JP2016534703A - 万能型の超音波ワイヤレス充電 - Google Patents

Abstract

非接触式充電器の充電面に対するバッテリ作動装置の隣接する超音波受信器の位置を検出するための方法及びシステムを提供することができる。充電面は、送信器サブアレイから構成される超音波アレイを含むことができ、その位置に基づいて、送信器サブアレイのうちの１つ又は複数を選択的に活性化して、隣接する超音波受信器に超音波ビームを集束させることができる。一例では、隣接する超音波受信器の移動を検出することができ、この移動に応答して超音波ビームの焦点が調整される。

Description

本実施形態は、概して、バッテリ作動装置の充電に関する。具体的には、本実施形態は、バッテリ作動装置を充電するための集束された超音波ビームの使用に関する。

ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、及びスマートフォン等のバッテリ作動装置の需要が増加するにつれて、それらバッテリ作動装置の充電に関する課題に直面する可能性がある。具体的には、従来の接触式充電器は、装置同士の間で異なるので、エンドユーザは複数の異なる充電器を持ち運んでおり、特定の装置について正しい充電器を識別するために苦労することがある。容量性又は誘導性の充電器等の非接触式充電器は、特定の状況では適当であるが、改善の余地を相当残したままである。例えば、容量性の充電器は、効率が低く、金属シャーシ等の特別な材料を必要とし、一方で、誘導性の充電器は、周辺機器に電磁干渉（EMI）を引き起こすことがある。また、超音波充電における最近の発展は、安全上の懸念事項によって商業的実現可能性が制限されている。

本実施形態による非接触式充電面上での複数のバッテリ作動装置の一例の平面図である。 本実施形態によるバッテリ作動装置と非接触式充電面との間のインターフェイスの一例の側面図である。 本実施形態による非接触式充電マウントの一例の側面図である。 本実施形態による非接触式充電器の一例のブロック図である。 本実施形態による送信器サブアレイの一例を示すブロック図である。 本実施形態によるサブアレイ要素とバッテリ作動装置との間のインターフェイスの一例のブロック図である。 本実施形態によるバッテリ作動装置の一例の背面図である。 本実施形態によるバッテリ動作装置を充電する方法の一例を示すフローチャートである。 本実施形態によるバッテリ作動装置の充電レベルに超音波ビームを適合させる方法の一例を示すフローチャートである。

本発明の実施形態の様々な利点は、以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲を理解することにより及び以下の図面を参照することにより、当業者に明らかになるであろう。
図１は、非接触式充電器の充電面１０を示しており、この充電面１０において、ケーブル、プラグ、コネクタ等を使用することなく、バッテリ作動装置１２の内部バッテリを充電するために、複数のバッテリ作動装置１２（１２ａ〜１２ｄ）を配置することができる。図示される充電面１０は、例えば机やテーブル等の水平面上に配置されるが、他の非水平な構成を使用してもよい。装置１２は、サイズ及びタイプが変ってもよく、異なる機能を有してもよい。例えば、第１の装置１２ａは、コンバーチブル型タブレットであってもよく、第２の装置１２ｂは、電子書籍（電子ブック）リーダー１２ｂであってもよく、第３の装置１２ｃは、スマートフォンの一種であってもよく、第４の装置１２ｄは、別のタイプのスマートフォン１２ｄであってもよい。図示される充電面１０は、一般的に、異なる機能及び／又は異なるメーカーの装置を受け入れ、且つそれら装置１２を充電するために、装置１２を表面１０に差し込む、或いは接続することを必要としないような万能型の（ユニバーサルな）ワイヤレス充電ソリューションを表す。より詳細に説明するように、充電面１０において、装置を充電するために超音波エネルギーを使用することができる。

図１及び図２を引き続き参照すると、図示される充電面１０は、各装置１２の位置を自動的に決定し、且つ装置１２の超音波受信器（例えば、ビームコレクタ、図示せず）に超音波ビームを直接的に集束させることができるような超音波グリッド／アレイを含む。例えば、図２は、充電面１０が、超音波ビーム１４を装置１２ａの表面の特定の位置に集束させることができる一方、装置１２ａが空隙によって充電面１０から離された場合に（例えば、最初に配置する前に、移動中／再配置中に、取り外した直後に）、装置１２ａは、同様に、充電面１０上に載置されることを示している。

図示される充電面１０は、装置１２の位置を自動的に決定することができるので、装置１２のユーザは、装置１２の向きや位置に関係なく装置１２を充電面１０に容易に配置することができ、装置を充電するのを確実する。また、超音波ビーム１４に曝される人体に対する安全上の懸念事項が、ビーム１４の集束される特性及び図示される装置１２の位置を追跡する充電面１０の能力によって未然に防ぐことができる。図３は、車両のダッシュボード１８等の非水平面及び／又は非水平対象物に結合されたマウント１６等の他の構造体に充電面を組み入れることができることを示している。

ここで図４を参照すると、充電面１０が送信器サブアレイ２４から構成されるアレイ２２を含むような非接触式充電器２０が、示されている。各送信器サブアレイ２４は、一般的に、複数の超音波送信器を含むことができる。より詳細に説明するように、１つ又は複数のサブアレイ２４は、光検出器３４を含むことができる。図示される充電器２０は、充電面１０に対するバッテリ作動装置の隣接する超音波受信器の位置を検出するように構成された論理回路２６も含む。論理回路２６は、１つ又は複数の送信器サブアレイ２４を選択的に活性化して、超音波ビームを隣接する超音波受信器に集束させることもできる。具体的には、論理回路２６は、バッテリ作動装置の隣接する超音波受信器（例えば、ビームコレクタ）と重なる（例えば、その下にある）送信器サブアレイ２４のみを活性化することができる。

図５は、超音波エネルギーを出力するために、超音波送信器（TX）３０を含む複数のサブアレイ要素２８を有する特定の送信器サブアレイ２４を示している。超音波送信器３０は、例えば、微細加工された容量性超音波トランスデューサ（CMUT）等の超音波トランスデューサベースの微小電気機械システム（MEMS）であってもよい。ＭＥＭＳ及び／又はＣＭＵＴ技術の使用によって、非接触式充電器において他の特別な材料（例えば、金属シャーシ）の必要性をなくすことができる。１つ又は複数の超音波送信器３０は、対応する超音波受信器（RX）３２を有してもよい。より詳細に説明するように、対応する超音波受信器３２は、近くのバッテリ作動装置から反射された超音波エネルギーを捕捉することもでき、ここで捕捉された超音波エネルギーは、これらのバッテリ作動装置を追跡するのを容易にすることができる。対応する超音波受信器３２は、例えば、ＣＭＵＴ技術等のＭＥＭＳベースの技術を使用して製造することもできる。図示される送信器サブアレイ２４は、近くのバッテリ作動装置を追跡するだけでなく、それらのバッテリ作動装置の充電レベルを決定するのに有用である光検出器３４も含む。送信器サブアレイ２４は、バッテリ作動装置の追跡を容易するために、１つ又は複数の超音波距離測定器（図示せず）も含むことができる。

ここで図６を参照すると、サブアレイ要素２８とバッテリ作動装置１２との間のインターフェイスが、示されている。既に述べたように、サブアレイ要素２８は、デジタル−アナログ（D/A）変換器３８で処理される入力エネルギー源の信号３６に基づいて、超音波エネルギー４０を出力する超音波送信器３０を含むことができる。ビーム１４（図２参照）等の超音波ビームを生成するために、超音波エネルギー４０を、いくつかの他のサブアレイ要素からの超音波エネルギーと結合してもよい。

図示される例では、バッテリ作動装置１２は、サブアレイ要素２８に隣接しており、且つ媒体４８（例えば、空気）を介して超音波エネルギー４０を集めるような超音波受信器４２を含む。図示される超音波受信器４２は、アナログ−デジタル（A/D）変換器４４を使用して、内部電源、バッテリ及び／又は充電器等の負荷４６を作動させる。超音波送信器３０及び隣接する超音波受信部４２は、超音波エネルギー４０について媒体４８を介して比較的高い効率を達成するために、整合されたインピーダンスを有する。サブアレイ要素２８は、バッテリ作動装置１２から反射された超音波エネルギーを捕捉するために、超音波送信器３０に対応する超音波受信器３２も含むことができる。一例では、対応する超音波受信部３２は、受信した超音波エネルギーを処理するために、Ａ／Ｄ変換器５２を使用する。

バッテリ作動装置１２は、サブアレイ要素２８と低出力パルス及び肯定応答ハンドシェイクで関与するような超音波送信器（図示せず）を含んでもよい。具体的には、サブアレイ要素２８は、低出力パルスを生成するために使用され、バッテリ作動装置１２の超音波送信器は、その低出力パルスに対して肯定応答アライメントの符号化されたパルスを返信することによって応答することができる。このような場合には、肯定応答を受信するサブアレイ要素２８（すなわち、対応するサブアレイ）のみを、超音波ビームを生成するために活性化することができる。

図７は、バッテリ作動装置１２のハウジングの外面に位置付けされた超音波受信器４２を有するバッテリ作動装置１２を示している。また、ビーム反射器５０を、超音波受信部４２の周囲に又はこの周辺に配置することができ、ここでビーム反射器５０に衝突する超音波エネルギーを、比較的高速で（例えば、ハウジングから反射するエネルギーよりも速い）充電面１０（図１、図２及び図４）等の充電面に反射させることができる。従って、バッテリ作動装置１２が非接触式充電器の上を移動する際に、ビーム反射器５０から反射された超音波エネルギーを非接触式充電器が使用して、非接触式充電器の充電面上でのバッテリ作動装置１２の位置及び向きを積極的に決定することができる。送信された超音波ビームのパルス波の特性（例えば、周波数、波の速度）の知見は、反射された超音波エネルギーを評価するときに、考慮に入れることもできる。

バッテリ作動装置１２は、ハウジングの外面に配置された充電確認ランプ５４を有してもよく、ここで隣接する充電面の例えば光検出器３４（図５）等の１つ又は複数の光検出器は、充電確認ランプ５４を検出することができる。この点において、バッテリ作動装置１２の充電レベルは、充電確認ランプの状態に基づいて決定することができ（例えば、緑が完全に充電された状態であり、赤が充電中の状態である）、超音波ビームの出力は、バッテリ作動装置１２の充電状態に基づいて（例えば、充電を増大させるために増大したビーム出力、充電を減少させるために減少したビーム出力を）調整することができる。図示される超音波受信器４２、ビーム反射器５０、及び充電確認ランプ５４は、バッテリ作動装置１２の背面に配置されるが、他の構成（例えば、前面、側面等、又はこれらの組合せ）も、状況に応じて使用することができる。

図８は、バッテリを充電する方法５６を示している。方法５６は、ランダムアクセスメモリ（RAM）、読み出し専用メモリ（ROM）、プログラマブルＲＯＭ（PROM）、フラッシュメモリ等の機械可読記憶媒体又はコンピュータ可読記憶媒体に格納された、例えば、プログラマブル論理アレイ（PLA）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）、コンプレックスプログラマブル論理装置（PLD）等の構成可能な論理回路に格納された、例えば、特定用途向け集積回路（ASIC）、相補型金属酸化膜半導体（CMOS）、又はトランジスタ−トランジスタ論理回路（TTL）技術、或いはこれらの任意の組合せ等の回路技術を使用する固定機能論理ハードウェアに格納された、ロジック及び／又はファームウェア命令のセットとして実装することができる。例えば、方法５６に示される動作を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋等のオブジェクト指向プログラミング言語、及び“Ｃ”プログラミング言語又は同様のプログラミング言語等の従来の手続き型プログラミング言語等を含む１つ又は複数のプログラミング言語の任意の組合せで記述することができる。一例では、方法５６は、既に論じた論理回路２６（図４）に実装されている。

図示される処理ブロック５８は、非接触式充電器の充電面に対するバッテリ作動装置の隣接する超音波受信器の位置を検出する。既に述べたように、充電面は、送信器サブアレイから構成される超音波アレイを含むことができる。一例では、ブロック５８では、低出力パルス及び肯定応答ハンドシェイクを使用して、隣接する超音波受信器の位置を検出する。具体的には、送信器サブアレイは、低出力パルスを生成するように使用され、近くのバッテリ作動装置のビームコレクタが、その低出力パルスに対して肯定応答アライメントの符号化されたパルスを返信することによって応答することができる。

ブロック６０で、その位置に基づいて、１つ又は複数の送信器サブアレイ（例えば、アライメント肯定応答を受信するサブアレイ）を選択的に活性化して、超音波ビームを隣接する超音波受信器に集束させることができる。ブロック６２は、バッテリ作動装置が移動したか否かを判断することができる。従って、ブロック６２では、対応する超音波受信器からの１つ又は複数の信号を送信器サブアレイで受信し、これら１つ又は複数の信号を使用して、隣接する超音波受信器の周囲に位置付けされたビーム反射体に対するビーム反射エネルギーの差を特定することを含むことができる。このような場合には、この差に基づいて、ブロック６４で、移動の３次元（３Ｄ、例えば、ｘ−ｙ−ｚ）特性を決定することができる。

例えば、様々な送信器サブアレイでの反射された超音波エネルギーの有無は、移動に関する横方向（例えば、ｘ−ｙ）の位置情報を提供することができる一方で、反射された超音波エネルギーの強度及び／又は応答時間は、移動に関する深さ（例えば、ｚ）の情報を提供することができる。

別の例では、ブロック６２では、光検出器からの１つ又は複数の信号を送信器サブアレイで受信し、超音波距離測定器（例えば、グローブ検出器）からの１つ又は複数の信号を送信器サブアレイで受信することを含み、ここで移動の３次元特性は、光検出器及び超音波距離測定器からの信号に基づいて決定される。具体的には、様々な送信器サブアレイでの周囲光の有無は、移動に関する横方向（例えばｘ−ｙ）の位置情報を提供することができる一方で、超音波距離測定器からの信号は、移動に関する深さ（例えば、ｚ）の情報を提供することができる。

ブロック６６は、範囲外(out of range)の状態が存在するか否かを決定するために提供される。範囲外の状態は、一般的に、人体が超音波エネルギーに曝されるのを防ぐために使用することができる。具体的には、バッテリ作動装置を充電面から十分離した状態で移動させた場合に、範囲外の状態は、この移動について検出することができる。一例では、送信器サブアレイは、既知のパルス波を隣接する超音波受信器に送信するために使用してもよく、対応する超音波受信器からの１つ又は複数の信号を送信器サブアレイで受信してもよい。さらに、光検出器からの１つ又は複数の信号を送信器サブアレイで受信してもよい。周囲光が光検出器で検出される場合又は反射された既知のパルス波の応答時間が十分に長い（例えば、応答時間を超えている）場合のいずれかであれば、範囲外の状態が存在すると判断することができ、ブロック６８では、超音波ビームを中断することができる。そうでなければ、図示されるブロック７０で、移動に基づいて超音波ビームの焦点が調整される（例えば、超音波ビームがバッテリ作動装置に追従する）。

図９は、超音波ビームをバッテリ作動装置の充電レベルに適合させる方法７２を示している。方法７２は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の機械可読記憶媒体又はコンピュータ可読記憶媒体に格納された、例えばＰＬＡ、ＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ等の構成可能な論理回路に格納された、例えばＡＳＩＣ、ＣＭＯＳ、又はＴＴＬ技術、或いはこれらの任意の組合せ等の固定機能論理ハードウェアに格納された、ロジック及び／又はファームウェア命令のセットとして実装することができる。一例では、方法７２は、既に論じた論理回路２６（図４）に実装されている。

図示される処理ブロック７４は、バッテリ作動装置の充電確認ランプを検出することを提供し、充電確認ランプは、バッテリ作動装置の後部外面に配置してもよい。充電確認ランプの検出は、バッテリ作動装置の隣接する超音波受信器に関する既に既知の情報を活用することを含んでもよい。例えば、特定の隣接する超音波受信器を一旦配置すると、ブロック７４は、充電確認ランプを見つけるために、その受信器の特定の距離内の光検出器からの情報（例えば、バッテリ作動装置の最大サイズ情報によって制約される）を使用することができる。さらに、複数のバッテリ作動装置が検出された場合に、ブロック７４では、それぞれの充電確認ランプを識別するために、どの充電確認ランプが隣接する各超音波受信器に最も近いかを判定することができる。他の手法を使用してもよい。バッテリ作動装置の充電レベルは、充電確認ランプの状態（例えば、色、波長）に基づいて、ブロック７６で決定してもよく、ブロック７８で、充電状態に基づいて、超音波ビームの出力が調整される。

その他の注意事項と実施例
例１は、送信器サブアレイから構成されるアレイを有する充電面を含むような非接触式充電器を含むことができ、各送信器サブアレイは、複数の超音波送信器を有する。非接触式充電器は、充電面に対するバッテリ作動装置の隣接する超音波受信器の位置を検出するための論理回路も含み、その位置に基づいて、送信器サブアレイのうちの１つ又は複数を選択的に活性化して、隣接する超音波受信器に超音波ビームを集束させることができる。
例２は、例１に記載の非接触式充電器を含むことができ、論理回路は、隣接する超音波受信器の移動を検出し、この移動に応答して、超音波ビームの焦点を調整することができる。

例３は、例２に記載の非接触式充電器を含むことができ、複数の送信器サブアレイは、対応する超音波受信器を有しており、論理回路は、対応する超音波受信器から１つ又は複数の信号を受信し、対応する超音波受信器からの１つ又は複数の信号を使用して、隣接する超音波受信器の周囲に位置付けされたビーム反射体に対するビーム反射エネルギーの差を特定し、この差に基づいて、移動の３次元特性を決定することができる。
例４は、例２に記載の非接触式充電器を含むことができ、複数の送信器サブアレイは、光検出器と超音波距離測定器とを有しており、論理回路は、光検出器から１つ又は複数の信号を受信し、超音波距離測定器から１つ又は複数の信号を受信し、光検出器からの１つ又は複数の信号及び超音波距離測定器からの１つ又は複数の信号に基づいて、移動の３次元特性を決定することができる。

例５は、例２に記載の非接触式充電器を含むことができ、論理回路は、移動に伴う範囲外の状態を検出し、この範囲外の状態に応答して、超音波ビームを中断することができる。
例６は、例５に記載の非接触式充電器を含むことができ、複数の送信器サブアレイは、光検出器と対応する超音波受信器とを有しており、論理回路は、送信器サブアレイを使用して、既知のパルス波を隣接する超音波受信器に送信し、光検出器から１つ又は複数の信号を受信し、対応する超音波受信器から１つ又は複数の信号を受信し、光検出器からの１つ又は複数の信号及び対応する超音波受信器からの１つ又は複数の信号に基づいて、範囲外の状態を検出することができる。

例７は、例１〜６のいずれかに記載の非接触式充電器を含むことができ、充電面は、光センサをさらに含み、論理回路は、バッテリ作動装置の充電確認ランプを検出し、充電確認ランプの状態に基づいて、バッテリ作動装置の充電レベルを決定し、バッテリ作動装置の充電状態に基づいて、超音波ビームの出力を調整することができる。
例８は、超音波受信器と、この超音波受信器の周囲に位置付けされたビーム反射体と、超音波受信器からバッテリに充電信号を伝達する充電回路とを有するバッテリ作動装置を含むことができる。
例９は、例８に記載のバッテリ作動装置を含むことができ、ハウジングをさらに含み、ビーム反射体は、ハウジングの外面に結合される。

例１０は、例９に記載のバッテリ作動装置を含むことができ、ハウジングの外面上に配置された充電確認ランプをさらに含む。
例１１は、非接触式充電器を動作させる方法を含むことができ、この方法は、非接触式充電器の充電面に対するバッテリ作動装置の隣接する超音波受信器の位置を検出するステップであって、充電面は、送信器サブアレイから構成される超音波アレイを含む、検出するステップを含む。この方法は、その位置に基づいて、送信器サブアレイのうちの１つ又は複数を選択的に活性化して、隣接する超音波受信器に超音波ビームを集束させるステップも提供することができる。
例１２は、例１１に記載の方法を含むことができ、隣接する超音波受信器の移動を検出するステップと、この移動に応答して超音波ビームの焦点を調整するステップとをさらに含む。

例１３は、例１２に記載の方法を含むことができ、複数の送信器サブアレイは、対応する超音波受信器を有しており、この方法は、対応する超音波受信器から１つ又は複数の信号を受信するステップと、対応する超音波受信器からの１つ又は複数の信号を使用して、隣接する超音波受信器の周囲に位置付けされたビーム反射体に対するビーム反射エネルギーの差を特定するステップと、この差に基づいて、移動の３次元特性を決定するステップとをさらに含む。
例１４は、例１２に記載の方法を含むことができ、複数の送信器サブアレイは、光検出器と超音波距離測定器とを有しており、この方法は、光検出器から１つ又は複数の信号を受信するステップと、超音波距離測定器から１つ又は複数の信号を受信するステップと、光検出器からの１つ又は複数の信号及び超音波距離測定器からの１つ又は複数の信号に基づいて、移動の３次元特性を決定するステップとをさらに含む。

例１５は、例１２に記載の方法を含むことができ、移動に伴う範囲外の状態を検出するステップと、範囲外の状態に応答して超音波ビームを中断するステップとをさらに含む。
例１６は、例１５に記載の方法を含むことができ、複数の送信器サブアレイは、光検出器と対応する超音波受信器とを有しており、この方法は、送信器サブアレイを使用して、既知のパルス波を隣接する超音波受信器に送信するステップと、光検出器から１つ又は複数の信号を受信するステップと、対応する超音波受信器から１つ又は複数の信号を受信するステップとをさらに含み、光検出器からの１つ又は複数の信号及び対応する超音波受信器からの１つ又は複数の信号に基づいて、範囲外の状態を検出する。

例１７は、例１１〜１６のいずれかに記載の方法を含むことができ、充電面は、光センサをさらに含み、この方法は、バッテリ作動装置の充電確認ランプを検出するステップと、充電確認ランプの状態に基づいて、バッテリ作動装置の充電レベルを決定するステップと、バッテリ作動装置の充電状態に基づいて、超音波ビームの出力を調整するステップとをさらに含む。
例１８は、命令のセットを含む少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体を含むことができ、非接触式充電器によって実行された場合に、非接触式充電器に、非接触式充電器の充電面に対するバッテリ作動装置の隣接する超音波受信器の位置を検出することを行わせ、充電面は、送信器サブアレイから構成される超音波アレイを含む。命令は、実行された場合に、非接触式充電器に、その位置に基づいて、送信器サブアレイのうちの１つ又は複数を選択的に活性化して、隣接する超音波受信器に超音波ビームを集束させることを行わせることもできる。

例１９は、例１８に記載の少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体を含むことができ、命令は、実行された場合に、非接触式充電器に、隣接する超音波受信器の移動を検出することと、この移動に応答して超音波ビームの焦点を調整することとを行わせる。
例２０は、例１９に記載の少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体を含むことができ、複数の送信器のサブアレイは、対応する超音波受信器を有しており、命令は、実行された場合に、非接触式充電器に、対応する超音波受信器から１つ又は複数の信号を受信することと、対応する超音波受信器からの１つ又は複数の信号を使用して、隣接する超音波受信器の周囲に位置付けされたビーム反射体に対するビーム反射エネルギーの差を特定することと、この差に基づいて、移動の３次元特性を決定することとを行わせる。

例２１は、例１９に記載の少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体を含むことができ、複数の送信器サブアレイは、光検出器と超音波距離測定器とを有しており、命令は、実行された場合に、非接触式充電器に、光検出器から１つ又は複数の信号を受信することと、超音波距離測定器から１つ又は複数の信号を受信することと、光検出器からの１つ又は複数の信号及び超音波距離測定器からの１つ又は複数の信号に基づいて、移動の３次元特性を決定することとを行わせる。
例２２は、例１９に記載の少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体を含むことができ、命令は、実行された場合に、非接触式充電器に、移動に伴う範囲外の状態を検出することと、範囲外の状態に応答して超音波ビームを中断することとを行わせる。

例２３は、例２２に記載の少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体を含むことができ、複数の送信器のサブアレイは、光検出器と対応する超音波受信器とを有しており、命令は、実行された場合に、非接触式充電器に、送信器サブアレイを使用して、既知のパルス波を隣接する超音波受信器に送信することと、光検出器から１つ又は複数の信号を受信することと、対応する超音波受信器から１つ又は複数の信号を受信することとを行わせ、光検出器からの１つ又は複数の信号及び対応する超音波受信器からの１つ又は複数の信号に基づいて、範囲外の状態を検出する。
例２４は、例１８〜２３のいずれかに記載の少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体を含むことができ、充電面は、光センサをさらに含み、命令は、実行された場合に、非接触式充電器に、バッテリ作動装置の充電確認ランプを検出することと、充電確認ランプの状態に基づいて、バッテリ作動装置の充電レベルを決定することと、バッテリ作動装置の充電状態に基づいて、超音波ビームの出力を調整することとを行わせる。
例２５は、例１１〜１７のいずれかに記載の方法を実行するための手段を含む非接触式充電器である。

こうして、本明細書で説明する技術によって、容量性ソリューションに対する改善した充電効率を提供することができる。また、有線の充電能力に相当する充電速度を提供しながら、誘導式充電に関連したＥＭＩの懸念事項及び従来の超音波充電ソリューションに関連した安全上の懸念事項を解消することができる。さらに、この技術によって、複数の装置の気軽(carefree)な位置付け及び万能な(universal)充電を可能にすることができる。その結果、簡素化したドッキング（結合）及び充電の点でユーザ経験全体が向上されるように、プラットフォームは、よりユーザフレンドリーとなる。

本発明の実施形態は、全てのタイプの半導体集積回路（IC）チップでの使用に適用可能である。これらＩＣチップの例としては、プロセッサ、コントローラ、チップセットコンポーネント、プログラマブル論理アレイ（PLA）、メモリチップ、ネットワークチップ、システムオンチップ（SoC）、ＳＳＤ／ＮＡＮＤコントローラのＡＳＩＣ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、いくつかの図面において、信号導体線が、線で表されている。いくつかの信号導体線は、複数の構成信号経路を示すために異なっていてもよく、複数の構成信号経路を示すために複数のラベルを有してもよく、及び／又は主要な情報の流れ方向を示すために１つ又は複数の端部に矢印を有してもよい。もっとも、これは、限定的な態様に解釈すべきではない。むしろ、そのように追加された詳細は、回路のより容易な理解を促進するために１つ又は複数の例示的な実施形態に関して使用することができる。追加的な情報を有する又は有さない任意の表された信号線は、実際に、複数の方向に伝わる１つ又は複数の信号を含んでもよく、及び例えば、差動対で実装されたデジタル又はアナログ回線、光ファイバ回線、及び／又はシングルエンド回線の任意の適切なタイプの信号方式で実現してもよい。

例示的なサイズ／モデル／値／範囲を想定することができるが、本発明の実施形態はこれらに限定されるものではない。製造技術（例えば、フォトリソグラフィ）は、時間とともに進化するので、より小さいサイズの装置を製造できることが期待される。また、ＩＣチップや他の構成要素に対する周知の電源接続／接地接続は、例示及び議論を簡潔にし、本発明の実施形態の特定の態様を不明瞭にしないように、図面に示されないことがある。さらに、構成は、本発明の実施形態を不明瞭にしないためにブロック図の形態で示され、また、そのようなブロック図の構成の実装に関する詳細は、実装される実施形態のプラットフォームに大きく依存しているという事実を考慮することができる、すなわち、そのような詳細は、当業者の知識の範囲内にあるべきである。具体的な詳細（例えば、回路）が本発明の例示的な実施形態を説明するために記載されている場合に、本発明の実施形態は、これらの具体的な詳細なしに又はこれらの具体的な詳細の変形形態を用いて実施できることは当業者に明らかであるはずである。従って、詳細な説明は、限定ではなく、例示としてみなすべきである。

「結合」という用語は、問題となる構成要素同士の間の直接的又は間接的なあらゆるタイプの関係を指すために本明細書中で使用することができ、電気的、機械的、流体的、光学的、電磁的、電気機械的又は他の接続に適用することができる。また、「第１の」、「第２」等の用語は、説明を容易にするためにのみ本明細書中で使用されており、特段指示しない限り、特定の時間的又は出来事順の意味合いを有しない。

当業者は、本発明の実施形態の広範な技術が様々な形態で実施することができることを上述の説明から理解するであろう。従って、本発明の実施形態について、その特定の例に関して説明してきたが、他の修正が、図面、明細書、及び以下の特許請求の範囲の検討により当業者に明らかとなるので、本発明の実施形態の真の範囲は、上述した説明に限定すべきではない。

Claims (26)

1. 非接触式充電器であって、当該非接触式充電器は：
   送信器サブアレイから構成されるアレイを含む充電面であって、各送信器サブアレイは、複数の超音波送信器を有する、充電面と；
   論理回路と；を備えており、該論理回路は：
   前記充電面に対するバッテリ作動装置の隣接する超音波受信器の位置を検出し、
   該位置に基づいて、前記送信器サブアレイのうちの１つ又は複数を選択的に活性化して、前記隣接する超音波受信器に超音波ビームを集束させる、
   非接触式充電器。
2. 前記論理回路は：
   前記隣接する超音波受信器の移動を検出し、
   該移動に応答して、前記超音波ビームの焦点を調整する、
   請求項１に記載の非接触式充電器。
3. 複数の送信器サブアレイは、対応する超音波受信器を有しており、前記論理回路は：
   前記対応する超音波受信器から１つ又は複数の信号を受信し、
   前記対応する超音波受信器からの１つ又は複数の信号を使用して、前記隣接する超音波受信器の周囲に位置付けされたビーム反射体に対するビーム反射エネルギーの差を特定し、
   該差に基づいて、前記移動の３次元特性を決定する、
   請求項２に記載の非接触式充電器。
4. 複数の送信器サブアレイは、光検出器と超音波距離測定器とを有しており、前記論理回路は：
   前記光検出器から１つ又は複数の信号を受信し、
   前記超音波距離測定器から１つ又は複数の信号を受信し、
   前記光検出器からの１つ又は複数の信号及び前記超音波距離測定器からの１つ又は複数の信号に基づいて、前記移動の３次元特性を決定する、
   請求項２に記載の非接触式充電器。
5. 前記論理回路は：
   前記移動に伴う範囲外の状態を検出し、
   該範囲外の状態に応答して、前記超音波ビームを中断する、
   請求項２に記載の非接触式充電器。
6. 複数の送信器サブアレイは、光検出器と対応する超音波受信器とを有しており、前記論理回路は：
   前記送信器サブアレイを使用して、既知のパルス波を前記隣接する超音波受信器に送信し、
   前記光検出器から１つ又は複数の信号を受信し、
   前記対応する超音波受信器から１つ又は複数の信号を受信し、
   前記光検出器からの１つ又は複数の信号及び前記対応する超音波受信器からの１つ又は複数の信号に基づいて、前記範囲外の状態を検出する、
   請求項５に記載の非接触式充電器。
7. 前記充電面は、光センサをさらに含み、前記論理回路は：
   前記バッテリ作動装置の充電確認ランプを検出し、
   前記充電確認ランプの状態に基づいて、前記バッテリ作動装置の充電レベルを決定し、
   前記バッテリ作動装置の充電状態に基づいて、前記超音波ビームの出力を調整する、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の非接触式充電器。
8. バッテリ作動装置であって、当該バッテリ作動装置は：
   超音波受信器と；
   該超音波受信器の周囲に位置付けされたビーム反射体と；
   前記超音波受信器からバッテリに充電信号を伝達する充電回路と；を備える、
   バッテリ作動装置。
9. ハウジングをさらに含み、前記ビーム反射体は、前記ハウジングの外面に結合される、
   請求項８に記載のバッテリ作動装置。
10. 前記ハウジングの外面上に配置された充電確認ランプをさらに含む、
    請求項９に記載のバッテリ作動装置。
11. 非接触式充電器を動作させる方法であって、当該方法は：
    前記非接触式充電器の充電面に対するバッテリ作動装置の隣接する超音波受信器の位置を検出するステップであって、前記充電面は、送信器サブアレイから構成される超音波アレイを含む、検出するステップと；
    前記位置に基づいて、前記送信器サブアレイのうちの１つ又は複数を選択的に活性化して、前記隣接する超音波受信器に超音波ビームを集束させるステップと；を含む、
    方法。
12. 前記隣接する超音波受信器の移動を検出するステップと；
    該移動に応答して前記超音波ビームの焦点を調整するステップと；をさらに含む、
    請求項１１に記載の方法。
13. 複数の送信器サブアレイは、対応する超音波受信器を有しており、当該方法は：
    前記対応する超音波受信器から１つ又は複数の信号を受信するステップと；
    前記対応する超音波受信器からの１つ又は複数の信号を使用して、前記隣接する超音波受信器の周囲に位置付けされたビーム反射体に対するビーム反射エネルギーの差を特定するステップと；
    該差に基づいて、前記移動の３次元特性を決定するステップと；をさらに含む、
    請求項１２に記載の方法。
14. 複数の送信器サブアレイは、光検出器と超音波距離測定器とを有しており、当該方法は：
    前記光検出器から１つ又は複数の信号を受信するステップと；
    前記超音波距離測定器から１つ又は複数の信号を受信するステップと；
    前記光検出器からの１つ又は複数の信号及び前記超音波距離測定器からの１つ又は複数の信号に基づいて、前記移動の３次元特性を決定するステップと；をさらに含む、
    請求項１２に記載の方法。
15. 前記移動に伴う範囲外の状態を検出するステップと；
    該範囲外の状態に応答して前記超音波ビームを中断するステップと；をさらに含む、
    請求項１２に記載の方法。
16. 複数の送信器サブアレイは、光検出器と対応する超音波受信器とを有しており、当該方法は：
    前記送信器サブアレイを使用して、既知のパルス波を前記隣接する超音波受信器に送信するステップと；
    前記光検出器から１つ又は複数の信号を受信するステップと；
    前記対応する超音波受信器から１つ又は複数の信号を受信するステップと；をさらに含み、
    前記光検出器からの１つ又は複数の信号及び前記対応する超音波受信器からの１つ又は複数の信号に基づいて、前記範囲外の状態を検出する、
    請求項１５に記載の方法。
17. 前記充電面は、光センサをさらに含み、当該方法は：
    前記バッテリ作動装置の充電確認ランプを検出するステップと；
    前記充電確認ランプの状態に基づいて、前記バッテリ作動装置の充電レベルを決定するステップと；
    前記バッテリ作動装置の充電状態に基づいて、前記超音波ビームの出力を調整するステップと；をさらに含む、
    請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 命令のセットを含むプログラムであって、非接触式充電器によって実行された場合に、該非接触式充電器が：
    前記非接触式充電器の充電面に対するバッテリ作動装置の隣接する超音波受信器の位置を検出することであって、前記充電面は、送信器サブアレイから構成される超音波アレイを含む、検出することと；
    前記位置に基づいて、前記送信器サブアレイのうちの１つ又は複数を選択的に活性化して、前記隣接する超音波受信器に超音波ビームを集束させることと；を行うように構成される、
    プログラム。
19. 前記命令は、前記非接触式充電器によって実行された場合に、該非接触式充電器が：
    前記隣接する超音波受信器の移動を検出することと；
    該移動に応答して前記超音波ビームの焦点を調整することと；を行うように構成される、
    請求項１８に記載のプログラム。
20. 複数の送信器サブアレイは、対応する超音波受信器を有しており、前記命令は、前記非接触式充電器によって実行された場合に、該非接触式充電器が：
    前記対応する超音波受信器から１つ又は複数の信号を受信することと；
    前記対応する超音波受信器からの１つ又は複数の信号を使用して、前記隣接する超音波受信器の周囲に位置付けされたビーム反射体に対するビーム反射エネルギーの差を特定することと；
    該差に基づいて、前記移動の３次元特性を決定することと；を行うように構成される、
    請求項１９に記載のプログラム。
21. 複数の送信器サブアレイは、光検出器と超音波距離測定器とを有しており、前記命令は、前記非接触式充電器によって実行された場合に、該非接触式充電器が：
    前記光検出器からの１つ又は複数の信号を受信することと；
    前記超音波距離測定器からの１つ又は複数の信号を受信することと；
    前記光検出器からの１つ又は複数の信号及び前記超音波距離測定器からの１つ又は複数の信号に基づいて、前記移動の３次元特性を決定することと；を行うように構成される、
    請求項１９に記載のプログラム。
22. 前記命令は、前記非接触式充電器によって実行された場合に、該非接触式充電器が：
    前記移動に伴う範囲外の状態を検出することと；
    該範囲外の状態に応答して前記超音波ビームを中断することと；を行うように構成される、
    請求項１９に記載のプログラム。
23. 複数の送信器サブアレイは、光検出器と対応する超音波受信器とを有しており、前記命令は、前記非接触式充電器によって実行された場合に、該非接触式充電器が：
    前記送信器サブアレイを使用して、既知のパルス波を前記隣接する超音波受信器に送信することと；
    前記光検出器から１つ又は複数の信号を受信することと；
    前記対応する超音波受信器から１つ又は複数の信号を受信することと；を行うように構成され、
    前記光検出器からの１つ又は複数の信号及び前記対応する超音波受信器からの１つ又は複数の信号に基づいて、前記範囲外の状態を検出する、
    請求項２２に記載のプログラム。
24. 前記充電面は、光センサをさらに含み、前記命令は、前記非接触式充電器によって実行された場合に、該非接触式充電器が：
    前記バッテリ作動装置の充電確認ランプを検出することと；
    前記充電確認ランプの状態に基づいて、前記バッテリ作動装置の充電レベルを決定することと；
    前記バッテリ作動装置の充電状態に基づいて、前記超音波ビームの出力を調整することと；を行うように構成される、
    請求項１８乃至２３のいずれか一項に記載のプログラム。
25. 請求項１１乃至１７のいずれか一項に記載の方法を実行するための手段を備える非接触式充電器。
26. 請求項１８乃至２４のいずれか一項に記載のプログラムを記憶した少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体。

Images