JP2024001140A - 簡略化されたワイヤレス動力レシーバアーキテクチャ - Google Patents

簡略化されたワイヤレス動力レシーバアーキテクチャ Download PDF

Info

Publication number
JP2024001140A
JP2024001140A JP2023172439A JP2023172439A JP2024001140A JP 2024001140 A JP2024001140 A JP 2024001140A JP 2023172439 A JP2023172439 A JP 2023172439A JP 2023172439 A JP2023172439 A JP 2023172439A JP 2024001140 A JP2024001140 A JP 2024001140A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wireless power
power receiver
beacon
wireless
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023172439A
Other languages
English (en)
Inventor
イブラヒム ゼイン,ハテム
Ibrahim Zeine Hatem
ウェイン ウィリアムス,ダグラス
Wayne Williams Douglas
ジェー. ウォジック,ジェームス
J Wojcik James
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ossia Inc
Original Assignee
Ossia Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ossia Inc filed Critical Ossia Inc
Publication of JP2024001140A publication Critical patent/JP2024001140A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/20Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/001Energy harvesting or scavenging
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00034Charger exchanging data with an electronic device, i.e. telephone, whose internal battery is under charge
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00045Authentication, i.e. circuits for checking compatibility between one component, e.g. a battery or a battery charger, and another component, e.g. a power source
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582Buck-boost converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/10Control circuit supply, e.g. means for supplying power to the control circuit
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】ワイヤレス動力レシーバクライアントアーキテクチャを使用してワイヤレス動力を受け取るシステム、方法及び装置を提供する。【解決手段】簡略化されたワイヤレス動力レシーバクライアントは、エネルギー貯蔵装置、アンテナを含む無線周波数(RF)トランシーバ、エネルギー貯蔵装置、RFトランシーバに結合されるエネルギーハーベスタ及び制御ロジックを含む。制御ロジックは、エネルギー貯蔵装置、RFトランシーバ及びエネルギーハーベスタと結合し、RFトランシーバに、ワイヤレス動力伝送機(WPT)との接続を確立させ、ビーコン信号をWPTに送信させ、WPTからワイヤレス動力信号を受信させ、エネルギーハーベスタにワイヤレス動力信号のエネルギーの少なくとも一部をエネルギー貯蔵装置に供給して、そこに貯蔵させる。一部の前記クライアントでは、ビーコン信号の送信とワイヤレス動力信号の受信の両方に単一のアンテナを利用する。【選択図】図4A

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2019年4月10日に出願された「Simplified Wireles
s Power Receiver Architecture(簡略化されたワイヤレ
ス動力レシーバアーキテクチャ)」と題する米国仮特許出願第62/832,185号の
優先権を主張し、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。
多くの携帯型電子機器は電池で駆動する。充電式電池は、従来の乾電池を交換するコス
トを回避し、貴重な資源を節約するためによく使用される。しかし、従来の充電式電池充
電器を使用して電池を充電するには、交流(AC)電源コンセントにアクセスする必要が
あり、これは時々利用できなかったり便利に同じ場所に配置されていなかったりする。し
たがって、電磁(EM)放射からクライアントデバイスの電池のための再充電電池動力を
導出することが望ましい。
動力レシーバは、従来、動力供給のためのサイドチャネル通信を必要としていた。この
サイドチャネルは、従来、動力レシーバを登録し、動力供給タイミングを調整し、レシー
バステータスを通信するために使用されるIEEE802.15.4ワイヤレスであった
。このワイヤレスを含めるとコストが増加し、ワイヤレス自体、ターゲットデバイス内の
他のワイヤレス(BLUETOOTH(登録商標) LOW ENERGY(BLE)ま
たはWI-FIなど)と冗長であり得る。
したがって、上で実証された問題を克服する技術と、追加の利点を提供する技術が必要
である。本明細書で提供される一部の以前のシステムまたは関連するシステムの例および
それらに関連する制限は、例示的であり、排他的ではないことが意図されている。既存ま
たは以前のシステムの他の制限は、以下の詳細な説明を読むことにより当業者に明らかに
なるであろう。
本出願は、「Anytime Beaconing in a Wireless P
ower Transmission System」という表題の特許文献1および「
Timing Acquisition Module For Wireless P
ower Transmission」という表題の特許文献2に関連および参照し、そ
れらの全体は本明細書に組み込まれる。
本発明の1つ以上の実施形態は、添付の図面の図において限定ではなく例として示され
、同様の参照は同様の要素を示す。
米国特許出願第15/852,216号明細書 米国特許出願第16/244,013号明細書
一部の実施形態による、1つ以上のワイヤレス動力伝送システムからワイヤレス動力供給環境内の様々なワイヤレスデバイスへのワイヤレス動力供給を示す例示的なワイヤレス動力供給環境を含むブロック図を示す。 一部の実施形態による、ワイヤレス動力供給を開始するためのワイヤレス動力伝送システムとワイヤレス動力レシーバクライアントとの間の例示的な動作を示すシーケンス図である。 既知のワイヤレス動力レシーバクライアントの例示的な構成要素を示すブロック図を示す。 一部の実施形態による簡略化されたワイヤレス動力レシーバクライアントの例示的な構成要素を示すブロック図を示す。 一部の実施形態による、図4Aの例示的な実施態様を示すブロック図を示す。 一部の実施形態による、電子棚ラベル(ESL)アプリケーションのための図4Aの例示的な実施態様のブロック図を示す。 一部の実施形態による、従来の単3または単4電池アプリケーションのための図4Aの例示的な実施態様のブロック図を示す。 一部の実施形態による、異なる電源を有する図4Aの例示的な実施態様のブロック図を示す。 一部の実施形態による例示的なマルチパスワイヤレス動力供給環境を示す図を示す。 一部の実施形態による例示的なマルチパスワイヤレス動力供給環境を示す図を示す。 一部の実施形態による、ワイヤレス動力伝送機の観点からの、サイドチャネル通信に依存しない図4A~図4Eのワイヤレス動力レシーバクライアントを使用するビーコン/動力供給プロセスのフローチャートを示す。 一部の実施形態による、ワイヤレス動力レシーバの観点からの、サイドチャネル通信に依存しない図4A~図4Eのワイヤレス動力レシーバクライアントを使用するビーコン/動力供給プロセスのフローチャートを示す。 一部の実施形態による、ワイヤレス動力レシーバまたはクライアントを有する代表的なモバイルデバイスまたはタブレットコンピュータの例示的な構成要素を示すブロック図を示す。 本明細書で論じられる方法論のいずれか1つ以上を機械に実行させるための命令のセットが実行され得るコンピュータシステムの、例示的な形態の機械の図式表現を示す。
以下の説明および図面は例示的なものであり、限定するものとして解釈されるべきでは
ない。本開示の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が説明されている。しか
しながら、特定の例では、説明を不明瞭にすることを避けるために、よく知られているま
たは従来の詳細は説明されていない。本開示における1つの実施形態への言及は、必ずし
もそうである必要はないが、同じ実施形態への言及であってもよく、そのような参照は、
実施形態の少なくとも1つを意味する。
本明細書における「一実施形態」または「実施形態」への言及は、実施形態に関連して
説明される特定の特徴、構造、または特性が、本開示の少なくとも1つの実施形態に含ま
れることを意味する。本明細書の様々な場所での「一実施形態では」という句の出現は、
必ずしもすべてが同じ実施形態に言及しているわけではなく、他の実施形態と相互に排他
的な別個のまたは代替の実施形態でもない。さらに、一部の実施形態によって示され、他
の実施形態によって示され得ない様々な特徴が説明される。同様に、一部の実施形態の要
件であり得るが他の実施形態の要件ではない可能性がある様々な要件が説明される。
本明細書で使用される用語は、一般に、本開示の文脈内、および各用語が使用される特
定の文脈において、当技術分野におけるそれらの通常の意味を有する。本開示を説明する
ために使用される特定の用語は、本開示の説明に関して実施者に追加のガイダンスを提供
するために、以下または本明細書の他の場所で議論される。便宜上、イタリックや引用符
などを使用して特定の用語を強調表示する場合がある。強調表示の使用は、用語の範囲と
意味には影響せず、用語の範囲と意味は、強調表示されているかどうかにかかわらず、同
じコンテキストでは同じである。同じ内容が複数の方法で言えることは理解されるであろ
う。
したがって、ここで説明する用語の1つ以上に代替の言語や同義語を使用してもよく、
用語がここで詳しく述べられるまたは説明されているかどうかに特別な意味を持たせるべ
きではない。特定の用語の同義語が提供されている。1つ以上の同義語の繰り返しは、他
の同義語の使用を除外しない。本明細書で論じられている用語の例を含む、本明細書のい
ずれの場所における例の使用は、単なる例示であり、本開示または例示された用語の範囲
および意味をさらに限定することを意図しない。同様に、本開示は、本明細書で与えられ
る様々な実施形態に限定されない。
本開示の範囲をさらに限定することを意図せずに、本開示の実施形態による機器、装置
、方法およびそれらの関連結果の例を以下に示す。例の中で、読者の便宜のためにタイト
ルまたはサブタイトルが使用されている場合があることに注意されたい。これは、決して
、開示の範囲を制限するものではない。他に定義されない限り、本明細書で使用されるす
べての技術用語および科学用語は、この開示が関係する当業者によって一般に理解される
のと同じ意味を有する。矛盾する場合は、定義を含めて、本文書が優先される。
本開示は、ワイヤレス動力レシーバクライアントアーキテクチャ(ワイヤレス動力レシ
ーバクライアント構造)を使用してワイヤレス動力を受け取るためのシステム、方法、お
よび装置を説明する。簡略化されたワイヤレス動力レシーバ機器は、エネルギー貯蔵装置
と、アンテナを含む無線周波数(RF)トランシーバとを含む。エネルギーハーベスタ回
路は、エネルギー貯蔵装置およびRFトランシーバに結合され、制御回路は、エネルギー
貯蔵装置、RFトランシーバ、およびエネルギーハーベスタに結合される。制御回路は、
RFトランシーバに、ワイヤレス動力伝送機(WPT)との接続を確立させ、ビーコン信
号をWPTに送信させ、WPTからワイヤレス動力信号を受信させる。制御回路は、エネ
ルギーハーベスタに、ワイヤレス動力信号のエネルギーの少なくとも一部をエネルギー貯
蔵装置に供給して、そこに貯蔵する。一部の実施形態では、ビーコン信号の送信とワイヤ
レス動力信号の受信の両方に単一のアンテナが利用される。
本技術の実施形態では、ワイヤレス動力供給のための開示された方法は、サイドチャネ
ル通信がない状態で実現することができる。これは、ビーコン信号を使用してワイヤレス
動力レシーバクライアントからWPTに基本情報(ID、一般的なステータスなど)を渡
すことによって実現される。開示された実施形態によれば、既知のシステムおよび方法に
おける直接WPT-ワイヤレス動力レシーバ通信は、開示された簡略化されたワイヤレス
動力レシーバクライアントによってビーコン信号に埋め込まれ符号化されるべき異なるデ
ータを促すために動力信号の持続時間を使用してシグナリングするためのシステム、方法
および装置によって置き換えられている。これにより、例えば、通信用の専用ワイヤレス
機を使用せずにCOTA関連のワイヤレス動力レシーバクライアントを作成することが可
能になり、それによって設計が簡素化されると同時に、構成要素の複雑さおよびコストが
低減され、関連する動力消費が低減される。本技術の開示された実施形態の実際の用途の
例は、例えば、限定ではないが、別個のワイヤレス機を含めることがシステム設計/コス
トに大きな負担を与える電子棚ラベリング(ESL)および他の低動力モノのインターネ
ット(IoT)用途を含む。本技術の実施形態は、好適には、専用ワイヤレス機を必要と
する既知のシステムと比較して、より低いワイヤレス動力レシーバクライアントのコスト
および複雑さを提供する。開示された簡略化されたワイヤレス動力レシーバクライアント
に加えて、またはその代わりに、動力信号持続時間に従ってビーコン信号に異なるデータ
を埋め込み符号化することにより、一部の実施形態では、その持続時間は、開示されたワ
イヤレス動力レシーバクライアントにそのビーコン周波数をシフトさせて、システム全体
(例えば、レシーバと伝送機の両方)がワイヤレス動力伝送のための新しいチャネルを占
有できるようにすることができる。
図1は、一部の実施形態による、1つ以上のワイヤレス動力伝送システム(WPTS)
101a~n(「ワイヤレス動力供給システム」、「アンテナアレイシステム」、および
「ワイヤレス充電器」とも呼ばれる)からワイヤレス動力供給環境100内の様々なワイ
ヤレスデバイス102a~nへのワイヤレス動力供給を示す例示的なワイヤレス動力供給
環境100を含むブロック図を示す。より具体的には、図1は、ワイヤレス動力および/
またはデータを、1つ以上のワイヤレス動力レシーバクライアント103a~103n(
本明細書では「クライアント」および「ワイヤレス動力レシーバ」とも呼ばれる)を有す
る利用可能なワイヤレスデバイス102a~102nに供給することができる例示的なワ
イヤレス動力供給環境100を示す。ワイヤレス動力レシーバクライアントは、1つ以上
のワイヤレス動力伝送システム101a~101nからワイヤレス動力を受け取って処理
するように構成される。開示された簡略化されたワイヤレス動力レシーバクライアントの
態様を実装する例示的なワイヤレス動力レシーバクライアント103の構成要素が、図4
A~図4Eを参照してより詳細に示され説明される。
図1の例に示すように、ワイヤレスデバイス102a~102nは、携帯電話デバイス
およびワイヤレスゲームコントローラを含む。しかしながら、ワイヤレスデバイス102
a~102nは、動力を必要とし、1つ以上の統合されたワイヤレス動力レシーバクライ
アント103a~103nを介してワイヤレス動力を受け取ることができる任意のデバイ
スまたはシステムであり得る。本明細書で説明するように、1つ以上の統合されたワイヤ
レス動力レシーバクライアントは、1つ以上のワイヤレス動力伝送システム101a~1
01nから動力を受け取りおよび処理し、その動作のために動力をワイヤレスデバイス1
02a~102n(またはワイヤレスデバイスの内部電池)に供給する。
各ワイヤレス動力伝送システム101は、複数のアンテナ104a~n、例えば、ワイ
ヤレス動力をワイヤレスデバイス102a~102nに供給することができる数百または
数千のアンテナを含むアンテナアレイを含むことができる。一部の実施形態では、アンテ
ナは、適応位相RFアンテナである。ワイヤレス動力伝送システム101は、コヒーレン
ト動力伝送信号をワイヤレス動力レシーバクライアント103a~103nに供給するた
めの適切な位相を決定することができる。アレイは、互いに対して特定の位相で複数のア
ンテナから信号(例えば、連続波またはパルス動力伝送信号)を放射するように構成され
る。「アレイ」という用語の使用は、アンテナアレイを特定のアレイ構造に必ずしも限定
するものではないことを理解されたい。つまり、アンテナアレイを、特定の「アレイ」の
形式や形状で構成する必要はない。さらに、本明細書で使用される「アレイ」または「ア
レイシステム」という用語は、無線、デジタルロジックおよびモデムなどの信号生成、受
信および送信のための関連および周辺回路を含み得る。一部の実施形態では、ワイヤレス
動力伝送システム101は、1つ以上のアンテナまたはトランシーバを介したデータ通信
のための組み込みWi-Fiハブを有してもよい。
ワイヤレスデバイス102は、1つ以上のワイヤレス動力レシーバクライアント103
を含むことができる。図1の例に示すように、動力供給アンテナ104a~104nが示
されている。動力供給アンテナ104aは、ワイヤレス動力供給環境においてワイヤレス
無線周波数(RF)動力の供給を提供するように構成される。一部の実施形態では、1つ
以上の動力供給アンテナ104a~104nは、代替的または追加的に、ワイヤレス動力
供給に加えて、またはその代わりに、データ通信用に構成することができる。1つ以上の
データ通信アンテナは、ワイヤレス動力レシーバクライアント103a~103nおよび
/またはワイヤレスデバイス102a~102nとの間でデータ通信を送信し、そこから
データ通信を受信するように構成される。一部の実施形態では、データ通信アンテナは、
BLUETOOTH(登録商標)、WI-FI、ZIGBEE(登録商標)などを介して
通信することができる。他のデータ通信プロトコルも可能である。
各ワイヤレス動力レシーバクライアント103a~103nは、ワイヤレス動力伝送シ
ステム101a~101nから信号を受信するための1つ以上のアンテナ(図示せず)を
含む。同様に、各ワイヤレス動力伝送システム101a~101nは、互いに特定の位相
で連続波または離散(パルス)信号を放射することができる1つ以上のアンテナおよび/
またはアンテナのセットを有するアンテナアレイを含む。上述したように、ワイヤレス動
力伝送システム101a~101nの各々は、コヒーレント信号をワイヤレス動力レシー
バクライアント102a~102nに供給するための適切な位相を決定することができる
。例えば、一部の実施形態では、コヒーレント信号がビーコン(または較正)信号を送信
した特定のワイヤレス動力レシーバクライアントに動力を供給するために位相調整される
ように、アレイの各アンテナで受信ビーコン(または較正)信号の複素共役を計算するこ
とによってコヒーレント信号を決定できる。
図示されていないが、環境の各構成要素、例えば、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス動
力伝送システムなどは、例えば、データ通信同期モジュールなどの制御および同期機構を
含むことができる。ワイヤレス動力伝送システム101a~101nは、例えば、ワイヤ
レス動力伝送システムを建物内の標準または主要な電源に接続する電源コンセントまたは
動力源などの動力源に接続することができる。代替的または追加的に、ワイヤレス動力伝
送システム101a~101nのうちの1つ以上は、電池によって、または他の機構、例
えば太陽電池などを介して動力を供給され得る。
ワイヤレス動力レシーバクライアント102a~102nおよび/またはワイヤレス動
力伝送システム101a~101nは、マルチパスワイヤレス動力供給環境で動作するよ
うに構成される。すなわち、ワイヤレス動力レシーバクライアント102a~102nお
よびワイヤレス動力伝送システム101a~101nは、例えば壁または範囲内の他のR
F反射性障害物などの反射性オブジェクト106を利用して、ワイヤレス動力供給環境内
でビーコン(または較正)信号を送信し、および/またはワイヤレス動力および/または
データを受け取るように構成される。反射性オブジェクト106は、ブロックオブジェク
トがワイヤレス動力伝送システムとワイヤレス動力レシーバクライアント103a~10
3nとの間の見通し線内にあるかどうかにかかわらず、多方向信号通信に利用することが
できる。
本明細書で説明されるように、各ワイヤレスデバイス102a~102nは、例示的な
環境100内の別のデバイス、サーバ、および/または他のシステムとの接続を確立でき
る任意のシステムおよび/またはデバイス、および/またはデバイス/システムの任意の
組み合わせであり得る。一部の実施形態では、ワイヤレスデバイス102a~102nは
それぞれ、ユーザにデータを提示するためのディスプレイまたは他の出力機能および/ま
たはユーザからデータを受信するための入力機能を含む。例として、ワイヤレスデバイス
102は、ビデオゲームコントローラ、サーバデスクトップ、デスクトップコンピュータ
、コンピュータクラスタ、そしてノートブック、ラップトップコンピュータ、ハンドヘル
ドコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、PDA、BLACKBERRY(登録商標
)デバイス、TREO、iPHONEなどのモバイルコンピューティングデバイスなどで
あり得るが、これらに限定されない。限定ではなく例として、ワイヤレスデバイス102
はまた、腕時計、ネックレス、リングなどの任意のウェアラブルデバイス、または顧客の
上もしくは内部に組み込まれたデバイスとすることもできる。ワイヤレスデバイス102
の他の例には、安全センサ(例えば、火または一酸化炭素)、電動歯ブラシ、電子ドアロ
ック/ハンドル、電灯スイッチコントローラ、電気シェーバなどが含まれるが、これらに
限定されない。
図1の例には示されていないが、ワイヤレス動力伝送システム101およびワイヤレス
動力レシーバクライアント103a~103nはそれぞれ、データチャネルを介して通信
するためのデータ通信モジュールを含むことができる。代替的または追加的に、ワイヤレ
ス動力レシーバクライアント103a~103nは、既存のデータ通信モジュールを介し
てワイヤレス動力伝送システムと通信するようにワイヤレスデバイス102a~102n
に指示することができる。一部の実施形態では、本明細書では主に連続波形と呼ばれるビ
ーコン信号は、代替的または追加的に、変調信号の形をとることができる。
図2は、一実施形態による、マルチパスワイヤレス動力供給においてワイヤレス動力供
給を確立するためのワイヤレス動力供給システム(例えば、WPTS101)とワイヤレ
ス動力レシーバクライアント(例えば、ワイヤレス動力レシーバクライアント103)と
の間の例示的な動作を示すシーケンス図200を示す。最初に、ワイヤレス動力伝送シス
テム101と動力レシーバクライアント103との間で通信が確立される。初期通信は、
例えば、ワイヤレス動力伝送システム101の1つ以上のアンテナ104を介して確立さ
れるデータ通信リンクとすることができる。説明したように、一部の実施形態では、アン
テナ104a~104nのうちの1つ以上は、データアンテナ、ワイヤレス動力伝送アン
テナ、または二重目的データ/動力アンテナとすることができる。ワイヤレス動力伝送シ
ステム101とワイヤレス動力レシーバクライアント103との間では、このデータ通信
チャネルを介して様々な情報を交換することができる。例えば、ワイヤレス動力シグナリ
ングは、ワイヤレス動力供給環境内の様々なクライアント間でタイムスライスすることが
できる。そのような場合、ワイヤレス動力伝送システム101は、例えばビーコンビート
スケジュール(BBS)サイクル、動力供給サイクル情報などのビーコンスケジュール情
報を送信することができ、これにより、ワイヤレス動力レシーバクライアント103は、
ビーコン信号を伝送(ブロードキャスト)する時期および動力を待機する時期などを把握
することができる。
図2の例を続けると、ワイヤレス動力伝送システム101は、動力を受け取るための1
つ以上のワイヤレス動力レシーバクライアントを選択し、選択したワイヤレス動力レシー
バクライアント103にビーコンスケジュール情報を送信する。ワイヤレス動力伝送シス
テム101はまた、動力伝送スケジューリング情報を送信することができ、その結果、ワ
イヤレス動力レシーバクライアント103は、ワイヤレス動力伝送システムからのワイヤ
レス動力をいつ期待するか(例えば、時間枠)を知ることができる。次いで、ワイヤレス
動力レシーバクライアント103は、ビーコン(または較正)信号を生成し、例えばBB
Sサイクルなどのビーコンスケジュール情報によって示される割り当てられたビーコン送
信ウィンドウ(またはタイムスライス)の間にビーコンをブロードキャストする。本明細
書で説明するように、ワイヤレス動力レシーバクライアント103は、ワイヤレス動力レ
シーバクライアント103が組み込まれているワイヤレスデバイス102に近接する三次
元空間に放射および受信パターンを有する1つ以上のアンテナ(またはトランシーバ)を
含む。
ワイヤレス動力伝送システム101は、動力レシーバクライアント103からビーコン
を受信し、ビーコン信号が複数のアンテナで受信される位相(または方向)を検出および
/または別の方法で測定する。次いで、ワイヤレス動力伝送システム101は、対応する
アンテナの各々における受信ビーコンの検出または測定された位相(または方向)に基づ
いて、複数のアンテナ103から動力レシーバクライアント103にワイヤレス動力を供
給する。一部の実施形態では、ワイヤレス動力伝送システム101は、ビーコンの測定位
相の複素共役を決定し、この複素共役を使用して、ビーコン信号がワイヤレス動力レシー
バクライアント103から受信されたのと同じ経路を介してワイヤレス動力をワイヤレス
動力レシーバクライアント103に供給し、かつ/または別の方法で方向付けるためのア
ンテナを構成する送信位相を決定する。
一部の実施形態では、ワイヤレス動力伝送システム101は多くのアンテナを含む。多
くのアンテナのうちの1つ以上を使用して、動力レシーバクライアント103に動力を供
給することができる。ワイヤレス動力伝送システム101は、ビーコン信号が各アンテナ
で受信された位相を検出および/または別の方法で決定または測定することができる。多
数のアンテナは、ワイヤレス動力伝送システム101の各アンテナで受信されるビーコン
信号の異なる位相をもたらし得る。上述したように、ワイヤレス動力伝送システム101
は、各アンテナで受信されたビーコン信号の複素共役を決定することができる。複素共役
を使用して、1つまたは複数のアンテナは、ワイヤレス動力伝送システム101内の多数
のアンテナの影響を考慮に入れた信号を発することができる。言い換えれば、ワイヤレス
動力伝送システム101は、ビーコンの波形を反対方向にほぼ再現する集約信号をアンテ
ナのうちの1つ以上から生成するように、1つ以上のアンテナからワイヤレス動力伝送信
号を発することができる。言い換えれば、ワイヤレス動力伝送システム101は、ビーコ
ン信号がワイヤレス動力伝送システム101において受信されるのと同じ経路を介してワ
イヤレスRF動力をワイヤレス動力レシーバクライアントに供給することができる。これ
らの経路は、環境内の反射性オブジェクト106を利用することができる。さらに、ワイ
ヤレス動力伝送信号は、ワイヤレス動力伝送信号がクライアントデバイスに近接する三次
元(3D)空間内のクライアントデバイスのアンテナ放射および受信パターンと集合的に
一致するように、ワイヤレス動力伝送システム101から同時に送信することができる。
図示するように、ビーコン(または較正)信号は、例えばBBSに従って動力供給環境
内のワイヤレス動力レシーバクライアント103によって周期的に送信することができ、
その結果、ワイヤレス動力伝送システム101は、ワイヤレス動力供給環境内の動力レシ
ーバクライアント103の位置の把握を維持し、および/または別の方法で追跡すること
ができる。ワイヤレス動力伝送システムにおいてワイヤレス動力レシーバクライアント1
03からビーコン信号を受信し、次にその特定のワイヤレス動力レシーバクライアントに
向けられたワイヤレス動力で応答するプロセスは、本明細書ではレトロディレクティブ方
式ワイヤレス動力供給と呼ばれる。
さらに、本明細書で説明するように、ワイヤレス動力は、動力スケジュール情報によっ
て定義された動力サイクルで供給することができる。開示された簡略化されたワイヤレス
動力レシーバクライアントを使用してワイヤレス動力供給を開始するために必要なシグナ
リングのより詳細な例を、図4A~図4Eを参照して以下に説明する。
図3は、既知のワイヤレス動力レシーバクライアント300の例示的な構成要素を示す
ブロック図である。図3の例に示されるように、レシーバ300は、制御ロジック310
、電池320、IoT制御モジュール325、通信ブロック330および関連付けられた
アンテナ370、動力計340、整流器350、コンバイナ355、ビーコン信号生成器
360、ビーコンコーディングユニット362および関連付けられたアンテナ380、な
らびに整流器350またはビーコン信号生成器360を1つ以上の関連付けられたアンテ
ナ390a~nに接続するスイッチ365を含む。一部の実施形態では、構成要素の一部
またはすべてを省略できる。一部の例では、ワイヤレス動力レシーバクライアント300
は、それ自体のアンテナを含まず、代わりに、ワイヤレス動力レシーバクライアントが組
み込まれたワイヤレスデバイスの1つ以上のアンテナ(例えば、WI-FIアンテナ)を
利用し、および/または別の方法で共有する。さらに、一部の例では、ワイヤレス動力レ
シーバクライアント300は、データ伝送機能ならびに動力/データ受信機能を提供する
単一のアンテナを含むことができる。追加の構成要素も可能である。
コンバイナ355は、レシーバ300が複数のアンテナを有する場合に、動力伝送機か
ら動力伝送信号を受信し、受信した動力伝送信号を結合する。コンバイナは、整合状態を
維持しながら出力ポート間の分離を実現するように構成された任意のコンバイナまたはデ
ィバイダ回路とすることができる。例えば、コンバイナ355は、ウィルキンソン動力デ
ィバイダ回路とすることができる。整流器350は、コンバイナ355(存在する場合)
から結合された動力伝送信号を受信し、これは、充電のために動力計340を介して電池
320に供給される。他の実施例では、各アンテナの動力経路は、それ自体の整流器35
0を有することができ、整流器からのDC動力は、動力計340に供給される前に結合さ
れる。動力計340は、受信した動力信号強度を測定することができ、この測定値を制御
ロジック310に提供する。
電池320は、保護回路および/または監視機能を含むことができる。さらに、電池3
20は、電流制限、温度保護、過電圧/不足電圧警告および保護、ならびにクーロン監視
を含むがこれらに限定されない1つ以上の機能を含むことができる。
制御ロジック310は、電池320自体から電池残量を受信して処理する。制御ロジッ
ク310は、通信ブロック330を介して、クロック同期のためのベース信号クロックな
どのデータ信号をデータキャリア周波数で送信/受信することもできる。ビーコン信号生
成器360は、ビーコン信号または較正信号を生成し、ビーコン信号が符号化された後、
アンテナ380または390のいずれかを使用してビーコン信号を送信する。
電池320は、ワイヤレス動力レシーバクライアント300によって充電され、それに
動力を供給するものとして示されているが、レシーバはまた、整流器350から直接動力
を受け取ることもできることに留意されたい。これは、電池320に充電電流を供給する
整流器350に加えて、または充電を提供する代わりに行うことができる。また、複数の
アンテナの使用は実装の一例であり、構造は1つの共有アンテナに削減できることに留意
されたい。
一部の実施形態では、制御ロジック310および/またはIoT制御モジュール325
は、ワイヤレス動力レシーバクライアント300が組み込まれているデバイスから通信お
よび/または別の方法でIoT情報を導出することができる。図示されていないが、一部
の例では、ワイヤレス動力レシーバクライアント300は、それを介してIoT情報を取
得することができるワイヤレス動力レシーバクライアント300が組み込まれたデバイス
との1つ以上のデータ接続(有線またはワイヤレス)を有することができる。代替的また
は追加的に、IoT情報は、例えば、1つ以上のセンサを介して、ワイヤレス動力レシー
バクライアント300によって決定および/または推測することができる。上述したよう
に、IoT情報は、ワイヤレス動力レシーバクライアント300が組み込まれたデバイス
の能力に関する情報、ワイヤレス動力レシーバクライアント300が組み込まれたデバイ
スの使用情報、ワイヤレス動力レシーバクライアント300が組み込まれたデバイスの電
池残量、および/またはワイヤレス動力レシーバクライアントが組み込まれたデバイスも
しくはワイヤレス動力レシーバクライアント自体によって、例えばセンサなどを介して取
得もしくは推測される情報を含むことができるが、これらに限定されない。
一部の実施例では、クライアント識別子(ID)モジュール315は、ワイヤレス動力
供給環境においてワイヤレス動力レシーバクライアント300を一意に識別することがで
きるクライアントIDを格納する。例えば、IDは、通信が確立されたときに1つ以上の
ワイヤレス動力伝送システムに送信され得る。一部の実施例では、ワイヤレス動力レシー
バクライアントはまた、クライアントIDに基づいて、ワイヤレス動力供給環境において
他のワイヤレス動力レシーバクライアントを受信および識別することができてもよい。
オプションのモーションセンサ395は、モーションを検出し、それに応じて動作する
ように制御ロジック310に信号を送信することができる。例えば、動力を受け取るデバ
イスは、モーションを検出するために、加速度計などのモーション検出機構または同等の
機構を統合することができる。デバイスが動いていることを検出すると、ユーザによって
使用されていると見なされ、動力の伝送を停止するか、デバイスに送信される動力を下げ
るために、アレイへの信号がトリガされる。一部の実施例では、デバイスが車、電車、飛
行機などの移動環境で使用される場合、デバイスの動力が非常に低い場合を除き、動力は
断続的に、または低減されたレベルでのみ送出される。
図4Aは、一部の実施形態による簡略化されたワイヤレス動力レシーバクライアント4
00の例示的な構成要素を示すブロック図を示す。図4Bは、一部の実施形態による、図
4Aの簡略化されたワイヤレス動力レシーバクライアント400の例示的な実施態様を示
すブロック図を示す。図4Cは、一部の実施形態による、ESLアプリケーションのため
の図4Aの簡略化されたワイヤレス動力レシーバクライアント400の例示的な実施態様
のブロック図を示す。図4Dは、一部の実施形態による、従来の単3または単4電池アプ
リケーションのための図4Aの簡略化されたワイヤレス動力レシーバクライアント400
の例示的な実施態様のブロック図を示す。図4Eは、一部の実施形態による、異なる電源
を有する図4Aの簡略化されたワイヤレス動力レシーバクライアント400の例示的な実
施態様のブロック図を示す。
図3の既知のワイヤレス動力レシーバクライアント300と比較すると、図4Aの簡略
化されたワイヤレスレシーバクライアント400は、専用通信ワイヤレスブロック330
を含まない。代わりに、図4Aの簡略化されたワイヤレスレシーバクライアント400は
、アップリンクのためにビーコンコーディングモジュール(ビーコン符号化モジュール)
440を利用し、動力信号持続時間の測定のために制御ロジック410を使用する。これ
により、既知のワイヤレス動力レシーバクライアント300と比較して、より単純なダウ
ンリンクシグナリングがさらに提供される。
図4Aを参照すると、簡略化されたワイヤレス動力レシーバクライアント400は、制
御ロジック410と、エネルギー貯蔵装置415(例えば、電池)と、RFトランシーバ
ブロック420および少なくとも1つの関連するアンテナ425と、エネルギーハーベス
タブロック430とを含む。RFトランシーバ420は、ビーコンコーディングモジュー
ル440と通信するビーコン信号生成器435を含むことができる。ビーコンコーディン
グモジュール440は、アンテナ425に結合することができる。エネルギーハーベスタ
430は、整流器449に結合された動力管理ブロック445を含むことができる。整流
器449は、アンテナ425に結合することができる。動力管理ブロック445は、エネ
ルギー貯蔵装置415および制御ロジック410に結合することができる。エネルギー貯
蔵装置415は、制御ロジック410に結合することができる。制御ロジック410、エ
ネルギーハーベスタブロック430、ビーコン信号生成器435、ビーコンコーディング
モジュール440、および動力管理モジュール445はそれぞれ、開示された実施形態に
よる本技術の動作を実行、実施、または他の様態で容易にするように構成された1つ以上
のアナログおよび/またはデジタル電子構成要素を含むことができる。
一部の実施形態では、構成要素の一部またはすべてを省略できる。一部の実施形態では
、ワイヤレス動力レシーバクライアント400は、それ自体のアンテナを含まず、代わり
に、ワイヤレス動力レシーバクライアント400が組み込まれたワイヤレスデバイスの1
つ以上のアンテナ(例えば、WI-FIアンテナ)を利用し、および/または別の方法で
共有する。さらに、一部の実施形態では、ワイヤレス動力レシーバクライアント400は
、データ伝送機能ならびに動力/データ受信機能を提供する単一のアンテナを含むことが
できる。追加の構成要素も可能である。
RFトランシーバ420は、アンテナ425を介して動力伝送機から動力伝送信号を受
信することができる。例として以下により詳細に説明するように、動力伝送信号は、RF
トランシーバ420からエネルギーハーベスタ430の整流器449に送ることができる
。一例では、動力伝送信号は、統合されたRFスイッチ446を使用して、RFトランシ
ーバ420から整流器449に送ることができる。整流器449は、RFトランシーバ4
20から時変(例えば、正弦波)動力伝送信号を受信し、それを整流することができる。
整流された動力伝送信号は、整流器449からエネルギーハーベスタ430の動力管理ブ
ロック445に渡すことができる。動力管理ブロック445は、充電のためにエネルギー
貯蔵装置415に動力を供給する。さらに、図4Aに示すように、整流された動力を動力
管理ブロック445を介して制御ロジック410に供給することができる。
エネルギー貯蔵装置415(例えば、電池またはスーパーキャパシタ)は、保護回路お
よび/または監視機能を含むことができる。さらに、エネルギー貯蔵装置415は、電流
制限、温度保護、過電圧/不足電圧警告および保護、ならびにクーロン監視を含むがこれ
らに限定されない1つ以上の機能を含むことができる。
制御ロジック410は、エネルギー貯蔵装置415自体から電池残量を受け取り、処理
する。制御ロジック410はまた、RFトランシーバ420に、例えばRFトランシーバ
420を介して、データキャリア周波数でデータ信号を送信させることができる。ビーコ
ン信号生成器435は、ビーコン信号または較正信号を生成し、ビーコン信号がビーコン
コーディングモジュール440によって符号化された後、アンテナ425を使用してビー
コン信号を送信することができる。一部の実施形態では、制御ロジック410は、シグナ
リング目的のためにワイヤレスRF動力信号の持続時間を測定することができる。図6お
よび図7を参照して以下により詳細に説明するように、動力信号の持続時間は、ワイヤレ
ス動力伝送環境におけるクライアント発見プロセスを制御するために使用することができ
る。一例では、測定された持続時間は、測定された持続時間に従って、RFトランシーバ
420および/または少なくとも1つのアンテナ425の通信(例えば、受信)挙動を制
御するためのシグナリング目的に使用することができる。別の例では、測定された持続時
間は、例えば、動力管理モジュール445および/または制御ロジック410の処理動作
を制御するために使用することができる。通信および/または処理のそのような制御の例
は、他の動作の中でも、次のビーコンでロングIDを送信するようにワイヤレス動力レシ
ーバクライアント400をトリガすること、ビーコンの周波数を設定すること、および次
のビーコンでエネルギー貯蔵装置415(例えば、電池)状態を送信することを含むこと
ができる。開示された簡略化されたワイヤレス動力レシーバクライアントに加えて、また
はその代わりに、動力信号持続時間に従ってビーコン信号に異なるデータを埋め込み符号
化することにより、一部の実施形態では、その持続時間は、開示されたワイヤレス動力レ
シーバクライアントにそのビーコン周波数をシフトさせて、システム全体(例えば、レシ
ーバと伝送機の両方)がワイヤレス動力伝送のための新しいチャネルを占有できるように
することができる。
エネルギー貯蔵装置415(例えば、電池)は、ワイヤレス動力レシーバクライアント
400によって充電され、それに動力を供給するものとして示されているが、レシーバは
また、例えば、これに限定されないが、動力管理ブロック445を介して、整流器449
から直接その動力を受け取ることもできることに留意されたい。これは、エネルギー貯蔵
装置415に充電電流を供給する整流器449に加えて、または充電を提供する代わりに
行うことができる。また、複数のアンテナの使用は一実施形態であり(図4Aには示さず
)、図4Aに示すように、1つの共有アンテナ425に削減され得ることに留意されたい
一部の実施形態では、制御ロジック410は、ワイヤレス動力レシーバクライアント4
00が組み込まれているデバイスから通信および/または別の方法でIoT情報を導出す
ることができる。図4Aには示されていないが、一部の実施形態では、ワイヤレス動力レ
シーバクライアント400は、それを介してIoT情報を取得することができるワイヤレ
ス動力レシーバクライアント400が組み込まれたデバイスとの1つ以上のデータ接続(
有線またはワイヤレス)を有することができる。代替的または追加的に、IoT情報は、
例えば、1つ以上のセンサ(図4Aには図示せず)を介して、ワイヤレス動力レシーバク
ライアント400によって決定および/または推測することができる。上述したように、
IoT情報は、ワイヤレス動力レシーバクライアント400が組み込まれたデバイスの能
力に関する情報、ワイヤレス動力レシーバクライアント400が組み込まれたデバイスの
使用情報、ワイヤレス動力レシーバクライアント400が組み込まれたデバイスの電池残
量、および/またはワイヤレス動力レシーバクライアント400が組み込まれたデバイス
もしくはワイヤレス動力レシーバクライアント400自体によって、例えばセンサなどを
介して取得もしくは推測される情報を含むことができるが、これらに限定されない。
一部の実施形態では、クライアント識別子(ID)モジュール450は、ワイヤレス動
力供給環境においてワイヤレス動力レシーバクライアント400を一意に識別することが
できるクライアントIDを格納する。例えば、ビーコン符号化メッセージを使用して、ク
ライアントIDを1つ以上のワイヤレス動力伝送システムに渡すことができる。一部の実
施形態では、ワイヤレス動力レシーバクライアント400は、他のデバイスのクライアン
トIDを認識させることができるように、ワイヤレス動力レシーバクライアント400に
追加の機能を提供するためのIoTワイヤレス機(図4Aには図示せず)を含むことがで
きる。
図4Bのワイヤレス動力レシーバクライアント400を参照すると、エネルギー貯蔵装
置415は、充電のための整流された動力を受信するための、エネルギーハーベスタ43
0に結合されたスーパーキャパシタまたは電池(例えば、リチウムイオン)に具現化する
ことができる。図4Bのワイヤレス動力レシーバクライアント400は、アンテナ425
およびエネルギーハーベスタ430に結合された外部整流器451を含むことができる。
図4A~図4Eに示す実施形態のいずれかでは、エネルギーハーベスタ430は、動力管
理モジュール445および内部整流器449に加えて、コールドスタートモジュール45
2、スーパーキャパシタまたは電池型エネルギー貯蔵装置415を充電するための別個の
または統合された充電回路453、1つ以上の電源454、1つ以上のロードスイッチ4
55、外部整流器支持ブロック457、およびデジタルロジック、RAMおよび通信(例
えば、SPI)インターフェース459を含むことができる。一例では、エネルギーハー
ベスタ430は、電源454、ロードスイッチ455、外部整流器支持ブロック457、
および内部整流器449のうちの1つ以上を含むサブシステムを利用して、例えば1.8
V~3.3Vの範囲内の動力を供給し、例えば、ワイヤレス動力レシーバクライアント4
00が組み込まれているデバイス内の動力を必要とする構成要素に出力することができる
。ワイヤレス動力レシーバクライアント400は、ワイヤレス動力レシーバクライアント
400に関連するクライアントデバイスまたはシステムの1つ以上の電子部品に電流を供
給することを容易にするために、内部整流器に結合されたエネルギーハーベスタ430を
インターフェース接続する手段を含むことができる。一例では、エネルギーハーベスタ4
30をインターフェース接続する手段は、少なくとも1つの電気コネクタ471であるか
、それを含む。
図示の実施形態では、顧客固有システム472は、エネルギーハーベスタ430に結合
されている。システム472は、その動作のためにエネルギーハーベスタ430から(例
えば、1.8V~3.3Vで)動力を受け取ることができる。システム472は、ワイヤ
レス動力レシーバクライアント400が組み込まれているデバイスのマイクロコントロー
ラ、ワイヤレス機、および同様の電子サブシステムを含むことができる。例えば、エネル
ギーハーベスタ430は、例えば、これに限定されないが、シリアルペリフェラルインタ
ーフェース(SPI)プロトコルを使用してデジタルI/O信号を送受信することができ
る。ワイヤレス動力レシーバクライアント400は、ワイヤレス動力レシーバクライアン
ト400に関連するクライアントデバイスまたはシステム(例えば、システム472)の
うちの1つ以上の電子機器との間でデータ信号の送信および/または受信を容易にするた
めに、エネルギーハーベスタ430および制御ロジック410のうちの少なくとも一方に
結合されたデータインターフェース手段を含むことができる。一例では、データインター
フェース手段は、少なくとも1つのデータ通信コネクタ473であるか、それを含む。
図4Cのワイヤレス動力レシーバクライアント400は、図4Bに関して上述したよう
に、(システム472を除く)すべての構成要素および機能を含む。図4Cの例では、エ
ネルギーハーベスタ430に結合された顧客固有システム472は、例えば、2.4GH
z、900MHz、または5.8GHzなどの周波数でワイヤレス符号化信号を送信およ
び/または受信するための、BLE、ZIGBEE(登録商標)、およびカスタムRF構
成要素のうちの少なくとも1つに基づくRFトランシーバ(例えば、トランシーバ420
以外)を含むことができる。一例では、図4Cのシステム472は、SPIデータ出力(
DOUT)信号を例えば3.3Vで1つ以上のe-インクディスプレイ476に出力する
ことができる。使用事例では、図4Cに示すように、e-インクディスプレイ476は、
本明細書で説明するように、システム472および簡略化されたワイヤレス動力レシーバ
クライアント400を使用して遠隔設定することができる英数字情報を有する複数の食料
品店の店頭価格および関連製品情報ESLラベル478に組み込まれる。
図4Dのワイヤレス動力レシーバクライアント400は、図4Bに関して上に図示およ
び説明したように、すべての構成要素および機能(システム472について説明したもの
を含む)を含む。さらに、図4Dの例では、エネルギーハーベスタ430は、電源454
、ロードスイッチ455、外部整流器支持ブロック457、および内部整流器449のう
ちの1つ以上を含むサブシステムを利用して、例えば、ワイヤレス動力レシーバクライア
ント400が組み込まれているデバイスの電池(例えば、充電可能な標準サイズの単3電
池484)の電池接点482に出力される0.9V~3.0Vの範囲内の動力を供給する
ことができる。図示の実施形態では、電池接点482は、エネルギーハーベスタ430か
らその動作のための動力(例えば、0.9V~3.0Vで)を受け取るために、エネルギ
ーハーベスタ430に結合される。
図4Eの実施形態の図示のワイヤレス動力レシーバクライアント400は、図4Bに関
して図示および説明したように、すべての構成要素および機能を含む。さらに、図4Eの
例では、エネルギーハーベスタ430は、最大動力点追跡(MPPT)ブロック487、
第1の昇降圧DC/DC動力コンバータ489、第2の昇降圧DC/DC動力コンバータ
492、および第3の昇降圧DC/DC動力コンバータ494、またはそれらの複数のイ
ンスタンスを含む。MPPTブロック487は、動力伝送信号がアンテナ425を介して
受信された後、内部整流器449および外部整流器451に結合されてそこから整流され
た動力を受け取ることができる。一部の実施形態では、MPPTブロック487は、動力
管理モジュール445(図4Eには示さず)に含まれる。他の実施形態では、MPPTブ
ロック487は、別個の構成要素であってもよく、またはエネルギーハーベスタ430内
の動力管理モジュール445を置き換えることができる。
第1の昇降圧コンバータ489は、全ての条件下でエネルギーハーベスタ430による
ワイヤレス動力信号からの動力抽出によって最大化することができるDC動力を受け取る
ために、MPPTブロック487に結合することができる。第1のコンバータ489は、
エネルギー貯蔵装置415を充電する目的で充電回路453に動力を供給することができ
る。第2の昇降圧コンバータ492は、充電回路453に結合することができる。1つ以
上のロードスイッチ455は、第2のコンバータ492から動力を受け取って、例えば1
.8V~3.3Vの範囲内の調整可能な動力を提供することができ、例えば、ワイヤレス
動力レシーバクライアント400が組み込まれたデバイス内のそれを必要とする構成要素
に出力することができる。一例では、第2のコンバータ492は、第2のコンバータ49
2がロードスイッチ455に動力を出力する電圧を選択するための1つ以上の手段とイン
ターフェースする。一部の実施形態では、電圧を選択するための手段は、モードピンを含
む。
第1の昇降圧コンバータ489は、第3の昇降圧コンバータ494にさらに結合するこ
とができる。一例では、第3のコンバータ494のうちの1つ以上は、例えば0.8V~
3.0Vの範囲内の調整可能な動力を提供し、1つ以上のOSSIA COTA FOR
EVER電池に出力する。別の例では、1つ以上の第3のコンバータ494は、例えば、
例えば1.8Vの定電圧で動力を供給し、ワイヤレス動力レシーバクライアント400が
組み込まれたデバイスのCPUまたは関連構成要素のリアルタイムクロック(RTC)に
5mA未満で出力する。
一部の実施形態では、第2の動力コンバータ492および/または第3の動力コンバー
タ494は、図4Eに示す実線接続によってMPPTブロック487に接続される代わり
に、またはそれに加えて、MPPTブロック487に直接結合され(図4Eに破線で示す
)、MPPTブロックから動力の流れを受け取ることができる。当業者であれば、図4A
~図4Eを参照して上述した特徴のいずれかまたはすべてを実現するために、図4B~図
4Eの例示的な実施形態のいずれかを交換または組み合わせることができることを認識お
よび理解するであろう。
図4A~図4Eを参照すると、ワイヤレス動力レシーバクライアント400は、1つ以
上の5.8GHzアンテナ425からの動力を整流することができる。ワイヤレス動力レ
シーバクライアント400は、特定用途向け集積回路(ASIC)(例えば、制御ロジッ
ク410)を含むことができ、外部整流器451をサポートすることができ、別個の整流
器(例えば、整流器449)を含むこともできる。ワイヤレス動力レシーバクライアント
400は、通常動作を超えるRF入力動力レベルからそれ自体を保護することができる。
RFトランシーバ420およびその構成要素(例えば、435、440)は、単純なオ
ンオフキーイング(OOK)プロトコルを使用することができる5.8GHzの低動力ビ
ーコン信号を生成する。ビーコン動力レベルおよび符号化は、例えば制御ロジック410
に含まれる内部メモリレジスタに基づく。ワイヤレス動力レシーバクライアント400は
、それを一意に識別するために使用することができる一意の識別子(例えば、クライアン
トIDモジュール450に格納されている)を有することができる。この固有のIDは、
例えばビーコンコーディングモジュール440によって符号化され、アンテナ425によ
って送信されるビーコン信号の一部(例えば、その中に符号化される)であり得る。
ワイヤレス動力レシーバクライアント400によって収集された整流動力は、非常に低
い静止電流、高効率同期昇降圧コンバータ(例えば、第1のコンバータ489、第2のコ
ンバータ492および第3のコンバータ494のうちの1つ以上)に入力することができ
る。コンバータからの出力は、スーパーキャパシタまたはリチウムイオン電池エネルギー
貯蔵装置415を充電することができる。ワイヤレス動力レシーバクライアント400は
、内部プログラム値またはレジスタ設定電圧に達すると、システムをオンにすることがで
きる。この値に達する前に、ワイヤレス動力レシーバクライアント400は、スーパーキ
ャパシタまたはリチウムイオン電池が十分な動力を貯蔵するまで、システム電源を無効に
維持することができる。別個の昇降圧コンバータ(例えば、492および/または494
)は、システム(例えば、472)を動作させるための動力を供給することができる。こ
の昇降圧コンバータ(例えば、492)は、スーパーキャパシタまたはリチウムイオン電
池エネルギー貯蔵装置415に接続し、プログラム可能な電圧を出力することができる。
1つ以上のレジスタまたは工場プログラミングは、例えば上述の手段に従ってこの出力電
圧を設定する。出力電圧はまた、(例えば、制御ロジック410の)内部メモリレジスタ
またはデジタル入力ピンを介して調整可能であり、低動力モードのためにこの電圧を変更
することができる。昇降圧コンバータ(例えば、492)は、動力を節約するためにシス
テム472の一部をオンおよびオフすることを可能にするために、1つの直接出力と、少
なくとも2つのロードスイッチ455出力とを含む3つの出力を有することができる。ワ
イヤレス動力レシーバクライアント400は、スーパーキャパシタまたはリチウムイオン
電池エネルギー貯蔵装置415の充電状態が低いときに警告する出力信号を有することが
できる。一部の実施形態では、ワイヤレス動力レシーバクライアント400は、外部リア
ルタイムクロック(RTC)を実行するための超低電流昇降圧コンバータ(例えば、49
4)を有することができる。
ワイヤレス動力レシーバクライアント400は、アンテナ425を介してワイヤレス動
力伝送環境に送信するための2つのビーコンモード、すなわちタイミングビーコンおよび
動力ビーコンを有することができる。これらの各々は、ワイヤレス動力伝送機(WPT)
とワイヤレス動力レシーバクライアント(WPRC)400との間の動力供給および同期
通信を容易にするために利用することができる。これはまた、そのタイミングビーコンの
送信がサイドチャネル通信よりも消費する動力が少ないため、ワイヤレス動力レシーバに
おける低消費動力を可能にすることができる。
一般的に言えば、ワイヤレス動力レシーバクライアント400は、常に、ビーコン(タ
イミングビーコン/動力ビーコン)および動力収集モードの2つのモードにある。WPT
は、2つの情報セット、すなわち、WPRCからの位相セットと、最上位ビット(MSB
)と呼ぶことができるWPRCロングIDから抽出された特定のビットとを比較すること
によって、各固定レシーバを識別する能力を有することができる。例えば、ワイヤレス動
力レシーバクライアント400のフルIDは128ビットを有することができ、そのうち
の8つがMSBである。WPTへのキー情報は、ステータスまたは特定の必要性を伝える
ためにWPRCによって送信することができる。
ビーコン送信は、同期方式(スケジュールされたCWおよび/または符号化されたビー
コン)または非同期方式のいずれかで送信することができる。非同期ビーコンは、米国特
許出願第15/852,216号明細書に記載されているように、設定されたスケジュー
ルなしでブロードキャストすることができる。
図4A~図4Eを参照して上述したワイヤレス動力レシーバクライアント400の実施
形態における簡略化されたレシーバアーキテクチャは、米国特許出願第16/244,0
13号に記載されているようなタイミング取得モジュール(TAM)に依拠することがで
きる。
本明細書で開示する簡略化されたワイヤレス動力レシーバクライアント400の技術は
、ワイヤレス動力、データ、およびビーコン送信を説明する。当業者であれば、開示され
た技術による伝送機およびレシーバは、これらの送信および/または他のデータ送信を可
能にするために、様々な周波数のうちの1つ以上で動作するように構成することができる
ことを認識および理解するであろう。例えば、伝送機およびレシーバは、任意のISM帯
域(2.4GHz、5.8GHz、24GHzなど)で動作するように構成され得る。
本技術において、タイミングビーコンは、一定の持続時間(例えば、10ns)の間、
周波数0「0」で動作する。これにより、WPTに、WPRCブロードキャストされたタ
イミングビーコンをリッスンすることを可能にするためにWPTアンテナにおける動力を
遮断する機会を与えることができる。このビーコンは、動力ビーコンタイミングに関連し
て短時間で送信される。タイミングビーコンは、ショートID(例えば、8ビットビーコ
ン)を有することができ、フルレシーバID「COTA IDと呼ばれることもある」(
128ビットビーコン)から抽出することができる。WPTがこのタイミングビーコンを
初めて受信することができる場合、動力は特定の持続時間(例えば、xマイクロ秒)の間
送信され得る。ワイヤレス動力レシーバクライアント400は、動力が供給されるのにか
かった時間量を確認することができる。この時点までに、ワイヤレス動力レシーバクライ
アント400は、フルコード(128ビット)を送信するのに十分な動力を有することが
でき、これにより、WPTは、動力供給されるべき所望のWPRCであるかどうかを確認
することができる。ここで、WPTは、WPRC(動力ビーコン)の8ビットコードおよ
び位相セットを有する。したがって、WPTは、それがどのクライアントと対話している
かを確認することができる。WPTが予想とは異なる位相セットを受信した場合、それが
所望のWPRCではないことを確認することができる。これは、WPRCが静止している
場合に機能する。動いているWPRCの場合、認証は、履歴位相データに基づいて、従来
の予測される場所に基づいて、別の方法で実行できる。WPTは、望ましくないレシーバ
を起動したり、WPRCまたはWPTにおける障害のあるハードウェア/ソフトウェアを
検出したりする可能性がある。
プロキシ(通信モジュール)が不要であるため、WPTハードウェアもまた、本技術に
よるワイヤレス動力レシーバクライアント400と共に使用するために簡略化することが
できる。図3の既知のワイヤレス動力レシーバクライアント300と比較して、レシーバ
ハードウェアは、図4A~図4Eにも記載されているように簡略化されている。ワイヤレ
ス動力レシーバクライアント400は、図3に示すような複数の専用アンテナの代わりに
、そのすべての必要性に対して1つのアンテナ425のみを有することができる。ワイヤ
レス動力レシーバクライアント400内の整流器(449および/または451)は、異
なる周波数の指向性動力および非指向性動力を利用するための受動/能動整流器とするこ
とができる。ワイヤレス動力レシーバクライアント400は、システム472のものを含
むデバイスに受け取られ、供給される動力を管理する役割を果たす動力管理モジュール4
45を有することができる。WPTは、WPRCを識別するためにクライアントID(例
えば、クライアントIDモジュール450に格納されている)と組み合わせて位相データ
を使用することができる。
図6および図7を参照して以下に示され説明される2つのフローチャートは、ワイヤレ
ス動力レシーバクライアント400のこの簡略化された手法がどのように動作することが
できるかに関する詳細を提供する。動力スロットの持続時間は、特定量の情報(例えば、
電池残量を送ってください)を送信するためにトリガすることができる。一部の実施形態
では、動力スロット持続時間を使用して、次のビーコン内の情報をトリガするか、または
クライアントに特定の動作(例えば、ビーコン周波数を切り替えるためになど)を行わせ
ることができる。
図5Aおよび図5Bは、一部の実施形態による例示的なマルチパスワイヤレス動力供給
環境500を示す図である。マルチパスワイヤレス動力供給環境500は、1つ以上のワ
イヤレス動力レシーバクライアント503を含むワイヤレスデバイス502を操作するユ
ーザを含む。ワイヤレスデバイス502および1つ以上のワイヤレス動力レシーバクライ
アント503は、それぞれ図1のワイヤレスデバイス102および図1のワイヤレス動力
レシーバクライアント103または図4A~図4Eのワイヤレス動力レシーバクライアン
ト400とすることができるが、代替構成も可能である。同様に、ワイヤレス動力伝送シ
ステム501は、図1のワイヤレス動力伝送システム101とすることができるが、代替
構成も可能である。マルチパスワイヤレス動力供給環境500は、反射性オブジェクト5
06と、例えばユーザまたは人間、家具などの様々な吸収性オブジェクトとを含む。
ワイヤレスデバイス502は、ワイヤレスデバイス502に近接する三次元空間内に放
射および受信パターン510を有する1つ以上のアンテナ(またはトランシーバ)を含む
。1つ以上のアンテナ(またはトランシーバ)は、全体的または部分的に、ワイヤレスデ
バイス502および/またはワイヤレス動力レシーバクライアント(図示せず)の一部と
して含まれてもよい。例えば、一部の実施形態では、ワイヤレスデバイス502の1つ以
上のアンテナ、例えば、WI-FI、BLUETOOTH(登録商標)等が、ワイヤレス
動力受け取りのために利用され、および/または別の方法で共有され得る。図5Aおよび
図5Bの例に示すように、放射および受信パターン510は、一次ローブおよび複数のサ
イドローブを有するローブパターンを含む。他のパターンも可能である。
ワイヤレスデバイス502は、複数の経路を介してビーコン(または較正)信号をワイ
ヤレス動力伝送システム501に送信する。本明細書で説明するように、ワイヤレスデバ
イス502は、ワイヤレス動力伝送システムによる受信ビーコン信号の強度、例えば受信
信号強度表示(RSSI)が放射および受信パターン510に依存するように、ビーコン
を放射および受信パターン510の方向に送信する。例えば、ビーコン信号は、放射およ
び受信パターン510にヌルがあり、ビーコン信号が放射および受信パターン510のピ
ーク、例えば一次ローブのピークで最も強い場合には送信されない。図5Aの例に示すよ
うに、ワイヤレスデバイス502は、5つの経路P1~P5を介してビーコン信号を送信
する。経路P4およびP5は、反射性および/または吸収性オブジェクト506によって
遮断される。ワイヤレス動力伝送システム501は、経路P1~P3を介して強度が増加
するビーコン信号を受信する。太線は、より強い信号を示す。一部の実施形態では、ビー
コン信号は、例えば、ユーザへの不必要なRFエネルギー曝露を回避するために、このよ
うにして指向的に送信される。
アンテナの基本的な特性は、受信に使用したときのアンテナの受信パターン(方向の関
数としての感度)が、送信に使用したときのアンテナの遠方界放射パターンと同じである
ことである。これは、電磁気学における相反定理の結果である。図5Aおよび図5Bの例
に示すように、放射および受信パターン510は三次元ローブ形状である。しかしながら
、放射および受信パターン510は、例えば、アンテナ設計に使用されるホーンアンテナ
、単純な垂直アンテナなど、タイプに応じて任意の数の形状とすることができる。例えば
、放射および受信パターン510は、様々な指向性パターンを含むことができる。ワイヤ
レス動力供給環境における複数のクライアントデバイスの各々について、任意の数の異な
るアンテナ放射および受信パターンが可能である。
再び図5Aを参照すると、ワイヤレス動力伝送システム501は、複数のアンテナまた
はトランシーバにおいて複数の経路P1~P3を介してビーコン(または較正)信号を受
信する。図示のように、経路P2およびP3は直接見通し線経路であり、経路P1は非見
通し線経路である。ビーコン(または較正)信号がワイヤレス動力伝送システム501に
よって受信されると、動力伝送システム501はビーコン(または較正)信号を処理して
、複数のアンテナの各々におけるビーコン信号の1つ以上の受信特性を決定する。例えば
、ワイヤレス動力伝送システム501は、他の動作の中でも、複数のアンテナまたはトラ
ンシーバの各々においてビーコン信号が受信される位相を測定することができる。
ワイヤレス動力伝送システム501は、対応するアンテナまたはトランシーバで測定さ
れたビーコン(または較正)信号の1つ以上の受信特性に基づいて、複数のアンテナの各
々におけるビーコン信号の1つ以上の受信特性を処理して、複数のRFトランシーバの各
々の1つ以上のワイヤレス動力伝送特性を決定または測定する。限定ではなく例として、
ワイヤレス動力伝送特性は、各アンテナまたはトランシーバの位相設定、送出動力設定な
どを含むことができる。
本明細書で論じられるように、ワイヤレス動力伝送システム501は、アンテナまたは
トランシーバが一旦構成されると、複数のアンテナまたはトランシーバが、クライアント
デバイスに近接する三次元空間のクライアント放射および受信パターンに一致するワイヤ
レス動力信号を通過するように動作可能であるように、ワイヤレス動力伝送特性を決定す
る。図5Bは、経路P1~P3を介してワイヤレス動力をワイヤレスデバイス502に伝
送するワイヤレス動力伝送システム501を示す。有利には、本明細書で説明するように
、ワイヤレス動力信号は、クライアントデバイスに近接する三次元空間内のクライアント
放射および受信パターン510と一致する。言い換えれば、ワイヤレス動力伝送システム
は、ワイヤレス動力レシーバが最大利得を有する、例えば最も多くのワイヤレス動力を受
け取る方向にワイヤレス動力信号を送信する。その結果、ワイヤレス動力レシーバが動力
を受け取ることができない方向、例えばヌルおよびブロックに信号は送信されない。一部
の実施形態では、ワイヤレス動力伝送システム501は、受信したビーコン信号のRSS
Iを測定し、ビーコンが閾値未満である場合、ワイヤレス動力伝送システムは、その経路
を介してワイヤレス動力を送信しない。
図5Aおよび図5Bの例に示されている3つの経路は、簡略化のために示されているが
、とりわけ、ワイヤレス動力供給環境内の反射性および吸収性オブジェクトに応じて、ワ
イヤレスデバイス502に動力を伝送するために任意の数の経路を利用することができる
ことが理解される。図5Aの例は、放射および受信パターン510の方向にビーコン(ま
たは較正)信号を送信することを示しているが、一部の実施形態では、ビーコン信号は、
代替的または追加的に、全方向に送信され得ることが理解される。
図6は、一実施形態による、WPTの観点からの、サイドチャネル通信に依存しない図
4A~図4Eのワイヤレス動力レシーバクライアント400を使用するビーコン/動力供
給プロセス600のフローチャートを示す。プロセス600は、WPTアプリケーション
開始動力供給モード602から動作604Aまで開始する。動作604Aにおいて、TA
Mは、短いタイミングのビーコン信号についてビーコン周波数(f)を監視する。動作
604Aから、プロセス600はロジック分岐604Bに進み、ここでTAMは、ショー
トタイミングビーコン(TB)が検出されたかどうかを決定する。TAMがショートタイ
ミングビーコン(TB)を検出した場合、プロセス600は動作606Aに進む。動作6
06Aにおいて、WPTトランシーバ(XCVR)は、tBeaconDelay未満の
時間量内に、動力周波数(f)での動力の伝送を停止する。この期間は、タイミングビ
ーコンが検出されると短い遅延を提供し、WPT時間が動力の伝送を停止し、かつ位相ビ
ーコンを受信する準備をすることを可能にする。動作606Aから、プロセス600は動
作606Bに進み、ここで、XCVRは、位相ビーコンについてfを監視する。
動作606Bから、プロセス600はロジック分岐608Aに進み、ここで、アンテナ
マトリクスボード(AMB)デジタルコントローラは、位相ビーコンが検出されたかどう
かを決定する。一例では、AMBデジタルコントローラはフィールドプログラマブルゲー
トアレイ(FPGA)とすることができる。他の例では、AMBデジタルコントローラは
、デジタル特定用途向け集積回路(ASIC)、マイクロコントローラ(MCU)、また
はデジタル信号プロセッサ(DSP)などとすることができる。AMBデジタルコントロ
ーラが位相ビーコンを検出した場合、プロセス600はロジック分岐608Bに進み、そ
こでAMBデジタルコントローラは、ショートTB IDが既知であるかどうかを決定す
る。ショートTB IDが既知であるとAMBデジタルコントローラが決定した場合、プ
ロセス600はロジック分岐610Aに進み、そこで構成制御基板(CCB)デジタルコ
ントローラは、位相データがショートTB IDのデータエントリと一致するかどうかを
決定する。一例では、CCBデジタルコントローラはFPGAとすることができる。他の
例では、CCBデジタルコントローラは、デジタルASIC、MCU、またはDSPなど
であってもよい。位相データがショートTB IDのデータエントリと一致するとCCB
デジタル制御部が決定した場合、プロセス600は動作612Aに進む。動作612Aに
おいて、リアルタイムソフトウェア(SW)は、時間量=tPowerSlotの間動力
を伝送するようにWPTに指示する。プロセス600はその後、動作604Aにループバ
ックする。プロセス600はまた、ロジック分岐604Bまたはロジック分岐608Aに
おいて、ショートTBが検出されないとTAMが決定した場合、または位相ビーコンが検
出されないとAMBデジタルコントローラが決定した場合、それぞれ動作604Aにルー
プバックする。
ロジック分岐608Bにおいて、ショートTB IDが既知ではないとAMBデジタル
コントローラが決定した場合、プロセス600は動作612Bに進む。同様に、ロジック
分岐610Aにおいて、位相データがショートTB IDのデータエントリと一致しない
とCCBデジタルコントローラが決定した場合、プロセス600は動作612Bに進む。
動作612Bにおいて、リアルタイムSWは、時間量=tSignalDiscover
の間動力を伝送する。動作612Bから、プロセス600は動作604Cに進む。動作
604Cにおいて、TAMは、ロングIDを含むタイミングビーコン信号についてf
監視する。動作604Cから、プロセス600はロジック分岐604Dに進み、ここでT
AMは、ロングTBが検出されたかどうかを決定する。ロングTBが検出されていないと
TAMが決定した場合、プロセス600は動作604Aにループバックする。
しかしながら、ロジック分岐604Dにおいて、ロングTBが検出されたとTAMが決
定した場合、プロセス600は動作606Cに進む。動作606Cにおいて、XCVRは
、tBeaconDelay未満の時間量内にfで動力を伝送することを停止する。動
作606Cから、プロセス600は動作606Dに進み、ここで、XCVRは、位相ビー
コンについてfを監視する。動作606Dから、プロセス600はロジック分岐608
Cに進み、そこでAMBデジタルコントローラは、位相ビーコンが検出されたかどうかを
決定する。位相ビーコンが検出されない場合、プロセス600は動作604Aにループバ
ックする。しかしながら、ロジック分岐608Cにおいて、位相ビーコンが検出されたと
AMBデジタルコントローラが決定した場合、プロセス600はロジック分岐608Dに
進む。ロジック分岐608Dにおいて、AMBデジタルコントローラは、ロングTB I
Dが(例えば、テーブル内の)データエントリと一致するかどうかを決定する。
ロジック分岐608Dにおいて、ロングTB IDがデータエントリと一致するとAM
Bデジタルコントローラが決定した場合、プロセス600は動作610Bに進む。動作6
10Bにおいて、CCBデジタルコントローラは、ワイヤレス動力レシーバクライアント
400の新しい位相データを用いてデータエントリを更新する。しかしながら、ロングT
B IDがデータエントリと一致しないとAMBデジタルコントローラが決定した場合、
プロセス600は動作610Cに進む。動作610Cにおいて、CCBデジタルコントロ
ーラは、ワイヤレス動力レシーバクライアント400のショートIDおよびロングIDな
らびに位相データを用いてデータエントリを作成する。動作610Bまたは610Cから
、プロセス600は、動作604Aにループバックする。
図7は、一部の実施形態による、ワイヤレス動力レシーバの観点からの、サイドチャネ
ル通信に依存しない図4A~図4Eのワイヤレス動力レシーバクライアント400を使用
するビーコン/動力供給プロセス700のフローチャートを示す。プロセス700は、電
池が切れているデバイス(例えば、スマートフォン)のワイヤレス動力レシーバクライア
ント400のエントリ702から開始し、動作704に進む。動作704において、ワイ
ヤレス動力レシーバクライアント400のエネルギー貯蔵装置415(例えば、コンデン
サ)は、ワイヤレス動力伝送環境内の周囲RFから充電される。動作704から、プロセ
ス700は動作706に進み、ここではワイヤレス動力レシーバクライアント400は「
デッド」から起動する。本技術の文脈において、「デッド」とは、完全に空乏した充電状
態にあり、WPTで集中型動力供給サイクルを開始するのに十分な周囲エネルギーを収集
することができるWPRCを指す。次に、プロセス700は動作706からロジック分岐
708に進み、ここでクリアチャネル評価(CCA)が実行されて、RF媒体がアイドル
であるかどうかが決定される。チャネルがクリアでない場合、プロセス700は動作71
0に進む。動作710において、ワイヤレス動力レシーバクライアント400は時間量=
backoffの間待機し、次いでロジック分岐708にループバックする。しかしな
がら、ロジック分岐708において、チャネルがクリアであるとワイヤレス動力レシーバ
クライアント400が決定した場合、プロセス700は動作712に進む。
動作712において、ワイヤレス動力レシーバクライアント400は、ショートTBお
よび位相ビーコンをワイヤレス動力伝送機に送信する。次に、動作714において、ワイ
ヤレス動力レシーバクライアント400は、ワイヤレス動力伝送機からの到来RFエネル
ギーを監視する。動作714から、プロセス700はロジック分岐716に進み、ここで
ワイヤレス動力レシーバクライアント400は、RF動力が受け取られたかどうかを決定
する。RF動力が受け取られていないと決定された場合、プロセス700はロジック分岐
718に進み、ここでワイヤレス動力レシーバクライアントは、ビーコン信号を送信する
のに十分なエネルギー貯蔵が存在するかどうかを決定する。ビーコンに十分なエネルギー
がエネルギー貯蔵装置415に存在する場合、プロセス700は動作720に進む。動作
720において、ワイヤレス動力レシーバクライアント400は時間量=tbackof
の間待機し、次いでプロセス700は、ロジック分岐708にループバックする。しか
しながら、ロジック分岐718において、ビーコン送信に十分なエネルギーがエネルギー
貯蔵装置415に存在しないとワイヤレス動力レシーバクライアント400が決定した場
合、プロセス700は動作722に進み、ワイヤレス動力レシーバクライアント400を
「デッド」状態に戻す。動作722から、プロセス700は、動作704にループバック
する。
ロジック分岐716において、RF動力が受け取られたとワイヤレス動力レシーバクラ
イアント400が決定した場合、プロセス700はロジック分岐724に進む。ロジック
分岐724において、ワイヤレス動力レシーバクライアント400は、tSignalD
iscoveryに等しい時間量=tpowerが経過したかどうかを決定する。その時
間量が経過した場合、プロセス700はロジック分岐726に進み、ここでCCAが実行
されてRF媒体がアイドルであるかどうかが決定される。チャネルがクリアでない場合、
プロセス700は動作728に進む。動作728において、ワイヤレス動力レシーバクラ
イアント400は、時間量=tbackoffの間待機する。その後、プロセス700は
、ロジック分岐726にループバックする。
しかしながら、ロジック分岐726において、CCAの結果が、チャネルがクリアであ
るというものである場合、プロセス700は動作730に進む。動作730において、ワ
イヤレス動力レシーバクライアント400は、ロングTBおよび位相ビーコンをワイヤレ
ス動力伝送機に送信する。動作730から、プロセス700は動作732に進み、ここで
ワイヤレス動力レシーバクライアント400はRF動力を受け取る。動作732から、プ
ロセス700はロジック分岐734に進み、ここでワイヤレス動力レシーバクライアント
400は、さらなる動力を必要とするかどうかを決定する。同様に、プロセス700はロ
ジック分岐734に進み、ロジック分岐724において、ワイヤレス動力レシーバクライ
アント400は、tSignalDiscoveryに等しい時間量=tpowerが経
過していないかどうかを決定する。ロジック分岐734において、ワイヤレス動力レシー
バクライアント400がより多くの動力を必要としないと決定した場合、プロセスは動作
736に進む。動作736において、ワイヤレス動力レシーバクライアント400は、時
間量=tsleepの間、ディープスリープ状態に入る。プロセス700はその後、ロジ
ック分岐734にループバックする。しかしながら、ロジック分岐734において、ワイ
ヤレス動力レシーバクライアント400がさらなる動力を必要とすると決定した場合、プ
ロセス700はロジック分岐708にループバックする。
図8は、一部の実施形態による、モバイル(またはスマート)電話またはタブレット・
コンピュータ・デバイスの形態の、ワイヤレス動力レシーバまたはクライアントを有する
代表的なモバイルデバイスまたはタブレットコンピュータ800の例示的な構成要素を示
すブロック図を示す。様々なインターフェースおよびモジュールが図8を参照して示され
ているが、モバイルデバイスまたはタブレットコンピュータは、本明細書に記載の機能を
実行するためのモジュールまたは機能のすべてを必要とするわけではない。多くの実施形
態では、カテゴリコントローラの動作には様々な構成要素が含まれず、および/または必
要ではないことが理解される。例えば、GPSワイヤレス機、セルラワイヤレス機、およ
び加速度計などの構成要素は、コストおよび/または複雑さを低減するためにコントロー
ラに含まれなくてもよい。さらに、ZIGBEE(登録商標)ワイヤレス機およびRFI
Dトランシーバなどの構成要素は、アンテナと共に、プリント回路基板(PCB)に実装
することができる。
ワイヤレス動力レシーバクライアントは、図1の動力レシーバクライアント103また
は図4Aのワイヤレス動力レシーバクライアント400とすることができるが、代替の構
成も可能である。さらに、ワイヤレス動力レシーバクライアントは、例えば図1の充電器
101などの充電器から動力および/またはデータ信号を受信するための1つ以上のRF
アンテナを含むことができる。
図9は、本明細書で論じられる方法論のいずれか1つ以上を機械に実行させるための命
令のセットが実行され得るコンピュータシステム900の、例示的な形態の機械の図式表
現を示す。
図9の例では、コンピュータシステムは、プロセッサ、メモリ、不揮発性メモリ、およ
びインターフェースデバイスを含む。説明を簡単にするために、様々な共通の構成要素(
例えば、キャッシュメモリ)は省略されている。コンピュータシステム900は、図1ま
たは図4Aの例に示された構成要素のいずれか(および本明細書に記載された任意の他の
構成要素)を実装することができるハードウェアデバイスを示すことを意図している。例
えば、コンピュータシステムは、任意の放射オブジェクトまたはアンテナアレイシステム
とすることができる。コンピュータシステムは、任意の適用可能な既知のまたは便利なタ
イプのものとすることができる。コンピュータシステムの構成要素は、バスを介して、ま
たは何らかの他の既知のまたは便利なデバイスを介して互いに結合することができる。
プロセッサは、例えば、INTEL PENTIUM(登録商標)マイクロプロセッサ
またはMOTOROLA POWER PCマイクロプロセッサなどの従来のマイクロプ
ロセッサであってもよい。当業者は、「機械可読(記憶)媒体」または「コンピュータ可
読(記憶)媒体」という用語が、プロセッサによってアクセス可能な任意のタイプのデバ
イスを含むことを認識するであろう。一部の実施形態では、これらの記憶媒体は、開示さ
れた技術(例えば、制御ロジック410、動力管理モジュール445、システム472)
の1つ以上のプロセッサによって実行されると、ワイヤレス動力レシーバクライアント4
00に本明細書で開示された様々なアルゴリズムおよび方法の実行を実施、実行、または
他の方法で促進させるプログラム命令(例えば、ソフトウェアまたはファームウェアとし
て)を記憶することができる非一時的コンピュータ可読媒体で具現化される。
メモリは、例えばバスによってプロセッサに結合される。メモリは、限定ではなく例と
して、ダイナミックRAM(DRAM)およびスタティックRAM(SRAM)などのラ
ンダムアクセスメモリ(RAM)を含むことができる。メモリは、ローカル、リモート、
または分散型とすることができる。
バスはまた、プロセッサを不揮発性メモリおよびドライブユニットに結合する。不揮発
性メモリは、多くの場合、磁気フロッピーもしくはハードディスク、磁気光学ディスク、
光ディスク、CD-ROM、EPROMもしくはEEPROMなどの読み出し専用メモリ
(ROM)、磁気カードもしくは光カード、または大量のデータ用の別の形式の記憶装置
である。このデータの一部は、コンピュータ900内のソフトウェアの実行中に、直接メ
モリアクセスプロセスによってメモリに書き込まれることが多い。不揮発性記憶装置は、
ローカル、リモート、または分散型とすることができる。不揮発性メモリは、メモリ内で
利用可能なすべての適用可能なデータを用いてシステムを作成できるため、任意選択であ
る。典型的なコンピュータシステムは、通常、少なくともプロセッサと、メモリと、メモ
リをプロセッサに結合するデバイス(例えば、バス)とを含む。
ソフトウェアは、通常、不揮発性メモリおよび/またはドライブユニットに格納される
。実際、大規模なプログラムでは、プログラム全体をメモリに格納することさえできない
場合がある。それにもかかわらず、ソフトウェアが実行されるために、必要に応じて、ソ
フトウェアは処理に適したコンピュータ可読位置に移動され、例示目的のために、その位
置は本文書ではメモリと呼ばれることを理解されたい。ソフトウェアが実行のためにメモ
リに移動される場合であっても、プロセッサは、通常、ソフトウェアに関連する値を記憶
するためにハードウェアレジスタと、理想的には実行を高速化するように機能するローカ
ルキャッシュとを利用する。本明細書で使用される場合、ソフトウェアプログラムは、ソ
フトウェアプログラムが「コンピュータ可読媒体に実装されている」と呼ばれる場合、(
不揮発性記憶装置からハードウェアレジスタまでの)任意の既知のまたは便利な場所に記
憶されると想定される。プロセッサは、プログラムに関連する少なくとも1つの値がプロ
セッサによって読み取り可能なレジスタに格納されている場合、「プログラムを実行する
ように構成されている」と見なされる。
バスはまた、プロセッサをネットワークインターフェースデバイスに結合する。インタ
ーフェースは、モデムまたはネットワークインターフェースのうちの1つ以上を含むこと
ができる。モデムまたはネットワークインターフェースは、コンピュータシステムの一部
であると見なされ得ることが理解されよう。インターフェースは、アナログモデム、IS
DNモデム、ケーブルモデム、トークンリングインターフェース、衛星伝送インターフェ
ース(例えば、「ダイレクトPC」)、またはコンピュータシステムを他のコンピュータ
システムに結合するための他のインターフェースを含むことができる。インターフェース
は、1つ以上の入力および/または出力(I/O)デバイスを含むことができる。I/O
デバイスは、限定ではなく例として、キーボード、マウスまたは他のポインティングデバ
イス、ディスクドライブ、プリンタ、スキャナ、ならびにディスプレイ装置を含む他の入
力および/または出力デバイスを含むことができる。ディスプレイ装置は、限定ではなく
例として、陰極線管(CRT)、液晶ディスプレイ(LCD)、または他の適用可能な既
知のまたは便利なディスプレイ装置を含むことができる。簡単にするために、図9の例に
示されていない任意のデバイスのコントローラがインターフェース内に存在すると仮定す
る。
動作中、コンピュータシステム900は、ディスクオペレーティングシステムなどのフ
ァイル管理システムを含むオペレーティングシステムソフトウェアによって制御すること
ができる。関連するファイル管理システムソフトウェアを有するオペレーティングシステ
ムソフトウェアの一例は、ワシントン州レドモンド所在のマイクロソフト社のWINDO
WS(登録商標)として知られているオペレーティングシステムのファミリおよびそれら
に関連するファイル管理システムである。関連するファイル管理システムソフトウェアを
有するオペレーティングシステムソフトウェアの別の例は、LINUXオペレーティング
システムおよび関連するファイル管理システムである。ファイル管理システムは、通常、
不揮発性メモリおよび/またはドライブユニットに格納され、プロセッサに、オペレーテ
ィングシステムがデータを入出力し、不揮発性メモリおよび/またはドライブユニットに
ファイルを格納することを含む、メモリにデータを格納するために必要な様々な動作を実
行させる。
詳細な説明の一部の部分は、コンピュータメモリ内のデータビットに対する操作のアル
ゴリズムおよび記号表現に関して提示され得る。これらのアルゴリズムの説明と表現は、
データ処理技術の当業者が他の当業者に自らの仕事の内容を最も効果的に伝えるために使
用する手段である。アルゴリズムは、ここではおよび一般に、望ましい結果につながる自
己矛盾のない一連の操作であると考えられている。操作は、物理量の物理的な操作を必要
とする操作である。通常、必ずというわけではないが、これらの量は、格納、転送、結合
、比較、その他の操作が可能な電気信号または磁気信号の形式をとる。これらの信号をビ
ット、値、要素、記号、文字、用語、数値などと呼ぶことは、主に慣用の理由から、時に
は便利であることが証明されている。
ただし、これらの用語および類似の用語はすべて適切な物理量に関連付けられ、これら
の量に適用される便利なラベルにすぎないことを覚えておく必要がある。特に明記しない
限り、以下の説明から明らかなように、説明全体を通して、「処理」または「コンピュー
タ処理」または「計算」または「決定」または「表示」などの用語を使用する説明は、コ
ンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内の物理(電子)量として表されるデータを
操作および変換して、コンピュータシステムのメモリまたはレジスタまたは他のそのよう
な情報記憶、伝達または表示デバイス内の物理量として同様に表される他のデータに操作
および変換する、コンピュータシステムまたは類似の電子計算デバイスの操作および処理
を指すことが理解される。
本明細書に提示されるアルゴリズムおよび表示は、特定のコンピュータまたは他の装置
に本質的に関連するものではない。様々な汎用システムを、本明細書の教示に従ってプロ
グラムと共に使用することができ、または一部の実施形態の方法を実行するためにより専
門的な装置を構築することが好都合であることが判明する場合がある。これらのさまざま
なシステムに必要な構造は、以下の説明から明らかになる。さらに、技法は、特定のプロ
グラミング言語を参照して説明されておらず、したがって、様々な実施形態は、様々なプ
ログラミング言語を使用して実装され得る。
代替の実施形態では、機械は、スタンドアロンデバイスとして動作するか、または他の
機械に接続(例えば、ネットワーク化)されてもよい。ネットワーク化された展開では、
機械は、クライアントサーバネットワーク環境のサーバまたはクライアント機械の能力で
、またはピアツーピア(または分散)ネットワーク環境のピア機械として動作する。
機械は、サーバコンピュータ、クライアントコンピュータ、パーソナルコンピュータ(
PC)、タブレットPC、ラップトップコンピュータ、セットトップボックス(STB)
、携帯情報端末(PDA)、携帯電話、iPHONE、BLACKBERRY(登録商標
)、プロセッサ、電話、Web器具、ネットワークルータ、スイッチまたはブリッジ、ま
たはその機械が実行する動作を指定する一連の命令(順次またはその他)を実行できる機
械であり得る。
機械可読媒体または機械可読記憶媒体は、例示的な実施形態では単一の媒体であると示
されているが、「機械可読媒体」および「機械可読記憶媒体」という用語は、1つ以上の
命令セットを格納する単一の媒体または複数の媒体(例えば、集中型または分散型データ
ベース、および/または関連するキャッシュおよびサーバ)を含むと解釈されるべきであ
る。「機械可読媒体」および「機械可読記憶媒体」という用語はまた、機械による実行の
ための一連の命令を記憶、符号化、または運ぶことができ、機械に現在開示されている技
術および革新の方法論の任意の1つ以上実行を行わせる任意の媒体を含むと解釈されるべ
きである。
一般に、本開示の実施形態を実装するために実行されるルーチンは、オペレーティング
システムの一部、または「コンピュータプログラム」と呼ばれる特定のアプリケーション
、構成要素、プログラム、オブジェクト、モジュール、または一連の命令として実装され
得る。コンピュータプログラムは通常、コンピュータのさまざまなメモリおよびストレー
ジデバイスにさまざまな時点で設定された1つ以上の命令を含み、コンピュータの1つ以
上の処理ユニットまたはプロセッサによって読み取られて実行されると、コンピュータに
本開示のさまざまな態様を含む要素を実行するための動作を実行させる。
さらに、実施形態は、完全に機能するコンピュータおよびコンピュータシステムの文脈
で説明されたが、当業者は、様々な実施形態が様々な形態のプログラム製品として配布可
能であり、実際に配布が効果をあげるために使用される特定のタイプの機械またはコンピ
ュータ可読媒体に関係なく本開示が等しく適用されることを理解するであろう。
機械可読記憶媒体、機械可読媒体、またはコンピュータ可読(記憶)媒体のその他の例
には、とりわけ、揮発性および不揮発性メモリデバイス、フロッピーおよびその他のリム
ーバブルディスク、ハードディスクドライブ、光ディスク(例えば、コンパクトディスク
読み取り専用メモリ(CD ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)など)、デジ
タルおよびアナログ通信リンクなどの送信タイプの媒体などの記録可能なタイプの媒体が
含まれるが、これらに限定されない。
文脈が明らかにそうでないことを必要としない限り、説明および特許請求の範囲を通し
て、「備える」、「含む」などの語は、排他的または網羅的な意味ではなく、包括的意味
で解釈されるべきであり、つまり、「含むがそれに限定されない」という意味である。本
明細書で使用される場合、「接続された」、「結合された」という用語、またはそれらの
任意の変形は、2つ以上の要素間の直接または間接のいずれかの接続または結合を意味し
、要素間の接続の結合は、物理的、論理的、またはそれらの組み合わせとすることができ
る。さらに、「本明細書」、「上で」、「以下に」、および同様の主旨の単語は、本出願
使用される場合、全体として本出願を指し、本出願の特定の部分を指すものではない。文
脈が許す場合、単数または複数の数を使用する上記の詳細な説明の単語は、それぞれ複数
または単数も含むことができる。2つ以上の項目のリストを参照する「または」という単
語は、この単語の解釈である、リスト内の項目のいずれか、リスト内のすべての項目、お
よびリスト内の項目の組み合わせ、のすべてを網羅している。
本開示の実施形態の上記の詳細な説明は、網羅的であること、または教示を上記に開示
されたとおりの形態に限定することを意図していない。本開示の特定の実施形態および例
が例示の目的で上に説明されているが、当業者が認識するように、本開示の範囲内で様々
な同等の修正が可能である。例えば、プロセスまたはブロックが所定の順序で提示されて
いるが、別の実施形態では、ステップを含むルーチンを実行したり、ブロックを含むシス
テムを異なる順序で使用したり、一部のプロセスまたはブロックを、代替または部分的組
み合わせを提供するために、削除、移動、追加、再分割、結合、および/または変更して
もよい。これらの各プロセスまたはブロックは、さまざまな方法で実装できる。また、プ
ロセスまたはブロックは、時々、連続して実行されるように示されているが、これらのプ
ロセスまたはブロックは、代わりに並行して実行されてもよく、または異なる時間に実行
されてもよい。さらに、本明細書に記載されている特定の数値は単なる例であり、代替の
実装では異なる値または範囲を使用することができる。
本明細書で提供される開示の教示は、必ずしも上記のシステムではない他のシステムに
適用することができる。上記の様々な実施形態の要素および動作は、さらなる実施形態を
提供するために組み合わせることができる。
添付の出願書類にリストされている可能性があるものを含め、上記のすべての特許およ
び出願、ならびにその他の参考文献は、参照により本明細書に組み込まれる。本開示の態
様は、本開示のなお一層の実施形態を提供するために、上で説明された様々な参考文献の
システム、機能、および概念を使用するために、必要に応じて修正され得る。
上記の詳細な説明に照らして、これらおよび他の変更を本開示に加えることができる。
上記の説明は、本開示の特定の実施形態を説明し、企図される最良のモードを説明してい
るが、上記がテキストにどれほど詳細に現れていても、教示は多くの方法で実施され得る
。システムの詳細は、その実装の詳細はかなり異なる場合があるが、本明細書に開示され
ている主題によって依然として包含されている。上記のように、本開示の特定の特徴また
は態様を説明するときに使用される特定の用語は、その専門用語が本明細書で再定義され
て、その用語が関連付けられている本開示の特定の特性、特徴、または態様に限定される
ことを意味するものと解釈してはならない。一般に、以下の請求項で使用される用語は、
上記の詳細な説明セクションがそのような用語を明示的に定義しない限り、本開示を明細
書に開示された特定の実施形態に限定すると解釈されるべきではない。したがって、本開
示の実際の範囲は、開示された実施形態だけでなく、特許請求の範囲の下で本開示を実施
または実装するすべての同等の方法も包含する。
本開示の特定の態様は、特定の請求形態で以下に提示されるが、発明者は、任意の数の
請求形態での本開示の様々な態様を企図する。例えば、本開示の1つの側面のみが米国特
許法第112条fの下でミーンズプラスファンクションクレームとして記載されていても
、他の側面も同様にミーンズプラスファンクションクレームとして、またはコンピュータ
可読媒体で具体化されるような他の形態で具体化されてもよい。(米国特許法第112条
第fの下で扱われることを意図したすべてのクレームは、「手段」という言葉で始まる。
)したがって、出願人は、本出願の提出後に、開示の他の側面についてそのような追加の
請求形態を追求するために、追加の請求を追加する権利を留保する。
本明細書で提供される詳細な説明は、必ずしも上記のシステムだけではなく、他のシス
テムに適用されてもよい。上述のさまざまな例の要素および動作は、本発明のさらなる実
装を提供するために組み合わせることができる。本発明のいくつかの代替の実装は、上記
の実装への追加の要素を含むだけでなく、より少ない要素を含んでもよい。上記の詳細な
説明に照らして、これらおよび他の変更を本発明に加えることができる。上記の説明は本
発明の特定の例を定義し、企図される最良の形態を説明しているが、上記がテキストにど
れほど詳細に現れていても、本発明は多くの方法で実施することができる。システムの詳
細は、その特定の実装においてかなり異なる場合があるが、本明細書に開示されている本
発明によって依然として包含されている。上記のように、本発明の特定の特徴または態様
を説明するときに使用される特定の用語は、その専門用語が本明細書で再定義されて、そ
の用語が関連付けられている本発明の特定の特性、特徴、または態様に限定されることを
意味するものと解釈してはならない。一般に、以下の請求項で使用される用語は、上記の
詳細な説明セクションがそのような用語を明示的に定義しない限り、本発明を明細書に開
示された特定の例に限定すると解釈されるべきではない。したがって、本発明の実際の範
囲は、開示された例だけでなく、本発明を実施または実装するすべての同等の方法も包含
する。

Claims (20)

  1. ワイヤレス動力レシーバ機器であって、
    エネルギー貯蔵装置と、
    アンテナを含む無線周波数(RF)トランシーバと、
    前記エネルギー貯蔵装置および前記RFトランシーバに結合されたエネルギーハーベス
    タ回路と、
    前記エネルギー貯蔵装置、前記RFトランシーバ、および前記エネルギーハーベスタ回
    路に結合された制御回路であって、
    前記エネルギー貯蔵装置の動力レベルを決定し、
    前記RFトランシーバに、
    ワイヤレス動力伝送機との接続を確立させ、
    前記ワイヤレス動力伝送機にビーコン信号を送信させ、
    前記ビーコン信号に応答して、前記ワイヤレス動力伝送機によって送信されたワイヤレ
    ス動力信号を受信させ、
    前記エネルギーハーベスタ回路に、前記ワイヤレス動力信号のエネルギーの少なくとも
    一部を、前記エネルギー貯蔵装置内に貯蔵するために前記エネルギー貯蔵装置に供給させ
    るように構成される、制御回路と、を含む、ワイヤレス動力レシーバ機器。
  2. 前記RFトランシーバはビーコン信号生成器を含み、
    前記制御回路は、前記RFトランシーバに、ビーコン周波数(f)で、前記ビーコン
    信号生成器を使用して前記ビーコン信号を生成させるように動作可能である、
    請求項1に記載のワイヤレス動力レシーバ機器。
  3. 前記RFトランシーバは、前記ビーコン信号生成器および前記アンテナに結合されたビ
    ーコンコーディングモジュールを含み、
    前記制御回路は、前記RFトランシーバに、前記fで前記アンテナを介して前記ワイ
    ヤレス動力伝送機に送信するために前記ビーコンコーディングモジュールを使用して前記
    ビーコン信号を符号化させるように動作可能である、
    請求項2に記載のワイヤレス動力レシーバ機器。
  4. 前記制御回路に結合された識別(ID)モジュールをさらに含み、前記IDモジュール
    は、前記ワイヤレス動力レシーバ機器を一意に識別するクライアントIDを前記ワイヤレ
    ス動力伝送機に格納する、請求項3に記載のワイヤレス動力レシーバ機器。
  5. 前記制御回路は、前記RFトランシーバに、前記ビーコンコーディングモジュールを使
    用して、前記クライアントIDを前記ビーコン信号に符号化させるように動作可能である
    、請求項4に記載のワイヤレス動力レシーバ機器。
  6. 前記ワイヤレス動力レシーバ機器に関連するクライアントデバイスまたはシステムの1
    つ以上の電子部品に電流を供給するために、前記エネルギーハーベスタ回路をインターフ
    ェース接続する手段をさらに含む、請求項1に記載のワイヤレス動力レシーバ機器。
  7. インターフェース接続する前記手段に結合され、電圧調整された電流を前記クライアン
    トデバイスの前記1つ以上の電子部品に供給するように構成された少なくとも1つの動力
    コンバータをさらに含む、請求項6に記載のワイヤレス動力レシーバ機器。
  8. 前記エネルギーハーベスタ回路および前記制御回路のうちの少なくとも1つに結合され
    、前記ワイヤレス動力レシーバ機器に関連するクライアントデバイスまたはシステムの1
    つ以上の電子装置との間でデータ信号を送信または受信するように構成されたデータイン
    ターフェース手段をさらに含む、請求項1に記載のワイヤレス動力レシーバ機器。
  9. 前記アンテナは単一のアンテナである、請求項1に記載のワイヤレス動力レシーバ機器
  10. 前記エネルギー貯蔵装置は、電池およびコンデンサのうちの少なくとも1つを含む、請
    求項1に記載のワイヤレス動力レシーバ機器。
  11. ワイヤレス動力伝送システムであって、
    複数の無線周波数(RF)トランシーバを有する適応位相アンテナアレイと、
    メモリ記憶装置と
    適応位相アンテナアレイおよびメモリ記憶装置と通信する制御回路と、を含み、前記制
    御回路は、
    ワイヤレス動力伝送環境を監視して、ワイヤレス動力レシーバクライアントによって送
    信されたビーコン信号を検出することであって、ここで、前記ビーコン信号は、前記ワイ
    ヤレス動力レシーバクライアントの識別情報を符号化する、検出することと、
    前記ビーコン信号の検出に応答して、前記識別情報が前記メモリ記憶装置に格納された
    エントリと一致するかどうかを決定することと、
    前記メモリ記憶装置に格納されたエントリに一致する前記識別情報について、前記適応
    位相アンテナアレイに、第1の持続時間の間、ワイヤレス動力信号を前記ワイヤレス動力
    レシーバクライアントに送信するように指示するか、または
    前記メモリ記憶装置に格納されたエントリと一致しない前記識別情報について、適応位
    相アンテナアレイに、前記第1の持続時間とは異なる第2の持続時間の間、前記ワイヤレ
    ス動力信号を前記ワイヤレス動力レシーバクライアントに送信して、前記ワイヤレス動力
    レシーバクライアントに、追加の識別情報を符号化する別のビーコン信号を送信するよう
    に指示することと、を実行するように構成される、ワイヤレス動力伝送システム。
  12. 前記第1の持続時間は前記第2の持続時間よりも長い、請求項11に記載のワイヤレス
    動力伝送機器。
  13. 前記制御回路は、前記適応位相アンテナアレイが前記ワイヤレス動力信号を送信する持
    続時間を変更して、前記ワイヤレス動力レシーバクライアントに前記ビーコン信号が送信
    される周波数を変更させるようにさらに構成される、請求項11に記載のワイヤレス動力
    伝送機器。
  14. ワイヤレス動力レシーバにおける方法であって、
    前記ワイヤレス動力レシーバの無線周波数(RF)トランシーバの少なくとも1つのア
    ンテナを介して、ワイヤレス動力伝送機との接続を確立するステップと、
    前記少なくとも1つのアンテナを介してビーコン信号を前記ワイヤレス動力伝送機に送
    信するステップと、
    前記ビーコン信号に応答して、前記少なくとも1つのアンテナを介して、前記ワイヤレ
    ス動力伝送機によって送信されたワイヤレス動力信号を受信するステップと、
    前記ワイヤレス動力レシーバのエネルギーハーベスタ回路に、前記ワイヤレス動力信号
    のエネルギーの少なくとも一部をエネルギー貯蔵装置に供給させるステップと、を含む方
    法。
  15. 前記RFトランシーバに、前記ワイヤレス動力信号のエネルギーを交流(AC)信号に
    変換させるステップと、
    前記RFトランシーバから前記エネルギーハーベスタ回路の整流器に前記AC信号を送
    信するステップと、
    前記エネルギーハーベスタ回路に、前記エネルギー貯蔵装置に直流(DC)信号として
    動力を供給させるステップと、をさらに含む、
    請求項14に記載の方法。
  16. 前記ビーコン信号を送信するステップは、ビーコン周波数(f)で、前記少なくとも
    1つのアンテナを介して、第1の期間に前記ビーコン信号を送信するステップを含み、
    前記ワイヤレス動力信号を受信するステップは、動力周波数(f)で、前記単一のア
    ンテナを介して、前記第1の期間とは異なる第2の期間に前記ワイヤレス動力信号を受信
    するステップを含む、
    請求項14に記載の方法。
  17. 前記ビーコン信号を送信するステップは、前記fで、前記少なくとも1つのアンテナ
    を介して、タイミングビーコン信号および位相ビーコン信号を前記ワイヤレス動力伝送機
    に送信するステップを含む、請求項14に記載の方法。
  18. 前記ワイヤレス動力レシーバが位置しているワイヤレス動力供給環境のRF媒体がアイ
    ドル状態であるかどうかを決定するためにクリアチャネル評価(CCA)を実行するステ
    ップをさらに含む、
    請求項14に記載の方法。
  19. 前記RF媒体がアイドルであるとの決定に応答して、
    前記RFトランシーバに、fで、前記少なくとも1つのアンテナを介して、ショート
    タイミングビーコンおよび位相ビーコンを前記ワイヤレス動力供給環境に送信させるステ
    ップと、
    前記ワイヤレス動力信号の動力周波数(f)を監視するステップと、または
    前記RF媒体がアイドルではないとの決定に応答して、
    前記RFトランシーバを所定の時間量にわたって待機させるステップと、
    少なくとも1回の反復にわたって前記CCAを実行するステップと、をさらに含む、
    請求項18に記載の方法。
  20. 前記ワイヤレス動力伝送機から受信した前記動力信号の持続時間を測定するステップと

    前記測定された持続時間に従って前記ワイヤレス動力レシーバの通信または処理動作を
    制御するステップと、をさらに含む、
    請求項14に記載の方法。
JP2023172439A 2019-04-10 2023-10-04 簡略化されたワイヤレス動力レシーバアーキテクチャ Pending JP2024001140A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962832185P 2019-04-10 2019-04-10
US62/832,185 2019-04-10
JP2021559852A JP7087210B2 (ja) 2019-04-10 2020-04-10 簡略化されたワイヤレス動力レシーバアーキテクチャ
PCT/US2020/027669 WO2020210622A1 (en) 2019-04-10 2020-04-10 Simplified wireless power receiver architecture
JP2022092695A JP7362838B2 (ja) 2019-04-10 2022-06-08 簡略化されたワイヤレス動力レシーバアーキテクチャ

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022092695A Division JP7362838B2 (ja) 2019-04-10 2022-06-08 簡略化されたワイヤレス動力レシーバアーキテクチャ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024001140A true JP2024001140A (ja) 2024-01-09

Family

ID=72748872

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021559852A Active JP7087210B2 (ja) 2019-04-10 2020-04-10 簡略化されたワイヤレス動力レシーバアーキテクチャ
JP2022092695A Active JP7362838B2 (ja) 2019-04-10 2022-06-08 簡略化されたワイヤレス動力レシーバアーキテクチャ
JP2023172439A Pending JP2024001140A (ja) 2019-04-10 2023-10-04 簡略化されたワイヤレス動力レシーバアーキテクチャ

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021559852A Active JP7087210B2 (ja) 2019-04-10 2020-04-10 簡略化されたワイヤレス動力レシーバアーキテクチャ
JP2022092695A Active JP7362838B2 (ja) 2019-04-10 2022-06-08 簡略化されたワイヤレス動力レシーバアーキテクチャ

Country Status (6)

Country Link
US (3) US11101701B2 (ja)
EP (1) EP3954019A4 (ja)
JP (3) JP7087210B2 (ja)
KR (2) KR102393065B1 (ja)
CN (2) CN115276262B (ja)
WO (1) WO2020210622A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11101705B2 (en) 2019-01-09 2021-08-24 Ossia Inc. Timing acquisition module for wireless power transmission
US10742242B1 (en) * 2019-06-05 2020-08-11 Silicon Laboratories Inc. Apparatus for improving the effective performance of a power source and associated methods
US11437867B2 (en) * 2020-01-03 2022-09-06 Nucurrent, Inc. Systems and methods for wireless power and data transfer utilizing multiple antenna receivers
WO2022117191A1 (en) * 2020-12-03 2022-06-09 Huawei Technologies Co., Ltd. Determination of a position of a communication device
EP4092863A1 (en) * 2021-05-17 2022-11-23 Nxp B.V. Gain control for packet based wireless battery management system
US20230198317A1 (en) * 2021-12-22 2023-06-22 Qualcomm Incorporated Base station (gnb)-assisting-energy harvesting (eh) from nearby user equipments (ues)
WO2023225015A1 (en) * 2022-05-16 2023-11-23 Ossia Inc. Wireless power transmission system operations in multi-signal environments
EP4354700A1 (en) * 2022-10-14 2024-04-17 Vodafone Group Services Limited Ambient-powered electronic device network

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6958677B1 (en) * 2000-03-31 2005-10-25 Ge Medical Systems Information Technologies, Inc. Object location monitoring system
US7400253B2 (en) * 2005-08-04 2008-07-15 Mhcmos, Llc Harvesting ambient radio frequency electromagnetic energy for powering wireless electronic devices, sensors and sensor networks and applications thereof
US8446248B2 (en) * 2007-06-14 2013-05-21 Omnilectric, Inc. Wireless power transmission system
US7893564B2 (en) * 2008-08-05 2011-02-22 Broadcom Corporation Phased array wireless resonant power delivery system
US20100034238A1 (en) * 2008-08-05 2010-02-11 Broadcom Corporation Spread spectrum wireless resonant power delivery
US9312924B2 (en) 2009-02-10 2016-04-12 Qualcomm Incorporated Systems and methods relating to multi-dimensional wireless charging
JP2010226440A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Nec Corp 送信電力制御方法及び無線通信システム
US8072380B2 (en) 2009-04-10 2011-12-06 Raytheon Company Wireless power transmission system and method
US8853995B2 (en) 2009-06-12 2014-10-07 Qualcomm Incorporated Devices for conveying wireless power and methods of operation thereof
US8547057B2 (en) * 2009-11-17 2013-10-01 Qualcomm Incorporated Systems and methods for selective wireless power transfer
KR20110135540A (ko) * 2010-06-11 2011-12-19 삼성전자주식회사 무선 전력 수신을 위한 수신기 및 그의 무선 전력 수신 방법
US9107579B2 (en) * 2010-12-14 2015-08-18 Powercast Corporation Systems, methods and apparatus for powering devices using RF energy from a mobile transmitter
US20120274154A1 (en) * 2011-04-27 2012-11-01 Research In Motion Limited Methods and apparatuses for wireless power transfer
US20130058379A1 (en) * 2011-09-05 2013-03-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Communication apparatus and communication method in wireless power transmission system
US9397522B2 (en) * 2012-03-08 2016-07-19 Ricoh Co., Ltd. Method and system to control ambient RF energy for wireless devices
US9800059B2 (en) * 2012-09-19 2017-10-24 Duke University Subscription based MISO and MIMO wireless energy transfer
US10404075B2 (en) * 2012-09-28 2019-09-03 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Power receiving device having device discovery and power transfer capabilities
US20150303741A1 (en) * 2014-04-18 2015-10-22 Qualcomm Incorporated Wireless energy transmission
US10075020B2 (en) * 2014-06-24 2018-09-11 Samsung Electronics Co., Ltd Method for transmitting signal by wireless power transmitter in wireless charging system, wireless power transmitter and wireless power receiver
GB2528911B (en) * 2014-08-04 2017-06-21 Chargifi Ltd Power system, apparatus and method
EP3189580B1 (en) * 2014-09-05 2019-05-22 University Of Washington Through Its Center For Commercialization Power transmission using wireless communication signals
JP6618535B2 (ja) * 2014-12-02 2019-12-11 オシア,インク. 無線給電環境においてビーコン信号を符号化するための技術
US10559971B2 (en) * 2015-04-10 2020-02-11 Ossia Inc. Wirelessly chargeable battery apparatus
WO2016164851A1 (en) * 2015-04-10 2016-10-13 Ossia Inc. Wireless charging with multiple power receiving facilities on a wireless device
US10825417B2 (en) * 2015-04-10 2020-11-03 Ossia Inc. Wirelessly powered electronic display apparatuses
US9971015B2 (en) * 2015-04-10 2018-05-15 Ossia Inc. Techniques for imaging wireless power delivery environments and tracking objects therein
US10193397B2 (en) * 2015-04-10 2019-01-29 Ossia Inc. Establishing connections with chargers in multi-charger wireless power delivery environments
WO2016196649A1 (en) * 2015-06-03 2016-12-08 Molex, Llc Electrical connector
US9997963B2 (en) * 2015-06-08 2018-06-12 Ossia Inc. Techniques for scheduling delivery of wireless power in wireless power delivery environments
US10498177B2 (en) * 2015-06-30 2019-12-03 Ossia Inc. Techniques for wireless power transmission system handoff and load balancing
US10566845B2 (en) * 2015-06-30 2020-02-18 Ossia Inc. Techniques for clock synchronization and control in wireless power delivery environments
EP3311465A1 (en) * 2015-07-31 2018-04-25 Huawei Technologies Co., Ltd. A wireless communication device and method for rf energy harvesting
US9887589B2 (en) * 2015-08-25 2018-02-06 Ossia Inc. Systems and methods for improved phase determinations in wireless power delivery environments
US10181760B2 (en) * 2015-10-19 2019-01-15 Ossia Inc. Techniques for authenticating devices in wireless power delivery environments
KR20170053237A (ko) * 2015-11-06 2017-05-16 엘지이노텍 주식회사 멀티 코일 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템
US9985443B2 (en) 2015-11-18 2018-05-29 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd Multi-mode power receiving unit and methods for use therewith
US10424972B2 (en) * 2015-12-17 2019-09-24 Ossia Inc. Systems and methods for wireless power transfer in multipath vehicle environments
US10149227B2 (en) * 2016-08-15 2018-12-04 Futurewei Technologies, Inc. System and method for beacon interval adaptation
US10389184B2 (en) * 2016-08-31 2019-08-20 Intel Corporation Data transfer using beamed power
CN106506055B (zh) * 2016-10-18 2019-03-29 浙江大学 基于无线能量传输的双向中继系统的最大化和速率方法
JP2018157430A (ja) * 2017-03-17 2018-10-04 株式会社東芝 無線通信装置および無線通信方法
US11025080B2 (en) * 2017-03-31 2021-06-01 Ossia Inc. Dual-mode energy harvesting wireless power receiver apparatus with self-reviving capabilities
JP6967867B2 (ja) * 2017-04-04 2021-11-17 キヤノン株式会社 送電装置およびその制御方法、並びにプログラム
US10308123B2 (en) * 2017-04-19 2019-06-04 Witricity Corporation Vehicle-side beacon mode for wireless electric vehicle charging
US9942788B1 (en) 2017-05-19 2018-04-10 Ossia Inc. Systems and methods for determining operational status of functional components of a wireless signal transmission environment
CN117791902A (zh) * 2017-11-08 2024-03-29 欧希亚有限公司 无线电力传输系统及操作其的方法
US11707996B2 (en) * 2017-12-15 2023-07-25 WiBotic Inc. Wireless charging with multiple charging locations
US10756560B2 (en) * 2018-05-11 2020-08-25 Ossia Inc. Wireless power transmission receiving device state modification
US11101705B2 (en) * 2019-01-09 2021-08-24 Ossia Inc. Timing acquisition module for wireless power transmission

Also Published As

Publication number Publication date
CN113678341A (zh) 2021-11-19
KR20220058967A (ko) 2022-05-10
JP2022137022A (ja) 2022-09-21
US20210359553A1 (en) 2021-11-18
KR20210126787A (ko) 2021-10-20
US11990770B2 (en) 2024-05-21
JP7087210B2 (ja) 2022-06-20
US20230093479A1 (en) 2023-03-23
JP7362838B2 (ja) 2023-10-17
US11527918B2 (en) 2022-12-13
US11101701B2 (en) 2021-08-24
CN115276262A (zh) 2022-11-01
WO2020210622A1 (en) 2020-10-15
US20200328621A1 (en) 2020-10-15
CN115276262B (zh) 2023-06-16
EP3954019A4 (en) 2023-02-15
EP3954019A1 (en) 2022-02-16
KR102393065B1 (ko) 2022-04-29
JP2022523878A (ja) 2022-04-26
CN113678341B (zh) 2022-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7362838B2 (ja) 簡略化されたワイヤレス動力レシーバアーキテクチャ
US11831172B2 (en) Techniques for facilitating beacon sampling efficiencies in wireless power delivery environments
US10164484B2 (en) Techniques for leveraging existing components of a device for wireless power transfer functionality
US11817718B2 (en) Polarization adaptive wireless power transmission system
US11626754B2 (en) Dual-mode energy harvesting wireless power receiver apparatus with self-reviving capabilities
US20200091773A1 (en) Energy Storage Device For Wireless Environmental Applications
US20190165599A1 (en) Tone Power Scheduler For Wireless Environmental Applications
JP7399958B2 (ja) 無線電力対応の電子棚札
KR20240044526A (ko) 후방 산란을 통한 역지향성 무선 전력 전송

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231101

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231101