JP2008544730A - Ｒｆエネルギーハーベスティングを用いた電力供給装置 - Google Patents

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Abstract

【解決手段】アプリケーション用装置であって、アプリケーション用コアデバイスを具えている。装置は、コアデバイスに接続され、コアデバイスに電力を供給するパワー(好ましくは、ＲＦエネルギー)ハーベスタを含んでいる。また、アプリケーションに適用される方法に関する。方法は、ＲＦエネルギーを、利用可能なエネルギーに変換するステップを有している。コアデバイスに、利用可能なエネルギーを供給するステップがある。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線による電力供給(wireless powering)装置に関する。より具体的には、本発明は、パワーハーベスタを用いて、無線による電力供給装置に関する。
プロセッサーの能力は拡大し、所要電力が低下するにつれて、配線又は電力コードから完全に独立して作動することができるデバイスが急増している。これらの“無ケーブル式(untethered)”デバイスは、携帯電話や無線キーボードから建物のセンサー及びアクティブＲＦＩＤタグに及ぶ。
これら無ケーブル式デバイスの技術者や設計者は、重要な設計パラメータとしての携帯式電源、一次電池の制約に対処しなければならない。プロセッサ及び携帯式デバイスの性能は、ムーアの法則により、１８〜２４月毎に倍増するのに対し、電池技術の容量の成長は、年間僅か６％にすぎない。省電力重視の設計及び最新の電池技術でさえも、多くのデバイスは、数多くの無ケーブル式デバイス(例えばロジスティクス)及び建物自動化を必要とするアプリケーションに対して、ライフタイムコスト及びメンテナンス要件を充足しない。２方向通信を必要とする今日のデバイスは、３〜１８月毎に計画保守を行ない、デバイスの電源(典型的には電池)を交換又は充電する必要がある。状況を単に放送するだけの１方向デバイス(例えば、ユーティリティのメータリーダ)は、電池寿命はより良好であるが、通常は、１０年以内に交換を必要とする。両方のタイプとも、計画された電力源メンテナンスは、コストがかかり、デバイスが監視及び／又は制御しようとする全体システムに悪影響を及ぼす。予定外のメンテナンスが必要になると、さらにコスト高で悪影響を及ぼす。マクロレベルでは、内部電池を設けると相当なコスト高となり、経済的に実際に配備可能なデバイスの数は減少する。
無ケーブル式デバイスの電力問題に対する理想的な解決策は、外部環境から十分なエネルギーを集めて利用することができるデバイス又はシステムである。利用されるエネルギーは、無ケーブル式デバイスに電力を直接供給できるか、又は電池若しくはその他貯蔵要素を増やすことができるものである。無ケーブル式で電力を直接供給することができれば、作られるデバイスは、電池が不要となる。貯蔵要素を増やすには、２つの方策があり、それは、１）デバイスの全体寿命を増やすこと、又は２）より多くの電力をデバイスに供給して、デバイスの機能性を増すこと、である。理想的な解決のための他のパラメータとして、利用するデバイスが、苛酷で密閉された環境(例えば、原子炉)を含む広範囲の環境で使用可能なこと、製造費用が安価であること、人間に安全であること、無ケーブル式デバイスの基本的サイズ、重量その他の物理的特性に及ぼす影響が最小であること、を挙げることができる。
＜発明の要旨＞
本発明は、アプリケーション用装置に関する。装置は、好ましくはアプリケーション用集積回路を有するコアデバイスを具えている。装置は、コアデバイスに接続され、コアデバイスに電力を供給するパワーハーベスタ(power harvester)(好ましくは、無線周波数(ＲＦ)エネルギーハーベスタ)を具えている。
本発明は、アプリケーション用装置に関する。装置は、好ましくはアプリケーション用集積回路を有するコアデバイスを具えている。装置は、エネルギーを無線で受信し、該エネルギーからコアデバイスの集積回路に電力を供給する手段を具えている。
本発明は、アプリケーションに適用される方法に関する。方法は、ＲＦエネルギーを、利用可能なエネルギーに変換するステップを有している。好ましくは、コアデバイスの集積回路に、利用可能なエネルギーを供給するステップがある。
本発明は、無線周波数(ＲＦ)エネルギーを、デバイスに電力を直接供給するためのエネルギー源又はデバイスにおける電力源要素を増やすためのエネルギー源としてとして使用する技術に関する。本発明は、背景技術の項で記載した要請に適合するものである。
従来のＲＦ受信デバイスは、他のエネルギー源からの干渉を受けることなく、周波数を分離し整合性をもたせるための選択性を最大化するのに力が注がれている。これに対し、本発明は、特定周波数又は周波数範囲で動作するので、デバイスは、デバイスの出力電力を補うためのあらゆる干渉を受けることが許容される。また、ＲＦエネルギーをエネルギー源(ソース)として使用するパワーハーベスティングに関する研究は、主として、エネルギー源(誘導又は近接場エネルギー)の直ぐ近傍にあるデバイスに力が注がれている。多くの場合、これまでの研究は、デバイスに電力を供給するための専用ＲＦ源に関するものである。
本発明は、デバイスが電力伝送源の近傍にあることを必要とする誘導結合による電力伝送と混同されるべきでない。Klaus FinkenzellerによるＲＦＩＤハンドブックは、誘導結合領域を、トランスミッター(送信機)とレシーバ(受信機)との距離が０.１６倍ラムダ(ラムダは、ＲＦ波の波長である)として定義している。本発明は、近接場(誘導性と称されることもある)領域及び非近接場領域で実行されることができる。非近接場領域は、０.１６倍ラムダよりも大きな距離である。
本発明の目的は、次の[１]〜[５]を行なう方法及び装置を提供することである。
[１] 直接配線を用いることなく、無ケーブル式デバイスに遠隔からエネルギーを付与する。
[２] 電力貯蔵用コンポーネントに電力を供給するか又は電力貯蔵用コンポーネントの寿命を増やすことであり、デバイスの寿命を長くし、電池を用いる場合も用いない場合も、最終的にオフグリッドデバイスに電力を供給する。
[３] 無ケーブル式デバイスを実質的にメンテナンスフリーにする。
[４] 他のエネルギーハーベスティング技術(ソーラー、圧電など)の拡大をもたらす。
[５] ケーブル式装置にバックアップ電力を供給する。
本発明の目的は、デバイスに電力を直接供給するか、又は他のパワーハーベスティング技術及び貯蔵用コンポーネントと共にデバイスにおける電力貯蔵用コンポーネントを増加することである。
メンテナンスを行なうのに、物理的に実行不可能であるか、コスト高であるか、危険である(苛酷な環境により)場合には、この方法及び装置を用いると、デバイスの電力貯蔵要素は交換の必要がないので、デバイスは永久的にオフグリッドにおかれることができる。
オングリッド(ケーブル式)であるか又は信頼性のある電力源を有するデバイスについて、主電力源が失われた場合、ＲＦパワーハーベスティングをバックアップとして用いることができる。
＜発明の詳細な説明＞
本発明の内容は、添付の図面を参照して行なう以下の説明によって、完全に理解されるであろう。なお、図面中、同じ引用符号は同じ構成要素を示している。
アプリケーション用装置(apparatus for an application)(10)が示されている。装置(10)は、好ましくは、アプリケーション用集積回路(36)を有するコアデバイス(22)を具えている。装置(10)は、コアデバイス(22)に接続され、コアデバイス(22)に電力を供給するパワーハーベスタ(20)を具えている。
装置(10)は、好ましくは、コアデバイス(22)に接続され、パワーハーベスタ(20)と共にコアデバイス(22)に電力を供給する代替電力源(24)を含んでいる。好ましくは、装置(10)は、パワーハーベスタ(20)に接続された電力調整器(26)及び／又は電力貯蔵用回路(28)を含んでいる。装置(10)は、好ましくは、パワーハーベスタ(20)に接続された電力貯蔵用チャージャ(30)を含んでいる。好ましくは、装置(10)は、パワーハーベスタ(20)に接続された電力貯蔵部を含んでいる。
好ましくは、コアデバイス(22)はメモリ(38)を含んでおり、該メモリは、集積回路(36)、及び該メモリに電力を供給するパワーハーベスタ(20)に接続されている。
コアデバイス(22)は、図８９に示されるように、センサー(32)を含むことができる。センサー(32)として、近接センサー、侵入検知センサー、環境センサー、化学センサー、バイオセンサー、自動車用センサー、オキュパンシーセンサー、動作センサー、位置センサー、金属センサー、又は航空機用センサー(32)を挙げることができる。センサー(32)として、電力供給用パワーハーベスタ(20)に接続された警報装置、電力供給用ハーベスタ(20)に接続されたディスプレイ、建物内に配備されるセンサー(32)、産業用自動化センサー、エレベータとコンタクトするセンサー(sensor in contact with an elevator)(32)、温度センサー、火災検知センサー又は加速度計を挙げることができる。
センサー(32)として、レベルセンサー、ガスレベルセンサー、流体レベルセンサー、光レベルセンサーを挙げることができる。センサー(32)として、流れセンサー、ガス流れセンサー、流体流れセンサー、光量センサー又はプラズマ量センサーを挙げることができる。
センサー(32)として、圧力センサー、ガス圧力センサー、流体圧力センサー、光センサー、赤外線センサー、紫外線センサー、Ｘ線センサー、宇宙線センサー、可視光線センサー、γ線センサー、応力(stress)センサー、歪センサー、深度センサー又は電気特性センサーを挙げることができる。
センサー(32)として、電圧センサー、電流センサー、粘度センサー、音響センサー、音センサー、聴覚センサー、厚さセンサー、密度センサー、表面品質センサー、容積センサー、物理センサー、質量センサー、重量センサー、伝導性センサー、距離センサー、方向センサー又は振動センサーを挙げることができる。
センサー(32)として、放射能センサー、フィールド強さ(field strength)センサー、電界センサー又は磁気センサー、煙検知器、一酸化炭素検出器、ラドン検知器、空気品質センサー、湿度センサー、ガラス破損センサー又はブレイクビームセンサーを挙げることができる。センサーとして、熱エネルギーセンサー、電磁センサー、機械センサー、光学センサー、放射線センサー、車両とコンタクトするセンサー又は船舶とコンタクトするセンサー(32)を挙げることができる。
本発明は、アプリケーション用装置に関する。装置(10)は、アプリケーション用集積回路(36)を有するコアデバイス(22)を具えている。装置(10)は、エネルギーを無線で受信し、該エネルギーからの電力をコアデバイス(22)の集積回路(36)へ供給する。受信手段は、コアデバイス(22)に接続される。好ましくは、コアデバイス(22)は、検知手段を含んでいる。
本発明は、アプリケーションに適用される方法に関する。該方法は、ＲＦエネルギーを利用可能なエネルギーに転換するステップを有している。好ましくは、利用可能なエネルギーにより、コアデバイス(22)の集積回路(36)に電力を供給するステップがある。
好ましくは、コアデバイス(22)に供給された利用可能エネルギーを調整するステップがある。好ましくは、利用可能エネルギーを貯蔵するステップがある。好ましくは、利用可能エネルギーと共に、代替電力源(24)からコアデバイス(22)へ電力を供給するステップがある。
或いはまた、コアデバイス(22)は、図９０に示されるように、コンピュータ周辺機器(34)を含むことができる。コンピュータ周辺機器(34)として、携帯型ゲーム、ゲーミングシステム、ゲームコントローラ、コントローラ、キーボード、マウス、コンピュータ端末、コンピュータ記憶装置又はコンピュータ機器を挙げることができる。
本発明は、数多くの方法で実施することができる。これら方法の例は、図１乃至図９０に示されている。これらの図は、複数の方法で構成されることができる複数のブロックを含んでいる。
図において、特に明記しない限り、矢印は電力の流れを表している。単頭(一方向)の矢印は、電力が一方のブロックから他方のブロックへ流れることを表している。単頭矢印は、一方のブロックから他方のブロックの複数部分に電力供給できる複数の配線を表すこともある。両頭(２方向)の矢印は、どちら一方の方向へ電力を供給する単一配線か、又は各々が単一方向へ電力を供給する複数配線を表している。
一例として、ＲＦパワーハーベスティング(20)ブロックと電力調整(power regulation)(26)及び／又は電力貯蔵用回路(28)ブロックとの間の両頭矢印は、ハーベストされた電力を、貯蔵デバイス(例えば、キャパシタ)に供給することができる単一配線を表すことができる。同じブロック図は、第１の配線を有するブロックと第２の配線を有するブロックとの間の２本の配線を表すことができる。第１の配線は、ハーベストされた電力を電圧調整器に供給することができ、第２の配線は、調整された電圧を、ＲＦパワーハーベスティング(20)ブロックにフィードバックすることができ、内部部品(例えば、トランジスタ)に電力を供給して、ＲＦパワーハーベスティング(20)ブロックの性能を向上させることができる。
各ブロックについて、以下に詳細に説明する。各ブロックは、該ブロックに関連して説明する機能性(functionality)を表している。例えば、ＲＦパワーハーベスティング(20)のブロックは、パワーハーベスタ(20)を記載しており、電力調整(26)及び／又は電力貯蔵用回路(28)のブロックは、電力調整器(26)及び電力貯蔵用回路(28)を記載している。
＜デバイスの電力システムブロック＞
デバイスの電力システムブロックは、デバイスに電力を供給するのに必要な全てのコンポーネント／回路を含んでいる。このブロックは、ＲＦパワーハーベスティング(20)ブロック、電力調整(26)及び／又は電力貯蔵用回路(28)ブロック、電力貯蔵部ブロック、及び／又は電力貯蔵用チャージャブロックを含むことができる。これら全ては後で説明する。
＜ＲＦパワーハーベスティング(20)ブロック＞
ＲＦパワーハーベスティング(20)ブロックは、アンテナに接続されている。アンテナは、コアデバイスコンポーネント(22)の通信アンテナとして使用することもできるし、そのように使用しなくてもよい。ＲＦパワーハーベスティング(20)ブロックは、アンテナによって捕獲されたエネルギーを、利用可能な電力(例えば、直流(ＤＣ)電圧)に変換するのに用いられる。
このブロックは、アンテナ整合、整流回路、変圧回路及び／又はその他の性能最適化回路を含むことができる。整流回路は、ダイオード、トランジスタ、又はその他の整流デバイス又は組合せを含むことができる。整流回路の例として、限定するものではないが、半波回路、全波回路及び倍電圧回路を挙げることができる。
ＲＦパワーハーベスティング(20)ブロックの出力は、ＤＣ電圧又は電流である。ＲＦパワーハーベスティング(20)ブロックは、他の回路又はブロックからフィードバック(又は入力)を受け入れることができ、フィードバックは、性能の向上又は出力の変更のために、ハーベスティング回路を制御するのに用いられることができる。フィードバックは、限定するものではないが、コアデバイスコンポーネント(22)のＤＣ電圧又はクロックを含むことができる。
米国特許第６６１５０７４号(図８、９、１２ａ、１２ｂ、１３、１４)は、前述のブロック及び機能を実行する(implement)のに用いられることができるＲＦパワーハーベスティング回路の数多くの例を示しており、前記米国特許は引用を以て本願に組み入れられるものとする。
＜電力調整(26)及び／又は電力貯蔵用回路(28)ブロック＞
変換された電力を特定のデバイス用として調整する(即ち、電力を一定レベルで保持する)ことが必要な場合がある。このブロックを必要とするデバイスは、かなり一定した電圧又は電流を必要とする。所望値からずれがあると、デバイスは、その仕様の範囲内の性能を発揮することはできない。
調整は、多くの異なる方法で実行されることができる。ブロックは、電圧を一定レベルで保持するために、ツェナーダイオードを使用するのと同じくらい単純であるか、又はリニア電圧(26)又はスイッチングレギュレータ(26)等の集積回路を使用するのと同じくらい複雑である。
デバイスの種類によっては、電力条件の許容範囲がより大きなものもある。これらのデバイスの場合、調整段階を省くことができる。
このブロックは、調整を行なう場合も行わない場合も、貯蔵デバイス(例えば、キャパシター、電池、又は電荷を蓄えることがでいるその他のデバイス)を含むことができる。電力調整(26)及び／又は電力貯蔵用回路(28)ブロックからの出力は、デバイスの電力システムブロック内の他のブロックへのフィードバックとして用いられるか、又は、調整された供給電圧又は貯蔵された電力を必要とする場合は、代替電力源(24)ブロック(後で説明する)へのフィードバックとして用いられることができる。
米国特許第６８９４４６７号(図１、３)は、ブロックに記載された調整を実行する実用的アプリケーションの一例としてリニア電圧レギュレータを開示しており、該米国特許は引用を以て本願に組み入れられるものとする。米国特許第６２９７６１８７号(図１〜４)は、ブロックに記載された調整を実行する実用的アプリケーションの一例として電力貯蔵デバイス及び貯蔵バッテリーの電圧を測定する方法を開示しており、該米国特許は引用を以て本願に組み入れられるものとする。
＜電力貯蔵用チャージャ(30)ブロック＞
デバイスの電力貯蔵コンポーネントが、特別なチャージング機構(例えば、パルス充電又はトリクル充電)を必要とする場合、電力貯蔵用チャージャ(30)ブロックが必要とされることがある。このブロックは、捕獲され変換された電力がどのように電力貯蔵コンポーネントへ供給されるかを制御する。
米国特許第６８３６０９５号(図１〜３)は、ブロックに記載された特別なチャージング機構を実行する実用的アプリケーションの一例としてバッテリー充電方法及び装置を開示しており、該米国特許は引用を以て本願に組み入れられるものとする。
＜電力貯蔵ブロック＞
デバイスが、間欠電力条件を有する場合、捕獲された電力を後で貯蔵することが必要なこともある。電力は、電力貯蔵部ブロックに貯蔵されることができ、前記電力貯蔵部ブロックとして、バッテリー、キャパシタ及び／又は他の種類の電力貯蔵コンポーネントを挙げることができる。電力貯蔵コンポーネントとして、限定するものでないが、バッテリー(充電式及び非充電式)、キャパシタ、インダクタ、燃料電池及びその他の電力貯蔵部を挙げることができる。
電力貯蔵部ブロックからの出力は、デバイスの電力システム内の他のブロックへのフィードバックとして用いられることができるし、専用及び予測可能な供給電圧が必要とされる場合には、代替電力源(24)へのフィードバックとして用いられることができる。
米国特許第６２９７６１８号(図１〜４)は、電力貯蔵デバイス及び貯蔵バッテリーに関するもので、ブロックに記載された貯蔵部を実行する実用的アプリケーションの一例を開示しており、該米国特許は引用を本願に組み入れられるものとする。米国特許第６８３５５０１号は、充電式アルカリ電池に関するもので、ブロックに記載された貯蔵部を実行する実用的アプリケーションの一例を開示しており、該米国特許は引用を以て本願に組み入れられるものとする。
＜コアデバイスコンポーネント(22)ブロック＞
コアデバイスコンポーネント(22)ブロックは、デバイスの一部であり、デバイスの電力システムからの電力を受け取る。このブロックは、後で列挙するが、それらに限定されるものではない。コアデバイスコンポーネント(22)ブロックは、電力を供給するブロックのどれとも通信可能であることが有利である。この通信として、限定するものでないが、クロック又はＯＮ／ＯＦＦコマンドの如きフィードバック制御信号を挙げることができる。一例として、ＲＦパワーハーベスティング(20)ブロックから十分な電力を受け取る場合、デバイスは、代替電力源(24)ブロックを停止させることが好ましいこともある。
＜代替電力源(24)ブロック＞
ＲＦエネルギーハーベスティングは、他の種類のパワーハーベスティング、貯蔵コンポーネント又は専用源(例えば、電力線)によって増加させることができる。代替電力源(24)ブロックは、この種のシステムがどのように実行されることができるかを示している。増加させることができるパワーハーベスティング技術として、限定するものではないが、太陽、光(可視及び非可視)、圧電、振動、音、熱、マイクロジェネレータ、風、その他の環境要素を挙げることができる。このブロックは、独立して動作することもできるし、他のブロックと連繋することもできる。
米国特許第６７８４３５８号は、アモルファスシリコンのディスクリート型バイパスダイオードを用いた太陽電池構造に関するもので、ブロックに記載された代替電力源(24)を実行する実用的アプリケーションの一例を開示しており、該米国特許は引用を以て本願に組み入れられるものとする。米国特許第６８５８９７０号は、多重周波数の圧電エネルギーハーベスタに関するもので、ブロックに記載された代替電力源(24)を実行する実用的アプリケーションの一例を開示しており、該米国特許は引用を以て本願に組み入れられるものとする。
＜電力調整(26)、貯蔵(28)及び／又は貯蔵用チャージャ(30)ブロック＞
電力調整(26)、貯蔵(28)及び／又は貯蔵チャージャ(30)ブロックは、電力調整(26)及び／又は電力貯蔵用回路(28)ブロック、電力貯蔵用チャージャ(30)ブロック及び電力貯蔵部ブロックの全ての組合せを含んでいる。このブロックは、ブロックどうしがどのように接続しているかを示すのに必要な図の数を少なくするために、後の図の中で用いられる。
本発明は、無線周波数(ＲＦ)エネルギーをアンテナで回収し、そのエネルギーを直流(ＤＣ)電力に変換し、そのエネルギーを最適化回路を用いて調整し、そのエネルギーを最適化コンポーネントの中で貯蔵し、及び／又は電力を特定デバイスに供給するアプリケーション用装置及び方法である。
＜ＲＦエネルギーの回収＞
ＲＦエネルギーは、アンテナを用いて、環境から回収される。アンテナは、デバイスの無線通信に用いられるアンテナと共用することもできるし、独立して動作することもできる。図５４〜図５６は、ＲＦパワーハーベスタ(20)による使用のためのアンテナＡと、１方向又は２方向の無線通信に用いられるアンテナＢとを有するデバイスを示している。図５７〜図５９に示されるデバイスは、アンテナが、デバイスの通信モジュール(コアデバイスコンポーネント(22)の内部)及びＲＦパワーハーベスタ(20)と共用されている。フォームファクターの点では、装置(10)に用いられるアンテナは、別個のコンポーネントでもよいし、デバイスのフォームファクターの中へ直接組み込まれることもできる。
アンテナは、２種類の利用可能なＲＦエネルギーを捕獲することができる。第１タイプのエネルギーは、周囲環境のＲＦエネルギーとして存在する。このＲＦは、日常生活の中で我々の周りに存在し、通常は、音、映像及びデータ通信の組合せを１方向又は２方向に運ぶために生成される。アンテナが捕らえることができるソースとして、限定するものではないが、中波ＡＭラジオ放送、超短波(ＶＨＦ)ＦＭラジオ放送及びテレビ放送、極超短波(ＵＨＦ)放送、携帯電話基地局、無線データアクセスポイント、超高周波(ＳＨＦ)周波数及び工業、科学及び医療(ＩＳＭ)帯域を挙げることができる。これらエネルギー源は、３００ｋＨｚ〜３０ＧＨｚの送信周波数の範囲である。
第２タイプの利用可能なエネルギーは、ＲＦエネルギーである。このＲＦエネルギーは、アンテナが捕らえることができるＲＦエネルギーを送ることができるように特に設計された送信機から送られる。送信機は、独立型であってもよいし、既存デバイスに組み込まれることもできる。
＜エネルギーをＤＣに変換＞
アンテナが捕獲したＲＦエネルギーは、特定デバイスに有用なエネルギー形態に変換されなければならない。この変換は、図１〜図９０の全図において、ＲＦパワーハーベスティング(20)ブロックとしてブロック形態で示されている。利用可能なエネルギーの最も一般的な形態はＤＣエネルギーである。この変換を実行するために、ブロックは、捕獲された交流(ＡＣ)エネルギーを整流してＤＣエネルギーを作る回路を含んでいる。このブロックにおける整流は、ダイオード、トランジスタ若しくはその他の整流デバイス又は組合せを用いて行なうことができる。
＜エネルギーの調整(regulation)＞
変換された電力を、特定デバイス用として調整する(電力を一定レベルに保持する)必要のある場合がある。図２〜図７、図１０〜図１７及び図２２〜図５３は、この調整が、電力調整(26)及び／又は電力貯蔵用回路(28)ブロックを用いてどのように行われかを示している。このブロックを必要とするデバイスは、かなり一定の電圧又は電流を必要とする。必要な値からずれがあると、デバイスは、その仕様内で作動することができなくなる。調整は、異なる多くの方法で行なうことができる。ブロックは、電圧を一定レベルで保持するために、ツェナーダイオードを使用するのと同じくらい単純であるか、又はリニア電圧(26)又はスイッチングレギュレータ(26)等の集積回路を使用するのと同じくらい複雑である。デバイスによっては、電力条件の許容範囲がより広いものもある。これらのデバイスの場合、調整段階を省くこともできる。
＜エネルギーの貯蔵(storage)＞
デバイスが、例えば図２〜図５３に例示されたデバイスのように、間欠電力条件を有する場合、捕獲された電力を後で貯蔵することが必要なこともある。電力は、電力貯蔵ブロック又は電力調整(26)及び／又は電力貯蔵用回路(28)に貯蔵されることができる。貯蔵デバイスは、限定するものではないが、バッテリー、キャパシタ及び／又は他の種類の電力貯蔵コンポーネントを挙げることができる。アプリケーションによっては、貯蔵デバイスに送られる電力を制御する追加の回路を含める必要がある。電力貯蔵用チャージャ(30)ブロックは、図１８〜図５３に示されている。電力貯蔵コンポーネントが、特別なチャージング機構(例えば、パルス充電又はトリクル充電)を必要とする場合に、電力貯蔵用チャージャ(30)ブロックが必要とされることがある。電力貯蔵コンポーネントとして、限定するものではないが、バッテリー(充電式及び非充電式)、キャパシタ、インダクタ、燃料電池及びその他の電力貯蔵部を挙げることができる。貯蔵を必要としないデバイスもある。これらのデバイスには、変換された電力が直接送られる。これらのデバイスは、捕獲された電力の調整を必要とするものもあれば、必要としないものもある。
＜電力の供給＞
捕獲されたＤＣ電力は、調整及び／又は貯蔵の如何に拘わらず、図面中、コアデバイスコンポーネント(22)で表されるデバイスに送られる。これは、１つの接続でもよいし、デバイスの複数部品に電力を供給することもできる。
ＲＦエネルギーハーベスティングは、他の種類のパワーハーベスティング又は貯蔵コンポーネントによって増加させることができる。他のパワーハーベスティング技術として、限定するものではないが、太陽、光(可視及び非可視)、圧電、振動、音、熱、マイクロジェネレータ、風、その他の環境要素を挙げることができる。電力貯蔵コンポーネントとして、限定するものでないが、電池(充電式及び非充電式)、キャパシタ、インダクタ、燃料電池及びその他の電力貯蔵部を挙げることができる。図６０〜図８８は、代替電力源(24)ブロックのＲＦエネルギーハーベスティングシステムへの接続を示している。これらの図は、ＲＦエネルギーハーベスティング(20)ブロック及び代替電力源(24)ブロックは、独立して動作することもできるし、他のブロックと連繋することもできる。図５４〜図５９に示される形態のアンテナは、代替電力源(24)ブロックを追加した場合も適用可能である。これらのアンテナ形態は、図６０〜図８８にも適用されることができる。
主電力が失われた時、ＲＦエネルギーハーベスティングを、電力源に接続されたデバイスのバックアップ電力に用いることもできる。一例として、主電力が失われた場合に備えて、センサーに補助電力を設けることが規則によって義務づけられことがある。使用中、主電力から充電される充電式電池を用いることもできる。しかしながら、主電力が失われる時間が充電式電池の寿命より長い場合、無停電電源(uninterrupted power)の仕様に適合しない。ＲＦエネルギーの場合、主電力を利用することができない間、デバイスへ電力を供給することができる。主電力として、限定するものではないが、オングリッド接続、ジェネレータ、電池、その他の信頼性ある電源装置を挙げることができる。
ＲＦエネルギーハーベスティングは、代替電力源を有する場合も有しない場合も、あらゆる電気又は電子デバイスの中にある様々な電子コンポーネントに対して、電力を、直接又は間接的に供給するのに適用することができる。電子コンポーネントとして、限定するものではないが、次のものを挙げることができる。
・受動電子部品、能動電子部品
・抵抗器、固定抵抗器、可変抵抗器、サーミスタ、サイリスタ、熱電対
・キャパシタ、電解キャパシタ、タンタルキャパシタ、セラミックキャパシタ、多層セラミックキャパシタ、ポリスチレンフィルムキャパシタ、電気二重層キャパシタ(スーパーキャパシタ)、ポリエステルフィルムキャパシタ、ポリプロピレンキャパシタ、雲母キャパシタ、金属化ポリエステルフィルムキャパシタ、可変キャパシタ
・ダイオード、電圧調整ダイオード、発光ダイオード、有機発光ダイオード、可変容量ダイオード、整流ダイオード、スイッチングダイオード、定電流ダイオード、ダイオードブリッジ、ショットキー障壁ダイオード、トンネルダイオード、ＰＩＮダイオード、ツェナーダイオード、アバランチェダイオード、ＴＶＳｓ
・集積回路、マイクロコントローラユニット(ＭＣＵ)、マイクロプロセッサユニット(ＭＰＵ)、論理回路、メモリ、プリント回路、回路基板、プリント配線基盤
・トランジスタ、ＭＯＳＦＥＴｓ、ＦＥＴｓ、ＢＪＴｓ、ＪＦＥＴｓ、ＩＧＢＴｓ、リレー、アンテナ、半導体、導体、インダクタ、リレー、ダイアック、トライアック、ＳＣＲｓ、ＭＯＶｓ
・フューズ、回路ブレーカ
・電池、非充電式電池、充電式電池、コイン型電池、ボタン型電池、アルカリ電池、リチウム電池、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、鉛酸電池、亜鉛空気電池、マンガンリチウム電池、ニオブチタンリチウム電池、五酸化バナジウム／リチウム電池、炭素亜鉛電池、亜鉛塩化物電池、リチウム・塩化チオニル電池、二酸化マンガン電池、リチウム・ポリカーボンモノフルオライド電池、リチウム・二酸化マンガン電池、リチウム塩化物電池、鉛酸カルシウム電池、鉛酸錫電池、オキシニッケル電池、酸化銀電池、マグネシウム電池
・インダクタ、コイル、高周波コイル、トロイダルコイル、変圧器、スイッチ、チョーク
・モータ、ＤＣモータ、ステッパーモータ、ＡＣモータ、ファン
・クリスタル、オシレータ、クロック、タイマー
・ディスプレイ、ＬＣＤｓ、ＬＥＤディスプレイ
ＲＦエネルギーハーベスティングは、代替電力源を有する場合も有しない場合も、市場の様々な具体的デバイスに対して、適用することができる。デバイスとして、限定するものではないが、次のものを挙げることができる。
＜家電製品＞
・電子機器、配線器具、電池駆動式装置、無線通信装置、携帯電話、電話機、コードレス電話、ポータブル電話、ブルートゥース装置、ブルートゥースヘッドセット、ハンズフリーヘッドセット、ヘッドセット、ヘッドホン、無線ヘッドセット、ラジオ、ＡＭ／ＦＭラジオ、短波ラジオ、天気ラジオ、２方向ラジオ、ポータブルラジオ、照明器具、ランタン、ポータブル照明器具、フラッシュライト、夜間照明器具、スポットライト、サーチライト、計算機、グラフ計算機、デスク計算機、クロック、アラームクロック、壁時計、デスク時計、旅行用時計、ウォッチ、腕時計、懐中時計、ストップウォッチ、タイマー、ボイスレコーダ、ディクタホン、レーザポインター、電動工具、コードレス電動工具、電子カミソリ、電気カミソリ、携帯ゲーム、ゲーミングシステム、ゲームコントローラ、無線ゲームコントローラ、リモートコントローラ、電池チャージャ、コンピュータ、携帯コンピュータ、キーレスエントリ、おもちゃ、銃おもちゃ、レーザ銃おもちゃ、ゲーム、マイクロホン、楽器、音楽的効果プロセッサ、楽器チューナ、メトロノーム、電子コードチャート、ドアオープナ、ガレージドアオープナ、ＰＤＡ、カメラ、ビデオレコーダ、マルチタイマー、電子試験機器、携帯電子機器、ポータブル電子機器、無線ペン、サウンドジェネレータ、ノイズジェネレータ、言語翻訳機、電気歯ブラシ、ポータブルテレビ、ページャ、トランシーバ、乗物おもちゃ、遠隔操縦乗物、飛行機おもちゃ、遠隔操縦飛行機、ペット封じ込めシステム、目に見えないフェンスペットセンサー、メモリバックアップ、基地局電池バックアップ、電気製品用電池バックアップ、無停電電源、ＧＰＳ装置、メモリ保持用電源、金属検知器、スタッドファインダー、金属スタッドファインダー、スタンガン、テイザー、装着型デバイス、赤ちゃんモニター、インターホン、ドアベル、無線ドアベル、電子事務用品、電子ステープラ、レーダージャマー、レーダー検知機、デジタルスケール、マイクロフィルムカセット、ビデオヘッドテスター、コンパス、ノイズキャンセリングヘッドホン、空気サンプラー、測深機、バロメータ、天気測定器具、データ転送デバイス、自動遭難信号ユニット、無線オーディオスピーカ、衛星ラジオ、ポリススキャナー、カーナビゲーションシステム(ＧＰＳ装置)、装飾照明器具、クリスマス照明、ガーデン照明器具、芝生照明器具、玄関用照明器具
− マルチメディアプレイヤー：ＭＰ３、ＤＶＤ、アナログ音楽プレイヤー、ＣＤプレイヤー、テーププレイヤー、デジタル音楽プレイヤー、デジタルビデオプレイヤー、ミニディスク
− コンピュータ：キーボード、マウス、周辺機器、コンピュータ機器、電子コンピュータ、コンピュータ記憶装置、コンピュータ端末
・建物／工業オートメーション
− センサー：位置、エレベータ、温度、火災、加速度計、レベル、ガスレベル、流体レベル、光レベル、ガスの流れ、流体の流れ、光の流れ、プラズマの流れ、圧力、ガス圧、流体圧、動作、光、赤外線、紫外線、Ｘ線、宇宙線、可視光、ガンマ線、化学剤、応力、歪み、深さ、電気的特性、電圧、電流、粘度、音響、音、リスニング、厚さ、密度、表面品質、容積、物質、質量、重量、力、伝導性、距離、方向、振動、放射能、フィールド強さ、電界強さ、磁界強さ、占有、煙検知器、一酸化炭素検知器、ラドン検知器、空気品質、湿度、ガラス破損、ブレイクビーム検知器
− 制御器：位置、エレベータ、温度、火災、加速度計、レベル、ガスレベル、流体レベル、光レベル、ガスの流れ、流体の流れ、光の流れ、プラズマの流れ、圧力、ガス圧、流体圧、動作、光、赤外線、紫外線、Ｘ線、宇宙線、可視光、ガンマ線、化学剤、応力、歪み、深さ、電気的特性、電圧、電流、粘度、音響、音、リスニング、厚さ、密度、表面品質、容積、物質、質量、重量、力、伝導性、距離、方向、振動、放射能、フィールド強さ、電界強さ、磁界強さ、占有、煙検知器、一酸化炭素検知器、ラドン検知器、空気品質、湿度、ガラス破損、ブレイクビーム検知器
− デバイス：サーモスタット、光スイッチ、ドアロック、スマートカード式ドアロック、照明器具、非常用照明、動作照明、セキュリティ照明、高速道路照明、建物照明、看板照明、道路看板照明、建物看板照明、自動フラッシングユニット、自動ソープディスペンサー、自動ペーパタオルディスペンサー、自動給水栓、自動ドアセンサー、ＩＤ識別リーダ、指紋リーダ、クレジットカードリーダ、カードリーダ、バルブアクチュエータ、ゲージ、アナログゲージ、デジタルゲージ、消化器、無線スイッチ、遠隔作動式検査機器、ガス／オイルパイプライン監視システム、自動パイプライン検査ゲージ、電力ライン用“自動リクローザ(auto-recloser)”、ソナーブイ(sonar buoys)、遠隔計測システム、電子記録トラッキングシステム、盗難トラッキングデバイス、インターロゲータ、プログラマー、非常出口警報、警報、洪水警報、ガス警報、電子エントリシステム、セキュリティキーパッド、サイロトランスデューサ、データレコーダ、信号トレーサ、静電気防止ストラップテスター、ラジオゾンデ天気バルーン、ユーティリティ負荷コントローラ、側面計、ノイズキャンセレーション機器、赤外線ビーコン
・軍隊／政府
− トラッキングタグ：武器、乗物、兵士、ギア／アセット(assets)、スタッフ、母集団、セキュリティアクセスバッジ(security access badges)
− センサー：近接、侵入、環境、化学的／生物学的
機器：電池チャージャ、監視、カードリーダ、ＩＤ識別リーダ、指紋リーダ、網膜スキャナー、人工衛星、ロケット、宇宙艇、捜索救難用レーダ・トランスポンダー(ＳＡＲＴｓ)、非常用位置指示救難ビーコン(ＥＰＩＲＢｓ)、緊急位置発信器(ＥＬＴｓ)、軍隊ラジオ、自動料金収受(ＥＴＣ)システム、郵便追跡システム、通信装置、熱映像装置、暗視鏡、トレーニングターゲット、医療装置、監視カメラ装置、レーザータグ、電子パーキングメータ、多重レーザー交戦システム、兵器及び地雷、船舶センサー
・ユーティリティ
− ガス消費量計、水消費量計及び電子消費量計
・物流管理
− 電波方式認識装置(ＲＦＩＤ)、ＲＦＩＤリーダ
− トラッキング：アセットタグ、貨物位置ビーコン、トランスポンダー、トランシーバ
− デバイス：スマートプライスタグ、スマートシェルビング、携帯式バーコードスキャナー、バーコードスキャナー、クレジットカードリーダ、カードリーダ、リテールサイネージ、ホテルドアロック
・国土安全
− センサー：オキュパンシー、近接、侵入、環境、化学的／生物学的、位置
− 金属検知棒
・医療
・埋込型(Implantable)：人工内耳、神経刺激器、ペースメーカ、薬物投与器、除細動器
− 身体機能モニター：圧力、温度、呼吸、血中酸素、インスリン、補聴器、脈拍、ＥＫＧ、心臓、ホルター
− トラッキングタグ：患者、赤ん坊識別、アセット、備品(supplies)、スタッフ、医薬品、器具
− デバイス：家庭用ヘルスケア機器、携帯式輸液ポンプ、血液分析装置、生体フィードバックシステム、骨成長刺激器、検温器計、デジタル検温器、刺激器、電流刺激器、筋肉刺激器、小児用計量器
・農業 − 家畜トラッキング及びアセットトラッキング
− トラッキング：家畜、アセット、野生生物トラッキングシステム
− 機器：牛追い棒
・自動車
− 自動車アンテナ、自動車オーディオシステム、自動車照明器具、自動車ビデオシステム、コンピュータ、プロセッサ、制御器、スイッチ、電気モータ、アクチュエータ、イグニションシステム、スタータシステム、インジェクションシステム、パワートレイン電子機器、レーダ検出器、近接検出器、安全システム、セキュリティシステム、センサー、レギュレータ、ディストリビュータ、車両制御器、ワイパーシステム、ウォッシャーシステム、ラジオ、ビデオシステム、娯楽システム、ナビゲーションシステム、ＧＰＳシステム、電動ミラーシステム、排気ガス制御システム
・電気製品(appliances)
− 大型及び小型電気製品の監視及び制御システム。電気製品として次のものがある：洗濯機、乾燥機、冷蔵庫、フリーザー、クーラー、空調装置、加湿器、除湿器、空気清浄器、空気フィルター、ファン、加熱炉、湯沸かし器、ボイラー、室内暖房具、播種機、製氷器、電子レンジ、対流オーブン、オーブン、オーブントースター、レンジ、レンジフード、レンジ台上面、ストーブ、ストーブ上面、電気鍋(crock pots)、ホットプレート、皿洗い機、生ゴミ処理機、缶オープナ、掃除機、ブレンダー、ミキサー、フードプロセッサ、アイロン、コーヒーメーカ、トースター、グリル、ヘアドライヤー、電気歯ブラシ、電気カミソリ、電動ドライバー、チェーンソー、芝刈り機、プッシュ式草刈り機、乗用芝刈り機、トリマー、ブラシカッター、剪定機、縁取り機、自動販売機
・換気、加熱、空気調節及び業務用冷蔵機器
− 監視システム、制御システム
・エンジン、タービン、動力伝達装置
・監視システム、制御システム
・他の汎用機械の製造
− 監視システム、制御システム
・通信機器
− 監視システム、制御システム
− 持ち運び可能
・航空機
− 監視システム、制御システム、アクチュエータシステム、センサー
具体的なカテゴリーの中に記載したデバイスは、他のカテゴリーに記載されていないものであっても、複数のカテゴリーに適用できることは留意されるべきである。（例えば、温度センサーは、工業及び建物自動化及び電気製品にも適用できる）。
前記デバイスに後から取り付けたり又は前記デバイスを再設計するために、前記システムを数多くの方法で実行することができる。デバイスの構造は、既存の電力源を含んだ状態にしておくことが有利な場合がある。一例として、デバイスを作動させるのに、非充電式電池を用いることもできる。デバイスに電池が正しく配置されていない場合、損傷を受けないように、デバイスには保護回路が設けられることが多い。保護機構は、典型的には、電池の陽極端子と直列に配置されたダイオードである。この場合、ＲＦパワーハーベスタ(20)は、代替電力源(24)を有するものも有しないものも、アンテナを用いて、デバイスの中へ挿入されることができる。ＲＦパワーハーベスタ(20)が発生した電力(及び、場合によっては代替電力源(24))は、非充電式電池の電圧充電(potential charging)を避けるために、前記保護機構の後に、デバイスに接続されることができる。
デバイスの電力システムの他の構成例は、非充電式電池に代えて、充電式電池を用いることである。この例では、ＲＦパワーハーベスタ(20)(及び代替電力源(24))からの出力は、保護装置の片側に接続されることができる。接続が保護機構の前に行われる場合、ＲＦパワーハーベスタ(20)(及び、場合によっては代替電力源(24))が、電池及び供給電力をデバイスに再充電する。接続が保護機構の後に行われる場合、ＲＦパワーハーベスタ(20)(及び、場合によっては代替電力源(24))は、電力をデバイスに供給し、電池は、ＲＦパワーハーベスタ(20)(及び、場合によっては代替電力源(24))によって供給されない電力で、必要なあらゆる予備電力を供給する。なお、正常に使用されている場合、この保護装置は必要でないことは留意されるべきである。この機能は、正しく配置されていない電池を保護するだけのものである。アンテナは、デバイスの内部に配備することもできるし、デバイスの外部に配置することもできる。
デバイスの電力システムの他の実施例では、既存の電池を取り除いて、ＲＦパワーハーベスタ(20)(及び代替電力源(24)を、電池に設けられた収容部に配置する。アンテナは、デバイスの内部に配備することもできるし、デバイスの外部に配置することもできる。
デバイスの電力システムの他の実施例では、電池の個数を少なくし、その代わりにＲＦパワーハーベスタ(20)(及び代替電力源(24))を用いる。この場合、システムからの出力は、当初の電池形態に応じて、直列又は並列で接続されることができる。アンテナは、デバイスの内部に配備することもできるし、デバイスの外部に配置することもできる。
或いはまた、製品を完全に再設計し、必要な回路及び貯蔵コンポーネントを、デバイスに組み込むこともできる。この方法は、ＲＦパワーハーベスタ(20)(及び代替電力源(24))によってもたらされる利点を十分に利用することができるので、おそらく最も有利であると考えられる。アンテナは、デバイスの内部に配備することもできるし、デバイスの外部に配置することもできる。
ＲＦパワーハーベスタ(20)(及び代替電力源(24))が主電力へのバックアップとして用いられる場合、主電力が失われた場合に、ＲＦパワーハーベスタ(20)(及び代替電力源(24))を切り換えることができるように、スイッチをシステムの中に設けることができる。アンテナは、デバイスの内部に配備することもできるし、デバイスの外部に配置することもできる。
ＲＦエネルギーハーベスティングの自由度を与えるために、幾つかの製品は、ＲＦパワーハーベスタ(20)(エネルギーハーベスティング回路)を含めるように改良されている。これらの製品は、無線キーボード、壁時計及びデスク計算機を含んでいる。
無線キーボードは、電力をデバイスに供給する電池を充電し容量増加する一例である。このシステムは図１３に示されている。調整回路からの出力により電池は充電され、電力がキーボードに供給される。電池はまた、電力をキーボードへ供給するのに用いられる。キーボードは、電力を受信し、データ通信を行なうアンテナを別個に含んでいる。アンテナの構成は図５５に示されている。
壁時計は、電力供給を直接行なう例である。壁時計は、ＲＦパワーハーベスタ(20)を含めるように構成され、内部のＡＡ電池は除去される。壁時計は、電力調整器を必要とせず、貯蔵用キャパシタから、時計の針を動かすのに必要な電力パルスが供給される。
計算機は、他のエネルギーハーベスティング技術でＲＦエネルギーハーベスティングを用いる例である。計算機は、１.５Ｖのコイン型内部電池と小さなソーラーパネルを有している。内部電池が除去されても、ソーラーパネルがある。このシステムは、図６０に示されている。このシステムでは、計算機は、ソーラーパネルと、ＲＦパワーハーベスタ(20)の両方から電力の供給を受けることができ、電池は不要である。
追加の例は、米国特許第６６１５０７４号(図８、９、１２ａ、１２ｂ、１３、１４)に示されたものと同様なＲＦパワーハーベスタ(20)(エネルギーハーベスティング回路)であり、該ＲＦパワーハーベスタ(20)は、０.５Ｖソーラー電池と直列接続される。ソーラー電池は、コアデバイス(22)要素をシミュレートするのに用いられ、０.４８０Ｖを１０キロオーム抵抗器へ独立して供給することができる。これは２３マイクロワットに相当する。ＲＦパワーハーベスティング回路は、１ミリワットのＲＦ電力が供給されると、１０キロオーム抵抗器に２.０９３Ｖを供給することができる。これは４３８マイクロワットに相当する。２つの回路出力は、ＲＦエネルギーハーベスティング回路からの出力をソーラ電池のアース端子に接続することにより、直列に結合される。ソーラー電池の出力は、次に、抵抗器に接続される。抵抗器の他端は、ＲＦエネルギーハーベスティング回路のアース端子に接続される。図６３に示されるように接続された回路の場合、抵抗器にかかる電圧は２.４４５Ｖである。これは、５９８マイクロワットに対応する。
２つの技術の組み合わせると、電力を個々に追加した場合よりもすぐれた結果がもたらされることは理解されるであろう。２つの技術は、良好な結果がもたらされるように協同して作用する。
実施例において、ソーラー電池は、負荷を供給するための電流を生成し、ＲＦ整流ダイオードにバイアスをかけて、ＲＦエネルギーハーベスティング回路は高効率で動作可能である。ソーラー電池は、ＲＦエネルギーハーベスティング回路によるインピーダンスを変化させて、これが有利な結果をもたらす。より具体的に説明すると、個々の回路(ソーラー及びＲＦパワーハーベスティング)の電力出力を調べると、個々の回路が捕獲した電力の合計は、２３μＷ＋４３８μＷ＝４６１μＷである。しかしながら、２つの回路を合成すると、互いに連繋し合って動作して、出力は５９８μＷとなる。この結果によれば、２つのパワーハーベスティング技術を組み合わせると、この例では、出力電力が３０％増加していることを示している。これと同じ技術は、複数のエネルギーハーベスティング技術に適用され、より大きな出力電力が生成される。この例について、式は次のとおり示される。
＜個別回路＞
ＰI＝Ｐ1＋Ｐ2＋ ... ＋ＰN
＜複合回路＞
ＰC＞ＰI＝Ｐ1＋Ｐ2＋ ... ＋ＰN
ＰIは、個別出力電力の合計である。Ｐ1は、第１のパワーハーベスティング技術の出力電力である。Ｐ2は、第２のパワーハーベスティング技術の出力電力である。ＰNは、第Ｎ番目のパワーハーベスティング技術の出力電力である。Ｎは、パワーハーベスティング技術又は回路の数である。
前記実施例に示されるように、ＲＦエネルギーハーベスティングは、単独で、又は代替電力と共に用いられることができ、広範囲のデバイスに電力を供給することができる。ＲＦエネルギーハーベスティング技術をデバイスに追加すると、電池寿命の増加、機能性の向上、主電池の不要化がもたらされる。
実施例に基づいて本発明を詳細に説明したが、それらは単なる説明目的のもので、当該分野の専門家であれば、特許請求の範囲内で、発明の精神及び範囲から逸脱することなく変形をなすことができる。
電力をコアデバイスコンポーネントに直接供給するために用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力貯蔵ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力貯蔵ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。
電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力チャージャに電力を供給するＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力貯蔵ブロックに接続され、電力貯蔵用チャージャに電力を供給するＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。
電力貯蔵用チャージャ及びコアデバイスコンポーネントに電力を供給するＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力貯蔵ブロックに接続され、電力貯蔵用チャージャ及びコアデバイスコンポーネントに電力を供給するＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。
電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続され、電力貯蔵用チャージャに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。
電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続され、電力貯蔵用チャージャに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続され、コアデバイスコンポーネント及び電力貯蔵用チャージャに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続され、電力貯蔵用チャージャに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続され、電力貯蔵用チャージャに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続され、コアデバイスコンポーネント及び電力貯蔵用チャージャに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続され、電力貯蔵用チャージャに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネント及び電力貯蔵用チャージャに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネント及び電力貯蔵用チャージャに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続され、コアデバイスコンポーネント及び電力貯蔵用チャージャに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネント及び電力貯蔵用チャージャに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。
電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続され、電力貯蔵用チャージャに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路に接続され、コアデバイスコンポーネント及び電力貯蔵用チャージャに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネント及び電力貯蔵用チャージャに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整及び／又は電力貯蔵用回路並びに電力貯蔵ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネント及び電力貯蔵用チャージャに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 アンテナＡを用いて、コアデバイスコンポーネントに電力を直接供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 アンテナＡを用いて、電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロックに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 アンテナＡを用いて、電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロック並びにコアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 コアデバイスコンポーネントに電力を直接供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロックに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロック並びにコアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。
コアデバイスコンポーネントに電力を直接供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 代替電力源に接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を直接供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 代替電力源に接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を直接供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 代替電力源に接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロック並びに代替電力源ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロック並びに代替電力源ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 代替電力源ブロック並びに電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。
代替電力源ブロック並びに電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 代替電力源ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 代替電力源ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 代替電力源ブロックに接続されたＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 代替電力源ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 代替電力源ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 代替電力源ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。
代替電力源ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロック並びに代替電力源ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロック並びに代替電力源ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 代替電力源ブロック並びに電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 代替電力源ブロック並びに電力調整、貯蔵及び／又は貯蔵用充電ブロックに接続され、コアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるＲＦパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 デバイスの電力システム全体のブロック図である。 センサーを有するコアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるパワーハーベスティングブロックのブロック図である。 コンピュータ周辺機器を有するコアデバイスコンポーネントに電力を供給するのに用いられるパワーハーベスティングブロックのブロック図である。

Claims (87)

  1. アプリケーション用装置であって、
    アプリケーション用集積回路を有するコアデバイスと、
    コアデバイスに接続され、コアデバイスの集積回路に電力を供給するパワーハーベスタと、を具えている装置。
  2. コアデバイスに接続され、パワーハーベスタと共にコアデバイスに電力を供給する代替電力源を含んでいる請求項１に記載の装置。
  3. パワーハーベスタに接続された電力調整器及び／又は電力貯蔵用回路を含んでいる請求項１に記載の装置。
  4. パワーハーベスタに接続された電力貯蔵用チャージャを含んでいる請求項１に記載の装置。
  5. パワーハーベスタに接続された電力貯蔵部を含んでいる請求項１に記載の装置。
  6. コアデバイスは、集積回路及びパワーハーベスタに接続されたメモリを含んでおり、パワーハーベスタからメモリに電力が供給される請求項１に記載の装置。
  7. コアデバイスはセンサーを含んでいる請求項６に記載の装置。
  8. センサーは近接センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  9. センサーは侵入センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  10. センサーは環境センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  11. センサーは化学センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  12. センサーは生物学的センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  13. センサーは自動車とコンタクトするセンサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  14. センサーはオキュパンシーセンサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  15. センサーは動作センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  16. センサーは位置センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  17. センサーは金属検知器を含んでいる請求項７に記載の装置。
  18. センサーは航空機とコンタクトするセンサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  19. センサーは、パワーハーベスタに接続された警報装置を含んでおり、パワーハーベスタから警報装置に電力が供給される請求項７に記載の装置。
  20. センサーは、パワーハーベスタに接続されたディスプレイを含んでおり、パワーハーベスタからディスプレイに電力が供給される請求項７に記載の装置。
  21. センサーは、建物内に配備されたセンサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  22. センサーは、産業用自動化センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  23. センサーは、エレベータとコンタクトするセンサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  24. センサーは温度センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  25. センサーは火災検知センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  26. センサーは加速度計を含んでいる請求項７に記載の装置。
  27. センサーはレベルセンサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  28. センサーは、ガスレベルセンサー、流体レベルセンサー又は光レベルセンサーを含んでいる請求項２７に記載の装置。
  29. センサーは流れセンサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  30. センサーは、ガス流れセンサー、流体流れセンサー、光量センサー又はプラズマ量センサーを含んでいる請求項２９に記載の装置。
  31. センサーは圧力センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  32. センサーはガス圧力センサー又は流体圧力センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  33. センサーは光センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  34. センサーは、赤外線センサー、紫外線センサー、Ｘ線センサー、宇宙線センサー、可視光線センサー又はγ線センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  35. センサーは応力センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  36. センサーは歪センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  37. センサーは深度センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  38. センサーは電気特性センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  39. センサーは電圧センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  40. センサーは電流センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  41. センサーは粘度センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  42. センサーは音響センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  43. センサーは音センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  44. センサーは聴覚センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  45. センサーは厚さセンサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  46. センサーは密度センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  47. センサーは表面品質センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  48. センサーは容積センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  49. センサーは物理センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  50. センサーは質量センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  51. センサーは重量センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  52. センサーは伝導性センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  53. センサーは距離センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  54. センサーは方向センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  55. センサーは振動センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  56. センサーは放射能センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  57. センサーはフィールド強さセンサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  58. センサーは、電界センサー又は磁界センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  59. センサーは煙検知器を含んでいる請求項７に記載の装置。
  60. センサーは一酸化炭素検出器を含んでいる請求項７に記載の装置。
  61. センサーはラドン検知器を含んでいる請求項７に記載の装置。
  62. センサーは空気品質センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  63. センサーは湿度センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  64. センサーはガラス破損センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  65. センサーはブレイクビームセンサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  66. アプリケーション用装置であって、
    アプリケーション用集積回路を有するコアデバイスと、
    コアデバイスに接続され、エネルギーを無線で受信して、該エネルギーからの電力をコアデバイスの集積回路に供給する手段と、を具えている装置。
  67. アプリケーションに適用される方法であって、
    ＲＦエネルギーを、利用可能なエネルギーに変換するステップと、
    コアデバイスの集積回路に、利用可能なエネルギーを電力として供給するステップと、を有している方法。
  68. コアデバイスに供給された利用可能なエネルギーを調整するステップを含んでいる請求項６７に記載の方法。
  69. 利用可能なエネルギーを貯蔵するステップを含んでいる請求項６８に記載の方法。
  70. 代替電力及び利用可能なエネルギーから、コアデバイスに電力を供給するステップを含んでいる請求項６９に記載の方法。
  71. コアデバイスはコンピュータ周辺機器を含んでいる請求項６に記載の装置。
  72. コンピュータ周辺機器は携帯ゲームを含んでいる請求項７１に記載の装置。
  73. コンピュータ周辺機器はゲーミングシステムを含んでいる請求項７１に記載の装置。
  74. コンピュータ周辺機器はゲームコントローラを含んでいる請求項７１に記載の装置。
  75. コンピュータ周辺機器はコントローラを含んでいる請求項７１に記載の装置。
  76. コンピュータ周辺機器はキーボードを含んでいる請求項７１に記載の装置。
  77. コンピュータ周辺機器はマウスを含んでいる請求項７１に記載の装置。
  78. コンピュータ周辺機器はコンピュータ端末を含んでいる請求項７１に記載の装置。
  79. コンピュータ周辺機器はコンピュータ記憶装置を含んでいる請求項７１に記載の装置。
  80. コンピュータ周辺機器はコンピュータ機器を含んでいる請求項７１に記載の装置。
  81. センサーは熱エネルギーセンサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  82. センサーは電磁センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  83. センサーは機械センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  84. センサーは光学センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  85. センサーは放射線センサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  86. センサーは車両とコンタクトするセンサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
  87. センサーは船舶とコンタクトするセンサーを含んでいる請求項７に記載の装置。
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