(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線電力供給環境において複数のレトロディレクティブ方式の無線電力伝送システムを介して無線電力受信クライアントの負荷を分散する方法であって、前記方法が、
前記複数のレトロディレクティブ方式の無線電力伝送システムの少なくとも２つの無線電力伝送システムに関連付けられた送信機の負荷情報を識別することであって、各無線電力伝送システムは、適応的に位相調整される、複数のアンテナによって、無線電力受信クライアントから受信したビーコン信号の位相を計測し、当該計測された位相に基づいて、前記無線電力受信クライアントへコヒーレントな無線電力信号を、マルチパスを介して伝送するように構成されていることと、
前記送信機の負荷情報に少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも２つの無線電力伝送システム間の負荷の不均衡を検出することであって、前記送信機の負荷情報は、関連する前記無線電力伝送システムによってサービスを受ける複数の機器のエネルギー要求量に少なくとも部分的に基づいて決定され、前記機器のそれぞれは、一つ以上の無線電力受信クライアントを備えることと、
前記負荷の不均衡を改善するための１つ以上の動作を決定することと、
前記少なくとも２つの無線電力伝送システムのうちの１つ以上に前記１つ以上の動作を実行するように指示すること、とを含む、方法。
【請求項２】
前記１つ以上の動作が、前記無線電力伝送システムによって実行される場合に、前記少なくとも２つの無線電力伝送システムのうちの１つ以上に、少なくとも一つの機器の協調された切換えを実行するように指示する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記クライアントの負荷の不均衡には、少なくとも１つの過剰に利用された無線電力伝送システムが含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記１つ以上の動作が、前記無線電力伝送システムによって実行される場合に、過剰に利用された無線電力伝送システムに無線電力受信クライアントのために電力の要求を受け入れることを中止するように指示する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも２つの無線電力伝送システム間の負荷の不均衡を検出することが、
前記対応する送信機の負荷情報に基づいて、前記複数の無線電力伝送システムの前記少なくとも２つの無線電力伝送システムの負荷を測定すること
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも２つの無線電力伝送システムの前記負荷が、サービスを受ける機器の数に基づいて更に測定される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも２つの無線電力伝送システムの前記負荷が、サービスを受ける機器の充電効率、サービスを受ける機器の優先順位、または機器が存在する位置に基づいて更に測定される、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも２つの無線電力伝送システム間の前記負荷の不均衡を検出することが、
前記少なくとも２つの無線電力伝送システムに関連付けられた前記送信機の負荷情報を比較して前記負荷の不均衡を識別することと、
前記負荷の不均衡が均衡閾値を超えていると決定すること
とをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の無線電力伝送システムに関連付けられた前記送信機の負荷情報を監視すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの無線電力伝送システム間の認識を協調すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
装置であって、
１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体と、  前記１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラム命令とを含み、処理システムによって実行される場合に、前記プログラム命令によって前記処理システムが、
無線電力供給環境において複数のレトロディレクティブ方式の無線電力伝送システムの少なくとも２つの無線電力伝送システムに関連付けられた送信機の負荷情報を識別し、各無線電力伝送システムは、適応的に位相調整される、複数のアンテナによって、無線電力受信クライアントから受信したビーコン信号の位相を計測し、当該計測された位相に基づいて、前記無線電力受信クライアントへマルチパスを介して、方向付けられた無線電力信号を伝送するように構成されており、
前記送信機の負荷情報に少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも２つの無線電力伝送システム間の負荷の不均衡を検出し、
前記送信機の負荷情報は、関連する前記無線電力伝送システムによってサービスを受ける複数の機器のエネルギー要求量に少なくとも部分的に基づいて決定され、前記機器のそれぞれは、一つ以上の無線電力受信クライアントを備え、
前記負荷の不均衡を改善するための１つ以上の動作を決定し、
前記少なくとも２つの無線電力伝送システムのうちの１つ以上に前記１つ以上の動作を実行するように指示する、
装置。
【請求項１２】
前記１つ以上の動作が、前記少なくとも２つの無線電力伝送システムのうちの１つ以上に、少なくとも一つの機器の協調された切換えを実行するように指示する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記クライアントの負荷の不均衡には少なくとも１つの過剰に利用された無線電力伝送システムが含まれ、前記１つ以上の動作が、前記過剰に利用された無線電力伝送システムに、無線電力受信クライアントのために電力の要求を受け入れることを中止するように指示する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも２つの無線電力伝送システム間の前記負荷の不均衡を検出するために、処理システムによって実行される場合に、前記プログラム命令によって前記処理システムが、
前記対応する送信機の負荷情報に基づいて、前記複数の無線電力伝送システムの前記少なくとも２つの無線電力伝送システムの前記負荷を測定する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも２つの無線電力伝送システムの前記負荷が、サービスを受ける機器の数に基づいて更に測定される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも２つの無線電力伝送システムの前記負荷が、サービスを受ける機器の充電効率、サービスを受ける機器の優先順位、またはサービスを受ける機器が存在する位置に基づいて測定される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記少なくとも２つの無線電力伝送システム間の前記負荷の不均衡を検出するために、処理システムによって実行される場合に、前記プログラム命令によって前記処理システムがさらに、
前記少なくとも２つの無線電力伝送システムに関連付けられた前記対応する送信機の負荷情報を比較して前記負荷情報を識別し、
前記負荷の不均衡が均衡閾値を超えていると決定する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
処理システムによって実行される場合に、前記プログラム命令によって前記処理システムがさらに、
前記複数の無線電力伝送システムに関連付けられた前記送信機の負荷情報を監視する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
無線電力伝送システムであって、
複数の無線周波数（ＲＦ）送受信機を有する適応的に位相調整されたアンテナアレイと、
制御回路であって、無線電力供給環境において前記複数のレトロディレクティブ方式の無線電力伝送システムの少なくとも２つの無線電力伝送システムに関連付けられた送信機の負荷情報を識別し、各無線電力伝送システムは、適応的に位相調整される、複数のアンテナによって、無線電力受信クライアントから受信したビーコン信号の位相を計測し、当該計測された位相に基づいて、前記無線電力受信クライアントへコヒーレントな無線電力信号を、マルチパスを介して伝送するように構成され、
前記送信機の負荷情報に少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも２つの無線電力伝送システム間の負荷の不均衡を検出し、前記送信機の負荷情報は、関連する前記無線電力伝送システムによってサービスを受ける複数の機器のエネルギー要求量に少なくとも部分的に基づいて決定され、前記機器のそれぞれは、一つ以上の無線電力受信クライアントを備え、
前記負荷の不均衡を改善するための１つ以上の動作を決定し、
前記少なくとも２つの無線電力伝送システムのうちの１つ以上に前記１つ以上の動作を実行するように指示するように構成された、制御回路と
を含む、無線電力伝送システム。
【請求項２０】
前記制御システムが、協調された切換えを実行するように前記少なくとも２つの無線電力伝送システムのうちの１つ以上に指示するようにさらに構成される、請求項１９に記載の無線電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年６月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／１８７，１９０号「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＩＭＰＲＯＶＩＮＧ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＣＨＡＲＧＩＮＧ  ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ」、および２０１６年６月２９日に出願された米国非仮特許出願第１５／１９６，６１８号「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ  ＦＯＲ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ  ＨＡＮＤＯＦＦ  ＡＮＤ  ＬＯＡＤ  ＢＡＬＡＮＣＩＮＧ」の優先権および利益を主張するものであり、その内容は参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
【０００２】
本明細書に記載の技術は、一般に無線電力伝送の分野に関し、より具体的には、無線電力伝送システムの切換えおよび負荷分散のための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの電子機器は電池によって電力供給される。充電式電池は、多くの場合、従来の乾電池の交換および貴重な資源の節約にかかるコストを回避するために使用される。しかし、従来の充電式電池充電器で電池を充電するには交流（ＡＣ）電源コンセントに接続する必要があるが、利用できない場合や不便な場合がある。したがって、電子機器用の電力を無線で得ることが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
（対応する記載なし）
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（対応する記載なし）
【０００６】
したがって、上述の問題を克服する技術、および付加的な利益を提供する技術に対する必要性がある。いくつかの先行するか、または関連するシステムの本明細書で提供される例およびそれらに関連する制限は、例示的であり排他的ではないことが意図される。既存または従来のシステムの他の制限は、以下の発明を実施するための形態を読むことによって当業者には明らかになるであろう。
【０００７】
本発明の１つ以上の実施形態は例として示されており、同様の参照符号が同様の要素を示す添付の図面の図に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】いくつかの実施形態による、１つ以上の無線電力伝送システムから無線電力供給環境内の様々な無線機器への無線電力供給を示す例示的な無線電力供給環境を含むブロック図である。
【図２】いくつかの実施形態による、無線電力供給を開始するための無線電力伝送システムと無線受信クライアントとの間の例示的な動作を示すシーケンス図である。
【図３】いくつかの実施形態による無線電力伝送システムの例示的な構成要素を示すブロック図である。
【図４】いくつかの実施形態による無線電力受信クライアントの例示的な構成要素を示すブロック図である。
【図５Ａ】いくつかの実施形態による例示的なマルチパス無線電力供給環境を示す図である。
【図５Ｂ】いくつかの実施形態による例示的なマルチパス無線電力供給環境を示す図である。
【図６】いくつかの実施形態による例示的な無線電力供給環境を示す図である。
【図７】いくつかの実施形態による、無線電力伝送システム間で負荷分散方法を実行する、例示的な無線電力供給環境の様々な構成要素間の例示的なシグナリングを示すシーケンス図である。
【図８】いくつかの実施形態による例示的な負荷分散プロセスを示すフロー図である。
【図９】いくつかの実施形態による、無線電力伝送システムに対応する送信機の負荷情報に基づいて、少なくとも２つの無線電力伝送システム間の負荷の不均衡を検出する例示的な負荷検出プロセスを示すフロー図である。
【図１０】いくつかの実施形態による例示的な負荷監視プロセスを示すフロー図である。
【図１１Ａ】いくつかの実施形態による、無線電力伝送システムにローカル接続された任意の所与の位置に対する機器の例示的な信号強度グラフである。
【図１１Ｂ】いくつかの実施形態による、無線電力伝送システムにローカル接続された任意の所与の位置に対する機器の例示的な信号強度グラフである。
【図１２】いくつかの実施形態による、接続先の無線電力伝送システムを決定する例示的なプロセスを示す図である。
【図１３】いくつかの実施形態による、モバイル（またはスマート）電話またはタブレット型コンピュータ機器の形態の１つ以上の無線電力受信クライアントを含む代表的なモバイル機器またはタブレット型コンピュータの例示的な構成要素を示すブロック図である。
【図１４】本明細書で説明する任意の１つ以上の方法を機械に実行させるための１組の命令が実行される、コンピュータシステムの例示的な形態の機械の図式的な表示を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の説明および図面は例示的なものであり、限定するものとして解釈されるべきではない。開示の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細を記載する。しかし、特定の例では、説明を不明瞭にすることを回避するために周知または従来の詳細を記載しない。本開示の一実施形態または実施形態への言及は、同じ実施形態への言及であってもよいが必ずしもそうである必要はなく、このような言及は実施形態の少なくとも１つを意味する。
【００１０】
本明細書において、「一実施形態」または「実施形態」とは、実施形態に関連して説明した特定の特徴、構造または特性が本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書の様々な場所において「一実施形態では」という句が出現するが、必ずしも全てが同じ実施形態を指しているわけではなく、この句は、他の実施形態と相互排他的な別個の実施形態または代替の実施形態でもない。さらに、いくつかの実施形態によって示されるが他の実施形態によって示されない様々な特徴を記載する。同様に、いくつかの実施形態の要件であるが他の実施形態の要件ではない様々な要件を記載する。
【００１１】
本明細書中で使用される用語は一般に、本開示の文脈において、および各用語が使用される特定の文脈において、当技術分野における通常の意味を有する。本開示の説明に関して技術者に追加の指針を提供するために、本開示を説明するために使用される特定の用語を以下または本明細書の他の箇所で説明する。便宜上、斜体および／または引用符などを使用して特定の用語を強調表示することができる。強調表示の使用は用語の範囲および意味に影響を与えず、用語の範囲および意味は、強調表示されているか否かに関わらず、同じ文脈において同一である。複数の方法においても同様であると言えることが理解されるであろう。
【００１２】
したがって、代替的な言語および同義語を、本明細書で説明する用語のいずれか１つ以上に使用してもよく、用語が本明細書で詳述または説明されるか否かに関わらず特別に重視しない。特定の用語の同義語を提供する。１つ以上の同義語の詳説は、他の同義語の使用を排除するものではない。本明細書で説明する任意の用語の例を含む例を本明細書の任意の場所で使用することは、例示的であるに過ぎず、本開示の範囲および意味または任意の例示される用語の範囲および意味をさらに限定することを意図するものではない。同様に、本開示は、本明細書に記載の様々な実施形態に限定されない。
【００１３】
本開示の範囲をさらに限定しようとすることなく、本開示の実施形態による器具、装置、方法およびそれらの関連する結果の例を以下に記載する。なお、例において表題または副題を読者の便宜のために使用してもよく、これは決して開示の範囲を限定するものではない。他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、本開示が関係する当業者によって一般的に理解される用語と同じ意味を有する。競合する場合には、定義を含む本文書が支配する。
【００１４】
Ｉ．無線電力伝送システムの概要／構造
【００１５】
図１は、いくつかの実施形態による、１つ以上の無線電力伝送システム（ＷＰＴＳ）１０１ａ〜ｎ（「無線電力供給システム」、「アンテナアレイシステム」および「無線充電器」とも呼ばれる）から無線電力供給環境１００内の様々な無線機器１０２ａ〜ｎへの無線電力供給を示す、例示的な無線電力供給環境１００を含むブロック図を示している。より具体的には、図１は、無線電力および／またはデータを、（本明細書では「クライアント」および「無線電力受信機」とも呼ばれる）１つ以上の無線電力受信クライアント１０３ａ〜１０３ｎを有する利用可能な無線機器１０２ａ〜１０２ｎに供給することができる、例示的な無線電力供給環境１００を示している。無線電力受信クライアントは、１つ以上の無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎから無線電力を受信し処理するように構成される。例示的な無線電力受信クライアント１０３の構成要素を、図４を参照してより詳細に示して説明する。
【００１６】
図１の例に示すように、無線機器１０２ａ〜１０２ｎは、携帯電話機器および無線ゲームコントローラを含む。しかし、無線機器１０２ａ〜１０２ｎは、電力を必要とし、かつ１つ以上の統合型電力受信クライアント１０３ａ〜１０３ｎを介して無線電力を受信することができる任意の機器またはシステムであってもよい。本明細書で説明するように、１つ以上の統合型電力受信クライアントは、１つ以上の無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎから電力を受信して処理し、動作のために電力を無線機器１０２ａ〜１０２ｎ（または無線機器の内蔵電池）に提供する。
【００１７】
各無線電力伝送システム１０１は、例えば数百または数千のアンテナを含むアンテナアレイなどの複数のアンテナ１０４ａ〜ｎを含むことができ、これらのアンテナは、無線電力を無線機器１０２に供給することができる。いくつかの実施形態では、アンテナは、適応的に位相調整された無線周波数（ＲＦ）アンテナである。無線電力伝送システム１０１は、コヒーレントな電力伝送信号を電力受信クライアント１０３に伝達するための適切な位相を決定することができる。アレイは、互いに対して特定の位相で複数のアンテナから信号（例えば連続波信号またはパルス電力伝送信号）を発するように構成される。用語「アレイ」の使用は、必ずしもアンテナアレイを特定のアレイ構造に限定するものではないことが理解される。すなわち、アンテナアレイは、特定の「アレイ」形状または幾何学的形状で構成される必要はない。さらに、本明細書で使用されるように、「アレイ」または「アレイシステム」という用語は、無線機、デジタル論理およびモデムなどの信号の生成、受信、送信のための関連する周辺回路を含むように使用されてもよい。いくつかの実施形態では、無線電力伝送システム１０１は、１つ以上のアンテナまたは送受信機を介したデータ通信のための内蔵型Ｗｉ−Ｆｉハブを有することができる。
【００１８】
無線機器１０２は、１つ以上の電力受信クライアント１０３を含むことができる。図１の例に示すように、電力供給アンテナ１０４ａ〜１０４ｎが示されている。電力供給アンテナ１０４ａは、無線電力供給環境において無線周波数電力を供給するように構成される。いくつかの実施形態では、１つ以上の電力供給アンテナ１０４ａ〜１０４ｎを、代替的にまたは追加的に、無線電力供給に加えてまたは無線電力供給の代わりにデータ通信用に構成することができる。１つ以上のデータ通信アンテナは、電力受信クライアント１０３ａ〜１０３ｎおよび／または無線機器１０２ａ〜１０２ｎとの間でデータ通信を送受信するように構成される。いくつかの実施形態では、データ通信アンテナは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（商標）、ＺｉｇＢｅｅ（商標）などを介して通信することができる。他のデータ通信プロトコルも可能である。
【００１９】
各電力受信クライアント１０３ａ〜１０３ｎは、無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎから信号を受信するための１つ以上のアンテナ（図示せず）を含む。同様に、各無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎは、互いに対して特定の位相で連続波信号または離散（パルス）信号を発することができる１つ以上のアンテナおよび／またはアンテナの組を有するアンテナアレイを含む。上述したように、各無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎは、コヒーレント信号を電力受信クライアント１０２ａ〜１０２ｎに伝達するために適切な位相を決定することができる。例えば、いくつかの実施形態では、アレイの各アンテナにおける受信ビーコン（または較正）信号の複素共役を計算することによって、コヒーレント信号を決定することができ、これにより、コヒーレント信号が、ビーコン（または較正）信号を送信した特定の電力受信クライアントに電力を供給するために適切に位相調整される。
【００２０】
図示されていないが、例えば無線機器、無線電力伝送システムなどの環境の各構成要素は、データ通信同期モジュールなどの制御および同期のための機構を含むことができる。無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎは、例えば建物内の標準または一次の交流（ＡＣ）電源に無線電力伝送システムを接続する電源コンセントまたは電源などの電源に接続することができる。代替的にまたは追加的に、１つ以上の無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎには、例えば太陽電池などの電池または他の機構を介して電力を供給することができる。
【００２１】
電力受信クライアント１０２ａ〜１０２ｎおよび／または無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎは、マルチパス無線電力供給環境において動作するように構成されている。すなわち、電力受信クライアント１０２ａ〜１０２ｎおよび無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎは、例えば無線電力供給環境内でビーコン（または較正）信号を送信し、および／または無線電力および／またはデータを受信する範囲内の壁または他のＲＦ反射障害物などの反射物体１０６を利用するように構成される。反射物体１０６は、妨害する物体が無線電力伝送システムと電力受信クライアントとの間の見通し線内にあるかどうかにかかわらず、多方向の信号通信に利用することができる。
【００２２】
本明細書で説明するように、各無線機器１０２ａ〜１０２ｎは、例示的な環境１００内の他の装置、サーバおよび／または他のシステムとの接続を確立することができる任意のシステムおよび／または装置、および／または装置／システムの任意の組み合わせであってもよい。いくつかの実施形態では、無線機器１０２ａ〜１０２ｎは、ユーザにデータを提示するための表示または他の出力機能、および／または、ユーザからデータを受信するための入力機能を含む。一例として、無線機器１０２は、ビデオゲームコントローラ、サーバデスクトップ、デスクトップコンピュータ、計算機クラスタ、例えばノートブック、ラップトップコンピュータ、携帯型コンピュータ、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ端末、Ｔｒｅｏおよび／またはｉＰｈｏｎｅ（登録商標）などのモバイル機器であってもよいが、これらに限定されない。限定ではなく一例として、無線機器１０２は、時計、ネックレス、指輪、または顧客に組み込まれた端末などの任意のウェアラブル端末であってもよい。無線機器１０２の他の例には、（例えば火または一酸化炭素の）安全センサ、電動歯ブラシ、電子ドアロック／ハンドル、電灯スイッチコントローラ、電気シェーバなどが含まれるが、これらに限定されない。
【００２３】
図１の例には示されていないが、無線電力伝送システム１０１および電力受信クライアント１０３ａ〜１０３ｎは、それぞれ、データチャネルを介して通信するためのデータ通信モジュールを含むことができる。代替的にまたは追加的に、電力受信クライアント１０３ａ〜１０３ｎは、既存のデータ通信モジュールを介して無線電力伝送システムと通信するように無線機器１０２．１〜１０２．ｎに指示することができる。いくつかの実施形態では、本明細書では主に連続波形と呼ばれるビーコン信号は、代替的にまたは追加的に変調信号の形態を取ることができる。
【００２４】
図２は、一実施形態による、マルチパス無線電力供給において無線電力供給を確立するための無線電力供給システム（例えばＷＰＴＳ１０１）と無線電力受信クライアント（例えば無線電力受信クライアント１０３）との間の例示的な動作を示すシーケンス図２００である。まず、無線電力伝送システム１０１と電力受信クライアント１０３との間で通信が確立される。最初の通信は、例えば、無線電力伝送システム１０１の１つ以上のアンテナ１０４を介して確立されるデータ通信リンクであってもよい。説明したように、いくつかの実施形態では、アンテナ１０４ａ〜１０４ｎのうちの１つ以上は、データアンテナ、無線電力伝送アンテナ、またはデータ／電力兼用アンテナであってもよい。このデータ通信チャネルを介して、無線電力伝送システム１０１と無線電力受信クライアント１０３との間で様々な情報を交換することができる。例えば無線電力のシグナリングを、無線電力供給環境内の様々なクライアント間でタイムスライスすることができる。そのような場合、無線電力伝送システム１０１は、例えば、ビーコンビートスケジュール（ＢＢＳ）サイクル、電力供給サイクル情報などのビーコンスケジュール情報を送信することができ、これにより、無線電力受信クライアント１０３がビーコン信号を伝送（送信）する時期および電力を待機する時期などを把握することができる。
【００２５】
図２の例を続けると、無線電力伝送システム１０１は、電力を受信するための１つ以上の無線電力受信クライアントを選択し、ビーコンスケジュール情報を選択した電力受信クライアント１０３に送信する。無線電力伝送システム１０１はまた、電力伝送スケジューリング情報を送信することができ、これにより、電力受信クライアント１０３が無線電力伝送システムからの無線電力を期待する時期（例えば時間窓）を把握することができる。次に、電力受信クライアント１０３は、例えばビーコンビートスケジュール（ＢＢＳ）サイクルなどのビーコンスケジュール情報によって示される割り当てられたビーコン送信窓（またはタイムスライス）の間にビーコン（または較正）信号を生成して送信する。本明細書で説明するように、無線電力受信クライアント１０３は、電力受信クライアント１０３が内蔵された無線機器１０２に近接した３次元空間に放射および受信パターンを有する１つ以上のアンテナ（または送受信機）を含む。
【００２６】
無線電力伝送システム１０１は、電力受信クライアント１０３からビーコンを受信し、ビーコン信号が複数のアンテナにおいて受信される位相（または方向）を検出および／または別の態様では測定する。次いで、無線電力伝送システム１０１は、対応する各アンテナにおける受信ビーコンの検出または測定された位相（または方向）に基づいて、複数のアンテナ１０３から電力受信クライアント１０３に無線電力を供給する。いくつかの実施形態では、無線電力伝送システム１０１は、ビーコンの測定位相の複素共役を決定し、この複素共役を使用して、ビーコン信号を電力受信クライアント１０３から受信した経路と同じ経路を介して無線電力を電力受信クライアント１０３に供給し、および／または別の態様では方向付けるためのアンテナを構成する送信位相を決定する。
【００２７】
いくつかの実施形態では、無線電力伝送システム１０１は、多数のアンテナを含み、これらのうちの１つ以上が電力受信クライアント１０３に電力を供給するために使用される。無線電力伝送システム１０１は、ビーコン信号が各アンテナで受信される位相を検出することができ、および／または別の態様では決定または測定することができる。多数のアンテナにより、無線電力伝送システム１０１の各アンテナにおいてビーコン信号の異なる位相が受信されることがある。上述したように、無線電力伝送システム１０１は、各アンテナで受信されたビーコン信号の複素共役を決定することができる。複素共役を使用して、１つ以上のアンテナは、無線電力伝送システム１０１内の多数のアンテナの影響を考慮する信号を発することができる。換言すれば、無線電力伝送システム１０１は、ビーコンの波形を反対方向に近似的に再現するアンテナの１つ以上から集合信号を生成するように、１つ以上のアンテナから無線電力伝送信号を発することができる。換言すれば、無線電力伝送システム１０１は、ビーコン信号が無線電力伝送システム１０１において受信された経路と同じ経路を介して無線ＲＦ電力をクライアント機器に供給することができる。これらの経路は、環境内の反射物体１０６を利用することができる。さらに、無線電力伝送信号を無線電力伝送システム１０１から同時に送信することができ、これにより、無線電力伝送信号が、クライアント機器に近接した３次元（３Ｄ）空間におけるクライアント機器のアンテナ放射および受信パターンと集合的に一致する。
【００２８】
図示するように、ビーコン（または較正）信号を、例えばＢＢＳに従って電力供給環境内の電力受信クライアント１０３によって周期的に送信することができ、これにより、無線電力伝送システム１０１は、情報を維持することができ、および／または別の態様では、無線電力供給環境内の電力受信クライアント１０３の位置を追跡することができる。無線電力受信クライアントからのビーコン信号を無線電力伝送システムにおいて受信し、次いでその特定のクライアントに向けられた無線電力で応答するプロセスは、本明細書ではレトロディレクティブ方式無線電力供給と呼ばれる。
【００２９】
さらに、本明細書で説明するように、無線電力を、電力スケジュール情報によって定義される電力供給サイクルで供給することができる。次に、無線電力供給を開始するのに必要なシグナリングのより詳細な例を、図３を参照して説明する。
【００３０】
図３は、一実施形態による、無線電力伝送システム３００の例示的な構成要素を示すブロック図である。図３の例に示すように、無線充電器３００は、マスタバスコントローラ（ＭＢＣ）ボードと、アンテナアレイを集合的に構成する複数のメザニンボードとを含む。ＭＢＣは、制御論理回路３１０、外部データインタフェース（Ｉ／Ｆ）３１５、外部電力インタフェース（Ｉ／Ｆ）３２０、通信ブロック３３０、およびプロキシ３４０を含む。メザニン（またはアンテナアレイボード３５０）はそれぞれ、複数のアンテナ３６０ａ〜３６０ｎを含む。いくつかの実施形態では、構成要素の一部または全部を省略することができる。追加の構成要素もまた可能である。例えばいくつかの実施形態では、通信ブロック３３０またはプロキシ３４０のうちの１つのみが含まれてもよい。
【００３１】
制御論理回路３１０は、制御および知能をアレイ構成要素に提供するように構成される。制御論理回路３１０は、１つ以上のプロセッサ、ＦＰＧＡ、メモリユニットなどを含み、様々なデータおよび電力の通信を指示および制御することができる。通信ブロック３３０は、クロック同期のためのベース信号クロックなどのデータキャリア周波数上のデータ通信を指示することができる。データ通信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）など、およびそれらの組み合わせまたは変形を含んでもよい。同様に、プロキシ３４０は、本明細書で説明するようなデータ通信を介してクライアントと通信することができる。データ通信は、限定ではなく一例として、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などとすることができる。他の通信プロトコルも可能である。
【００３２】
いくつかの実施形態では、制御論理回路３１０はまた、インターネット・オブ・シングス（ＩｏＴ）機器のデータ集約を容易にし、および／または別の態様ではこのデータ集約を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、無線電力受信クライアントは、無線電力受信クライアントが内蔵されている機器に関するＩｏＴ情報にアクセスし、この情報を追跡し、および／または別の態様では取得し、データ接続を介してそのＩｏＴ情報を無線電力伝送システム３００に提供することができる。このＩｏＴ情報を、データを集約し、処理することなどができる集中システムまたはクラウドベースのシステム（図示せず）に外部データインタフェース３１５を介して提供することができる。例えば、集中システムは、データを処理して、地理、無線電力伝送システム、環境、機器などの様々な傾向を識別することができる。いくつかの実施形態では、集約データおよび／または傾向データを使用して、遠隔更新などを介して機器の動作を改善することができる。代替的にまたは追加的に、いくつかの実施形態では、集約されたデータを第三者データ利用者に提供することができる。このようにして、無線電力伝送システムはＩｏＴのゲートウェイまたは実現手段として機能する。限定ではなく一例として、ＩｏＴ情報は、無線電力受信クライアントが内蔵された機器の性能、機器の使用情報、機器の電力レベル、例えばセンサなどを介して機器または無線電力受信クライアント自体が取得した情報を含むことができる。
【００３３】
外部電力インタフェース３２０は、外部電力を受信して、様々な構成要素に電力を供給するように構成される。いくつかの実施形態では、外部電力インタフェース３２０は、標準的な外部の２４ボルト電源を受け入れるように構成されてもよい。他の実施形態では、外部電力インタフェース３２０は、例えば様々な構成要素に電力を供給するのに必要な１２／２４／４８ボルトＤＣを供給する内蔵型ＤＣ電源に対して１２０／２４０ボルトＡＣ電源であってもよい。あるいは、外部電力インタフェースは、必要とされる１２／２４／４８ボルトＤＣを供給するＤＣ電源であってもよい。代替的な構成もまた可能である。
【００３４】
この動作では、無線電力伝送システム３００を制御するマスタバスコントローラ（ＭＢＣ）が電源から電力を受け取って起動される。次いで、ＭＢＣは無線電力伝送システム上のプロキシアンテナ素子を作動させ、プロキシアンテナ素子は、デフォルトの「発見」モードに入って、無線電力伝送システムの範囲内で利用可能な無線受信クライアントを識別する。クライアントが発見されると、無線電力伝送システムのアンテナ素子は電源がオンになり、列挙され、かつ（任意選択的には）較正される。
【００３５】
次に、ＭＢＣは、スケジューリング処理の間、ビーコン送信スケジューリング情報および電力伝送スケジューリング情報を生成する。スケジューリング処理には、電力受信クライアントの選択が含まれる。例えば、ＭＢＣは、電力伝送のための電力受信クライアントを選択し、選択された無線電力受信クライアントのビーコンビートスケジュール（ＢＢＳ）サイクルおよび電力スケジュール（ＰＳ）を生成することができる。本明細書で説明するように、電力受信クライアントを、それらの対応する特性および／または要件に基づいて選択することができる。
【００３６】
いくつかの実施形態では、ＭＢＣはまた、クライアントクエリテーブル（ＣＱＴ）において状態が照会される利用可能なクライアントを識別し、および／または別の態様では選択することができる。ＣＱＴに配置されたクライアントは、例えば、充電を受けていない「待機中」のクライアントである。ＢＢＳおよびＰＳは、例えば電池状態、現在の活動／使用状況、電力が不足するまでにクライアントが有する時間、使用の面での優先順位などの、クライアントに関する極めて重要な情報に基づいて計算される。
【００３７】
プロキシＡＥはＢＢＳを全てのクライアントに送信する。本明細書で説明するように、ＢＢＳは、各クライアントがビーコンを送信すべき時期を示す。同様に、ＰＳは、アレイが電力を伝送すべき時期およびクライアントが無線電力を待機すべき時期を示す。各クライアントはビーコンの送信を開始し、ＢＢＳおよびＰＳごとにアレイから電力を受け取る。プロキシは、クライアントクエリテーブルを同時に照会して、他の利用可能なクライアントの状態を確認することができる。いくつかの実施形態では、クライアントは、ＢＢＳまたはＣＱＴ（例えば待機リスト）にのみ存在することができるが、両方に存在することはできない。以前のステップで収集された情報は、ＢＢＳサイクルおよび／またはＰＳを連続的および／または定期的に更新する。
【００３８】
図４は、いくつかの実施形態による、無線電力受信クライアントの例示的な構成要素を示すブロック図である。図４の例に示すように、受信機４００は、制御論理回路４１０と、電池４２０と、ＩｏＴ制御モジュール４２５と、通信ブロック４３０および関連アンテナ４７０と、電力計４４０と、整流器４５０と、結合器４５５と、ビーコン信号発生器４６０と、ビーコン符号化ユニット４６２および関連アンテナ４８０と、整流器４５０またはビーコン信号発生器４６０を１つ以上の関連アンテナ４９０ａ〜ｎに接続するスイッチ４６５とを含む。いくつかの実施形態では、構成要素の一部または全部を省略することができる。例えば、いくつかの実施形態では、無線電力受信クライアントは自らのアンテナを含まない代わりに、無線電力受信クライアントが内蔵された無線機器の１つ以上のアンテナ（例えばＷｉ−Ｆｉアンテナ）を利用し、および／または別の態様では共有する。さらに、いくつかの実施形態では、無線電力受信クライアントは、データ伝送機能だけでなく電力／データ受信機能を提供する単一のアンテナを含むことができる。追加の構成要素もまた可能である。
【００３９】
結合器４５５は、受信機４００が２つ以上のアンテナを有する場合、電力送信機から受信した電力伝送信号を受信し、かつ結合する。結合器は、整合状態を維持しながら出力ポート間の分離を達成するように構成された任意の結合器または分配回路であってもよい。例えば、結合器４５５は、ウィルキンソン電力分配回路であってもよい。整流器４５０は、存在する場合に充電のために電力計４４０を介して電池４２０に供給される、結合された電力伝送信号を結合器４５５から受信する。他の実施形態では、各アンテナの電力経路は自己の整流器４５０を有することができ、整流器からのＤＣ電力は電力計４４０に供給する前に結合される。電力計４４０は、受信した電力信号強度を測定でき、この測定値を制御論理回路４１０に提供する。
【００４０】
電池４２０は、保護回路および／または監視機能を含むことができる。さらに電池４２０は、電流制限、温度保護、過大／不足電圧の警告および保護、およびクーロン測定を含むが、これらに限定されない１つ以上の特徴を含むことができる。
【００４１】
制御論理回路４１０はまた、電池４２０自体から電池電力レベルを受信することができる。制御論理回路４１０はまた、通信ブロック４３０を介して、クロック同期のためのベース信号クロックなどのデータキャリア周波数上のデータ信号を送信／受信してもよい。ビーコン信号発生器４６０は、ビーコン信号または較正信号を生成し、ビーコン信号が符号化された後にアンテナ４８０または４９０のいずれかを使用してビーコン信号を送信する。
【００４２】
なお、電池４２０は、受信機４００によって充電されるように、かつ受信機４００に電力を供給するように示されているが、受信機はまた、電力を整流器４５０から直接受け取ることもできる。これは、整流器４５０に加えて、電池４２０に充電を提供する代わりに充電電流を供給してもよい。また、複数のアンテナの使用は実装の一例であり、その構造を１つの共用アンテナに縮小してもよい。
【００４３】
いくつかの実施形態では、制御論理回路４１０および／またはＩｏＴ制御モジュール４２５は、無線電力受信クライアント４００が内蔵された機器からのＩｏＴ情報と通信し、および／または別の態様ではこのＩｏＴ情報を得ることができる。図示されていないが、いくつかの実施形態では、無線電力受信クライアント４００は、ＩｏＴ情報を取得することができる無線電力受信クライアント４００が内蔵された機器との１つ以上のデータ接続（有線または無線）を有することができる。代替的にまたは追加的に、ＩｏＴ情報を、例えば１つ以上のセンサを介して、無線電力受信クライアント４００によって決定し、および／または推定することができる。上述したように、ＩｏＴ情報は、無線電力受信クライアントが内蔵された機器の性能に関する情報、無線電力受信クライアントが内蔵された機器の使用情報、無線電力受信クライアントが内蔵された機器の単一または複数の電池の電力レベル、および／または、無線電力受信クライアントが内蔵された機器または無線電力受信クライアント自らが例えばセンサなどを介して取得したかまたは推定した情報を含むことができるが、これらに限定されない。
【００４４】
いくつかの実施形態では、クライアント識別子（ＩＤ）モジュール４１５は、無線電力供給環境内の電力受信クライアントを一意的に識別することができるクライアントＩＤを記憶する。例えば、通信が確立された場合に１つ以上の無線電力伝送システムにＩＤを送信することができる。いくつかの実施形態では、電力受信クライアントは、クライアントＩＤに基づいて無線電力供給環境内の他の電力受信クライアントを受け付けて識別することもできる。
【００４５】
任意の動きセンサ４９５は動きを検出し、それに応じて制御論理回路４１０に信号を送信することができる。例えば電力を受信する端末は、動きを検出するための加速度計または同等の機構などの動き検出機構を統合してもよい。端末が動作中であることを検出すると、ユーザによって扱われていると想定され、アレイへの信号をトリガして、電力の伝送を停止するかまたは機器に伝送された電力を低下させる。いくつかの実施形態では、端末が自動車、列車または飛行機のような移動環境で使用される場合、端末が極めて低電力状態でない限り、間欠的にまたは低減されたレベルでのみ電力が伝送される。
【００４６】
図５Ａおよび図５Ｂは、いくつかの実施形態による例示的なマルチパス無線電力供給環境５００を示す図である。マルチパス無線電力供給環境５００は、１つ以上の無線電力受信クライアント５０３を含む無線機器５０２を操作するユーザを含む。無線機器５０２および１つ以上の無線電力受信クライアント５０３は、それぞれ、図１の無線機器１０２および図１の無線電力受信クライアント１０３または図４の無線電力受信クライアント４００であってもよいが、代替構成も可能である。同様に、無線電力伝送システム５０１は、図１の無線電力伝送システム１０１または図３の無線電力伝送システム３００であってもよいが、代替の構成も可能である。マルチパス無線電力供給環境５００は、反射物体５０６と、例えばユーザ、または人間、家具などの様々な吸収物体とを含む。
【００４７】
無線機器５０２は、無線機器１０２に近接した３次元空間において放射および受信パターン５１０を有する１つ以上のアンテナ（または送受信機）を含む。１つ以上のアンテナ（または送受信機）は、無線機器１０２および／または無線電力受信クライアントの一部として、全体的にまたは部分的に含まれてもよい（図示せず）。例えば、いくつかの実施形態では、無線機器５０２のＷｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの１つ以上のアンテナを、無線電力受信のために利用することができ、および／または別の態様では共有することができる。図５Ａおよび図５Ｂの例に示すように、放射および受信パターン５１０は、一次ローブおよび複数のサイドローブを含むローブパターンを含む。他のパターンもまた可能である。
【００４８】
無線機器５０２は、複数の経路を介してビーコン（または較正）信号を無線電力伝送システム５０１に送信する。本明細書で説明するように、無線機器５０２は、無線電力伝送システムによって示される例えばＲＳＳＩなどの受信ビーコン信号の強度が放射および受信パターン５１０に依存するように、放射および受信パターン５１０の方向にビーコンを送信する。例えば、放射および受信パターン５１０にヌルが存在し、かつ、ビーコン信号が例えば一次ローブのピークなどの放射および受信パターン５１０のピークにおいて最も強力である場合、ビーコン信号は送信されない。図５Ａの例に示すように、無線機器５０２は５つの経路Ｐ１〜Ｐ５を介してビーコン信号を送信する。経路Ｐ４およびＰ５は、反射および／または吸収物体５０６によって遮断される。無線電力伝送システム５０１は、パスＰ１〜Ｐ３を介して強度が増大するビーコン信号を受信する。太い線はより強力な信号を示す。いくつかの実施形態では、ビーコン信号は、例えばユーザへの不必要なＲＦエネルギー照射を回避するために、このように指向的に送信される。
【００４９】
受信に使用される場合のアンテナの受信パターン（方向に応じた感度）が送信に使用される場合のアンテナの遠視野放射パターンと同一であることは、アンテナの基本的な特性である。これは、電磁気学における相反定理の結果である。図５Ａおよび図５Ｂの例に示すように、放射および受信パターン５１０は３次元ローブ状である。しかし、放射および受信パターン５１０は、アンテナ設計で使用されるホーンアンテナ、単純な垂直アンテナなどの単一または複数の型に応じて任意の数の形状であってもよい。例えば放射および受信パターン５１０は、様々な指向性パターンを含むことができる。無線電力供給環境内の複数のクライアント機器の各々に対して、任意の数の異なるアンテナ放射および受信パターンが可能である。
【００５０】
再び図５Ａを参照すると、無線電力伝送システム５０１は、複数のアンテナまたは送受信機において複数の経路Ｐ１〜Ｐ３を介してビーコン（または較正）信号を受信する。図示されているように、経路Ｐ２および経路Ｐ３は直通の見通し線経路であり、経路Ｐ１は見通し線外経路である。無線電力伝送システム５０１がビーコン（または較正）信号を受信すると、電力伝送システム５０１はビーコン（または較正）信号を処理して、複数のアンテナの各々におけるビーコン信号の１つ以上の受信特性を決定する。例えば、無線電力伝送システム５０１は、他の動作の中でも、複数のアンテナまたは送受信機の各々においてビーコン信号が受信される位相を測定することができる。
【００５１】
無線電力伝送システム５０１は、複数のアンテナの各々におけるビーコン信号の１つ以上の受信特性を処理して、対応するアンテナまたは送受信機で測定されたビーコン（または較正）信号の１つ以上の受信特性に基づいて複数のＲＦ送受信機の各々について１つ以上の無線電力伝送特性を決定するかまたは測定する。限定ではなく一例として、無線電力伝送特性は、各アンテナまたは送受信機の位相設定、伝送電力設定などを含むことができる。
【００５２】
本明細書で説明するように、無線電力伝送システム５０１は、アンテナまたは送受信機が設定されると、複数のアンテナまたは送受信機が、クライアント機器に近接した３次元空間においてクライアントの放射および受信パターンに一致する無線電力信号を送信することができるように、無線電力伝送特性を決定する。図５Ｂは、無線電力を経路Ｐ１〜Ｐ３を介して無線機器５０２に伝送する無線電力伝送システム５０１を示している。有利には、本明細書で説明するように、無線電力信号は、クライアント機器に近接した３次元空間においてクライアントの放射および受信パターン５１０と一致する。換言すれば、無線電力伝送システムは、無線電力受信機が例えば最大無線電力を受信するなどの最大利得を有する方向に無線電力信号を送信する。その結果、信号は、例えばヌルおよび遮断などの無線電力受信機が受信することができない方向には送信されない。いくつかの実施形態では、無線電力伝送システム５０１は受信ビーコン信号のＲＳＳＩを測定し、ビーコンが閾値未満である場合、無線電力伝送システムは、その経路を介して無線電力を伝送しない。
【００５３】
図５Ａおよび図５Ｂの例に示される３つの経路は簡略化のために示されているが、他の要素の中でも無線電力供給環境内の反射および吸収物体に応じて、無線機器５０２に電力を伝送するために任意の数の経路を利用することができる。
【００５４】
ＩＩ．負荷分散およびクライアントの切換え（ハンドオフ）
【００５５】
本明細書では、無線電力供給環境において複数の無線電力伝送システムを介して無線電力受信クライアントを負荷分散する技術を説明する。いくつかの実施形態では、方法を説明する。この方法は、複数の無線電力伝送システムの少なくとも２つの無線電力伝送システムに関連付けられた送信機の負荷情報を識別することと、送信機の負荷情報に少なくとも部分的に基づいて、少なくとも２つの無線電力伝送システム間の負荷の不均衡を検出することと、負荷の不均衡を改善するための１つ以上の動作を決定することとを含む。この方法はさらに、１つ以上の動作を実行するように、少なくとも２つの無線電力伝送システムのうちの１つ以上に指示することを含む。
【００５６】
図６は、いくつかの実施形態による例示的な無線電力供給環境６００を示す図である。例示的な無線電力供給環境６００は、無線電力伝送システム６０１ａ〜６０１ｎ、機器Ｄ１〜Ｄ６、負荷分散およびハンドオーバシステム６５０、およびネットワーク６６０を含む。無線電力伝送システム６０１は、図１の無線電力伝送システム１０１または図３の無線電力伝送システム３００であってもよいが、代替の構成も可能である。本明細書で説明するように、機器Ｄ１〜Ｄ６の各々は、例えば１つ以上の無線電力受信クライアントを含む図１の無線機器１０２であってもよい。各無線電力受信クライアントは、図１の無線電力受信クライアント１０３または図４の無線電力受信クライアント４００であってもよいが、代替的な構成も可能である。機器Ｄ１〜Ｄ６は環境６００に示されており、より多くの機器またはより少ない機器が可能である。
【００５７】
無線電力伝送システム６０１ａ〜６０１ｎは、それぞれの無線電力伝送の受信可能領域６１５ａ〜６１５ｎ内に位置する機器に無線電力を提供することができる。図６の例に示すように、無線電力伝送システム６０１ａおよび６０１ｂは、重なり合う受信可能領域６１５ａおよび６１５ｂをそれぞれ有する。機器Ｄ２は重なり合う受信可能領域内に存在するものとして示され、こうして、無線電力伝送システム６０１ａまたは無線電力伝送システム６０１ｂのいずれかから無線電力（またはエネルギー）を受け取ることができる。
【００５８】
最初の充電器の選択を上述の通り行ってもよいが、追加の機器が充電環境に入る際、信号が劣化する際、または機器がある位置から別の位置に移動する際に、無線電力伝送システム６０１ａ〜６０１ｎは、本明細書で説明する負荷分散方法を実行してもよい。例えば無線電力伝送システム６０１ａ〜６０１ｎは、それぞれの対応する伝送負荷を監視することができ、および／または別の態様では決定することができる。伝送負荷は、例えば特定の無線電力伝送システムによってサービスを受ける（利用される）機器の数、利用される機器のエネルギー要求量、利用される機器の充電効率、利用される機器の優先順位などを示すことができる。
【００５９】
いくつかの実施形態では、無線電力伝送システム６０１ａ〜６０１ｎは、無線電力伝送負荷情報を（直接通信を介して、またはネットワーク６６０を介して）負荷分散およびハンドオーバシステム６５０または別の無線電力伝送システムに提供する。情報の更新または変更に応答して、負荷分散およびハンドオーバシステム６５０または別の無線電力伝送システムからの情報を求める要求に応答して、またはこれらの組み合わせまたは変形を含む様々な他の方法で、伝送負荷情報を周期的に提供することができる。
【００６０】
受信可能領域が重なり合う無線電力伝送システムについて負荷情報が得られると、負荷分散手順を実行することができる。機器が充電環境を出入りする際、信号が劣化する際、または機器がある送信領域から別の送信領域に移動する際に、負荷分散を実行することが有利な場合がある。例示的な負荷分散手順を、図８を参照してより詳細に示して説明する。上述したように負荷分散およびハンドオーバシステム６５０は、他の特徴の中でも、無線電力伝送システム６０１ａ〜６０１ｎに関連付けられた送信機の負荷情報を監視し、本明細書で説明する負荷分散方法または負荷分散機能を実行することができる。図６の例では別個のエンティティとして示されているが、代替的にまたは追加的に、全体的にまたは部分的に、負荷分散およびハンドオーバシステム６５０の機能の一部または全部を１つ以上の無線電力伝送システム６０１ａ〜６０１ｎによって提供することができることが理解される。
【００６１】
図６の例に示すように、負荷分散およびハンドオーバシステム６５０は複数のサーバ６４０とデータリポジトリ６３０とを含む。任意の数のサーバ６４０および／またはデータリポジトリ６３０を処理システム６５０に含めてもよい。負荷分散およびハンドオーバシステム６５０はクラウドベースの処理システムまたは中央処理システムであってもよいが、いくつかの実施形態では、負荷分散およびハンドオーバシステム６５０は、例えば無線電力供給環境または受信可能領域６１５内の１つ以上の無線電力伝送システムと同じ場所に配置されるか、またはこの１つ以上の無線電力伝送システムの付近にあるか、または無線電力伝送システムに組み込まれるか、および／または別の態様ではこの無線電力伝送システムと組み合わされている、ローカル処理システムであってもよいことが理解される。
【００６２】
ネットワーク６６０は、接続性を提供するために全体的にまたは部分的に連携して動作する別個のネットワークの任意の集合体であってもよく、サービスを受けるシステムおよび機器に対する１つ以上のネットワークとして現れてもよい。例えば、ネットワーク６６０は、インターネットなどのオープンネットワーク、イントラネットおよび／またはエクストラネットなどのプライベートネットワーク、および／またはそれらの組み合わせまたは変形とすることができる。機器、無線電力伝送システムおよび登録システムは、それぞれネットワーク６６０内に含まれて図示されている異なるアクセスネットワーク（図示せず）によってネットワーク６６０にアクセスしてもよい。
【００６３】
図７を提供して、例示的なシステム６００の様々な構成要素の動作をさらに説明する。図７は、いくつかの実施形態による、無線電力伝送システム６０１ａ〜６０１ｎ間で負荷分散方法を実行する、例示的な無線電力供給環境６００の様々な構成要素間の例示的なシグナリングを示すシーケンス図７００を示している。図示の通り、例示的な負荷分散方法またはプロセスは、負荷分散およびハンドオーバシステム６５０によって実行されるが、本明細書で説明するように、代替的にまたは追加的に、全体的にまたは部分的に、無線電力供給環境の１つ以上の個々の無線電力伝送システムによって例示的な負荷分散プロセスを実行することができる。
【００６４】
図７の例を続けると、最初に、機器Ｄ１〜Ｄ６と対応する無線電力伝送システム６０１ａ〜６０１ｎとの間で通信が確立され、機器Ｄ１〜Ｄ６に関連付けられた無線電力受信クライアントへの無線電力供給が開始される。他の機能の中でも、無線電力伝送システム６０１ａ〜６０１ｎは、無線電力伝送システムの対応する送信機の負荷を監視するかまたは測定する。本明細書で説明するように、送信機の負荷または負荷レベルは、特定の無線電力伝送システムによってサービス（情報）を受ける機器の数、サービスを受ける機器のエネルギー要求量、サービスを受ける機器の充電効率、サービスを受ける機器の優先順位などのうちの１つ以上を示すことができる。
【００６５】
無線電力伝送システム６０１ａ〜６０１ｎは、それぞれの送信機の負荷情報を負荷分散およびハンドオーバシステム６５０に提供する。いくつかの実施形態では、無線電力伝送システム６０１ａ〜６０１ｎは、情報が変更される場合に、または負荷分散およびハンドオーバシステム６５０またはいくつかの実施形態における別の無線電力伝送システムからの要求に応じて、送信機の負荷情報を周期的に転送する。
【００６６】
無線電力伝送システム６０１ａ〜６０１ｎはまた、無線電力伝送システムのローカルエリア環境またはロケールに関する情報を提供することができる。このロケール情報（またはＬデータ）は予め決定され、かつ送信機に記憶されてもよく、または、随時送信機によって、コントローラからの更新を受信することによって、または環境をスキャンして他の無線電力伝送システムの存在を検出することによって、自動的に取得することができる。このデータは不変であってもよいし緩やかに変化してもよく、例えば、環境の一時的な変化によって不正確なロケール情報が記憶されることはない。したがって、送信機が発見され、次いで一時的な信号損失のために消失したとしても、事前に把握された送信機の存在は付近の受信機器にとって有効な場合がある。しかし、その送信機の可用性における不確実性は、ロケール情報セットの一部として報告されることがある。送信機が他のクライアントを満載している場合、この状態もまたロケール情報として報告されることがある。
【００６７】
負荷分散およびハンドオーバシステム６５０は、送信機の負荷情報を受信して処理し、かつ受信した情報に基づいて負荷分散手順を実行する。例示的な負荷分散手順を、図８を参照してより詳細に示して説明する。負荷分散手順の一部として、負荷分散およびハンドオーバシステム６５０が少なくとも２つの無線電力伝送システム間の負荷の不均衡を検出した場合、システムは、負荷の不均衡を改善するための１つ以上の動作を識別することができ、および／または別の態様では決定することができる。例えばこの動作は、１つ以上の無線電力伝送システムが、１つ以上の無線電力受信クライアントを別の隣接する無線電力伝送システムに引き継ぎするように指示することができる。いくつかの実施形態では、引き継ぎは協調されてもよいし協調されなくてもよい。例えば、協調された切換え（ハンドオフ）には、クライアントに関する情報を別の無線電力伝送システムに伝達する無線電力伝送システムが含まれてもよい。反対に、この動作は、クライアントが範囲内にあり、かつ別の無線電力伝送システムとの接続を求めるであろうことを認識して、無線電力伝送システムがクライアントへのサービスを中止するように導く（指示する）という点で、切換え（移管）を協調することができない。同様に、この動作は、過剰に利用された無線電力伝送システムが、無線電力受信クライアントからの接続要求を受け入れることを完全に中止するように導く（指示する）ことができる。
【００６８】
動作の一例では、機器Ｄ６が接続を確立しようと試みる場合に、無線電力伝送システム６０１ａは過剰に利用されていると決定される。無線電力伝送システム６０１ａは、この伝送負荷情報を識別し、および／または別の態様では決定し、情報を負荷分散およびハンドオーバシステム６５０に送信する。負荷分散およびハンドオーバシステム６５０は、無線電力伝送システム６０１ｂが無線電力伝送システム６０１ａに近接していると決定し、かつ機器Ｄ２が６１５ａおよび６１５ｂの重なり合う受信可能領域に存在していると識別する。したがって、この例では、負荷分散およびハンドオーバシステム６５０は、無線電力伝送システム６０１ａの伝送負荷を低減するために、機器Ｄ２を機器Ｄ１に切換えるように無線電力伝送システム６０１ａに指示する。あるいは、負荷分散およびハンドオーバシステム６５０は、新たな機器からの無線電力の要求を受け入れること完全に停止するか、または優先順位の低い機器を識別して、その優先順位の低い機器への無線電力の提供を少なくとも一時的に停止するように、無線電力伝送システム６０１ａに指示することができる。
【００６９】
図８は、いくつかの実施形態による例示的な負荷分散プロセス８００を示すフロー図を示している。より具体的には、負荷分散プロセス８００は、無線電力受信クライアントが、無線電力供給環境において複数の無線電力伝送システムを介して負荷分散される例示的な負荷分散手順を示している。例えば図６の負荷分散およびハンドオーバシステム６５０などの負荷分散およびハンドオーバシステムは、他の機能の中でも、例示的な負荷分散プロセス８００を実行することができる。いくつかの実施形態では、例示的な負荷分散プロセス８００は、代替的に、全体的にまたは部分的に、例えば図６の無線電力伝送システム６０１などの無線電力伝送システムによって実行することができる。
【００７０】
まず、８１０において、負荷分散およびハンドオーバシステムは、複数の無線電力伝送システムの少なくとも２つの無線電力伝送システムに関連付けられた送信機の負荷情報を識別する。上述したように、いくつかの実施形態では、負荷分散およびハンドオーバシステムは、無線電力伝送システムのローカルエリア環境に関するＬデータを受信することができる。代替的にまたは追加的に、負荷情報は、特定の無線電力受信クライアントに関する位置情報を含む情報を含むことができる。
【００７１】
プロセス８１２において、負荷分散およびハンドオーバシステムは、送信機の負荷情報に少なくとも部分的に基づいて、少なくとも２つの無線電力伝送システム間の負荷の不均衡を検出する。少なくとも２つの無線電力伝送システム間の負荷の不均衡を検出するプロセスの一例を、図９を参照してより詳細に示して説明する。
【００７２】
プロセス８１４において、負荷分散およびハンドオーバシステムは、負荷の不均衡を改善するための１つ以上の動作を決定する。例えばこの動作は、１つ以上の無線電力伝送システムが、１つ以上の無線電力受信クライアントを引き継ぐように導くことができる。いくつかの実施形態では、引き継ぎは協調されてもよいし協調されなくてもよい。例えば、協調された切換えには、クライアントに関する情報を別の無線電力伝送システムに伝達する無線電力伝送システムが含まれてもよい。反対に、この動作は、クライアントにサービスすることができる別の無線電力伝送システムの範囲内にクライアントがあることを把握して、無線電力伝送システムがクライアントへのサービス（クライアントへの無線電力の供給）を中止するように導くという点で、切換えを協調することができない。同様に、この動作は、過剰に利用された無線電力伝送システムが、無線電力受信クライアントからの電力の要求を受け入れることを中止するように導くことができる。
【００７３】
最後に、プロセス８１６において、負荷分散およびハンドオーバシステムは、少なくとも２つの無線電力伝送システムのうちの１つ以上に１つ以上の動作を実行するように指示する。
【００７４】
図９は、無線電力伝送システムに対応する送信機の負荷情報に基づいて、少なくとも２つの無線電力伝送システム間の負荷の不均衡を検出する例示的な負荷検出プロセス９００を示すフロー図を示している。例えば図６の負荷分散およびハンドオーバシステム６５０などの負荷分散およびハンドオーバシステムは、他の機能の中でも、例示的な負荷検出プロセス９００を実行することができる。いくつかの実施形態では、例示的な負荷検出プロセス９００は、代替的に、全体的にまたは部分的に、例えば図６の無線電力伝送システム６０１などの無線電力伝送システムによって実行することができる。
【００７５】
まず、９１０において、負荷分散およびハンドオーバシステム（引き継ぎシステム）は、対応する送信機の負荷情報に基づいて、複数の無線電力伝送システムの少なくとも２つの無線電力伝送システムの負荷を測定する。負荷の測定は、受信した負荷情報の１つ以上の要素を定量化することを含むことができる。例えば負荷の測定は、少なくとも２つの無線電力伝送システムの各々によってサービスを受ける機器の数を決定することを含むことができる。同様に、負荷の測定は、受信した負荷情報の他の要素を定量化することを含むことができる。例えば負荷分散およびハンドオーバシステムは、他の機能の中でも、少なくとも２つの無線電力伝送システムの各々によってサービスを受ける機器のエネルギー要求量、少なくとも２つの無線電力伝送システムのうちの１つ以上の充電効率、または無線電力伝送システムによってサービスを受ける１つ以上の機器の優先順位または位置を定量化することができる。
【００７６】
９１２において、負荷分散およびハンドオーバシステムは、少なくとも２つの無線電力伝送システムに関連付けられた送信機の負荷情報を比較して、負荷の不均衡を識別する。最後に、決定９１４において、負荷分散およびハンドオーバシステムは、負荷の不均衡が均衡閾値を超えるかどうかを決定する。負荷の不均衡が均衡閾値を超える場合は、プロセスは図８の８１０に戻る。負荷の不均衡が均衡閾値を超えなければ、プロセスは図８の８１６に進む。
【００７７】
図１０は、いくつかの実施形態による例示的な負荷監視プロセス１０００を示すフロー図を示している。例えば図６の無線電力伝送システム６０１などの無線電力伝送システムは、他の機能の中でも例示的な負荷監視プロセス１０００を実行することができる。
【００７８】
まず、１０１０において、無線電力伝送システムは、無線電力伝送システムから電力を受け取る１つ以上の機器に関連付けられた伝送負荷を監視する。プロセス１０１２において、無線電力伝送システムはロケール情報を決定する。本明細書で説明するように、ロケール情報は、無線電力伝送システムのローカルエリア環境またはロケールに関する情報である。このロケール情報は予め決定され、かつ送信機に記憶されてもよく、または、随時送信機によって、コントローラからの更新を受信することによって、または環境をスキャンして同種の他の送信機の存在を検出することによって、自動的に取得することができる。このデータは不変であってもよいし緩やかに変化してもよく、環境の一時的な変化によって大幅に不正確なロケール情報が記憶されることはない。送信機が発見され、次いで一時的な信号損失のために消失したとしても、事前に把握された送信機の存在は付近の受信機器にとって有効な場合がある。しかし、その送信機の可用性における不確実性は、ロケール情報セットの一部として報告されることがある。送信機が他のクライアントを満載している場合、この状態もまたロケール情報として報告されることがある。
【００７９】
次に、決定プロセス１０１４において、無線電力伝送システムは、ロケール情報および／または伝送負荷情報を別の無線電力伝送システムまたは例えば図６の負荷分散およびハンドオーバシステム（引き継ぎシステム）６５０などの負荷分散およびハンドオーバシステムに提供すべきかどうかを決定する。例えば無線電力伝送システムは、別の無線電力伝送システムまたは負荷分散およびハンドオーバシステムにロケール情報を提供しなければならないことがある。上述したように、ロケール情報は、環境の変化に応じて、ロケール情報の要求に応答して、または他の方法で周期的に提供されてもよい。
【００８０】
最後に、１０１６において、情報を別のシステムと共有する必要があると決定された場合、無線電力伝送システムは情報を提供する。
【００８１】
ＩＩＩ．追加の再均衡化実施形態（受信機主導）
【００８２】
無線電力受信クライアントと受信機が利用可能な無線電力伝送システムとの間の接続を再評価することが有利な場合がある。例えばある時点で、無線電力受信機が、特定の無線電力伝送システムが所定の閾値レベル未満の電力を提供していることを発見した場合、改善されたサービスレベルの検索を開始することができる。同様に、上述したように無線電力伝送システムまたは負荷分散およびハンドオーバシステムが、無線電力受信機が所望の充電率未満の電力を受信していることを発見した場合、無線電力受信機に代替のサービスを検索するように指示することができる。発見プロセスは、例えば送信、または例えば電力要求またはネットワークへの参加要求などの特定の無線電力受信機の照会に対する所定の時間ベースの応答を受けてトリガされてもよい。
【００８３】
次いで、無線電力受信機は所定の信号レベル以上で動作している無線電力伝送システムの送信機信号を発見しようと試みるが、これは、この送信機信号が通常、充電信号が必要な充電率をもたらすことが可能であることを示すためである。原則として、無線電力受信機は最も強力な送信機信号を発見しようと試み、次いで、利用可能な容量があるかどうかを決定しようとする。無線電力伝送システムが既に満載である場合、サービスの要求に応答できないことがある。この場合、受信機は、いずれかのサービスが提供されるまで、または満足のいく結果が得られなくなるまで、より少ない信号を有する別の送信機を試してもよい。満足のいく結果が得られない場合、受信機は、サービスを再度発見しようと試みる前に、所定の時間または何らかの偶発的事象に基づく時間の間、待機する。この接続の試みの順序付けはキャリア検知システムに類似しているが、このキャリア検知システムは、サービスを得ようとする遠隔クライアントの数が少なくない場合、および、やや精緻なシステムが一般に好まれる場合に衝突の問題を抱えている。
【００８４】
無線電力受信クライアントが充電を十分に受けている場合、代替の接続を求める動機はないかもしれないが、無線電力伝送システムが優先度の高いクライアントにサービスを提供するよう要求された場合、無線電力伝送システムは現在の接続を断ち、待機するかまたは隣接する送信機を探索するように無線電力受信機に指示することがある。いくつかの場合、無線電力伝送システムがハンドオーバ（引き継ぎ）情報を受信機に提供することが可能な場合がある。
【００８５】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、無線電力伝送システムにローカル接続された任意の所与の位置に対する、例えば無線電力受信クライアントなどの機器の例示的な信号強度グラフを示している。縦軸は信号強度を示し、横軸は時間を示す。グラフ１１００は、一般的な環境における時変信号の一例を示している。３つの例示的な閾値もまた示されている。上限閾値１１０２は、機器が送信機への接続を維持している時間の少なくともある程度の割合を信号が超える必要があるレベルであってもよい。例えば信号がこの閾値を時間の４分１以上超えていることを機器が知った場合、十分な充電率をもたらす可能性があり、この目標閾値が発見的に変化してもよいことは明らかである。
【００８６】
第２の閾値１１０５は、機器が電荷を蓄積する必要がある好ましい動作レベルであるレベルに設定されてもよい。一例として、機器は接続されている一定割合の時間、この閾値を上回る信号を要求することがある。下限閾値１１０７は、許容できないレベルのサービスを定義するレベルに設定されてもよく、信号レベルがこの閾値まで低下すると、何らかの動作を開始してより良好な電荷蓄積率を可能にする信号を取り込もうと試みてもよい。より良好なサービスを確保しようとする試みの一例は、クライアント機器が異なる向きの異なる物理アンテナに切り替えることであってもよい。これはダイバーシティ法を表しており、フェーディング、つまりマルチパス伝搬効果による信号レベルの損失が異なる偏波間で相関しないという事実に依存している。性能の測定値は平均化されてもよく、または一定期間にわたって積分されてもよく、または瞬時値として処理されてもよいことは明らかである。これは、電荷の蓄積を最適化するために機器がとる可能性のある動作を決定する管理戦略として受信信号強度の使用を説明している。
【００８７】
図１１Ｂのグラフ１１５０は、時間に対する異なる信号レベルを示し、かつ第２の機器が信号強度を感知する程度を同じ閾値レベル１１５２，１１５５，１１５７で示す。この閾値レベルの場合、信号は一貫して中間の閾値未満であり、下限閾値よりも１レベル下である。このことから、信号はほんのわずかしか有用でないことが推測される。また、少なくとも一時点において、信号レベルが閾値を超えて接続を維持しようとする可能性がある。機器が応答する態様は、検討中のこの情報の全てを取得することができる。
【００８８】
信号がもはや正味の正電荷を機器に供給しない位置に到達すると、単一の無線電力伝送システムが機器のために展開されるシステムには著しい制限がある。アンテナの良好な組み合わせを選択する選択肢が尽きたと仮定すると、１つの可能性として電力伝送の周波数を変更することもできる。一般に、この用途に使用されるアンテナのカテゴリは本質的にかなり広帯域であり、特に高いＱを示さないので実際には５〜１０％の帯域幅が極めて現実的である。これは、送信機の周波数シフトを可能にすることが適切な解決策であることを意味する。わずかな割合のシフトは定在波パターンを著しく変化させるため、受信機が信号ヌルから離れ、こうしてシステムの性能が著しく改善される。
【００８９】
信号強度は、予想される電荷移動の程度を反映するように較正することができるので有用なパラメータであるが、実際の電荷移動は測定可能なものである。信号を直流充電源に変換する無線周波数成分と機器との間の接続部は、電流を測定することができる点である。アンペアでの電流が経時的に積分された場合、結果はクーロンで供給される正味電荷となる。このクーロン計算は高度な電池を扱うために好ましい方法であり、より一般的な手段は、はるかに小さい単位を用いることであり、ミリクーロンまたはマイクロクーロンでさえも、小型機器ではより一般的である。我々は主に無線キャリアからの有能電力に関与しているため、クーロン計算を信号強度情報と併用することで、受信機を介して確立することができる任意の電力接続の有用性について合理的に判断することができる。
【００９０】
図６を再び参照して、受信可能領域１４１０ａおよび１４１０ｂ内に存在する機器がそれぞれ重なり合い、機器１４１２ｂ〜ｄが受信可能領域６１５ａおよび６１５ｂ内に存在する際に、無線電力伝送システム６０１ａまたは無線電力伝送システム６０１ｂのいずれかから電力を受け取ることができる機器Ｄ２を考慮する。汎用マルチパス環境では、受信機は一方の送信機からの信号を他方の送信機より高いレベルで受信する。両方の信号が同様に良好に（またはいくつかの場合では同様に不良に）受信される可能性はあるが、これは例外的な場合である。この例では、機器Ｄ２は、少なくとも直通経路が距離の逆二乗に比例してより強力となるという他の有意性よりも、１つの無線電力伝送システムに近接している可能性がある。ここで、何らかの理由で機器Ｄ２とより近い無線電力伝送システムとの間の経路が、信号レベルが著しく減少するように不明瞭になると仮定する。機器Ｄ２の無線電力受信機が直面する課題は、機器Ｄ２が充電を継続することができるように、損失した信号に代わる信号を発見することである。機器Ｄ２が範囲内の別の無線電力伝送システムの存在を事前に認識している場合、その無線電力伝送システムへ接続して充電を継続するように試みてもよいが、受信機が遠く離れているため、信号の強度によって決定される率は元の無線電力伝送システムよりも幾分低いことが予想される。
【００９１】
接続先の無線電力伝送システムを決定する例示的なプロセスを、図１２のプロセス１２００に示す。電力を供給する目的の送信に加えて、各無線電力伝送システムはまた、送信の任意の部分の情報を符号化することができる。この例の目的のために、無線電力伝送システムは、自己のローカルエリア環境またはロケールに関するデータセットを送信することができる。このロケール情報（またはＬデータ）は予め決定され、かつ無線電力伝送システムに記憶されてもよく、または、随時送信機によって、コントローラからの更新を受信することによって、または環境をスキャンして同種の他の送信機の存在を検出することによって、自動的に取得することができる。このデータは不変であってもよいし緩やかに変化してもよく、環境の一時的な変化によって大幅に不正確なロケール情報が記憶されることはない。無線電力伝送システムが発見され、次いで一時的な信号損失のために消失したとしても、把握された送信機の存在は付近の受信機器にとって有効な場合がある。しかし、その送信機の可用性における不確実性は、ロケール情報セットの一部として報告されることがある。無線電力伝送システムが他のクライアントを満載している場合、この状態もまたロケール情報として報告されることがある。
【００９２】
単一の無線電力伝送システムを設置すること自体を、ロケール情報を送信することに単に含めることができる。必要に応じて無線電力伝送システムにＩＤを割り当ててもよいが、ＩＤは決して一意である必要はない。例えばＩＤは、接続されたコントローラ（接続が物理的または無線の接続であるかどうかは重要ではない）によって割り当てられてもよく、次の利用可能なＩＤを選択することができる時間ベースのアルゴリズムによって割り当てられてもよく、または、ＩＤはスイッチなどのハードウェアおよびそれらハードウェアの位置によって設定されてもよい。
【００９３】
まず１２０２において、無線電力受信機は利用可能な無線電力伝送システムを最初に探索する必要がある。この時点で、ロケール情報ストリームまたはビーコンを送信している任意の無線電力伝送システムを開始点として使用してもよい。所定のハウスキーピング処理の一部として、受信機（すなわち無線電力受信クライアント）は、他の無線電力伝送システムおよびそのロケール情報を随時探索する。受信したロケール情報は、１２０４において任意の好都合な方法で受信機によって記憶され、記憶されたロケール情報に基づいて、受信機は、１２０６において信号レベルが最も高い利用可能な無線電力伝送システムを発見しようと試みる。この無線電力伝送システムに関連する任意のロケール情報は、現在の無線電力伝送システムとして記憶されてもよい。「最大の」無線電力伝送システムが発見されると、受信機は、１２１０においてこの無線電力伝送システムと対話しようと試み、成功した場合、１２１２においてこの無線電力伝送システムに接続する。
【００９４】
接続が確立されると、受信機は、１２２０において受信した充電電力の有用性を監視し続け、その有用性が満たされた場合、１６２２において電力の引き出しを単純に継続する。しかし、供給電力が所定の充電率を維持するには不十分である場合、受信機は、この供給電力が利用可能であれば他の何らかの接続を試みることがある。１２３０において、ロケール情報はメモリから読み出されてもよく、次に最も可能性の高い無線電力伝送システムが探索されてもよい。次いで、この無線電力伝送システムがより良好な電力接続を提供することが可能な場合、受信機はこの新たな接続へ移動する。いくつかの実施形態では、新たな無線電力伝送システムが優れたサービスを提供することが可能かどうかを決定するために、クライアントは最初に既存の充電器接続を中断してから、新たな充電器のネットワークに参加する必要がある。新たな充電器は、この新しく追加されたクライアントへの電力供給をスケジューリングする。電力が供給されると、クライアントは受け取った電力を測定し、それによって新たな充電器が以前の充電器ネットワークよりも十分に改善されて、新たな充電器の残量が保証されているかどうかを決定することができる。代替的な実施形態では、各充電器は、電力供給されている全てのクライアントからのフィードバックを受信し、この情報を利用して、電力が一般的にクライアントに伝送されている際の効率性を測定することができる。この情報は、その後に充電器の送信に埋め込まれてもよく、それによって、所与の充電器のネットワークに参加する場合に、予測可能な性能の種類を少なくとも基本的に示すことができる。
【００９５】
この一連の動作は受信機によって常時繰り返すことができるが、一実施形態では、試みた新たな接続が成功しなかったかまたは十分に機能しなかった場合に、クライアント機器が、直近に捨てられた無線電力伝送システムを捕え、かつ受信機が無線電力伝送システムに復帰することができないようにする「椅子取りゲーム」を開始する際にシステムを不安定にする可能性があるため、受信機は頻繁に変更することは許可されていない。
【００９６】
別の実施形態では、例えば新たな優先順位の高いクライアントに対処するために、サービス優先順位を再割り当てしている無線電力伝送システムによって受信機を置き換えてもよい。この場合、ロケール情報の送信は、新たなクライアントがもはや無線電力伝送システムを利用することができず、かつ現在接続されている機器のいずれかまたは全てが置き換えられる可能性があることを示すことがある。任意の他の利用可能な無線電力伝送システムに対して行われる接続の試みを保証するために、受信機器は、新たな接続を試みる前に無作為の時間遅延を使用してもよい。ロケール情報記録が１つの無線電力伝送システムのみが利用可能であることを示す場合、受信機器は、容量が利用可能になるのを待機する必要がある。
【００９７】
いくつかの実施形態では、例えばより優先順位の高い受信機の出現など、現在接続されている受信機の観点からみた無線電力伝送システムの状況に変化をもたらす。無線電力伝送システムの状態にかかわらず、例えば電荷が非常に少なく、かつ長時間にわたって機能することができない機器などの所定の優先順位が高いいくつかの受信機は、緊急の問題として電力接続を求めることがある。これが起こると、無線電力伝送システムは、ビジー状態であれば、優先順位の高い受信機にサービスを提供することができるように優先順位の低いユーザへのサービスを終了してもよい。ここで、有効な信号が利用可能である場合、１６２２において、無線電力伝送システムがサービスを継続するどころか、もはやサービスを継続することができないことを受信機が認識した場合、１２２５において、受信機はロケール情報を読み出して、充電サービスを復元するために接続することができる所定の無線電力伝送システムがあるかどうかを探る。
【００９８】
ロケール情報記録にエントリが１つしかない場合、１２２６において、プロセスは、充電サービスを終了したばかりの無線電力伝送システムに再接続しようと試みることに限定されてもよい。反復的かつ無駄な接続の試みが経路の容量に過負荷をかけないようにするために、１２２８において待機状態が課されて過負荷が防止される。待機期間が経過した後、受信機は無線電力伝送システムと対話しようと試み、１２１０に戻る。
【００９９】
一実施態様では、電力受信機は移動している可能性がある。この例では、ユーザは歩行者の速度で駅のプラットホームを移動している。受信機が無線電力伝送システムから遠ざかるにつれて、平均充電率は低下すると予想され、聴取者がＦＭ局に対して経験する杭垣効果に類似した方法で、マルチパス干渉効果に起因して瞬時値がピークに達することがある。送信機のシステムが予め計画され、かつ連続的な受信可能領域のために導入されている場合、送信機の情報送信を使用して、異なる無線電力伝送システムへの接続を行うように電力受信機に指示してもよい。しかし領域が混雑している場合、任意の特定の無線電力伝送システムから利用可能なサービスが不十分となる可能性があるため、電力受信機は丁寧に動作して、図１２で説明した要求が必要以上に持続することを回避し、かつ任意の無線電力伝送システムに利用可能となるように要求する必要がある。無線電力伝送システムが独立して動作する場合、受信機が有意なロケールデータリストにアクセスできるように、既知の無線電力伝送システムのロケール対応リストを集めることができる場合がある。このようにして、電力受信機は、サービスポイントである無線電力伝送システム間を円滑に移行して許容可能な充電率を維持することができる。
【０１００】
図１３は、実施形態による、モバイル（またはスマート）電話またはタブレット型コンピュータ機器の形態の無線電力受信機またはクライアントを含む代表的なモバイル機器またはタブレット型コンピュータ１３００の例示的な構成要素を示すブロック図である。様々なインタフェースおよびモジュールを図１３を参照して示しているが、モバイル機器またはタブレット型コンピュータは、本明細書で説明する機能を実行するための全てのモジュールまたは機能を必要としない。多くの実施形態では、カテゴリのコントローラの動作には、様々な構成要素が含まれておらず、および／またはこれらの構成要素は必要でないことが理解される。例えば、ＧＰＳ無線機、セルラ無線機、加速度計などの構成要素は、コストおよび／または複雑さを軽減するためにコントローラに含まれていない場合がある。さらに、ＺｉｇＢｅｅ無線機やＲＦＩＤ送受信機などの構成要素は、アンテナとともにプリント回路基板に装着することができる。
【０１０１】
無線電力受信クライアントは、図１の電力受信クライアント１０３であってもよいが、代替的な構成も可能である。さらに、無線電力受信クライアントは、図１の無線電力伝送システム１０１などの無線電力伝送システムから電力および／またはデータ信号を受信するための１つ以上のＲＦアンテナを含むことができる。
【０１０２】
図１４は、本明細書で説明する任意の１つ以上の方法を機械に実行させるための１組の命令が実行される、コンピュータシステムの例示的な形態の機械の図式的な表示を示す図である。
【０１０３】
図１４の例では、コンピュータシステムは、プロセッサ、メモリ、不揮発性メモリおよびインタフェース機器を含む。説明の簡略化のために、様々な一般的な構成要素（例えばキャッシュメモリ）は省略されている。コンピュータシステム１４００は、図１の例に示した構成要素のいずれか（および本明細書に記載の任意の他の構成要素）を実装することができるハードウェア装置を示すことを意図している。例えばコンピュータシステムは、任意の放射物体またはアンテナアレイシステムであってもよい。コンピュータシステムは、任意の適用可能な既知の型または好都合な型のものであってもよい。コンピュータシステムの構成要素を、バスを介して、または他の既知の機器または好都合な機器を介して一体に接続することができる。
【０１０４】
プロセッサは、例えば、インテルペンティアム（Ｉｎｔｅｌ  Ｐｅｎｔｉｕｍ）マイクロプロセッサまたはモトローラパワーＰＣ（Ｍｏｔｏｒｏｌａ  Ｐｏｗｅｒ  ＰＣ）マイクロプロセッサなどの従来のマイクロプロセッサであってもよい。当業者は、「機械可読（記憶）媒体」または「コンピュータ可読（記憶）媒体」という用語がプロセッサによってアクセス可能な任意の型の機器を含むことを認識するであろう。
【０１０５】
メモリは、例えばバスによってプロセッサに接続される。メモリは、限定ではなく一例として、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）およびスタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）などのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むことができる。メモリは、ローカルメモリ、リモートメモリまたは分散メモリであってもよい。
【０１０６】
バスはまた、プロセッサを不揮発性メモリおよび駆動ユニットに接続する。不揮発性メモリは、多くの場合、磁気フロッピーまたはハードディスク、磁気光学ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭなどの読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、磁気カードまたは光カード、または大量のデータ用の別の形式の記憶装置である。このデータのいくつかは、多くの場合、コンピュータ１４００内のソフトウェアの実行中に直接メモリアクセス処理によってメモリに書き込まれる。不揮発性記憶装置は、ローカル型、遠隔型、または分散型であってもよい。メモリ内で使用可能な全ての適用可能なデータを使用してシステムを構築することができるので、不揮発性メモリは任意選択である。典型的なコンピュータシステムは、通常、少なくともプロセッサ、メモリ、およびメモリをプロセッサに接続する機器（例えばバス）を含む。
【０１０７】
ソフトウェアは、一般的には不揮発性メモリおよび／または駆動ユニットに記憶される。実際、大規模なプログラムの場合、プログラム全体をメモリに記憶することさえ不可能な場合がある。それにもかかわらず、ソフトウェアを実行するために、必要に応じて、処理に適したコンピュータで読み取り可能な場所にソフトウェアを移動させること、および、例示を目的として、その場所は本明細書ではメモリと呼ばれることが理解されるべきである。ソフトウェアが実行のためにメモリに移動された場合であっても、プロセッサは一般的に、ソフトウェアに関連付けられた値を記憶するハードウェアレジスタと、理想的に実行を高速化するローカルキャッシュとを使用する。本明細書で使用されるように、ソフトウェアプログラムが「コンピュータ可読媒体に実装される」と言及される場合、ソフトウェアプログラムは（不揮発性記憶装置からハードウェアレジスタへの）任意の既知の場所または好都合な場所に記憶されると想定される。プロセッサは、プログラムに関連付けられた少なくとも１つの値がプロセッサによって読み取り可能なレジスタに記憶されている場合に、「プログラムを実行するように構成されている」とみなされる。
【０１０８】
バスはまた、プロセッサをネットワークインタフェース機器に接続する。インタフェースは、１つ以上のモデムまたはネットワークインタフェースを含むことができる。モデムまたはネットワークインタフェースは、コンピュータシステムの一部であるとみなすことができることが理解されるであろう。インタフェースは、アナログモデム、ＩＳＤＮモデム、ケーブルモデム、トークンリングインタフェース、衛星伝送インタフェース（例えば「ダイレクトＰＣ」）、またはコンピュータシステムを他のコンピュータシステムに接続するための他のインタフェースを含むことができる。インタフェースは、１つ以上の入力機器および／または出力機器を含むことができる。入出力装置は、限定ではなく一例として、キーボード、マウスまたは他のポインティングデバイス、ディスクドライブ、プリンタ、スキャナ、および表示装置を含む他の入力装置および／または出力装置を含むことができる。表示装置は、限定ではなく一例として、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、または他の適用可能な公知の表示装置または好都合な表示装置を含むことができる。簡略化のために、図１４の例に示されていない任意の機器のコントローラがインタフェースに存在していると仮定する。
【０１０９】
動作中、コンピュータシステム１４００を、ディスクオペレーティングシステムなどのファイル管理システムを含むオペレーティングシステムソフトウェアによって制御することができる。関連するファイル管理システムソフトウェアを含むオペレーティングシステムソフトウェアの一例は、ワシントン州レドモンドのマイクロソフト社のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）として知られているオペレーティングシステムの系列およびそれらに関連するファイル管理システムである。関連するファイル管理システムソフトウェアを含むオペレーティングシステムソフトウェアの別の例は、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）オペレーティングシステムおよびそれに関連するファイル管理システムである。ファイル管理システムは、一般的には不揮発性メモリおよび／または駆動ユニットに記憶され、オペレーティングシステムがデータを入出力するために必要な様々な動作をプロセッサに実行させて、不揮発性メモリおよび／または駆動ユニットにファイルを記憶するなど、データをメモリに記憶する。
【０１１０】
詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリ内のデータビットに対する演算のアルゴリズムおよび記号表現に関して提示することができる。これらのアルゴリズム記述および表現は、データ処理分野の当業者が、それらの研究の内容を他の分野の当業者に最も効果的に伝えるために使用する手段である。アルゴリズムは、本明細書では一般的に所望の結果を導く動作の自己矛盾のないシーケンスであると考えられる。動作は、物理量の物理的操作を必要とする動作である。通常、必ずしも必要ではないが、これらの量は記憶、転送、結合、比較、およびその他の方法での操作が可能な電気信号または磁気信号の形態を取る。これらの信号をビット、値、要素、記号、文字、用語、数字などとしてみなすことは、主に共通使用の理由から時には好都合であることが判明している。
【０１１１】
しかし、これらの用語および類似の用語は全て適切な物理量に関連し、これらの量に適用される好都合な標識に過ぎないことに留意すべきである。特に記載のない限り、以下の説明から明らかなように、明細書を通して「処理する」、「計算する」、「算出する」、「決定する」または「表示する」などの用語を使用する議論は、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内の物理（電子）量として表されるデータを操作し、コンピュータシステムのメモリまたはレジスタあるいはそのような情報記憶装置、伝送装置または表示装置内の物理量として同様に表される他のデータに変換するコンピュータシステムまたは類似の電子計算装置の動作および処理に言及していることが理解されよう。
【０１１２】
本明細書で提示されるアルゴリズムおよび表示装置は、特定のコンピュータまたは他の装置に本質的に関連するものではない。様々な汎用システムを、本明細書の教示によってプログラムと共に使用してもよく、または、より特殊化された装置を構築していくつかの実施形態の方法を実行することが好都合であることが判明する可能性もある。様々なこれらのシステムに必要な構造は、以下の説明から明らかになるであろう。さらに、これらの技術は任意の特定のプログラミング言語を参照して記載されておらず、したがって、様々なプログラミング言語を使用して様々な実施形態を実装することができる。
【０１１３】
代替的な実施形態では、機械はスタンドアロン型装置として動作するか、または他の機械に接続（例えばネットワーク接続）されてもよい。ネットワーク配置では、機械はクライアント−サーバネットワーク環境内のサーバまたはクライアントマシンの容量で動作してもよく、ピアツーピア（または分散）ネットワーク環境内のピアマシンとして動作してもよい。
【０１１４】
機械は、サーバコンピュータ、クライアントコンピュータ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣ、ラップトップコンピュータ、セットトップボックス（ＳＴＢ）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ、プロセッサ、電話、ウェブアプライアンス、ネットワークルータ、スイッチまたはブリッジ、またはその機械が取るべき動作を指定する（順次またはその他の）一連の命令を実行することができる任意の機械であってもよい。
【０１１５】
機械可読媒体または機械可読記憶媒体は、単一の媒体であるように例示的な実施形態で示されているが、「機械可読媒体」および「機械可読記憶媒体」という用語は、１つ以上の一連の命令を記憶する単一の媒体または複数の媒体（例えば集中型または分散型のデータベース、および／または関連するキャッシュおよびサーバ）を含むものと解釈されるべきである。「機械可読媒体」および「機械可読記憶媒体」という用語は、機械が実行するための一連の命令を記憶し、符号化しまたは搬送することが可能であり、かつ、現在開示されている方法および技術革新のいずれか１つ以上の方法を機械に実行させる任意の媒体を含むものと解釈されるべきである。
【０１１６】
一般に、本開示の実施形態を実装するために実行されるルーチンは、オペレーティングシステムまたは特定のアプリケーション、構成要素、プログラム、物体、モジュールまたは「コンピュータプログラム」と呼ばれる命令のシーケンスの一部として実装されてもよい。コンピュータプログラムは、一般的にはコンピュータの様々なメモリおよび記憶装置に何度も設定された１つ以上の命令を含み、コンピュータの１つ以上の処理装置またはプロセッサによって読み取られて実行された場合、本開示の様々な態様を含む要素を実行するための動作をコンピュータに行わせる。
【０１１７】
さらに、実施形態は完全に機能するコンピュータおよびコンピュータシステムの文脈において説明されているが、当業者であれば、様々な実施形態が様々な形態のプログラム製品として配布可能であり、かつ、本開示は、実際に配布を行うのに使用される機械またはコンピュータ可読媒体の特定の型に関わらず平等に適用されることを理解するであろう。
【０１１８】
機械可読記憶媒体、機械可読媒体、またはコンピュータ可読（記憶）媒体のさらなる例は、とりわけ、揮発性メモリ装置および不揮発性メモリ装置、フロッピーディスクおよび他の着脱式ディスク、ハードディスクドライブ、光ディスク（例えば読み取り専用コンパクトディスク（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）など）、および、デジタルおよびアナログ式の通信リンクなどの伝達型媒体などの記録可能型媒体を含むが、これらに限定されない。
【０１１９】
文脈上明白に他の意味に解釈すべき場合を除いて、明細書および特許請求の範囲を通して、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの語は排他的または網羅的な意味とは対照的に包括的な意味で解釈されるべきであり、すなわち、「含むが、これに限定されない」という意味で解釈されるべきである。本明細書で使用されるように、「接続された」、「結合された」という用語またはその任意の変形は、２つ以上の要素間の任意の接続または結合を直接的または間接的に意味し、要素間の接続の結合は、物理的、論理的、またはそれらの組み合わせであってもよい。さらに、「本明細書」、「上述」、「以下」および類似の意味の用語は、本明細書で使用する場合、本出願全体を参照するものとし、本出願の任意の特定部分を参照しないものとする。文脈が許す限り、単数または複数の数字を用いた上述の発明を実施するための形態の単語は、それぞれ複数または単数の数字を含んでもよい。２つ以上の項目のリストに関して、「または」という単語は、リスト内の項目のいずれか、リスト内の項目の全て、およびリスト内の項目の任意の組み合わせなどの、その単語の解釈の全てを網羅する。
【０１２０】
本開示の実施形態の上述の詳細な説明は、網羅的であることを意図するものでも、教示を上述に開示した正確な形態に限定するものでもない。本開示の特定の実施形態および実施例は例示を目的として上述しているが、関連する当業者が認識するように、開示の範囲内で様々な等価の変更が可能である。例えば処理またはブロックが所定の順序で提示されている間、代替の実施形態は、ステップを有するルーチンを実行してもよく、ブロックを有するシステムを異なる順序で使用してもよく、代替またはサブコンビネーションを提供するようにいくつかの処理またはブロックを削除し、移動し、追加し、細分し、組み合わせ、および／または変更してもよい。これらの処理またはブロックの各々を、様々な異なる方法で実施してもよい。また、時折、処理またはブロックは連続して実行されるものとして示されているが、これらの処理またはブロックは代わりに並行して実行してもよく、異なる時間に実行してもよい。さらに、本明細書に記載の任意の特定の数字は単なる例であり、代替的な実施形態は異なる値または範囲を使用してもよい。
【０１２１】
本明細書で提供する開示の教示は必ずしも上述のシステムではなく、他のシステムにも適用することができる。上述した様々な実施形態の要素および動作は、さらなる実施形態を提供するために組み合わせることができる。
【０１２２】
添付の提出書類に記載のものを含む上述の任意の特許および出願ならびに他の参考文献は、参照により本明細書に組み込まれる。本開示の態様を必要に応じて変更し、上述の様々な参考文献のシステム、機能および概念を使用して、本開示のさらなる実施形態を提供することができる。
【０１２３】
上述の発明を実施するための形態に照らして、本開示に対してこれらの変更および他の変更を行うことができる。上述の説明は、本開示の特定の実施形態を説明し、意図された最良の形態を説明しているが、上述の内容がいかに詳細に示されたとしても多くの方法で本教示を実施することができる。システムの詳細は、その実施の詳細においてかなり変化する場合があるが、依然として本明細書に開示の主題に包含される。上述したように、本開示の特定の特徴または態様を説明する際に使用される特定の用語は、その用語が関連している開示の任意の特定の特性、特徴または態様に限定されるように本明細書において再定義されるものであると暗示するものではない。一般に、以下の特許請求の範囲で使用される用語は、上述の発明を実施するための形態の節がそのような用語を明示的に定義していない限り、本開示を本明細書に開示される特定の実施形態に限定するものと解釈されるべきではない。したがって、本開示の実際の範囲は、開示の実施形態だけでなく特許請求の範囲の下での開示を実施または実装する全ての等価な方法を包含する。
【０１２４】
本開示の特定の態様は特定の請求様式で以下に提示されるが、本発明者は、任意の数の請求様式において本開示の様々な態様を企図する。例えば、本開示の１つの態様のみが米国特許法第１１２条第６パラグラフの下でミーンズ・プラス・ファンクション・クレームとして記載されているが、他の態様も同様に、ミーンズ・プラス・ファンクション・クレームとして、またはコンピュータ可読媒体に具体化されるような他の形態で実施されてもよい。（米国特許法第１１２条第６パラグラフの下で扱われることが意図されている全ての請求項は、「手段」という語で始まる）。したがって、出願人は、開示の他の態様についてそのような追加の請求様式を追求するために、出願後に追加の請求を加える権利を留保する。
【０１２５】
本明細書で提供する詳細な説明を、必ずしも上述のシステムだけでなく他のシステムにも適用してもよい。上述した様々な例の要素および動作は、本発明のさらなる実装を提供するために組み合わせることができる。本発明のいくつかの代替的な実装は、上述の実装に追加の要素を含むだけでなく、より少ない要素を含んでもよい。上述の発明を実施するための形態に照らして、本発明に対してこれらの変更および他の変更を行うことができる。上述の説明は本発明の特定の例を定義し、意図された最良の形態を説明しているが、上述の内容がいかに詳細に示されたとしても、多くの方法で本発明を実施することができる。システムの詳細はその特定の実施においてかなり変化する場合があるが、依然として本明細書に開示した発明に包含される。上述したように、本発明の特定の特徴または態様を説明する際に使用される特定の用語は、その用語が関連している発明の任意の特定の特性、特徴または態様に限定されるように本明細書において再定義されるものであると暗示するものではない。一般に、以下の特許請求の範囲で使用される用語は、上述の発明を実施するための形態の節がそのような用語を明示的に定義していない限り、本発明を本明細書に開示される特定の例に限定するものと解釈されるべきではない。したがって、本発明の実際の範囲は、開示した例だけでなく本発明を実施または実装する全ての等価な方法を包含する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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