(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池と統合されるモバイル機器を充電する方法であって、
充電ドック上に位置する前記モバイル機器の存在を近接センサによって検出するステップ、
光パルスシーケンスとしてコード化された信号を前記太陽電池に送るように前記充電ドックの光源を構成することにより前記充電ドックと前記モバイル機器との間の双方向光信号通信を確立するステップであって、前記光信号通信は、逆方向バイアスの下の前記光源で前記太陽電池から信号を受信することを含む、ステップ、
前記光信号通信に基づいて前記太陽電池のカテゴリを決定するステップ、および、
前記カテゴリに基づいて、前記太陽電池を照射するための光ビームを生成するために、前記充電ドックの前記光源を起動させるために電力を引き出すステップであって、前記太陽電池は、前記光ビームを前記モバイル機器の充電式バッテリの充電のための電気エネルギーに変換するように動作可能である、ステップ、
を含む、方法。
【請求項２】
前記信号を受信することは、前記太陽電池により生成されて、前記モバイル機器から前記充電ドックに伝えられる第１の信号を受信するステップであって、前記第１の信号は、前記太陽電池の前記カテゴリを示し、前記第１の信号は、光パルスシーケンスとしてコード化され、前記第１の信号は、逆方向バイアスの下の前記太陽電池により生成される、ステップ、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記信号を受信することは、前記太陽電池により生成されて、前記モバイル機器から前記充電ドックに伝えられる第２の信号を受信するステップであって、前記第２の信号は、前記充電式バッテリが完全に充電されることを示し、前記第２の信号は、光パルスシーケンスとしてコード化され、前記第２の信号は、逆方向バイアスの下の前記太陽電池により生成される、ステップ、を含み、
前記方法は、前記第２の信号に応じて前記光源を停止させるステップ、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記カテゴリが前記充電ドックによる充電には不適格であるとの決定に際して、前記モバイル機器の充電を断つステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記近接センサは、前記充電ドック上のモバイル機器の不存在または正しくない配置を検出し、そして前記光源を停止させるための指示を生成するように構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記近接センサは、太陽電池の光発生電流、電圧および／または光ルミネセンスをモニタすることによって正しくない配置を検出するように構成される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記カテゴリに基づいて前記充電ドックの複数の光源から前記光源を選択するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記光ビームの特性に関する信号を前記充電ドックから前記モバイル機器に送るステップであって、前記信号は、前記光源から発せられて、バイナリ形式の光パルスシーケンスとしてコード化される、ステップ、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）材料を含み、前記太陽電池は、前記ＬＥＤ材料を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
太陽電池を有するモバイル機器を充電するための充電装置であって、
前記太陽電池を有する前記モバイル機器を収容するように構成されるハウジング、
前記ハウジングに接続されて、前記太陽電池を照射するための光ビームを発するように構成される光源であって、前記太陽電池は、前記光ビームを前記モバイル機器の充電式バッテリの充電のための電気に変換するように動作可能である、光源、
壁面電源を前記光源に供給される電圧に変換するように構成される壁面電源アダプタ、および、
前記光源が光パルスシーケンスとしてコード化された信号を前記太陽電池に送るように前記充電装置と前記モバイル機器との間の双方向光信号通信を確立するために前記光源を制御するように構成される制御ロジックであって、前記光信号通信は、逆方向バイアスの下の前記光源で前記太陽電池から信号を受信することを含む、制御ロジック、
を含む充電装置。
【請求項１１】
前記光源の前記照射は、光充電が進行中であることをユーザに知らせるための赤外光および可視光の混合を含む、請求項１０に記載の充電装置。
【請求項１２】
前記光源は、ＧａＡｓベースの発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み、前記太陽電池は、ＧａＡｓ太陽電池を含む、請求項１０に記載の充電装置。
【請求項１３】
前記ハウジングの中で前記モバイル機器の存在を検出するように構成されるセンサをさらに含み、
前記制御ロジックは、前記センサに接続されて、前記センサから送られる信号に応じて前記光源を点灯するように構成され、
前記センサは、前記ハウジングとの前記モバイル機器の分離を検出するようにさらに構成され、前記制御ロジックは、前記センサから送られる信号に応じて前記光源を消灯するようにさらに構成される、請求項１０に記載の充電装置。
【請求項１４】
前記光信号通信は、前記モバイル機器の製品モデル、前記太陽電池のタイプ、充電式バッテリ使用ステータス、前記光源からの出力光強度、前記モバイル機器のための要求充電電力、の１つ以上に関する前記モバイル機器からの情報を受信することを含む、請求項１０に記載の充電装置。
【請求項１５】
前記制御ロジックに接続されて、充電プロセスステータスに関する指示をユーザに送るように構成されるインジケータをさらに含む、請求項１０に記載の充電装置。
【請求項１６】
ワイヤレスネットワークを介して前記モバイル機器と通信するために動作可能なネットワークインターフェースをさらに含む、請求項１０に記載の充電装置。
【請求項１７】
太陽電池を有するモバイル機器を充電するための充電アクセサリであって、
前記太陽電池を有する前記モバイル機器を収容するように構成されるハウジング、
前記ハウジングに接続される光源であって、前記光源は、前記太陽電池を照射するための光ビームを発するように構成され、前記太陽電池は、前記光ビームを前記モバイル機器の充電式バッテリの充電のための電気に変換するように動作可能である、光源、
前記モバイル機器と通信するように構成される通信インターフェース、
前記光源に接続されて、前記光源が光パルスシーケンスとしてコード化された信号を前記太陽電池に送るように前記充電アクセサリと前記モバイル機器との間の双方向光信号通信を確立するために前記光源を制御するように構成される制御ロジックであって、前記光信号通信は、逆方向バイアスの下の前記光源で前記太陽電池から信号を受信することを含み、前記制御ロジックは、前記光信号通信に少なくとも基づいて前記光源を制御するようにさらに構成される、制御ロジック、および、
壁面電源を前記光源に供給される電圧に変換するように構成される壁面電源アダプタ、
を含む、充電アクセサリ。
【請求項１８】
前記光源は、異なるタイプの太陽電池に適した光ビームを生成するように構成され、前記ハウジングは、さまざまな寸法のモバイル機器に適応できる、請求項１７に記載の充電アクセサリ。
【請求項１９】
前記太陽電池は、ＧａＡｓ太陽電池を含み、さらなる前記光源は、ＧａＡｓベースの発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み、前記ＧａＡｓベースのＬＥＤは、前記モバイル機器との前記光信号通信のための光信号を伝えるように構成される、請求項１７に記載の充電アクセサリ。
【請求項２０】
前記制御ロジックに接続されて、前記ハウジングの中の前記モバイル機器の存在を検出するように構成される近接センサをさらに含む、請求項１７に記載の充電アクセサリ。
【請求項２１】
前記充電ドックは、前記光源を含む複数の光源を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記カテゴリは、前記太陽電池がＧａＡｓまたはＣｄＴｅ太陽電池を含む第１のタイプの太陽電池であるか、または、ＳｉまたはＣＩＧＳ太陽電池を含む第２のタイプの太陽電池であるかを示し、前記光源は、前記カテゴリにより示される前記第１のタイプのまたは前記第２のタイプの太陽電池に対応するために前記複数の光源から選択的に起動される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記構成は、前記光源のバイアスを制御することを含む、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［相互参照］
この出願は、「ＬＩＧＨＴ  ＣＨＡＲＧＩＮＧ  ＤＯＣＫ  ＦＯＲ  ＣＨＡＲＧＩＮＧ  ＭＯＢＩＬＥ  ＤＥＶＩＣＥ  ＷＩＴＨ  ＳＯＬＡＲ  ＣＥＬＬ」と題する２０１５年１月２２日出願の米国仮特許出願第６２／１０６，６３６号の優先権および利点を請求する。そしてその全内容は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
［技術分野］
本開示は、一般に、モバイル機器の分野に、そしてより詳しくは、モバイル機器のための充電アクセサリの分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
集積回路要素の密度および速度は、数十年の間に着実にかつ指数的に増加した。そして、モバイル電子デバイス（例えば、スマートフォン、タブレット、メディアプレーヤ、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）およびパーソナル携帯情報機器（ＰＤＡ））のますますより速い処理速度、より大きなデータ取扱い能力、増加する記憶容量、およびより小さい物理的寸法を可能にした。コンピューターネットワーク上で利用可能なますます増加する情報量ならびにモバイル機器の処理パワーおよびデータへのアクセスを提供するそれらの能力については、ユーザは、長時間にわたる任意の所望の場所でのモバイル機器を使用することに慣れた。
【０００４】
ワイヤレス充電（例えば、誘導的充電およびソーラー充電）は、モバイル機器製造産業から注目されている。従来のワイヤード充電器とは対照的に、ワイヤレス充電器は、充電器から充電されるモバイル機器への電力移送のための金属結合機構（例えば、ソケット上の電極）を必要としない。このように、ワイヤレス充電方法は、防水モバイル機器の開発を潜在的に有効にする。
【０００５】
太陽電池が日光または他の環境光に曝されるときに、太陽電池と統合されるモバイル機器は、充電されることができる。ソーラー充電は、ワイヤレスの、クリーンな、費用効果的な、そして便利な充電方法を提供する。しかしながら、ソーラー充電の有効性は、主に環境光の強度およびそれに対する露出時間次第である。そしてそれは、例えば、雨天または曇天の日中に、あるいは夜間に、時々、信頼性が高くかつ一貫した充電のためのユーザの要件を満たすことができない。現在では、特に周囲光の強度がソーラー充電に不十分であるときに、太陽電池を有するモバイル機器は、迅速な充電のためのワイヤード充電能力を保たなければならない。ワイヤード充電は、壁面電源との接続のための電極インターフェースに対するユーザのアクセス可能性を規定する。そしてそれは、機器ハウジングを防水にする努力を難しくしてよい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
環境光が制限されるときまたは利用できないときでも、太陽電池を有するモバイル機器のためのワイヤレス充電メカニズムが本明細書において提供される。
【０００７】
本開示の実施形態は、壁面電源を光エネルギーに変換するように構成される充電装置を提供する。その光エネルギーは、モバイル機器上にインストールされた太陽電池（または光起電力電池）によって吸収されることができて、次いで、モバイル機器の充電式バッテリの充電のための電気に変換されることができる。充電装置は、太陽電池のスペクトル反応に同調するスペクトルを有する光ビームを発するように構成される光源を含む。これにより、環境光によるソーラー充電を超える光電子効率を達成する。環境光と関連して、光起電力電池によって受光される光の出力密度を上昇させるために、光源の強度は、増加されることもできる。太陽電池が光源に面した状態でモバイル機器を中に収容するように、充電装置のハウジングは、設計される。充電装置は、充電装置のハウジングの中のモバイル機器の存在を検出して、光源の起動をトリガするために対応する信号を送るための近接センサを含む。充電装置は、モバイル機器とワイヤレスで通信するための、ならびにさまざまなステージおよび態様の充電プロセスを制御するためのロジックを含む。いくつかの実施形態では、光源は、受光するモバイル機器上の太陽電池と同じまたは類似の材料から成る発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。これらのＬＥＤ光源は、受光するモバイル機器との通信のための光信号を生成するために作動してもよい。
【０００８】
充電装置がモバイル機器上の太陽電池の方向を目指してそれに同調する光ビームを提供するので、モバイル機器は、従来のワイヤード充電と同等である速度および効率で充電されることができる。加えて、ワイヤレス充電プロセスは、それが環境光の利用可能性または強度によって制限されないので、信頼性が高くかつ一貫している。したがって、モバイル機器のためのワイヤード充電は、モバイル機器ハウジング上の金属結合機構がもはや必要でないワイヤレス充電と置き換えられることができるかもしれない。モバイル機器ハウジング上の金属接触の除去については、モバイル機器は、防水に対してより容易に設計されることができる。
【０００９】
一実施形態によれば、充電装置は、太陽電池を有するモバイル機器を収容するように構成されるハウジング、光源、および壁面電源アダプタを含む。光源は、ハウジングに接続されて、太陽電池を照射するための光ビームを発するように構成される。太陽電池は、光ビームを、モバイル機器の充電式バッテリの充電のための電気に変換するように動作可能である。壁面電源アダプタは、壁面電源を、光源に供給される電圧に変換するように構成される。
【００１０】
前述は概要であり、このように、詳細の簡略化、一般化および省略を必然的に含む。したがって、当業者は、概要が例示するだけであり、いかなる形の制限も意図しないことを理解するであろう。他の態様、発明の特徴、および本発明の利点は、単に請求項によってだけ定義されるように、以下に述べる非限定的な詳細な説明において明らかになる。
【００１１】
本発明の実施形態は、類似の参照符号が類似の要素を示す添付図面の図に関連してとられる以下の詳細な説明の読み込みからよりよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本開示の一実施形態によるモバイル機器上に統合される太陽電池を照射するための光を生成することが可能な例示的な充電装置の構成を例示するブロックダイヤグラムである。
【図２】図２は、本開示の一実施形態による目指す光でそれを充電するためのモバイル機器と接続された例示的な充電ドックを例示する。
【図３】図３は、本開示の一実施形態による充電ドックを用いる例示的な充電プロセスを表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで、本発明の好ましい実施形態に対して詳細に参照される。そしてその実施形態は、添付図面に例示される。本発明が好ましい実施形態と連動して記載されるとはいえ、それらが本発明をこれらの実施形態に制限することを意図しないことが理解されよう。反対に、本発明は、添付の請求項によって定義される本発明の精神および範囲に含まれてよい変更、修正または同等のものをカバーすることを意図する。さらに、本発明の実施形態の以下の詳細な説明において、本発明の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細が記載される。しかしながら、本発明がこれらの具体的な詳細なしで実施されてよいことが当業者によって認識される。他の例では、本発明の実施形態の態様を不必要に不明瞭にしないように、周知の方法、手順、コンポーネントおよび回路は、詳述しなかった。方法が明確にするための一連の番号をつけられたステップとして描写されてよいにもかかわらず、番号付けがステップの順序を必ずしも規定するというわけではない。ステップのいくらかがスキップされてよく、並列に実行されてよく、または、シーケンスの厳しい順序を維持する要件なしで実行されてよいことを理解すべきである。本発明の実施形態を示す図面は、半線図式であり、比率どおりでなく、そして特に寸法のいくつかは、表現の明快さのために図において誇張されて示される。同様に、説明の容易さのための図示が一般に類似の向きを示すにもかかわらず、図のこの描写はほとんどの場合任意である。通常、本発明は、いかなる向きでも作動されることができる。
【００１４】
表記法および命名法
なお、これらのおよび類似の用語は、適切な物理量に関連付けられたものであり、それらの物理量に適用する便宜上のラベルに過ぎない。さもなければ以下の説明から明らかなものとして特に述べられない限り、本発明の全体にわたって、「処理する」または「アクセスする」または「実行する」または「保存する」または「描写する」等のような用語を利用する説明は、コンピューターシステムまたは、コンピューターシステムのレジスタおよびメモリおよび他のコンピューター可読媒体の範囲内の物理（電子）量として表されるデータを操作して、それを、コンピューターシステム・メモリまたはレジスタまたは他のこの種の情報ストレージ、伝送または表示装置の範囲内の物理量として同じように表される他のデータへと変換する類似の電子コンピューティング装置の動作およびプロセスに関連する、と認められる。コンポーネントがいくつかの実施形態に現れるときに、同じ参照番号の使用は、そのコンポーネントが最初の実施形態で例示されたのと同じコンポーネントであることを示す。
【００１５】
ソーラーパネルを有するモバイル機器用の充電ステーション
全体として、本開示の実施形態は、電気ラインを介して壁面電源を引き出して、複数の光起電力電池を有するその光起電力（ＰＶ）パネルを通じてモバイル機器を充電することを目指す光ビームを生成するように構成される充電ステーションを提供する。充電ステーションの光源は、高いＰＶ効率を達成するために太陽電池の特性に基づいて選択される。充電ステーションは、さまざまなモバイル機器製品に対して汎用性であるように、または特定モデルに特有であるように設計されることができる。充電ステーションは、そこに配置されるモバイル機器との通信に基づいて充電プロセスを自動制御するために用いる通信および制御ロジックを含む。いくつかの実施形態では、充電ステーションは、充電のための光源および／または受光するモバイル機器との通信のための光信号発生器として役立つことができる発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える。
【００１６】
本明細書において、用語「ソーラーパネル」および「光起電力（ＰＶ）パネル」は、交換可能に使用され、用語「太陽電池」および「光起電力電池」は、交換可能に使用され、そして、用語「充電器」、「充電ステーション」、「充電装置」および「充電ドック」は、交換可能に使用される。
【００１７】
図１は、本開示の一実施形態によるモバイル機器１２０に統合される太陽電池１２１を照射するための光ビームを生成することができる例示的な充電器１１０の構成を例示するブロックダイヤグラムである。モバイル機器１２０は、太陽電池１２１、充電式バッテリ１２２、任意の壁面電源アダプタ１２４、制御回路１２３および充電通信回路１２５を含む。制御回路１２３および充電通信回路１２５は、モバイル機器１２０のメインボードに接続される。太陽電池１２１は、ソーラーパネルに組み立てられて、モバイル機器１２０のハウジングにインストールされる。充電器１１０は、壁面電源アダプタ１１１、光源１１２、制御回路１１３および充電通信回路１１４を含む。モバイル機器１２０および充電器デバイス１１０は、光源１１２により提供される光エネルギーの転送を容易にするために光源１１２に面している太陽電池１２１と互いにすぐ近くに配置される。
【００１８】
充電プロセスの間、充電器１１０の壁面電源アダプタ１１１は、壁面電源１３０を光源１１２に供給される適切な電源に変換する。光源１１２は、太陽電池１２１に向けて光ビーム１０１を生成する。太陽電池１２１は、入射光を、充電のための充電式バッテリ１２２に供給される電流に変換する。
【００１９】
本開示は、光ビームを生成するためのワイヤレス充電器における光源のタイプ、構成または電気的性質によって制限されないし、光源により発生する波長、寸法、または光の強度によってそれは制限されない。本開示による充電器は、結晶性シリコン太陽電池、薄膜太陽電池、多接合太陽電池などで充電するために用いてよい。モバイル機器は、ソーラーパネルを備える電話、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）、腕時計、タブレットまたはタッチパッド、メディアプレーヤ、リモート・コントロール、ＰＤＡまたは他のいかなる適切な電子デバイスでもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態では、充電器１１０およびその光源１１２は、特定のタイプのモバイル機器用にカスタマイズされる。高いエネルギー変換効率を達成するために、光ビームスペクトルが太陽電池１２１の材料および構造特性に基づいて選択されるか、または太陽電池１２１のスペクトル反応に同調することが好ましい。一実施形態では、光源１１２は、２Ｗ〜５Ｗの電力範囲の光を出力する。
【００２１】
いくつかの実施形態では、光源１１２は、電界発光物質を含む。例えば、プラスチック基板上のＧａＡｓ太陽電池を備えるモバイル機器に関して、ＧａＡｓベースの発光ダイオード（ＬＥＤ）は、それがＧａＡｓ太陽電池に対してマッチするスペクトルを提供するので、好適な光源である。例えば、ＬＥＤ光源は、受光するモバイル機器に使われるようにＧａＡｓ太陽電池の同じタイプを使用してよい。後で詳しく述べるように、この種のＬＥＤ光源は、受光するモバイル機器との通信のための信号発生器として役立ってもよい。
【００２２】
いくつかの他の実施形態では、充電器１１０は、太陽電池材料および構造特性を変化させるモバイル機器に対して汎用性であるように設計される。例えば、赤外光は、その不可視性およびしたがって人の眼に対する非妨害ならびに大部分のタイプの太陽電池に対する高い吸収率に起因して、発生して、太陽電池を照射するために用いられる。充電器１１０からの赤外光出力は、光充電が進行中であることをユーザに知らせるために用いる可視光と混合されてよい。例えばソーラーパネル上の一様な照射分布を達成するために、本開示による充電器がパターンに配置される光源の配列を含んでよいことはいうまでもない。充電器１１０は、潜在的に異なる効率のさまざまなタイプの太陽電池を充電するための単一のタイプの光源を含んでよい。一実施形態では、光源１１２から発せられる光は、８００ナノメートル〜１０００ナノメートルの範囲内のスペクトルを有する。
【００２３】
あるいは、光源の配列は、各々が特定のタイプの太陽電池のスペクトル反応に同調する複数のタイプの光源を含んでよい。例えば、一旦モバイル機器１２０が充電器１１０に置かれると、充電器１１０は、モバイル機器１２０との通信を通じて太陽電池１２１に関連した情報を得ることができる。したがって、制御回路１１３は、最適変換効率を達成するために、対応する光源を選択的に起動させる。例えば、受信する機器がＧａＡｓまたはＣｄＴｅ太陽電池でインストールされる検出に応じて、８００ナノメートル〜８６０ナノメートルの範囲を有する光源は、起動されてよい。受信する機器がＳｉまたはＣＩＧＳ太陽電池でインストールされる検出に応じて、８００ナノメートル〜１０００ナノメートルの範囲を有する光源は、起動されてよい。
【００２４】
後述するように、制御回路１１３は、さまざまなステージおよび態様の充電プロセスを制御することができる。例えば、制御回路１１３は、最大電力点追跡技術（ＭＰＰＴ）を用いて実施される。制御動作は、それぞれの通信回路１１４および１２５を通じた充電器１１０とモバイル機器１２０との間の通信に基づいてもよい。
【００２５】
図示の例では、モバイル機器１２０は、太陽電池を通じて充電されることに加えて、電気充電器を用いて充電される能力を保つ。モバイル機器１２０の充電式バッテリ１２２は、壁面電源アダプタ１２４に接続される。そしてそれは、壁面電源を直接用いてモバイル機器１２０を充電するために、壁面電源出力に差し込まれるときに電流を供給する。充電式バッテリ１２２および壁面電源アダプタ１２４は両方とも、公知技術であるさまざまなやり方で充電制御回路１２３に接続されて、それによって制御される。
【００２６】
本開示によれば、充電装置が、太陽電池特性に同調する、そして付近に置かれるモバイル機器の太陽電池上を目指す光ビームを出力するので、モバイル機器は、ワイヤレス様式で急速かつ効率的に充電されることができる。モバイル機器が充電のための充電装置上に置かれるときに、光ビームは、モバイル機器によって主にまたは完全にカバーされてよく、そのため、近くで人々の目に危害をもたらさない。加えて、ワイヤレス充電プロセスは、それが環境光の利用可能性または強度によって制限されないので、信頼性が高くて一貫性がある。したがって、モバイル機器のためのワイヤード充電機能性は、少しも長く必要でないかもしれない。ハウジング上の電極インターフェースの除去については、モバイル機器は、防水としてより容易に設計されることができる。
【００２７】
図２は、本開示の実施形態にしたがって目指す光でそれを充電するためのモバイル機器２５０に接続される例示的な充電ドック２００を例示する。モバイル機器２５０は、前面側上の表示パネル２５２、および後面蓋上のソーラーパネル２５３を有する。動作中、充電ドック２００は、接続ケーブル２２１を通じて壁面電源を引き出して、その壁面電源を、光源２０１の配列を駆動するために用いる適切なＤＣ電源に変換する。
【００２８】
充電ドック２００は、モバイル機器２５０の物理的属性に基づいてカスタマイズされる外側ハウジング２０２およびレセプタクル２５１を有する。レセプタクル２５１は、モバイル機器２５０のジオメトリに共形の矩形形状を有する。ユーザは、単にソーラーパネル２５３を光源２０１に向けてレセプタクル２５１内にモバイル機器２５０を配置することができる。例えば、充電の間、モバイル機器２５０は、光源２０１から２、３センチメートル離れて位置してよい。一実施形態では、レセプタクル２５１は、モバイル機器２５０を水平な向きに支持する。図の例では、ユーザがその位置決めを調整する必要なしに、モバイル機器２５０は、レセプタクル内に適合させる。しかしながら、充電ドック２００は、他のいかなる適切な構成または向きにおいても設計されることができる。例えば、充電ドック２００上にゆるく位置するよりはむしろ、充電ドック上にモバイル機器２５０を固定するために、固定手段が用いられてよい。
【００２９】
いくつかの他の実施形態では、太陽電池を通じたモバイル機器充電のための充電ドックは、調節可能なレセプタクルを有して、異なる寸法のさまざまなモバイル機器を収容することができる。充電ドックは、周囲環境への光漏れを防止するために用いるハウジングカバーを含んでもよい。充電ドックは、その上に置かれるモバイル機器の寸法を検出することが可能でもよい。検出した寸法に基づいて、制御回路は、選択された光源２０１を点灯することができる。例えば、小さいモバイル機器のために、残りの光源がエネルギーを保存するために消灯したままである一方で、効率的な充電のためのソーラーパネル全体をカバーするために、光源配列２０１の中心部材だけが点灯される。
【００３０】
光源２０１に加えて、充電ドックは、近接センサ２１４、インジケーターライト２１５、制御回路２１１を集積するプリント基板（ＰＣＢ）２１０、充電通信回路２１２および壁面アダプタ２１３を含む。光源２０１は、ＰＣＢ２１０に接続される。壁面アダプタ２１３は、壁面電源出力との通信のための電気ケーブル２２１に接続される。充電ドックの各種コンポーネントは、公知技術である任意の好適な仕方で実施されることができる。
【００３１】
モバイル機器２５０が充電ドック２００上に置かれるときに、近接センサ２１４は、その存在を検出して、制御回路２１１に信号を送る。それに応じて、制御回路は、光ビームを生成するために光源２０１を起動させる。ある種のＬＥＤ太陽電池は、バイアス電圧に応じて異なるモードで動作できることが知られている。特に、この種のＬＥＤ太陽電池は、順方向バイアスされるときに光を発することができて、逆方向バイアスされるときに光を吸収して、それを電気エネルギーに変換することができる。このように、実施形態によっては、光源２０１は、電界発光物質（例えば、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、それらの組み合わせ、または他のＩＩＩ〜Ｖ族化合物材料）を含む。したがって、充電の間、制御回路２１１は、光源２０１に順方向バイアス電圧を適用させる。
【００３２】
いくつかの実施形態では、デバイスの近くを検出するセンサに加えて、充電ドック２００は、モバイル機器の誤った設置を検出可能である。他の実施形態では、近接センサ自体がモバイル機器の誤った設置を検出することも可能である。例えば、充電ドックは、光源２０１の全てがモバイル機器によってカバーされるというのではないどうか検出することが可能でもよい。この状況において、充電ドック２００は、光源２０１の一部もしくは全部を停止したままにしておいてよい。これは、充電ドック２００のハウジングから逃げる光源２０１からの光ビームの可能性と関連したいかなる安全リスクも低減してよい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、ソーラーパネル２５３自体が、モバイル機器が正しく置かれたか否かについて決定するセンサとして役立つ。例えば、近接センサ２１４は、モバイル機器の近くを検出してよく、そして、光源２０１の一部または全部を起動させる。次いで、モバイル充電ドックは、モバイル機器２５０およびその付随するソーラーパネル２５３の特性の変化を検出して、モバイル機器の設置が正しいかどうか決定するためにそれを使用することができてよい。例えば、一実施形態では、ソーラーパネルにおいて発生する光生成電流または電圧または短絡電流は、それがソーラーパネル・サイズおよび外部量子効率、そして光源２０１によって発せられる光ビームの強度およびスペクトルの予測可能な関数であるにつれて、設置が正しいか否か示すことができる。別の実施形態では、ソーラーパネルの異なる特性は、正しい設置（例えば、開回路電圧、またはソーラーパネルの光ルミネセンスの強度）を決定するために用いてよい。
【００３４】
いくつかの実施形態では、正しい設置を示す検知技術は、モバイル機器が充電ドック２００から取り外されるときに、光源２０１を消灯するために用いることもできる。他の実施形態では、近接センサ２１４は、関数を提供する。
【００３５】
充電ドック２００は、光ビームを効率的かつ均一にソーラーパネル２５３に導いておよび／または分配するように動作可能な光学トレイン（図示せず）を含んでよい。モバイル機器２５０がレセプタクル２５１から取り外されるときに、近接センサ２１４は、離脱を検出して、光源２０１のスイッチを切るための別の信号を制御回路２１１に送る。インジケーターライト２１５は、レセプタクル２１５の近くでインストールされて、充電ステータス（例えば、進行中、完全または否定）に関してユーザに指示を送るために役立つ。
【００３６】
通信回路２１２は、充電に関して（例えば、太陽電池の特性、モバイル機器のモデル、モバイル機器のバッテリの使用ステータス、生成される光の強度およびスペクトルなど）、モバイル機器２５０と通信することができる通信に基づいて、制御回路２１１は、図３に関する詳細にて説明するように、光源２０１の動作を制御する。
【００３７】
いくつかの実施形態では、通信機能は、充電ドックおよびモバイル機器のそれぞれのワイヤレス通信回路を用いて実施される。この場合、充電ドックおよびモバイル機器は、ブルートゥース、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、ＷｉＦｉ、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、などを介して通信する。
【００３８】
いくつかの他の実施形態では、充電ドックの１つ以上の光源は、送信器として構成されて、モバイル機器に対するバイナリ形式（「オン」および「オフ」）の一連の光パルス（光パルスシーケンス）としてコード化される信号を送るように動作可能である。例えば、光源は、逆方向バイアスを受けるときに光を発するＬＥＤタイプの太陽電池（例えば、ＧａＡｓ太陽電池）から成る。通信回路２１２は、信号生成を制御するために、光源上の逆方向バイアスを制御する。
【００３９】
モバイル機器上の太陽電池は、逆方向バイアスを受けるときに同様に光信号を発することが可能でもよい。例えば、ＧａＡｓ太陽電池は、逆方向バイアスの下で光を発して、バイナリ形式の一連の光パルスとしてコード化される信号を充電ドックに送ることもできる信号送信器として構成されてよい。このように、充電ドックとモバイル機器との間の双方向通信は、両側上のＬＥＤタイプの太陽電池から送信される光信号を通じて確立されることができる。
【００４０】
図３は、本開示の実施形態による充電ドックを用いて例示的な充電プロセス３００を表すフローチャートである。３０１で、近接センサは、充電ドック上のモバイル機器の存在を検出して、対応する信号を充電ドックの制御回路に送る。３０２で、充電装置は、充電プロセスに関してモバイル機器と通信する。例えば、光源は、出力光の強度、光の波長、光源のタイプ、等に関してモバイル機器に知らせる光信号を送ることができる。モバイル機器は、その太陽電池の材料および構造特性、モバイル機器のモデル、バッテリ使用ステータス、等に関するメッセージを充電ドックに送ることができる。一実施形態では、モバイル機器は、指定されたスペクトルおよび強度範囲の光からだけ充電する光を受け入れるように構成されてよい。
【００４１】
充電ドックから送られるメッセージに基づいて、そして図１の制御回路１２３を通じて、充電ドックの光源が認められていないかまたは光源により提供される光の強度が許容範囲の外にある場合には、モバイル機器は、充電を拒絶してよい。モバイル機器がすでに完全に充電される場合、モバイル機器は、充電ドックからの充電を拒絶する。
【００４２】
同様に、３０３で、モバイル機器から送られるメッセージに基づいて、充電ドックは、モバイル機器が充電に適格かどうか決定することができる。モバイル機器が認められていないモデルであるかまたは充電には不適格である場合には、３０４で、充電ドックは、充電を断って、充電が利用できないことを知らせるエラーメッセージをモバイル機器に送る。適格である場合、３０５で、充電が進行中であることをユーザに通知するために、充電ドック上のインジケータは点灯される。
【００４３】
モバイル機器は、充電ドックに光の強度の所望範囲を知らせてもよい。それに応じて、３０６で、充電ドックの制御回路は、すべての光源に供給される電力を要求された範囲に調整するか、または要求強さのレベルを得るために選択された光源を起動させる。３０７で、バッテリが完全に充電されるときに、モバイル機器は、充電ドックにメッセージを送る。それに応じて、充電ドックの制御回路は、光源を消灯し、そして充電ドックは、待機またはアイドル状態に入る。モバイル機器が充電のための充電ドックに接続されるたびに、前述のプロセス３０１〜３０７は繰り返される。
【００４４】
特定の好ましい実施形態および方法が本明細書において開示されたにもかかわらず、この種の実施形態および方法の変形および修正が本発明の精神および範囲から逸脱することなくなされてよいことは、以前の開示から当業者には明らかである。本発明は、添付の請求の範囲および準拠法の規則および原則によって必要とされる範囲でだけ制限されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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