JP2023538882A - 無線受電デバイスからの一方向通信信号を使用した安全な無線送電のためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

無線受電デバイスからの一方向通信信号を使用した安全な無線電力伝送の例示的な実施形態。方法は、第１の通信無線器を備える無線送電デバイスから、第２の通信無線器を備える無線受電デバイスにおいて第１の無線送電信号を受信することを含む。第１の無線送電信号を受信したことに応答して、無線受電デバイスの第２の通信無線器を介して、第１及び第２の通信無線器間に通信チャネルを確立することなく、（ｉ）無線受電デバイスの電源の少なくとも１つの電力要件、（ｉｉ）無線受電デバイスが第１の無線送電信号から受信する電力量、を特定する情報を含むデータパケットをブロードキャストすること。データパケットをブロードキャストした後、無線送電デバイスから、それぞれを無線送電デバイスが様々な伝送特性の所定のシーケンスを使用して伝送する追加の無線送電信号を無線受電デバイスにおいて受信すること。【選択図】図１Ａ

Description

関連出願の相互参照
[0001] この出願は、２０２１年４月２２日に出願された「Systems and Methods for Secure Wireless Transmission of Power Using Unidirectional Communication Signals from A Wireless-Power-Receiving Device」と題する米国仮出願第６３／１７８，４６５号の優先権を主張し、また２０２０年８月１２日に出願された「Systems and Methods for Secure Wireless Transmission of Power Using Unidirectional Communication Signals from A Wireless-Power-Receiving Device」と題する米国仮出願第６３／０６４，９１２号の優先権を主張する、２０２１年７月２６日に出願された米国特許出願第１７／３８５，７５５号の継続出願である。

[0002] 本明細書中の実施形態は、概ね無線送電のためのシステム及び方法に係り、より具体的には無線受電デバイスからの一方向通信信号を使用した安全な無線送電のためのシステム及び方法に関する。

[0003] 充電パッドなどの一部の無線送電システムは、無線受電デバイスと無線送電デバイス（例えば充電パッド）との双方向通信を利用する。これらの充電パッド（例えば無線送電デバイス）は、充電対象のデバイスが正しいデバイスであることを確認し、充電情報（例えば、バッテリレベル、充電状態、必要な電力など）を得るために無線受電デバイスと通信しなければならない。双方向通信フレームワークは、無線電力の受信と関連して使用される特定の回路上で利用可能な限られたメモリ上にかなりの記憶域スペースを要する可能性がある。これらの回路上では記憶域は貴重であることから双方向通信は望ましくない可能性があり、したがって、電力が安全な方法で無線伝送され得ることを保証しながら、スペースがより小さくて済む通信フレームワークが必要である。

[0004] したがって、最小の記憶域スペースを使用する無線受電デバイス（例えば、（ｉ）少なくとも１つのアンテナと、無線配送エネルギーを使用可能電力に変換するための電力変換回路とを含む無線受電回路、（ｉｉ）無線受電回路からの使用可能電力により電力供給又は充電されるように構成されている、スマートフォン、スマートウォッチ、ラップトップ、補聴器などの電子デバイス、を備えたデバイス）に実装される通信フレームワークが必要である。このため、無線受電デバイスが通信チャネルを確立することなく（例えば、ハンドシェイクプロトコルが受信デバイスの通信無線機と伝送デバイスの通信無線機との間で交換されない）充電を受けることを可能にすることができるシステム及び方法が本明細書に記載されている。双方向通信チャネルが無線充電に関する情報（例えば、ある距離を超えて無線受電回路に配送された後、ＲＦ電力波からのエネルギーを無線受電デバイスと結合された電子デバイスに充電又は電力供給を行うための使用可能電力に変換する高周波電力波）を伝達するのに使用される代わりに、安全な無線電力の伝送という所望の結果を得るために一方向のアドバタイズメントが使用される可能性がある。この改善された通信フレームワークでは、無線受電デバイスはアドバタイズメントを伝送することができ、近くの無線送電デバイスがこれらのアドバタイズメントに含まれるデータに基づいて無線受電デバイスの充電要求を判断しこれに適応することを可能にする情報を得ることができる。そして無線送電デバイスは無線受電デバイスに無線配送充電を行う。このフレームワークを使用する一部の実施形態では、無線送電デバイスから無線受電デバイスが受信する通信はない。したがって、無線受電回路は多くの様々なタイプの電子デバイス（例えば、スマートフォン、スマートウォッチ、ラップトップ、補聴器など）に、それらの電子デバイスがこの一方向通信フレームワークを使用して無線で充電されることを可能にするように結合される可能性があり、それらの電子デバイスは無線充電を受けることを可能にする追加のソフトウェアを必要としない。換言すれば、この新しいフレームワークは、セキュリティを犠牲にすることなく、無線受電デバイス上のより小さい記憶域スペースを使用して（同時に、無線受電回路と結合される電子デバイス上に追加の記憶域スペースも極めて最小量の記憶域スペースも必要としない）実装され得るために双方向通信フレームワークより有利である。

[0005] 上記の様々な実施形態が、本明細書に記載の任意の他の実施形態と組み合わされ得ることに留意されたい。本明細書で説明する特徴及び利点は、全てが包括的なものではなく、特に、図面、明細書、及び特許請求の範囲を考慮すると、多くの追加の特徴及び利点が当業者に明らかになるであろう。更に、本明細書において使用される文言は、主として読みやすさ及び教示的な目的で選択されたものであり、本発明の主題を線引き又は制限することが意図されていないことに留意されたい。

[0006] 本開示をより詳細に理解できるように、様々な実施形態の特徴を参照することにより、より特定的な説明が得られることがあり、それら様々な実施形態の一部が添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面は、本開示に関連する特徴を単に図示しているものであり、したがって、限定と見なされないものとする。なぜなら、説明は他の有効な特徴を認める場合があるためである。

[0007] 一部の実施形態に係るＲＦ無線送電システムのブロック図である。 [0008] 一部の実施形態に係るＲＦ無線送電システムの別のブロック図である。 [0009] 一部の実施形態に係るＲＦ電力伝送器集積回路及びアンテナ区域を備えた例示的なＲＦ充電パッドのコンポーネントを示すブロック図である。 [0010] 一部の実施形態に係る、スイッチに結合されたＲＦ電力伝送器集積回路を備えた例示的なＲＦ充電パッドのコンポーネントを示すブロック図である。 [0011] 一部の実施形態に係る例示的なＲＦ伝送器のコンポーネントを示すブロック図である。 [0012] 一部の実施形態に係る例示的なＲＦ受信器のコンポーネントを示すブロック図である。 [0013] 無線受電デバイスからの一方向通信信号を使用した安全な無線送電を示す概略的流れ図である。 [0014] 一部の実施形態に係る一方向通信信号を伝送する方法の流れ図を示す。 [0014] 一部の実施形態に係る一方向通信信号を伝送する方法の流れ図を示す。 [0014] 一部の実施形態に係る一方向通信信号を伝送する方法の流れ図を示す。

[0015] 慣習に従って、添付図面に示される様々な特徴は原寸に比例して描かれないことがある。したがって、様々な特徴の寸法は明瞭性のために任意に拡張又は縮小されることがある。また、添付図面の一部は所与のシステム、方法又はデバイスのコンポーネントの全てを描写しないことがある。最後に、同様な参照番号が本明細書及び図を通じて同様な特徴を表すために使用されることがある。

[0016] これよりその例が添付図面に示される実施形態を詳細に参照する。以下の詳細な説明では、説明される様々な実施形態を十分に理解するために多くの具体的詳細が記載される。しかしながら、説明される様々な実施形態がこれらの特定の詳細なしに実行され得ることが当業者に明らかになるであろう。他の例では、周知の方法、手順、コンポーネント、回路、及びネットワークは、実施形態の態様を不必要に曖昧にしないように詳細に説明されていない。

[0017] 図１Ａは、一部の実施形態に係る無線送電環境１００のコンポーネントのブロック図である。無線送電環境１００は、例えば、伝送器１０２（例えば、伝送器１０２ａ、１０２ｂ．．．１０２ｎ）、及び１つ以上の受信器１２０（例えば、受信器１２０ａ、１２０ｂ．．．１２０ｎ）を含む。一部の実施形態では、それぞれの各無線送電環境１００は、それぞれが各電子デバイス１２２と関連付けられている複数の受信器１２０（無線受電回路とも呼ばれる）を含む。場合によっては、伝送器１０２は本明細書において「無線送電デバイス」又は「無線電力伝送器」と呼ばれる。また場合によっては、受信器１２０及び電子デバイス１２２ａは、互いに結合されるとき本明細書ではまとめて「無線受電デバイス」と呼ばれる。

[0018] 例示的な伝送器１０２（例えば、伝送器１０２ａ）は、例えば、１つ以上のプロセッサ１０４、メモリ１０６、１つ以上のアンテナアレイ１１０、１つ以上の通信コンポーネント１１２（本明細書では「無線通信無線器」、「通信無線器」もしくは単に「無線器」とも呼ばれる）、及び／又は１つ以上の伝送器センサ１１４を備える。一部の実施形態では、これらのコンポーネントは、通信バス１０７を介して相互接続されている。伝送器１０２のこれらのコンポーネントへの言及は、これらのコンポーネントの１つ以上（及びそれらの組み合わせ）が含まれる実施形態を網羅する。コンポーネントは、以下において図２を参照して更に詳細に考察される。

[0019] 一部の実施形態では、単一のプロセッサ１０４（例えば、伝送器１０２ａのプロセッサ１０４）は、複数の伝送器１０２（例えば、伝送器１０２ｂ．．．１０２ｎ）を制御するためのソフトウェアモジュールを実行する。一部の実施形態では、単一の伝送器１０２（例えば、伝送器１０２ａ）は、（例えば、アンテナアレイ１１０による信号１１６の伝送を制御するように構成された）１つ以上の伝送器プロセッサ、（例えば、一部の実施形態において、通信コンポーネントは、無線受電デバイスにより伝送される通信を、通信チャネルを開くことなく受信するように構成されており、例えば、これは伝送器及び受信デバイスが（図４及び図５Ａから図５Ｃを参照して以下でより詳細に説明されるように）無線充電プロセス中に互いに通信することを可能にするのにハンドシェイクプロトコルが必要でないことも意味し得る）１つ以上の通信コンポーネントプロセッサ及び／又は（例えば、伝送器センサ１１４の動作を制御する及び／又は伝送器センサ１１４からの出力を受信するように構成された）１つ以上のセンサプロセッサなどの複数のプロセッサ１０４を備える。

[0020] 受信器１２０は送電信号１１６を受信する。一部の実施形態では、受信器１２０は、１つ以上のアンテナ１２４（例えば、複数のアンテナ素子を含むアンテナアレイ）、電力変換器１２６、受信器センサ１２８、及び／又は他のコンポーネント又は回路（例えば、プロセッサ１４０、メモリ１４２、及び／又は通信コンポーネント１４４）を備える。一部の実施形態では、これらのコンポーネントは通信バス１４６を介して相互接続されている。受信器１２０のこれらのコンポーネントへの言及は、これらのコンポーネントの１つ以上（及びそれらの組み合わせ）が含まれる実施形態を網羅する。

[0021] 受信器１２０は、受信した信号１１６（本明細書ではＲＦ送電信号、又は単にＲＦ信号、ＲＦ波、電力波、もしくは送電信号とも呼ばれる）からのエネルギーを電子デバイス１２２に給電及び／又は充電を行うための電気エネルギーに変換する。例えば、受信器１２０は、電力変換器１２６を使用して、電力波１１６から得られたエネルギーを、電子デバイス１２２に給電及び／又は充電を行うための交流（ＡＣ）電気又は直流（ＤＣ）電気に変換する。電力変換器１２６の非限定例としては、適切な回路及びデバイスの中でも整流器、整流回路、電圧調節器が挙げられる。

[0022] 一部の実施形態では、受信器１２０は、１つ以上の電子デバイス１２２に切り離し可能に結合されているスタンドアロンデバイスである。例えば、電子デバイス１２２は、電子デバイス１２２の１つ以上の機能を制御するためのプロセッサ１３２を有し、受信器１２０は、受信器１２０の１つ以上の機能を制御するためのプロセッサ１４０を有する。

[0023] 一部の実施形態では、受信器１２０は、電子デバイス１２２のコンポーネントである。例えば、プロセッサ１３２は、電子デバイス１２２及び受信器１２０の機能を制御する。また一部の実施形態では、受信器１２０は、電子デバイス１２２のプロセッサ１３２と通信する１つ以上のプロセッサ１４０を備える。

[0024] 一部の実施形態では、電子デバイス１２２は、１つ以上のプロセッサ１３２、メモリ１３４、１つ以上の通信コンポーネント１３６、及び／又は１つ以上のバッテリ１３０を備える。一部の実施形態では、これらのコンポーネントは通信バス１３８を介して相互接続されている。一部の実施形態では、電子デバイス１２２と受信器１２０との間の通信は、通信コンポーネント１３６及び／又は１４４を介して行われる。一部の実施形態では、電子デバイス１２２と受信器１２０との間の通信は、通信バス１３８と通信バス１４６との間の有線接続を介して行われる。一部の実施形態では、電子デバイス１２２及び受信器１２０は単一の通信バスを共有する。

[0025] 一部の実施形態では、受信器１２０は、（例えば、１つ以上のアンテナ１２４を介して）１つ以上の電力波１１６を伝送器１０２から直接受信する。一部の実施形態では、受信器１２０は、伝送器１０２により伝送された１つ以上の電力波１１６によりもたらされた１つ以上のエネルギーポケットから電力波を回収する。一部の実施形態では、伝送器１０２は、近傍界距離（例えば、伝送器１０２からおよそ６インチ未満、又は一部の他の例では伝送器１０２から（およそ）１２インチ未満）内に１つ以上の電力波１１６を伝送する近傍界伝送器である。他の実施形態では、伝送器１０２は、遠方界距離（例えば、伝送器１０２からおよそ６インチ超、又は一部の他の例では伝送器１０２から（およそ）１２インチ超）内に１つ以上の電力波１１６を伝送する遠方界伝送器である。

[0026] 電力波１１６が受信された及び／又はエネルギーがエネルギーポケットから回収された後、受信器１２０の回路（例えば、集積回路、増幅器、整流器、及び／又は電圧調節器）は、電力波のエネルギーを、電子デバイス１２２に給電する及び／又は電子デバイス１２２のバッテリ１３０に貯蔵される使用可能電力（すなわち電気）に変換する。一部の実施形態では、受信器１２０の整流回路は、電気エネルギーを電子デバイス１２２による使用のためにＡＣからＤＣに変換する。一部の実施形態では、電圧調節回路は、電子デバイス１２２の要求通りに電気エネルギーの電圧を増大又は減少させる。一部の実施形態では、電気リレーが電気エネルギーを受信器１２０から電子デバイス１２２に伝える。

[0027] 一部の実施形態では、電子デバイス１２２は、複数の伝送器１０２から及び／又は複数の受信器１２０を使用して電力を得る。一部の実施形態では、無線送電環境１００は複数の電子デバイス１２２を含み、それぞれが電力波を伝送器１０２から電子デバイス１２２を充電するための電力として回収するのに使用される少なくとも１つの各受信器１２０を有する。

[0028] 一部の実施形態では、１つ以上の伝送器１０２は、電力波１１６の１つ以上の特性（例えば、位相、ゲイン、方向、振幅、偏波、及び／又は周波数などの波形特性）の値を調整する。例えば、伝送器１０２は、電力波１１６の伝送を開始する、電力波１１６の伝送を停止する、及び／又は電力波１１６を伝送するのに用いられる１つ以上の特性の値を調整するためのアンテナアレイ１１０の１つ以上のアンテナ素子の部分セットを選択する。一部の実施形態では、１つ以上の伝送器１０２は、電力波１１６の軌道が伝送場内の所定の場所（例えば、空間内の場所又は領域）に収束し、制御された強め合う又は弱め合う干渉パターンをもたらすように電力波１１６を調整する。伝送器１０２は、電力波１１６の伝送に悪影響を及ぼし得る無線電力受信器における変化に対応するために、電力波１１６を伝送するための１つ以上の特性の値を調整することがある。以下でより詳細に説明するように、伝送器による調整は、無線受電デバイスからの一方向通信信号に提供されたデータに基づいて決定される可能性がある（例えば、デバイス１２２ａの通信コンポーネント１３６が、図４及び図５Ａから図５Ｃを参照して以下でより詳細に説明されるように、ＲＦ電力波の受信器１２０による受信に関連するデータをアドバタイズするのに使用される可能性がある）。

[0029] 一部の実施形態では、伝送器１０２は電力を受信器１２０に無線で転送するためにビーム形成技術を利用するのに対し、他の実施形態では、伝送器１０２は電力を受信器１２０に無線で転送するためにビーム形成技術を利用しない（例えば、ビーム形成技術が用いられていない状況では、以下で考察される伝送器コントローラＩＣ１６０が、ビーム形成技術の利用を可能にする回路なしで設計されるか、又は回路は存在し得るが、ビーム形成制御能力をなくすように作動停止されることがある）ことに留意されたい。

[0030] 一部の実施形態では、１つ以上の伝送器１０２の各アンテナアレイ１１０は、電力波１１６を１つ以上の伝送器１０２の各伝送場内に伝送するように構成された１つ以上のアンテナのセットを含むことがある。コントローラ回路（例えば、高周波集積回路（ＲＦＩＣ））及び／又は波形発生器などの、各伝送器１０２の集積回路（図１Ｃ）がアンテナの挙動を制御することがある。例えば、受信器１２０から通信信号１１８（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）アドバタイズメントなどのアドバタイズメント）を介して受信された情報に基づいて、コントローラ回路（例えば、伝送器１０２のプロセッサ１０４、図１Ａ）は、電力を受信器１２０、ひいては電子デバイス１２２に効果的に提供することになる電力波１１６の波形特性（例えば、いくつかある特性の中で特に、振幅、周波数、軌道、方向、位相、偏波）の値を決定することがある。コントローラ回路は、アンテナアレイ１１０から電力波１１６を伝送するのに効果的となるアンテナの部分セットを特定することもある。一部の実施形態では、プロセッサ１０４に結合された各伝送器１０２の波形発生器回路（図１Ａには示されていない）がエネルギーを変換し、プロセッサ１０４／コントローラ回路により特定された波形特性の特定の値を有する電力波１１６を発生させ、次に電力波を伝送のためにアンテナアレイ１１０に提供することがある。

[0031] 一部の実施形態では、通信コンポーネント１１２は、有線及び／又は無線通信接続を介して通信信号１１８を受信器１２０に伝送する。一部の実施形態では、通信コンポーネント１１２は受信器１２０に何も伝送せず、通信コンポーネント１１２を使用して受信器１２０から通信（例えばＢＬＥアドバタイズメント）を受信するのみである。一部の実施形態では、通信コンポーネント１１２が受信器１２０に何も伝送しない場合、通信コンポーネント１１２と受信器１２０との間に通信チャネルが確立されることはなく、これは一部の実施形態では、受信デバイス及び伝送デバイスが、受信デバイスが伝送デバイスにＢＬＥアドバタイズメントを送信することを可能にするハンドシェイクプロトコルを経由する必要がないことを意味する。一部の実施形態では、通信コンポーネント１１２は、受信器１２０の三角測量に使用されるビーコン信号１１８ａ（例えば、試験信号）を発生させる。一部の実施形態では、ビーコン信号１１８ａは、充電の可用性に関する情報を伝送器１０２から受信器１２０に伝達するのに使用される。一部の実施形態では、信号１１８ａは、電力波１１６を伝送する（例えば、ＲＦ試験信号から得られる電力量を伝える）のに使用される１つ以上の波形特性の値を調整するために使用される。一部の実施形態では、伝送器１０２は、受信器から伝送されるアドバタイズメントが、伝送器１０２が受信器に電力を提供することを可能にするのに必要な全ての情報を伝達するため、電力波１１６を伝送するために１つ以上の波形特性の値を調整することに関する情報を受信器１２０に伝達する必要がない。一部の実施形態では、ビーコン信号１１８ａは、（以下でより詳細に説明される）ステータス、効率、ユーザデータ、電力消費、課金、ジオロケーション、及び他の種類の情報に関連する情報を含む。一部の実施形態では、一方向アドバタイズメント信号１１８ｂが、充電要件に関する情報を受信器１２０から伝送器１０２に伝達するのに使用される。一部の実施形態では、受信器１２０から伝送器１０２に伝送される一方向アドバタイズメント信号１１８ｂのみが、ステータス、効率、ユーザデータ、電力消費、充電情報、課金、ジオロケーション、及び他の種類の情報に関連する情報を含む。

[0032] 一部の実施形態では、通信コンポーネント１１２は、受信器１２０及び／又は他の伝送器１０２（例えば、伝送器１０２ｂ～１０２ｎ）と通信するための通信コンポーネントアンテナを備える。一部の実施形態では、これらのビーコン信号１１８ａ及び一方向アドバタイズメント信号１１８ｂは、電力波１１６の伝送に使用される第２のチャネル（例えば、第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域）とは独立した別の第１のチャネル（例えば第１の周波数帯域）を使用して送信される。一部の実施形態では、伝送器１０２と受信器１２０との間にはチャネルが作成されず、通信コンポーネント１１２は着信アドバタイズメント（例えばＢＬＥアドバタイズメント）を受信する。

[0033] 一部の実施形態では、受信器１２０は、受信器側通信コンポーネントが発生する各通信信号（一部の実施形態では、各通信信号がアドバタイジング信号又はアドバタイズメント信号と呼ばれる）を使って、様々な種類のデータを伝送器１０２の１つ以上で伝達するように構成された受信器側通信コンポーネント１４４（本明細書では第２の通信無線器とも呼ばれ得る一方、通信コンポーネント１１２は本明細書では第１の通信無線器と呼ばれ得る）を任意選択的に備える。他の実施形態では、受信器１２０は、本明細書で考察される一方向通信アドバタイズメントを伝達するためにデバイス１２２ａの通信コンポーネント１３６を使用するように構成される可能性がある（本明細書における一方向アドバタイズメントの説明は、受信器１２０がその自身の通信コンポーネント１４４を使用する状況、及び受信器１２０がデバイス１２２ａの通信コンポーネント１３６を使用する状況に適用される）。データは、受信器１２０及び／又は電子デバイス１２２のための場所インジケータ、デバイス１２２の電力ステータス、受信器１２０のステータス情報、電子デバイス１２２のステータス情報（例えば、充電停止中、充電中であるが更に電力が必要、最適設定速度で充電中、充電中であるが過剰な電力を受信している、故障状態など）、電力波１１６に関するステータス情報（例えば、電子デバイス１２２は充電が必要かどうか、バッテリは危機的か、受信器は充電器（例えば伝送器１０２）上にあるか否か（アレイ電圧が検出されたか）など）、及び／又はエネルギーポケットのステータス情報を含むことがある。換言すれば、受信器１２０は、他の種類の情報を含むいくつかの可能なデータ点の中で特に、受信器１２０もしくはデバイス１２２の現在の場所、受信器１２０により受信されたエネルギー（すなわち使用可能電力）の量、並びに電子デバイス１２２により受信及び／又は使用された電力量を特定する情報を含む、システム１００の現在の動作に関するデータを、ビーコン信号１１８ａ及び／又は一方向アドバタイズメント信号１１８ｂを介して伝送器１０２に提供することがある。

[0034] 一部の実施形態では、ビーコン信号１１８ａ及び／又は一方向アドバタイズメント信号１１８ｂ内に含まれるデータは、電子デバイス１２２、受信器１２０、及び／又は伝送器１０２によって、アンテナアレイ１１０により電力波１１６を伝送するために使用される１つ以上の波形特性の値の調整を決定するために使用される。一部の実施形態では、受信器１２０は、ビーコン信号１１８ａ及び／又は一方向アドバタイズメント信号１１８ｂを使用して、例えば受信器１２０が伝送場に入ったもしくはまさに入ろうとしていること（例えば、伝送器１０２の無線送電範囲内に入ろうとしていること）を伝送器１０２に警告するためのデータを伝達する、電子デバイス１２２に関する情報を提供する、電子デバイス１２２に対応するユーザ情報を提供する、受信した電力波１１６の有効性を示す、及び／又は１つ以上の伝送器１０２が電力波１１６の伝送を調整するために使用する更新された特性もしくは伝送パラメータを提供する。一部の実施形態では、伝送器の警告は、電子デバイス１２２が伝送器１０２により生成された伝送器ビーコン信号を検出することに応答して行われる。一部の実施形態では、伝送器ビーコン信号は低電力ＲＦ信号であるため、伝送器ビーコン信号は、受信器が伝送器の無線送電範囲内にあると伝送器が判定した後に伝送される追加の無線送電信号と比べて低い電力レベルを有する（この例は図４のフローチャートに示されている）。

[0035] 一部の実施形態では、伝送器センサ１１４及び／又は受信器センサ１２８は、電子デバイス１２２、受信器１２０、伝送器１０２、及び／又は伝送場の状態を検出及び／又は特定する。一部の実施形態では、伝送器センサ１１４及び／又は受信器センサ１２８により生成されたデータは、伝送器１０２によって、電力波１１６を伝送するのに使用される１つ以上の波形特性の値の適切な調整を決定するために使用される。伝送器１０２により受信される伝送器センサ１１４及び／又は受信器センサ１２８からのデータは、例えば、生センサデータ及び／又はセンサプロセッサなどのプロセッサ１０４により処理されたセンサデータを含む。処理されたセンサデータは、例えば、出力されたセンサデータに基づく決定を含む。一部の実施形態では、受信器１２０及び伝送器１０２の外部にあるセンサから受信したセンサデータ（例えば、熱画像データ、光センサからの情報など）も使用される。

[0036] 図１Ｂは、一部の実施形態に係るＲＦ無線送電システム１５０の別のブロック図である。一部の実施形態では、ＲＦ無線送電システム１５０は遠方界伝送器（図示せず）を備える。一部の実施形態では、ＲＦ無線送電システム１５０は、一部の実施形態ではＲＦ充電パッド１５１（本明細書では近傍界（ＮＦ）充電パッド１５１又はＲＦ充電パッド１５１とも呼ばれる）の一部であり得る近傍界伝送器を備える。ＲＦ充電パッド１５１は、図１Ａの伝送器１０２の一例である場合がある。

[0037] 一部の実施形態では、ＲＦ充電パッド１５１は（以下により詳細に説明される）ＲＦ電力伝送器集積回路１６０を備える。一部の実施形態では、ＲＦ充電パッド１５１は、１つ以上の通信コンポーネント１１２（例えば、ＷＩ－ＦＩ無線又はＢＬＵＥＴＯＯＴＨ無線などの無線通信コンポーネント）を備える。一部の実施形態では、ＲＦ充電パッド１５１はまた、外部電力転送要素（例えば、アンテナ２９０）を駆動する際に１つ以上の電力増幅器ユニットの動作を制御するために１つ以上の電力増幅器ユニット１０８－１，．．．１０８－ｎ（ＰＡ又はＰＡユニット）に接続する。一部の実施形態では、ＲＦ電力は、ＲＦ無線送電システムがＴＸアンテナアレイ１１０を介してＲＦ電力を１つ以上の無線受信デバイスに送信することを可能にするようにスイッチ回路を介してＲＦ充電パッド１５１において制御及び変調される。

[0038] 図１Ｃは、一部の実施形態に係るＲＦ電力伝送器集積回路１６０（「集積回路」）のブロック図である。一部の実施形態では、集積回路１６０は、ＣＰＵ下位システム１７０、外部デバイス制御インターフェイス、ＤＣ－ＲＦ電力変換のためのＲＦ下位セクション、及びバス又は相互接続ファブリックブロック１７１などの相互接続コンポーネントを介して相互接続されるアナログ及びデジタル制御インターフェイスを備える。一部の実施形態では、ＣＰＵ下位システム１７０は、ＣＰＵ下位システムランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１７４（例えばメモリ２０６、図２Ａ）内にロードされる又はＦＬＡＳＨから直接実行されるＣＰＵ実行可能コードを含む外部ＦＬＡＳＨへデジタル制御インターフェイス、例えばＩ^２Ｃポートを介してブートするデバイスプログラムのための関連読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１７２を有するマイクロプロセッサユニット（ＣＰＵ）２０２を含む。一部の実施形態では、ＣＰＵ下位システム１７０はまた、ＲＦ充電パッド１５０から無線で配送される電力を受信しようとする無線電力受信器などの外部デバイスとの通信交換を認証及び保証するために暗号化モジュール又はブロック１７６を備える。

[0039] 一部の実施形態では、ＲＦ ＩＣ１６０はまた、場合によっては異物を検出するために使用される、電力増幅器１０８内の様々な測定点におけるインピーダンスの測定値を読み取ることを含む、１つの電力増幅器（又は複数の電力増幅器）の動作を制御及び管理することを担当する電力増幅器コントローラＩＣ１６１Ａ（ＰＡ ＩＣ）を備える（又はこれと通信状態にある）。ＰＡ ＩＣ１６１Ａは、ＲＦ ＩＣ１６０と同じ集積回路上にある場合があるか、又はＲＦ ＩＣ１６０から分離している（ただし、依然としてと通信状態にある）それ自体の集積回路上にある場合がある。ＰＡ ＩＣのアーキテクチャ及び動作に関する更なる詳細は、米国仮出願第６２／０３，６７７号（代理人整理番号第１１７６８５－５１９７－ＰＲ）に示されている。

[0040] 一部の実施形態では、ＣＰＵ（図２のメモリ１０６内に示され以下で説明されるものなど）上で動作する実行可能命令が、ＲＦ充電パッド１５１の動作を管理するのに、そして制御インターフェイス、例えばＳＰＩ制御インターフェイス１７５、及びＲＦ電力伝送器集積回路１６０内に含まれる他のアナログ及びデジタルインターフェイスを介して外部デバイスを制御するのに使用される。一部の実施形態では、ＣＰＵ下位システムはまた、ＲＦ局部発振器（ＬＯ）１７７及びＲＦ伝送器（ＴＸ）１７８を含むＲＦ電力伝送器集積回路１６０のＲＦ下位セクションの動作を管理する。一部の実施形態では、ＲＦ ＬＯ１７７は、ＣＰＵ下位システム１７０からの命令に基づいて調整され、これによって様々な所望の動作周波数に設定される一方、ＲＦ ＴＸは、実現可能なＲＦ電力レベルを生成するために必要に応じてＲＦ出力を変換、増幅、変調する。

[0041] 以下の説明では、本開示において同義語として使用されるアンテナ区域及び電力転送区域について様々な言及がなされる。一部の実施形態では、アンテナ／電力転送区域は、伝搬高周波を伝送するアンテナ素子を含むことがあるが、他の実施形態では、アンテナ／電力転送区域は、電気信号を伝達するが伝搬高周波を送信しない容量性充電カプラを含むことがある。

[0042] 一部の実施形態では、ＲＦ電力伝送器集積回路１６０は実現可能なＲＦ電力レベルを（例えばＲＦ ＴＸ１７８を介して）任意選択的なビーム形成集積回路（ＩＣ）１０９に提供し、任意選択的なビーム形成集積回路（ＩＣ）１０９は次いで位相シフトされた信号を１つ以上の電力増幅器１０８に提供する。一部の実施形態では、ビーム形成ＩＣ１０９は、特定の無線電力受信器に伝送される電力が最大化される（例えば、送電信号が特定の無線電力受信器に同相で到達する）ことを保証するために、特定の無線電力受信器に２つ以上のアンテナ２１０（例えば、各アンテナ２１０は異なるアンテナ区域２９０と関連付けられることがあるか、又はそれぞれが単一のアンテナ区域２９０に属することがある）を使用して送信される送電信号が適切な特性（例えば位相）で伝送されることを保証するのに使用される。一部の実施形態では、ビーム形成ＩＣ１０９はＲＦ電力伝送器ＩＣ１６０の一部を形成する。容量性カプラ（例えば容量性充電カプラ２４４）がアンテナ２１０として使用される実施形態では、任意選択的なビーム形成ＩＣ１０９はＲＦ電力伝送器集積回路１６０に含まれないことがある。

[0043] 一部の実施形態では、ＲＦ電力伝送器集積回路１６０は、実現可能ＲＦ電力レベルを１つ以上の電力増幅器１０８に（例えばＲＦ ＴＸ１７８を介して）直接提供し、ビーム形成ＩＣ１０９を使用しない（すなわち、送電信号を無線電力受信器に伝送するのに単一のアンテナ２１０のみが使用されるときなど、位相シフトが必要とされない場合にビーム形成ＩＣをバイパスする）。一部の実施形態では、ＰＡ ＩＣ１６１Ａは、実現可能ＲＦ電力レベルを受信し、それを１つ以上の電力増幅器１０８に提供する。

[0044] 次に、一部の実施形態では、１つ以上の電力増幅器１０８は、ＲＦ充電パッド１５１から無線で配送される電力を受信する権限が与えられている無線電力受信器への伝送のためにＲＦ信号をアンテナ区域２９０（本明細書では「電力転送区域」とも呼ばれる）に提供する。一部の実施形態では、各アンテナ区域２９０は各ＰＡ１０８と結合される（例えば、アンテナ区域２９０－１はＰＡ１０８－１と結合され、アンテナ区域２９０－ＮはＰＡ１０８－Ｎと結合される）。一部の実施形態では、複数のアンテナ区域がそれぞれ同じ一組のＰＡ１０８と結合される（例えば、全てのＰＡ１０８が各アンテナ区域２９０と結合される）。ＰＡ１０８のアンテナ区域２９０に対する様々な配置及び結合は、無線電力を無線電力受信器に伝送するために使用するのに最も効率的なアンテナ区域２９０を決定するために、ＲＦ充電パッド１５１が様々なアンテナ区域を連続的又は選択的に活性化することを可能にする。一部の実施形態では、１つ以上の電力増幅器１０８はまた、ＰＡ１０８によりＲＦ充電パッド１５１のアンテナ区域１１０に提供される出力電力をＣＰＵ２０２が測定することを可能にするためにＣＰＵ下位システム１７０と通信状態にある。

[0045] 図１Ｃはまた、一部の実施形態では、ＲＦ充電パッド１５１のアンテナ区域２９０が１つ以上のアンテナ２１０Ａ－Ｎを含み得ることを示している。一部の実施形態では、複数のアンテナ区域２９０の各アンテナ区域は１つ以上のアンテナ２１０を含む（例えば、アンテナ区域２９０－１は１つのアンテナ２１０－Ａを含み、アンテナ区域２９０－Ｎは複数のアンテナ２１０を含む）。一部の実施形態では、アンテナ区域のそれぞれに含まれるアンテナの数は、ＲＦ充電パッド１５１上の無線電力受信器の位置などの様々なパラメータに基づいて動的に規定される。一部の実施形態では、各アンテナ区域２９０は、様々なタイプのアンテナを含むことがあり、一方、他の実施形態では、各アンテナ区域２９０は同じタイプの単一のアンテナを含むことがあり、一方、更に他の実施形態では、アンテナ区域は、同じタイプの単一のアンテナを含むいくつかのアンテナ区域と、様々なタイプのアンテナを含むいくつかのアンテナ区域とを含むことがある。一部の実施形態では、アンテナ／電力転送区域はまた、又は代替的に電気信号を伝達するが伝搬高周波を送信しない容量性充電カプラを含むことがある。

[0046] 一部の実施形態では、ＲＦ充電パッド１５１はまた、ＲＦ充電パッド１５１が許容可能温度範囲内に留まることを保証するためにＣＰＵ下位システム１７０と通信状態にある温度監視回路を備えることがある。例えば、ＲＦ充電パッド１５１が閾値温度に達したという判断がなされた場合に、ＲＦ充電パッド１５１の動作はＲＦ充電パッド１５１が閾値温度を下回るまで一時的に中断されることがある。

[0047] ＲＦ電力伝送器回路１６０の示されたコンポーネント（図１Ｃ）を単一チップ上に備えることによって、かかる伝送器チップは伝送器チップにおける動作をより効率的及び迅速に（そしてより低い遅延で）管理することができ、これによって、これらの伝送器チップにより管理される充電パッドのユーザ満足度を改善するのに役立つ。例えば、ＲＦ電力伝送器回路１６０は、構築するのがより安価であり、より小さな物理的フットプリントを有し、設置するのがより簡単である。

[0048] 図１Ｄは、一部の実施形態に係る充電パッド２９４のブロック図である。充電パッド２９４は、充電パッド１５１（図１Ｂ）の一例であるが、充電パッド１５１に含まれる１つ以上のコンポーネントは、考察及び例示を簡単にするために充電パッド２９４に含まれていない。

[0049] 充電パッド２９４は、ＲＦ電力伝送器集積回路１６０、１つ以上の電力増幅器１０８、ＰＡ ＩＣ１６１Ａ（ＲＦ電力伝送器ＩＣ１６０と同じか又は別個のＩＣ上にあり得る）、及び複数のアンテナ区域を有する伝送器アンテナアレイ２９０を備える。これらのコンポーネントのそれぞれは、図１Ａから図１Ｃを参照して以上で詳細に説明されている。また、充電パッド２９４は、電力増幅器１０８とアンテナアレイ２９０との間に配置されると共に、複数のスイッチ２９７－Ａ、２９７－Ｂ、．．．２９７－Ｎを有するスイッチ２９５（すなわち、伝送器側スイッチ）を備える。スイッチ２９５は、ＲＦ電力伝送器集積回路１６０により提供される制御信号に応答して、１つ以上の電力増幅器１０８をアンテナアレイ２９０の１つ以上のアンテナ区域と切り替え可能に接続するように構成されている。

[0050] 上記を達成するために、各スイッチ２９７は、アンテナアレイ２９０の異なるアンテナ区域と結合される（例えば、アンテナアレイ２９０の異なるアンテナ区域への信号経路を提供する）。例えば、スイッチ２９７－Ａは、アンテナアレイ２９０の第１のアンテナ区域２９０－１（図１Ｃ）と結合されることがあり、スイッチ２９７－Ｂは、アンテナアレイ２９０の第２のアンテナ区域２９０－２と結合されることがあるといった具合である。複数のスイッチ２９７－Ａ、２９７－Ｂ、．．．２９７－Ｎのそれぞれは、閉じられると、各電力増幅器１０８（又は複数の電力増幅器１０８）とアンテナアレイ２９０の各アンテナ区域との間の独自の経路を生成する。スイッチ２９５を通る各独自の経路は、ＲＦ信号をアンテナアレイ２９０の特定のアンテナ区域に選択的に提供するのに使用される。複数のスイッチ２９７－Ａ、２９７－Ｂ、．．．２９７－Ｎのうちの２つ以上が、同時に閉じられることがあり、これによって同時に使用され得るアンテナアレイ２９０への複数の独自の経路が生成されることに留意されたい。

[0051] 一部の実施形態では、ＲＦ電力伝送器集積回路１６０（ＰＡ ＩＣ１６１Ａ、又は両方）は、スイッチ２９５に結合され、かつ複数のスイッチ２９７－Ａ、２９７－Ｂ、．．．２９７－Ｎの動作を制御するように構成されている（図１Ｂ及び１Ｄに「制御出力」信号として示されている）。例えば、ＲＦ電力伝送器集積回路１６０は、他のスイッチを開いたまま第１のスイッチ２９７－Ａを閉じることがある。別の例では、ＲＦ電力伝送器集積回路１６０は、第１のスイッチ２９７－Ａ及び第２のスイッチ２９７－Ｂを閉じ、他のスイッチを開いたままにすることがある（様々な他の組み合わせ及び構成が可能である）。更に、ＲＦ電力伝送器集積回路１６０は、１つ以上の電力増幅器１０８に結合され、かつ適切なＲＦ信号（例えば、「ＲＦ出力」信号）を発生させ、このＲＦ信号を１つ以上の電力増幅器１０８に提供するように構成されている。１つ以上の電力増幅器１０８は、次いでスイッチ２９５のどのスイッチ２９７がＲＦ電力伝送器集積回路１６０によって閉じられているかに応じて、スイッチ２９５を介してＲＦ信号をアンテナアレイ２９０の１つ以上のアンテナ区域に提供するように構成されている。

[0052] 一部の実施形態では、充電パッドは、様々なアンテナ区域を使用して、試験送電信号及び／又は通常送電信号を、例えば、充電パッド上の受信器の位置に応じて伝送するように構成されている。したがって、特定のアンテナ区域が試験信号又は通常電力信号を伝送するために選択されると、制御信号が、少なくとも１つのスイッチ２９７が閉じるようにＲＦ電力伝送器集積回路１６０からスイッチ２９５に送信される。その際に、少なくとも１つの電力増幅器１０８からのＲＦ信号が、現在閉じている少なくとも１つのスイッチ２９７により生成された独自の経路を使用して特定のアンテナ区域に提供される可能性がある。

[0053] 一部の実施形態では、スイッチ２９５は、アンテナアレイ２９０の（例えば、内部の）一部である場合がある。代替的に、一部の実施形態では、スイッチ２９５はアンテナアレイ２９０から独立している（例えば、スイッチ２９５は、別個のコンポーネントである場合があるか、又は電力増幅器１０８などの別のコンポーネントの一部である場合がある）。上記を達成することができる任意のスイッチ設計が使用されることがあり、図１Ｄに示されたスイッチ２９５の設計は一例にすぎないことに留意されたい。

[0054] 図２は、一部の実施形態に係る代表的な伝送器デバイス１０２（本明細書ではときに伝送器１０２、無線電力伝送器１０２、及び無線送電デバイス１０２と呼ばれる）を示すブロック図である。一部の実施形態では、伝送器デバイス１０２は、１つ以上のプロセッサ１０４（例えば、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、マイクロプロセッサなど）、１つ以上の通信コンポーネント１１２（例えば無線器）、メモリ１０６、１つ以上のアンテナ１１０、及びこれらのコンポーネント（ときにチップセットと呼ばれる）を相互接続するための１つ以上の通信バス１０８を備える。一部の実施形態では、伝送器デバイス１０２は、以上において図１Ａを参照して説明した１つ以上のセンサ１１４を備える。一部の実施形態では、伝送器デバイス１０２は、例えば１つ以上のインジケータライト、サウンドカード、スピーカ、文字情報及びエラーコードを表示するための小型ディスプレイなどの１つ以上の出力デバイスを備える。一部の実施形態では、伝送器デバイス１０２は、伝送器デバイス１０２の場所を決定するための、ＧＰＳ（全地球測位衛星）や他のジオロケーション受信器などの場所検出デバイスを備える。

[0055] 通信コンポーネント１１２は、伝送器１０２と受信器１２０との間の（例えば、１つ以上の通信ネットワークを介した）通信を可能にする。一部の実施形態では、通信コンポーネント１１２は、例えば、種々の無線プロトコル（例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１５．４、Ｗｉ－Ｆｉ、ＺｉｇＢｅｅ、６ＬｏＷＰＡＮ、Ｔｈｒｅａｄ、Ｚ－Ｗａｖｅ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｓｍａｒｔ、ＩＳＡ１００．１１ａ、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ、ＭｉＷｉなど）、有線プロトコル（例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＨｏｍｅＰｌｕｇなど）、及び／又は本明細書の出願日の時点ではまだ開発されていなかった通信プロトコルを含む、任意の他の適切な通信プロトコルのいずれかを用いたデータ通信が可能なハードウェアを備える。

[0056] メモリ１０６は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＤＲ ＳＲＡＭ、又は他のランダムアクセスソリッドステートメモリデバイスなどの高速ランダムアクセスメモリを含み、任意選択的に、１つ以上の磁気ディスク記憶デバイス、１つ以上の光ディスク記憶デバイス、１つ以上のフラッシュメモリデバイス、又は１つ以上の他の不揮発性ソリッドステート記憶デバイスなどの不揮発性メモリを含む。メモリ１０６、又は代替的にメモリ１０６内の不揮発性メモリは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。一部の実施形態では、メモリ１０６、又はメモリ１０６の非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、以下のプログラム、モジュール、及びデータ構造、又はそれらの部分セットもしくは上位セットを記憶する。
・様々な基本システムサービスを処理し、かつハードウェア依存タスクを実行するための手順を含む動作論理２１６、
・通信コンポーネント１１２及び／又はアンテナ１１０と連携して、リモートデバイス（例えば、リモートセンサ、伝送器、受信器、サーバなど）に結合する、及び／又はそれらと通信するための通信モジュール２１８、
・例えば、伝送器１０２の近傍における物体の存在、速度、及び／又は位置を決定するために、（例えば、センサ１１４と連携して）センサデータを得て処理するためのセンサモジュール２２０、
・（例えば、アンテナ１１０と連携して）電力波を発生させ伝送するための電力波発生モジュール２２４。一部の実施形態では、電力波発生モジュール２２４は、伝送器において受信デバイスから受信した一方向通信信号により提供される情報に基づいた命令を伝送器コントローラＩＣから受信する（その一例が図４に示されている）。
・限定するものではないが、以下のものを含むデータベース２２６。
○１つ以上のセンサ（例えば、センサ１１４及び／又は１つ以上のリモートセンサ）により受信、検出、及び／又は伝送されたデータを記憶及び管理するためのセンサ情報２２８、
○１つ以上のプロトコル（例えば、ＺｉｇＢｅｅ、Ｚ－Ｗａｖｅなどのカスタム又は標準無線プロトコル、及び／又はＥｔｈｅｒｎｅｔなどのカスタム又は標準有線プロトコル）のプロトコル情報を記憶及び管理するための通信プロトコル情報２３４。
○一方向アドバタイズメント構造２３７が、伝送デバイスの第１の通信無線器が、例えばＢＬＥアドバタイズメント信号中の、受信デバイスの第２の通信無線器により提供される情報を解読することを可能にする。

[0057] 以上で特定された要素（例えば、伝送器１０２のメモリ１０６に記憶されているモジュール）のそれぞれは、任意選択的に上述のメモリデバイスのうちの１つ以上に記憶されており、上記の機能を実行するための命令のセットに対応する。以上で特定されたモジュール又はプログラム（例えば、命令のセット）は、独立したソフトウェアプログラム、手順、又はモジュールとして実施される必要はなく、したがって、これらのモジュールの様々な部分セットは、任意選択的に様々な実施形態において組み合わされるかあるいは再編成される。一部の実施形態では、メモリ１０６は、任意選択的に以上において特定されたモジュール及びデータ構造の部分セットを記憶する。更にメモリ１０６は、任意選択的に、伝送場内の物体の運動及び位置を追跡するための追跡モジュールなどの、以上に記載されていない追加のモジュール及びデータ構造を記憶する。

[0058] 図３は、一部の実施形態に係る代表的な受信器デバイス１２０（本明細書では受信器１２０、無線電力受信器１２０、及び無線受電回路１２０とも呼ばれる）を示すブロック図である。一部の実施形態では、受信器デバイス１２０は、１つ以上のプロセッサ１４０（例えば、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、及びマイクロプロセッサなど）、１つ以上の通信コンポーネント１４４、メモリ１４２、１つ以上のアンテナ１２４、電力回収回路３１０、及びこれらのコンポーネント（ときにチップセットと呼ばれる）を相互接続するための１つ以上の通信バス３０８を備える。一部の実施形態では、受信器デバイス１２０は、以上において図１Ａを参照して説明した１つ以上のセンサなどの１つ以上のセンサ１２８を備える。一部の実施形態では、受信器デバイス１２０は、電力回収回路３１０を介して回収されたエネルギーを貯蔵するためのエネルギー貯蔵デバイス３１２を備える。様々な実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス３１２は、１つ以上のバッテリ（例えば、バッテリ１３０、図１Ａ）、１つ以上のキャパシタ、及び１つ以上のインダクタなどを備える。

[0059] 図１Ａを参照して以上で説明したように、一部の実施形態では、受信器１２０は、接続１３８（例えば、バス）を介して電子デバイス（例えば、電子デバイス１２２ａ、図１Ａ）に内部又は外部接続されている。一部の実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス３１２は電子デバイスの一部である。

[0060] 一部の実施形態では、電力回収回路３１０は、１つ以上の整流回路及び／又は１つ以上の電力変換器を備える。一部の実施形態では、電力回収回路３１０は、電力波及び／又はエネルギーポケットからのエネルギーを電気エネルギー（例えば、電気）に変換するように構成された１つ以上のコンポーネント（例えば、電力変換器１２６）を備える。一部の実施形態では、電力回収回路３１０は、ラップトップ又は電話など、結合された電子デバイス（例えば、電子デバイス１２２）に電力を供給するように更に構成されている。一部の実施形態では、結合された電子デバイスに電力を供給することは、電気エネルギーをＡＣ形態から（例えば、電子デバイス１２２により使用可能な）ＤＣ形態に変換することを含む。

[0061] 通信コンポーネント１４４は、（例えば、１つ以上の通信ネットワークを介した）受信器１２０と伝送器１０２との間の通信を可能にする。一部の実施形態では、通信コンポーネント１４４は、例えば、種々のカスタム又は標準無線プロトコル（例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１５．４、Ｗｉ－Ｆｉ、ＺｉｇＢｅｅ、６ＬｏＷＰＡＮ、Ｔｈｒｅａｄ、Ｚ－Ｗａｖｅ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｓｍａｒｔ、ＩＳＡ１００．１１ａ、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ、ＭｉＷｉなど）、カスタム又は標準有線プロトコル（例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＨｏｍｅＰｌｕｇなど）、及び／又は本明細書の出願日の時点ではまだ開発されていなかった通信プロトコルを含む、任意の他の適切な通信プロトコルのいずれかを用いたデータ通信が可能なハードウェアを備える。一部の実施形態では、受信器１２０は電子デバイスの通信コンポーネントを使用する。一部の実施形態では、受信器１２０が電子デバイスの通信コンポーネントを使用する場合、受信器１２０は通信コンポーネント１４４を備えていない。一部の実施形態では、通信コンポーネントは受信器１２０の外部にある。

[0062] メモリ１４２は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＤＲ ＳＲＡＭ、又は他のランダムアクセスソリッドステートメモリデバイスなどの高速ランダムアクセスメモリを含み、任意選択的に、１つ以上の磁気ディスク記憶デバイス、１つ以上の光ディスク記憶デバイス、１つ以上のフラッシュメモリデバイス、又は１つ以上の他の不揮発性ソリッドステート記憶デバイスなどの不揮発性メモリを含む。メモリ１４２、又は代替的にメモリ１４２内の不揮発性メモリは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。一部の実施形態では、メモリ１４２、又はメモリ１４２の非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、以下のプログラム、モジュール、及びデータ構造、又はそれらの部分セットもしくは上位セットを記憶する。
・様々な基本システムサービスを処理し、かつハードウェア依存タスクを実行するための手順を含む動作論理３１４、
・通信コンポーネント１４４及び／又はアンテナ１２４と連携してリモートデバイス（例えば、リモートセンサ、伝送器、他の受信器、サーバ、電子デバイス、マッピングメモリなど）に結合する及び／又はそれらと通信するための通信モジュール３１６。例えば通信モジュール３１６は、伝送デバイスの第１の通信無線器にアドバタイズメント信号を提供するために、受信デバイスの第２の通信無線器と連携して使用される可能性があり、その結果、第２の通信無線器は、伝送器が受信デバイスへの電力伝送に特定の調整を行うことを可能にするデータパケットを第１の通信無線器に提供することができる（そしてこれは全て第１及び第２の通信無線器の間に通信チャネルを確立することなく行うことができる）、
・例えば、受信器１２０、伝送器１０２、又は受信器１２０の近傍にある物体の存在、速度、及び／又は位置を決定するために、（例えば、センサ１２８と連携して）センサデータを得て処理するためのセンサモジュール３１８、
・（例えば、アンテナ１２４及び／又は電力回収回路３１０と連携して）エネルギーを受信し、任意選択的に（例えば、電力回収回路３１０と連携して）それを（例えば、直流に）変換し、エネルギーを結合された電子デバイス（例えば、電子デバイス１２２）に転送し、任意選択的に（例えば、エネルギー貯蔵デバイス３１２と連携して）エネルギーを貯蔵するための受電モジュール３２０
・電力波（もしくはＲＦ試験信号）から抽出されたエネルギー及び／又は電力波が収束するエネルギーポケット（例えば、ＲＦ信号１１６、図１Ａ）に基づいて受信器により受信される電力の量を（受電モジュール３２０の動作と連携して）決定するための電力決定モジュール３２１。一部の実施形態では、電力量は、受信デバイスの第２の通信無線器から伝送デバイスの第１の通信無線器に送信されたアドバタイズメント信号に提供されたデータパケットで報告される。
・電力サージが敏感なコンポーネントに損傷を与えるのを防ぐために電力回収回路３１０のスイッチを開くタイミングを信号で知らせるためのスイッチモジュール３３０、
・システムのインピーダンス不整合を制御し、入電力の一部を無線電力受信器のアンテナから反射させることができるトグルモジュール３３２。アンテナにより反射される電力量を調節することによって、デバイスは、専用の通信コンポーネント（例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１５．４、Ｗｉ－Ｆｉ、ＺｉｇＢｅｅ、６ＬｏＷＰＡＮ、Ｔｈｒｅａｄ、Ｚ－Ｗａｖｅ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｓｍａｒｔ、ＩＳＡ１００．１１ａ、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ、ＭｉＷｉなど）、有線プロトコル（例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＨｏｍｅＰｌｕｇなど）を必要とせずに無線電力伝送器と通信することができる。
・限定するものではないが、以下のものを含むデータベース３２２。
○１つ以上のセンサ（例えば、センサ１２８及び／又は１つ以上のリモートセンサ）により受信、検出、及び／又は伝送されたデータを記憶及び管理するためのセンサ情報３２４、
○受信器１２０、結合された電子デバイス（例えば、電子デバイス１２２）、及び／又は１つ以上のリモートデバイスのための動作設定を記憶及び管理するためのデバイス設定３２６、及び
○１つ以上のプロトコル（例えば、ＺｉｇＢｅｅ、Ｚ－Ｗａｖｅなどのカスタムもしくは標準無線プロトコル、及び／又はＥｔｈｅｒｎｅｔなどのカスタムもしくは標準有線プロトコル）のプロトコル情報を記憶及び管理するための通信プロトコル情報３２８。
○一方向アドバタイズメント構造３３０が、伝送デバイスの第１の通信無線器が、例えばＢＬＥアドバタイズメント信号中の、受信デバイスの第２の通信無線器により提供される情報を解読することを可能にする。

[0063] 一部の実施形態では、受電モジュール３２０は、電力量を、電力量を他のリモートデバイス（例えば、伝送器１０２、図１から図２）に伝達する通信モジュール３１６に伝達する。一部の実施形態では、この通信モジュール３１６はアドバタイズメントを伝送し、特定の伝送器（例えば、伝送器１０２）との専用チャネルを開かない。更に、一部の実施形態では、受電モジュール３２０は、電力量をデータベース３２２に伝達することがある（例えば、データベース３２２は、１つ以上の電力波１１６から得た電力の量を記憶する）。代替的に、一部の実施形態では、受電モジュール３２０は、通信モジュール３１６に、データパケットをリモートデバイスに伝送するように命令する（例えば、各データパケットは、伝送器１０２により伝送される複数の試験信号の情報を含む可能性がある）。

[0064] 一部の実施形態では、本明細書に記載の無線送電システムは、近傍界、ＮＦ＋、中間界、及び遠方界伝送アプリケーションのうちの１つ以上で使用される可能性がある。近傍界は、（伝送器デバイスにより一定の周波数で伝送される電力波の）約１波長以下の範囲内の伝送アンテナ周辺の領域を指す。遠方界は、（伝送器デバイスにより一定の周波数で伝送される電力波の）約２波長以上である伝送アンテナ周辺の領域を指す。中間界は、近傍界と遠方界との間の領域を指す。例えば、伝送波の周波数が２．４ＧＨｚである場合、ＮＦ＋範囲は約０．１８８ｍ以内であり、近傍界範囲は約０．１２５ｍ以内であり、中間界範囲は約０．１２５ｍから約０．２５ｍであり、遠方界範囲は約０．２５ｍ以上である。別の例では、伝送波の周波数が５ＧＨｚである場合、ＮＦ＋範囲は約０．０９ｍ以内であり、近傍界範囲は約０．０６ｍ以内であり、中間界範囲は約０．０６ｍから約０．１２ｍであり、遠方界範囲は約０．１２ｍ以上である。一部の実施形態では、動作周波数は４００ＭＨｚから６０ＧＨｚに及ぶ。

[0065] 以上で特定された要素（例えば、受信器１２０のメモリ１４２に記憶されているモジュール）のそれぞれは、任意選択的に上述のメモリデバイスのうちの１つ以上に記憶されており、上記の機能を実行するための命令のセットに対応する。以上で特定されたモジュール又はプログラム（例えば、命令のセット）は、独立したソフトウェアプログラム、手順、又はモジュールとして実施される必要はなく、したがって、これらのモジュールの様々な部分セットは、任意選択的に様々な実施形態において組み合わされるかあるいは再編成される。一部の実施形態では、メモリ１４２は、任意選択的に以上において特定されたモジュール及びデータ構造の部分セットを記憶する。更にメモリ１４２は、任意選択的に、接続されたデバイスのデバイスタイプ（例えば、電子デバイス１２２のデバイスタイプ）を識別するための識別モジュールなどの、以上に記載されていない追加のモジュール及びデータ構造を記憶する。

シンプレックスＮＦ／ＮＦ＋ソフトウェア設計
概観
[0066] 一部の実施形態では、シンプレックスモードにおいて、無線送電デバイス（例えば、図１の伝送器１０２に相当する図４の伝送器４０２）と無線受電デバイス（例えば、図１の受信器１２０に相当する図４の受信器４０４）との間の通信は一方向に行われる（例えば、一方向通信）。一部の実施形態では、受信器４０４からのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）アドバタイズメント（例えば、図４のＢＬＥアドバタイズメント矢印４０６により示されている）が、アドバタイズメントを受信するための擬似片方向通信チャネルとして伝送器４０２によって使用される。以下の記述は、少なくとも１つの実施形態のシステム要件、動作／プロビジョニングモード、設計、及び実装の詳細を説明する。

利点
[0067] 以下は開示されている実施形態の例示的な利点の概要である。一部の実施形態では、一方向通信を使用した安全な無線送電は、最終顧客にとって実装がより簡単であるために有利である。一部の実施形態では、無線受電デバイス上のソフトウェアコードの量は最小である。一部の実施形態では、無線送電デバイス４０２は、無線受電デバイス４０４が無線受電デバイス４０４から受信する片方向通信のみに基づいて電力を受信することを確認することができる。システムはまた、近くの伝送器により既に送信されている電力を受信器に送信することを中止する能力を有する。一部の実施形態では、無線電力伝送器は、無線送電デバイスからブロードキャストを受信しながら、権限のない受信器に対処したりリプレーを軽減したりするための対抗手段を備える。

[0068] 一部の実施形態では、無線受電デバイスは、ＢＬＥアドバタイズメントを介して、電力、電圧、バッテリパーセンテージ、及び充電状態に対応する下記の情報をブロードキャストする。一部の実施形態では、無線受電デバイスは、ＢＬＥアドバタイズメントを介して、無線受電デバイスの貯蔵要素（例えば、バッテリ、キャパシタなど）が充電を必要としているかどうかをブロードキャストすることができる。一部の実施形態では、無線受電デバイスは、ＢＬＥアドバタイズメントを介して、無線受電デバイスと関連した貯蔵要素の状態が危機的状態にあること（例えば、動作温度の範囲外にあること、過充電、過少充電、又は貯蔵要素と関連した別のエラー）をブロードキャストすることができる。一部の実施形態では、無線受電デバイスは、ＢＬＥアドバタイズメントを介して、無線受電デバイスが無線送電デバイスの範囲内にあるか否か（例えば、アレイ電圧が検出されているか）をブロードキャストすることができる。一部の実施形態では、無線受電デバイスは、ＢＬＥアドバタイズメントを介して、無線受電デバイスと関連した貯蔵要素が充電中でないことをブロードキャストすることができる。一部の実施形態では、無線受電デバイスは、ＢＬＥアドバタイズメントを介して、無線受電デバイスと関連した貯蔵要素が充電中であるが、無線送電デバイスから更に電力が必要であることをブロードキャストすることができる。一部の実施形態では、無線受電デバイスは、ＢＬＥアドバタイズメントを介して、無線受電デバイスと関連した貯蔵要素が無線送電デバイスから最適設定速度で充電中であることをブロードキャストすることができる。一部の実施形態では、無線受電デバイスは、ＢＬＥアドバタイズメントを介して、無線受電デバイスと関連した貯蔵要素が充電中であるが、無線送電デバイスから過剰な電力を受信していることをブロードキャストすることができる。一部の実施形態では、無線受電デバイスは、ＢＬＥアドバタイズメントを介して、貯蔵要素及び／又は無線受電デバイスが故障状態を示していることをブロードキャストすることができる。

システム通信モデル
[0069] 一部の実施形態では、無線送電デバイス４０４は、ブロードキャストされたデータパケット（例えば、無線送電デバイス４０２からブロードキャストされたＢＬＥアドバタイズメント）に従って受信した無線送電信号をモニタする。例えば図４は、最初にＢＬＥアドバタイズメントに対応する矢印４０６を示し、その後「ＲＦ電力」と記された矢印４０８により示されるように、受信したＲＦ電力の変化を示している。一部の実施形態では、無線受電デバイス４０２は、（例えば、アドバタイジングが１００ｍｓおきに行われることを記している図４のテキストボックス４１０によって示されるように）そのブロードキャストデータパケット（例えば、ＢＬＥアドバタイズメントデータ）を、無線受電デバイス４０２と関連した貯蔵要素の現在の充電状態、電圧、無線送電デバイス４０４から受信した電力、及び無線送電デバイス４０４から要求されている電力がより多いか少ないかなどで継続的に更新する。

[0070] 一部の実施形態では、無線送電デバイス４０４は、無線受電デバイス４０２から受信したブロードキャストデータパケット（例えば報告）が伝送器の状態に適切であることを確認する。例えば、一部の実施形態では、これは、無線送電デバイス４０４に無線送電デバイス４０４により発せられる電力をＯＮ及びＯＦＦにするパターン（例えば、ランダムパターン）を使用させ、無線送電デバイスを介して、受信した電力情報（例えば報告値）を含む無線受電デバイス４０２のブロードキャスト情報が（例えば、かかる相互作用を示すプロセスブロック４１２によって図４に示されるように）無線送電デバイス４０４によって伝送される電力に対応するかどうかを判定することによって達成される。この確認プロセスは、たとえ他の伝送器（例えば、本明細書に記載のシンプレックス通信方法を実施する伝送器と異なるメーカーにより提供されるもの）が近くにある他の無線受電デバイスを充電しているとしても、無線送電デバイス４０４が正しい無線受電デバイス４０２を追跡していることを保証する。この相互作用の例が図４に示されている。

[0071] 一部の実施形態では、追加の無線送電信号のそれぞれ（例えば、図４の「ＲＦ電力」と記された矢印４１６）が、無線送電デバイス４０２によって事前に決定されているとともに、第１の無線送電信号（例えば、図４の「ＲＦ電力」と記された矢印４０８）に使用された電力レベルより高い電力レベルである一定の電力レベルを有する。このように、無線受電デバイス４０４における追加の無線送電信号の受信が、無線受電デバイス４０２から報告される電力レベル（例えば、図４の「ＲＦ電力」と記された矢印４１６）をチェックすることによって無線送電デバイス４０４によって検証される可能性がある。

システム支援モード
[0072] 一部の実施形態では、システム通信モデルはオープンモデルであり、このモードでは認証及び／又は暗号化がない。一部の実施形態では、オープンモードは、メモリフットプリントが非常に小さく（例えば３２ｋＢ）データ保護を必要としない充電要件を持つデバイスに役立つ可能性がある。

[0073] 一部の実施形態では、システムは保護され、データは共有鍵を使用して暗号化されることになる。例えば、一部の実施形態では、ブロードキャストデータパケットに含まれるデータの少なくとも一部（例えば、ＢＬＥアドバタイズメント及び／又はＷＰＴビーコン）が共有鍵を使用して暗号化されることになる。このモードは、多くのメモリ空間を占有することなくある程度のセキュリティを提供する。共有鍵は潜在的なセキュリティ脅威を回避するために保護されている可能性があり、一部の実施形態では共有鍵は製造時にプロビジョニングされる可能性がある。

[0074] 一部の実施形態では、システムはプライベートであり、認証及び暗号化は公開鍵暗号方式を用いて行われる。例えば、一部の実施形態では、ブロードキャストデータパケットに含まれるデータの少なくとも一部（例えば、ＢＬＥアドバタイズメント及び／又はＷＰＴビーコン）が公開鍵を使用して暗号化されることになる。一部の実施形態では、無線受電デバイス４０２及び無線送電デバイス４０４は、共通の事前共有鍵を導出するために他パーティの公開鍵を使用してプロビジョニングされる可能性がある。この鍵はブロードキャスト内に見つかったデータを暗号化するのに直接又は間接に使用される可能性がある。このセキュリティモードは、上記の他のモードと比べて追加のセキュリティを提供する。一部の実施形態では、このモードは動的に生成される鍵を有する。

受信器ＡＤＶサービスデータ形式
一部の実施形態では、第２の通信無線器によりブロードキャストされるデータパケット（本明細書ではＢＬＥ無線器が使用される実施形態のＢＬＥアドバタイズメントとも呼ばれる）が所定の形式を有し、かかる形式の一例を参考までに以下に示す。

[0075] 換言すれば、第２の通信無線器により提供されるデータパケット及び追加のデータパケットは、アドバタイズメントデータの長さ、サービスデータタイプ、エアフューエル・アライアンスＳＤＯ、技術タイプ、ＲＦ－Ａ、メーカー固有、アドバタイズメント形式バージョン（ＡＦＶ）、シーケンスカウンタ、受信器ＡＤフラグ、ＢＬＥ ＴＸ電力（ｄＢｍ）（署名済み）、バッテリパーセンテージ（符号化済み）、デバイス電力（ｍＷ）（符号化済み）、アレイ電圧（ｍＶ）（符号化済み）、負荷電圧（ｍＶ）（符号化済み）、アレイ電力（ｍＷ）（符号化済み）、及び／又はバッテリ電圧（ｍＶ）（符号化済み）に関する情報を含む。一部の実施形態では、受信器によりブロードキャストされるデータパケットに含まれる第１のデータセットは暗号化／符号化されている一方、受信器によりブロードキャストされるデータパケットに含まれる第２のデータセットは暗号化／符号化されていない。

[0076] 受信器によりブロードキャストされるデータパケット内のバイトの一部が含まれるデータに関する追加の詳細も以下に示す。

受信器アドバタイズメント形式バージョン
[0077] 下の表は、以上で考察された受信器デバイスによりブロードキャストされる例示的なデータパケット中のバイト５に関する追加の構造／情報を示している。この追加の構造／情報は、複数のタイプのデバイスをサポートする共通のアドバタイズメントメッセージング構造を確保するのに役立つ。この構造を使用して、通信デバイスがデバイスのタイプ、サポートするメッセージフォーマット、暗号化状態を区別することができる。これはまた、後方互換性を損なうことなくメッセージ構造の将来の修正を可能にする。

[0078] 一部の実施形態では、共通のアドバタイズメントメッセージング構造の少なくとも４ビットがプロトコルバージョンに割り当てられる。一部の実施形態では、共通のアドバタイズメントメッセージング構造の少なくとも１ビットは暗号化に割り当てられる。一部の実施形態では、共通のアドバタイズメントメッセージング構造の少なくとも１ビットはＭＦ／ＦＦデータに割り当てられる。一部の実施形態では、共通のアドバタイズメントメッセージング構造の少なくとも１ビットはＮＦ／ＮＦ＋データに割り当てられる。一部の実施形態では、共通のアドバタイズメントメッセージング構造の少なくとも１ビットは、データが伝送器に対応するか受信器に対応するかに関する情報に割り当てられる。

受信器ＡＤフラグ
[0079] 下の表は、以上で考察された受信器デバイスによりブロードキャストされる例示的なデータパケット中のバイト８に関する追加の構造／情報を示している。以下の表は、伝送器が最適なシステム性能のために最良の充電アルゴリズム（例えば、受信器に電力を提供する又は充電するのに十分な使用可能電力量を受信器が受信することを保証する充電アルゴリズム）を決定するのに役立つ受信器の充電状態を示すフラグのセットを示している。

充電状態
[0080] 一部の実施形態では、以上で考察された受信器デバイスによりブロードキャストされる例示的なデータパケットは、受信器デバイスの充電状態に関する情報を含む可能性がある。下の表は、ブロードキャストデータパケットが伝達し得る様々な充電状態の例を列挙している。これらは、最良の充電アルゴリズム（例えば、受信器に電力を提供する又は充電するのに十分な使用可能電力量を受信器が受信することを保証する充電アルゴリズム）を決定するのに役立つように伝送器に提供される。

[0081] 本明細書に記載の方法は、充電動作の改善に役立つように充電状態情報を利用することができる。例えば、本明細書に記載の方法は、無線受電デバイスからのブロードキャストデータパケットが無線受電デバイスの充電状態に関する情報を含むとの判定に従って、無線送電デバイスが充電状態情報に基づく無線電力の伝送を調整するように構成される動作を含む可能性がある（例えば、ビット４～６が受信器が増加を要求していることを示す場合、無線送電デバイスは、電力が受信器に配送される電力レベルを上げることによって無線電力の伝送を調整することができる）。

受信器充電器検出
[0082] 一部の実施形態では、本明細書に記載の受信器が結合されるデバイス（例えば、使用可能な電力を受信器デバイスから受信するように構成された電子デバイス）は、充電器ポーリング（本明細書では受信器充電検出と呼ばれ得る）を実行することができ、充電器ポーリングの間、デバイス上で動作するアプリケーションは、受信器の近くに無線電力伝送器が存在するか周期的に（例えば、１分又は２分に１回）ポーリングすることができる。（例えば、送電信号が受信器で受信されるために）充電器が検出されると、（例えば、図４に示すプロセス４１４によって示されるように、）デバイス上で動作するアプリケーションは、受信器にそのブロードキャストデータパケットを更新させる新しいルーティン又は別のソフトウェアプログラムの実行を受信器に開始させることができる。

[0083] 一部の実施形態では、受信器充電検出は充電器割り込みを含む受信器単一画像である。このモードでは、受信器が結合されるデバイスは、１つの例示的な技術に従ってＧＰＩＯであるＶアレイピン及び割り込み論理ＨＩＧＨを設定することができる。割り込みは受信器が充電器上に置かれると生成されることになる。アプリケーションは、上記の新しいルーティン又は他のソフトウェアプログラムを起動することができ、ブロードキャストデータパケットに含まれる情報を更新することができる（例えば、図４に示すプロセス４１４によって示されている）。

[0084] 一部の実施形態では、受信器充電検出は受信器デュアル画像である。このモードでは、充電器検出は受信器が結合されるデバイスの一部であるべきである。これはポーリング又は割り込みによって実行される可能性がある。充電器が検出されると、顧客画像が上記の新しいルーティン又は他のソフトウェアプログラムをロードすることができる。

例示的な実施形態の追加の説明
[0085] 図５Ａから図５Ｃは、一部の実施形態に係る一方向通信信号を伝送する方法の流れ図を示している。具体的には図５Ａから図５Ｃは、無線受電デバイスからの一方向通信信号を使用して無線送電を保護する（５０２）方法５００が、無線受電デバイス（例えば、図１Ａの受信器１２０、図３の受信器１２０、及び図４の（受信器１２０に相当する）受信器４０４）において行われることを示す。

[0086] 一部の実施形態では、無線受電デバイスが、第１の通信無線器を備える無線送電デバイス（例えば、図１Ａの伝送器１０２、図２の伝送器１０２、及び図４の（伝送器１０２に相当する）無線送電デバイス４０２）から、第２の通信無線器を備える無線受電デバイスにおいて第１の無線送電信号を受信する（５０４）。

[0087] 一部の実施形態では、無線受電デバイスが第１の無線送電信号を受信した（５０６）ことに応答して（例えば、図４は、ＷＰＴビーコンが無線送電デバイス４０４から伝送されることを示す矢印４１８を示す）、無線受電デバイスの第２の通信無線器を介して、第１及び第２の通信無線器間に通信チャネルを確立することなく、（ｉ）無線受電デバイスの電源の少なくとも１つの電力要件、（ｉｉ）無線受電デバイスが第１の無線送電信号から受信する電力量、を特定する情報を含むデータパケットをブロードキャストする（５０８）（例えば、図４はＢＬＥアドバタイズメントが無線受電デバイス４０４からブロードキャストされることを示す矢印４０６を示す）。

[0088] 一部の実施形態では、データパケットをブロードキャストした後、無線送電デバイスから、無線受電デバイスにおいて追加の無線送電信号を受信する（５１０）（例えば図４は、追加の無線送電信号が無線送電デバイス４０２から送信されたことを示す矢印４０８を示す）。一部の実施形態では、無線送電デバイスは、（例えば、プロセスブロック４１２によって図４に示されるように）追加の無線送電信号のそれぞれを様々な伝送特性の所定のシーケンスを使用して伝送する。

[0089] 一部の実施形態では、無線受電デバイスが各追加の無線送電信号を受信したことに応答して、無線受電デバイスの第２の通信無線器を介して、第１及び第２の通信無線器間に通信チャネルを確立することなく、追加の無線送電信号の受信に関する情報を含むそれぞれの各追加のデータパケットをブロードキャストする（５１２）（例えば図４は、追加のデータパケットを示す矢印４２０を示す）。

[0090] 一部の実施形態では、無線送電デバイスは、（例えばプロセスブロック４１２によって図４に示されるように）電力を無線受電デバイスに無線で伝送し続けるべきかどうかを決定するために、追加の無線送電信号の受信に関する情報を様々な伝送特性の所定のシーケンスと比較する（５１４）。

[0091] 次に図５Ｂを参照して方法５００の説明を続けると、一部の実施形態では、データパケット及び追加のデータパケットは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｌｏｗ ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）通信プロトコルを介してブロードキャストされる（５１６）（例えば図４の矢印４０６及び４２０は、ＢＬＥアドバタイズメントが無線受電デバイス４０４からブロードキャストされることを示す）。

[0092] 一部の実施形態では、追加のデータパケットは、無線送電デバイスに無線受電デバイスに提供された追加の無線送電信号の特性を調整させる（５１８）情報を含む（例えば図４は、矢印４０６によって示されるように伝送器４０２がＢＬＥアドバタイズメントを受信した後、無線送電デバイス４０２が、矢印４０８によって示されるように追加のＲＦ電力を送信し始める）。一部の実施形態では、無線送電デバイス（例えば図４の伝送器４０２）は、無線送電デバイスが（ｉ）充電中でない、（ｉｉ）充電中であるが更に電力を必要とする、（ｉｉｉ）最適設定速度で充電中である、（ｉｖ）充電中であるが過剰な電力を受信している、及び（ｖ）故障状態である、ことを情報が明らかにする場合に、追加の無線送電信号の特性を調整する。

[0093] 一部の実施形態では、無線受電デバイスは、第２の通信無線器がデータパケットを伝送する（５２０）とき、無線送電デバイスの無線送電範囲内にある（例えば、「充電器検出」と記された図４のテキストボックス４２２によって示され、図４の矢印４０６によって示されるように、検出が行われた後にＢＬＥアドバタイズメントが送信される）。

[0094] 一部の実施形態では、無線送電範囲は、無線送電デバイスから１２インチ以下の近傍界伝送範囲である（５２２）（例えば、「ユーザは受信器を伝送器の上部に置く」と記されたテキストボックス４２４によって示されるように）。一部の実施形態では、無線送電範囲は、無線送電デバイスから１２インチ超の遠方界伝送範囲である（５２４）。

[0095] 一部の実施形態では、無線受電デバイスは、無線受電デバイスにおいて第１の無線送電信号を受信する前に、かつ無線送電デバイスの第１の通信無線器がスキャンしていない間に無線送電範囲内に置かれる（５２６）（例えば、テキストボックス４２４によって示されように）。一部の実施形態では、無線送電デバイスは、無線送電範囲内に無線受電デバイスを検出したことに応答して第１の通信無線器にブロードキャストデータパケットのスキャンを開始させる（５２６）（例えば、「受信器検出ＢＬＥスキャン有効化」と記された図４のテキストボックス４２６によって示されるように）。

[0096] 次に図５Ｃを参照して方法５００の説明を続けると、一部の実施形態では、様々な伝送特性の所定のシーケンスは、無線送電デバイスが特定の期間に伝送のオンとオフを切り替えることによって追加の無線送電信号を異なる時点に送信する（５２８）シーケンスである（例えば、図４のプロセスブロック４１２によって示されている）。

[0097] 一部の実施形態では、様々な伝送特性の所定のシーケンスは、無線送電デバイスが様々な電力レベルを使用して追加の無線送電信号のそれぞれを伝送する（５３０）シーケンスである（例えば、図４のプロセスブロック４１２によって示されている）。

[0098] 一部の実施形態では、無線受電デバイスの第２の通信無線器は、無線送電デバイスの第１の通信無線器と一方向に通信し（５３２）、無線送電デバイスから通信を受信しない（例えば、図４に示されている）。

[0099] 一部の実施形態では、無線受電デバイスは、データパケット及び追加のデータパケットのそれぞれを所定の時間間隔でブロードキャストする（５３４）（例えば、ＢＬＥアドバタイズメントがあらかじめ設定した期間ごとに送信されることを示すテキストボックス４１０によって示されている）。一部の実施形態では、所定の時間間隔は１００ｍｓ以下である（５３６）（例えば、ＢＬＥアドバタイズメントが１００ｍｓごとに送信されることを示すテキストボックス４１０によって示されている）。一部の実施形態では、所定の時間間隔は調整可能であり、５０ｍｓ、１００ｍｓ、２００ｍｓ、３００ｍｓ、５００ｍｓ、又は３００ｍｓ未満の任意の値になるように構成される可能性がある。これは、無線送電デバイスからの電力を調整する際により迅速な応答をもたらすパケットの高速伝送を可能にし、その結果、無線受電デバイスのバッテリ又は他の機器を損傷することなく充電特性をより上手く制御する。

[00100] 一部の実施形態では、データパケット及びそれぞれの各追加のデータパケットは、現在の充電状態、電圧、無線送電デバイスから受信した電力についての情報、及び要求されている電力がより多いか少ないかを示す情報を含む（５３８）（例えば、図４に示すＢＬＥアドバタイズメント４０６及び４２０はこの情報を含む）。

[00101] 一部の実施形態では、データパケット及びそれぞれの各追加のデータパケットは、暗号化データを含む（５４０）（例えば、図４に示すＢＬＥアドバタイズメント４０６及び４２０は暗号化データを含む可能性がある）。

[00102] 一部の実施形態では、無線受電デバイスは、電力回収回路を含む無線受電回路及び約３２ＫＢのメモリを備え（例えば図３は、例示的なＲＦ受信器のコンポーネントを示している）、メモリは無線受電デバイスに考察した一方向充電プロセスの命令を実行させる命令を記憶する。一部の実施形態では、これらの命令はメモリの約５ＫＢ以下を占有する（５４２）。他のシステムと比較すると、５ＫＢの命令サイズがプログラム空間の大幅な削減を示すことによって、受信器（例えば図３の受信器１２０）側に他の目的のためのメモリ空間を確保する。このように、本明細書に記載の技術は、受信器（例えば図３の受信器１２０）チップがより効率的に動作することを可能にする。

[00103] 一部の実施形態では、データパケット及び追加のデータパケットはまた、電源が（ｉ）充電中でないこと、（ｉｉ）充電中であるが更に電力を必要とすること、（ｉｉｉ）最適設定速度で充電中であること、（ｉｖ）充電中であるが過剰な電力を受信していること、及び（ｖ）故障状態であること、からなるグループから選択された電源の充電状態に関する情報を含む（５４４）（例えば、図４のＢＬＥアドバタイズメント４０６及び４２０はこの情報を含む）。

[00104] 一部の実施形態では、無線受電デバイスが、無線受電デバイスからの一方向通信信号を使用して無線電力を安全に伝送するための、上記の機能のいずれかの実行を引き起こす命令を記憶するメモリを有する無線受電回路を備える。一部の実施形態では、システムが受信器及び伝送器を備え、受信器及び伝送器は上記の機能のいずれかの実行を可能にする動作を実行するように構成されている。非一時的コンピュータ可読記憶媒体が、無線受電デバイスの１つ以上のプロセッサによって実行されるとき、上記の機能のいずれかを１つ以上のプロセッサに実行させる又は上記の機能のいずれかの実行を引き起こす命令を含む。無線受電デバイスが上記の機能のいずれかの実行を引き起こすための手段を備える。

[00105] 様々な図面の一部がいくつかの論理的段階を特定の順序で示しているが、順序に依存しない段階が並べ替えられ、他の段階が組み合わせられたり切り離されたりすることがある。一部の並べ替えや他のグループ分けについては具体的に言及されているが、その他のものも当業者にとって自明であり、よって本明細書で提示される順序及びグループ分けは選択肢の包括的な一覧ではない。更に、段階はハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの任意の組み合わせで実装され得ることを理解されたい。

[00106] 開示される実施形態の先行の説明は、当業者が本発明を作成又は使用できるようにするために提供される。これらの実施形態に対する様々な変更形態は当業者に容易に明らかであり、本明細書で定義される一般的な原理は、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用することができる。したがって、本発明は、本明細書で示される実施形態に限定されることを意図しないが、以下の請求項並びに本明細書で開示される原理及び新規の特徴と一致する最も広い範囲が与えられることを意図する。

[00107] 本開示の特徴は、処理システムを、本明細書に提示された特徴の任意のものを実施するようにプログラムするために用いられ得る命令が記憶された記憶媒体（媒体群）又はコンピュータ可読記憶媒体（媒体群）などのコンピュータプログラム製品を使用して又はその助けを借りて実施される可能性がある。記憶媒体（例えば、メモリ２０６、２５６）は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＤＲ ＲＡＭ又は他のランダムアクセスソリッドステートメモリデバイスなどの高速ランダムアクセスメモリを含む可能性があり、１つ以上の磁気ディスク記憶デバイス、光ディスク記憶デバイス、フラッシュメモリデバイス、又は他の不揮発性ソリッドステート記憶デバイスなどの不揮発性メモリを含むことがある。メモリは、任意選択的にＣＰＵ（例えば、プロセッサ）から遠隔に配置された１つ以上の記憶デバイスを含む。メモリ、又は代替的にメモリ内の不揮発性メモリデバイスが、非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。

[00108] 様々な要素を説明するために、「第１の」、「第２の」等の用語が本明細書で使用される場合があるが、これらの要素は、これらの用語によって限定されないものとすることが理解されよう。これらの用語は、ある要素を別の要素と区別するために使用されているにすぎない。

[00109] 本明細書に使用される専門用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、特許請求の範囲を限定することを意図していない。実施形態の説明及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「a」、「an」及び「the」は、文脈により明白にそうでないことが示されない限り、複数形も同様に含むことを意図している。本明細書で使用する場合、「及び／又は」という用語が、関連する列挙された項目のうちの１つ以上の可能なありとあらゆる組み合わせを指し、可能なありとあらゆる組み合わせを包含することもまた理解されよう。「comprises（備える）」及び／又は「comprising（備えている）」という用語は、本明細書で使用される場合、記載の特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／又はコンポーネントの存在を具体的に挙げるが、１つ以上のその他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び／又はそれらの群の存在もしくは追加を排除しないことがさらに理解されよう。

[00110] 本明細書で使用する場合、用語「～である場合（if）」は、文脈に応じて、記載の先行条件が真である「ときに（when）」、又は真である「とすると（upon）」、又は真である「という判定に応答して（in response to determining）」、又は真である「という判定に従って（in accordance with a determination）」、又は真である「ことの検出に応答して（in response to detecting）」を意味すると解釈されることがある。同様に、「［記載の先行条件が真である］と判定された場合（if it is determined [that a stated condition precedent is true]」、又は「［記載の先行条件が真である］場合（if [a stated condition precedent is true]」、又は「［記載の先行条件が真である］とき（when [a stated condition precedent is true]）」という語句は、文脈に応じて、記載の先行条件が真である「と判定すると（upon determining）」、又は真である「という判定に応答して（in response to determining）」、又は真である「という判定に従って（in accordance with a determination）」、又は真である「と検出すると（upon detecting）」、又は真である「ことの検出に応答して（in response to detecting）」を意味すると解釈されることがある。

[00111] 上記の説明は、説明の便宜上、具体的な実施形態に関して記載されている。しかしながら、上記例示的な説明は、網羅的であること、又は開示された厳密な形態に特許請求の範囲を限定することを意図していない。上記の教示を考慮して、多くの修正及び変更が可能である。実施形態は、動作の原理及び実際の適用を最も良く説明し、これにより、他の当業者が使用可能であるようにするために選択及び説明されている。

Claims (20)

1. 無線受電デバイスからの一方向通信信号を使用した安全な無線送電方法であって、
   第１の通信無線器を備える無線送電デバイスから、第２の通信無線器を備える無線受電デバイスにおいて第１の無線送電信号を受信すること、
   前記第１の無線送電信号を受信したことに応答して、
   前記無線受電デバイスの前記第２の通信無線器を介して、前記第１及び第２の通信無線器間に通信チャネルを確立することなく、（ｉ）前記無線受電デバイスの電源の少なくとも１つの電力要件、（ｉｉ）前記無線受電デバイスが前記第１の無線送電信号から受信する電力量、を特定する情報を含むデータパケットをブロードキャストすること、
   前記データパケットをブロードキャストした後、前記無線送電デバイスから、それぞれを前記無線送電デバイスが様々な伝送特性の所定のシーケンスを使用して伝送する追加の無線送電信号を前記無線受電デバイスにおいて受信すること、
   各追加の無線送電信号を受信したことに応答して、前記無線受電デバイスの前記第２の通信無線器を介して、前記第１及び第２の通信無線器間に通信チャネルを確立することなく、前記追加の無線送電信号の受信に関する情報を含むそれぞれの各追加のデータパケットをブロードキャストすること、を含み、
   前記無線送電デバイスは、電力を前記無線受電デバイスに無線で伝送し続けるべきかどうかを決定するために、前記追加の無線送電信号の受信に関する前記情報を前記様々な伝送特性の所定のシーケンスと比較する、方法。
2. 前記データパケット及び前記追加のデータパケットは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｌｏｗ ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）通信プロトコルを介してブロードキャストされる、請求項１の方法。
3. 前記追加のデータパケットは、前記無線送電デバイスに前記無線受電デバイスに提供された前記追加の無線送電信号の特性を調整させる情報を含み、
   前記無線送電デバイスは、前記無線受電デバイスが、（ｉ）充電中でない、（ｉｉ）充電中であるが更に電力を必要とする、（ｉｉｉ）最適設定速度で充電中である、（ｉｖ）充電中であるが過剰な電力を受信している、又は、（ｖ）故障状態である、ことを前記情報が明らかにする場合に、前記追加の無線送電信号の特性を調整する、請求項１又は２の方法。
4. 前記無線受電デバイスは、前記第２の通信無線器が前記データパケットを伝送するとき、前記無線送電デバイスの無線送電範囲内にある、請求項１から３の何れか一項の方法。
5. 前記無線送電範囲は、前記無線送電デバイスから１２インチ以下の近傍界伝送範囲である、請求項４の方法。
6. 前記無線送電範囲は、前記無線送電デバイスから１２インチ超の遠方界伝送範囲である、請求項４の方法。
7. 前記無線受電デバイスは、前記無線受電デバイスにおいて前記第１の無線送電信号を受信する前に、かつ、前記無線送電デバイスの前記第１の通信無線器がスキャンしていない間に、前記無線送電範囲内に置かれ、
   前記無線送電デバイスは、前記無線送電範囲内に前記無線受電デバイスを検出したことに応答して、前記第１の通信無線器にブロードキャストデータパケットのスキャンを開始させる、請求項４の方法。
8. 前記様々な伝送特性の所定のシーケンスは、前記無線送電デバイスが特定の期間に伝送のオンとオフを切り替えることによって前記追加の無線送電信号を異なる時点に送信するシーケンスである、請求項１から３の何れか一項の方法。
9. 前記様々な伝送特性の所定のシーケンスは、前記無線送電デバイスが様々な電力レベルを使用して前記追加の無線送電信号のそれぞれを伝送するシーケンスである、請求項１から３の何れか一項の方法。
10. 前記無線受電デバイスの前記第２の通信無線器は、前記無線送電デバイスの前記第１の通信無線器と一方向に通信し、前記無線送電デバイスから通信を受信しない、請求項１から３の何れか一項の方法。
11. 前記無線受電デバイスは、前記データパケット及び前記追加のデータパケットのそれぞれを所定の時間間隔でブロードキャストする、請求項１から３の何れか一項の方法。
12. 前記所定の時間間隔は、１００ｍｓ以下である、請求項１１の方法。
13. 前記データパケット及びそれぞれの各追加のデータパケットは、現在の充電状態、電圧、前記無線送電デバイスから受信した電力についての情報、及び、要求されている電力がより多いか少ないかを示す情報、を含む、請求項１から３の何れか一項の方法。
14. 前記データパケット及びそれぞれの各追加のデータパケットは、暗号化されたデータを含む、請求項１から３の何れか一項の方法。
15. 前記無線受電デバイスは、電力回収回路を含む無線受電回路及び約３２キロバイト（ＫＢ）のメモリを備え、
    前記メモリは、前記無線受電デバイスに請求項１の方法を実行させる命令を記憶し、
    前記命令は、前記メモリの約５ＫＢ以下を占有する、請求項１から３の何れか一項の方法。
16. 前記データパケット及び前記追加のデータパケットがまた、前記電源が、（ｉ）充電中でないこと、（ｉｉ）充電中であるが更に電力を必要とすること、（ｉｉｉ）最適設定速度で充電中であること、（ｉｖ）充電中であるが過剰な電力を受信していること、及び、（ｖ）故障状態であること、からなるグループから選択された前記電源の充電状態に関する情報を含む、請求項１から３の何れか一項の方法。
17. 無線受電デバイスであって、
    前記無線受電デバイスからの一方向通信信号を使用して無線電力を安全に伝送するための、請求項１から１６の何れか一項の方法の実行を引き起こす命令を記憶するメモリを有する無線受電回路を備える、無線受電デバイス。
18. 無線受電デバイス及び無線送電デバイスを備えたシステムであって、
    前記無線受電デバイス及び無線送電デバイスが、請求項１から１６の何れか一項の方法の実行を可能にする動作を実行するように構成されている、システム。
19. 無線受電デバイスの１つ以上のプロセッサによって実行されるとき、請求項１から１６の何れか一項の方法を１つ以上のプロセッサに実行させるか又は請求項１から１６の何れか一項の方法の実行を引き起こす命令を含む、
    非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
20. 請求項１から１６の何れか一項の方法の実行を引き起こすための手段を備える、無線受電デバイス。