(57)【要約】  システムは、バッテリコントローラを有するバッテリと、複数のレセプタクルを備える容器とを備え、各レセプタクルはバッテリを受け入れる形状である。本システムは、複数の充電ベイを備える充電デバイスも備え、各充電ベイは、複数のレセプタクルの各レセプタクルを受け入れる形状である。各充電ベイは、バッテリに充電電力を提供する第１のアンテナと、バッテリコントローラと通信する第２のアンテナと、充電器コントローラとを備える。充電器コントローラは、充電ベイに関連するレセプタクル内のバッテリの存在を検出し、第１のアンテナがディアクティベートされている間に第２のアンテナを使用してバッテリとの通信を確立し、バッテリを充電デバイスとペアリングし、バッテリがペアリングされた後に第１のアンテナをアクティベートし、第１のアンテナを使用してバッテリに充電電力を提供するように構成される。【選択図】図７Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上のオートクレーブ可能バッテリであって、各バッテリはバッテリコントローラを備える、１つ以上のオートクレーブ可能バッテリと、
オートクレーブ可能容器であって、
複数のレセプタクルであって、各レセプタクルは前記バッテリのうちの１つを受け入れるような形状である、複数のレセプタクルと、
複数の突出部であって、各突出部は対応するレセプタクルと位置合わせされる、複数の突出部と
を備える、オートクレーブ可能容器と、
充電デバイスであって、
複数の充電ベイであって、各充電ベイは前記容器の突出部を受け入れるような形状であり、該充電ベイのうちの１つは、
前記容器のレセプタクル内に配置されたバッテリが前記充電ベイの近接範囲内にあることに応じて、該バッテリのバッテリコントローラとの通信を確立するように構成された第１のアンテナと、
前記レセプタクル内に配置された前記バッテリに充電電力を提供するように構成された第２のアンテナと
を備える、複数の充電ベイと、
充電コントローラであって、
前記第１のアンテナが、前記バッテリが前記充電ベイの前記近接範囲内にあることに応じて該バッテリとの通信を確立したか否かを検出し、
前記第１のアンテナが前記バッテリとの通信を確立したことを検出することに応じて、前記第２のアンテナを介して前記バッテリに充電電力を提供する、
ように構成された、充電コントローラと
を備える、充電デバイスと
を備えてなる、滅菌可能な容器内でバッテリを充電するシステム。
【請求項２】
前記容器は、該容器が、微生物が入らないように密閉されたままである間に、滅菌容積部を提供するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記充電デバイスは、前記容器が、微生物が入らないように密閉されたままである間に、該容器内に配置された前記バッテリに充電電力を提供するように構成されている、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記バッテリは、該バッテリの特徴を示す視覚インジケータを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記容器の一部は、前記バッテリが該容器内に配置され、かつ、該容器が、微生物が入らないように密閉されたままであるとき、前記視覚インジケータが前記容器の前記一部を通して可視であるのを可能にするように、少なくとも部分的に透明である、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記充電デバイスは、前記充電コントローラが前記第２のアンテナを選択的にアクティベート及びディアクティベートすることができるようにするスイッチング素子を備え、前記充電コントローラは、前記第１のアンテナが前記バッテリコントローラとの通信を確立する間、前記第２のアンテナをディアクティベートするように前記スイッチング素子を制御するように構成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記充電デバイスは、前記充電コントローラが前記第１のアンテナを選択的にアクティベート及びディアクティベートすることができるようにするスイッチング素子を備え、前記充電コントローラは、前記第２のアンテナが前記バッテリに充電電力を提供する間、前記第１のアンテナをディアクティベートするように前記スイッチング素子を制御するように構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記バッテリコントローラは、
前記バッテリと前記第１のアンテナとの間に通信が確立されるまで、該バッテリを低電力状態にし、
通信が確立されることに応じて、前記バッテリが前記低電力状態から出るようにするように構成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記充電コントローラは、
前記バッテリが前記低電力状態から出たという指示を受け取り、
前記受け取った指示に応じて前記バッテリに充電電力を提供するように構成されている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記バッテリは、以前に医療デバイスに結合されており、該バッテリは、該バッテリ及び前記医療デバイスのうちの少なくとも一方のデータを記憶するメモリデバイスを備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記メモリデバイスは、前記バッテリコントローラとの通信を必要とすることなく、前記充電デバイスの前記第１のアンテナによって直接読出し可能である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１のアンテナは、前記バッテリコントローラとの通信を確立した後、該バッテリコントローラからバッテリ認証データを受信するように更に構成され、前記充電コントローラは、前記第２のアンテナを介して前記バッテリに充電電力を提供する前に、前記バッテリ認証データを使用して前記バッテリを認証するように更に構成されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
１つ以上のオートクレーブ可能バッテリを充電するシステムを動作させる方法であって、該システムは、１つ以上のバッテリであって、各バッテリはバッテリコントローラを備える、１つ以上のバッテリと、バッテリを受け入れるような形状の複数のレセプタクル、及び、対応するレセプタクルと位置合わせされる複数の突出部を備えるオートクレーブ可能容器と、充電コントローラ及び１つ以上の充電ベイを備える充電デバイスであって、各充電ベイは突出部を受け入れるような形状であり、各充電ベイは第１のアンテナ及び第２のアンテナを備える、充電デバイスとを備え、該方法は、
前記容器の前記複数のレセプタクルのうちの１つのレセプタクル内にバッテリを配置するステップと、
前記レセプタクルに対応する突出部が充電ベイのうちの１つ以上の充電ベイに隣接し、前記バッテリが前記充電ベイの近接範囲内に配置されるように、前記充電デバイスの上に前記容器を配置するステップと、
前記容器の前記レセプタクル内に配置された前記バッテリが前記充電ベイの前記近接範囲内にあることに応じて、前記第１のアンテナにより、該バッテリの前記バッテリコントローラと通信するステップと、
前記充電コントローラにより、前記第１のアンテナが前記バッテリとの通信を確立したことを検出するステップと、
前記第１のアンテナが前記レセプタクル内に配置された前記バッテリとの通信を確立したことを検出することに応じて、前記第２のアンテナにより、前記バッテリに充電電力を提供するステップと
を含んでなる、充電するシステムを動作させる方法。
【請求項１４】
前記第２のアンテナを使用して前記バッテリに充電電力を提供する前に、内部に前記バッテリが配置されている前記容器を滅菌するステップを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２のアンテナを使用して前記バッテリに充電電力を提供した後に、内部に前記バッテリが配置されている前記容器を滅菌するステップを更に含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記バッテリは、該バッテリの特徴を示す視覚インジケータを備え、前記方法は、内部に前記バッテリが配置されている前記容器を滅菌するステップと、前記視覚インジケータを使用して前記バッテリのステータスを示すステップとを更に含む、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記容器の一部は少なくとも部分的に透明であり、前記方法は、前記バッテリが該容器内に配置され、かつ、該容器が、微生物が入らないように密閉されたままであるとき、前記容器の前記一部を通して前記バッテリの前記ステータスを表示するステップを更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記充電デバイスは、前記第２のアンテナを選択的にアクティベート及びディアクティベートするスイッチング素子を備え、前記方法は、前記第１のアンテナが前記バッテリコントローラとの通信を確立する間、前記スイッチング素子により、前記第２のアンテナをディアクティベートするステップを更に含む、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記充電デバイスは、前記第２のアンテナを選択的にアクティベート及びディアクティベートするスイッチング素子を備え、前記方法は、前記第２のアンテナが前記バッテリに充電電力を提供する間、前記スイッチング素子により、前記第１のアンテナをディアクティベートするステップを更に含む、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１のアンテナが前記バッテリコントローラとの通信を確立した後、該第１のアンテナにより、該バッテリコントローラからバッテリ認証データを受信するステップと、
前記第２のアンテナを介して前記バッテリに充電電力を提供する前に、前記充電コントローラにより、前記バッテリ認証データを使用して前記バッテリを認証するステップと
を更に含む、請求項１３〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記バッテリと前記第１のアンテナとの間に通信が確立されるまで、前記バッテリを低電力状態にするステップと、
通信が確立されることに応じて、前記バッテリが前記低電力状態から出るようにするステップと
を含む、請求項１３〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記バッテリが前記低電力状態から出たという指示を受け取るステップと、
前記受け取った指示に応じて前記第２のアンテナにより前記バッテリに充電電力を提供するステップと
を更に含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記バッテリは、以前に医療デバイスに結合されており、該バッテリはメモリデバイスを備え、前記方法は、前記バッテリ及び前記医療デバイスのうちの少なくとも一方のデータを前記メモリデバイスに記憶するステップを更に含む、請求項１３〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記バッテリが、電力が供給されていない状態にある間、前記第１アンテナにより、前記メモリデバイスから前記データを読み出すステップを更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
バッテリコントローラと、該バッテリコントローラに結合されたパッシブ通信デバイスとを備えるオートクレーブ可能バッテリと、
前記バッテリを入れる滅菌バリアと、
充電デバイスであって、
充電ベイであって、
前記バッテリの前記パッシブ通信デバイスを励磁し、前記励磁されたパッシブ通信デバイスを介して前記バッテリコントローラとの通信を確立するように構成された第１のアンテナと、
前記バッテリに充電電力を提供するように構成された第２のアンテナと
を備える、充電ベイと、
充電コントローラであって、
前記バッテリの前記パッシブ通信デバイスを励磁し、前記第２のアンテナがディアクティベートされている間に、前記励磁されたパッシブ通信デバイスを介して前記バッテリコントローラとの通信を確立するように、前記第１のアンテナを制御し、
前記第１のアンテナが前記バッテリコントローラとの通信を確立した後に前記第２のアンテナをアクティベートし、
前記第２のアンテナを介して前記バッテリに充電電力を提供する
ように構成された、充電コントローラと
を備える、充電デバイスと
を備えてなる、オートクレーブ可能バッテリを充電するシステム。
【請求項２６】
前記バッテリは、該バッテリの特徴を示す視覚インジケータを備える、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記滅菌バリアの一部は、前記バッテリが該滅菌バリア内に入れられ、かつ、該滅菌バリアが、微生物が入らないように密閉されたままであるとき、前記視覚インジケータが、前記滅菌バリアの前記一部を通して可視であるのを可能にするように、少なくとも部分的に透明である、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
バッテリを充電するシステムを動作させる方法であって、該システムは、オートクレーブ可能バッテリであって、バッテリコントローラ及び該バッテリコントローラに結合された通信デバイスを備える、オートクレーブ可能バッテリと、該バッテリを入れる滅菌バリアと、充電コントローラ及び充電ベイを備える充電デバイスであって、該充電ベイが第１のアンテナ及び第２のアンテナを備える、充電デバイスとを備え、該方法は、
前記滅菌バリア内に前記バッテリを入れるステップと、
前記充電デバイスの上に前記滅菌バリアを配置するステップと、
前記第１のアンテナにより、前記バッテリの前記通信デバイスを励磁するステップと、
前記第１のアンテナにより、前記励磁された通信デバイスを介して前記バッテリコントローラとの通信を確立するステップと、
前記第１のアンテナが前記バッテリコントローラとの通信を確立した後、前記充電コントローラにより前記第２のアンテナをアクティベートするステップと、
前記第２のアンテナにより、前記バッテリに充電電力を提供するステップと
を含んでなる、バッテリを充電するシステムを動作させる方法。
【請求項２９】
１つ以上のオートクレーブ可能バッテリであって、各バッテリはバッテリコントローラを備える、１つ以上のオートクレーブ可能バッテリと、
前記１つ以上のバッテリを入れる１つ以上の滅菌バリアであって、前記１つ以上のバッテリのうちの１つのバッテリが該１つ以上の滅菌バリアのうちの１つの滅菌バリア内に入れられる、１つ以上の滅菌バリアと、
充電デバイスであって、
１つ以上の充電ベイであって、各充電ベイは、
前記滅菌バリア内に入れられた前記バッテリが前記充電ベイの近接範囲内にあることに応じて、該バッテリのバッテリコントローラとの通信を確立するように構成された第１のアンテナと、
前記滅菌バリア内に入れられた前記バッテリに充電電力を提供するように構成された第２のアンテナと
を備える、１つ以上の充電ベイと、
充電コントローラであって、
前記第１のアンテナが、前記バッテリが前記充電ベイの前記近接範囲内にあることに応じて該バッテリとの通信を確立したか否かを検出し、
前記第１のアンテナが前記バッテリとの通信を確立したことを検出することに応じて、前記第２のアンテナを介して前記バッテリに充電電力を提供する
ように構成された、充電コントローラと
を備える、充電デバイスと
を備えてなる、オートクレーブ可能バッテリを充電するシステム。
【請求項３０】
前記バッテリは、該バッテリの特徴を示す視覚インジケータを備える、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記滅菌バリアの一部は、前記バッテリが該滅菌バリア内に入れられ、かつ、該滅菌バリアが、微生物が入らないように密閉されたままであるとき、前記視覚インジケータが、前記滅菌バリアの前記一部を通して可視であるのを可能にするように、少なくとも部分的に透明である、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
パッシブ通信デバイスと、該パッシブ通信デバイスに結合されたバッテリコントローラとを備えるバッテリであって、該バッテリコントローラは該バッテリを低電力状態にするように構成されている、バッテリと、
前記バッテリを受け入れるような形状であるレセプタクルと、該レセプタクルに位置合わせされる突出部とを備えるオートクレーブ可能容器と、
充電デバイスであって、
前記突出部を受け入れるような形状である充電ベイであって、
１つのアンテナであって、
前記バッテリの前記パッシブ通信デバイスを励磁し、該励磁されたパッシブ通信デバイスを介して前記バッテリコントローラとの通信を確立し、
前記バッテリに充電電力を提供する
ように構成された、１つのアンテナと
を備える、充電ベイと、
充電コントローラであって、
前記バッテリの前記パッシブ通信デバイスを励磁し、前記バッテリコントローラが、通信が確立されることに応じて前記バッテリを前記低電力状態から出るように、前記励磁されたパッシブ通信デバイスを介して前記バッテリコントローラとの通信を確立するように、前記アンテナを制御し、
前記バッテリコントローラが、前記バッテリが前記低電力状態から出るようにすることに応じて、前記確立された通信を介して前記バッテリを認証するように認証データを受信し、
前記バッテリを認証することに応じて、前記アンテナを介して前記バッテリに充電電力を提供する、
ように構成された、充電コントローラと
を備える、充電デバイスと
を備えてなる、オートクレーブ可能バッテリを充電するシステム。
【請求項３３】
前記バッテリは、該バッテリの特徴を示す視覚インジケータを備える、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記容器の一部は、前記バッテリが該容器内に配置され、かつ、該容器が、微生物が入らないように密閉されたままであるとき、前記視覚インジケータが、前記容器の前記一部を通して可視であるのを可能にするように、少なくとも部分的に透明である、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
第１のオートクレーブ可能容器及び第２のオートクレーブ可能容器であって、該第１の容器及び該第２の容器の各々は、
複数のレセプタクルであって、各レセプタクルはバッテリを受け入れるような形状である、複数のレセプタクルと、
複数の突出部であって、各突出部は対応するレセプタクルと位置合わせされる、複数の突出部と
を備え、
前記第１の容器におけるレセプタクルの数及び対応する突出部の数は、前記第２の容器におけるレセプタクルの数及び対応する突出部の数より多い、第１の容器及び第２の容器と、
充電デバイスであって、
複数の充電ベイであって、各充電ベイは、前記第１の容器又は前記第２の容器の突出部を受け入れるような形状であり、前記複数の充電ベイは、複数の行及び複数の列で配置されており、列の数は前記第１の容器におけるレセプタクルの前記数に対応し、行の数は前記第２の容器におけるレセプタクルの前記数に対応し、
前記充電ベイの各々は、レセプタクル内に配置された前記バッテリに充電電力を提供するように構成されたアンテナを備える、複数の充電ベイと、
前記アンテナを介して前記レセプタクル内に配置された前記バッテリに充電電力を提供するように構成された充電コントローラと
を備える、充電デバイスと
を備えてなる、オートクレーブ可能バッテリを充電するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、包括的には医療デバイス用のバッテリに関する。より詳細には、本開示は、医療デバイスバッテリをワイヤレスで充電するシステム及び方法に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本特許出願は、２０１７年９月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／５６３，２４５号の優先権及び全ての利益を主張し、この出願の開示内容は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなすものとする。
【背景技術】
【０００３】
非充電式電池は一次電池として知られており、充電式電池は二次電池として知られている。二次電池は、繰り返し充電され、電荷を蓄積し、バッテリが取り付けられる外科用器具等の医療デバイスに電荷を供給することができる。二次電池は、長年かけて、手術室で外科処置を行うために使用される電動外科用器具のための信頼性の高い電源となってきている。バッテリの使用により、外部電源に接続された電源コードを設けることが不要になる。コード付き外科用器具と比較して、電源コードをなくすことによる利益がもたらされる。この種の器具を用いる外科従事者は、患者を取り囲む滅菌手術野に持ち込むことができるようにコードを滅菌するか、又は、手術中、非滅菌コードが不注意で手術野内に導入されないことを確実にすることに、気を付ける必要がない。さらに、コードをなくすことにより、コードが本来外科処置にもたらす物理的な散らかり及び視界の妨害がなくなる。
【０００４】
外科用器具に電力を供給するために使用されるバッテリは、非医療用途に使用されるバッテリはめったにさらされない不都合な環境要素にさらされる。例えば、外科処置中、医療用バッテリは、血液又は他の体液にさらされる可能性がある。患者から取り除かれる組織がバッテリに付着する可能性がある。したがって、医療処置の過程の間に患者が感染するリスクをなくすために、バッテリを滅菌するか、又は外科処置の合間はバッテリが滅菌されたハウジング内に収容されるのを確実にすることが、必要な慣例である。したがって、バッテリは、バッテリ自体が滅菌可能でなければならないか、又は、バッテリが配置される滅菌可能なハウジングを有する非滅菌バッテリであり得る。滅菌可能なバッテリの例では、洗浄／滅菌プロセスは、通常、バッテリの表面における容易に肉眼で見える汚染物質を除去するためにバッテリをすすぐことを含む。しかしながら、これらの事象により、バッテリ接点の間に導電性ブリッジが形成される可能性があり、それにより、接点のうちの１つ以上の上に金属酸化物の層が形成されることになる可能性がある。この酸化物層は、バッテリの充電の効率と、バッテリが結合される器具に電荷を供給するバッテリの効率との両方を低下させる、インピーダンス層として機能する。
【０００５】
バッテリはまた、オートクレーブプロセスの一部として蒸気充填チャンバ内の浸漬も施される場合がある。オートクレーブプロセス中に存在する高温に耐えるために、特殊なバッテリを使用しなければならない。オートクレーブ温度は、摂氏１３０度を超えることが多い。オートクレーブ温度に耐えるように設計されている特殊なバッテリでさえも、オートクレーブプロセス中にバッテリに対して損傷が（他の環境で使用される従来のバッテリよりは損傷の発生は少ないが）依然として発生する可能性がある。その結果、オートクレーブが施される医療環境で使用されるバッテリは、他の業界で使用されるバッテリより損傷を被る可能性がある。
【０００６】
さらに、バッテリは、処置で使用されるために外科用器具に接続される前の或る期間、未使用である可能性があるため、徐々に電荷を失う可能性がある。したがって、フル充電状態で開始したバッテリは、保管場所に配置されている間、徐々に電荷を失う可能性があり、使用が望まれるときには必要なレベルの電荷を有していない可能性がある。外科用器具及び関連するバッテリを使用する医療専門家は、器具で使用されるバッテリが十分なレベルの電荷を有し、外科処置又は他の重大である可能性がある環境で使用されるために十分なレベルの健全性を有することを確信する必要がある。
【発明の概要】
【０００７】
１つの実施形態では、バッテリを充電するシステムを開示する。本システムは、１つ以上のバッテリを備え、各バッテリは、バッテリコントローラを有する。本システムはまた、複数のレセプタクルと複数の突出部とを備える容器も備え、複数のレセプタクルは、バッテリのうちの１つを受け入れるような形状であり、複数の突出部は、対応するレセプタクルと位置合わせされる。本システムは、複数の充電ベイを備える充電デバイスを更に備え、各充電ベイは容器の突出部を受け入れるような形状であり、第１のアンテナ及び第２のアンテナを備える。第１のアンテナは、容器のレセプタクル内に配置されたバッテリが充電ベイの近接範囲内にあることに応じて、バッテリのバッテリコントローラとの通信を確立するように構成されている。第２のアンテナは、レセプタクル内に配置されたバッテリに充電電力を提供するように構成されている。充電デバイスはまた、第１のアンテナが、バッテリが充電ベイの近接範囲内にあることに応じてバッテリとの通信を確立したか否かを検出し、第１のアンテナがバッテリとの通信を確立したことを検出することに応じて、第２のアンテナを介してバッテリに充電電力を提供するように構成された、充電コントローラも備える。
【０００８】
別の実施形態では、１つ以上のバッテリを充電するシステムを動作させる方法を開示する。上記システムは、１つ以上のバッテリであって、各バッテリはバッテリコントローラを備える、１つ以上のバッテリと、バッテリを受け入れるような形状の複数のレセプタクルに対応し、レセプタクルと位置合わせされる複数の突出部を備える容器とを備える。システムはまた、充電コントローラと、突出部を受け入れるような形状である１つ以上の充電ベイとを備える充電デバイスを備える。各充電ベイは、第１のアンテナ及び第２のアンテナを備える。本方法は、容器の複数のレセプタクルのうちの１つのレセプタクル内にバッテリを配置するステップと、レセプタクルに対応する突出部が複数の充電ベイのうちの１つ充電ベイに隣接し、バッテリが充電ベイの近接範囲内に配置されるように、充電デバイスの上に容器を配置するステップとを含む。本方法はまた、容器のレセプタクル内に配置されたバッテリが充電ベイの近接範囲内にあることに応じて、第１のアンテナを用いて、バッテリのバッテリコントローラと通信するステップと、充電コントローラを用いて、第１のアンテナがバッテリとの通信を確立したことを検出するステップとを含む。本方法はまた、第１のアンテナがレセプタクル内に配置されたバッテリとの通信を確立したことを検出することに応じて、第２のアンテナを用いてバッテリに充電電力を提供するステップも含む。
【０００９】
別の実施形態では、バッテリを充電するシステムを開示する。本システムは、バッテリコントローラと、バッテリコントローラに結合されたパッシブ通信デバイスとを備えるバッテリを備える。本システムはまた、バッテリを入れる滅菌バリアと、充電ベイ及び充電コントローラを備える充電デバイスとを備える。充電ベイは、バッテリのパッシブ通信デバイスを励磁し、励磁されたパッシブ通信デバイスを介してバッテリコントローラとの通信を確立するように構成された第１のアンテナを備える。充電ベイはまた、バッテリに充電電力を提供するように構成された第２のアンテナも備える。充電コントローラは、バッテリのパッシブ通信デバイスを励磁し、第２のアンテナがディアクティベートされている間に、励磁されたパッシブ通信デバイスを介してバッテリコントローラとの通信を確立するように、前記第１のアンテナを制御するように構成されている。充電コントローラはまた、第１のアンテナがバッテリコントローラとの通信を確立した後に第２のアンテナをアクティベートし、第２のアンテナを介してバッテリに充電電力を提供するようにも構成されている。
【００１０】
別の実施形態では、バッテリを充電するシステムを動作させる方法を開示する。上記システムは、バッテリコントローラと、バッテリコントローラに結合された通信デバイスとを備えるバッテリを備える。上記システムはまた、バッテリを入れる滅菌バリアと、充電コントローラ及び充電ベイを有する充電デバイスとを備える。充電ベイは、第１のアンテナ及び第２のアンテナを備える。本方法は、滅菌バリア内にバッテリを入れるステップと、充電デバイスの上に滅菌バッテリを配置するステップとを含む。本方法はまた、第１のアンテナを用いて、バッテリの通信デバイスを励磁するステップと、第１のアンテナを用いて、励磁された通信デバイスを介してバッテリコントローラとの通信を確立するステップとを含む。本方法は、第１のアンテナがバッテリコントローラとの通信を確立した後、充電コントローラを用いて第２のアンテナをアクティベートするステップと、第２のアンテナを用いてバッテリに充電電力を提供するステップとを更に含む。
【００１１】
別の実施形態では、バッテリを充電するシステムを開示する。本システムは、１つ以上のバッテリを備え、各バッテリはバッテリコントローラを備える。本システムはまた、１つ以上のバッテリを入れる１つ以上の滅菌バリアも備え、１つ以上のバッテリのうちの１つのバッテリが、１つ以上の滅菌バリアのうちの１つの滅菌バリア内に入れられる。本システムはまた、１つ以上の充電ベイを有する充電デバイスも備え、充電ベイは、第１のアンテナ及び第２のアンテナを備える。第１のアンテナは、滅菌バリア内に入れられたバッテリが充電ベイの近接範囲内にあることに応じて、バッテリのバッテリコントローラとの通信を確立するように構成されている。第２のアンテナは、滅菌バリア内に入れられたバッテリに充電電力を提供するように構成されている。充電デバイスはまた、第１のアンテナが、バッテリが充電ベイの近接範囲内にあることに応じてバッテリとの通信を確立したか否かを検出し、第１のアンテナがバッテリとの通信を確立したことを検出することに応じて、第２のアンテナを介してバッテリに充電電力を提供するように構成された、充電コントローラも備える。
【００１２】
別の実施形態では、バッテリを充電するシステムを開示する。本システムは、パッシブ通信デバイスと、パッシブ通信デバイスに結合されたバッテリコントローラとを有するバッテリを備え、バッテリコントローラは、バッテリを低電力状態にするように構成されている。本システムはまた、バッテリを受け入れるような形状であるレセプタクルと、レセプタクルに位置合わせされる突出部とを備える容器も備える。本システムは、突出部を受け入れるような形状である充電ベイと、充電コントローラとを有する充電デバイスを更に備える。充電ベイは、バッテリのパッシブ通信デバイスを励磁し、励磁されたパッシブ通信デバイスを介してバッテリコントローラとの通信を確立し、バッテリに充電電力を提供するように構成された１つのアンテナを備える。充電コントローラは、バッテリのパッシブ通信デバイスを励磁し、バッテリコントローラが、通信が確立されることに応じてバッテリを低電力状態から出るように、励磁されたパッシブ通信デバイスを介してバッテリコントローラとの通信を確立するように、アンテナを制御するように構成される。充電コントローラはまた、バッテリコントローラが、バッテリが低電力状態から出るようにすることに応じて、確立された通信を介してバッテリを認証するように認証データを受信し、バッテリを認証することに応じて、アンテナを介してバッテリに充電電力を提供するようにも構成されている。
【００１３】
別の実施形態では、バッテリを充電するシステムを開示する。本システムは、第１の容器と第２の容器とを備える。第１の容器及び第２の容器は、複数のレセプタクルと複数の突出部とを備え、各レセプタクルはバッテリを受け入れるような形状であり、各突出部は対応するレセプタクルと位置合わせされ、第１の容器におけるレセプタクルの数及び対応する突出部の数は、第２の容器におけるレセプタクルの数及び対応する突出部の数より多い。本システムはまた、複数の充電ベイを備える充電デバイスも備え、各充電ベイは、第１の容器又は第２の容器の突出部を受け入れるような形状であり、複数の充電ベイは、複数の行及び複数の列で配置されており、列の数は第１の容器におけるレセプタクルの数に対応し、行の数は第２の容器におけるレセプタクルの数に対応する。各充電ベイは、レセプタクル内に配置されたバッテリに充電電力を提供するように構成されたアンテナを備える。充電デバイスはまた、アンテナを介してレセプタクル内に配置されたバッテリに充電電力を提供するように構成された充電コントローラも備える。
【００１４】
本開示の利点は、添付の図面に関連して検討されるときに、以下の詳細な説明を参照することにより更に深く理解されるので、容易に理解されるであろう。本開示の非限定的かつ非網羅的な実施形態について、以下の図を参照して説明しており、別段の指定がない限り、様々な図を通して、同様の数字は同様の部分を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】バッテリ及び充電器の一実施形態の斜視図である。
【図２】電力消費デバイスに取り付けられたバッテリの平面図である。
【図３】バッテリの組立分解図である。
【図４Ａ】バッテリとワイヤレス充電モジュールとを備えるシステムの一実施形態のブロック図である。
【図４Ｂ】バッテリとワイヤレス充電モジュールの別の実施形態とを備えるシステムの一実施形態のブロック図である。
【図５】バッテリコントローラの内部の様々なサブ回路のブロック図である。
【図６】バッテリコントローラのメモリに記憶することができる例示的なデータ構造のブロック図である。
【図７Ａ】充電モジュールの１つの実施形態とバッテリ容器とを備えるシステムの一実施形態の斜視図である。
【図７Ｂ】充電モジュールの第２の実施形態と複数のバッテリ容器とを備えるシステムの一実施形態の斜視図である。
【図７Ｃ】充電モジュールの第２の実施形態と複数のバッテリ容器とを備えるシステムの一実施形態の斜視図である。
【図７Ｄ】充電モジュールの第３の実施形態と滅菌可能ラップとを備えるシステムの一実施形態の斜視図である。
【図８】バッテリ容器の斜視図である。
【図９】バッテリ容器の内部の斜視図である。
【図１０】バッテリに電荷を提供する例示的な方法のフローチャートである。
【図１１】バッテリに電荷を提供する例示的な方法のフローチャートである。
【図１２】バッテリに電荷を提供する例示的な方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の説明において、本発明が完全に理解されるために多くの具体的な詳細を示す。しかしながら、本発明を実施するために具体的な詳細を採用することは必須ではないことが、当業者には明らかとなろう。他の場合では、本発明が不明瞭にならないために、既知の材料又は方法については詳細に説明していない。
【００１７】
本明細書を通して「１つの実施形態」、「一実施形態」、「１つの例」又は「一例」と言及する場合、それは、例または実施形態に関連して記載する特定の特徴、構造又は特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通して様々な場合で「１つの実施形態では」、「一実施形態では」、「１つの例」又は「一例」という言い回しが現れる場合、それは、必ずしも、同じ実施形態又は例を指しているとは限らない。さらに、特定の特徴、構造又は特性は、１つ以上の実施形態又は例において、任意の好適な組合せ及び／又は部分的組合せで組み合わせることができる。さらに、本明細書とともに提供する図は、当業者に対して説明する目的のものであり、図面は必ずしも正確な縮尺で描かれていないことが理解されるであろう。
【００１８】
本開示は、少なくとも１つの充電ベイを有するワイヤレス充電モジュールによって充電することができるオートクレーブ可能バッテリについて特に説明する。このバッテリは、滅菌することができるとともに、滅菌しかつ内部に含まれる容積部（volume）の滅菌状態を維持することができるバッテリ容器内に配置することができる。言い換えれば、バッテリ容器は、バッテリ容器が開放されるまで、バッテリ容器内の内容物が滅菌状態で維持されるように、バッテリを提供する。そして、バッテリ容器は充電モジュールに移送することができ、滅菌容積部内にありながらバッテリを充電することができる。バッテリはまた、バッテリが滅菌容積部内にありながら充電モジュールと通信することもできる。バッテリが充電モジュールに移送されている間、バッテリ及びその内部構成要素は低電力状態にあり得る。
【００１９】
バッテリが充電ベイに近接して配置されると、充電ベイに関連する通信アンテナが、バッテリ通信デバイスと通信するために使用される電磁界を発生させる。充電ベイに電力アンテナも関連付けられ、電力アンテナは、通信アンテナが使用可能であるときは使用不可とすることができる。１つの実施形態では、バッテリ通信デバイスは、内蔵アンテナを備えた近距離無線通信（ＮＦＣ）タグを含む。他の実施形態では、ＲＦＩＤタグ等の他のタグ、又はアンテナに結合された他の好適な回路を使用することができる。アンテナは、電磁界によって励磁され、バッテリ通信デバイスは、低電力状態から出て充電モジュールとペアリングされる。１つの実施形態では、タグアンテナが励磁されると、又はバッテリが充電モジュールとペアリングされると、バッテリコントローラ、充電回路等、バッテリの他の全ての構成要素が低電力状態から出ることができる。
【００２０】
バッテリ及び充電モジュールがペアリングされた後、充電モジュールは、バッテリ充電状態データやバッテリ健全性データなどのバッテリ状態データをタグから受信する。充電モジュールは、モジュールのディスプレイ領域内などの１つ以上のインジケータの上にバッテリ状態データを示すことができる。充電モジュールはまた、タグからバッテリ動作データも受信することができる。
【００２１】
充電モジュールは、バッテリ状態データ及び／又はバッテリ動作データを受信すると、関連する要求をバッテリに送信することにより、バッテリが充電する準備ができているか否かを判断することができる。バッテリが、充電する準備ができていることを示すメッセージで要求に応答する場合、充電モジュールは充電プロセスを開始する。
【００２２】
充電モジュールは、通信アンテナを使用不可にし、バッテリに関連する充電ベイの電力アンテナを使用可能にすることにより、充電プロセスを開始することができる。電力アンテナは、バッテリ内の対応するアンテナに誘導結合する電磁界を発生させる。そして、充電器電力アンテナからバッテリアンテナに充電電力が提供されて、バッテリセルが充電される。所定時間が経過した後、充電器コントローラは、電力アンテナを使用不可にし、通信アンテナを再度使用可能にし、通信アンテナ及びバッテリ通信デバイスを使用して充電デバイスをバッテリとペアリングすることにより、再度プロセスを開始することができる。このように、充電器コントローラは、バッテリから定期的に更新データを受信して、バッテリに追加の電力をワイヤレスで提供すべきであるか否かを判断することができる。
【００２３】
上述した概要を考慮して、バッテリの更なる詳細について、図１〜図６を参照して説明する。バッテリと使用することができる医療デバイスについて、図２を参照して説明する。バッテリに電荷を提供するために使用することができる充電モジュールについて、図４及び図７を参照して説明する。バッテリ及び充電サイクルに関連するデータを記憶するデータ構造について、図６を参照して説明する。滅菌容積部を維持しながらバッテリを移送するバッテリ容器について、図８及び図９を参照して説明する。バッテリを充電する方法について、図１０〜図１２を参照して説明する。
【００２４】
図１は、一実施形態によるバッテリ３０と充電モジュール４０とを示す。バッテリの内部に、電荷を蓄積することができる１つ以上の充電式セルがある（図３に示す）。一例示的な構成では、充電モジュール４０は、バッテリを解除可能に保持するような形状である少なくとも１つのソケット４２を有する。充電モジュール４０の内部に、仮想矩形ブロック４４で示す電源がある。充電モジュール４０の内部にはまた、仮想矩形ブロック４６で示す充電器コントローラもある。バッテリ３０が充電モジュール４０に結合されると、電源４４は、バッテリセル３２に充電電流を印加する。充電器コントローラ４６は、電源４４によるバッテリの充電を調節する。充電器コントローラ４６はまた、バッテリ３０の内部のメモリからデータを検索するとともにメモリにデータを書き込むこともできる。他の様々な充電器構成が企図される。
【００２５】
図２は、バッテリ３０に結合された電力消費医療デバイス５０を示す。図２に示すように、医療デバイスは、（外科用ハンドピースと呼ぶ場合もある）外科処置を実施する電動外科用器具５０である。他の実施形態では、医療デバイス５０は、繋がれた外科用ヘッドピースとすることができ、又は、限定なしに、照明やカメラやスピーカやマイクロフォンやセンサなどの、バッテリ３０によって電力が供給され、かつ医療専門家に使用されるように他の方法で適合されている、他の任意の機器とすることができる。明確性及び一貫性のために、医療デバイス５０の後続する説明は、一般に、図面を通して示しかつより詳細に後述する、電動外科用器具を参照して行う。したがって、別段の指示がない限り、本明細書に記載する外科用器具の様々な構成要素及び特徴の説明は、他のタイプの医療デバイスにも適用される。
【００２６】
図示する実施形態では、器具５０は、ピストル形状であるハウジング５２を有する。器具ハウジング５２の後端部は、バッテリ３０を解除可能に受け入れるような形状である。電動外科用器具５０は、バッテリセル３２から引き出された電気エネルギーを、医療処置又は外科処置を実施するために有用な別の形態のエネルギーに変換する動力発生構成要素を含む。図示する実施形態では、動力発生構成要素又はユニットは、破線矩形５４で表すモータである。多くの電動外科用器具は、リング５６で表す結合アセンブリを有する。結合アセンブリ５６は、動力発生構成要素にエネルギーアプリケータを解除可能に取り付ける。エネルギーアプリケータは、動力発生ユニットによって出力されるエネルギーを、医療処置が実施されている標的部位に実際に印加するデバイスである。動力発生ユニット５４がモータである場合、エネルギーアプリケータは、切断アクセサリと呼ぶものであり得る。簡単のために、器具動力発生構成要素は、他の器具が、機能するために電流を引き込む他の動力発生デバイスを有する可能性があっても、以下モータ５４と呼ぶ。
【００２７】
器具５０は、少なくとも１つの手動で作動可能な制御部材も備える。図示する器具５０は２つのトリガ５８を有する。トリガ５８は、医療従事者が器具の作動を調節するために押下する。器具の内部にはまた制御モジュール６０もある。制御モジュール６０は、トリガ５８の作動を監視する構成要素を含む。制御モジュールの内部の他の構成要素が、トリガ５８の作動に応じて、バッテリセル３２を器具モータ５４に選択的に接続する。制御モジュール６０の内部のこれらの他の構成要素のうちの１つは器具プロセッサ６２である。
【００２８】
図３に示すように、例示的なバッテリ３０はシェル７０を備え、シェル７０の内部に１つ以上の充電式セル３２が設置されている。１つの実施形態では、セル３２は互いに直列に接続されて、セルクラスタを形成している。セルクラスタは、シェル７０の基部に配置されたフォームパッド３４の上に設置されている。シェル７０の開放上端部の上に、蓋７２が密閉するように配置されている。バッテリ３０が医療／外科用途に対して意図されている場合、シェル７０及び蓋７２がまとめてオートクレーブ可能ハウジングを形成するように、シェル７０に蓋７２を取り付けることができる。蓋７２は、バッテリヘッド７６があるように形成することができる。バッテリヘッド７６は、充電器ソケット４２内に及び／又は器具ハウジング５２の後端部に対して適合するような寸法である。バッテリヘッド７６には、電力接点７８及び８０と（任意選択的に）データ接点８２とが設けられている。電力接点７８及び８０は導電性部材であり、そこを通して外科用器具５０は通電電流を引き込む。接点７８はバッテリ３０の陰極であり、接点８０はバッテリ３０の陽極である。１つ以上のデータ接点８２が含まれる一実施形態では、データ信号及び命令信号は、データ接点８２を通してバッテリ３０内に書き込まれるとともにバッテリ３０から読み出される。したがって、バッテリ３０は、データ接点８２を用いて、器具プロセッサ６２とデータ及び命令を交換することができる。これらの信号は、好適な有線通信プロトコルを使用して交換される。他の実施形態では、データ接点８２は省略することができ、データ及び命令は、ワイヤレスでバッテリ３０内に書き込むとともにバッテリ３０から読み出すことができる。いくつかの実施形態では、蓋７２からかつバッテリ３０から、バッテリヘッド７６、電力接点７８及び８０並びにデータ接点８２を省略することができる。
【００２９】
バッテリ蓋７２にラッチ８５が枢動可能に取り付けられている。ラッチ８５は、器具ハウジング５２の後端部にバッテリ３０を保持する。ピン８６が、蓋７２にラッチ８５を保持する。ばね８４が、ラッチ８５の一部分を蓋７２の隣接面から離れる方向に付勢する。
【００３０】
セル３２と蓋７２との間に配置されるように、セルクラスタに回路基板３６が取り付けられている。回路基板３６は、セル３２を陽極接点８０及び陰極接点７８に選択的に接続する後述する構成要素を保持する。１つの実施形態では、回路基板３６は、本明細書においてより十分に記載するようにバッテリの動作を制御するバッテリコントローラ３８を備え、又はバッテリコントローラ３８に結合されている。
【００３１】
例示的な実施形態では、セル３２はリチウムイオンセルである。例えば、セル３２としては、限定されないが、リチウムイオンセラミックセル、リン酸鉄リチウムセル、リチウム鉄リンオキシ窒化物（lithium iron phosphorous oxynitride）セル、リチウムイオンニッケルマグネシウムコバルトセル又はリチウム錫硫化リンセルを含む、任意の好適なニッケル又はリチウム化学セルを挙げることができる。代替実施形態では、セル３２は、鉛酸又は他の任意の好適なタイプのセルとすることができる。各セルは、適切に充電されると、リン酸鉄リチウムの場合、３．３ＶＤＣの公称セル電圧を有する。全てではないが多くの実施形態では、セルは、互いに直列に接続される。図示する実施形態では、バッテリ３０は、３つの直列接続されたセル３２を含む。したがって、バッテリ３０のこのバージョンは、約９．９ＶＤＣの電位を出力するように構成されている。代替的に、いくつかの実施形態では、バッテリセル３２のうちの少なくともいくつかは、互いに並列に接続することができる。
【００３２】
バッテリ３０の物理的構造もまた、記載及び図示するものとは異なる場合がある。例えば、接点７８及び８０のうちの１つ以上は、蓋７２ではなくハウジング５２に直接取り付けることができる。同様に、バッテリ３０の内部の電気部品を保持する回路基板３６は、セルクラスタに取り付ける代わりに、ハウジング５２又は蓋７２に取り付けることができる。
【００３３】
図４Ａは、充電モジュール４０２とバッテリ３０とを備えるシステム４００のブロック図である。図４Ａに示す実施形態では、充電モジュール４０２は、バッテリ３０にワイヤレス充電信号を提供してバッテリ３０をワイヤレスで充電するワイヤレス充電モジュールである。図４Ｂは、システム４００’、すなわちシステム４００の別の実施形態のブロック図である。システム４００’は、充電モジュール４０２の一実施形態である充電モジュール４０２’と、バッテリ３０とを備える。図４Ｂに示す実施形態では、充電モジュール４０２’もまた、バッテリ３０にワイヤレス充電信号を提供してバッテリ３０をワイヤレスで充電するワイヤレス充電モジュールである。
【００３４】
図４Ａに示すように、充電モジュール４０２は、電源４０４と、充電器コントローラ４０８と、メモリ４１０と、１つ以上のインジケータデバイス４１４とを備える。充電モジュール４０２はまた、充電器電力アンテナ４０６及び充電器通信アンテナ４１２を備える充電ベイ４１６も備える。１つの実施形態では、充電モジュール４０２は、（図１に示す）充電モジュール４０などの充電デバイスである。他の実施形態では、充電モジュール４０２は、バッテリ３０をワイヤレスで充電するために、上にバッテリ３０を配置することができる、ワイヤレスマット、トレイ、点検ステーション又は他の充電面とすることができる。代替的に、充電モジュール４０２は、器具５０又は別の好適なデバイスに埋め込むことができる。
【００３５】
図４Ｂに示すように、充電モジュール４０２’は、電源４０４と、充電器コントローラ４０８と、メモリ４１０と、１つ以上のインジケータデバイス４１４とを備える。しかしながら、充電モジュール４０２’はまた、充電ベイ４１６の一実施形態である充電ベイ４１６’も備える。充電ベイ４１６’は、電力アンテナ４０６及び充電器通信アンテナ４１２の作業を実行するように構成されている１つのアンテナ４１３を備える。したがって、アンテナ４１３は、本明細書において電力アンテナ４０６及び充電器通信アンテナ４１２が実施しているものとして記載する任意の作業を実施するように構成することができる。いくつかの実施形態では、充電モジュール４０２’は、ワイヤレスパワーコンソーシアム（Ｑｉ）充電器とすることができる。
【００３６】
電源４０４は、充電モジュール４０２の他の構成要素を励磁するために使用することができる信号へと線電流を変換する。図４Ａにおいて、電源４０４はまた、アンテナ４０６がバッテリ３０にワイヤレス充電電力を提供することができるように充電器電力アンテナ４０６に印加される信号も生成する。図４Ｂにおいて、電源４０４は、同様に、アンテナ４１３がバッテリ３０にワイヤレス充電電力を提供することができるようにアンテナ４１３に印加される信号を生成する。
【００３７】
図４Ａの充電器電力アンテナ４０６は、電源４０４から信号を受信し、その信号を、バッテリ３０にワイヤレスで送信されるワイヤレス充電信号に変換する。ワイヤレス充電信号は、バッテリ３０のアンテナ４２２によって受信可能である無線周波数（ＲＦ）信号である。したがって、充電器電力アンテナ４０６は、充電信号をバッテリ３０に送信する送信構成要素として作用する。同様に、図４Ｂのアンテナ４１３は、電源４０４から信号を受信し、その信号を、バッテリ３０にワイヤレスで送信される無線充電信号に変換し、充電信号をバッテリ３０に送信するように構成することができる。
【００３８】
１つの実施形態では、充電器コントローラ４０８は、トランジスタ、スイッチ又は他のデバイスなどのスイッチングデバイス（図示せず）を動作させて、電力アンテナ４０６を選択的に使用可能及び使用不可とすることができる。したがって、通信アンテナ４１２がアクティベートされる一実施形態では、充電器コントローラ４０８は、スイッチングデバイスを制御して、電流が電力アンテナ４０６に入らないようにすること等により、電力アンテナ４０６をディアクティベートすることができる。同様に、充電器コントローラ４０８は、アンテナ４１３が電源４０４から信号を受信し、信号をバッテリ３０にワイヤレスで送信されるワイヤレス充電信号に変換し、及び／又は充電信号をバッテリ３０に送信する能力を、選択的に有効及び無効にすることができる。
【００３９】
充電器コントローラ４０８は、電源４０４を調節して、好適な電流、電圧及び周波数を有する信号を充電器電力アンテナ４０６に提供する、プロセッサを備えることができる。充電器コントローラ４０８は、例えば、バッテリ３０が更なる電荷を要求すること（本明細書では充電要求と呼ぶ）に応答して、バッテリ３０への充電信号の提供を制御する。充電器コントローラ４０８は、バッテリ３０から充電要求を受信すると、バッテリ３０が充電するために十分なレベルの健全性を有するか否かを判断することができる。１つの実施形態では、充電器コントローラ４０８は、バッテリ３０から受信されるバッテリ健全性データを所定閾値と比較する。バッテリ健全性データが所定閾値を満たすか又は超える場合、充電器コントローラ４０８は、充電要求を承認し、電源４０４に対して、充電器電力アンテナ４０６又はアンテナ４１３を介してバッテリ３０に充電信号を提供するように命令する。
【００４０】
メモリ４１０は、充電器コントローラ４０８に結合されたコンピュータ可読メモリデバイス又はユニットである。１つの実施形態では、メモリ４１０は、フラッシュメモリ等、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＯＶＲＡＭ）である。メモリ４１０は、充電器コントローラ４０８によって実行されると、バッテリ３０のワイヤレス充電を調節する、充電シーケンス及び充電パラメータデータを含む。１つの実施形態では、メモリ４１０はまた、バッテリ３０の健全性及び／又は充電状態を示すデータも記憶する。例えば、１つの実施形態では、バッテリ３０は、バッテリ３０の健全性及び／又は充電状態を表すデータを、充電器通信アンテナ４１２に送信する。充電器通信アンテナ４１２は、健全性データ及び充電状態データを充電器コントローラ４０８に送信し、充電器コントローラ４０８は、そのデータをメモリ４１０に記憶する。メモリ４１０が、（本明細書において更に説明する）フラッシュメモリ５０４などのフラッシュメモリである一実施形態では、充電器通信アンテナ４１２は、バッテリ３０に電力が供給されていないとき、及び／又はバッテリコントローラ３８と通信することなく、バッテリ３０の健全性及び／又は充電状態を表すデータを受信することができる。
【００４１】
充電器通信アンテナ４１２は、バッテリ通信デバイス４２４と双方向に通信するように構成することができる。１つの実施形態では、充電器通信アンテナ４１２は、メモリ４１０からバッテリの健全性データ及び／又は充電状態データを受信し、そのデータを充電器コントローラ４０８に提供する。さらに、充電器通信アンテナ４１２は、バッテリ３０から充電要求を受信することができ、その充電要求を充電器コントローラ４０８に送信することができる。同様に、図４Ｂのアンテナ４１３は、バッテリ通信デバイス４２４と双方向に通信し、メモリ４１０からバッテリの健全性データ及び／又は充電状態データを受信し、そのデータを充電器コントローラ４０８に提供し、バッテリ３０から充電要求を受信し、その充電要求を充電器コントローラ４０８に送信するように構成することができる。
【００４２】
１つの実施形態では、充電器コントローラ４０８は、トランジスタ、スイッチ又は他のデバイスなどのスイッチングデバイス（図示せず）を動作させて、通信アンテナ４１２を選択的に使用可能及び使用不可とすることができる。したがって、電力アンテナ４０６がアクティベートされる一実施形態では、充電器コントローラ４０８は、スイッチングデバイスを制御して、電流が通信アンテナ４１２に入らないようにすることなどにより、通信アンテナ４１２をディアクティベートすることができる。同様に、充電器コントローラ４０８は、アンテナ４１３が、バッテリ通信デバイス４２４と双方向に通信し、メモリ４１０からバッテリの健全性データ及び／又は充電状態データを受信し、そのデータを充電器コントローラ４０８に提供し、バッテリ３０から充電要求を受信し、その充電要求を充電器コントローラ４０８に送信する能力を、選択的に有効及び無効にすることができる。
【００４３】
インジケータデバイス４１４は、充電モジュール４０２及び／又はバッテリ３０のステータスを示す。インジケータデバイス４１４は、ディスプレイやスピーカや発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源のうちの少なくとも１つを備えることができる。ディスプレイは、ＬＣＤ、ＬＥＤ、又は他のタイプのディスプレイとすることができる。いくつかの実施形態では、複数のインジケータを使用して、充電モジュール４０２、４０２’及び／又はバッテリ３０のステータスを示すことができる。図４に示すように、インジケータデバイス４１４は、１つ以上のＬＥＤである。１つの実施形態では、充電器コントローラ４０８は、バッテリ３０から受信したバッテリの健全性データ及び／又は充電状態データに基づき、１つ以上のインジケータデバイス４１４をアクティベートすることができる。例えば、バッテリの健全性データが所定閾値を満たすか又は超える場合、充電器コントローラ４０８により、ＬＥＤは緑色（又は別の好適な色）を発することができる。バッテリの健全性データが所定閾値未満である場合、充電器コントローラ４０８により、ＬＥＤは赤色（又は別の好適な色）を発することができる。したがって、インジケータデバイス４１４は、ユーザに、バッテリ３０の全体的な健全性ステータスを示すことができる。インジケータデバイス４１４は、さらに又は代替的に、バッテリ３０の充電状態を示すために使用することができる。例えば、インジケータデバイス４１４は、バッテリ３０がフル充電されていないときは第１の色の光を発し、バッテリ３０がフル充電されると第２の色の光を発することができる、１つ以上のＬＥＤ又は他の光源を備えることができる。バッテリ３０が、バッテリ状態をユーザに示す１つ以上のインジケータデバイス４１４を備えることができることが更に企図され、したがって、バッテリ３０自体が、光源、ディスプレイ又はスピーカを備えることができる。
【００４４】
１つの実施形態では、充電モジュール４０２は、各々が別個の電力アンテナ４０６及び通信アンテナ４１２を備える、複数の充電ベイ４１６を備えることができる。同様に、充電モジュール４０２’は、各々がアンテナ４１３を備える複数の充電ベイ４１６’を備えることができる。したがって、各充電ベイ４１６及び４１６’は、本明細書においてより十分に説明するように別個のバッテリ３０を受け入れるような形状及びサイズとすることができる。例えば、充電モジュール４０２、４０２’は、それぞれ同様の形状の２つの充電ベイ４１６、４１６’、又は、異なる形状及び／又はサイズを有するバッテリを収容するようにそれぞれ異なる形状の２つ以上の充電ベイ４１６、４１６’を備えることができる。したがって、各充電ベイ４１６は、充電ベイ４１６内に又は充電ベイ４１６に近接して配置されるそれぞれのバッテリ３０と、通信アンテナ４１２を介して通信することができ、電力アンテナ４０６を介してバッテリ３０に充電電力を提供することができる。同様に、各充電ベイ４１６’は、充電ベイ４１６’内に又は充電ベイ４１６’に近接して配置されるそれぞれのバッテリ３０と、アンテナ４１３を介して通信することができ、アンテナ４１３を介してバッテリ３０に充電電力を提供することができる。各充電ベイ４１６及び４１６’は、充電器の表面内の凹状容積部として構成することができる。代替的にさらに、充電器モジュール４０２、４０２’は、各々が同一の形状及びサイズである、複数の充電ベイ４１６、４１６’をそれぞれ備えることができる。
【００４５】
一実施形態では、各充電ベイ４１６の各電力アンテナ４０６は、バッテリ３０が充電ベイ４１６内に又は充電ベイ４１６に近接して配置されたときにのみ、充電電力を提供することができる。したがって、バッテリ３０が充電ベイ４１６内に又は充電ベイ４１６に近接して配置されていないとき（すなわち、充電器コントローラ４０８が充電ベイ４１６に対してバッテリ３０が近接していることを検出しない場合）、充電器コントローラ４０８は、その充電ベイ４１６の電力アンテナ４０６をディアクティベートするか又は他の方法で使用不可として、電力を保存することができる。
【００４６】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、バッテリ３０は、バッテリコントローラ３８と、アンテナ４２２と、１つ以上のセル３２と、バッテリ通信デバイス４２４と、ゲート４２６と、充電回路４２８とを含む、複数の構成要素を備える。バッテリ３０はまた、充電モジュール４０２と通信するために使用することができる、ＮＦＣ又はＲＦＩＤタグ等のタグ４３０も備えることができる。本明細書に記載するバッテリ構成要素は、（図３に示す）回路基板３６などの回路基板内に含めることができる。１つの実施形態では、タグ４３０は、充電モジュール４０２の通信アンテナ４１２によって発生する電磁界等の電磁界を介して誘導的に電力が供給されるパッシブタグである。
【００４７】
バッテリコントローラ３８は、任意の好適なコントローラ、マイクロコントローラ又はマイクロプロセッサとすることができ、又はそれを備えることができる。バッテリコントローラ３８は、図５に記載する複数の異なるサブ回路を備える。１つの実施形態では、バッテリコントローラ３８は、本明細書に記載するように、バッテリ３０が低電力状態に置かれるときと、バッテリ３０が低電力状態から出るときとを制御する。
【００４８】
アンテナ４２２は、充電モジュール４０２からワイヤレス充電信号を受信するように構成されている。具体的には、アンテナ４２２は、充電モジュール４０２の電力アンテナ４０６から充電信号を受信するように構成され、その信号を、セル３２を充電するために使用されるように充電回路４２８に送信される電流に変換するように構成されている。
【００４９】
セル３２は、バッテリ３０内に電荷を蓄積するために使用される。１つの実施形態では、セル３２は、滅菌中に（例えば、オートクレーブプロセス中に）損傷なしに又は低減した損傷で機能性を維持するように構成された高温セルとすることができる。セル３２は、滅菌又はオートクレーブサイクル中に受ける損傷を最小限にするように断熱材を備えることができる。断熱材としては、ポリイミドエアロゲル、シリカエアロゲル又はカーボンエアロゲルなどのエアロゲルを挙げることができる。バッテリの内部のセル３２の数及びタイプは、当然ながら、記載するものとは異なるものとすることができる。
【００５０】
バッテリ通信デバイス４２４は、バッテリコントローラ３８が、器具５０、充電モジュール４０２、及び／又はタブレット若しくはサーバ等のコンピューティングデバイスと接続することができるようにする、送受信器とすることができる。１つの実施形態では、バッテリ通信デバイス４２４はタグ４３０を備えることができる。代替的に、バッテリ通信デバイス４２４及びタグ４３０は、別個のデバイスである。バッテリ通信デバイス４２４は、無線周波数（ＲＦ）送受信器又は赤外線（ＩＲ）送受信器とすることができる。いくつかの実施形態では、バッテリ通信デバイス４２４はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送受信器とすることができる。バッテリ３０が器具５０又は充電モジュール４０２に接続されると、バッテリ通信デバイス４２４は、器具５０内（若しくは別の好適な医療デバイス内）又は充電モジュール４０２内の相補的な送受信器と信号を交換する。バッテリ通信デバイス４２４がワイヤレス送受信器である一実施形態では、バッテリ通信デバイス４２４は、限定されないが、ＺｉｇＢｅｅ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ−Ｆｉ等を含む、任意のワイヤレスプロトコル及び／又は技術を使用して、データをワイヤレスで送受信することができる。代替的に、バッテリ通信デバイス４２４は、好適な有線プロトコルを使用して器具５０及び／又はコンピューティングデバイスとの間でデータを伝送する有線送受信器とすることができる。ユーザは、バッテリ通信デバイス４２４を使用して、バッテリ３０、充電モジュール４０２及び／又は器具５０からデータを送信し、及び／又は、バッテリ３０、充電モジュール４０２及び／又は器具５０からデータを受信することができる。
【００５１】
バッテリ通信デバイス４２４は、器具５０及び／又はバッテリ３０を認証するために、医療デバイス通信モジュール（図示せず）に認証データを送信することができ、及び／又は医療デバイス通信モジュールから認証データを受信することができる。同様に、バッテリ通信デバイス４２４は、充電モジュール４０２がバッテリ３０を認証することができるように、充電モジュール４０２に認証データを送信することができる。したがって、バッテリ３０、充電モジュール４０２及び／又は器具５０は、権限が与えられた及び／又は互換性のある構成要素のみが互いに使用されていることを確実にすることができる。
【００５２】
ゲート４２６は、セル３２を接点７８及び８０に選択可能に結合する１つ以上の回路構成要素を備える。１つの実施形態では、ゲート４２６は、電界効果トランジスタ等の１つ以上のトランジスタを備え、トランジスタは、セル３２が陰極接点７８及び陽極接点８０と選択的に通信するように、セル３２を接点７８及び８０に電気的に結合するように、バッテリコントローラ３８によってアクティベート可能である。
【００５３】
充電回路４２８は、セル３２を充電する、すなわち、セル３２に電荷若しくは電流を提供するのを容易にする１つ以上の回路構成要素を備える。１つの実施形態では、バッテリ３０が充電モジュール又はデバイス４０２、４０２’から充電信号を受信すると、アンテナ４２２は、その充電信号を、充電回路４２８に提供される電流に変換する。したがって、充電回路４２８は、アンテナ４２２を介して充電モジュール又はデバイス４０２、４０２’から充電信号を受信する。
【００５４】
充電回路４２８は、電流を受け取ることができ、電流及び／又は電圧を、セル３２の所望の電流又は電圧に適合するように調整することができる。セル３２が、最大充電状態又は事前定義された充電状態まで充電されると、バッテリコントローラ３８は、更なる電流がセル３２に提供されないように、充電回路４２８を制御することができる。
【００５５】
１つの実施形態では、バッテリ通信デバイス４２４は、充電モジュール４０２と通信するのに使用される内蔵アンテナ（図示せず）を有するタグ４３０を備えることができる。代替的にタグ４３０は、バッテリ通信デバイス４２４に結合することができ、又は内蔵アンテナを備えた独立型構成要素とすることができる。いくつかの実施形態では、バッテリ３０の健全性、充電状態及び／又はバッテリ動作データ等のバッテリデータを、タグ４３０に記憶することができ、ＮＦＣ、ＲＦＩＤ又は他の任意の好適な通信プロトコルを介して充電モジュール４０２に送信することができる。
【００５６】
バッテリ３０の様々な構成要素は、ハウジング４３２内に位置決めされている。ハウジング４３２はカバー４３４を備えることができ、カバー４３４は、シームレスボンドを形成するように一体型構造を形成するためにハウジング４３２に溶接することができる。さらに、カバー４３４とハウジング４３２との間に密閉バリアを形成するために、ハウジング４３２とカバー４３４との間にシール４３６を位置決めすることができる。シール４３６は、オートクレーブ可能であるとともに任意選択的に圧縮可能である材料から形成することができる。例えば、シール４３６は、ＥＰＤＭゴム又はシリコンゴムを含むことができる。
【００５７】
接点７８及び８０はカバー４３４に取り付けることができる。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、接点７８及び８０はカバー４３４から延在しているように示すが、器具５０からの対応する接点がカバー４３４及び／又はハウジング４３２内に挿入されて接点７８及び接点８０に接続するように、カバー４３４及び／又はハウジング４３２内に部分的に又は完全に収容することができることが理解されるべきである。接点７８は、陰極接点と呼ぶ場合がある。接点８０は、陽極接点と呼ぶ場合がある。接点７８及び８０（並びにカバー４３４）は、バッテリ３０を器具５０に取外し可能に結合することができるような形状でありかつ物理的にそのように適合されている。より具体的には、接点７８及び８０は、器具５０との物理的及び電気的接続を確立するために、器具５０の対応する部分内に挿入されるように物理的に適合されている。したがって、陰極接点７８及び陽極接点８０が器具５０内に挿入され、陽極接点８０及び陰極接点７８の両端に電圧が印加されるように接点７８及び８０がアクティベートされると、バッテリ３０は器具５０に電力を提供する。
【００５８】
バッテリ３０のハウジング４３２は、オートクレーブサイクルに好適な材料を含むことができる。バッテリ構成要素、ハウジング４３２及びカバー４３４を含むバッテリアセンブリは、蒸気滅菌、過酸化水素滅菌又は他の好適な滅菌技法を介して、器具５０とともに又は器具５０とは別個に、滅菌されるように構成されている。「滅菌した」とは、プロセスが完了すると、ハウジング４３２又はカバー４３４が少なくとも１０−６の滅菌保証水準（ＳＡＬ：sterilization assurance level）を有することを意味する。これは、滅菌された物品に単一の生存微生物が存在する確率が１００万分の１以下であることを意味する。この滅菌の定義は、「Safe Handling and Biological Decontamination of Medical Devices in Health Care Facilities and Nonclinical Settings」と題する、ＡＮＳＩ／ＡＡＭＩ  ＳＴ３５−１９６６に示されている定義である。代替的な応用では、「滅菌」プロセスは、プロセスが完了すると、ハウジング４３２又はカバー４３４が少なくとも１０−４のＳＡＬを有する場合に十分である。
【００５９】
また、バッテリ３０の多くのバージョンは、オートクレーブ可能であるハウジング４３２又はカバー４３４を備えるが、それは、常にそうである必要はない。この特徴は、多くの場合、医療／外科用途に対して設計されていないバッテリの設計の一部ではない。同様に、このバッテリ３０の特徴は、無菌ハウジング内の非滅菌バッテリと呼ばれることが多いものに組み込むことができる。無菌ハウジング内の非滅菌バッテリは、セルクラスタと回路基板とを備え、回路基板に対して、セル調節器（電圧調節器）、トランジスタ（例えば、ＦＥＴＳ）、抵抗器、コンデンサ及びマイクロプロセッサ又はバッテリコントローラなどの電気部品が取り付けられている。このセルクラスタはオートクレーブ可能ではない。代わりに、オートクレーブ可能であるハウジング内にセルクラスタを取外し可能にはめ込むことができる。セルがハウジングにはめ込まれると、ハウジングは密閉される。したがって、セル及び他のクラスタ形成構成要素は、滅菌された筐体内に封入される。セルクラスタ及びハウジング両方と一体的な接点は、接点経路を提供し、それを通して電流はバッテリから供給される。無菌ハウジング内の非滅菌バッテリアセンブリの構造の更なる理解は、「ASEPTIC BATTERY WITH A REMOVAL CELL CLUSTER, THE CELL CLUSTER CONFIGURED FOR CHARGING IN A SOCKET THAT RECEIVES A STERILIZABLE BATTERY」と題する米国特許第７，７０５，５５９号と、「ASEPTIC BATTERY ASSEMBLY WITH REMOVABLE, RECHARGEABLE BATTERY PACK, THE BATTERY PACK ADAPTED TO BE USED WITH A CONVENTIONAL CHARGER」と題する国際公開第２００７／０９００２５号とから得ることができ、上記特許及び出願の開示内容は、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
【００６０】
いくつかのバッテリには、補助的構成要素も設けられている。これらの構成要素としては、内部センサ、データ収集回路、メモリ又は制御プロセッサを挙げることができる。これらの構成要素は、バッテリがさらされる環境を監視し、バッテリの使用に関するデータを記憶し、及び／又はバッテリが取り付けられる医療デバイスに関するデータを記憶することができる。補助的構成要素は、「BATTERY CHARGER ESPECIALLY USEFUL WITH STERILIZABLE RECHARGEABLE BATTERY PACKS」と題する米国特許第６，０１８，２２７号と、「SYSTEM AND METHOD FOR RECHARGING A BATTERY EXPOSED TO A HARSH ENVIRONMENT」と題する米国特許出願公開第２００７／００９０７８８号／国際公開第２００７／０５０４３９号とに記載されている補助的構成要素を含むか又はそれらと同様とすることができ、上記特許及び出願の開示内容は、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。バッテリにこれらの補助的な構成要素のうちの１つ以上が設けられる場合、バッテリハウジングは、補助的接点（例えば、データ接点８２）を備えることができる。この補助的接点は、信号が補助的構成要素から受信され及び／又は補助的構成要素に送信される際に通る接点とすることができる。
【００６１】
図５は、バッテリコントローラ３８の様々なサブ回路又は構成要素を示すブロック図である。図５では、以下のサブ回路又は構成要素は、バッテリコントローラ３８内に含まれているものとして示すが、サブ回路又は構成要素のうちの１つ以上は、任意の好適なデバイス、モジュール、又はバッテリ３０の一部内に含めることができることが理解されるべきである。
【００６２】
例示的な実施形態では、中央処理装置（ＣＰＵ）５０２が、バッテリコントローラ３８とバッテリコントローラに接続された構成要素との動作を制御する。不揮発性フラッシュメモリ５０４が、ＣＰＵ５０２によって実行される命令を記憶する。本明細書においてより十分に記載するように、フラッシュメモリ５０４はまた、バッテリ３０の充電を調節するために使用される命令、バッテリ３０の使用履歴を記述するデータ、及びバッテリ３０が取り付けられる器具５０の使用履歴を記述するデータもまた記憶する。
【００６３】
ランダムアクセスメモリ５０６が、バッテリコントローラ３８によって読み出され生成されるデータのための一時バッファとして機能する。ＣＰＵクロック５０８が、ＣＰＵ５０２の動作を調節するために使用されるクロック信号を供給する。簡単のために単一ブロックとして示すが、ＣＰＵクロック５０８は、オンチップ発振器とともに、発振器からの出力信号をＣＰＵクロック信号に変換するサブ回路を備えることが理解されるべきである。リアルタイムクロック５１０が、一定間隔でクロック信号を発生させる。
【００６４】
１つの実施形態では、アナログ比較器５１２及びアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）５１４が、温度センサ（図示せず）等、バッテリ３０の１つ以上のセンサ又は他の構成要素の出力信号を処理するために使用される。図５では、上記サブ回路は、単一バス５１６によって相互接続されているように示す。これは簡単のためであることが理解されるべきである。実際には、専用ラインが、サブ回路のうちのいくつかを互いに接続することができる。同様に、バッテリコントローラ３８は他のサブ回路を有することができることが理解されるべきである。これらのサブ回路は、本発明に具体的に関連しないため、詳細には説明しない。
【００６５】
図６は、バッテリコントローラ３８によって実行される命令に加えて、フラッシュメモリ５０４（図５に示す）に記憶することができるデータ構造６００のブロック図である。データ構造６００は、１つ以上のレコード又はファイルにおける１つ以上のフィールド６０２として、バッテリ動作データ等のデータを記憶することができる。１つの例として、識別データ６０４をファイルに記憶することができ、バッテリ３０を識別するために使用することができる。識別データ６０４は、例えば、シリアル番号、ロット番号、製造者識別情報及び／又は認可コードを含むことができる。認可コード又は他の識別情報は、バッテリ３０が接続される器具５０又は充電モジュール４０２が、バッテリ３０を認証するために（例えば、バッテリ３０が器具５０に電力を供給することができるか否か、又は充電モジュール４０２によってバッテリ３０を再充電することができるか否かをそれぞれ判断するために）読み出すことができる。フラッシュメモリ５０４はまた、バッテリ３０の有用寿命を示すフィールド６０６（「有用寿命データと呼ぶ場合もある）も含むことができる。有用寿命データ６０６は、以下のデータタイプのうちの１つ以上を含むことができる。すなわち、バッテリ期限データ、バッテリ３０に行われた充電サイクルの回数、バッテリ３０が受けたオートクレーブ処置又はサイクルの回数である。他のフィールドは、バッテリ３０によって生成される信号の公称開回路電圧６０８、バッテリ３０が生成することができる電流６１０、及び利用可能なエネルギーの量６１２（例えば、ジュールで表す）を示すことができる。
【００６６】
バッテリ３０に対する充電命令６１４はフィールド６０２に記憶することができる。このデータは、米国特許第６，０１８，２２７号及び同６，１８４，６５５号に開示されているバッテリのメモリに記載されているタイプのデータを含むことができ、上記特許の開示内容は引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
【００６７】
フラッシュメモリ５０４はまた、バッテリ３０の充電履歴６１６及びオートクレーブ履歴６１８を記載するデータも含む。例えば、バッテリ３０の充電履歴６１６の一部として、バッテリ３０が充電された回数を示すデータとともに、各充電サイクルが開始された及び／又は終了した時刻を示すタイムスタンプを記憶することができる。
【００６８】
バッテリ３０のオートクレーブ履歴６１８の一部として、フラッシュメモリ５０４は、バッテリ３０がオートクレーブされた合計回数、及び／又はバッテリ３０がオートクレーブ温度であるとみなされる閾値以上の温度にさらされた累積時間量を示すデータを記憶することができる。１つの非限定的な実施形態では、閾値温度は、摂氏約１３０度である。より具体的な実施形態では、閾値温度は摂氏約１３４度である。しかしながら、閾値温度は任意の好適な温度とすることができることが理解されるべきである。フィールド６０２のオートクレーブ処理履歴６１８はまた、バッテリ３０が過度である可能性があるオートクレーブサイクルにさらされた回数及び／又は累積時間量を示すデータも含むことができる。オートクレーブ履歴６１８はまた、バッテリ３０がさらされた最高オートクレーブ温度を示すピークオートクレーブ温度データと、バッテリ３０がそのオートクレーブサイクルの各々に対してオートクレーブ内にあった時間量とともに、バッテリ３０にオートクレーブが施された単一の最長時間の期間も含むことができる。
【００６９】
測定された充電後電圧フィールド６２０は、各充電の後のバッテリ３０の測定された負荷時電圧を示すデータを含む。いくつかの実施形態では、フィールド６２０は、最新の１回〜１０回の充電サイクルに対するこれらの測定値のみを含む。別のフィールド６２２には、その先行する充電サイクル中に測定された最高バッテリ温度を示すデータが記憶される。この場合もまた、フィールド６２２は、バッテリの最新の１回〜１０回の充電サイクル中に測定された最高温度を示すデータのみを含むことができる。
【００７０】
フラッシュメモリ５０４はまた、デバイス使用フィールド６２４も含む。後述するように、デバイス使用フィールド６２４は、バッテリ３０が電力を供給するために採用される器具５０又は他の医療デバイスから得られるデータを記憶する。例えば、１つの実施形態では、デバイス使用フィールド６２４は、バッテリ３０が器具５０に接続された回数、器具５０のトリガを引いた回数、器具５０の動作（すなわち、器具５０のランタイム）中にバッテリ３０が器具５０に電力を提供した総時間量、器具５０に対して行われた電源サイクルの数、器具５０がさらされた最大温度、器具５０の電流消費量、器具５０の速度ヒストグラム、バッテリ３０が相互作用したデバイスのシリアル番号又は他の識別子のリストを示すデータ、及び／又は器具５０の他の任意の好適なデータを記憶することができる。しかしながら、デバイス使用フィールド６２４は患者データを含まないことが理解されるべきである。デバイス使用フィールド６２４に記憶されたデータは、医療デバイス５０の通信モジュールによって送信し、バッテリ通信デバイス４２４によって受信することができる。
【００７１】
図７Ａは、充電モジュール４０２及びバッテリ容器７０２を備えたシステム７００の斜視図である。図７Ｂ及び図７Ｃは、充電モジュール４０２の一例を備えたシステム７００の他の実施形態の斜視図であり、充電モジュール４０２は、更なる充電ベイ４１６及び複数のバッテリ容器７０２を備える。図７Ｄは、充電モジュール４０２’（図４Ｂに示す）及び滅菌可能ラップ７０３を備えるシステム７００’、すなわちシステム７００の一実施形態の斜視図である。本明細書においてより十分に記載するように、各バッテリ容器７０２は、１つ以上のバッテリ３０を受け入れることができ、各充電モジュール４０２及び４０２’は、１つ以上のバッテリ容器７０２を受け入れることができる。バッテリ容器７０２については、図８及び図９を参照してより詳細に後述する。
【００７２】
１つの実施形態では、充電モジュール４０２は、複数の充電ベイ４１６を含むことができる。例えば、図７Ａでは、充電モジュール４０２は４つの充電ベイ４１６を備え、図７Ｂ及び図７Ｃでは、充電モジュール４０２は８つの充電ベイ４１６を備える。充電モジュール４０２は、代替的に、６つの別個のベイを有することができる。さらに、充電ベイ４１６は、任意の好適な方式で配置することができる。例えば、図７Ａでは、単一の行Ｒに、４つの充電ベイ４１６が配置されている。図７Ｂ及び図７Ｃでは、各行Ｒが４つの充電ベイ４１６又は３つのベイを含むように、２つの行Ｒに８つの充電ベイ４１６が配置されている。図７Ｂ及び図７Ｃでは、各列Ｃが２つの充電ベイ４１６を含むように、８つの充電ベイ４１６が、４つの列Ｃに配置されているものとしても述べることができる。代替的に、充電モジュール４０２は、バッテリ３０及び／又はバッテリ容器７０２の一部を受け入れる単一の充電ベイ４１６のみを備えることができる。図４Ａを参照して上述したように、各充電ベイ４１６は、充電器コントローラ４０８に結合されている電力アンテナ４０６及び通信アンテナ４１２を備える。各充電ベイ４１６は、バッテリ容器７０２の少なくとも一部を受け入れる形状及びサイズである。
【００７３】
様々な実施形態において、充電モジュール４０２は、バッテリ３０を充電する任意の好適な形状とすることができる。例えば、図７Ｄを参照すると、充電モジュール４０２’の充電ベイ４１６’は、滅菌可能ラップ７０３が巻き付けられたバッテリ３０を配置することができる、実質的に平坦なワイヤレスパワーコンソーシアム（Ｑｉ）充電器等、実質的に平坦な面として示されている。いくつかの実施形態では、充電ベイ４１６及び４１６’は、バッテリ３０が滑らないように摩擦面を含むことができる。
【００７４】
システム７００は、１つのバッテリ容器７０２又は複数のバッテリ容器７０２を備えることができる。図７Ａを参照すると、システム７００は、図示するように、充電モジュール４０２の充電ベイ４１６の単一の行Ｒに配置することができる、１つのバッテリ容器７０２を備える。図７Ｂでは、システム７００は、図示するように、充電モジュール４０２の充電ベイ４１６の２つの行Ｒに配置することができる、２つのバッテリ容器７０２ａ及び７０２ｂを備える。図７Ｃでは、システム７００は、図示するように、充電ベイ４１６の４つの列Ｃに配置することができる、４つのバッテリ容器７０２ｃ、７０２ｄ、７０２ｅ及び７０２ｆを備える。図７Ｄのシステム７００’等、システム７００のいくつかの実施形態は、滅菌可能ラップ７０３を備えることができる。こうした実施形態では、滅菌可能ラップ７０３の内側にバッテリ３０を配置することができる。そして、図７Ｄに示すように、滅菌可能ラップ７０３が巻き付けられたバッテリ３０は、充電ベイ４１６の上に又は充電ベイ４１６’の上に配置すると充電することができる。
【００７５】
バッテリ容器７０２の関連するレセプタクル内の各バッテリ３０が充電ベイ４１６に近接して位置決めされるように、バッテリ容器７０２が充電モジュール４０２に近接して位置決めされると、バッテリ３０は、充電ベイ４１６の通信アンテナ４１２を介してバッテリ容器７０２を通して充電器コントローラ４０８と通信することができ、充電ベイ４１６の電力アンテナ４０６を介して充電電力を受け取ることができる。具体的な実施形態では、バッテリ容器７０２の各レセプタクルと位置合わせされた突出部が充電モジュール４０２のそれぞれの充電ベイ４１６の上に配置されるように、各バッテリ容器７０２を充電モジュール４０２の上に配置することができる。
【００７６】
さらに、図７Ｂにおける容器７０２ａ又は７０２ｂ等の第１の容器におけるレセプタクルの数及び対応する突出部の数は、図７Ｃにおける容器７０２ｃ、７０２ｄ、７０２ｅ又は７０２ｆ等の第２の容器におけるレセプタクルの数及び対応する突出部の数より多い。再び図７Ｂ及び図７Ｃに示す充電モジュール４０２を参照すると、充電モジュール４０２の充電ベイ４１６の列Ｃの数は、第１の容器におけるレセプタクル及び突出部の数に対応し、行Ｒの数は、第２の容器におけるレセプタクル及び突出部の数に対応する。具体的には、図７Ｂにおいて容器７０２ａ又は７０２ｂとして示す第１の容器は、４つのレセプタクル及び対応する突出部を備える。図７Ｃにおいて容器７０２ｃ、７０２ｄ、７０２ｅ又は７０２ｆとして示す第２の容器は、２つのレセプタクル及び対応する突出部を備える。したがって、充電モジュール４０２は、充電ベイ４１６の４つの列Ｃ及び２つの行Ｒを備える。他の実施形態では、第１の容器及び第２の容器における充電モジュール４０２の列Ｃ及び行Ｒの数並びにレセプタクル及び突出部の数は、変更することができる。例えば、列Ｃの数は図７Ｂ及び図７Ｃの実施形態における行Ｒの数より多いが、他の実施形態では、列Ｃの数は行Ｒの数以下とすることができる。
【００７７】
充電モジュール４０２は、充電モジュール４０２によって充電されているバッテリ３０のステータスに関連する情報を提供する複数のインジケータを含むディスプレイ領域７０６を備えることができる。１つの実施形態では、充電ディスプレイ７０８は、充電モジュール４０２の各充電ベイ４１６に関連する。各充電ディスプレイ７０８は、充電ベイ４１６によって充電されているバッテリ３０の充電状態を表すインジケータ７１０（以降、充電状態インジケータ７１０）と、充電ベイ４１６によって充電されているバッテリ３０の健全性を表すインジケータ７１２（以降、健全性インジケータ７１２）とを含む。１つの実施形態では、各バッテリ３０の健全性は、「SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING AN AMOUNT OF DEGRADATION OF A MEDICAL DEVICE BATTERY」と題する米国仮特許出願第６２／５２３，４９４号に記載されているものと同様に決定することができ、上記出願の開示内容は引用することにより本明細書の一部をなすものとする。各インジケータは、図４Ａ及び図４Ｂを参照して上述した１つ以上のインジケータデバイス４１４を使用して実装することができる。したがって、各インジケータは、健全性及び／又は充電状態をユーザに表示するためにインジケータの全て又は一部を照明するＬＥＤ又は他の光源を備えることができる。代替的に、各インジケータは、ユーザが、各バッテリ３０の健全性及び／又は充電状態を表すデータを見ることができるようにする、他の任意の好適なデバイス又はディスプレイを備えることができる。さらに又は代替的に、インジケータのうちの１つ以上は、各バッテリ３０の上に又は中に設けることができる。
【００７８】
本明細書においてより十分に記載するように、各バッテリ３０の健全性及び充電状態を表すデータは、バッテリ３０が内部に又は近接して配置される充電ベイ４１６の通信アンテナ４１２を通して、バッテリ３０によって充電モジュール４０２に送信することができる。データは、通信アンテナ４１２から充電器コントローラ４０８に送信される。充電器コントローラ４０８は、充電状態インジケータ７１０及び健全性インジケータ７１２が、バッテリ３０から受信した充電状態データ及び健全性データを反映するように、ディスプレイ領域７０６を制御する。
【００７９】
いくつかの実施形態では、ディスプレイ領域７０６はまた、充電モジュール４０２が位置決めされる環境の周囲温度を表すデータを表示する温度インジケータ７１４も含む。充電器コントローラ４０８は、温度センサ（図７Ａには示さず）から、検知された周囲温度を示す１つ以上の信号を受信することができる。充電器コントローラ４０８は、検知された温度をデジタルディスプレイ又は他の任意の好適なディスプレイの形式で表示するように、温度インジケータ７１４を制御することができる。
【００８０】
別の実施形態では、ディスプレイ領域７０６は、ユーザが選択するか又は押すことができるリフレッシュアイコン７１６も含む。充電器コントローラ４０８は、ユーザがリフレッシュアイコン７１６を選択するか又は押すことに応じて信号を受信することができ、充電器コントローラ４０８は、応答してディスプレイ領域７０６のリフレッシュを開始することができる。ディスプレイ領域７０６のリフレッシュは、各ディスプレイ３０の充電状態、各バッテリ３０の健全性、及び充電モジュール４０２が配置される環境の周囲温度の再決定及び再表示を含むことができる。
【００８１】
１つの実施形態では、充電モジュール４０２及び／又はバッテリ容器７０２は、各バッテリ３０及び／又は滅菌容積部９０２（図９に示す）の滅菌状態を測定する１つ以上のセンサを備えることができる。センサは、測定された滅菌状態を表す信号を充電器コントローラ４０８に送信することができ、充電器コントローラ４０８は、ディスプレイ領域７０６内の関連するインジケータに、測定された滅菌状態を表示させることができる。
【００８２】
さらに又は代替的に、充電器コントローラ４０８は、ディスプレイ領域７０６内のインジケータに、各バッテリ３０及び／又は滅菌容積部９０２の滅菌状態を表示させることができる。例えば、バッテリ３０がバッテリ容器７０２内に配置され、バッテリ容器７０２が滅菌されると、バッテリ容器７０２内の温度センサは、オートクレーブプロセスを示す温度（例えば、摂氏１３０度を超える温度）又は他の滅菌プロセスを示す温度にバッテリ容器７０２がさらされていることを検出することができ、メモリ（図示せず）に記憶されたデータのピン又は一部に、滅菌容積部９０２及び滅菌容積部９０２内に配置されたバッテリ３０が滅菌状態にあるということを反映させることができる。別のセンサが、バッテリ容器７０２が開放されているとき（例えば、頂部が取り除かれているとき）を検出することができ、メモリに記憶されたデータのピン又は一部に、滅菌容積部９０２及び滅菌容積部９０２内に配置されたバッテリ３０が既に滅菌状態にない可能性があることを反映させることができる。充電器コントローラ４０８は、バッテリ容器７０２の滅菌状態を表す信号を受信することができ、ディスプレイ領域７０６内のインジケータに滅菌状態を反映させることができる。
【００８３】
図８は、バッテリ容器７０２の底部の斜視図である。図９は、バッテリ容器７０２の内部の斜視図である。図８及び図９に示す実施形態では、バッテリ容器７０２は形状が実質的に矩形である。しかしながら、バッテリ容器７０２は、容器が本明細書に記載するように動作することができるようにする任意の好適な形状とすることができることが理解されるべきである。
【００８４】
１つの実施形態では、バッテリ容器７０２は、任意選択的に、２つの対向する側部８０４と、２つの対向する端部８０６と、底部８０８と、頂部８０９とを有するハウジング８０２を備える。１つの実施形態では、ハウジング８０２は、バッテリ容器７０２の内部に（図９に示す）滅菌容積部９０２を提供及び維持するように密閉可能である。１つの実施形態では、１つ以上のバッテリ３０を、バッテリ容器７０２内に設けられた１つ以上の対応するレセプタクル８１０（図８では仮想線で示す）の内部に取外し可能に配置することができるように、ハウジング８０２の頂部８０９（又は別の好適な部分）は取外し可能である。こうした実施形態では、バッテリ容器７０２は、対応するレセプタクル８１０と位置合わせされる突出部８１３を備える。バッテリ容器の外面によって画定された突出部は、レセプタクルと典型的には垂直に位置合わせされ、レセプタクルは、バッテリをレセプタクル内に挿入することにより、バッテリと位置合わせされることになる。したがって、充電器の充電ベイ内にバッテリ容器の突出部を位置決めすることにより、バッテリの１つ以上のアンテナは、充電器の１つ以上のアンテナと機能的に位置合わせされる。
【００８５】
さらに、いくつかの実施形態では、ユーザがレセプタクル８１０内のバッテリ３０の存在及び／又はバッテリ３０のステータスを見ることができるように、ハウジング８０２の少なくとも一部は、少なくとも部分的に透明、半透明及び／又は非不透明である。例えば、図１に示すように、バッテリ３０は、バッテリ３０の充電状態及び／又は健全性を示す、ＬＥＤ等のバッテリステータスインジケータ７５を含むことができる。こうした実施形態では、ハウジング８０２は、透明部分８１１を含むことができ、バッテリ３０がレセプタクル８１０内に配置されると、バッテリステータスインジケータ７５は透明部分８１１を通して可視とすることができる。別のこうした実施形態では、ハウジング８０２は、少なくとも部分的に透明とすることができ、バッテリ３０がレセプタクル８１０内に配置されると、バッテリステータスインジケータ７５はハウジング８０２を通して可視とすることができる。
【００８６】
１つの実施形態では、各側部８０４は、滅菌ガスがハウジング８０２の内部に入ることができるようにする複数の通気孔８１２を備える。本来はハウジング８０２の内部に入る可能性がある汚染物質を阻止するか又はその量を最小限にするために、ハウジング８０２の内部に面する通気孔８１２の表面にフィルタ（図示せず）を結合することができる。例えば、フィルタは、ハウジング８０２と協働して、バッテリ容器７０２全体が滅菌された後に滅菌容積部９０２の滅菌状態を維持することができる。したがって、滅菌容積部９０２は、ハウジング８０２が開放されない限り、バッテリ容器７０２が非滅菌場所に動かされた場合であっても、滅菌状態で維持することができる。
【００８７】
図９を参照すると、上述したように、各レセプタクル８１０は、バッテリ３０を取外し可能に受け入れるようなサイズ及び形状である。図９は、３つのレセプタクル８１０（及び、図示しない３つの突出部８１３）を有するバッテリ容器７０２を示すが、バッテリ容器７０２を充電モジュール４０２とともに使用することができるように、バッテリ容器７０２内に任意の好適な数のレセプタクル８１０及び対応する突出部８１３を設けることができることが理解されるべきである。例えば、１つの実施形態では、各バッテリ容器７０２は、単一のバッテリ３０を受け入れる単一のレセプタクル８１０及び突出部８１３のみを備えることができる。各突出部８１３は、各突出部８１３を充電モジュール４０２の対応する充電ベイ４１６の上に配置することができるようなサイズ及び形状である。さらに、各レセプタクル８１０及び突出部８１３は、レセプタクル８１０内に配置されたバッテリ３０を充電ベイ４１６の電力アンテナ４０６及び通信アンテナ４１２と位置合わせされた状態で維持することができるように、対応する充電ベイ４１６と整列するような形状である。
【００８８】
１つの実施形態では、バッテリ容器７０２内に取外し可能なトレイ９０４を設けることができる。こうした一実施形態では、トレイ９０４内にバッテリ３０を配置することができ、トレイ９０４は、バッテリ容器７０２内に配置し、又はバッテリ容器７０２から取り除くことができる。トレイ９０４は、１つ以上のハンドル９０６を備えることができ、１つ以上のハンドル９０６により、トレイ９０４を容易に把持し、持ち上げてバッテリ容器７０２から出し入れすることができる。
【００８９】
動作中、バッテリ３０は、主に本明細書に記載する実施形態による２つの方法で、滅菌し、所望の使用場所（例えば、手術室）まで移動させることができる。最初に、バッテリ３０は、オートクレーブプロセス（又は別の好適なプロセス）で滅菌することができ、バッテリ容器７０２内に配置することができる。代替的に、滅菌容積部９０２が好適に滅菌されていることを確実にするために、バッテリ容器７０２を滅菌することができる。したがって、バッテリ３０の滅菌状態が維持されるように、バッテリ３０は、バッテリ容器７０２の滅菌容積部９０２内の対応するレセプタクル８１０内に配置される。バッテリ容器７０２の頂部８０９（又は他の取外し可能な部分）は、容器７０２が、微生物が入らないように（microbially）密閉されるように、容器７０２の上に配置される。そして、バッテリ３０及び滅菌容積部９０２の滅菌状態を維持しながら、バッテリ容器７０２を所望の使用場所まで搬送するか又は他の方法で移送することができる。
【００９０】
代替的に、図７Ｄに示すように、滅菌可能ラップ７０３（「ブルーラップ」と呼ぶ場合もある）内にバッテリ３０を配置することができる。滅菌可能ラップ７０３は、滅菌可能ラップ７０３が取り除かれるまでバッテリ３０の滅菌状態が維持されるように、バッテリ３０とともに滅菌することができる。滅菌されたバッテリ３０は、滅菌可能ラップ７０３内に保持し、滅菌プロセスの後に充電モジュール４０２のそれぞれの充電ベイ４１６の上に配置することができる。そして、バッテリ３０は手術室又は他の使用場所で使用する準備ができると、滅菌可能ラップ７０３からバッテリ３０を取り除くことができる。バッテリ３０がバッテリステータスインジケータ７５を備える実施形態では、図７Ｄに示すように、滅菌可能ラップ７０３は透明部分７０５を含むことができ、バッテリ３０が滅菌可能ラップ７０３内に配置されると、バッテリステータスインジケータ７５は、透明部分７０５を通して可視とすることができる。他の実施形態では、滅菌可能ラップ７０３は少なくとも部分的に透明とすることができ、バッテリ３０が滅菌可能ラップ７０３内に配置されると、バッテリステータスインジケータ７５は、滅菌可能ラップ７０３を通して可視とすることができる。
【００９１】
第２の方法では、滅菌の前に、バッテリ容器７０２の対応するレセプタクル８１０内にバッテリ３０を配置することができる。そして、バッテリ３０が容器７０２内にあり続ける間に、オートクレーブプロセス（又は他の好適な滅菌プロセス）でバッテリ容器７０２を滅菌することができる。したがって、この実施形態では、バッテリ３０及びバッテリ容器７０２を合わせて滅菌することができ、滅菌容積部９０２を滅菌状態で形成又は維持することができる。そして、バッテリ３０及び滅菌容積部９０２の滅菌状態を維持しながら、バッテリ容器７０２を所望の使用場所まで搬送するか又は他の方法で移送することができる。
【００９２】
したがって、本明細書に記載するように、バッテリ３０は、微生物が入らないように密閉された滅菌容積部９０２内に配置することができ、充電モジュール４０２に近接して配置することができる。バッテリ３０が滅菌容積部９０２内で微生物が入らないように密閉されたままである間に、充電モジュール４０２は、バッテリ３０に充電電力を提供することができる。さらに、バッテリ３０が滅菌容積部９０２内に封入されている間に充電モジュール４０２はバッテリ３０と通信して、バッテリ動作状態、バッテリ状態データ、及び／又は本明細書に記載する他の任意の好適なデータを得ることができる。更に別の代替形態では、滅菌の前に容器７０２内にバッテリ３０を配置することができ、容器７０２及びバッテリ３０が非滅菌状態にある間に、容器７０２を充電モジュール４０２に隣接して配置することができ、充電後、容器７０２が開放されるまで充電されたバッテリ３０が滅菌されかつ充電された状態で保管されるように、容器７０２及びバッテリ３０を滅菌することができる。
【００９３】
図１０〜図１２は、本明細書に記載するバッテリ３０及び充電モジュール４０２と使用することができる、バッテリに電荷を提供する（すなわち、バッテリを「充電する」）例示的な方法１０００のフローチャートである。一実施形態では、方法１０００は、充電モジュール４０２及び／又はバッテリ３０の１つ以上のメモリデバイス内に記憶されたコンピュータ可読命令を実行することによって実施される。例えば、充電器コントローラ４０８及び／又はバッテリコントローラ３８は、メモリ４１０及び／又はフラッシュメモリ５０４内に記憶された命令を実行して、本明細書に記載する方法１０００の機能を実施することができる。
【００９４】
図１０を参照すると、１つの実施形態では、充電モジュール４０２は、通信アンテナ４１２を使用可能とするか又はアクティベートして（１００２）、充電モジュール４０２に近接して位置決めされた１つ以上のバッテリ３０を検出する。具体的な実施形態では、電力アンテナ４０６がディアクティベートされている間に、通信アンテナ４１２がアクティベートされる。通信アンテナ４１２がアクティベートされると、充電モジュール４０２は発見モードに入る。発見モードの間、充電モジュール４０２は、バッテリ３０が充電ベイ４１６に近接して配置されると、バッテリ３０が近接していることを検出する。例えば、バッテリ３０を含むバッテリ容器７０２が、バッテリ３０が充電ベイ４１６内に又は充電ベイ４１６に近接して位置決めされるように、充電モジュール４０２上に配置されると、通信アンテナ４１２によって発生するワイヤレス通信電磁界は、バッテリ通信デバイス４２４内のタグ４３０を励磁する（１００４）。バッテリ３０は、最初は、バッテリ３０の１つ以上の構成要素（例えば、バッテリコントローラ３８）が少なくとも部分的にディアクティベートされている低電力状態にあり得る。さらに又は代替的に、バッテリコントローラ３８は、例えば、電磁界の存在に基づいて、バッテリ３０が充電モジュール４０２に近接して配置されているときを検出することができる。
【００９５】
タグ４３０が励起されることに応じて、タグ４３０内の電磁界検出ピン又はデバイスを設定することができる（１００６）。別の実施形態では、本明細書においてより十分に記載するように、バッテリ３０が、バッテリ３０が近接して位置決めされる充電ベイ４１６とペアリングされると、電磁界検出ピンを使用可能とすることができる。電磁界検出ピンの設定（１００６）により、バッテリ３０は、低電力状態から出て（「すなわち、「ウェイクアップ」）、バッテリ３０の構成要素がアクティベートされる動作状態又はフルパワー状態に入る。１つの実施形態では、充電モジュール４０２によって充電電力が提供されるまで（例えば、バッテリ３０に充電電力を提供するために電力アンテナ４０６によって電磁界が確立されるまで）、バッテリ３０は、低電力状態及びフルパワー状態中、バッテリセル３２から電力を引き出す。
【００９６】
本明細書で用いる場合、低電力状態とは、バッテリ３０の少なくともいくつかの部分が使用不可となり、バッテリ３０が、バッテリの全ての部分が使用可能であるフルパワー状態より少ない電力を消費する、電力状態を指すものとする。１つの実施形態では、バッテリ３０が低電力状態にある間、バッテリコントローラ３８は、約２０ミリアンペア（ｍａ）以下の電流を引き出すことができる。代替的に、低電力状態は、バッテリ３０の少なくともいくつかの部分が使用不可となる電力状態として特徴付けることができ、バッテリコントローラ３８は、バッテリ３０がフルパワー状態にあるときに引き出す電流の５％未満である電流を引き出すほどに、バッテリコントローラ３８の一部は使用不可となる。
【００９７】
１つの実施形態では、タグ４３０が、通信アンテナ４１２によって発生する電磁界によって励磁されると、タグ４３０又はバッテリ通信デバイス４２４内のアンテナが、通信アンテナ４１２にペアリングメッセージを送信して、バッテリ通信デバイス４２４が通信アンテナ４１２とペアリングされるようにする（１０１０）（したがって、バッテリ３０を充電ベイ４１６及び充電モジュール４０２とペアリングする）。具体的な実施形態では、タグ４３０はＮＦＣタグであり、ＮＦＣタグにより、バッテリ通信デバイス４２４は、通信アンテナ４１２によるタグ４３０の励磁に応じて、ＮＦＣプロトコルを使用して通信アンテナ４１２とペアリングすることができる。代替的に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ又は他の任意の好適なプロトコルを用いて、充電モジュール４０２及び／又は充電ベイ４１６とバッテリ３０をペアリングすることができる。バッテリ３０及び充電モジュール４０２のペアリング中、バッテリ３０から認証データを受信して、充電モジュール４０２がバッテリ３０を認証することができるようにすることができる。１つの実施形態では、バッテリ認証データは、タグ４３０内に記憶することができ、充電モジュール４０２がバッテリ３０を認証することができるように、通信アンテナ４１２を介して充電器コントローラ４０８によって読出し可能とすることができる。このように、充電モジュール４０２は、承認されたバッテリ３０のみに充電モジュール４０２から充電電力が提供されることを確実にすることができる。
【００９８】
１つの実施形態では、バッテリ３０は、低電力状態から段階的に出ることができる（１００８）。第１の段階では、タグ４３０の励磁（１００４）により、バッテリ通信デバイス４２４は低電力状態から出て、バッテリ通信デバイス４２４を充電ベイ４１６とペアリングすることができる。第２の段階では、バッテリ通信デバイス４２４の充電ベイ４１６とのペアリングに応じて、バッテリ３０の残りの部分（バッテリコントローラ３８を含む）は、低電力状態から出ることができる（１００８）。代替的に、タグ４３０の励磁（１００４）により、バッテリ３０の全ての部分が、実質的に同時に低電力状態から出ることができ、又は、バッテリ３０により、低電力状態から出る他の任意の好適な手順を実施することができる。
【００９９】
１つの実施形態では、バッテリコントローラ３８は、方法１０００の次のステップに移る前に、バッテリ３０が低電力状態から出た（１００８）後、所定量の時間（１５０ミリ秒又は別の好適な時間等）待機することができる。所定量の時間が経過した後、バッテリコントローラ３８は、バッテリ３０を「パススルー」モード１０１２にするように、電磁界検出ピンを再構成することができる。パススルーモード１０１２では、タグ４３０内に記憶されたデータは、通信アンテナ４１２を介して充電モジュール４０２に送信され、データはまた、充電モジュール４０２からタグ４３０に送信することができる。バッテリコントローラ３８が非アクティブであり、低電力状態にあり、損傷を受けており、又は他の理由で充電モジュール４０２及び／又はタグ４３０と通信することができない場合であっても、タグ４３０内に記憶されたデータは、充電モジュール４０２によって読出し可能とすることができることが理解されるべきである。
【０１００】
タグ４３０がペアリングされ、パススルーモードが設定される（１０１２）と、充電モジュール４０２は、バッテリ３０からバッテリ状態に関するデータ（以降、「バッテリ状態データ」と呼ぶ）の受信（１０１４）を開始する。１つの実施形態では、充電モジュール４０２は、バッテリコントローラ３８にバッテリ状態データを要求するように、通信アンテナ４１２を介してバッテリ通信デバイス４２４に１つ以上のメッセージを送信する。バッテリコントローラ３８は、バッテリ通信デバイス４２４からメッセージを受信し、応答してバッテリ状態データを提供する（１０１６）。１つの実施形態では、バッテリコントローラ３８は、充電モジュール４０２への送信に備えて、タグ４３０内にバッテリ状態データを一時的に記憶する。そして、充電モジュール４０２は、タグ４３０からバッテリ状態データを直接読み出すことができ、充電モジュール４０２のメモリ４１０にバッテリ状態データを記憶することができる。
【０１０１】
バッテリ状態データは、バッテリ３０の充電状態、健全性、及び／又は他の任意の好適なデータを含むことができる。充電状態は、バッテリ３０の容量、及びバッテリ３０の現充電レベル、又はバッテリ３０のフル充電状態に達するために必要な充電量を表すデータを含むことができる。
【０１０２】
具体的な実施形態では、バッテリコントローラ３８は、タグ４３０の充電モジュール４０２に送信されるデータの所定ブロックにバッテリ状態データを記憶することができる。データの各ブロックが充電モジュール４０２に送信される際、充電器コントローラ４０８は、データのブロックの正常な受信を確認するために、通信アンテナ４１２を介して確認応答メッセージ又は信号をバッテリコントローラ３８に送信する。或る特定の実施形態では、データの各ブロックは６４バイトである。代替的に、データの各ブロックは、任意の好適な数のバイトを含むことができる。
【０１０３】
充電モジュール４０２は、バッテリ状態データを受信した後、受信したデータを反映するようにディスプレイを更新することができる（１０１８）。例えば、充電器コントローラ４０８は、受信したデータに基づいて、充電状態インジケータ７１０にバッテリ３０の現充電状態を反映させるとともに、健全性インジケータ７１２にバッテリ３０の現健全性を反映させるように、ディスプレイ領域７０６にコマンド又は信号を送信することができる。
【０１０４】
図１１を参照すると、バッテリ状態データが受信され、ディスプレイ領域７０６が更新された後、充電モジュール４０２は、バッテリ３０にバッテリ動作データを要求することができる（１０２０）。１つの実施形態では、バッテリ動作データは、図６を参照して上述したようにデータ構造６００内に記憶されたデータを含むことができる。さらに又は代替的に、充電モジュール４０２によって、他の任意の好適なデータを要求及び受信することができる。充電器コントローラ４０８は、バッテリ動作データを受信するように、通信アンテナ４１２に信号又は要求を送信することができる。通信アンテナ４１２は、バッテリ通信デバイス４２４に信号又は要求を送信することができ（１０２２）、バッテリ通信デバイス４２４は、バッテリコントローラ３８に信号又は要求を送信する。信号又は要求を受信することに応じて、バッテリコントローラ３８は、充電モジュール４０２への送信に備えて、バッテリ通信デバイス４２４のタグ４３０にバッテリ動作データを記憶することができる。
【０１０５】
具体的な実施形態では、バッテリコントローラ３８は、タグ４３０の充電モジュール４０２に送信されるデータの所定ブロックにバッテリ動作データを記憶することができる（１０２４）。上述したものと同様に、データの各ブロックが充電モジュール４０２に送信される（１０２６）際、充電器コントローラ４０８は、データのブロックの正常な受信を確認するために、通信アンテナ４１２を介して確認応答メッセージ又は信号をバッテリコントローラ３８に送信する。或る特定の実施形態では、データの各ブロックは６４バイトである。代替的に、データの各ブロックは、任意の好適な数のバイトを含むことができる。充電モジュール４０２は、バッテリコントローラ３８が、バッテリ動作データの送信が完了したことを示すメッセージを送信するまで、バッテリ動作データの追加のブロックを連続的に要求することができる。代替的に、充電モジュール４０２は、充電モジュール４０２により所定量のバッテリ動作データが受信されるまで、バッテリ動作データの追加のブロックを連続的に要求することができる。１つの実施形態では、所定量のバッテリ動作データは、３キロバイトのデータを含む。別の実施形態では、所定量のバッテリ動作データは、データ構造６００のサイズ（すなわち、データ構造６００内に記憶することができるデータの量）を含む。
【０１０６】
バッテリ動作データの送信が完了した後、充電モジュール４０２は、バッテリコントローラ３８が、充電モジュール４０２からの充電電力の受取りを開始する準備ができていると応答することを要求するメッセージを、バッテリコントローラ３８に送信することができる（１０２８）。この要求は、「充電準備完了要求」と呼ぶことができる。バッテリコントローラ３８は、充電準備完了要求を受信すると、１つ以上のバッテリパラメータが許容可能な範囲内にあるか否かを判断することができる。例えば、バッテリコントローラ３８は、セル３２から出力される電圧が許容可能な範囲内にあるか否かを判断することができる。バッテリコントローラ３８は、バッテリパラメータが許容可能な範囲内にあると判断した場合、バッテリ３０が充電電力を受け取る準備ができていることを示すメッセージを、充電モジュール４０２に返信することができる（１０３０）。このメッセージは、「充電準備完了確認」と呼ぶことができる。充電準備完了確認メッセージは、バッテリ３０（及びその構成要素）が低電力状態から出て、フルパワー状態にあるという、充電器コントローラ４０８に対する通知としての役割も果たすことができる。バッテリコントローラ３８はまた、充電電力の受取りに備えて、バッテリ通信デバイス４２４を使用不可にするか又はディアクティベートすることもできる。例えば、バッテリコントローラ３８は、充電モジュール４０２が電力供給状態に切り替わっているか、又は他の方法でバッテリ３０に充電電力を提供する用意をしているという信号又はメッセージを、充電器コントローラ４０８から受信することができる。充電モジュール４０２は、充電準備完了確認を受信すると、図１２を参照して記載したようにバッテリ３０への充電電力の提供を開始する。しかしながら、バッテリコントローラ３８が、充電準備完了確認を送信せず、又は代わりに１つ以上のバッテリパラメータが許容可能な範囲外にあることに起因するエラーメッセージを送信する場合、充電モジュール４０２は、バッテリ３０への電力の供給を阻止することができ、方法１０００は終了することができる。
【０１０７】
１つの実施形態では、エラーメッセージは、バッテリコントローラ３８によって実行される自己診断手続き又は他の試験に応答して、バッテリコントローラ３８によって生成することができる。例えば、バッテリコントローラ３８は、バッテリ３０の１つ以上のパラメータを表すセンサ信号を受信することができ、センサ信号を所定の閾値又は使用基準と比較して、バッテリ３０が正確に動作しているか又は他の方法で許容可能な健全性状態にあるか否かを判断することができる。エラーメッセージは、バッテリ通信デバイス４２４を介してバッテリコントローラ３８によって送信することができ、通信アンテナ４１２を介して充電モジュール４０２によって受信することができる。エラーメッセージは、充電モジュール４０２の健全性インジケータ７１２に反映することができる。例えば、健全性インジケータ７１２は、バッテリ３０がエラーを有するか、又は他の方法で充電に対して許容不可能な状態にあり、交換するべきであることを示すことができる。健全性インジケータ７１２は、テキスト、グラフィック、及び／又は交換が提案されることを示す所定の色を有する照明を表示することにより、バッテリ３０を交換するべきであるという指示を表示することができる。
【０１０８】
図１２を参照すると、充電モジュール４０２は、（例えば、通信アンテナ４１２への電力を取り除くことにより）通信アンテナ４１２を使用不可にするか又はディアクティベートし（１０３２）、（例えば、電力アンテナ４０６に電力を提供することにより）電力アンテナ４０６を使用可能にするか又はアクティベートする（１０３４）ことにより、バッテリ３０に充電電力を提供するプロセスを開始する。そして、充電器コントローラ４０８は、バッテリ３０に充電電力を送るために、電力アンテナ４０６をバッテリアンテナ４２２に誘導結合しようと試みる（１０３６）。１つの実施形態では、充電器コントローラ４０８は、ワイヤレスパワーコンソーシアム（Ｑｉ）ワイヤレス充電プロトコルを実行して、バッテリアンテナ４２２に電力アンテナ４０６を誘導結合して（１０３６）バッテリ３０に充電電力を提供する。代替的に、充電器コントローラ４０８は、他の任意の好適なプロトコルを実行して、電力アンテナ４０６及びバッテリアンテナ４２２を介してバッテリ３０にワイヤレス充電電力を提供することができる。
【０１０９】
電力アンテナ４０６及びバッテリアンテナ４２２が誘導結合された後、充電電力は、充電モジュール４０２からバッテリ３０にそれぞれのアンテナを介してワイヤレスに提供される（１０３８）。１つの実施形態では、充電器コントローラ４０８は、充電プロセスを、充電電力が所定量の時間提供されるループで動作させる。一実施形態では、所定量の時間は２分間である。代替的に、所定量の時間は、３０秒間又は他の任意の好適な量の時間である。充電プロセスループ中、充電器コントローラ４０８は、バッテリ充電状態データを受信するようにバッテリ３０に要求を周期的に送信する（１０４０）。バッテリコントローラ３８は、要求を受信し、バッテリ３０の事前設定された充電状態を含む応答メッセージを充電器コントローラ４０８に送信する。そして、充電器コントローラ４０８は、バッテリ３０の現充電状態を反映するように、充電状態インジケータ７１０を更新すること等により、ディスプレイ領域７０６を更新することができる（１０４２）。充電器コントローラ４０８は、バッテリ３０がまだフル充電状態に達していないと判断すると、所定量の時間が経過するまで、充電プロセスループを続けることができる。充電電力１０３８が所定量の時間提供された後、充電器コントローラ４０８は、電力アンテナ４０６を使用不可にするか又はディアクティベートし（１０４４）、方法１０００の開始（すなわち、ステップ１００２）に戻る。このように、充電器コントローラ４０８は、バッテリ３０がフル充電状態に達するまでループで方法１０００が実行されるようにする。代替的に、充電器コントローラ４０８は、バッテリ３０がフル充電されるまで、方法１０００の最初に周期的に戻ることなく、バッテリ３０に充電電力を連続的に提供することができる（１０３８）。
【０１１０】
充電ループの実行中、充電器コントローラ４０８は、バッテリ３０がフル充電状態に達したと判断すると、バッテリ３０の充電の完了を反映するように（例えば、充電状態インジケータ７１０が緑色又は青色等の或る特定の色で照明されるようにすることにより）ディスプレイ領域７０６を更新することができる。そして、充電器コントローラ４０８は、バッテリ３０への充電電力の提供を停止し、電力アンテナ４０６を使用不可にするか又はディアクティベートすることができる（１０４４）。そして、バッテリ３０を充電ベイ４１６及び／又はバッテリ容器７０２から取り除くことができ、要求に応じて使用することができる。
【０１１１】
充電プロセス中、バッテリ３０は、充電モジュール４０２が充電モジュールディスプレイ領域７０６に充電状態及び健全性を表示することに加えて、充電状態及び／又は健全性を視覚的に示すことができる。例えば、バッテリコントローラ３８は、バッテリステータスインジケータ７５（図１に示す）等の１つ以上のＬＥＤに結合することができる。バッテリコントローラ３８は、バッテリ３０がフル充電されていないとき、バッテリステータスインジケータ７５に第１の色（青色等）の光を放出させることができ、バッテリがフル充電されると、バッテリステータスインジケータ７５に第２の色（緑色等）の光を放出させることができる。バッテリコントローラ３８は、バッテリ健全性がエラー又は許容不可能なレベルの健全性若しくは劣化を示す場合、バッテリステータスインジケータ７５に第３の色（赤色等）の光を放出させることができる。ハウジング８０２が少なくとも部分的に透明である実施形態では、バッテリステータスインジケータ７５からの光の放出は、バッテリ３０が容器７０２内で微生物が入らないように密閉されている場合、ユーザに可視とすることができる。
【０１１２】
本明細書では、方法１０００は、一度に電力アンテナ４０６又は通信アンテナ４１２のみがアクティベートされるように動作するものとして記載したが、各アンテナに電力が同時に印加されるように、電力アンテナ４０６及び通信アンテナ４１２両方を同時にアクティベートすることができることが理解されるべきである。こうした実施形態では、充電器コントローラ４０８は、一度に１つのアンテナのみを通してデータが送信されるように、いずれかのアンテナを他方から独立して使用することができる。代替的に、充電器コントローラ４０８は、同時に両方のアンテナを使用してデータを送信及び／又は受信し、及び／又は電力を送り及び／又は受け取るように、電力アンテナ４０６及び通信アンテナ４１２両方を同時に動作させることができる。
【０１１３】
本開示の様々な実施形態の具体的な特徴を、いくつかの図面には示し他の図面には示していない可能性があるが、これは単に便宜上である。本開示の原理によれば、図面又は他の実施形態のいかなる特徴も、他の任意の図面又は実施形態のいかなる特徴とも組み合わせて参照し及び／又は請求することができる。
【０１１４】
この記載した説明は、例を用いて、本開示の実施形態を説明し、任意のデバイス又はシステムを作成及び使用すること及び任意の組み込まれた方法を実施すること等、いかなる当業者も実施形態を実施することができるようにする。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者に想到する他の例を含むことができる。こうした他の例は、特許請求の範囲の文字通りの文言とは異ならない構造的要素を有する場合、又は、特許請求の範囲の文字通りの文言からわずかな相違で均等な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあるように意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月26日(2020.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上のオートクレーブ可能バッテリであって、各バッテリはバッテリコントローラを備える、１つ以上のオートクレーブ可能バッテリと、
オートクレーブ可能容器であって、
複数のレセプタクルであって、各レセプタクルは前記バッテリのうちの１つを受け入れるような形状である、複数のレセプタクルと、
複数の突出部であって、各突出部は対応するレセプタクルと位置合わせされる、複数の突出部と
を備える、オートクレーブ可能容器と、
充電デバイスであって、
複数の充電ベイであって、各充電ベイは前記容器の突出部を受け入れるような形状であり、該充電ベイのうちの１つは、
前記容器のレセプタクル内に配置されたバッテリが前記充電ベイの近接範囲内にあることに応じて、該バッテリのバッテリコントローラとの通信を確立するように構成された第１のアンテナと、
前記レセプタクル内に配置された前記バッテリに充電電力を提供するように構成された第２のアンテナと
を備える、複数の充電ベイと、
充電コントローラであって、
前記第１のアンテナが、前記バッテリが前記充電ベイの前記近接範囲内にあることに応じて該バッテリとの通信を確立したか否かを検出し、
前記第１のアンテナが前記バッテリとの通信を確立したことを検出することに応じて、前記第２のアンテナを介して前記バッテリに充電電力を提供する、
ように構成された、充電コントローラと
を備える、充電デバイスと
を備えてなる、滅菌可能な容器内でバッテリを充電するシステム。
【請求項２】
前記容器は、該容器が、微生物が入らないように密閉されたままである間に、滅菌容積部を提供するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記充電デバイスは、前記容器が、微生物が入らないように密閉されたままである間に、該容器内に配置された前記バッテリに充電電力を提供するように構成されている、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記バッテリは、該バッテリの特徴を示す視覚インジケータを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記容器の一部は、前記バッテリが該容器内に配置され、かつ、該容器が、微生物が入らないように密閉されたままであるとき、前記視覚インジケータが前記容器の前記一部を通して可視であるのを可能にするように、少なくとも部分的に透明である、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記充電デバイスは、前記充電コントローラが前記第２のアンテナを選択的にアクティベート及びディアクティベートすることができるようにするスイッチング素子を備え、前記充電コントローラは、前記第１のアンテナが前記バッテリコントローラとの通信を確立する間、前記第２のアンテナをディアクティベートするように前記スイッチング素子を制御するように構成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記充電デバイスは、前記充電コントローラが前記第１のアンテナを選択的にアクティベート及びディアクティベートすることができるようにするスイッチング素子を備え、前記充電コントローラは、前記第２のアンテナが前記バッテリに充電電力を提供する間、前記第１のアンテナをディアクティベートするように前記スイッチング素子を制御するように構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記バッテリコントローラは、
前記バッテリと前記第１のアンテナとの間に通信が確立されるまで、該バッテリを低電力状態にし、
通信が確立されることに応じて、前記バッテリが前記低電力状態から出るようにするように構成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記充電コントローラは、
前記バッテリが前記低電力状態から出たという指示を受け取り、
前記受け取った指示に応じて前記バッテリに充電電力を提供するように構成されている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記バッテリは、以前に医療デバイスに結合されており、該バッテリは、該バッテリ及び前記医療デバイスのうちの少なくとも一方のデータを記憶するメモリデバイスを備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記メモリデバイスは、前記バッテリコントローラとの通信を必要とすることなく、前記充電デバイスの前記第１のアンテナによって直接読出し可能である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記メモリデバイスは、前記バッテリが、電力が供給されない状態にある間、前記充電デバイスの前記第１アンテナを介して直接読出し可能である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１のアンテナは、前記バッテリコントローラとの通信を確立した後、該バッテリコントローラからバッテリ認証データを受信するように更に構成され、前記充電コントローラは、前記第２のアンテナを介して前記バッテリに充電電力を提供する前に、前記バッテリ認証データを使用して前記バッテリを認証するように更に構成されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記バッテリは、前記バッテリコントローラに結合されたパッシブ通信デバイスを更に備え、
前記第１のアンテナは、前記バッテリが前記充電ベイの近接範囲内にあることに応じて該バッテリの前記パッシブ通信デバイスを励磁し、該励磁されたパッシブ通信デバイスを介して前記バッテリコントローラとの通信を確立するように更に構成され、
前記充電コントローラは、前記バッテリが前記充電ベイの近接範囲内にあることに応じて該バッテリの前記パッシブ通信デバイスを励磁し、該励磁されたパッシブ通信デバイスを介して前記バッテリコントローラとの通信を確立するように、前記第１のアンテナを制御するように更に構成されている、請求項１〜１３のいずれかに記載のシステム。
【請求項１５】
１つ以上のオートクレーブ可能バッテリを充電するシステムを動作させる方法であって、該システムは、１つ以上のバッテリであって、各バッテリはバッテリコントローラを備える、１つ以上のバッテリと、バッテリを受け入れるような形状の複数のレセプタクル、及び、対応するレセプタクルと位置合わせされる複数の突出部を備えるオートクレーブ可能容器と、充電コントローラ及び１つ以上の充電ベイを備える充電デバイスであって、各充電ベイは突出部を受け入れるような形状であり、各充電ベイは第１のアンテナ及び第２のアンテナを備える、充電デバイスとを備えており、該方法は、
前記容器の前記複数のレセプタクルのうちの１つのレセプタクル内にバッテリを配置するステップと、
前記レセプタクルに対応する突出部が充電ベイのうちの１つ以上の充電ベイに隣接し、前記バッテリが前記充電ベイの近接範囲内に配置されるように、前記充電デバイスの上に前記容器を配置するステップと、
前記容器の前記レセプタクル内に配置された前記バッテリが前記充電ベイの前記近接範囲内にあることに応じて、前記第１のアンテナにより、該バッテリの前記バッテリコントローラと通信するステップと、
前記充電コントローラにより、前記第１のアンテナが前記バッテリとの通信を確立したことを検出するステップと、
前記第１のアンテナが前記レセプタクル内に配置された前記バッテリとの通信を確立したことを検出することに応じて、前記第２のアンテナにより、前記バッテリに充電電力を提供するステップと
を含んでなる、オートクレーブ可能バッテリを充電するシステムを動作させる方法。
【国際調査報告】
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