JP2012510253A - 受信機と無線電力送信機との間の低減された妨害波 - Google Patents

Abstract

【解決手段】典型的な実施形態は、無線電力送信機によって生成される放射フィールドによって生じる妨害波を低減することに向けられている。典型的な実施形態は、充電デバイスの無線電力送信機からの放射フィールドに起因する無線電力受信デバイスの妨害状況を検出することを含む。そのような実施形態は、無線電力受信デバイスの通信との無線電力結合を同期させることを含む。無線電力結合を同期させることは、無線電力受信デバイスが通信チャネル上で信号を受信すると予測された際に第１レベルで無線電力結合することを含み得る。無線電力結合を同期させることは更に、無線電力受信デバイスが通信チャネル上で信号を受信すると予測されない際により高いレートで結合することを含み得る。
【選択図】図１０

Description

米国特許法第１１９条に基づく優先権の主張

この出願は、２００８年１１月２１日に出願され“REDUCED JAMMING BETWEEN RADIO RECEIVERS AND WIRELESS POWER TRANSMITTERS”と表題され、本願の譲受人に譲渡され、これによる参照によって本明細書に明示的に組み込まれる米国仮特許出願６１／１１７，０２７に対する、米国特許法第１１９（ｅ）に基づく優先権を主張する。

この出願は、概して無線充電に関し、より具体的には無線電力充電器に関するデバイス、システム、及び方法に関する。

一般に、無線通信デバイスのような各バッテリ駆動デバイス（例えば携帯電話）は、その充電器と電源を必要とし、この電源は通常、ＡＣ電源コンセントである。これは、多くのデバイスが充電を必要とし、そして各々がそれぞれの個々の充電器を必要とする場合、扱いづらくなる。

送信機と、充電すべき電子デバイスに結合された受信機との間で、over-the-airすなわち無線の電力送信を用いるアプローチが開発されてきている。無線周波数（ＲＦ）を用いた無線電力送信は、ポータブル無線電子デバイスのバッテリを充電するためのアンテザード（un-tethered）な手段として考えられる１つの方法である。無線電力送信では、基板外部（off-board）の送信機とアンテナが、充電すべきデバイスにＲＦエネルギーを放射する。充電されるデバイスは、このＲＦ電力を、このデバイスのバッテリを充電出来る、あるいは直接このデバイスに電力を供給出来るＤＣ電流に変換する回路、及び受信アンテナを有する。効率的なエネルギー転送可能な送信アンテナと受信アンテナとの距離は、動作のＲＦ周波数とアンテナサイズの関数である。もしアンテナが、互いのいわゆる“ニアフィールドゾーン（near-field zone）”内に物理的にあるような周波数で動作し、そのようなサイズとされていれば、結合効率は極めて向上され得る。これはしばしば、アンテナが電気的に（electrically）に小さい（例えば、最大寸法＜０．１波長）周波数でその両方のアンテナが動作することを必要とする。

無線電力結合の状況下では、送信機によって送信され、無線電力受信デバイスによって受信される非常に大きな電力が存在し得る。通信デバイスでは、それらの妨害する状況は、送信機の高調波、無線電力受信デバイスでの相互変調生成物、無線電力受信デバイスで生成された高電圧、無線電力受信デバイスにおける無線電力の受信時またはベースバンド結合を介した通信受信機アンテナのデチューニング（detune）に起因し得る。無線電力結合によって生成されたこのエネルギーは、無線電力受信デバイスに対してコール（呼び出し、通話、call）を形成することまたは受信すること、既存のコール（existing call）を維持すること、またはその他の通信リンクを確立すること、のような効果的な通信を妨げる妨害波のような、受信機における問題を生じさせ得る。

図１は、無線電力転送システムの単純化されたブロック図を例示する。 図２は、無線電力転送システムの単純化された概念図を例示する。 図３は、本発明の典型的な実施形態における使用のためのループアンテナの概念図を例示する。 図４は、本発明の典型的な実施形態に従った送信機の単純化されたブロック図である。 図５は、本発明の典型的な実施形態に従った受信機の単純化されたブロック図である。 図６Ａは、受信機と送信機との間のメッセージングを例示するための、種々の状態における受信回路の一部の単純化された概念図を示す。 図６Ｂは、受信機と送信機との間のメッセージングを例示するための、種々の状態における受信回路の一部の単純化された概念図を示す。 図６Ｃは、受信機と送信機との間のメッセージングを例示するための、種々の状態における受信回路の一部の単純化された概念図を示す。 図７Ａは、受信機と送信機との間のメッセージングを例示するための、種々の状態における代替的な受信回路の一部の単純化された概念図を示す。 図７Ｂは、受信機と送信機との間のメッセージングを例示するための、種々の状態における代替的な受信回路の一部の単純化された概念図を示す。 図７Ｃは、受信機と送信機との間のメッセージングを例示するための、種々の状態における代替的な受信回路の一部の単純化された概念図を示す。 図８は、本発明の典型的な実施形態に従った無線充電システムを例示する。 図９は、本発明の典型的な実施形態に従った受信機の妨害効果を低減する方法を例示するフローチャートである。 図１０は、本発明の典型的な実施形態に従った無線電力送信機によって生じたデバイスの妨害波を低減する方法を例示するフローチャートである。

用語「典型的（exemplary）」は、本明細書では、「例（example）、例証（instance）、または例示（illustration）として与えられること」を意味するように用いられる。本明細書で「典型的」として述べられたあらゆる実施形態は、他の実施形態に対して好適または有利であると解釈される必要はない。

添付図面と共に以下で説明される詳細な説明は、本発明の典型的な実施形態の説明として意図され、本発明を実施出来る唯一の実施形態を示すことを意図したものではない。本説明全体で使用される用語「典型的」は、「例（example）、例証（instance）、または例示（illustration）として与えられること」を意味し、他の典型的な実施形態に対して好適または有利であると解釈される必要はない。詳細な説明は、本発明の典型的な実施形態の完全な理解を提供する目的で、具体的な詳細を含む。本発明の典型的な実施形態が、これらの具体的な詳細を有することなく実施し得ることが、当業者には明白であろう。ある例では、周知の構造及びデバイスは、本明細書に示された典型的な実施形態の新規性をあいまいにすることを避けるため、ブロック図の形で示される。

本明細書において、用語「無線電力（wireless power）」は、電場（electric fields）、磁場（magnetic fields）、電磁場（electromagnetic fields）に関連づけられたエネルギーのあらゆる形態を意味し、あるいは電磁気の物理的な導体を使用することなく送信機から受信機に送信されるエネルギーのあらゆる形態を意味するために使用される。

図１は、本発明の種々の典型的な実施形態に従った無線送信または充電システム１００を例示する。入力電力１０２は、エネルギー転送を提供するための放射フィールド（radiated field）１０６を生成するための送信機１０４に供給される。受信機１０８は放射フィールド１０６に結合し、そして出力電力１１０に結合されたデバイス（図示せず）によって蓄えられまたは消費される出力電力１１０を生成する。送信機１０４及び受信機１０８は、距離１１２で離隔している。ある典型的な実施形態では、送信機１０４及び受信機１０８は、相互共振関係（mutual resonant relationship）に従って構成され、受信機１０８の共振周波数と送信機１０４の共振周波数とが正確に一致する際、受信機１０８が放射フィールド１０６の“ニアフィールド（near-field）”内にあれば、送信機１０４と受信機１０８との間の送信損失が最小となる。

送信機１０４は更に、エネルギー送信手段を提供する送信アンテナ１１４を含み、受信機１０８は更に、エネルギー受信手段を提供する受信アンテナ１１８を含む。送信及び受信アンテナは、それに関連づけられたアプリケーションやデバイスに従ったサイズとされる。先の通り、効率的なエネルギー転送は、エネルギーの多くを電磁波でファーフィールド（far-field）に伝播させることよりもむしろ、送信アンテナのニアフィールドのエネルギーの大部分を受信アンテナに結合させることによって生じる。このニアフィールド内にあるとき、送信アンテナ１１４と受信アンテナ１１８との結合モード（coupling mode）が確立され得る。このニアフィールド結合（near-field coupling）が生じ得るアンテナ１１４及び１１８周囲の領域は、本明細書では結合モード領域（coupling-mode region）と呼ばれる。

図２は、無線電力転送システムの単純化された概念図を示す。送信機１０４は、発振器１２２、電力増幅器１２４、並びにフィルタ及び整合回路１２６を含む。発振器は、所望の周波数で発振器信号を生成するように構成され、これは調整信号１２３に応じて調整され得る。発振器信号は、制御信号１２５に応じた増幅量で、電力増幅器１２４によって増幅され得る。フィルタ及び整合回路１２６は、高調波またはその他の無用な周波数を除去し、そして送信機１０４のインピーダンスを送信アンテナ１１４に整合（match）させるために含まれ得る。

受信機１０８は、図２に示すようなバッテリ１３６を充電し、または受信機に結合されたデバイス（図示せず）を駆動するためのＤＣ電力を生成するための整流器及びスイッチング回路、並びに整合回路１３２を含み得る。整合回路１３２は、受信機１０８のインピーダンスを受信アンテナ１１８に整合させるために含まれ得る。

図３に示すように、典型的な実施形態で使用されるアンテナは「ループ（loop）」アンテナ１５０として構成され、これはまた本明細書では「磁気」アンテナとも呼ばれ得る。ループアンテナは、空洞のコア（air core）またはフェライトコアのような物理的なコアを含むように構成され得る。空洞のコアのループアンテナは、コアの近傍に配置された外部の物理デバイスをより許容し（more tolerable）得る。更に空洞のコアのループアンテナによれば、コア領域内に他の要素を配置することが可能である。更に、空洞のコアのループは、送信アンテナ１１４（図２）の面内に受信アンテナ１１８（図２）を配置することをより容易に可能とし、これは送信アンテナ１１４（図２）の結合モード領域をより効果的（powerful）とし得る。

上記の通り、送信機１０４と受信機１０８との間のエネルギーの効率的な転送は、送信機１０４と受信機１０８との間の整合された、またはほぼ整合された共振（matched or nearly matched resonance）時に生ずる。しかしながら、送信機１０４と受信機１０８との間の共振が整合されていなくても、エネルギーは低効率で転送され得る。エネルギーの転送は、送信アンテナから自由空間（free space）へエネルギーを伝播させることよりもむしろ、送信アンテナのニアフィールドからのエネルギーを、このニアフィールドが確立されている近傍内にある受信アンテナに結合することによって生じる。

ループまたは磁気アンテナの共振周波数は、インダクタンス及び容量に基づく。ループアンテナのインダクタンスは一般的に、ループによって生成されたインダクタンスであり、他方で容量は一般的に、所望の共振周波数での共振構造を形成するために、ループアンテナのインダクタンスに付加される。非限定的な例として、キャパシタ１５２及びキャパシタ１５４が、共振信号１５６を生成する共振回路を生成するため、アンテナに付加され得る。従って、より大きい直径のアンテナでは、ループの直径またはインダクタンスが増加すれば、共振を引き起こすのに必要な容量のサイズは小さくなる。更に、ループまたは磁気アンテナの直径が増大すれば、ニアフィールドの効率的なエネルギー転送領域は増大する。もちろん、その他の共振回路も可能である。別の非限定的な例として、キャパシタは、ループアンテナの２つの端子間に並列に設けられても良い。更に、送信アンテナの場合には、共振信号１５６がループアンテナ１５０への入力であり得ることを、当業者は理解するだろう。

本発明の典型的な実施形態は、互いのニアフィールドにある２つのアンテナ間で電力を結合することを含む。述べたように、ニアフィールドは、電磁場は存在するがアンテナから伝播または放射しないアンテナ周囲の領域である。それらは一般的に、アンテナの物理的な体積に近い体積に閉じこめられる。本発明の典型的な実施形態では、電気的なタイプのアンテナ（例えば小さなダイポール）の電気的ニアフィールド（electric near-fields）に較べて磁気タイプアンテナでは磁気ニアフィールド振幅（magnetic near-field amplitudes）が大きくなる傾向があるので、単一及び複数巻のループアンテナのような磁気タイプのアンテナが、送信（Ｔｘ）及び受信（Ｒｘ）アンテナシステムの両方に使用される。これは、場合によってはペア間でのより高い結合を可能とする。更に、「電気的」なアンテナ（例えば、ダイポール及びモノポール）、または磁気及び電気的なアンテナの組み合わせもまた考えられる。

Ｔｘアンテナは、先に説明したファーフィールド及び帰納的アプローチによって許容されるよりも非常に大きい距離における小さなＲｘアンテナとのより良い結合効率（例えば＞−４ｄＢ）を得るために十分に大きいアンテナサイズを有し、そして十分に低い周波数で動作され得る。Ｔｘアンテナが適切なサイズとされていれば、ホストデバイス上のＲｘアンテナが、駆動されたＴｘループアンテナの結合モード領域（すなわち、ニアフィールド）内に配置される場合に、高い結合レベル（例えば、−１〜−４ｄＢ）が得られ得る。

図４は、本発明の典型的な実施形態に従った送信機の単純化されたブロック図である。送信機２００は、送信回路２０２及び送信アンテナ２０４を含む。一般に送信回路２０２は、送信アンテナ２０４につきニアフィールドエネルギーの生成をもたらす発振信号を供給することにより、送信アンテナ２０４にＲＦ電力を供給する。例として、送信機２００は１３．５６ＭＨｚのＩＳＭバンドで動作し得る。

典型的な送信機２０２は、送信回路２０２のインピーダンス（例えば５０オーム）を送信アンテナ２０４に整合させるための固定インピーダンス整合回路２０６と、受信機１０８（図１）に結合されたデバイスの自己妨害（self-jamming）を防止するレベルに高調波放射を低減するように構成されたローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０８を含む。その他の典型的な実施形態は、これに限定されるものではないが、特定の周波数を減衰させその他を通過させるノッチフィルタを含む異なるフィルタトポロジを含んでも良いし、電力増幅器によって引き出されるＤＣ電流またはアンテナへの出力電力のような測定可能な送信メトリックに基づいて変わるアダプティブインピーダンス整合を含んでも良い。送信回路２０２は更に、発振器２１２によって決定されたようにＲＦ信号を駆動するよう構成された電力増幅器２１０を含む。送信回路は、ディスクリートデバイスまたは回路から成って良く、あるいは集積化されたアセンブリから成っても良い。送信アンテナ２０４から出力される典型的なＲＦ電力は、２．５〜８．０ワットのオーダーであり得る。

送信回路２０２は更に、ある受信機についての送信フェーズ（またはデューティサイクル）の期間に発振器２１２をイネーブルとし、発振器の周波数を調整し、そして近接するデバイスとそれらの取り付けられた受信機を介してインタラクトするための通信プロトコルを提供するための出力電力レベルを調整するためのプロセッサ２１４を含む。後に議論されるように、プロセッサ２１４は、無線電力送信機の動作を制御して、無線電力受信デバイスの通信データ受信と無線電力結合を同期させるため、生成された無線電力フィールドの送信を低減または遮断し得る。無線電力送信のこの低減または遮断は、無線電力受信デバイスでの妨害波の原因となる、送信機の生成されたフィールドに関する事前の検出に応答し得る。

送信回路２０２は更に、送信アンテナ２０４によって生成されたニアフィールドの近傍におけるアクティブな受信機の存在または不存在を検出するための負荷センス回路（load sensing circuit）２１６を更に含む。例として、負荷センス回路２１６は、電力増幅器２１０に流れる電流をモニタし、これは送信アンテナ２０４によって生成されたニアフィールドの近傍におけるアクティブな受信機の存在または不存在によって影響される。電力増幅器２１０上の負荷への変化の検出は、アクティブな受信機と通信するためにエネルギーを送信するため発振器２１２をイネーブルにするか否かを決定するためにプロセッサ２１４によってモニタされる。

送信アンテナ２０４は、厚さと幅を有し、抵抗損失を低く維持するように選択された金属タイプのアンテナストリップとして実装され得る。一般的な実装では、送信アンテナ２０４は概して、タブレット、マット、ランプ、またはその他の携帯に不向きな構成のようなより大きい構造に関連づけられて構成され得る。従って、送信アンテナ２０４は概して、実用上の寸法とするために、「巻数（turns）」を必要としないだろう。送信アンテナ２０４の典型的な実装は、「電気的に小さく（すなわち、波長の分数）」、そして共振周波数を決めるためのキャパシタを用いることにより、より低い有用な周波数で共振するようチューニングされ得る。送信アンテナが、受信アンテナに比して直径において大きく、または四角形のループの場合には一辺の長さが大きい（例えば０．５メートル）典型的なアプリケーションでは、送信アンテナ２０４は適切な容量を得るために多くの巻数を必ずしも必要としないだろう。

図５は、本発明の典型的な実施形態に従った受信機のブロック図である。受信機３００は、受信回路３０２及び受信アンテナ３０４を含む。受信機３００は更に、受信した電力をそこに供給するため、デバイス３５０に結合する。受信機３００がデバイス３５０の外部にあるものとして示されているが、デバイス３５０内に集積されても良いことに留意されるべきである。概して、エネルギーはワイヤレスに受信アンテナ３０４に伝播され、そして受信回路３０２を介してデバイス３５０に結合される。

受信アンテナ３０４は、送信アンテナ２０４（図４）と同じ周波数または同じ周波数近くで共振するようチューニングされる。受信アンテナ３０４は、送信アンテナ２０４と同じ寸法とされても良いし、または関連づけられたデバイス３５０の寸法に基づいて異なったサイズとされても良い。例として、デバイス３５０は、送信アンテナ２０４の直径または長さよりも小さい直径または長さの寸法を有するポータブルデバイスであり得る。このような例では、受信アンテナ３０４は、チューニングキャパシタ（図示せず）の容量値を低減し、受信アンテナのインピーダンスを増加させるために、複数巻アンテナとして実装され得る。例として、受信アンテナ３０４は、アンテナの直径を最大化し、そして受信アンテナ及び相互巻き線容量（inter-winding capacitance）のループ巻数（すなわち巻き線（winding））を低減するため、実質的にデバイス３５０の周囲の周りに配置され得る。

受信回路３０２は、受信アンテナ３０４とのインピーダンス整合を提供する。受信回路３０２は、受信したＲＦエネルギーソースを、デバイス３５０で使用するための充電電力に変換する電力変換回路３０６を含む。電力変換回路３０６は、ＲＦ／ＤＣ変換器３０８を含み、またＤＣ／ＤＣ変換器３１０を含み得る。ＲＦ／ＤＣ変換器３０８は、受信アンテナ３０４で受信したＲＦエネルギー信号を、非オルタネートの電力（non-alternating power）に整流し、他方でＤＣ／ＤＣ変換器３１０は、整流されたＲＦエネルギー信号を、デバイス３５０に準拠したエネルギーポテンシャル（例えば電圧）に変換する。線形のスイッチング変換器だけでなく、半波及び全波整流器（partial and full rectifiers）、レギュレータ、ブリッジ、ダブラー（doubler）、を含む種々のＲＦ／ＤＣ変換器が意図される。

受信回路３０２は、受信アンテナ３０４を電力変換回路３０６に接続する、あるいは電力変換回路３０６を非接続とするスイッチ回路３１２を更に含み得る。受信アンテナ３０４を電力変換回路３０６から非接続とすることは、デバイス３５０の充電を一時停止させるだけでなく、以下でより十分に説明されるように、送信機２００（図４）によって「見た（seen）」ときの「負荷（load）」を変化させる。上記開示のように、送信機２００は、送信機電力増幅器２１０に供給されたバイアス電流の変動を検出する負荷センス回路２１６を含む。従って、送信機２００は、受信機がいつ送信機のニアフィールド内に存在しているかを判断するメカニズムを有する。

複数の受信機３００が送信機のニアフィールド内に存在する場合には、１つまたはそれ以上の受信機に負荷をかけること（loading）及び負荷をかけないこと（unloading）を時分割多重（time-multiplex）することが望ましい。これは、他の受信機が送信機に効率的に結合することを可能にするためである。受信機はまた、他の近接する受信機との結合を排除し、または近接する送信機上の負荷を低減するため覆い隠される（cloak）。本明細書における受信機のこの「負荷をかけないこと（unloading）」は、「クローキング（cloaking）」として知られている。更に、受信機によって制御され、送信機２００によって検出される、負荷をかけないことと負荷をかけることとの間のスイッチングは、以下でより完全に説明されるような受信機３００から送信機２００への通信メカニズムを提供する。更に、プロトコルが、受信機３００から送信機２００へのメッセージの送信を可能とするスイッチングに関連づけられている。例として、スイッチング速度は１００μｓのオーダーであり得る。

典型的な実施形態では、送信機２００と受信機３００との間の通信は、一般的な双方向通信よりもむしろ、デバイスセンス（device sensing）及び充電制御メカニズムを指す。換言すれば、送信機２００は送信された信号のキーイング（keying）のオン／オフを用いて、ニアフィールドでのエネルギーの利用可能性（availability）を調整し得る。受信機３００は、エネルギーにおけるこれらの変化を、送信機２００からの符号化されたメッセージであると解釈する。受信機側からは、受信機３００は受信アンテナ３０４のチューニング及びデチューニングを用いて、どれだけの電力がニアフィールドから受け付けられるかを調整する。送信機２００は、ニアフィールドから使用される電力のこの差を検出して、これらの変化を受信機３００からのメッセージとして解釈し得る。

受信回路３０２は更に、送信機から受信機への情報のシグナリングに対応し得る受信エネルギー変動を特定するために用いられるシグナリング検出器及びビーコン回路３１４を含み得る。更に、シグナリング及びビーコン回路３１４はまた、低減されたＲＦ信号エネルギー（すなわちビーコン信号）の送信を検出し、そして受信回路３０２を無線充電のために構成するため、低減されたＲＦ信号エネルギーを、受信回路３０２内の電力の供給されていないまたは電力の消耗した回路を起動するための通常電力（nominal power）に整流するためにも使用され得る。

受信回路３０２は更に、本明細書で説明されたスイッチ回路３１２の制御を含む本明細書で説明された受信機３００のプロセスを調整する（coordinate）ためのプロセッサ３１６を含む。受信機３００のクローキングはまた、デバイス３５０に充電電力を供給する外部有線充電ソース（例えば、壁面コンセント／ＵＳＢ電源）の検出を含むその他のイベントの発生時にも生じ得る。後に議論されるように、無線電力送信の、通信データの受信との同期化の発生時、及び無線電力送信機によって生じる妨害波のモニタ及び検出のプロセス時に、クローキングが発生し得る。受信機のクローキングを制御することに加えてプロセッサ３１６はまた、ビーコン回路３１４をモニタして、ビーコンの状態を判断して、送信機から送信されたメッセージを取り出し得る。プロセッサ３１６はまた、性能改善のため、ＤＣ／ＤＣ変換器３１０を調整し得る。

図６Ａ〜６Ｃは、受信機と送信機との間のメッセージングを例示するための、種々の状態における受信回路の一部の単純化された概念図を示す。図６Ａ〜６Ｃの全ては、種々のスイッチの異なる状態と共に、同じ回路素子を示している。受信アンテナ３０４は、ノード３５０を駆動する特性インダクタンス（characteristic inductance）Ｌ１を含む。ノード３５０は、スイッチＳ１Ａを介してグランドに選択的に結合される。ノード３５０はまた、スイッチＳ１Ｂを介してダイオードＤ１及び整流器３１８に選択的に結合される。整流器３１８は、ＤＣ電力信号３２２を受信デバイス（図示せず）に供給して、受信デバイスを駆動し、バッテリを充電し、またはその両方である。ダイオードＤ１は送信信号３２０に結合され、送信信号３２０は、キャパシタＣ３及び抵抗Ｒ１によってフィルタリングされて、高調波及び望ましくない周波数を取り除かれる。

図６Ａ〜６Ｃの典型的な実施形態では、送信機を介して流れ出す電流は、スイッチＳ１Ａ及びＳ２Ａのスイッチの状態を変更することで変えられ得る。図６Ａでは、スイッチＳ１Ａ及びスイッチＳ２Ａは共にオープンとされ、「ＤＣオープン状態」を形成し、そして本質的に送信アンテナ２０４から負荷を取り除く。これは、送信機から見た電流を低減する。

図６Ｂでは、スイッチＳ１ＡはクローズとされスイッチＳ２Ａはオープンとされて、受信アンテナ３０４の「ＤＣ短絡状態」を形成する。よって、図６Ｂのこの状態は、送信機から見た電流を増加させるために使用され得る。

図６Ｃでは、スイッチＳ１Ａ及びスイッチＳ２Ａはクローズとされて、通常受信モード（本明細書では「ＤＣ動作状態」とも呼ばれる）を形成する。ここでは、電力はＤＣ出力信号３２２によって供給され、送信信号３２０が検出され得る。図６Ｃに示す状態では、受信機は通常の電力量を受信し、よって、ＤＣオープン状態またはＤＣ短絡状態よりも大きいまたは小さい送信アンテナからの電力を消費する。

リバースリンクシグナリングは、ＤＣ動作状態（図６Ｃ）とＤＣ短絡状態（図６Ｂ）との間のスイッチングによって達成され得る。リバースリンクシグナリングはまた、ＤＣ動作状態（図６Ｃ）とＤＣオープン状態（図６Ａ）との間のスイッチングによっても達成され得る。

図７Ａ〜７Ｃは、受信機と送信機との間のメッセージングを例示するための、種々の状態における代替的な受信回路の一部の単純化された概念図を示す。図７Ａ〜７Ｃの全ては、種々のスイッチの異なる状態と共に、同じ回路素子を示している。受信アンテナ３０４は、ノード３５０を駆動する特性インダクタンスＬ１を含む。ノード３５０は、キャパシタＣ１及びスイッチＳ１Ｂを介してグランドに選択的に結合される。ノード３５０はまた、キャパシタＣ２を介してダイオードＤ１及び整流器３１８に結合される。ダイオードＤ１は送信信号３２０に結合され、送信信号３２０は、キャパシタＣ３及び抵抗Ｒ１によってフィルタリングされて、高調波及び望ましくない周波数が取り除かれる。

整流器３１８は、抵抗Ｒ２及びグランドに直列に接続されたスイッチＳ２Ｂに接続されている。整流器３１８はまた、スイッチＳ３Ｂに接続される。スイッチＳ３Ｂの他方側は、ＤＣ電力信号３２２を受信デバイス（図示せず）に供給して、受信デバイスを駆動し、バッテリを充電し、またはその両方である。

図６Ａ〜６Ｃでは、スイッチＳ１Ｂを介して受信アンテナをグランドに選択的に結合することにより、受信アンテナ３０４のＤＣインピーダンスが変化される。対照的に、図７Ａ〜７Ｃの典型的な実施形態に例示するように、スイッチＳ１Ｂ、Ｓ２Ｂ、及びＳ３Ｂの状態を変更して受信アンテナ３０４のＡＣインピーダンスを変更することにより、リバースリンクシグナリングを生成するようにアンテナが修正され得る。図７Ａ〜７Ｃでは、受信アンテナ３０４の共振周波数は、キャパシタＣ２で調整され得る。よって、受信アンテナ３０４のＡＣインピーダンスは、スイッチＳ１Ｂを用いて受信アンテナ３０４を、キャパシタＣ１を介して選択的に結合することにより変化され、基本的に共振回路を、送信アンテナと最適に結合する範囲外の異なる周波数に変更し得る。受信アンテナ３０４の共振周波数が送信アンテナの共振周波数に近ければ、そして受信アンテナ３０４が送信アンテナのニアフィールド内にあれば、結合モードが発現され、受信機は放射フィールド１０６から十分な電力を引き出し得る。

図７Ａでは、スイッチＳ１Ｂはクローズされて、これによりアンテナはデチューニングされ、そして「ＡＣクローキング状態」が形成され、受信アンテナは送信アンテナの周波数では共振しないので、本質的に送信アンテナ２０４による検出から受信アンテナ３０４を「クローキング」する。受信アンテナは結合モードに無いので、スイッチＳ２Ｂ及びＳ３Ｂの状態は、本議論では特に重要では無い。

図７Ｂでは、スイッチＳ１Ｂがオープンとされ、スイッチＳ２Ｂがクローズとされ、そしてスイッチＳ３Ｂがオープンとされて、受信アンテナ３０４につき「チューニングされたダミー負荷状態（tuned dummy-load state）」が形成される。スイッチＳ１Ｂがオープンとされているので、キャパシタＣ１は共振周波数には寄与せず、そしてキャパシタＣ２と共に受信アンテナ３０４は、送信アンテナの共振周波数と整合し得る共振周波数にあるだろう。オープンとされたスイッチＳ３ＢとクローズとされたスイッチＳ２Ｂの組み合わせは、整流器につき比較的大きい電流ダミー負荷（current dummy load）を形成し、これは受信アンテナ３０４を介してより大きい電力を引き出し、これは送信アンテナによってセンスされ得る。更に、受信アンテナが送信アンテナから電力を受信する状態にあるので、送信信号３２０が検出され得る。

図７Ｃでは、スイッチＳ１Ｂがオープンとされ、スイッチＳ２Ｂがオープンとされ、そしてスイッチＳ３Ｂがクローズとされて、受信アンテナ３０４につき「チューニングされた動作状態（tuned operating state）」が形成される。スイッチＳ１Ｂがオープンとされているので、キャパシタＣ１は共振周波数に寄与せず、そしてキャパシタＣ２と共に受信アンテナ３０４は、送信アンテナの共振周波数に整合する共振周波数にある。スイッチＳ２ＢがオープンとされることとスイッチＳ３Ｂがクローズとされることにより通常動作状態が形成され、ＤＣ出力信号３２２によって電力が供給され、そして送信信号３２０が検出され得る。

チューニングされた動作状態（図７Ｃ）とＡＣクローキング状態（図７Ａ）とをスイッチングすることにより、リバースリンクシグナリングが達成され得る。リバースリンクシグナリングはまた、チューニングされたダミー負荷状態（図７Ｂ）とＡＣクローキング状態（図７Ａ）との間をスイッチングすることにより、達成され得る。リバースリンクシグナリングはまた、受信機によって消費される電力量（これは送信機の負荷センス回路によって検出され得る）に違いがあるため、チューニングされた動作状態（図７Ｃ）とチューニングされたダミー負荷状態（図７Ｂ）との間をスイッチングすることにより達成され得る。

もちろん、スイッチＳ１Ｂ、Ｓ２Ｂ、及びＳ３Ｂのその他の組み合わせが、クローキングを形成するため、そしてリバースリンクシグナリング及び受信デバイスへの電力供給を生成するために用い得ることを、当業者は認識するだろう。更に、スイッチＳ１Ａ及びＳ１Ｂは、クローキング、リバースリンクシグナリング、及び受信デバイスへの電力供給のためのその他の可能な組み合わせを形成するため、図７Ａ〜７Ｃの回路に加えられても良い。

図８は、本発明の典型的な実施形態に従った無線充電システム７００を例示する。無線充電システム７００は、無線電力充電器７１０及び無線電力受信デバイス７２０を含む。結合された際、無線電力充電器７１０は、図１〜７において送信機（１０４、２００）及び受信機（１０８、３００）に関して議論したように、無線電力受信デバイス７２０を充電する。特に図１及び２の観点から図８を参照すると、無線電力充電器７１０は、エネルギー転送を提供するための放射フィールド（例えば１０６）を生成する送信機（例えば１０４）を含む。無線電力受信デバイス７２０は、放射フィールド１０６に結合し、無線電力受信デバイス７２０による消費または蓄積のための出力電力（例えば１１０）を生成する受信機（例えば１０８）を含む。

無線電力受信デバイス７２０は、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、オーディオ／ビジュアルプレーヤ、カメラ、ラップトップ型コンピュータ、これらの組み合わせ、及び無線電力が受信され得るその他のパーソナル電子デバイスのようなモバイル機器を含み得る。無線電力受信デバイス７２０はまた、テレビ、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、ブルーレイプレーヤ、または電気的なパワーを使いまたは蓄え得るあらゆるその他のデバイスのような非モバイル機器を含み得る。

無線電力受信デバイス７２０はまた、外部ソースから通信データを受信するように構成された通信チャネルを含み得る。そのようなデータを送る外部ソースの例は、基地局、サテライト、サーバ、パーソナルコンピュータ、または無線電力受信デバイス７２０と通信し得るその他の近接パーソナル電子デバイスを含み得る。本発明の実施形態は、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００（登録商標）、ＧＰＳ、８０２．１１ Ｗｉ−Ｆｉ、ＬＴＥ（登録商標）、ＬＴＥ Advanced、Bluetooth（登録商標）等を含む、種々の物理層から通信を受信することを含み得る。通信データは、無線電力受信デバイス７２０のための、または無線電力受信デバイス７２０によって中継されるコマンドまたは命令を有するデータを含み得る。通信データはまた、人間によって知覚されるオーディオまたはビジュアル信号に変換され得るデータ信号、または無線電力受信デバイス７２０によって受信される他のそのような通信データを含み得る。

例えば無線通信システムでは、無線通信デバイスは、通信をイニシエイトするために関連づけられた基地局によってページングされ得る。そのような無線通信デバイスは無線電力受信デバイス７２０として構成され得るが、しかしながら本例の目的は、一般的な無線通信システムフレームワーク内のページングを例示することである。そのようなものとして、無線通信リンクを介して通信を受信する無線通信デバイスに対する一般的な言及が為される。換言すれば、無線通信デバイスは、本明細書で使用される際、無線通信デバイスがそのようなものとして構成される場合に無線電力受信デバイス７２０を含む。

基地局による無線通信デバイスへのそのようなページングの実装の例として、基地局は、ページングチャネルと呼ばれるダウンリンク上のチャネルを有し得る。典型的なページングのアレンジメントでは、ページングチャネルは、複数のページングタイムスロットに細分化され得る。無線通信デバイスのグループは、関連づけられた基地局からのページングメッセージを受信するため、所定の周期性のページングタイムスロットを割り当てられ得る。各無線通信デバイスは、これらのページングタイムスロットの間、関連づけられた基地局からのページングメッセージにつきモニタすることを予測され得る。このページングタイムスロットの周期性は、無線通信デバイスの各々が、指定されたページングタイムスロット間で無線通信デバイスの回路の大部分を事実上オフ出来る、よってエネルギーを節約出来るよう、十分に長くされ得る。そのようなページングタイムスロット間で回路をオフさせることは、無線通信デバイスがいわゆる「スリープ」モードに入る、と呼ばれる。スリープモードであってもなお、無線通信デバイスは、受信したページングタイムスロットのトラックを維持し得る。無線通信デバイスは、無線通信デバイスの指定されたページングタイムスロットの到着前に「起動（wake up）」され、ダウンリンクチャネルにチューニングされ、キャリア、タイマ、及びフレーム同期を得る。そして無線通信デバイスは、ページングタイムスロットをデコードし得る。もし、無線通信デバイスの識別子が、この無線通信デバイスの指摘されたページングタイムスロットに含まれていれば、この無線通信デバイスは、ページングメッセージが、その特定の無線通信デバイス用であることを知るだろう。そして無線通信デバイスは、ページングメッセージに示された適切な動作を行い得る。もし、このページングメッセージが、その特定の無線通信デバイス向けでなければ、この無線通信デバイスはスリープモードに戻り、ページングタイムスロットが受信されるのを待つ。そのようなページングタイムスロットは、無線電力送信機及び受信機ペアの結合によって生成されるエネルギーフィールドと干渉され得る。

さらに、無線電話コール（phone call、呼び出し、通話）のような進行中の通信送信（on-going communication transmission）の期間に、データのパケットは、利用可能な通信チャネル上の無線通信デバイスに送信されてもよい。実際のコール（actual call）の間のこれらのデータパケット送信も、無線電力送信機及び受信機ペアの結合によって生成されたエネルギーフィールドと干渉され得る。無線通信デバイスが、充電フィールド内にあるのと同時に通信中である場合、そのようなコールが生じ得る（例えばスピーカーポン、Bluetooth装置などを経由するコール）。

無線電力結合によって、あるいは一般に無線電力送信機で生成された放射フィールドによって生成された妨害波の効果を低減するために、無線充電システム７００は、無線電力充電器７１０によって引き起こされた受信機における妨害波の存在を検出するように構成され得る。例えば、コール時に無線電力受信デバイス７２０のフォワード及びダウンリンク通信チャネルを、あるいはページを受信する際に、無線電力受信デバイス７２０は、ページング・インディケータ・チャネル（ＰＩＣＨ：paging indicator channel）上のような、無線電力受信デバイス７２０の通信チャネルをモニタし得る。妨害波につき通信チャネルをモニタするための１つのメトリックは、ＰＩＣＨのエネルギー対干渉比、またはフォワードリンクチャネルの信号対雑音比を測定することである。これらの比率のうちのいずれかが十分な閾値未満に落ちる場合、無線電力受信デバイス７２０は、無線電力充電器７１０によって引き起こされた妨害波に直面しているだろう。より具体的には、無線電力充電器７１０が妨害波に十分に寄与する例では、無線電力充電器７１０と無線電力受信デバイス７２０との間の無線電力結合についての結合レベルは十分に低減され、または完全に遮断され得る。この場合、無線電力充電システム７００が、通信チャネルで干渉またはノイズを再測定するように構成され得る。

受信機（例えば１０８）のアンテナをデチューニングすること等により、先に述べたように無線電力結合レベルは、クローキングにより低減され、または遮断され得る。この場合、無線電力充電器７１０の送信機（例えば１０４）はなお放射フィールド（例えば１０６）を生成し、これにより、無線電力充電器７１０の妨害効果は完全には解消されないだろう。しかしながら、受信機のアンテナのデチューニングは、複数の無線電力受信デバイスが同じ無線電力充電器によって同時に充電されている場合には望ましいだろう。単純に受信機のアンテナをデチューニングすることにより、無線電力充電器７１０のいくらかの干渉効果が低減され、または解消され、他方で、他の既存の無線電力受信デバイスを充電状態に維持しておくことが可能となる。

更に、またはあるいは、無線電力充電器７１０の送信機によって生成された放射フィールドの電力レベルを低減し、または遮断するため、無線電力充電器７１０にコマンドが送信されても良い。このコマンドは、無線電力受信デバイス７２０から送信され得る。あるいは、異なるデバイス（図示せず）が、そのようなコマンドを無線電力充電器７１０に送信しても良い。

低減されたレベルの無線電力結合で再測定された妨害波測定結果が十分な閾値未満を維持していれば、無線充電システム７００は、無線電力結合が無線電力受信デバイス７２０の直面する妨害波に寄与していない（または、少なくとも唯一の寄与者ではない）と判断し得る。しかしながら、再測定された妨害波測定結果が、無線電力結合がオフまたは低減されつつ、十分なレベルを超えるように増加していれば、無線充電システム７００は、無線電力送信機が、実際には、無線電力受信デバイス７２０の直面する妨害波に主に寄与していると判断し得る。そのようなイベントでは、無線充電システム７００は更に、無線電力充電器７１０と無線電力受信デバイス７２０との間の無線電力結合を同期させるように構成され得る。

同期は、無線電力受信デバイス７２０によって通信データが予期されない時には、無線電力結合を第１のレベルに維持することによって生じ、無線電力受信デバイス７２０によって通信データが送られまたは受信されることが予期されている期間は、無線電力結合レベルを低減することによって生じる。通信データが予期されるそのような期間は、例えば、ページングタイムスロットを受信するための起動（wake up）時であり、またコール時のような通信リンク期間のデータパケットの送信のためのものであり得る。当業者に理解されるように、予期された通信データについてのその他の例は、ＦＤＤ ＬＴＥシステムにおける割り当てられたダウンリンクシンボルタイム、またはＧＳＭ（登録商標）、ＬＴＥ ＴＤＤ、及びＴＤ−ＳＣＤＭＡのようなＴＤＤシステムにおける受信タイムスロットを含み得る。同期は、無線電力充電器７１０と無線電力受信デバイス７２０とを非結合（de-coupling）することを含み、これは、無線電力受信デバイス７２０の受信アンテナをデチューニングすること、無線電力充電器７１０の送信機をミュートすること、またはこれらの組み合わせを含み得る。

送信機をミュートすることは、無線電力受信デバイス７２０による通信期間の間、送信機を完全にオフにすること、または無線電力充電器７１０の無線電力送信機によって形成された放射フィールドの強度を低減すること、を含み得る。よって、無線電力受信デバイス７２０は、無線電力受信デバイス７２０が、無線電力受信デバイス７２０の通信チャネル上でデータを受信したい期間に、送信機に対して送信を停止させる命令を発行するように構成され得る。言い換えれば、無線電力受信デバイス７２０は、これらの通信の重要な期間に送信電力をミュートするよう、無線電力充電器７１０の無線電力送信機を制御し得る。異なるデバイスが、そのような命令を無線電力充電器７１０に送っても良い。

別の典型的な実施形態では、無線電力送信機は、予測された充電を介してページングチャネルタイムスロットの間ミュートされ得る。予測された充電の間、無線電力充電デバイス７２０のページングチャネルタイムスロット情報は、無線電力充電デバイス７２０が充電されている際に、無線電力充電器７１０に予め記憶され得る。これにより、無線電力充電器７１０と無線電力受信デバイス７２０または別のデバイスとの間の連続的な通信の必要性が低減され得る。よって、本発明の典型的な実施形態では、無線電力充電システム７００は、無線電力受信デバイス７２０で妨害状況を検出するように構成され得る。無線電力充電システム７００は更に、無線電力送信機で生成されたフィールドにより生じた妨害波を低減または解消するため、無線電力充電器７１０の無線電力送信機と無線電力受信デバイス７２０の無線電力受信機との間で無線電力結合を同期させるように構成され得る。

図９は、本発明の実施形態に従った、受信機の妨害波効果を低減する方法のフローチャート４００を例示する。無線電力受信デバイスの妨害状況（jamming condition）が検出される（４０１）。妨害波は、高調波エネルギー、相互変調生成物（inter-modulation products）、高電圧、またはベースバンド結合で生じた干渉の結果であり得る。妨害状況を検出することは、通信チャネル上の干渉または雑音に比して、これらのチャネルのエネルギーまたは信号強度に対する無線電力送信機の妨害波効果をモニタすることを含み得る。

無線電力充電器７１０の無線電力送信機と無線電力受信デバイス７２０の無線電力受信機との間の結合（例えば無線電力送信／受信）は、無線電力受信デバイスによる受信または送信通信データと同期され得る。この同期は、無線電力充電デバイス７２０の妨害状況が存在するという判断に応答し得る。同期４０２は、ページングサイクルの期間または継続中のコール（on-going call）のパケット交換の期間のような、無線電力受信デバイス７２０上の予測された通信データ交換の期間に、無線電力結合を低減すること、を含み得る。無線電力結合を低減することは、無線電力受信デバイス７２０の無線電力アンテナをデチューニングすること、無線電力送信機からの放射フィールドを低減すること、無線電力送信機をオフすること、またはこれらの組み合わせを含み得る。

図１０は、本発明の典型的な実施形態に従った、無線電力送信機により生じた無線電力受信デバイス７２０の妨害波を低減する方法を示すフローチャート４０５を例示する。無線電力受信デバイス７２０の妨害波の存在がモニタされる（４１０）。典型的な実施形態では、無線電力受信デバイス７２０は、無線電力受信デバイス７２０の搬送波エネルギー対干渉波エネルギー比（Ｅc／Ｉo）につき、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ：Common Pilot Channel）のようなパイロットチャネル、またはＰＩＣＨのような通信チャネルをモニタし得る。コールの状況（call situation）の期間の別の例では、デバイスは、データパケットの送信の期間、劣化した搬送波対雑音比があるかどうかを確かめるため、リンクの品質をモニタしても良い。

デバイスにおいて妨害波があるか否かの判断４２０がなされる。ＰＩＣＨのＥc／Ｉo比をモニタしつつ上記の例を継続することで、妨害波の無い場合に、予測された典型的な値が存在する。よって、妨害波が存在するか否かに関する判断は、Ｅc／Ｉo比が、予め定義された許容可能な閾値未満に低下したか否かの判断に基づき得る。Ｅc／Ｉo比が、予め定義された閾値未満に低下すれば、妨害波の存在が特定される。Ｅc／Ｉo比についてのそのような閾値レベルは、例えば約−１６ｄＢに設定され得る。同様に、コールの状況の間、劣化された搬送波対雑音比につき閾値が設定されても良い。

受信機で妨害波が無ければ、妨害波についての無線電力充電デバイス７２０のモニタリング４１０が継続され得る。妨害波が存在すれば、妨害波が無線電力送信機によって生じているのか、または妨害波は環境における別の妨害デバイスに起因するのかを検出するテストが行われ得る。換言すれば、妨害波の最初の判断は、妨害波の存在に関する判断のみであり、妨害波のソースに必ずしも関するものではないだろう。例えば、別の妨害波の影響が、環境には存在し得る。よって妨害波の存在が判断されれば（４２０）、無線電力送信機は、妨害波における単なる原因として疑われるもの（suspect）として特定され得る。

無線電力送信機が妨害波の重大な原因であるかを判断するため、無線電力受信機と無線電力送信機との間の無線電力結合リンクが低減される（４３０）（すなわち、無線電力結合は、低減された結合レベルとされる）。ある期間、送信機をオフにすること、または生成された放射フィールドの強度を低減すること等、無線電力送信機をミュートすることにより、無線電力結合リンクの低減が生じる。あるいは、または更に、無線電力受信機のアンテナ３０４（図６〜７）がデチューニングされて、無線電力送信機と無線電力受信機との間の無線結合が低減または解消され得る。無線電力受信機のアンテナ３０４のデチューニングは、無線電力受信デバイスへの受信電力の低減、及び無線電力受信機のクローキングの効果を有し得る。受信機での部分的なクロークもまた、整流ダイオードをバックバイアスすること及び内部干渉を低減することにより、無線電力結合を低減し得る。別の例として、受信機のダイオードは、無線電力結合を低減するためにバックバイアスされても良い。

受信機３００及び送信機２００が非接続とされ、または低減された結合モードにある期間、無線電力受信デバイス７２０においてまだ妨害波が存在するか否かの判断４４０がなされる。ＰＩＣＨと共に上記例を継続することで、Ｅc／Ｉo比が再測定され、そして妨害波がまだ存在するか否かを判断するための閾値レベル（例えば−１６ｄＢ）と比較され得る。コール中の状況（in-call situation）では、無線電力結合レベルの低下がフォワードリンクの問題を改善したかを判断するため、搬送波対雑音比の劣化が再測定され得る。

もし妨害波がまだ存在していれば（例えば、Ｅc／Ｉoがまだ、典型的には予め定義された−１６ｄＢの閾値未満である）、無線電力充電器７１０が本デバイスの妨害波の原因ではない（または、少なくとも主たる寄与ではない）という判断４５０がなされる。そして、無線電力受信機と無線電力送信機との間の無線電力結合リンクが増大されて（４８０）、増大された無線電力結合レベルでの充電が再開される。そして無線電力受信デバイス７２０は、妨害波の存在のモニタ（４１０）に戻り得る。そのイベントにおいて、モニタリングに戻ることは、ある遅延期間の後に起きても良い。あるいは無線電力受信デバイス７２０は、このモニタリングループから完全に抜けても良い。

非接続の無線電力結合リンクまたは低減された結合モードで妨害波がもう存在していなければ（例えば、Ｅc／Ｉoが、典型的な予め定義された−１６ｄＢの閾値よりも上に変化した）、無線電力充電器が本デバイスの妨害波の原因である（少なくとも、主たる寄与である）との判断４６０がなされる。このイベントでは、無線電力充電器７１０と無線電力受信デバイス７２０についての無線電力結合リンクが、無線電力受信デバイス７２０での通信データの受信の期間、周期的に低減される（４７０）（すなわち、無線電力結合が、低減された結合レベルとされる）。低減された無線電力結合レベルにすることは、無線電力充電器７１０と無線電力受信デバイス７２０との間の無線電力送信／受信の完全な非接続または非結合を含み得る。

例えば、無線電力送信機は、ミュートされるように命令され、これはページングチャネルタイムスロット（例えばＰＩＣＨタイムスロット）の期間、オフ状態にされることまたは電力送信を低減されることを含み得る。典型的な実施形態では、無線電力送信機は、無線電力結合を低減するための負荷変調を介する等して、無線電力受信デバイス７２０と通信し得る。あるいは、無線電力送信機は、無線電力受信デバイス７２０から受信した命令に基づいて、またはあるいは、別のエンティティから受信した命令に基づいて、内部プロセッサ（例えば２１４、図４）によってミュートされるよう制御され得る。更に、低減された無線電力結合レベルは、無線電力受信デバイス７２０の無線電力アンテナをデチューニングすることによって得られ得る。

動作４３０及び４４０では、まず、無線電力受信デバイス７２０の無線電力アンテナをデチューニングすることにより、結合を低減することを試みるのが好ましいだろう。無線電力受信デバイス７２０の無線電力アンテナのデチューニングは、妨害波の高調波が無線電力受信機自身に形成され、または無線電力受信機がオン状態の際に高調波がより強く結合されていれば、個々の無線電力受信デバイスにおける妨害の状況を取り除くよう、妨害波の十分な低減をもたらし得る。無線電力受信デバイス７２０の無線電力アンテナをデチューニングすることにより妨害波の十分な低減を得ることは、無線電力送信機によって生成されたフィールドと干渉することなく妨害波の低減が得られるだろうことから有用であろう。このような方法での妨害波の低減は、より連続的で効率的な充電を受け得る複数の無線電力受信デバイスがある際に有用であり得る。無線電力受信デバイス７２０の無線電力アンテナをデチューニングすることはまた、無線電力受信デバイス７２０の無線電力アンテナをデチューニングすることが、無線電力充電器７１０との双方向データ転送を維持する負荷を低減し得るため、好都合であり得る。しかしながら、ある場合には、無線電力受信デバイス７２０の無線電力アンテナをデチューニングすることは、効率的ではなくまたは望ましくないかもしれない。そのような場合では、無線電力受信デバイス７２０の無線電力アンテナをデチューニングすることに加えて、またはその代わりに、無線電力送信機をミュートすることを用い得る。

種々の実施形態の効率を例示するため、種々の計算が用いられ得る。唯１つのデバイスのみがある実施形態では、無線電力送信機をミュートすることは、ページをなお受信しつつ、デバイスにつき約９９％の充電レートを可能とし得る。例えば、非連続受信サイクル（ＤＲＸ：Discontinuous Reception Cycle）では、デバイスは１．２８秒毎に起動し、ＰＩＣＨを復調し得る。１．２８秒は、概算の推奨されたシステムの設定であり得るが、このインターバルは、システム及びサービスプロバイダの要求に依存して変動し得る設定可能なシステムパラメータであり得る。ページを受信し、このページを復調するデュレーションは、約６ｍｓであり得る。よって、ページがＤＲＸモード上にある時間の割合は、約６／１２８０またはその時間の約０．５％であり得る。この割合は、無線電力結合が、無線電力送信機からの妨害波を避けるために低減されまたは遮断され得る時間の割合でもあり得る（これは、無線電力受信デバイス７２０につき約９９％の充電をもたらす）。

別の典型的な実施形態では、複数の無線電力受信デバイス７２０がある場合、そのようなデバイスがちょうど１つの場合よりも充電レートはわずかに低くなり得る。例えば、５つの無線電力受信デバイス７２０がある場合には、ＤＲＸモードは、時間の約９７％の充電を可能とし得る。ページングタイムスロットは、無線電力受信デバイス７２０の各々の１つまたはそれ以上で異なっていても良い。その場合、各デバイスについてのミュートの可能性は、互いに独立して約６／１２８０で変わらない。しかしながら、ページングタイムスロットは異なる無線電力受信デバイス７２０間で同期されないだろうから、無線電力送信機は、５つの典型的なデバイスの各々につき異なる時間でミュートされ、その組み合わせは約９７％の充電レートを有し得る。これはもちろん、無線電力送信機が、必要な時間の間、完全にオフとされ、または低減された放射フィールドを生成するためにミュートされる実施形態を仮定している。しかしながら、通信の予測された時間の間、妨害された無線電力受信デバイスのアンテナをデチューニングすることにより１つまたはそれ以上の無線電力受信デバイスの妨害波を十分に低減できれば、無線電力送信機はオンを維持し、そしてそれらの通信モードにはなくまたは妨害されていない他の無線電力受信デバイス７２０のための無線電力を供給し得る。

無線電力受信デバイス７２０は、そのページングの機会を算出するためのInternational Mobile Subscriber’s Identity（ＩＭＳＩ）のような、その加入者のアイデンティティを使用し得る。サービスプロバイダは、どこにパラメータを設定するかを決定し得る。本明細書で使用された具体的な値は、典型例として見なされる。各サービスプロバイダは、ページの周期性及びデュレーション、どのような干渉レベルに耐えられるか、及びどのような干渉レベルが許容出来ないか、のようなパラメータを選択し得る。よって、サービスプロバイダは、サービスプロバイダの所望のページング要求及び許容可能な干渉値に基づいて充電レートを決定することが出来得る。言い換えれば、ページは、既知の周期的な時間で無線電力受信デバイス７２０に供給され、サービスプロバイダは、ページング及び無線充電についてのサービスプロバイダ自身の選択及び要求に基づいて、それらの時間を変え得る。

コール中の妨害波（in-call jamming）については、無線電力受信デバイス７２０は、ページの受信に必要な時間よりも長い周期で、通信リンク上でデータパケットを受信されることを求められ得るので、充電システムはより効率的ではないだろう。ある場合には、充電（すなわち、無線電力結合リンク）は、パケット送信／受信の瞬間においてよりはむしろ、全コールの間（during the entire call）、低減され、または更に完全に非接続とされることを求められ得る。

本方法は、無線電力受信機の動作の期間に継続され得るが、しかしながら本方法は、無線電力受信機が、無線電力受信機が無線電力送信機のニアフィールド内にあることを検出した際にイニシエイトされても良い。その場合、無線電力結合が認識されると、無線電力受信デバイス７２０は、無線電力送信機、または無線電力送信機及び無線電力受信機の組み合わせが、無線電力受信デバイス７２０の妨害波を引き起こしているかどうかを確かめるためにモニタリングを開始し得る。無線電力受信デバイス７２０が充電フィールドから移動されると、無線電力受信デバイス７２０は、無線電力送信機は妨害波の原因ではなさそうだと認識し、そして無線電力受信デバイス７２０は、無線電力充電器７１０の送信機によって生成された放射フィールドに関する妨害波についてのモニタリングを停止し得る。更に、無線電力受信デバイス７２０の妨害波を取り除く試みが失敗すれば、無線電力受信デバイス７２０は、ある期間につきモニタリングが停止し、物理的に移動されるまで、連続的に充電フィールドに留まり得る。十分に長い期間の後、無線電力受信デバイス７２０は、状況が変化（これは妨害波の改善を可能とし得る）したかを確かめるために、再度モニタするように構成され得る。

無線電力充電器７１０による妨害の状況が判断され、そして無線電力充電器７１０及び無線電力受信デバイス７２０が結合につき周期的に低減されれば（例えば、無線電力受信デバイス７２０の通信送信／受信と同期される）、妨害波の状況が変化したかを確かめるために周期的に再テストされることが望ましいだろう。そのような場合、動作４１０を抜けてもう一度やり直し、妨害波の存在をモニタすることが望ましいだろう。再テストの周期は標準的な周期であり得るが、これはまた、種々のサービスプロバイダに依存して可変であり得る。周期的に再テストすることは、１つまたはそれ以上の無線電力受信デバイスが無線電力で充電される時間の割合をより良く最大化し得る。

本明細書で述べられたアプローチは、ＣＤＭＡ、ＷＣＤＭＡ、ＯＦＤＭ、８０２．１１、ＧＰＳ、Bluetooth、ＬＴＥ、ＬＴＥ Advanced等のような、様々な通信規格に適用可能である。当業者は、情報及び信号が任意の様々な異なる技術及び技法を使用して表されることを理解するであろう。例えば、この詳細な説明の至る所で参照され得るデータ、指示、命令、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または粒子、光学場または粒子、またはその任意の組合せによって表され得る。

当業者は、本明細書に開示された典型的な実施形態に関連して述べられた様々な例示の論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または双方の組合せとして実装され得ることを認識するであろう。ハードウェア及びソフトウェアのこの互換性を明確に例証するために、様々な例示の要素部品、ブロック、モジュール、回路、及びステップは、一般にそれらの機能に関して上で述べられてきた。そのような機能がハードウェアで実施されるかまたはソフトウェアとして実施されるかは、特定のアプリケーション及びシステム全体に課せられた設計制限に依存する。当業者は、説明された機能を特定の各アプリケーションのために様々な方法で実施するかもしれないが、そのような実施決定は本発明の典型的な実施形態の範囲から逸脱するものと解釈されるべきでない。

本明細書に開示された典型的な実施形態に関連して述べた様々な例示の論理ブロック、モジュール、及び回路は、本明細書で述べた機能を実行するために設計された汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、またはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア部品、またはその任意の組合せによって制御され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであって良いが、これに代るものでは、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであり得る。プロセッサはまた、計算デバイスの組合せ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連係した１つまたはそれ以上のマイクロプロセッサ、または他の任意のそのような構成として実施され得る。

本明細書に開示された典型的な実施形態に関連して述べた方法またはアルゴリズムのステップは、直接、ハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて、またはその二つの組合せにおいて具体化され得る。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的に書き込み可能なＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去及び書き込み可能なＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で既知である他の形の任意の記録媒体に存在し得る。典型的な記録媒体は、プロセッサが記録媒体から情報を読み出し、そして記録媒体へ情報を書込むことが出来るように、プロセッサへ結合され得る。あるいは、記録媒体はプロセッサへ一体化されても良い。プロセッサ及び記録媒体は、ＡＳＩＣ内にあっても良い。ＡＳＩＣは、ユーザ端末内にあっても良い。あるいは、プロセッサ及び記録媒体は、ユーザ端末においてディスクリート部品としてあっても良い。

１つまたはそれ以上の典型的な実施形態では、述べられた機能はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはその任意の組合せで実装され得る。ソフトウェアで実装される場合、それらの機能は１つまたはそれ以上の命令またはコードとして、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶され、或いは伝送され得る。コンピュータ読み取り可能な媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの持ち運びを助ける任意の媒体を含むコンピュータ記憶メディア及び通信メディアの双方を含み得る。記録媒体は、コンピュータによってアクセスできる任意の利用可能な媒体であって良い。例として、これに限定するもので無いものとして、このようなコンピュータ読み取り可能な媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたは光ディスク媒体、磁気ディスク媒体または他の磁気記録デバイス、または命令またはデータ構造の形で所望のプログラムコードを運びまたは保持するために使用され、そしてコンピュータによってアクセスできる他の任意の媒体を含むことが出来る。また、あらゆる接続が、適切にコンピュータ読み取り可能な媒体と呼ばれる。例えば、そのソフトウェアが同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、或いは赤外線、無線、及びマイクロ波といった無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、または遠隔源から送信されるならば、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、或いは赤外線、無線、及びマイクロ波といった無線技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用されるディスク（disk and disc）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）、光学ディスク、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、及びブルーレイディスクを含み、ディスク（disk）は、一般的に、磁気によってデータを再生し、ディスク（disc）はレーザによって光学的にデータを再生する。上記の組合せもまたコンピュータ読み取り可能な媒体の範囲内に含まれるべきである。

開示された典型的な実施形態の上記説明は、当業者に本発明の製造及び使用を容易にするために与えられる。これらの典型的な実施形態の種々の変形が、当業者には容易に明白であろう。そして本明細書で定義された包括的な原理は、この発明の範囲及び精神から逸脱することなく、その他の実施形態に適用され得る。よって、この発明は実施形態に限定されることを意図されないが、本明細書で開示された新規な特徴と原理に一致する最も広い範囲に許容される。

Claims (29)

1. 第１無線通信デバイスによる非通信期間の期間、ある結合レベルで、無線電力充電器と前記第１無線通信デバイスとの間で無線電力を結合することと、
   前記第１無線通信デバイスによる通信期間の期間、低減された結合レベルで、前記無線電力充電器と前記第１無線通信デバイスとの間で無線電力を結合することと
   を備える方法。
2. 前記無線電力充電器によって生成された放射フィールド（radiated field）によって生じた前記第１無線通信デバイスにおける妨害波（jamming）を検出すること、を更に備える請求項１の方法。
3. 前記妨害波を検出することは、
   前記第１無線通信デバイスで妨害波につきモニタすることと、
   低減された結合レベルで無線電力を結合することと、
   前記結合された無線電力が前記低減された結合レベルである期間、前記第１無線通信デバイスで妨害波につきモニタすることと
   を含む、請求項２の方法。
4. 前記妨害波につきモニタすることは、前記第１無線通信デバイスのページングチャネルのエネルギー対干渉比をモニタすることを含む、請求項３の方法。
5. 前記妨害波につきモニタすることは、前記第１無線通信デバイスとの通信チャネルでの通信の間の信号対雑音比をモニタすることを含む、請求項３の方法。
6. 前記ページングチャネルの前記エネルギー対干渉比が所定の閾値未満である際に、前記妨害波を検出することが確定（determine）される、請求項４の方法。
7. 前記通信チャネルの前記信号対雑音比が所定の閾値未満である際に、前記妨害波を検出することが確定（determine）される、請求項５の方法。
8. 前記低減された結合レベルで前記無線電力充電器と前記第１無線通信デバイスとの間で無線電力を結合することは、前記第１無線通信デバイスの無線電力受信機に関連づけられたアンテナをデチューニング（de-tuning）すること、を含む請求項１の方法。
9. 前記低減された結合レベルで前記無線電力充電器と前記第１無線通信デバイスとの間で無線電力を結合することは、前記無線電力充電器によって生成された放射フィールド（radiated field）の電力レベルを低減すること、を含む請求項１の方法。
10. 前記無線電力充電器によって生成された前記放射フィールドの電力レベルを低減することは、前記無線電力充電器によって生成された前記放射フィールドの送信をディセーブルにすること、を含む請求項９の方法。
11. 第２無線通信デバイスによる非通信期間の期間、前記ある結合レベルで、前記無線電力充電器と前記第２無線通信デバイスとの間で前記無線電力を結合することと、
    前記第２無線通信デバイスによる通信期間の期間、低減された結合レベルで、前記無線電力充電器と前記第２無線通信デバイスとの間で無線電力を結合することと
    を更に備える請求項１の方法。
12. 前記低減された結合レベルで前記無線電力充電器と前記第２無線通信デバイスとの間で無線電力を結合しつつ、前記低減された結合レベルで、前記無線電力充電器と前記第１無線通信デバイスとの間で無線電力を結合すること
    を更に備える請求項１１の方法。
13. 無線電力充電器の無線電力送信機から無線電力を受信するように構成された無線電力受信機と、
    通信データを受信するように構成された通信チャネルと、
    前記通信チャネル上の通信データの受信の期間、前記無線電力受信機と前記無線電力送信機との間の無線電力結合を、低減された結合レベルに低減するように構成されたプロセッサと
    を備える無線通信デバイス。
14. 前記プロセッサは、前記無線電力送信機によって生成された放射フィールド（radiated field）によって生じた妨害（jamming）の状況を判断するように更に構成され、
    妨害の状況が存在する際、通信データの受信期間に無線電力結合の低減が生じる、請求項１３の無線通信デバイス。
15. 前記プロセッサは、前記無線電力受信機に関連づけられたアンテナをデチューニング（detuning）することにより無線電力結合を低減するように構成されている、請求項１３の無線通信デバイス。
16. 前記プロセッサは、前記無線電力充電器にコマンドを送信することにより、前記無線電力受信機によって生成される放射フィールド（radiated field）を低減することで、無線電力結合を低減するように構成されている、請求項１３の無線通信デバイス。
17. 前記コマンドは、前記無線電力送信機によって生成される前記放射フィールドを抑制（inhibit）するように構成される、請求項１６の無線通信デバイス。
18. 前記無線チャネルはページングチャネルを備え、
    通信データの受信はページングタイムスロットの期間に生じる、請求項１３の無線通信デバイス。
19. 通信データの受信は、前記通信チャネル上での通信の期間でのデータパケットの受信を含む、請求項１３の無線通信デバイス。
20. 前記通信チャネルは、基地局、サテライト、サーバ、パーソナルコンピュータ、及びパーソナル電子デバイスの少なくとも１つを含む外部デバイスとの通信リンクから通信データを受信するように構成される、請求項１３の無線通信デバイス。
21. 前記通信リンクは、CDMA、WCDMA、OFDM、802.11、GPS、Bluetooth、LTE、LTE Advanced、及びニアフィールド（near-field）通信リンクの少なくとも１つに従って構成される、請求項２０の無線通信デバイス。
22. 無線電力受信デバイスの無線電力受信機との結合のため放射フィールド（radiated field）を生成するように構成された無線電力送信機と、
    前記無線電力送信機と通信するプロセッサと
    を備え、前記プロセッサは、前記無線電力受信デバイスが通信データを受信している際には、前記無線電力送信機によって生成された前記放射フィールドの電力レベルを低減するように構成されている、無線電力充電器。
23. 前記無線電力送信機によって生成された前記放射フィールドの前記電力レベルの低減は、前記無線電力受信デバイスの妨害（jamming）の期間に生じる、請求項２２の無線電力充電器。
24. 前記プロセッサは、前記無線電力送信機によって生成された前記放射フィールドを抑制（inhibit）することにより、前記無線電力送信機によって生成された前記放射フィールドの電力レベルを低減するように構成される、請求項２２の無線電力充電器。
25. 前記プロセッサと通信する受信アンテナを更に備え、
    前記受信アンテナは、前記無線電力送信機によって生成された前記放射フィールドの前記電力レベルの前記低減を制御するため、外部デバイスからコマンドを受信するように構成される、請求項２２の無線電力充電器。
26. 前記プロセッサは、前記無線電力受信デバイスによる通信データの受信が予測された時に、前記無線電力送信機によって生成された前記放射フィールドの前記電力レベルの前記低減を制御するように更に構成されている、請求項２２の無線電力充電器。
27. 前記無線電力受信デバイスによる前記通信データの受信が予測された時は、前記無線電力受信デバイスにつき割り当てられたページングの期間に生じる、請求項２６の無線電力充電器。
28. 前記外部デバイスは、前記無線電力受信デバイスである、請求項２５の無線電力充電器。
29. 第１無線通信デバイスによる非通信期間の期間、ある結合レベルで、無線電力充電器と前記第１無線通信デバイスとの間で無線電力を結合する手段と、
    前記第１無線通信デバイスによる通信期間の期間、低減された結合レベルで、前記無線電力充電器と前記第１無線通信デバイスとの間で無線電力を結合する手段と
    を備える装置。

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