定の開始時に推定された初速度ベクトルである。３次元で測定されたユニットの加速度（たとえば、任意の時点で３軸加速度計から取得）は、Ｒ（Ｒはウムラウト記号付き）（ｔ）として表示される。この場所の推定は、次のような連続した計算を使用して、場所の推定が一定の間隔で常に行われる反復プロセスによって実現できる。
【数２】
2021519572.tif 000004
【数３】
2021519572.tif 000005
ここで、Ｏｎは、回転によるＲＵの配向の変化をキャプチャする回転行列であり、これは、ジャイロスコープや磁力計から収集された情報から推定できる。これは、継続的にＲＵの参照フレームの配向を再計算するために使用される。新しい参照フレームに関連付けられた回転は、たとえば、回転の進行を使用して計算でき、たとえば、
【数４】
2021519572.tif 000006
【数５】
2021519572.tif 000007
ここで、Ωｎｄｔは、３つの回転軸すべてに沿った総増分回転をキャプチャする３ｘ３行列である。この新しい配向は、位置測定に使用される基準フレームを更新するためにも常に適用される。次に、推定された計算を使用して、ＧＵの位相設定の新しいセットを定義し、新しい場所の継続的な追跡と迅速な再最適化を提供する。
【００３５】
本発明の別の実施形態によれば、ＲＵに配置されたＩＭＵまたは近接センサからの読み出しは、人間の動きを認識するように訓練された機械学習システムからのデータとともに、ＲＵの動きが人の動きに起因するかを決定および識別するために使用され得る。例えば、そのような学習システムと共にＩＭＵ読み出しを使用して、ＲＵ（携帯電話または他の任意の遠隔装置に配置され得る）が人によって運ばれているかどうかを決定することができる。このような場合、ＧＵは安全上の理由から送信を調整して、ＲＦ曝露を必要なレベルにすることができる。
【００３６】
図４は、ＲＵを含む携帯機器３５０を運ぶ人間３００を示す。ＲＵに配置されたＩＭＵからの読み出しは、人間または他の生物に関連する運動特性の存在を抽出および検出するために処理され得る。ＲＵによって検出された信号に基づいて、アニメーションオブジェクトへの近接が検出され得る。これらの特徴的な動きはまた、分類システム／アルゴリズムによって使用されて、人の年齢、性別、活動の状態など、または身体に対するデバイスの位置を識別することができる。そのような抽出された情報に基づいて（そしてまたＧＵからＲＵの距離に関する情報を含めることによって）、ＧＵは、適用可能な曝露限界を満たすようにその出力電力を調整することを決定することができる。
【００３７】
システムの別の実施形態では、ＲＵからＧＵに送信されるデータは、エネルギー貯蔵およびＲＵを介して電力を供給されるリモートシステムの使用法（例えば、バッテリ充電レベルまたは現在のエネルギー消費率）などの情報を含み得る。このような情報を使用して、同時に充電されるさまざまなＲＵへの電力伝送を調整し、最適な電力割り当てを提供できる。たとえば、４つの異なるＲＵが同じＧＵによって同時に充電されており、デバイスの１つが臨界電力レベルにあり、より高い瞬間電力需要で高性能で動作し、他のユニットには十分な予備電力がある場合、需要が最も高いＲＵにより多くの電力を自動的に割り当て、消費電力、ユニット数、およびさまざまなデバイスの充電ステータスの変化に応じて電力割り当てを動的に調整する場合がある。
【００３８】
本発明の上記の実施形態は例示的なものであり、限定的なものではない。本発明の実施形態は、無線で充電することができるデバイスのタイプによって制限されない。他の追加、減算、または修正は、本開示を考慮すると明らかであり、添付の特許請求の範囲に含まれることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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