JP6912380B2 - Systems and methods for wireless power transfer - Google Patents

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    • H04B5/26
    • H04B5/79

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、2013年5月10日に出願された、「Methodology For Pocket−Forming」と題する米国非仮特許出願第13/891,430号の一部継続出願であり、2012年10月31日に出願された「Scalable Antenna Assemblies For Power Transmission」と題する米国仮特許出願第61/720,798号、2012年7月6日に出願された、「Receivers For Power Transmission」と題する米国仮特許出願第61/668,799号、および2012年7月31日に出願された、「Transmitters For Wireless Power Transmission」と題する米国仮特許出願第61/677,706号の優先権を主張する。それらの全内容が、参照により全体として本明細書に援用される。
Cross-reference of related applications
[0001] This application is a partial continuation application of US non-provisional patent application No. 13 / 891,430, entitled "Methodology For Pocket-Forming", filed on May 10, 2013, and is a continuation application of the United States Non-Provisional Patent Application No. 13 / 891,430. U.S. Provisional Patent Application No. 61 / 720,798, entitled "Scalable Antonio Assemblies For Power Transfer," filed on 31st March, and "Receiving For Power Transfer, U.S.A.", filed on July 6, 2012. Claims the priority of patent application No. 61 / 668,799 and US provisional patent application No. 61 / 677,706 entitled "Transmitters For Wireless Power Transfer" filed on July 31, 2012. All of them are incorporated herein by reference in their entirety.

[0002] 本出願は、2013年6月24日に出願された、「Methodology for Multiple Pocket−Forming」と題する米国非仮特許出願第13/925,469号の一部継続出願であり、その全内容が、参照により全体として本明細書に援用される。 [0002] This application is a partial continuation application of US Non-Provisional Patent Application No. 13 / 925,469, entitled "Methodology for Multiple Pocket-Forming", filed on June 24, 2013, in its entirety. The contents are incorporated herein by reference in their entirety.

[0003] 本出願は、2013年7月19日に出願された、「Method for 3 Dimensional Pocket−Forming」と題する米国非仮特許出願第13/946,082号の一部継続出願であり、その全内容が、参照により全体として本明細書に援用される。 [0003] This application is a partial continuation of US Non-Provisional Patent Application No. 13 / 946,082, entitled "Method for 3 Dynamic Pocket-Forming," filed on July 19, 2013. The entire content is incorporated herein by reference in its entirety.

[0004] 本出願は、2013年5月10日に出願された、「Receivers for Wireless Power Transmission」と題する米国非仮特許出願第13/891,399号の一部継続出願であり、2012年10月31日に出願された、「Scalable Antenna Assemblies For Power Transmission」と題する米国仮特許出願第61/720,798号、2012年7月6日に出願された、「Receivers For Power Transmission」と題する米国仮特許出願第61/668,799号、および2012年7月31日に出願された、「Transmitters For Wireless Power Transmission」と題する米国仮特許出願第61/677,706号の優先権を主張する。それらの全内容が、参照により全体として本明細書に援用される。 [0004] This application is a partial continuation of US non-provisional patent application No. 13 / 891,399, entitled "Receiving for Wireless Power Transfer," filed on May 10, 2013, and is a continuation of the application in 2012. US Provisional Patent Application No. 61 / 720,798, entitled "Scalable Antonio Assemblies For Power Transfer," filed on March 31, 2012, entitled "Receiving For Power Transfer, US" filed on July 6, 2012. Claims the priority of provisional patent application No. 61 / 668,799 and US provisional patent application No. 61 / 677,706, entitled "Transmitters For Wireless Power Transfer", filed on July 31, 2012. All of them are incorporated herein by reference in their entirety.

[0005] 本出願は、2013年5月10日に出願された、「Transmitters for Wireless Power Transmission」と題する米国非仮特許出願第13/891,445号の一部継続出願であり、2012年10月31日に出願された、「Scalable Antenna Assemblies For Power Transmission」と題する米国仮特許出願第61/720,798号、2012年7月6日に出願された、「Receivers For Power Transmission」と題する米国仮特許出願第61/668,799号、および2012年7月31日に出願された、「Transmitters For Wireless Power Transmission」と題する米国仮特許出願第61/677,706号の優先権を主張する。それらの全内容が、参照により全体として本明細書に援用される。 [0005] This application is a partial continuation application of US non-provisional patent application No. 13 / 891,445 entitled "Transmitters for Wireless Power Transfer" filed on May 10, 2013, and is a continuation application of the US non-provisional patent application No. 13 / 891,445. US Provisional Patent Application No. 61 / 720,798, entitled "Scalable Antonio Assemblies For Power Transfer," filed on March 31, 2012, entitled "Receiving For Power Transfer, US" filed on July 6, 2012. Claims the priority of provisional patent application No. 61 / 668,799 and US provisional patent application No. 61 / 677,706, entitled "Transmitters For Wireless Power Transfer", filed on July 31, 2012. All of them are incorporated herein by reference in their entirety.

[0006] 本出願は、2013年6月25日に出願された、「Wireless Power Transmission with Selective Range」と題する米国非仮特許出願第13/926,020号の一部継続出願であり、その全内容が、参照により全体として本明細書に援用される。 [0006] This application is a partial continuation application of US non-provisional patent application No. 13 / 926,020 entitled "Wireless Power Transfer with Selective Range" filed on June 25, 2013, in its entirety. The contents are incorporated herein by reference in their entirety.

[0007] 本出願は、2014年5月23日に出願された、「Enhanced Transmitter for Wireless Power Transmission」と題する米国非仮特許出願第14/286,243号の一部継続出願であり、その出願は、参照により全体として本明細書に援用される。 [0007] This application is a partial continuation application of US Non-Provisional Patent Application No. 14 / 286,243 entitled "Enhanced Transmitter for Wireless Power Transfer" filed on May 23, 2014. Is incorporated herein by reference in its entirety.

[0008] 本出願は、2014年12月7日に出願された、「Receivers for Wireless Power Transmission」と題する米国非仮特許出願第14/583,625号、2014年12月7日に出願された「Methodology for Pocket−Forming」と題する米国非仮特許出願第14/583,630号、2014年12月7日に出願された「Transmitters for Wireless Power Transmission」と題する米国非仮特許出願第14/583,634号、2014年12月7日に出願された「Methodology for Multiple Pocket−Forming」と題する米国非仮特許出願第14/583,640号、2014年12月7日に出願された「Wireless Power Transmission with Selective Range」と題する米国非仮特許出願第14/583,641号、2014年12月27日に出願された「Method for 3 Dimensional Pocket−Forming」と題する米国非仮特許出願第14/583,643号に関し、これらの全てが参照により全体として本明細書に援用される。 [0008] This application was filed on December 7, 2014, and was filed on December 7, 2014, US Non-Provisional Patent Application No. 14 / 583,625, entitled "Receiving for Willless Power Transfer". US Non-Provisional Patent Application No. 14 / 583,630 entitled "Methology for Pocket-Forming", US Non-Provisional Patent Application No. 14/583 entitled "Transmitters for Willless Power Transition" filed on December 7, 2014. , 634, US Non-Provisional Patent Application No. 14 / 583,640, entitled "Methology for Multiple Pocket-Forming," filed December 7, 2014, "Willess Power," filed December 7, 2014. US Non-Provisional Patent Application No. 14 / 583,641 entitled "Transmission with Selective Range", US Non-Provisional Patent Application No. 14/583 entitled "Method for 3 Dimental Pocket-Forming" filed on December 27, 2014. , 643, all of which are incorporated herein by reference in their entirety.

[0009] 本開示は、包括的にはワイヤレス電力伝送に関する。 [0009] The present disclosure relates to wireless power transfer comprehensively.

[0010] スマートフォン、タブレット、ノートブックおよび他の電子デバイス等のポータブル電子デバイスは、他者と通信し、対話する上で日常的に必要なものとなっている。これらのデバイスを頻繁に用いることは、大量の電力を必要とする場合があり、これによって、これらのデバイスに取り付けられた電池が容易に消耗する場合がある。したがって、ユーザーは、デバイスを電源にプラグインし、そのようなデバイスを再充電することが頻繁に必要である。これは、電子機器を少なくとも1日に1回、または需要の高い電子デバイスでは、1日に1回よりも多く充電しなくてはならないことを必要とする場合がある。 [0010] Portable electronic devices, such as smartphones, tablets, notebooks and other electronic devices, have become routinely necessary for communicating and interacting with others. Frequent use of these devices can require large amounts of power, which can easily drain the batteries attached to these devices. Therefore, users often need to plug devices into power sources and recharge such devices. This may require the electronic device to be charged at least once a day, or, for demanding electronic devices, more than once a day.

[0011] そのような活動は長くかかる場合があり、ユーザーにとって負担となる場合がある。例えば、ユーザーは、自身の電子機器の電力が不足している場合、充電器を携帯することが必要とされる場合がある。更に、ユーザーは、接続するための利用可能な電源を見つけなくてはならない。最後に、ユーザーは、自身の電子デバイスを充電することを可能にするために、壁または他の電源にプラグインしなくてはならない。一方、そのような活動により、充電中に電子デバイスが動作不可能になる場合がある。 [0011] Such activities can be lengthy and burdensome to the user. For example, a user may be required to carry a charger if their electronic device is underpowered. In addition, the user must find an available power source to connect. Finally, the user must plug in a wall or other power source to be able to charge their electronic device. On the other hand, such activity may render the electronic device inoperable during charging.

[0012] この問題に対する現在の解決策は、再充電可能な電池を有するデバイスを含むことができる。一方、上述した手法は、ユーザーが追加の電池を携帯することを必要とし、電池の追加のセットが充電されることも確実にする。太陽電池式充電池も既知であるが、太陽電池は高価であり、任意の大きな容量の電池を充電するには太陽電池の大型アレイが必要とされる場合がある。他の手法は、電磁信号を用いることによって、デバイスのプラグを電気取出口に物理的に接続することなくデバイスの充電を可能にするマットまたはパッドを含む。この場合、デバイスは、依然として、充電されるために、ある期間にわたって一定の位置に配置されることを必要とする。電磁(EM)信号の単一ソースの電力伝送を仮定すると、EM信号電力は、距離rにわたって1/rに比例する係数だけ低減し、換言すれば、距離の二乗に比例して減衰する。このため、EM送信機から遠い距離で受信される電力は、送信された電力の僅かな部分である。受信信号の電力を増大させるために、送信電力は増大されなくてはならない。送信信号がEM送信機から3センチメートルにおいて効果的に受信されると仮定して、3メートルの有効な距離にわたって同じ信号電力を受信することは、送信される電力を10,000倍増大させることを必要とする。そのような電力伝送は、エネルギーのほとんどが、送信されても意図されるデバイスに受信されないため無駄であり、生体組織にとって危険となる可能性があり、すぐ近くにあるほとんどの電子デバイスと干渉する可能性が非常に高く、また、熱として放散される場合がある。 Current solutions to this problem can include devices with rechargeable batteries. On the other hand, the technique described above requires the user to carry an additional battery and also ensures that an additional set of batteries is charged. Solar cell rechargeable batteries are also known, but solar cells are expensive and may require a large array of solar cells to charge any large capacity battery. Other techniques include mats or pads that allow the device to be charged by using electromagnetic signals without physically connecting the device's plug to an electrical outlet. In this case, the device still needs to be in place for a period of time in order to be charged. Assuming a single source power transmission of an electromagnetic (EM) signal, the EM signal power is reduced by a factor proportional to 1 / r 2 over the distance r, in other words, attenuated in proportion to the square of the distance. Therefore, the power received at a distance from the EM transmitter is a small portion of the transmitted power. In order to increase the power of the received signal, the transmitted power must be increased. Assuming that the transmitted signal is effectively received at 3 cm from the EM transmitter, receiving the same signal power over a valid distance of 3 meters increases the transmitted power by 10,000 times. Needs. Such power transfer is wasted because most of the energy is transmitted but not received by the intended device, which can be dangerous to living tissue and interferes with most electronic devices in the immediate vicinity. Very likely and may be dissipated as heat.

[0013] 指向性電力伝送等の更に別の手法では、通常、電力伝送効率を高めるために、信号を正しい方向に向けることを可能にするようにデバイスの位置を知ることが必要となる。しかし、デバイスが位置特定された場合であっても、受信デバイスの経路内または近傍における物体の反射および干渉に起因して、効果的な伝送は保証されない。加えて、多くの使用事例においてデバイスは静止しておらず、これにより困難さが増す。 Yet another approach, such as directional power transfer, usually requires knowing the location of the device to allow the signal to be directed in the correct direction in order to increase power transfer efficiency. However, even when the device is located, effective transmission is not guaranteed due to the reflection and interference of objects in or near the path of the receiving device. In addition, in many use cases the device is not stationary, which adds to the difficulty.

[0014] 本明細書に記載の実施形態は、電力伝送信号(例えば、無線周波数(RF)信号波)を送信して3次元エネルギーポケットを生じさせる送信機を備える。少なくとも1つの受信機は、電子デバイスに接続または一体化し、エネルギーポケットから電力を受信することができる。送信機は、通信媒体(例えば、Bluetooth(登録商標)技術)を用いて3次元空間において少なくとも1つの受信機を位置特定することができる。送信機は、少なくとも1つの受信機の各々の周りにエネルギーポケットが生じるように波形を生成する。送信機は、アルゴリズムを用いて3次元において波形を方向付け、波形の焦点を合わせ、波形を制御する。受信機は、送信信号(例えば、RF信号)を、電子デバイスに電力供給するための、および/または電池に充電するための電気に変換することができる。したがって、ワイヤレス電力伝送のための実施形態は、配線なしで複数の電力デバイスに電力供給し、これらの複数の電力デバイスに充電することを可能にすることができる。 [0014] The embodiments described herein include a transmitter that transmits a power transfer signal (eg, a radio frequency (RF) signal wave) to create a three-dimensional energy pocket. At least one receiver can be connected or integrated with an electronic device to receive power from the energy pocket. The transmitter can locate at least one receiver in three-dimensional space using a communication medium (eg, Bluetooth® technology). The transmitter produces a waveform such that an energy pocket is created around each of at least one receiver. The transmitter uses an algorithm to orient the waveform in three dimensions, focus the waveform, and control the waveform. The receiver can convert the transmitted signal (eg, RF signal) into electricity to power the electronic device and / or charge the battery. Therefore, embodiments for wireless power transfer can be able to power a plurality of power devices and charge these plurality of power devices without wiring.

[0015] 1つの実施形態では、ワイヤレス電力伝送のための方法が、送信機によって、第1の受信機に結合された第1の電子デバイスから第1の通信信号を受信することであって、第1の通信信号は、第1の電子デバイスに関連付けられた位置を含むことと、送信機によって、第1の電子デバイスに複数のアンテナを割り当てることと、送信機によって、第1の受信機に、複数のアンテナのうちの第1のアンテナから第1の電子デバイスの位置まで第1の位相で第1の電力伝送信号を送信することと、送信機によって、第1の受信機から、第1の電力伝送信号に基づく電圧レベルデータを受信することと、送信機によって、第1の受信機に、第1のアンテナから第1の電子デバイスの位置まで第2の位相で第2の電力伝送信号を送信することと、送信機によって、受信機から、第2の電力伝送信号に基づく電圧レベルデータを受信することと、送信機によって、第2の受信機に結合された第2の電子デバイスから第2の通信信号を受信することであって、第2の通信信号は、第2の電子デバイスに関連付けられた第2の位置を含むことと、送信機によって、複数のアンテナを第1のグループおよび第2のグループに分割することと、送信機によって、複数のアンテナの第1のグループを第1の電子デバイスに割り当て、複数のアンテナの第2のグループを第2の電子デバイスに割り当てることとを含むことができる。 [0015] In one embodiment, the method for wireless power transmission is to receive a first communication signal from a first electronic device coupled to a first receiver by a transmitter. The first communication signal includes a position associated with the first electronic device, assigns a plurality of antennas to the first electronic device by the transmitter, and causes the first receiver by the transmitter. The first power transmission signal is transmitted in the first phase from the first antenna among the plurality of antennas to the position of the first electronic device, and the first from the first receiver by the transmitter. The second power transmission signal in the second phase from the first antenna to the position of the first electronic device to the first receiver by receiving the voltage level data based on the power transmission signal of And receiving voltage level data based on the second power transmission signal from the receiver by the transmitter and from the second electronic device coupled to the second receiver by the transmitter. Receiving a second communication signal, wherein the second communication signal includes a second position associated with the second electronic device and, by transmitter, multiple antennas in a first group. And dividing into a second group, and assigning a first group of a plurality of antennas to a first electronic device and a second group of a plurality of antennas to a second electronic device by a transmitter. Can be included.

[0016] 別の実施形態では、送信機が、第1の受信機に結合された第1の電子デバイスから第1の通信信号を受信することであって、第1の通信信号は、第1の電子デバイスに関連付けられた位置を含むことと、第1の電子デバイスに複数のアンテナを割り当てることと、第1の受信機に、複数のアンテナのうちの第1のアンテナから第1の電子デバイスの位置まで第1の位相で第1の電力伝送信号を送信することと、第1の受信機から、第1の電力伝送信号に基づく電圧レベルデータを受信することと、第1の受信機に、第1のアンテナから第1の電子デバイスの位置まで第2の位相で第2の電力伝送信号を送信することと、受信機から、第2の電力伝送信号に基づく電圧レベルデータを受信することと、第2の受信機に結合された第2の電子デバイスから第2の通信信号を受信することであって、第2の通信信号は、第2の電子デバイスに関連付けられた第2の位置を含むことと、複数のアンテナを第1のグループおよび第2のグループに分割することと、複数のアンテナの第1のグループを第1の電子デバイスに割り当て、複数のアンテナの第2のグループを第2の電子デバイスに割り当てることとを含むことができる。 [0016] In another embodiment, the transmitter receives the first communication signal from the first electronic device coupled to the first receiver, the first communication signal being the first. To include the location associated with the electronic device, to assign a plurality of antennas to the first electronic device, and to assign the first receiver to the first antenna to the first electronic device among the plurality of antennas. To transmit the first power transmission signal in the first phase to the position of, to receive the voltage level data based on the first power transmission signal from the first receiver, and to the first receiver. To transmit a second power transmission signal in the second phase from the first antenna to the position of the first electronic device, and to receive voltage level data based on the second power transmission signal from the receiver. And to receive the second communication signal from the second electronic device coupled to the second receiver, the second communication signal being the second position associated with the second electronic device. To include, to divide the plurality of antennas into a first group and a second group, to assign the first group of the plurality of antennas to the first electronic device, and to divide the second group of the plurality of antennas. It can include assigning to a second electronic device.

[0017] 実施形態の更なる特徴および利点が、以下の説明に示され、部分的にこの説明から明らかとなる。書面による説明における例示的な実施形態およびその特許請求の範囲ならびに添付の図面において特に指摘された構造によって、本発明の目的および他の利点が実現され、達成されることとなる。 Further features and advantages of embodiments are set forth in the following description and are partially apparent from this description. The objects and other advantages of the present invention will be realized and achieved by the exemplary embodiments in the written description and their claims as well as the structures specifically pointed out in the accompanying drawings.

[0018] 上記の全体的な説明および以下の詳細な説明の双方が例示的かつ説明的なものであり、特許請求される本発明の更なる説明を与えることを意図していることを理解されたい。 It is understood that both the overall description above and the detailed description below are exemplary and descriptive and are intended to provide further description of the claimed invention. sea bream.

[0019] 本開示の非限定的な実施形態は、添付の図面を参照して例として説明される。添付の図面は、概略的であり、縮尺どおりに描かれることは意図されていない。背景技術を表すものとして示されない限り、図面は本開示の態様を表す。 [0019] Non-limiting embodiments of the present disclosure are illustrated by way of reference with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings are schematic and are not intended to be drawn to scale. Unless shown to represent background technology, the drawings represent aspects of the present disclosure.

[0020]例示的な実施形態によるシステム概観を示す。[0020] An overview of the system according to an exemplary embodiment is shown. [0021]例示的な実施形態によるワイヤレス電力伝送のステップを示す。[0021] The steps of wireless power transfer according to an exemplary embodiment are shown. [0022]例示的な実施形態によるワイヤレス電力伝送のアーキテクチャを示す。[0022] An architecture of wireless power transfer according to an exemplary embodiment is shown. [0023]例示的な実施形態による、ポケット形成手順を用いたワイヤレス電力伝送のシステムのコンポーネントを示す。[0023] A component of a system of wireless power transfer using a pocket forming procedure according to an exemplary embodiment is shown. [0024]例示的な実施形態による、複数の受信機デバイスに電力供給するステップを示す。[0024] The steps of powering a plurality of receiver devices according to an exemplary embodiment are shown. [0025]単一の波形に統合することができる、選択的範囲を用いたワイヤレス電力伝送のための波形を示す。[0025] A waveform for wireless power transfer with a selective range that can be integrated into a single waveform is shown. [0026]単一の波形に統合することができる、選択的範囲を用いたワイヤレス電力伝送のための波形を示す。[0026] A waveform for wireless power transfer with a selective range that can be integrated into a single waveform is shown. [0027]送信機からの様々な半径に沿ってエネルギーの複数のポケットを生成することができる、選択的範囲を用いたワイヤレス電力伝送を示す。[0027] Demonstrating wireless power transfer over a selective range that can generate multiple pockets of energy along various radii from a transmitter. [0028]送信機からの様々な半径に沿ってエネルギーの複数のポケットを生成することができる、選択的範囲を用いたワイヤレス電力伝送を示す。[0028] Demonstrates wireless power transfer over a selective range that can generate multiple pockets of energy along various radii from a transmitter. [0029]例示的な実施形態による、クライアントコンピューティングプラットフォームをワイヤレス充電するためのアーキテクチャの図を示す。[0029] Shown is a diagram of an architecture for wirelessly charging a client computing platform according to an exemplary embodiment. 例示的な実施形態による、クライアントコンピューティングプラットフォームをワイヤレス充電するためのアーキテクチャの図を示す。An architectural diagram for wirelessly charging a client computing platform according to an exemplary embodiment is shown. [0030]例示的な実施形態による、複数ポケット形成を用いたワイヤレス電力伝送を示す。[0030] Demonstrates wireless power transfer using multiple pocket formation according to an exemplary embodiment. [0031]例示的な実施形態による、複数アダプティブポケット形成を示す。[0031] The formation of multiple adaptive pockets according to an exemplary embodiment is shown. [0032]例示的な実施形態による、クライアントデバイスをワイヤレス充電するためのシステムアーキテクチャの図を示す。[0032] A diagram of a system architecture for wirelessly charging a client device according to an exemplary embodiment is shown. [0033]例示的な実施形態による、アンテナ素子を用いて受信機位置を特定するための方法を示す。[0033] A method for identifying a receiver position using an antenna element according to an exemplary embodiment is shown. [0034]例示的な実施形態によるアレイサブセット構成を示す。[0034] An array subset configuration according to an exemplary embodiment is shown. [0035]例示的な実施形態によるアレイサブセット構成を示す。[0035] An array subset configuration according to an exemplary embodiment is shown. [0036]例示的な実施形態による平坦な送信機を示す。[0036] A flat transmitter according to an exemplary embodiment is shown. [0037]例示的な実施形態による送信機を示す。[0037] A transmitter according to an exemplary embodiment is shown. [0038]例示的な実施形態によるボックス型送信機を示す。[0038] A box-type transmitter according to an exemplary embodiment is shown. [0039]例示的な実施形態による、送信機を異なるデバイスに組み込むためのアーキテクチャの図を示す。[0039] Illustration of the architecture for incorporating the transmitter into different devices according to an exemplary embodiment is shown. [0040]例示的な実施形態による送信機構成を示す。[0040] A transmitter configuration according to an exemplary embodiment is shown. [0041]例示的な実施形態による、アンテナ素子に並列に接続された複数の整流器を示す。[0041] A plurality of rectifiers connected in parallel to an antenna element according to an exemplary embodiment are shown. [0042]例示的な実施形態による、整流器に並列に接続された複数のアンテナ素子を示す。[0042] A plurality of antenna elements connected in parallel to a rectifier according to an exemplary embodiment are shown. [0043]例示的な実施形態による、組み合わされ、並列な整流器に接続された、複数のアンテナ素子の出力を示す。[0043] The outputs of a plurality of antenna elements combined and connected to a parallel rectifier according to an exemplary embodiment are shown. [0044]例示的な実施形態による、異なる整流器に接続されたアンテナ素子のグループを示す。[0044] shows a group of antenna elements connected to different rectifiers according to an exemplary embodiment. [0045]例示的な実施形態による、組込み受信機を有するデバイスを示す。[0045] Shown is a device having an embedded receiver according to an exemplary embodiment. [0046]例示的な実施形態による、組込み受信機を有する電池を示す。[0046] Shown is a battery with a built-in receiver according to an exemplary embodiment. [0047]例示的な実施形態による、デバイスに取り付けることができる外付けハードウェアを示す。[0047] Demonstration of external hardware that can be attached to a device, according to an exemplary embodiment. [0048]例示的な実施形態による、ケースの形態のハードウェアを示す。[0048] Demonstrates hardware in the form of a case, according to an exemplary embodiment. [0049]例示的な実施形態による、プリントフィルムまたはフレキシブルプリント回路基板の形態のハードウェアを示す。[0049] Demonstrates hardware in the form of a printed film or flexible printed circuit board, according to an exemplary embodiment. [0050]例示的な実施形態による内部ハードウェアを示す。[0050] The internal hardware according to an exemplary embodiment is shown. [0051]例示的な実施形態による、ポータブルワイヤレス送信機を1つ以上のパワーアウトレットに接続することができる電源プラグを有するポータブル送信機を示す。[0051] Demonstrating a portable transmitter with a power plug capable of connecting the portable wireless transmitter to one or more power outlets, according to an exemplary embodiment. [0052]例示的な実施形態による、複数の電源プラグがポータブルワイヤレス送信機を多岐にわたる電源および/または電気アダプタに接続する送信機を示す。[0052] Demonstration of a transmitter in which a plurality of power plugs connect a portable wireless transmitter to a wide variety of power sources and / or electrical adapters, according to an exemplary embodiment. [0053]例示的な実施形態による、送信機が、起動時に少なくとも1つのエネルギーポケットを生じさせることができるボタンを含むことができるワイヤレス電力伝送システムを示す。[0053] Demonstration of a wireless power transfer system according to an exemplary embodiment, wherein the transmitter can include a button capable of creating at least one energy pocket at startup. [0054]実施形態による、ワイヤレス電力伝送のために用いることができる強化型ワイヤレス電力送信機のブロック図を示す。[0054] A block diagram of an enhanced wireless power transmitter that can be used for wireless power transfer according to an embodiment is shown. [0055]実施形態による、専用受信無線周波数集積回路(RFIC)に結合することができるアンテナ素子の送信機配置を示す。[0055] A transmitter arrangement of antenna elements that can be coupled to a dedicated receiving radio frequency integrated circuit (RFIC) according to an embodiment is shown. [0056]実施形態による、強化型ワイヤレス電力送信機における専用受信RFICのブロック図を示す。[0056] A block diagram of a dedicated receive RFIC in an enhanced wireless power transmitter according to an embodiment is shown. [0057]例示的な実施形態による、3つの送信機を含むワイヤレス電力システムのためのコンポーネントレベル実施形態を示す。[0057] Demonstrates a component-level embodiment for a wireless power system that includes three transmitters, according to an exemplary embodiment. [0058]例示的な実施形態による、2つの異なる部屋における2つの送信機を含むワイヤレス電力システムを示す。[0058] Shown is a wireless power system comprising two transmitters in two different rooms according to an exemplary embodiment. [0059]例示的な実施形態による、2つの異なる部屋内の照明用ソケットにプラグインされた2つの送信機を備えるワイヤレス電力システムを示す。An exemplary embodiment shows a wireless power system with two transmitters plugged into two different room lighting sockets. [0060]例示的な実施形態による、受信機として用いられ、スマートフォンケース内に組み込まれた内部ハードウェアを示す。[0060] Indicates internal hardware used as a receiver and embedded within a smartphone case, according to an exemplary embodiment. [0061]例示的な実施形態による、1つ以上の電子デバイスにワイヤレスで電力供給するかまたはこれを充電するために用いることができる受信機のブロック図を示す。[0061] A block diagram of a receiver that can be used to wirelessly power or charge one or more electronic devices according to an exemplary embodiment. [0062]例示的な実施形態による、ワイヤレス電力伝送中に受信機において実施することができる電力変換プロセスを示す。[0062] Demonstrates a power conversion process that can be performed at a receiver during wireless power transfer, according to an exemplary embodiment. [0063]例示的な実施形態による、システムアーキテクチャ図を示す。[0063] A system architecture diagram according to an exemplary embodiment is shown. [0064]例示的な実施形態による、送信機およびワイヤレス受信機を含むワイヤレス電力ネットワークの例示的な実施形態を示す。[0064] An exemplary embodiment of a wireless power network including a transmitter and a wireless receiver, according to an exemplary embodiment, is shown. [0065]実施形態によるワイヤレス電力伝送システムネットワークを示す。[0065] The wireless power transfer system network according to the embodiment is shown. [0066]例示的な実施形態によるワイヤレス電力伝送システムアーキテクチャ、を示す。[0066] A wireless power transfer system architecture, according to an exemplary embodiment, is shown. [0067]例示的な実施形態による、実装の1つ以上の実施形態が動作することができる例示的なコンピューティングデバイスを示す。[0067] Illustrative computing devices in which one or more embodiments of an implementation can operate, according to an exemplary embodiment. [0068]例示的な実施形態による、アダプティブ3Dポケット形成技法を用いてワイヤレスエネルギーを送信するためのワイヤレスエネルギー伝送システムを示す。[0068] Demonstrating a wireless energy transmission system for transmitting wireless energy using adaptive 3D pocket forming techniques, according to an exemplary embodiment. [0069]例示的な実施形態による、ペアリングプロセスのフローチャートを示す。[0069] A flowchart of the pairing process according to an exemplary embodiment is shown. [0070]例示的な実施形態による、ペアリング解除プロセスのフローチャートを示す。[0070] The flow chart of the unpairing process according to an exemplary embodiment is shown. [0071]例示的な実施形態による、追跡および位置決めのフローチャートを示す。[0071] A flow chart of tracking and positioning according to an exemplary embodiment is shown. [0072]例示的な実施形態による、携帯電話が低効率で電荷および/または電力を受信するワイヤレス電力伝送を示す。[0072] Demonstrates wireless power transfer in which a mobile phone receives charge and / or power with low efficiency, according to an exemplary embodiment. [0073]例示的な実施形態による、携帯電話が低効率で電荷および/または電力を受信するワイヤレス電力伝送を示す。[0073] Demonstrates wireless power transfer in which a mobile phone receives charge and / or power with low efficiency, according to an exemplary embodiment. [0074]例示的な実施形態による、充電要求プロセスのフローチャートを示す。[0074] The flow chart of the charge request process according to an exemplary embodiment is shown. [0075]例示的な実施形態による、ワイヤレス電力伝送を必要とするデバイスを認証するために送信機からマイクロコントローラーによって利用することができる例示的なルーチンを示す。[0075] Demonstration of an exemplary routine that can be utilized by a microcontroller from a transmitter to authenticate a device that requires wireless power transfer, according to an exemplary embodiment. [0076]実施形態による、ルーチン内で以前に認証されたデバイスに電力を送達するために送信機からマイクロコントローラーによって利用することができる例示的なルーチンを示す。[0076] An exemplary routine according to an embodiment is illustrated that can be utilized by a microcontroller from a transmitter to deliver power to a previously authenticated device within the routine. [0077]例示的な実施形態による、他の受信デバイスに電力を更にリダイレクトすることができるポータブルマット上の少なくとも1つのエネルギーポケットを生じさせる送信機を示す。[0077] Demonstrating a transmitter according to an exemplary embodiment, which creates at least one energy pocket on a portable mat capable of further redirecting power to another receiving device. [0078]例示的な実施形態による、少なくとも1つの受信デバイス上にエネルギーポケットを生成するための所望の位置を確立する役割を果たすことができるトレーサーを含むワイヤレス電力伝送システムを示す。[0078] Demonstrating a wireless power transfer system, according to an exemplary embodiment, comprising a tracer that can serve to establish a desired position for creating an energy pocket on at least one receiving device. [0079]例示的な実施形態による、少なくとも1つの受信デバイス上にエネルギーポケットを生成するための所望の位置を確立する役割を果たすことができるトレーサーを含むワイヤレス電力伝送を示す。[0079] Demonstrates wireless power transfer, according to an exemplary embodiment, comprising a tracer that can serve to establish a desired position for creating an energy pocket on at least one receiving device. [0080]例示的な実施形態による、複数の受信デバイス上にエネルギーポケットを生成するための所望の位置を確立する役割を果たすことができるトレーサーを含むワイヤレス電力伝送を示す。[0080] Demonstrates wireless power transfer, according to an exemplary embodiment, comprising a tracer that can serve to establish a desired location for creating energy pockets on multiple receiving devices. [0081]例示的な実施形態による、2つ以上のクライアントデバイスに同時に電力供給するためのアンテナアレイのサブセットを自動的に割り当てる方法を示すフローチャートを示す。[0081] A flowchart illustrating a method of automatically allocating a subset of antenna arrays for simultaneously powering two or more client devices according to an exemplary embodiment. [0082]例示的な実施形態による、1つ以上のクライアントデバイスを充電するようにシステムに命令するためにシステム管理GUIによって開始することができるワイヤレス電力管理ソフトウェアによって利用することができる例示的なルーチンのフローチャートを示す。[0082] An exemplary routine that can be utilized by wireless power management software that can be initiated by a system management GUI to instruct the system to charge one or more client devices, according to an exemplary embodiment. The flowchart of is shown. [0083]実施形態による、ワイヤレス電力伝送システムにおける時分割多重(TDM)方法を用いて複数のクライアントデバイスに電力供給するプロセスのフローチャートを示す。[0083] A flow chart of a process of powering a plurality of client devices using a time division multiplexing (TDM) method in a wireless power transfer system according to an embodiment is shown. [0084]例示的な実施形態による、ワイヤレス電力送信機から受信機への電力伝送の平衡がとられるようにワイヤレス電力受信機に割り当てられたアンテナ数を調整するためのプロセスのフローチャートを示す。[0084] A flow chart of a process for adjusting the number of antennas assigned to a wireless power receiver so that power transfer from the wireless power transmitter to the receiver is balanced according to an exemplary embodiment is shown. [0085]例示的な実施形態による、ワイヤレス電力伝送のために利用することができる送信機のブロック図を示す。[0085] Shown is a block diagram of a transmitter that can be used for wireless power transfer according to an exemplary embodiment. [0086]例示的な実施形態による、送信機において用いることができるフラットパネルアンテナアレイの例示的な図を示す。[0086] An exemplary diagram of a flat panel antenna array that can be used in a transmitter according to an exemplary embodiment is shown. [0087]例示的な実施形態による、全てのアンテナ素子が5.8GHzで動作することができる単一のアレイを示す。[0087] Demonstrates a single array in which all antenna elements can operate at 5.8 GHz, according to an exemplary embodiment. [0088]例示的な実施形態による、アンテナ素子の上半分が5.8GHzで動作することができ、下半分が2.4GHzで動作することができるペアアレイを示す。[0088] Shown is a pair array according to an exemplary embodiment, in which the upper half of the antenna element can operate at 5.8 GHz and the lower half can operate at 2.4 GHz. [0089]例示的な実施形態による、各アンテナ素子を、ワイヤレス電力伝送中に電力損失を回避するために仮想的に分割することができるクアッドアレイを示す。[0089] Demonstration of a quad array, according to an exemplary embodiment, in which each antenna element can be virtually split to avoid power loss during wireless power transfer. [0090]例示的な実施形態による、ワイヤレス電力伝送においてTDMを利用した、経時的な通信チャネルの例示的な分布を描くチャートを示す。[0090] A chart depicting an exemplary distribution of communication channels over time using TDM in wireless power transfer according to an exemplary embodiment. [0091]いくつかの実施形態による、ワイヤレス電力受信機とワイヤレス電力送信機との間の例示的な潜在的インタラクションのダイアグラムを示す。[0091] Diagrams of exemplary potential interactions between wireless power receivers and wireless power transmitters, according to some embodiments. [0092]例示的な実施形態による、ワイヤレス電力伝送システムアーキテクチャの一部とすることができるワイヤレス電力受信機およびワイヤレス電力送信機の例示的な潜在的インタラクションのダイアグラムを示す。[0092] A diagram of an exemplary potential interaction of a wireless power receiver and a wireless power transmitter that can be part of a wireless power transfer system architecture, according to an exemplary embodiment, is shown. [0093]例示的な実施形態による、デバイスにワイヤレス電力を伝送する例示的な方法を包括的に示す流れ図を示す。[0093] Shown is a flow diagram that comprehensively illustrates an exemplary method of transmitting wireless power to a device according to an exemplary embodiment. [0094]例示的な実施形態による、デバイスに伝送されたワイヤレス電力を監視するための例示的な方法を包括的に示す流れ図を示す。[0094] Shown is a flow diagram that comprehensively illustrates an exemplary method for monitoring wireless power transmitted to a device, according to an exemplary embodiment. [0095]例示的な実施形態による、ワイヤレス電力伝送システムにおける電池性能を監視するための方法のフローチャートを示す。[0095] A flowchart of a method for monitoring battery performance in a wireless power transfer system according to an exemplary embodiment is shown. [0096]例示的な実施形態による、電池性能を監視するための方法のシーケンス図を示す。[0096] A sequence diagram of a method for monitoring battery performance according to an exemplary embodiment is shown. [0097]例示的な実施形態による、健康の安全性の禁止された状況に基づいて、クライアントデバイスがワイヤレス電力伝送システムから電力を受信することを禁止するための方法のフローチャートを示す。[0097] A flowchart of a method for prohibiting a client device from receiving power from a wireless power transfer system based on a health safety prohibited situation according to an exemplary embodiment.

[0098] ここで、本明細書の一部をなす図面に示される実施形態を参照して本開示が詳細に説明される。本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態を用いることができ、および/または他の変更を行うことができる。詳細な説明に記載される説明的な実施形態は、本明細書に提示される主題を限定することを意図するものではない。更に、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の実施形態を組み合わせて、更なる実施形態を形成することができる。 [0098] Here, the present disclosure will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings that form part of this specification. Other embodiments may be used and / or other modifications may be made without departing from the spirit or scope of the present disclosure. The descriptive embodiments described in the detailed description are not intended to limit the subject matter presented herein. Further, further embodiments can be formed by combining the embodiments described in the present specification without departing from the spirit or scope of the present invention.

[0099] ここで、図面に示されている例示的な実施形態を参照し、本明細書において、これらの実施形態を説明するために特定の言い回しが用いられる。それにもかかわらず、それによって本発明の範囲を制限することは意図されていないことを理解されたい。関連技術分野における、本開示を保有する当業者が思いつくであろう、本明細書に示される発明的特徴の変形および更なる変更、ならびに本明細書に示される本発明の原理の更なる応用は、本発明の範囲内にあるとみなされる。 [0099] Here, with reference to exemplary embodiments shown in the drawings, certain language is used herein to describe these embodiments. Nevertheless, it should be understood that it is not intended to limit the scope of the invention. Modifications and further modifications of the invention features set forth herein, and further applications of the principles of the invention set forth herein, may be conceivable by those skilled in the art in the art. , Is considered to be within the scope of the present invention.

I.ワイヤレス電力伝送のためのシステムおよび方法
A.システム実施形態のコンポーネント
[0100] 図1は、エネルギーポケット104を形成することによるワイヤレス電力伝送のためのシステム100を示す。システム100は、送信機101と、受信機103と、クライアントデバイス105と、ポケット検出器107とを備えることができる。送信機101は、受信機103によって捕捉することができる電力伝送波を含む電力伝送信号を送信することができる。受信機103は、捕捉された波を、受信機103に関連付けられたクライアントデバイス105の代わりに電気エネルギーの使用可能なソースに変換することができるアンテナ、アンテナ素子および他の回路部(以下で詳述する)を含むことができる。いくつかの実施形態では、送信機101は、電力伝送波の位相、利得および/または他の波形特徴を操作することによって、および/または異なる送信アンテナを選択することによって、1つ以上の軌道において、電力伝送波から作成された電力伝送信号を送信することができる。そのような実施形態では、送信機101は、基礎をなす電力伝送波が空間内のある位置において収束するように電力伝送信号の軌道を操作することができ、結果として、ある特定の形の干渉が生じる。電力伝送波の収束時に生成される1つのタイプの干渉「強め合う干渉(constructive interference)」は、電力伝送波が共に合わさり、その位置に集中するエネルギーを強化させるような、電力伝送波の収束によって生じるエネルギー場とすることができる。これは、「弱め合う干渉(destructive interference)」と呼ばれる、電力伝送波が互いから減算されるように共に合わさり、その位置に集中するエネルギーを減衰させる干渉とは対照的である。強め合う干渉における十分なエネルギーの累積によって、エネルギー場または「エネルギーポケット(pocket of energy)」104を確立することができ、このエネルギーポケットは、受信機103のアンテナが電力伝送信号の周波数で動作するように構成されているとすると、これらのアンテナによって取り入れることができる。したがって、電力伝送波は、受信機103が電力伝送波を受信し、取り入れ、使用可能な電気エネルギーに変換することができる空間内の位置において、エネルギーポケット104を確立し、これによって、関連付けられた電気クライアントデバイス105に電源供給するかまたはこれらを充電することができる。検出器107は、電力伝送信号の受信に応答して通知またはアラートを生成することが可能な受信機103を備えるデバイスとすることができる。例として、ユーザーのクライアントデバイス105を充電するために受信機103の最適な配置を探索しているユーザーは、LEDライト108を備える検出器107を用いることができ、このLEDライト108は、検出器107が単一のビームまたはエネルギーポケット104からの電力伝送信号を捕捉するときに明るさを増すことができる。
I. Systems and methods for wireless power transfer A. Components of the system embodiment
[0100] FIG. 1 shows a system 100 for wireless power transfer by forming an energy pocket 104. The system 100 can include a transmitter 101, a receiver 103, a client device 105, and a pocket detector 107. The transmitter 101 can transmit a power transmission signal including a power transmission wave that can be captured by the receiver 103. The receiver 103 can convert the captured wave into an available source of electrical energy on behalf of the client device 105 associated with the receiver 103: antennas, antenna elements and other circuitry (detailed below). Described) can be included. In some embodiments, the transmitter 101 is in one or more orbits by manipulating the phase, gain and / or other waveform features of the power transmission wave and / or by selecting different transmitting antennas. , A power transmission signal created from a power transmission wave can be transmitted. In such an embodiment, the transmitter 101 can manipulate the trajectory of the power transfer signal so that the underlying power transfer wave converges at a position in space, resulting in certain forms of interference. Occurs. One type of interference that occurs when a power transfer wave converges, "constructive interference," is the convergence of the power transfer wave, in which the power transfer waves combine together to enhance the energy concentrated at that location. It can be a generated energy field. This is in contrast to what is called "destructive interference", in which power transfer waves combine together so that they are subtracted from each other, attenuating the energy that concentrates at that location. By accumulating sufficient energy in intensifying interference, an energy field or "pocket of energy" 104 can be established, in which the antenna of receiver 103 operates at the frequency of the power transmission signal. If configured as such, it can be incorporated by these antennas. Thus, the power transfer wave establishes an energy pocket 104 at a position in space where the receiver 103 can receive, capture, and convert the power transfer wave into usable electrical energy, thereby being associated. The electrical client device 105 can be powered or charged. The detector 107 can be a device comprising a receiver 103 capable of generating notifications or alerts in response to receiving a power transmission signal. As an example, a user searching for an optimal arrangement of receiver 103 to charge a user's client device 105 can use a detector 107 with LED light 108, which LED light 108 is a detector. Brightness can be increased when the 107 captures a power transmission signal from a single beam or energy pocket 104.

1.送信機
[0101] 送信機101は、デバイス105に関連付けられた受信機103に電力伝送信号を送信またはブロードキャストすることができる。後述する実施形態のうちのいくつかは、無線周波数(RF)波として電力伝送信号を記載しているが、電力伝送信号は、空間を通じて伝播されることが可能であり、かつ電気エネルギー源103に変換されることが可能な物理的媒体とすることができることが理解されるべきである。送信機101は、受信機103に向けられた単一のビームとして電力伝送信号を送信することができる。いくつかの場合、1つ以上の送信機101が、複数の方向において伝播される複数の電力伝送信号を送信することができ、物理的障害物(例えば、壁)を外れるように偏波することができる。複数の電力伝送信号が、3次元空間内の位置において収束し、エネルギーポケット104を形成することができる。エネルギーポケット104の境界内の受信機103は、電力伝送信号を捕捉し、使用可能なエネルギー源に変換することができる。送信機101は、電力伝送信号の位相および/または相対振幅調整に基づくポケット形成を制御して、強め合う干渉パターンを形成することができる。
1. 1. Transmitter
[0101] The transmitter 101 can transmit or broadcast a power transmission signal to the receiver 103 associated with the device 105. Although some of the embodiments described below describe the power transfer signal as a radio frequency (RF) wave, the power transfer signal can be propagated through space and to the electrical energy source 103. It should be understood that it can be a physical medium that can be converted. The transmitter 101 can transmit the power transmission signal as a single beam directed at the receiver 103. In some cases, one or more transmitters 101 can transmit multiple power transfer signals propagating in multiple directions and are polarized off physical obstacles (eg, walls). Can be done. A plurality of power transmission signals can converge at a position in three-dimensional space to form an energy pocket 104. The receiver 103 within the boundaries of the energy pocket 104 can capture the power transfer signal and convert it into a usable energy source. The transmitter 101 can control the pocket formation based on the phase and / or relative amplitude adjustment of the power transmission signal to form an intensifying interference pattern.

[0102] 例示的な実施形態は、RF波送信技法の使用を挙げているが、ワイヤレス充電技法は、RF波送信技法に限定されるべきではない。むしろ、可能なワイヤレス充電技法は、送信されたエネルギーを電力に変換する受信機にエネルギーを送信するための任意の数の代替的なまたは更なる技法を含むことができることが理解されるべきである。受信デバイスによって電力に変換することができるエネルギーのための非限定的な例示的な伝送技法は、超音波、マイクロ波、共鳴磁場および誘導磁場、レーザー光、赤外線、または他の形態の電磁エネルギーを含むことができる。超音波の場合、例えば、受信デバイスに向かって超音波を送信するトランスデューサーアレイを形成するように1つ以上のトランスデューサー素子を配置することができ、この受信デバイスは、超音波を受信し、超音波を電力に変換する。共鳴磁場および誘導磁場の場合、送信コイルにおいて磁場が生じ、受信機コイルによって電力に変換される。更に、例示的な送信機101が、潜在的に複数の送信機(送信アレイ)を含む単一のユニットとして示されているが、電力のRF送信、およびこの段落で述べられた他の電力伝送方法の双方の場合に、送信アレイは、小型の規則的構造ではなく、空間の周りに物理的に拡散した複数の送信機を含むことができる。 [0102] Although exemplary embodiments cite the use of RF wave transmission techniques, wireless charging techniques should not be limited to RF wave transmission techniques. Rather, it should be understood that possible wireless charging techniques can include any number of alternative or additional techniques for transmitting energy to a receiver that converts the transmitted energy into electric power. .. Non-limiting exemplary transmission techniques for energy that can be converted to power by the receiving device include ultrasonic, microwave, resonant and induced magnetic fields, laser light, infrared, or other forms of electromagnetic energy. Can include. In the case of ultrasonic waves, for example, one or more transducer elements can be arranged to form a transducer array that transmits the ultrasonic waves towards the receiving device, which receiving device receives the ultrasonic waves and receives the ultrasonic waves. Converts ultrasonic waves into power. In the case of a resonant magnetic field and an induced magnetic field, a magnetic field is generated in the transmitting coil and converted into power by the receiver coil. Further, the exemplary transmitter 101 is shown as a single unit that potentially contains multiple transmitters (transmission arrays), but RF transmission of power, and other power transmissions mentioned in this paragraph. In both cases of the method, the transmit array can include multiple transmitters physically diffused around space rather than a small regular structure.

[0103] 送信機は、アンテナが電力伝送信号を送信するために用いられるアンテナアレイを含む。各アンテナは電力伝送波を送信し、ここで、送信機は、異なるアンテナから送信された信号に異なる位相および振幅を適用する。エネルギーポケットの形成と同様に、送信機は、送信される信号の遅延したバージョンのフェーズドアレイを形成することができ、次に、信号の遅延したバージョンに異なる振幅を適用し、次に、適切なアンテナから信号を送信する。RF信号、超音波、マイクロ波等のような正弦波形の場合、信号を遅延させることは、信号に位相シフトを適用することと同様である。 [0103] The transmitter includes an antenna array in which the antenna is used to transmit a power transfer signal. Each antenna transmits a power transfer wave, where the transmitter applies different phases and amplitudes to signals transmitted from different antennas. Similar to the formation of energy pockets, the transmitter can form a phased array of delayed versions of the signal transmitted, then apply different amplitudes to the delayed version of the signal, and then the appropriate Send a signal from the antenna. For sinusoidal waveforms such as RF signals, ultrasonic waves, microwaves, etc., delaying the signal is similar to applying a phase shift to the signal.

2.エネルギーポケット
[0104] エネルギーポケット104は、送信機101によって送信された電力伝送信号の強め合う干渉パターンの位置において形成することができる。エネルギーポケット104は、エネルギーポケット104内に位置する受信機103によってエネルギーを取り入れることができる3次元場として現れることができる。ポケット形成中に送信機101によって生成されるエネルギーポケット104を、受信機103によって取り入れ、電荷に変換し、次に、受信機103(例えば、ラップトップコンピューター、スマートフォン、充電池)に関連付けられた電子クライアントデバイス105に提供することができる。いくつかの実施形態では、様々なクライアントデバイス105に電源供給する複数の送信機101および/または複数の受信機103が存在する場合がある。いくつかの実施形態では、アダプティブポケット形成は、電力レベルを調節し、および/またはデバイス105の動きを識別するために、電力伝送信号の送信を調整することができる。
2. Energy pocket
[0104] The energy pocket 104 can be formed at the position of the intensifying interference pattern of the power transmission signal transmitted by the transmitter 101. The energy pocket 104 can appear as a three-dimensional field in which energy can be taken in by the receiver 103 located in the energy pocket 104. The energy pocket 104 generated by the transmitter 101 during pocket formation is taken up by the receiver 103, converted into an electric charge, and then associated with the receiver 103 (eg, laptop computer, smartphone, rechargeable battery). It can be provided to the client device 105. In some embodiments, there may be a plurality of transmitters 101 and / or a plurality of receivers 103 that power the various client devices 105. In some embodiments, adaptive pocket formation can regulate the transmission of power transmission signals to regulate power levels and / or to identify movement of device 105.

3.受信機
[0105] 受信機103は、関連付けられたクライアントデバイス105に電源供給するかまたはこれを充電するために用いることができる。クライアントデバイス105は、受信機103に結合または一体化された電気デバイスとすることができる。受信機103は、1つ以上の送信機101から生じた1つ以上の電力伝送信号からの電力伝送波を受信することができる。受信機103は、送信機101によって生成された単一のビームとして電力伝送信号を受信することができるか、または受信機103は、エネルギーポケット104から電力伝送波を取り入れることができる。これは、1つ以上の送信機101によって生成される複数の電力伝送波の収束の結果として生じる空間内の3次元場とすることができる。受信機103は、電力伝送信号から電力伝送波を受信し、単一のビームまたはエネルギーポケット104の電力伝送信号からエネルギーを取り入れるように構成されたアンテナ112のアレイを含むことができる。受信機103は回路部を含むことができ、この回路部は、次に、電力伝送信号(例えば、無線周波数電磁放射)のエネルギーを電気エネルギーに変換する。受信機103の整流器は、電気エネルギーをACからDCに変換することができる。他のタイプの調整も適用することができる。例えば、電圧調整回路は、クライアントデバイス105による要求に応じて、電気エネルギーの電圧を増減させることができる。次に、継電器は、受信機103からの電気エネルギーをクライアントデバイス105に伝達することができる。
3. 3. Receiving machine
[0105] The receiver 103 can be used to power or charge the associated client device 105. The client device 105 can be an electrical device coupled or integrated with the receiver 103. The receiver 103 can receive power transmission waves from one or more power transmission signals generated by one or more transmitters 101. The receiver 103 can receive the power transfer signal as a single beam generated by the transmitter 101, or the receiver 103 can take in the power transfer wave from the energy pocket 104. This can be a three-dimensional field in space that results from the convergence of multiple power transfer waves generated by one or more transmitters 101. The receiver 103 may include an array of antennas 112 configured to receive power transfer waves from the power transfer signal and take energy from the power transfer signal in a single beam or energy pocket 104. The receiver 103 can include a circuit unit, which in turn converts the energy of the power transfer signal (eg, radio frequency electromagnetic radiation) into electrical energy. The rectifier of the receiver 103 can convert electrical energy from AC to DC. Other types of adjustments can also be applied. For example, the voltage regulator circuit can increase or decrease the voltage of electrical energy in response to a request from the client device 105. The relay can then transfer the electrical energy from the receiver 103 to the client device 105.

[0106] いくつかの実施形態では、受信機103は、データをリアルタイムでまたはほぼリアルタイムで交換するために、制御信号を送信機101に送信する通信コンポーネントを備えることができる。制御信号は、クライアントデバイス105、受信機103または電力伝送信号に関するステータス情報を含むことができる。ステータス情報は、数あるタイプの情報の中でも、例えば、デバイス105の現在の位置情報、受け取った電荷量、使用した電荷量、およびユーザーアカウント情報を含むことができる。更に、いくつかの用途では、受信機103は、受信機が収容する整流器を含めて、クライアントデバイス105に一体化することができる。実際的には、受信機103、配線111およびクライアントデバイス105は、単一のパッケージ内に含まれる単一のユニットとすることができる。 [0106] In some embodiments, the receiver 103 may include a communication component that transmits a control signal to the transmitter 101 in order to exchange data in real time or near real time. The control signal can include status information about the client device 105, the receiver 103 or the power transmission signal. The status information can include, among other types of information, the current location information of the device 105, the amount of charge received, the amount of charge used, and user account information. Further, in some applications, the receiver 103 can be integrated with the client device 105, including a rectifier housed in the receiver. In practice, the receiver 103, wiring 111 and client device 105 can be a single unit contained within a single package.

4.制御信号
[0107] いくつかの実施形態では、制御信号は、電力伝送信号の生成および/またはポケット形成の制御を担う様々なアンテナ素子によって用いられるデータ入力としての役割を果たすことができる。制御信号は、外部電源(図示せず)および局部発振器チップ(図示せず)を用いて受信機103または送信機101によって生成することができ、これはいくつかの場合、圧電材料を用いることを含むことができる。制御信号は、Bluetooth(登録商標)、RFID、赤外線、近距離通信(NFC)等のプロセッサ間でデータを通信することが可能なRF波または任意の他の通信媒体もしくはプロトコルとすることができる。後に詳述するように、制御信号は、送信機101と受信機103との間で、電力伝送信号を調整するのに用いられる情報を伝達するのに用いることができ、また、ステータス、効率性、ユーザーデータ、電力消費、課金、ジオロケーションに関する情報、および他のタイプの情報を含むことができる。
4. Control signal
[0107] In some embodiments, the control signal can serve as a data input used by various antenna elements responsible for controlling the generation and / or pocket formation of the power transfer signal. The control signal can be generated by the receiver 103 or transmitter 101 using an external power source (not shown) and a local oscillator chip (not shown), which in some cases uses piezoelectric material. Can include. The control signal can be an RF wave or any other communication medium or protocol capable of communicating data between processors such as Bluetooth®, RFID, infrared, Near Field Communication (NFC). As will be described in detail later, the control signal can be used to transmit information used to adjust the power transmission signal between the transmitter 101 and the receiver 103, and also status, efficiency. , User data, power consumption, billing, geolocation information, and other types of information.

5.検出器
[0108] 検出器107は、検出器107が1つ以上の送信機101から生じた電力伝送信号を受信することを可能にすることができる、受信機103に類似のハードウェアを含むことができる。ユーザーによって検出器107を用いてエネルギーポケット104の位置を特定することができ、それによって、ユーザーは、受信機103の好ましい配置を決定することができる。いくつかの実施形態では、検出器107は、検出器がエネルギーポケット104内に配置されたときを示すインジケーターライト108を備えることができる。例として、図1において、検出器107a、107bは、送信機101によって生成されたエネルギーポケット104内に位置し、これによって、検出器107a、107bがエネルギーポケット104の電力伝送信号を受信していることに起因して、それぞれのインジケーターライト108、108bをオンにするように検出器107a、107bをトリガーすることができるのに対し、エネルギーポケット104の外側に位置する第3の検出器107cのインジケーターライト108cは、第3の検出器107cが送信機101からの電力伝送信号を受信していないことに起因してオフにされる。代替的な実施形態において、インジケーターライト等の検出器の機能も、受信機またはクライアントデバイスに一体化されてもよいことが理解されるべきである。
5. Detector
[0108] The detector 107 can include hardware similar to the receiver 103, which can allow the detector 107 to receive power transfer signals generated from one or more transmitters 101. .. The detector 107 can be used by the user to locate the energy pocket 104, which allows the user to determine the preferred placement of the receiver 103. In some embodiments, the detector 107 may include an indicator light 108 that indicates when the detector is located in the energy pocket 104. As an example, in FIG. 1, the detectors 107a, 107b are located in the energy pocket 104 generated by the transmitter 101, whereby the detectors 107a, 107b are receiving the power transmission signal of the energy pocket 104. Due to this, the detectors 107a, 107b can be triggered to turn on the indicator lights 108, 108b, respectively, while the indicator of the third detector 107c located outside the energy pocket 104. The light 108c is turned off because the third detector 107c has not received the power transfer signal from the transmitter 101. It should be understood that in alternative embodiments, the functionality of the detector, such as an indicator light, may also be integrated into the receiver or client device.

6.クライアントデバイス
[0109] クライアントデバイス105は、連続電気エネルギーを必要とするかまたは電池からの電力を必要とする任意の電気デバイスとすることができる。クライアントデバイス105の非限定的な例は、数あるタイプの電気デバイスの中でも、ラップトップ、携帯電話、スマートフォン、タブレット、音楽プレーヤー、玩具、電池、フラッシュライト、ランプ、電子時計、カメラ、ゲームコンソール、機器、GPSデバイス、および装着可能なデバイスまたはいわゆる「ウェアラブル」(例えば、フィットネスブレスレット、歩数計、スマートウォッチ)を含むことができる。
6. Client device
[0109] The client device 105 can be any electrical device that requires continuous electrical energy or power from a battery. Non-limiting examples of client device 105 include laptops, mobile phones, smartphones, tablets, music players, toys, batteries, flash lights, lamps, electronic watches, cameras, game consoles, among other types of electrical devices. Devices, GPS devices, and wearable devices or so-called "wearables" (eg, fitness bracelets, pedometers, smartwatches) can be included.

[0110] いくつかの実施形態では、クライアントデバイス105aは、クライアントデバイス105aに関連付けられた受信機103aと別個の物理デバイスとすることができる。そのような実施形態では、クライアントデバイス105aは、変換された電気エネルギーを受信機103aからクライアントデバイス105aに伝達する配線111を介して受信機に接続することができる。いくつかの場合、電力消費ステータス、電力使用メトリック、デバイス識別子および他のタイプのデータ等の他のタイプのデータを、配線111を介してトランスポートすることができる。 [0110] In some embodiments, the client device 105a can be a physical device separate from the receiver 103a associated with the client device 105a. In such an embodiment, the client device 105a can be connected to the receiver via wiring 111 that transmits the converted electrical energy from the receiver 103a to the client device 105a. In some cases, other types of data such as power consumption status, power usage metrics, device identifiers and other types of data can be transported via wire 111.

[0111] いくつかの実施形態では、クライアントデバイス105bは、受信機103bに恒久的に一体化するかまたは取り外し可能に結合し、それによって単一の一体化された製品またはユニットを形成することができる。例として、クライアントデバイス105bは、組込み受信機103aを有し、デバイス105bの電源入力に取り外し可能に結合することができるスリーブ内に配置することができる。この電源入力は、通常、デバイス105bの電池を充電するのに用いることができる。この例において、デバイス105bは、受信機から分離することができるが、デバイス105bが電荷を必要としているか否かまたはデバイス105bが用いられているか否かに関わらず、スリーブ内に留まることができる。別の例では、デバイス105bのための電荷を保持する電池を有する代わりに、デバイス105bは、明瞭に区別されない(indistinct)製品、デバイスまたはユニットを形成するようにデバイス105bに恒久的に一体化することができる、一体化された受信機105bを備えることができる。この例において、デバイス105bは、エネルギーポケット104を取り入れることによって電気エネルギーを生成するために、一体化された受信機103bにほぼ全面的に依拠することができる。当業者には、受信機103とクライアントデバイス105との間の接続を有線111とすることができるか、または回路基板もしくは集積回路上の電気接続とすることができるか、または更には、誘導もしくは磁気等のワイヤレス接続とすることができることが明らかであるべきである。 [0111] In some embodiments, the client device 105b may be permanently integrated or detachably coupled to the receiver 103b, thereby forming a single integrated product or unit. can. As an example, the client device 105b has an embedded receiver 103a and can be placed in a sleeve that can be detachably coupled to the power input of the device 105b. This power input can typically be used to charge the battery of device 105b. In this example, the device 105b can be separated from the receiver, but can remain in the sleeve regardless of whether the device 105b needs a charge or whether the device 105b is used. In another example, instead of having a charge-holding battery for device 105b, device 105b is permanently integrated into device 105b to form an indistinct product, device or unit. It can be equipped with an integrated receiver 105b that can. In this example, the device 105b can rely almost entirely on the integrated receiver 103b to generate electrical energy by incorporating the energy pocket 104. For those skilled in the art, the connection between the receiver 103 and the client device 105 can be a wired 111, or an electrical connection on a circuit board or integrated circuit, or even inductive or It should be clear that it can be a wireless connection such as magnetic.

B.ワイヤレス電力伝送の方法
[0112] 図2は、例示的な方法200の実施形態によるワイヤレス電力伝送のステップを示す。
B. Wireless power transfer method
[0112] FIG. 2 shows the steps of wireless power transfer according to an exemplary method 200 embodiment.

[0113] 第1のステップ201において、送信機(TX)は、接続を確立するかまたは他の形で受信機(RX)と連携する。すなわち、いくつかの実施形態では、送信機および受信機は、電気デバイスの2つのプロセッサ間で情報を送信することが可能なワイヤレス通信プロトコル(例えば、Bluetooth(登録商標)、Bluetooth(登録商標)低エネルギー(BLE)、Wi-Fi、NFC、ZigBee(登録商標))を用いることにより制御データを通信することができる。例えば、Bluetooth(登録商標)またはBluetooth(登録商標)の変形形態を実施する実施形態において、送信機は、受信機のブロードキャストするアドバタイズメント信号をスキャンすることができるか、または受信機はアドバタイズメント信号を送信機に送信することができる。アドバタイズメント信号は、受信機の存在を送信機に知らせることができ、送信機と受信機との間の関連付けをトリガーすることができる。本明細書に記載されるとき、いくつかの実施形態では、アドバタイズメント信号は、様々なデバイス(例えば、送信機、クライアントデバイス、サーバーコンピューター、他の受信機)によって、ポケット形成手順を実行および管理するのに用いることができる情報を通信することができる。アドバタイズメント信号内に含まれる情報は、デバイス識別子(例えば、MACアドレス、IPアドレス、UUID)、受信した電気エネルギーの電圧、クライアントデバイス電力消費、および電力伝送に関連する他のタイプのデータを含むことができる。送信機は、送信されたアドバタイズメント信号を使用して受信機を特定することができ、いくつかの場合、2次元空間内または3次元空間内で受信機を位置特定することができる。送信機が受信機を特定すると、送信機は、送信機において受信機と関連付けられた接続を確立し、送信機および受信機が第2のチャネルを介して信号を通信することを可能にすることができる。 [0113] In the first step 201, the transmitter (TX) establishes a connection or otherwise cooperates with the receiver (RX). That is, in some embodiments, the transmitter and receiver are capable of transmitting information between two processors of an electrical device, such as a wireless communication protocol (eg, Bluetooth®, Bluetooth® low). Control data can be communicated by using energy (BLE), Wi-Fi, NFC, ZigBee®). For example, in an embodiment that implements a Bluetooth® or a variant of Bluetooth®, the transmitter can scan the advertisement signal broadcast by the receiver, or the receiver can scan the advertisement signal. Can be sent to the transmitter. The advertisement signal can inform the transmitter of the presence of the receiver and can trigger the association between the transmitter and the receiver. As described herein, in some embodiments, the advertisement signal performs and manages the pocket formation procedure by various devices (eg, transmitters, client devices, server computers, other receivers). Information that can be used to do so can be communicated. The information contained within the advertisement signal should include device identifiers (eg, MAC address, IP address, UUID), voltage of received electrical energy, client device power consumption, and other types of data related to power transmission. Can be done. The transmitter can identify the receiver using the transmitted advertisement signal, and in some cases can locate the receiver in two-dimensional or three-dimensional space. When the transmitter identifies the receiver, the transmitter establishes a connection associated with the receiver at the transmitter, allowing the transmitter and receiver to communicate signals over a second channel. Can be done.

[0114] 次のステップ203において、送信機は、アドバタイズメント信号を用いて、電力伝送信号を送信するための1組の電力伝送信号特徴を決定し、次にエネルギーポケットを確立することができる。電力伝送信号の特徴の非限定的な例は、数ある中でも、位相、利得、振幅、大きさおよび方向を含むことができる。送信機は、受信機のアドバタイズメント信号または受信機から受信される後続の制御信号に含まれる情報を用いて、受信機が電力伝送信号を受信することができるように電力伝送信号をどのように生成および送信するかを決定することができる。いくつかの場合、送信機は、エネルギーポケットを確立するように電力伝送信号を送信することができ、このエネルギーポケットから受信機は電力エネルギーを取り入れることができる。いくつかの実施形態では、送信機は、電力伝送信号から受信機によって取り入れられる電気エネルギーの電圧等の、受信機から受信される情報に基づいて、エネルギーポケットを確立するのに必要とされる電力伝送信号特徴を自動的に特定することが可能なソフトウェアモジュールを実行するプロセッサを含むことができる。プロセッサおよびソフトウェアモジュールの機能は、特定用途向け集積回路(ASIC)においても実施することができることを理解するべきである。 [0114] In the next step 203, the transmitter can use the advertisement signal to determine a set of power transfer signal features for transmitting the power transfer signal and then establish an energy pocket. Non-limiting examples of features of power transfer signals can include, among others, phase, gain, amplitude, magnitude and direction. How the transmitter uses the information contained in the receiver's advertisement signal or subsequent control signals received from the receiver to allow the receiver to receive the power transmission signal. You can decide whether to generate and send. In some cases, the transmitter can transmit a power transmission signal to establish an energy pocket, from which the receiver can take in power energy. In some embodiments, the transmitter is the power required to establish an energy pocket based on information received from the receiver, such as the voltage of electrical energy taken up by the receiver from a power transmission signal. It can include processors running software modules that can automatically identify transmitted signal characteristics. It should be understood that the functionality of processor and software modules can also be implemented in application specific integrated circuits (ASICs).

[0115] 更にまたは代替的に、いくつかの実施形態では、第2の通信チャネルを介して受信機によって送信されるアドバタイズメント信号または後続の信号は、1つ以上の電力伝送信号特徴を示すことができ、次に、送信機がこれらの1つ以上の電力伝送信号特徴を用いて、電力伝送信号を生成および送信し、エネルギーポケットを確立することができる。例えば、いくつかの場合、送信機は、デバイスの位置およびデバイスまたは受信機のタイプに基づいて電力伝送信号を送信するのに必要な位相および利得を自動的に特定することができ、いくつかの場合、受信機は、送信機に、電力伝送信号を効果的に送信するための位相および利得を通知することができる。 [0115] Further or alternative, in some embodiments, the advertisement signal or subsequent signal transmitted by the receiver over the second communication channel exhibits one or more power transmission signal characteristics. The transmitter can then use one or more of these power transmission signal features to generate and transmit power transmission signals to establish an energy pocket. For example, in some cases, the transmitter can automatically determine the phase and gain required to transmit a power transmission signal based on the location of the device and the type of device or receiver, and in some cases. If so, the receiver can notify the transmitter of the phase and gain for effectively transmitting the power transmission signal.

[0116] 次のステップ205において、送信機は、電力伝送信号を送信するときに使用するのに適切な特徴を決定した後、制御信号と別個のチャネルを介して電力伝送信号の送信を開始することができる。電力伝送信号を送信して、エネルギーポケットを確立することができる。送信機のアンテナ素子は、電力伝送信号が受信機の周りの2次元空間または3次元空間において収束するように電力伝送信号を送信することができる。受信機の周りに結果として得られる場は、受信機が電気エネルギーを取り入れることができるエネルギーポケットを形成する。1つのアンテナ素子を用いて、電力伝送信号を送信し、2次元エネルギー伝送を確立することができ、いくつかの場合、第2のまたは追加のアンテナ素子を用いて、3次元エネルギーポケットを確立するために電力伝送信号を送信することができる。いくつかの場合、複数のアンテナ素子を用いて、エネルギーポケットを確立するために電力伝送信号を送信することができ、いくつかの場合、複数のアンテナは、送信機における全てのアンテナを含んでもよく、いくつかの場合、複数のアンテナは、送信機における1つ以上のアンテナだけを含んでもよく、全てのアンテナを含んでいなくてもよい。 [0116] In the next step 205, the transmitter initiates transmission of the power transfer signal via a channel separate from the control signal after determining suitable features to use when transmitting the power transfer signal. be able to. A power transfer signal can be transmitted to establish an energy pocket. The antenna element of the transmitter can transmit the power transfer signal so that the power transfer signal converges in the two-dimensional space or the three-dimensional space around the receiver. The resulting field around the receiver forms an energy pocket through which the receiver can take in electrical energy. One antenna element can be used to transmit power transmission signals to establish two-dimensional energy transmission, and in some cases a second or additional antenna element can be used to establish a three-dimensional energy pocket. Therefore, a power transmission signal can be transmitted. In some cases, multiple antenna elements can be used to transmit power transmission signals to establish an energy pocket, and in some cases, multiple antennas may include all antennas in the transmitter. In some cases, the plurality of antennas may include only one or more antennas in the transmitter and may not include all antennas.

[0117] 上述したように、送信機は、電力伝送信号特徴の決定された組に従って、電力伝送信号を生成および送信することができる。この組は、外部電源、および圧電材料を含む局部発振器チップを用いて生成および送信することができる。送信機は、受信機から受信した電力伝送およびポケット形成に関連する情報に基づいて電力伝送信号の生成および送信を制御するRFICを含むことができる。この制御データは、BLE、NFCまたはZigBee(登録商標)等のワイヤレス通信プロトコルを用いて、電力伝送信号と異なるチャネルを介して通信することができる。送信機のRFICは、必要に応じて、電力伝送信号の位相および/または相対的大きさを自動的に調整することができる。ポケット形成は、強め合う干渉パターンを形成するように電力伝送信号を送信する送信機によって達成される。 [0117] As described above, the transmitter can generate and transmit a power transfer signal according to a determined set of power transfer signal features. This set can be generated and transmitted using an external power source and a local oscillator chip containing piezoelectric material. The transmitter can include RFICs that control the generation and transmission of power transmission signals based on information related to power transfer and pocket formation received from the receiver. This control data can be communicated via a different channel than the power transfer signal using a wireless communication protocol such as BLE, NFC or ZigBee®. The RFIC of the transmitter can automatically adjust the phase and / or relative magnitude of the power transfer signal, if desired. Pocket formation is achieved by transmitters that transmit power transfer signals to form intensifying interference patterns.

[0118] 送信機のアンテナ素子は、ポケット形成中に電力伝送信号を送信するときに、波干渉の概念を用いて、ある特定の電力伝送信号特徴(例えば、送信方向、電力伝送信号波の位相)を決定することができる。アンテナ素子は、強め合う干渉の概念を用いてエネルギーポケットを生成することもできるが、弱め合う干渉の概念を利用して特定の物理的位置における送信ヌルを生成することもできる。 [0118] The antenna element of the transmitter uses the concept of wave interference when transmitting a power transfer signal during pocket formation to a particular power transfer signal feature (eg, transmission direction, phase of the power transfer signal wave). ) Can be determined. Antenna elements can use the concept of intensifying interference to generate energy pockets, but they can also use the concept of intensifying interference to generate transmit nulls at specific physical locations.

[0119] いくつかの実施形態では、ポケット形成を用いて複数の受信機に電力を提供することができ、これには送信機が複数のポケット形成のための手順を実行することが必要となる場合がある。複数のアンテナ素子を備える送信機は、それぞれの受信機に電力伝送信号を送信する任務を課せられた送信機のアンテナ素子ごとに、伝送信号波の位相および利得を自動的に形成することによって、複数ポケット形成を達成することができる。送信機のアンテナ素子によって、電力伝送信号を受信機のそれぞれのアンテナ素子に送信するための、電力伝送信号ごとの複数の波経路を生成することができるので、送信機は、位相および利得を独立して計算することができる。 [0119] In some embodiments, pocket formation can be used to power multiple receivers, which requires the transmitter to perform steps for multiple pocket formation. In some cases. A transmitter with a plurality of antenna elements automatically forms the phase and gain of the transmitted signal wave for each antenna element of the transmitter, which is tasked with transmitting a power transmission signal to each receiver. Multiple pocket formation can be achieved. The transmitter antenna element can generate multiple wave paths for each power transmission signal to transmit the power transmission signal to each antenna element of the receiver, so that the transmitter is phase and gain independent. Can be calculated.

[0120] 2つの信号を送信する送信機の2つのアンテナ素子について位相/利得調整を計算する例として、XおよびYを仮定する。ここで、YはXを180°位相シフトしたものである(Y=−X)。累積受信波形がX−Yである物理的位置において、受信機はX−Y=X+X=2Xを受信するのに対し、累積受信波形がX+Yである物理的位置において、受信機はX+Y=X−X=0を受信する。 [0120] As an example of calculating the phase / gain adjustment for two antenna elements of a transmitter transmitting two signals, X and Y are assumed. Here, Y is a phase shift of X by 180 ° (Y = −X). At the physical position where the cumulative reception waveform is XY, the receiver receives XY = X + X = 2X, whereas at the physical position where the cumulative reception waveform is XY, the receiver receives X + Y = X-. Receives X = 0.

[0121] 次のステップ207において、受信機は、単一のビームまたはエネルギーポケットの電力伝送信号から電気エネルギーを取り入れるかまたは他の形で受信することができる。受信機は、整流器およびAC/DC変換器を備えることができ、整流器およびAC/DC変換器は、電気エネルギーをAC電流からDC電流に変換することができ、次に、受信機の整流器は、電力エネルギーを整流し、結果として、ラップトップコンピューター、スマートフォン、電池、玩具または他の電気デバイス等の受信機に関連付けられたクライアントデバイスのための使用可能な電気エネルギーを得ることができる。受信機は、ポケット形成中に送信機によって生成されたエネルギーポケットを利用して、電子デバイスに充電するかまたは他の形で電力供給することができる。 [0121] In the next step 207, the receiver can take in or otherwise receive electrical energy from a power transfer signal in a single beam or energy pocket. The receiver can be equipped with a rectifier and an AC / DC converter, the rectifier and the AC / DC converter can convert electrical energy from AC current to DC current, and then the receiver rectifier Electric energy can be rectified, resulting in available electrical energy for client devices associated with receivers such as laptop computers, smartphones, batteries, toys or other electrical devices. The receiver can utilize the energy pockets generated by the transmitter during pocket formation to charge or otherwise power the electronic device.

[0122] 次のステップ209において、受信機は、受信機電力伝送信号を提供する単一のビームまたはエネルギーポケットの効率性を示す情報を含む制御データを生成することができる。次に、受信機は、制御データを含む制御信号を送信機に送信することができる。制御信号は、送信機および受信機が同期して通信している(すなわち、送信機が受信機からの制御データを受信することを予期している)か否かに依拠して、断続的に送信することができる。更に、送信機は、送信機および受信機が制御信号を通信しているか否かに関わらず、電力伝送信号を受信機に連続的に送信することができる。制御データは、電力伝送信号を送信し、および/または効果的なエネルギーポケットを確立することに関する情報を含むことができる。制御データにおける情報のうちのいくつかは、送信機に、電力伝送信号の特徴をどのように効果的に生成および送信し、いくつかの場合には調整するかを通知することができる。制御信号は、BLE、NFC、Wi−Fi等の電力伝送信号および/またはポケット形成に関連する制御データを送信することが可能なワイヤレスプロトコルを用いて、電力伝送信号と独立して、第2のチャネルを介して送信および受信することができる。 [0122] In the next step 209, the receiver can generate control data that includes information indicating the efficiency of a single beam or energy pocket that provides the receiver power transfer signal. The receiver can then transmit a control signal, including control data, to the transmitter. The control signal is intermittent, depending on whether the transmitter and receiver are communicating synchronously (ie, the transmitter expects to receive control data from the receiver). Can be sent. Further, the transmitter can continuously transmit the power transmission signal to the receiver regardless of whether the transmitter and the receiver are communicating the control signal. Control data can include information about transmitting power transfer signals and / or establishing effective energy pockets. Some of the information in the control data can inform the transmitter how to effectively generate and transmit the characteristics of the power transfer signal and, in some cases, adjust it. The control signal is a second, independent of the power transmission signal, using a wireless protocol capable of transmitting power transmission signals such as BLE, NFC, Wi-Fi and / or control data related to pocket formation. It can be transmitted and received over the channel.

[0123] 上述したように、制御データは、単一のビームの電力伝送信号の効果を示すかまたはエネルギーポケットを確立する情報を含むことができる。制御データは、受信機に関連付けられた受信機および/またはクライアントデバイスの様々な態様を監視する受信機のプロセッサによって生成することができる。制御データは、電力伝送信号および/またはポケット形成を調整するのに有用な数あるタイプの情報の中でも、電力伝送信号から受信した電気エネルギーの電圧、電力伝送信号受信の品質、充電の品質または電力受信の品質、および受信機の位置または動き等の様々なタイプの情報に基づくことができる。 [0123] As mentioned above, the control data can include information that indicates the effect of a single beam power transfer signal or establishes an energy pocket. Control data can be generated by the receiver's processor that monitors various aspects of the receiver and / or client device associated with the receiver. Control data is, among other types of information useful for coordinating power transmission signals and / or pocket formation, the voltage of electrical energy received from power transmission signals, the quality of power transmission signal reception, the quality of charging or power. It can be based on various types of information such as reception quality and receiver position or movement.

[0124] いくつかの実施形態では、受信機は、送信機から送信された電力伝送信号から受信した電力量を決定することができ、次に、送信機が電力伝送信号をより強力でない電力伝送信号に「分割」するかまたは分けるべきであることを示すことができる。より強力でない電力伝送信号は、デバイスの近傍の物体または壁から跳ね返ることができ、それによって、送信機から受信機に直接送信される電力量が低減する。 [0124] In some embodiments, the receiver can determine the amount of power received from the power transfer signal transmitted from the transmitter, and then the transmitter transmits the power transfer signal to less powerful power transfer. It can indicate that the signal is "split" or should be split. Less powerful power transfer signals can bounce off objects or walls near the device, thereby reducing the amount of power transmitted directly from the transmitter to the receiver.

[0125] 次のステップ211において、送信機は、電力伝送信号を送信するアンテナを較正することができ、それによって、アンテナは、より効果的な特徴組(例えば、方向、位相、利得、振幅)を有する電力伝送信号を送信する。いくつかの実施形態では、送信機のプロセッサは、受信機から受信した制御信号に基づいて、電力伝送信号を生成および送信するための、より効果的な特徴を自動的に決定することができる。制御信号は制御データを含むことができ、任意の数のワイヤレス通信プロトコル(例えば、BLE、Wi-Fi、ZigBee(登録商標))を用いて受信機によって送信することができる。制御データは、電力伝送波のためのより効果的な特徴を明示的に示す情報を含むことができるか、または送信機は、制御信号の波形特徴(例えば、形状、周波数、振幅)に基づいて、より効果的な特徴を自動的に決定することができる。次に、送信機は、新たに決定されたより効果的な特徴に従って、再較正された電力伝送信号を送信するようにアンテナを自動的に再構成することができる。例えば、送信機のプロセッサは、数ある電力伝送特徴のうちの特徴の中でも、電力伝送信号の利得および/または位相を調整し、ユーザーが、エネルギーポケットが確立された3次元空間の外側に受信機を動かした後に、受信機の位置の変化について調整することができる。 [0125] In the next step 211, the transmitter can calibrate the antenna that transmits the power transfer signal, whereby the antenna has a more effective feature set (eg, direction, phase, gain, amplitude). Transmits a power transfer signal with. In some embodiments, the transmitter processor can automatically determine more effective features for generating and transmitting a power transfer signal based on the control signal received from the receiver. The control signal can include control data and can be transmitted by the receiver using any number of wireless communication protocols (eg, BLE, Wi-Fi, ZigBee®). The control data can include information that explicitly indicates more effective features for the power transfer wave, or the transmitter is based on the waveform features of the control signal (eg, shape, frequency, amplitude). , More effective features can be determined automatically. The transmitter can then automatically reconfigure the antenna to transmit the recalibrated power transfer signal according to the newly determined more effective features. For example, the transmitter processor adjusts the gain and / or phase of the power transmission signal, among other features, to allow the user to move the receiver out of the three-dimensional space where the energy pocket is established. After moving, you can adjust for changes in the position of the receiver.

C.電力伝送システムのシステムアーキテクチャ
[0126] 例示的な実施形態によれば、図3は、ポケット形成を用いたワイヤレス電力伝送のためのアーキテクチャ300を示す。「ポケット形成」は、3次元空間内の位置において収束する2つ以上の電力伝送波342を生成し、結果としてその位置に強め合う干渉パターンを生成することを指すことができる。送信機302は、3次元空間において収束することができる制御された電力伝送波342(例えば、マイクロ波、電波、超音波)を送信および/またはブロードキャストすることができる。これらの電力伝送波342は、位相および/または相対的振幅調整を通じて、エネルギーポケットが意図される位置において強め合う干渉パターン(ポケット形成)を形成するように制御することができる。送信機は、同じ原理を用いて、ある位置における弱め合う干渉を生じさせ、それによって、送信ヌル、すなわち、送信された電力伝送波が互いに実質的に相殺し、大きなエネルギーを受信機によって収集することができない位置を生じさせることができることも理解されるべきである。通常の使用事例では、受信機の位置における電力伝送信号の照準合わせが目的であり、他の事例では、特定の位置への電力伝送を特に回避することが望ましい場合があり、他の事例では、電力伝送をある位置に照準合わせする一方で、同時に、第2の位置への送信を特に回避することが望ましい場合がある。電力伝送のためにアンテナを較正するとき、送信機は使用事例を考慮に入れる。
C. System architecture of power transmission system
[0126] According to an exemplary embodiment, FIG. 3 shows an architecture 300 for wireless power transfer using pocket formation. "Pocket formation" can refer to the generation of two or more power transfer waves 342 that converge at a position in three-dimensional space, resulting in the generation of interference patterns that strengthen each other at that position. The transmitter 302 can transmit and / or broadcast a controlled power transfer wave 342 (eg, microwave, radio, ultrasonic) that can converge in three-dimensional space. These power transfer waves 342 can be controlled through phase and / or relative amplitude adjustment to form an interference pattern (pocket formation) in which the energy pockets intensify at the intended location. The transmitter uses the same principle to create weakening interference at some point, thereby causing transmission nulls, that is, transmitted power transfer waves to substantially cancel each other out and collect large amounts of energy by the receiver. It should also be understood that it can give rise to positions that cannot. In normal use cases, the purpose is to aim the power transfer signal at the receiver's location, in other cases it may be desirable to specifically avoid power transfer to a particular location, in other cases it may be desirable. It may be desirable to aim the power transfer to a location while at the same time avoiding transmission to a second location in particular. When calibrating the antenna for power transfer, the transmitter takes into account use cases.

[0127] 送信機302のアンテナ素子306は、単一のアレイ、対のアレイ、4つ組のアレイ、または所望の用途に従って設計することができる任意の他の適切な構成で動作することができる。エネルギーポケットは、電力伝送波342が、3次元エネルギー場を形成するように蓄積する強め合う干渉パターンにおいて形成することができ、その周りに、弱め合う干渉パターンによって特定の物理的位置における1つ以上の対応する送信ヌルを生成することができる。特定の物理的位置における送信ヌルは、電力伝送波342の弱め合う干渉パターンに起因してエネルギーポケットが形成されない空間のエリアまたは領域を指すことができる。 The antenna element 306 of the transmitter 302 can operate in a single array, a pair of arrays, a quadruple array, or any other suitable configuration that can be designed according to the desired application. .. Energy pockets can be formed in intensifying interference patterns in which power transfer waves 342 accumulate to form a three-dimensional energy field, around which one or more at a particular physical location by the intensifying interference patterns. The corresponding send null can be generated. A transmit null at a particular physical location can refer to an area or region of space where energy pockets are not formed due to the weakening interference patterns of the power transfer wave 342.

[0128] 次に、受信機320は、送信機302によって放射される電力伝送波342を利用して、電子デバイス313に充電または電力供給し、これによりワイヤレス電力伝送を効果的に提供するためのエネルギーポケットを確立することができる。エネルギーポケットは、エネルギーまたは電力が、電力伝送波342の強め合う干渉パターンの形態で蓄積することができる空間のエリアまたは領域を指すことができる。他の状況では、様々な電子機器、例えば、スマートフォン、タブレット、音楽プレーヤー、玩具等に同時に電力供給するための複数の送信機302および/または複数の受信機320が存在することができる。他の実施形態では、アダプティブポケット形成を用いて、電子デバイスに対する電力を調節することができる。アダプティブポケット形成は、1つ以上の標的とされる受信機に対する電力を調節するようにポケット形成を動的に調整することを指すことができる。 [0128] The receiver 320 then utilizes the power transmission wave 342 radiated by the transmitter 302 to charge or power the electronic device 313, thereby effectively providing wireless power transfer. An energy pocket can be established. An energy pocket can refer to an area or region of space in which energy or power can be stored in the form of intensifying interference patterns of power transfer waves 342. In other situations, there may be a plurality of transmitters 302 and / or a plurality of receivers 320 for simultaneously powering various electronic devices such as smartphones, tablets, music players, toys and the like. In other embodiments, adaptive pocket formation can be used to regulate the power to the electronic device. Adaptive pocket formation can refer to dynamically adjusting pocket formation to regulate power to one or more targeted receivers.

[0129] 受信機320は、送信機302に対する受信機320の位置を示すために、アンテナ素子324を通じて短い信号を生成することによって送信機302と通信することができる。いくつかの実施形態では、受信機320は、ネットワークインターフェースカード(図示せず)または同様のコンピューターネットワーキングコンポーネントを更に利用してネットワーク340を通じて、送信機302のいくつかの集合体を管理するクラウドコンピューティングサービス等の、システム300の他のデバイスまたはコンポーネントと通信することができる。受信機320は、アンテナ素子324によって捕捉された電力伝送信号342を、電気デバイス313および/またはデバイスの電池315に提供することができる電気エネルギーに変換するための回路部308を備えることができる。いくつかの実施形態では、回路部は、受信機の電池335に電気エネルギーを提供することができ、受信機の電池335は、電気デバイス313が受信機320に通信可能に結合されることなくエネルギーを蓄えることができる。 [0129] The receiver 320 can communicate with the transmitter 302 by generating a short signal through the antenna element 324 to indicate the position of the receiver 320 with respect to the transmitter 302. In some embodiments, the receiver 320 further utilizes a network interface card (not shown) or similar computer networking component to manage cloud computing through network 340 to manage several aggregates of transmitter 302. It can communicate with other devices or components of the system 300, such as services. The receiver 320 may include a circuit unit 308 for converting the power transfer signal 342 captured by the antenna element 324 into electrical energy that can be provided to the electrical device 313 and / or the battery 315 of the device. In some embodiments, the circuitry can provide electrical energy to the receiver battery 335, which allows the receiver battery 335 to provide energy without the electrical device 313 being communicably coupled to the receiver 320. Can be stored.

[0130] 通信コンポーネント324は、受信機320が、ワイヤレスプロトコルを介して制御信号345を送信することによって送信機302と通信することを可能にすることができる。ワイヤレスプロトコルは、専用プロトコルとすることもできるし、Bluetooth(登録商標)、BLE、Wi−Fi、NFC、ZigBee(登録商標)等の従来のワイヤレスプロトコルを用いることもできる。次に、通信コンポーネント324を用いて、電子デバイス313のための識別子等の情報、ならびに電池レベル情報、地理的位置データ、または電力をいつ受信機320に送信するか、および電力伝送波342を送達してエネルギーポケットを生じさせる位置を決定する際に送信機302に有用とすることができる他の情報を転送することができる。他の実施形態では、アダプティブポケット形成を用いて、電子デバイス313に提供される電力を調節することができる。そのような実施形態において、受信機の通信コンポーネント324は、受信機320において受信される電力量、および/または電子デバイス313bもしくは電池315に提供される電圧量を示す電圧データを送信することができる。 The communication component 324 can allow the receiver 320 to communicate with the transmitter 302 by transmitting a control signal 345 via a wireless protocol. The wireless protocol can be a dedicated protocol, or conventional wireless protocols such as Bluetooth®, BLE, Wi-Fi, NFC, and ZigBee® can be used. The communication component 324 is then used to deliver information such as identifiers for electronic device 313, as well as battery level information, geographic location data, or when to transmit power to receiver 320, and power transmission wave 342. Other information that can be useful to the transmitter 302 can be transferred in determining the location that creates the energy pocket. In other embodiments, adaptive pocket formation can be used to regulate the power provided to the electronic device 313. In such an embodiment, the communication component 324 of the receiver can transmit voltage data indicating the amount of power received by the receiver 320 and / or the amount of voltage provided to the electronic device 313b or battery 315. ..

[0131] 送信機302が受信機320を識別し、位置特定すると、制御信号345のためのチャネルまたは経路を確立することができ、このチャネルまたは経路を通じて、送信機302は、受信機320から到来する制御信号345の利得および位相を知ることができる。送信機302のアンテナ素子306は、制御された電力伝送波342(例えば、無線周波数波、超音波)の送信またはブロードキャストを開始することができ、制御された電力伝送波342は、少なくとも2つのアンテナ素子306を用いて、それぞれのアンテナ素子306から放射された電力伝送波342を操作することによって、3次元空間において収束することができる。これらの電力伝送波342は、適切な圧電材料を用いて外部電源および局部発振器チップを用いることによって生成することができる。電力伝送波342は、送信機回路部301によって制御することができ、送信機回路部301は、電力伝送波342の位相および/または相対的な大きさを調整するための専用チップを含むことができる。電力伝送波342の位相、利得、振幅および他の波形は、アンテナ素子306が強め合う干渉パターンを形成する(ポケット形成)ための入力としての役割を果たすことができる。いくつかの実施態様では、送信機302のマイクロコントローラー310または他の回路は電力伝送信号を生成することができ、電力伝送信号は電力伝送波342を含み、送信機回路部301に接続されたアンテナ素子306の数に依拠して、送信機回路部301によって複数の出力に分割することができる。例えば、4つのアンテナ素子306a〜306dが1つの送信機回路301aに接続されている場合、電力伝送信号は、4つの異なる出力に分割され、各出力は、アンテナ素子306に向かい、それぞれのアンテナ素子306から生じる電力伝送波342として送信される。 [0131] Once the transmitter 302 has identified and located the receiver 320, a channel or path for the control signal 345 can be established, through which the transmitter 302 comes from the receiver 320. The gain and phase of the control signal 345 to be used can be known. The antenna element 306 of the transmitter 302 can initiate the transmission or broadcast of a controlled power transfer wave 342 (eg, radio frequency wave, ultrasonic), and the controlled power transfer wave 342 has at least two antennas. By manipulating the power transmission wave 342 radiated from each antenna element 306 using the element 306, it is possible to converge in the three-dimensional space. These power transfer waves 342 can be generated by using an external power source and a local oscillator chip with a suitable piezoelectric material. The power transfer wave 342 can be controlled by the transmitter circuit unit 301, which may include a dedicated chip for adjusting the phase and / or relative magnitude of the power transfer wave 342. can. The phase, gain, amplitude and other waveforms of the power transfer wave 342 can serve as inputs for the antenna element 306 to form an intensifying interference pattern (pocket formation). In some embodiments, the microcontroller 310 or other circuitry of transmitter 302 can generate a power transmission signal, the power transmission signal comprising a power transmission wave 342 and an antenna connected to transmitter circuit section 301. Depending on the number of elements 306, it can be divided into a plurality of outputs by the transmitter circuit unit 301. For example, when four antenna elements 306a to 306d are connected to one transmitter circuit 301a, the power transmission signal is divided into four different outputs, each output heading towards the antenna element 306 and each antenna element. It is transmitted as a power transmission wave 342 generated from 306.

[0132] ポケット形成は、干渉を利用して、アンテナ素子306の指向性を変更することができる。ここで、強め合う干渉はエネルギーポケットを生成し、弱め合う干渉は送信ヌルを生成する。次に、受信機320は、電子デバイスを充電し、電子デバイスに電源供給するためのポケット形成によって生成されるエネルギーポケットを利用し、それによってワイヤレス電力伝送を効果的に提供することができる。 [0132] Pocket formation can utilize interference to change the directivity of antenna element 306. Here, strengthening interference creates an energy pocket, and weakening interference creates a transmit null. The receiver 320 can then utilize the energy pockets generated by the pocket formation to charge the electronic device and power the electronic device, thereby effectively providing wireless power transfer.

[0133] 送信機302の各アンテナ306から各受信機320への位相および利得を計算することによって、複数のポケット形成を達成することができる。 Multiple pocket formations can be achieved by calculating the phase and gain from each antenna 306 of transmitter 302 to each receiver 320.

[0134] 図35は、例示的な実施形態による、ワイヤレス充電システムアーキテクチャ3500を示す。システムアーキテクチャ3500は、1つ以上のワイヤレス電力送信機3501と、1つ以上のワイヤレス電力受信機3520a、3530bとを備えることができる。いくつかの実施形態では、ワイヤレス充電システムアーキテクチャ3500は、1つ以上の電子デバイス3552を含むことができ、電子デバイス3552は、内蔵ワイヤレス電力受信機3520aを有していない場合がある。他の実施形態では、ワイヤレス充電システムアーキテクチャ3500は、内蔵電力受信機3520aを有する電子デバイス3552を備えることができる。ペアリングとは、ワイヤレス電力伝送システムの分散型システムデータベース内における、単一の電力受信機との単一の電子クライアントデバイスの関連付けを指すことができ、それによって、例えば、ユーザー、または自動システムプロセスが、クライアントデバイスが充電されるように命令する場合、システムは、この関連付けから、このクライアントデバイスを充電するためにいずれの電力受信機に電力を伝送するかを決定することができる。システムデータベースは、インストールされた製品のシステムデータベースの厳密なコピー、または任意のシステムコンピューター内に記憶され、任意のシステムコンピューターによってアクセス可能な、このデータベースのサブセットの厳密なコピーを指すことができる。 [0134] FIG. 35 shows a wireless charging system architecture 3500 according to an exemplary embodiment. The system architecture 3500 can include one or more wireless power transmitters 3501 and one or more wireless power receivers 3520a, 3530b. In some embodiments, the wireless charging system architecture 3500 may include one or more electronic devices 3552, which may not have the built-in wireless power receiver 3520a. In another embodiment, the wireless charging system architecture 3500 can include an electronic device 3552 with a built-in power receiver 3520a. Pairing can refer to the association of a single electronic client device with a single power receiver within the distributed system database of a wireless power transfer system, thereby, for example, a user, or an automated system process. However, if the client device is instructed to be charged, the system can determine from this association which power receiver to transmit power to charge the client device. A system database can refer to an exact copy of the system database of an installed product, or an exact copy of a subset of this database stored within any system computer and accessible by any system computer.

[0135] 電力送信機3501は、3D空間において収束することができる制御された無線周波数(RF)波を送信することができる。これらのRF波は、位相および/または相対的な振幅の調整を通じて、強め合う干渉パターンを形成する(ポケット形成)ように制御することができる。ポケット形成は、3D空間において収束し、制御された強め合う干渉パターンを形成する2つ以上のRF波を生成することを指すことができる。エネルギーポケットは、3次元形状をとることができる強め合う干渉パターンにおいて形成されることができるのに対し、特定の物理位置における送信ヌルは、弱め合う干渉パターンにおいて生成することができる。エネルギーポケットとは、RF波の強め合う干渉パターンの形態でエネルギーまたは電力が蓄積することができる空間のエリアまたは領域を指すことができる。特定の物理的位置における送信ヌルとは、RF波の弱め合う干渉パターンに起因してエネルギーポケットが形成されない空間のエリアまたは領域を指すことができる。アダプティブポケット形成とは、1つ以上の標的受信機に対する電力を調節するようにポケット形成を動的に調整することを指すことができる。電力とは、電気エネルギーを指すことができ、ここで、「ワイヤレス電力伝送」は、「ワイヤレスエネルギー送信」の同義語とすることができ、「ワイヤレス電力伝送」は、「ワイヤレスエネルギー送信」の同義語とすることができる。 [0135] The power transmitter 3501 is capable of transmitting a controlled radio frequency (RF) wave that can converge in 3D space. These RF waves can be controlled to form intensifying interference patterns (pocket formation) through phase and / or relative amplitude adjustments. Pocket formation can be referred to as generating two or more RF waves that converge in 3D space and form a controlled and intensifying interference pattern. Energy pockets can be formed in intensifying interference patterns that can take a three-dimensional shape, whereas transmit nulls at specific physical positions can be generated in intensifying interference patterns. An energy pocket can refer to an area or region of space in which energy or power can be stored in the form of intensifying interference patterns of RF waves. Transmission nulls at a particular physical location can refer to areas or regions of space where energy pockets are not formed due to the weakening interference patterns of RF waves. Adaptive pocket formation can refer to dynamically adjusting pocket formation to regulate power to one or more target receivers. Electric power can refer to electrical energy, where "wireless power transfer" can be synonymous with "wireless energy transmission" and "wireless power transfer" is synonymous with "wireless energy transmission". Can be a word.

[0136] 例示的な実施形態によれば、電力送信機3501は、数あるコンポーネントの中でも、電力送信機マネージャーアプリケーション3594aと、第三者BTLE API3512aと、BTLEチップ3512bと、アンテナマネージャーソフトウェア3593と、アンテナアレイ3586aとを備えることができる。電力送信機マネージャーアプリケーション3594aは、電力送信機3501内の不揮発性メモリにロードされた実行可能プログラムとすることができる。電力送信機マネージャーアプリケーション3594aは、数ある中でも、電力送信機3501の挙動を制御し、電子デバイス3552および電力受信機3520aの電荷の状態を監視することができ、電力受信機3520aの位置を追跡することができ、電力スケジュールを実行することができる。いくつかの実施形態では、電力送信機3501は、電力受信機3520a、電子デバイス3552、電力ステータス、電力スケジュール、ID、ペアリングに関係する情報、およびシステムを実行するのに必要な任意の情報を記憶するためのデータベース(図示せず)を含むことができる。BTLEまたはBLEとは、Bluetooth(登録商標)低エネルギー通信ハードウェアおよび/またはソフトウェアを指すことができる。データベースは、SQLファイル、または異なるフォーマットもしくは任意のフォーマットのファイル、またはコンピューターの揮発性もしくは不揮発性メモリ内のデータ構造のアレイとすることができるが、データベースのコンピューター内のデータを編成し、記憶し、取り出すために用いられるものを除く。第三者BTLE API3512aは、電力送信機マネージャーアプリケーション3594aとBTLEチップ3512bとの間の効果的な対話を可能にすることができる。アンテナマネージャーソフトウェア3593は、電力送信機マネージャーアプリケーション3594aからの命令を処理することができ、アンテナアレイ3586aを制御することができる。 [0136] According to an exemplary embodiment, the power transmitter 3501 includes, among other components, a power transmitter manager application 3594a, a third party BTLE API3512a, a BTLE chip 3512b, an antenna manager software 3593, and the like. It can be equipped with an antenna array 3586a. The power transmitter manager application 3594a can be an executable program loaded into the non-volatile memory in the power transmitter 3501. The power transmitter manager application 3594a can control the behavior of the power transmitter 3501, among others, monitor the charge status of the electronic device 3552 and the power receiver 3520a, and track the location of the power receiver 3520a. Can and can execute power schedules. In some embodiments, the power transmitter 3501 provides power receiver 3520a, electronic device 3552, power status, power schedule, ID, information related to pairing, and any information needed to run the system. It can include a database (not shown) for storage. BTLE or BLE can refer to Bluetooth® low energy communication hardware and / or software. A database can be a SQL file, or a file in a different or arbitrary format, or an array of data structures in a computer's volatile or non-volatile memory, but organizes and stores the data in the database's computer. , Excludes those used for retrieval. The third party BTLE API 3512a can enable effective dialogue between the power transmitter manager application 3594a and the BTLE chip 3512b. The antenna manager software 3593 can process instructions from the power transmitter manager application 3594a and can control the antenna array 3586a.

[0137] 電力送信機3501に含めることができるアンテナアレイ3586aは、電力を伝送することが可能な複数のアンテナ素子を含むことができる。いくつかの実施形態では、アンテナアレイ3586aは、等間隔に配置されたグリッド内に分散させることができる64個〜256個のアンテナ素子を含むことができる。1つの実施形態では、アンテナアレイ3586aは、合計64個のアンテナ素子を有する8×8のグリッドを有することができる。別の実施形態では、アンテナアレイ3586aは、合計で256個のアンテナ素子を有する16×16のグリッドを有することができる。一方、アンテナ素子の数は、電力送信機3501の所望の範囲および電力伝送能力に関連して変動する場合がある。通常、より多くのアンテナ素子を用いると、より広い範囲およびより高い電力伝送能力を達成することができる。数ある中でも、円形パターンまたは多角形配置を含む代替的な構成も可能である。アンテナアレイ3586aのアンテナ素子は、900MHz、2.5GHz、5.250GHzまたは5.8Ghz等の周波数帯域において動作するためのアンテナタイプを含むことができ、アンテナ素子は、独立した周波数で動作することができ、ポケット形成のマルチチャネル動作を可能にする。 [0137] The antenna array 3586a that can be included in the power transmitter 3501 can include a plurality of antenna elements capable of transmitting power. In some embodiments, the antenna array 3586a can include 64 to 256 antenna elements that can be distributed within an evenly spaced grid. In one embodiment, the antenna array 3586a can have an 8x8 grid with a total of 64 antenna elements. In another embodiment, the antenna array 3586a can have a 16x16 grid with a total of 256 antenna elements. On the other hand, the number of antenna elements may vary in relation to the desired range and power transmission capability of the power transmitter 3501. Generally, with more antenna elements, a wider range and higher power transfer capacity can be achieved. Alternative configurations are also possible, including circular patterns or polygonal arrangements, among others. The antenna element of the antenna array 3586a can include an antenna type for operating in a frequency band such as 900 MHz, 2.5 GHz, 5.250 GHz or 5.8 GHz, and the antenna element can operate at independent frequencies. It can, and enables multi-channel operation of pocket formation.

[0138] 電力送信機3501は、数ある中でも、Wi−Fi、ZigBee(登録商標)およびLAN等の他の通信方法を更に含むことができる。電力受信機3520aは、電力受信機アプリケーション3594bと、第三者BTLE API3512aと、BTLEチップ3512bと、アンテナアレイ3586bとを備えることができる。電力受信機3520aは、電子デバイス3552aおよび電子デバイス3520bを充電するかまたはこれらに電力供給するために、電力送信機3501によって生成されるエネルギーポケットを利用可能とすることができる。電力受信機アプリケーション3594bは、電力受信機3520a内の不揮発性メモリにロードされた実行可能命令とすることができる。第三者BTLE API3512aは、電力受信機アプリケーション3594bとBTLEチップ3512bとの間の効果的なインタラクションを可能にすることができる。アンテナアレイ3586bは、エネルギーポケットから電力を取り入れ可能とすることができる。 [0138] The power transmitter 3501 can further include other communication methods such as Wi-Fi, ZigBee® and LAN, among others. The power receiver 3520a can include a power receiver application 3594b, a third party BTLE API 3512a, a BTLE chip 3512b, and an antenna array 3586b. The power receiver 3520a can make available the energy pockets generated by the power transmitter 3501 to charge or power the electronic devices 3552a and the electronic devices 3520b. The power receiver application 3594b can be an executable instruction loaded into the non-volatile memory in the power receiver 3520a. The third party BTLE API 3512a can enable effective interaction between the power receiver application 3594b and the BTLE chip 3512b. The antenna array 3586b can allow power to be taken from the energy pocket.

[0139] 電子デバイス3552および電子デバイス3520aは、ワイヤレス充電システムアーキテクチャ3500内のそれらのインタラクションを管理するためのGUIを含むことができる。GUIは、不揮発性メモリ内にロードされた実行可能プログラムに関連付けることができる。いくつかの実施形態では、電子デバイス3552および電子デバイス3520aは、電力受信機3520a、電力ステータス、電力スケジュール、ID、ペアリングに関係する情報、およびシステムを実行するのに必要な任意の情報を記憶するためのデータベース(図示せず)を含むことができる。システム管理GUIとは、ワイヤレス電力伝送システム内のコンピューター上で実行されるか、またはインターネットクラウド内にある場合がある遠隔サーバー上で実行されるソフトウェアアプリケーションプログラムを指すことができる。このシステム管理GUIは、システムユーザーまたはシステムオペレーターと、ワイヤレス電力伝送システム内のソフトウェアとの間のグラフィックユーザーインターフェースであり、構成、監視、命令、制御、報告、および任意の他のシステム管理機能のために用いられる。 [0139] Electronic device 3552 and electronic device 3520a can include a GUI for managing their interactions within the wireless charging system architecture 3500. The GUI can be associated with an executable program loaded in non-volatile memory. In some embodiments, the electronic device 3552 and the electronic device 3520a store the power receiver 3520a, power status, power schedule, ID, information related to pairing, and any information needed to run the system. A database for this (not shown) can be included. A system management GUI can refer to a software application program that runs on a computer in a wireless power transfer system or on a remote server that may be in the Internet cloud. This system management GUI is a graphic user interface between the system user or system operator and the software in the wireless power transmission system for configuration, monitoring, instruction, control, reporting, and any other system management function. Used for.

[0140] いくつかの実施形態では、ワイヤレス充電システムアーキテクチャ3500は、複数の電子デバイス3552を充電するための複数の電力送信機3501および/または複数の電力受信機3520aを含むことができる。複数の電力送信機3501を含むシステムにおいて、2つ以上の電力送信機が、数ある中でも、Bluetooth(登録商標)、BTLE、Wi−Fi、ZigBee(登録商標)、LAN、LTEおよびLTEダイレクトを含む、利用可能な任意の通信チャネルを用いて常時通信することができる。 [0140] In some embodiments, the wireless charging system architecture 3500 may include a plurality of power transmitters 3501 and / or a plurality of power receivers 3520a for charging the plurality of electronic devices 3552. In a system including a plurality of power transmitters 3501, two or more power transmitters include, among others, Bluetooth®, BTLE, Wi-Fi, ZigBee®, LAN, LTE and LTE Direct. , It is possible to always communicate using any available communication channel.

[0141] 図36は、本開示の1つ以上の実施形態が動作することができるワイヤレス電力伝送システム3600(WPTS)の例示的な実施形態を示す。ワイヤレス電力伝送システム3600は、1つ以上のワイヤレス電力送信機3601と、1つ以上のワイヤレスで電力供給される受信機3620aとの間の通信、およびクライアントデバイス3620b内の通信を含むことができる。クライアントデバイス3652は、適応可能なペアリングされる受信機3620aとペアリングすることができ、これにより、クライアントデバイス3652へのワイヤレス電力伝送を可能にすることができる。別の実施形態では、クライアントデバイス3620bは、デバイスのハードウェアの一部分として内蔵されたワイヤレス電力受信機を含むことができる。クライアントデバイス3652は、ラップトップコンピューター、固定式コンピューター、モバイルフォン、タブレット、モバイルゲーム機、テレビ、ラジオ等の、エネルギー電源を用いる任意のデバイス、および/またはエネルギー電源を必要とするかもしくはエネルギー電源から利益を得ることができる任意の機器の組とすることができる。 [0141] FIG. 36 shows an exemplary embodiment of a wireless power transfer system 3600 (WPTS) in which one or more embodiments of the present disclosure can operate. The wireless power transfer system 3600 can include communication between one or more wireless power transmitters 3601 and one or more wirelessly powered receivers 3620a, and communication within the client device 3620b. The client device 3652 can be paired with an adaptable paired receiver 3620a, which allows wireless power transfer to the client device 3652. In another embodiment, the client device 3620b may include a wireless power receiver built in as part of the device's hardware. The client device 3652 is any device that uses energy power, such as laptop computers, fixed computers, mobile phones, tablets, mobile game consoles, televisions, radios, and / or requires or from energy power. It can be any set of equipment that can be profitable.

[0142] 1つの実施形態において、1つ以上のワイヤレス電力送信機3601は、組み込まれたソフトウェアとしての電力送信機マネージャーapp3694a(PWR TX MGR APP)と、Bluetooth(登録商標)低エネルギーチップ3612b(BTLE CHIP HW)のための第三者アプリケーションプログラミングインターフェース3612a(第三者API)とを一体化するマイクロプロセッサを含むことができる。Appとは、モバイル、ラップトップ、デスクトップまたはサーバーコンピューター上で実行されるソフトウェアアプリケーションを指すことができる。Bluetooth(登録商標)低エネルギーチップ3612aは、ワイヤレス電力送信機3601と、電力受信機3620a、クライアントデバイス3652および3620b等を含む他のデバイスとの間の通信を可能にすることができる。ワイヤレス電力送信機3601は、3D空間において収束し、ワイヤレスで電力供給される受信機上にエネルギーポケットを生じさせることができる制御されたRF波を形成するために用いることができるRFアンテナアレイを制御するアンテナマネージャーソフトウェア(アンテナMGRソフトウェア)も備えることができる。いくつかの実施形態では、1つ以上のBluetooth(登録商標)低エネルギーチップ3612bは、Wi−Fi、Bluetooth(登録商標)、LTEダイレクト等を含む他のワイヤレス通信プロトコルを利用してもよい。 [0142] In one embodiment, one or more wireless power transmitters 3601 include a power transmitter manager app 3694a (PWR TX MGR APP) as embedded software and a Bluetooth® low energy chip 3612b (BTLE). It can include a microprocessor that integrates with a third party application programming interface 3612a (third party API) for CHIP HW). An App can refer to a software application that runs on a mobile, laptop, desktop or server computer. The Bluetooth® low energy chip 3612a can enable communication between a wireless power transmitter 3601 and other devices including a power receiver 3620a, client devices 3652 and 3620b and the like. The wireless power transmitter 3601 controls an RF antenna array that can be used to form a controlled RF wave that can converge in 3D space and create an energy pocket on a wirelessly powered receiver. Antenna manager software (antenna MGR software) can also be provided. In some embodiments, the one or more Bluetooth® low energy chips 3612b may utilize other wireless communication protocols, including Wi-Fi, Bluetooth®, LTE Direct, and the like.

[0143] 電力送信機マネージャーapp3694aは、数ある中でも、接続の確立、接続の終了、およびデータの送信を含む複数の機能を実行するための第三者アプリケーションプログラミングインターフェース3612aを呼び出すことができる。第三者アプリケーションプログラミングインターフェース3612aは、電力送信機マネージャーapp3694aによって呼び出された機能に従って、Bluetooth(登録商標)低エネルギーチップ3612bにコマンドを発行することができる。 [0143] The power transmitter manager app3694a can call a third party application programming interface 3612a to perform multiple functions, including establishing a connection, terminating a connection, and transmitting data, among others. The third party application programming interface 3612a can issue commands to the Bluetooth® low energy chip 3612b according to the function called by the power transmitter manager app 3694a.

[0144] 電力送信機マネージャーapp3694aは、分散システムデータベースも含むことができる。分散システムデータベースは、クライアントデバイス3652のための識別子、電力受信機3620aのための電圧範囲、クライアントデバイス3652の位置、クライアントデバイス3652に関連付けられた信号強度および/または任意の他の関連情報等の、クライアントデバイス3652に関連付けられた関連情報を記憶することができる。データベースは、受信機ID、送信機ID、エンドユーザーハンドヘルドデバイス、システム管理サーバー、充電スケジュール、充電優先度、および/またはワイヤレス電力ネットワークに関連した任意の他のデータを含む、ワイヤレス電力ネットワークに関連する情報も記憶することができる。 [0144] The power transmitter manager ap3694a may also include a distributed system database. The distributed system database contains an identifier for the client device 3652, a voltage range for the power receiver 3620a, the location of the client device 3652, the signal strength associated with the client device 3652 and / or any other relevant information, etc. The relevant information associated with the client device 3652 can be stored. The database relates to a wireless power network, including receiver ID, transmitter ID, end-user handheld device, system management server, charging schedule, charging priority, and / or any other data related to the wireless power network. Information can also be stored.

[0145] 第三者アプリケーションプログラミングインターフェース3612aは、同時に、ブート時に電力送信機マネージャーapp3694aに登録することができるコールバック機能を通じて、電力送信機マネージャーapp3694aを呼び出すことができる。第三者アプリケーションプログラミングインターフェース3612aは、1秒間に10回行うことができるタイマーコールバックを有することができ、接続が開始する度、接続が終了する度、接続が試行される度、またはメッセージが受信される度、コールバックを送信することができる。 [0145] The third party application programming interface 3612a can simultaneously call the power transmitter manager upp3694a through a callback function that can be registered with the power transmitter manager upp3694a at boot time. The third party application programming interface 3612a can have a timer callback that can be done 10 times per second, every time a connection starts, every time a connection ends, every time a connection is attempted, or a message is received. You can send a callback each time it is done.

[0146] クライアントデバイス3620bは、電力受信機app3694b(PWR RX APP)と、Bluetooth(登録商標)低エネルギーチップ3630b(BTLE CHIP HW)のための第三者アプリケーションプログラミングインターフェース3650a(第三者API)と、ワイヤレス電力送信機3601から送信されたエネルギーポケットを受信し利用するのに用いることができるRFアンテナアレイ3686bと備えることができる。 [0146] The client device 3620b includes a power receiver appp3694b (PWR RX APP) and a third party application programming interface 3650a (third party API) for Bluetooth® low energy chip 3630b (BTLE CHIP HW). , Can be equipped with an RF antenna array 3686b that can be used to receive and utilize the energy pockets transmitted from the wireless power transmitter 3601.

[0147] 電力受信機app3694bは、数ある中でも、接続の確立、接続の終了およびデータの送信を含む複数の機能を実行するための第三者アプリケーションプログラミングインターフェース3650aを呼び出すことができる。第三者アプリケーションプログラミングインターフェース3650aは、1秒間に10回行うことができるタイマーコールバックを有することができ、接続が開始する度、接続が終了する度、接続が試行される度、またはメッセージが受信される度、コールバックを送信することができる。 [0147] The power receiver app 3694b can call a third party application programming interface 3650a to perform multiple functions, including establishing a connection, terminating a connection, and transmitting data, among others. The third party application programming interface 3650a can have a timer callback that can be done 10 times per second, every time a connection starts, every time a connection ends, every time a connection is attempted, or a message is received. You can send a callback each time it is done.

[0148] クライアントデバイス3652は、BTLE接続3696を介して適応可能な電力受信機3620aにペアリングすることができる。グラフィカルユーザーインターフェース(GUI3698)を用いて、クライアントデバイス3652からのワイヤレス電力ネットワークを管理することができる。GUI3698は、任意のアプリケーションストアからダウンロードすることができ、数ある中でも、iOSおよびAndroidを含む任意のオペレーティングシステム上で実行することができるソフトウェアモジュールとすることができる。クライアントデバイス3652は、BTLE接続3696を介してワイヤレス電力送信機3601と通信して、デバイスのための識別子、電池レベル情報、地理的位置データ、またはワイヤレス電力送信機3601のために有用とすることができる任意の他の情報等の重要なデータを送信することもできる。 [0148] The client device 3652 can be paired with an adaptive power receiver 3620a via a BTLE connection 3696. A graphical user interface (GUI3698) can be used to manage the wireless power network from the client device 3652. GUI 3698 can be a software module that can be downloaded from any application store and, among others, run on any operating system, including iOS and Android. The client device 3652 may communicate with the wireless power transmitter 3601 via the BTLE connection 3696 to be useful for identifiers for the device, battery level information, geographic location data, or wireless power transmitter 3601. It is also possible to send important data such as any other information that can be sent.

[0149] ワイヤレス電力伝送システム3600を管理するために、ワイヤレス電力マネージャーソフトウェアを用いることができる。ワイヤレス電力マネージャーは、メモリ内でホスティングされ、コンピューティングデバイス内でプロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールとすることができる。ワイヤレス電力マネージャーは、ローカルアプリケーションGUIを含むかまたはウェブページGUIをホスティングすることができ、これらのGUIから、ユーザーは、オプションおよびステータスを見て、ワイヤレス電力伝送システム3600を管理するためのコマンドを実行することができる。クラウドベースとすることができるコンピューティングデバイスは、数ある中でも、Bluetooth(登録商標)、Bluetooth(登録商標)低エネルギー、Wi−FiまたはZigBee(登録商標)を含む標準的な通信プロトコルを通じてワイヤレス電力送信機3601に接続することができる。電力送信機マネージャーapp3694aは、クライアントデバイス3652によるアクセスおよびクライアントデバイス3652への電力伝送を制御するために、ワイヤレス電力マネージャーと情報を交換することができる。ワイヤレス電力マネージャーによって制御される機能は、個々のデバイスについて電力伝送をスケジューリングすること、異なるクライアントデバイス間で優先順位付けすること、クライアントごとに証明書にアクセスすること、電力送信機エリアに対する電力受信機の物理的位置を追跡すること、メッセージをブロードキャストすることと、および/またはワイヤレス電力伝送システム3600を管理するのに必要な任意の機能を含むことができる。 [0149] Wireless power manager software can be used to manage the wireless power transfer system 3600. A wireless power manager can be a software module that is hosted in memory and executed by a processor within a computing device. The wireless power manager can include a local application GUI or host a web page GUI, from which the user sees options and status and executes commands to manage the wireless power transfer system 3600. can do. Computing devices that can be cloud-based include wireless power transmission through standard communication protocols, including Bluetooth®, Bluetooth® low energy, Wi-Fi or ZigBee®, among others. It can be connected to the machine 3601. The power transmitter manager app3694a can exchange information with the wireless power manager to control access by client device 3652 and power transfer to client device 3652. Functions controlled by the wireless power manager include scheduling power transfer for individual devices, prioritizing between different client devices, accessing certificates on a client-by-client basis, and receiving power for the power transmitter area. It can include any function needed to track the physical location of the device, broadcast a message, and / or manage the wireless power transfer system 3600.

[0150] コンピューティングデバイスは、ネットワーク接続を通じてワイヤレス電力送信機3601に接続することができる。ネットワーク接続は、数ある中でも、イントラネット、ローカルエリアネットワーク(LAN)、仮想プライベートネットワーク(VPN)、ワイヤレスエリアネットワーク(WAN)、Bluetooth(登録商標)、Bluetooth(登録商標)低エネルギー、Wi−FiおよびZigBee(登録商標)を含む、コンピューター間の任意の接続を指すことができる。電力送信機マネージャーapp3694aは、デバイスによる電力伝送へのアクセスを制御するために、ワイヤレス電力マネージャーと情報を交換することができる。ワイヤレス電力マネージャーによって制御される機能は、個々のデバイスのための電力伝送のスケジューリング、クライアントデバイスに割り当てられるアンテナ数、異なるクライアントデバイス間の優先順位、クライアントごとのアクセス証明書、物理的位置、メッセージのブロードキャスト、および/またはワイヤレス電力伝送システム3600内でコンポーネントを管理するのに必要とされる任意の機能を含むことができる。 [0150] The computing device can be connected to the wireless power transmitter 3601 through a network connection. Network connections include intranets, local area networks (LANs), virtual private networks (VPNs), wireless area networks (WANs), Bluetooth®, Bluetooth® low energy, Wi-Fi and ZigBee. It can refer to any connection between computers, including (registered trademark). The power transmitter manager upp3694a can exchange information with the wireless power manager to control access to power transfer by the device. Features controlled by the wireless power manager include scheduling power transfer for individual devices, the number of antennas assigned to client devices, priorities between different client devices, per-client access certificates, physical location, and messages. It can include any functionality required to manage components within the broadcast and / or wireless power transfer system 3600.

[0151] 1つ以上のワイヤレス電力送信機3601は、ワイヤレス電力送信機3601が通信を確立するのに十分近接した任意の単一ワイヤレス電力受信機に電力を自動的に送信することができる。次に、ワイヤレス電力受信機は、クライアントデバイス3652等の電気的に接続された電子デバイスに電力供給するかまたはこの電子デバイスを充電することができる。単一のワイヤレス電力送信機3601は、複数のワイヤレス電力受信機に同時に電力供給することができる。代替的に、ワイヤレス電力伝送システム3600内のコンポーネントは、ワイヤレス電力マネージャーグラフィカルユーザーインターフェースを通じて、数ある中でも、自動化された時間ベースでスケジューリングされた電力伝送の時刻、電力受信機の物理的位置、クライアントデバイスの所有者等の特定のシステム基準および/または条件に依拠して、特定のワイヤレス電力受信機にのみ電力を自動的に伝送するように構成されてもよい。 [0151] One or more wireless power transmitters 3601 may automatically transmit power to any single wireless power receiver that is close enough for the wireless power transmitter 3601 to establish communication. The wireless power receiver can then power or charge an electrically connected electronic device, such as the client device 3652. A single wireless power transmitter 3601 can power multiple wireless power receivers at the same time. Alternatively, the components within the wireless power transfer system 3600, through the wireless power manager graphical user interface, are, among other things, the time of power transfer scheduled on an automated time basis, the physical location of the power receiver, and the client device. It may be configured to automatically transmit power only to a particular wireless power receiver, depending on certain system standards and / or conditions, such as the owner of the.

[0152] ワイヤレス電力受信機は、ワイヤレス電力送信機3601から送信されたエネルギーを、ワイヤレス電力受信機のアンテナ内に取得し、これを整流し、調整し、結果として得られた電気エネルギーを、電気的に接続されたデバイスに送信し、このデバイスに電力供給するかまたはこのデバイスを充電することができる。任意のワイヤレス電力受信機が異なる空間位置に動く場合、ワイヤレス電力送信機3601は、結果として得られるエネルギービームが受信機を標的に留めておくように、割り当てられるアンテナ数、送信されるRFの位相および振幅を変更することができる。 [0152] The wireless power receiver acquires the energy transmitted from the wireless power transmitter 3601 into the antenna of the wireless power receiver, rectifies it, adjusts it, and converts the resulting electrical energy into electricity. It can be sent to a specifically connected device to power it or charge it. If any wireless power receiver moves to a different spatial position, the wireless power transmitter 3601 will be assigned the number of antennas, the phase of the RF transmitted, so that the resulting energy beam will keep the receiver targeted. And the amplitude can be changed.

[0153] 図37は、一実施形態による、ワイヤレス電力伝送システムネットワークを示す。いくつかの実施形態によれば、ワイヤレス電力伝送システムネットワーク3700は、インターネットクラウド3769を通じて遠隔情報サービス3777と通信することが可能な複数のワイヤレス電力伝送システムを含むことができる。 [0153] FIG. 37 shows a wireless power transfer system network according to one embodiment. According to some embodiments, the wireless power transfer system network 3700 can include a plurality of wireless power transfer systems capable of communicating with the remote information service 3777 through the Internet cloud 3769.

[0154] いくつかの実施形態では、ワイヤレス電力伝送システムは、1つ以上のワイヤレス電力送信機3701と、1つ以上の電力受信機3720と、1つ以上のオプションのバックアップサーバー3767と、ローカルネットワーク3740とを備えることができる。いくつかの実施形態によれば、各電力送信機3701は、ワイヤレス電力送信機マネージャー3765のソフトウェアと、分散ワイヤレス電力伝送システムデータベース3763とを備えることができる。各電力送信機3701は、電力を管理し、1つ以上の電力受信機3720に電力を伝送することが可能とすることができ、ここで、各電力受信機3720は、1つ以上の電子デバイス3761を充電可能であるか、またはこれらの電子デバイスに電力を供給可能とすることができる。 [0154] In some embodiments, the wireless power transfer system comprises one or more wireless power transmitters 3701, one or more power receivers 3720, one or more optional backup servers 3767, and a local network. It can be equipped with 3740. According to some embodiments, each power transmitter 3701 can include software from the wireless power transmitter manager 3765 and a distributed wireless power transfer system database 3763. Each power transmitter 3701 can manage power and be capable of transmitting power to one or more power receivers 3720, where each power receiver 3720 is capable of transmitting power to one or more electronic devices. The 3761 can be rechargeable or can power these electronic devices.

[0155] 電力送信機マネージャー3765は、数ある中でも、電力送信機3701の挙動を制御し、電子デバイス3761の充電状態を監視し、電力受信機3720を制御し、電力受信機3720の位置を追跡し、電力スケジュールを実行し、システムチェックアップを実行し、異なる電子デバイス3761の各々に提供されるエネルギーを追跡することができる。 [0155] The power transmitter manager 3765 controls the behavior of the power transmitter 3701, monitors the charging status of the electronic device 3761, controls the power receiver 3720, and tracks the position of the power receiver 3720, among others. It is possible to perform power schedules, perform system checkups, and track the energy provided to each of the different electronic devices 3761.

[0156] いくつかの実施形態によれば、データベース3763は、電子デバイス3761の識別子、電力受信機3720からの測定値の電圧範囲、位置、信号強度、および/または電子デバイス3761からの任意の関連情報等の電子デバイス3761からの関連情報を記憶することができる。データベース3763は、受信機ID、送信機ID、エンドユーザーハンドヘルドデバイス名またはID、システム管理サーバーID、充電スケジュール、充電特性等のワイヤレス電力伝送システムに関連する情報、および/またはワイヤレス電力伝送システムネットワーク3700に関連する任意のデータも記憶することができる。更に、いくつかの実施形態では、データベース3763は、過去のおよび現在のシステムステータスのデータを記憶することができる。 [0156] According to some embodiments, database 3763 is an identifier for electronic device 3761, voltage range, position, signal strength of measurements from power receiver 3720, and / or any association from electronic device 3761. Related information from the electronic device 3761 such as information can be stored. Database 3763 contains information related to the wireless power transfer system such as receiver ID, transmitter ID, end-user handheld device name or ID, system management server ID, charging schedule, charging characteristics, and / or wireless power transfer system network 3700. Any data related to can also be stored. In addition, in some embodiments, database 3763 can store historical and current system status data.

[0157] 過去のシステムステータスデータは、数ある中でも、電子デバイス3761に送達された電力量、ユーザーに関連付けられた電子デバイス3761のグループに転送されたエネルギー量、電子デバイス3761がワイヤレス電力送信機3701に関連付けられた時間量、ペアリング記録、システム内のアクティブティ、システム内の任意のワイヤレス電力デバイスの任意のアクションまたはイベント、エラー、障害および構成問題等の詳細を含むことができる。過去のシステムステータスデータは、電力スケジュール、名前、顧客サインイン名、権限付与および認証証明書、暗号化情報、システム動作の物理的エリア、システムを実行するための詳細、および任意の他のシステムもしくはユーザー関連情報も含むことができる。 [0157] Past system status data includes, among other things, the amount of power delivered to electronic device 3761, the amount of energy transferred to a group of electronic devices 3761 associated with the user, and electronic device 3761 wireless power transmitter 3701. It can include details such as the amount of time associated with, pairing records, activity in the system, any action or event of any wireless power device in the system, errors, failures and configuration issues. Historical system status data includes power schedules, names, customer sign-in names, authorization and authorization certificates, encryption information, physical areas of system operation, details for running the system, and any other system or User-related information can also be included.

[0158] データベース3763内に記憶された現在のシステムステータスデータは、数ある中でも、システム内の位置および/または動き、構成、ペアリング、エラー、障害、アラーム、問題、ワイヤレス電力デバイス間で送信されたメッセージおよび追跡情報を含むことができる。 [0158] Current system status data stored in database 3763 is transmitted between location and / or movement, configuration, pairing, errors, failures, alarms, issues, and wireless power devices in the system, among other things. Messages and tracking information can be included.

[0159] いくつかの例示的な実施形態によれば、電力送信機3701内のデータベース3763は、未来のシステムステータス情報を更に記憶することができ、システムの未来のステータスは、過去のシステムステータスデータからの履歴データおよび現在のシステムステータスデータに従って予測または評価することができる。 [0159] According to some exemplary embodiments, the database 3763 in the power transmitter 3701 can further store future system status information, and the future status of the system is the past system status data. Can be predicted or evaluated according to historical data from and current system status data.

[0160] いくつかの実施形態では、ワイヤレス電力伝送システム内の全てのデバイスデータベース3763からの記録を、サーバー3767内に記憶し、周期的に更新することもできる。いくつかの実施形態では、ワイヤレス電力伝送システムネットワーク3700は、2つ以上のサーバー3767を含むことができる。他の実施形態では、ワイヤレス電力伝送システムネットワーク3700はサーバー3767を含まない場合がある。 [0160] In some embodiments, records from all device databases 3763 in a wireless power transfer system can also be stored in server 3767 and updated periodically. In some embodiments, the wireless power transfer system network 3700 can include two or more servers 3767. In other embodiments, the wireless power transfer system network 3700 may not include server 3767.

[0161] 別の例示的な実施形態では、ワイヤレス電力送信機3701は更に、ワイヤレス電力伝送システムにおける障害を検出可能とすることができる。電力伝送システム502における障害の例は、数ある中でも、任意のコンポーネントの過熱、機能不良、過負荷を含むことができる。システム内のワイヤレス電力送信機3701のうちのいずれかによって障害が検出される場合、障害は、システム内の任意のワイヤレス電力送信機マネージャー3765によって解析することができる。解析が完了した後、推奨またはアラートを生成し、電力伝送システムの所有者に報告するか、またはシステム所有者もしくは製造者もしくは供給者に配信するために遠隔のクラウドベースの情報サービスに報告することができる。 [0161] In another exemplary embodiment, the wireless power transmitter 3701 can further make faults in a wireless power transfer system detectable. Examples of failures in the power transmission system 502 can include overheating, malfunctioning, and overloading of any component, among others. If a failure is detected by any of the wireless power transmitters 3701 in the system, the failure can be analyzed by any wireless power transmitter manager 3765 in the system. After the analysis is complete, generate a recommendation or alert and report it to the power transfer system owner, or to a remote cloud-based information service for delivery to the system owner or manufacturer or supplier. Can be done.

[0162] いくつかの実施形態では、電力送信機3701は、情報を送受信するネットワーク3740を用いることができる。ネットワーク3740は、ローカルエリアネットワーク、またはワイヤレス電力伝送システムのコンポーネント間の任意の通信システムとすることができる。ネットワーク3740は、数ある中でも、電力送信機と、システム管理サーバー3767(存在する場合)と、他の電力伝送システム(存在する場合)との間の通信を可能にすることができる。いくつかの実施形態によれば、ネットワーク3740は、インターネットクラウド3779を通じた電力伝送システムと遠隔情報サービス3777との間のデータ通信を容易にすることができる。 [0162] In some embodiments, the power transmitter 3701 can use a network 3740 to send and receive information. The network 3740 can be a local area network or any communication system between the components of a wireless power transfer system. The network 3740, among others, can enable communication between the power transmitter, the system management server 3767 (if present), and other power transfer systems (if present). According to some embodiments, the network 3740 can facilitate data communication between the power transmission system and the remote information service 3777 through the internet cloud 3779.

[0163] 遠隔情報サービス3777は、システムの所有者、システムの製造者もしくは供給者、またはサービスプロバイダーによって運用することができる。遠隔管理システムは、ビジネスクラウド3775と、遠隔マネージャー3773のソフトウェアと、バックエンドサーバー3769とを備えることができ、ここで、遠隔マネージャー3773は、汎用データベース3771を更に含むことができる。バックエンドサーバー3769および遠隔マネージャー3773の機能は、単一の物理的サーバーまたは仮想サーバーに組み合わせることができる。 [0163] The remote information service 3777 can be operated by the system owner, system manufacturer or supplier, or service provider. The remote management system can include a business cloud 3775, software for the remote manager 3737, and a backend server 3769, where the remote manager 3737 can further include a general purpose database 3771. The features of the backend server 3769 and remote manager 3773 can be combined into a single physical or virtual server.

[0164] 汎用データベース3771は、デバイスデータベース3763に記憶された情報の更なるバックアップを記憶することができる。更に、汎用データベース3771は、数ある中でも、マーケティング情報、顧客の課金、顧客の構成、顧客の認証、および顧客のサポート情報を記憶することができる。いくつかの実施形態では、汎用データベース3771は、数ある中でも、より人気のない特徴、システムにおけるエラー、問題報告、統計および品質制御等の情報も記憶することができる。各ワイヤレス電力送信機3701は、数ある中でも、認証、問題報告目的、またはステータスもしくは使用の詳細の報告のために遠隔マネージャー3773とのTCP通信接続を周期的に確立することができる。 [0164] The general purpose database 3771 can store a further backup of the information stored in the device database 3763. Further, the general-purpose database 3771 can store marketing information, customer billing, customer configuration, customer authentication, and customer support information, among other things. In some embodiments, the general purpose database 3771 can also store information such as less popular features, system errors, problem reports, statistics and quality controls, among others. Each wireless power transmitter 3701 can periodically establish a TCP communication connection with the remote manager 3773 for authentication, problem reporting purposes, or reporting status or usage details, among others.

[0165] 図38は、例示的な実施形態によるワイヤレス電力伝送システムアーキテクチャ3800を示す。ワイヤレス電力伝送システムアーキテクチャ3800は、ワイヤレス電力伝送システムと、インターネットクラウド3879と、遠隔情報サービス3883とを含むことができる。開示されるワイヤレス電力伝送システムは、1つ以上のワイヤレス電力送信機3877、任意のクライアントデバイス3861に結合または内蔵することができる1つ以上のワイヤレス電力受信機3820、1つ以上のローカルシステム管理サーバー3867またはクラウドベースの遠隔システム管理サーバー3873(例えば、バックエンドサーバー)、およびローカルネットワーク3840を含むことができる。ネットワーク3840接続は、数ある中でも、イントラネット、ローカルエリアネットワーク(LAN)、仮想プライベートネットワーク(VPN)、ワイヤレスエリアネットワーク(WAN)、およびインターネット等のコンピューター間の任意の接続を指すことができる。 [0165] FIG. 38 shows a wireless power transfer system architecture 3800 according to an exemplary embodiment. The wireless power transfer system architecture 3800 can include a wireless power transfer system, an internet cloud 3879, and a remote information service 3883. The disclosed wireless power transfer systems include one or more wireless power transmitters 3877, one or more wireless power receivers 3820 that can be coupled or integrated into any client device 3861, and one or more local system management servers. 3867 or cloud-based remote system management server 3873 (eg, backend server), and local network 3840 can be included. Network 3840 connections can refer to any connection between computers, such as an intranet, a local area network (LAN), a virtual private network (VPN), a wireless area network (WAN), and the Internet, among others.

[0166] いくつかの実施形態によれば、各ワイヤレス電力送信機3877は、ワイヤレス電力送信機マネージャーソフトウェア3865と、分散システムデータベース3883と、TDM電力伝送3875のソフトウェアモジュールとを含むことができる。各ワイヤレス電力送信機3877は、1つ以上のワイヤレス電力受信機3820を管理可能であり、これらに電力を伝送可能とすることができ、各ワイヤレス電力受信機3820は、1つ以上のクライアントデバイス3861を充電可能であるかまたはこれらに電力を提供可能とすることができる。クライアントデバイス3861の例は、数ある中でも、スマートフォン、タブレット、音楽プレーヤーおよび玩具を含むことができる。ある種のクライアントデバイス3861は、システム管理GUIappを実行することができる。このappは、Apple iTunes、Android Play Storeおよび/またはamazon等のパブリックソフトウェアappストアまたはデジタルアプリケーション配信プラットフォームにおいて入手可能であり、ここからダウンロードおよびインストールすることができる。 [0166] According to some embodiments, each wireless power transmitter 3877 can include wireless power transmitter manager software 3856, a distributed system database 3883, and software modules for TDM power transfer 3875. Each wireless power transmitter 3877 can manage one or more wireless power receivers 3820 and can transmit power to them, and each wireless power receiver 3820 can manage one or more client devices 3861. Can be rechargeable or can provide power to them. Examples of client devices 3861 can include smartphones, tablets, music players and toys, among others. Certain client devices 3861 can perform system management GUIapp. The application is available on public software app stores or digital application distribution platforms such as Apple iTunes, Android Play Store and / or amazon, from which it can be downloaded and installed.

[0167] 更なる実施形態によれば、ワイヤレス電力伝送システムは、システム管理GUIアプリケーションを、ローカルシステム管理サーバー3867またはクラウドベースの遠隔システム管理サーバー3873に含むか、またはこの管理サーバーにおいて実行するか、またはこの管理サーバーから実行することができる。このシステム管理GUIアプリケーションを用いて、数ある中でも、電力伝送スケジュール、およびクライアントデバイス3861の物理的位置等のシステム基準または動作条件に依拠して、特定のワイヤレス電力受信機3820へのワイヤレス電力の伝送を制御することができる、 [0167] According to a further embodiment, the wireless power transmission system includes the system management GUI application on the local system management server 3867 or the cloud-based remote system management server 3873, or runs on this management server. Or you can run it from this management server. Using this system management GUI application, the transmission of wireless power to a particular wireless power receiver 3820, among others, depending on system criteria or operating conditions such as the power transfer schedule and the physical location of the client device 3861. Can be controlled,

[0168] 各ワイヤレス電力送信機マネージャーソフトウェア3865は、ワイヤレス電力送信機3877の挙動を制御して、数ある中でも、電力伝送が開始した時点、ワイヤレス電力送信機3877およびワイヤレス電力受信機3820の双方の一意のシステム識別、接続されたデバイス数、用いられるアンテナの方向角、ワイヤレス電力受信機3820の電力受信機アンテナにおける電圧、ワイヤレス電力送信機508とワイヤレス電力受信機3820との間のリアルタイム通信接続等の異なる態様を監視可能とすることができ、これらの態様を用いて、ワイヤレス電力受信機3820がどこに位置していようとまたはどこに動かされようと、ワイヤレス電力受信機3820からの情報を追跡することができる。更に、電力送信機マネージャーソフトウェア3865は、TDM電力伝送3875の使用を制御することができ、これにより、ワイヤレス電力伝送システムをTDM電力伝送3875モードに入れることまたは入れないことが可能であり得る。特に、TDM電力伝送3875モードは、アンテナグループを再割当てすることによって、ワイヤレス電力送信機3877のアンテナアレイを制御することができ、ここで、各グループを用いて、オンラインモードにあるクライアントデバイス3861に対してのみ定期的な時間間隔で電力を伝送することができ、その間、オフラインモードにある残りのクライアントデバイス3861はワイヤレス電力送信機3877によって電源供給されるのを待機している。 [0168] Each wireless power transmitter manager software 3865 controls the behavior of the wireless power transmitter 3877 and, among others, at the time power transfer begins, both the wireless power transmitter 3877 and the wireless power receiver 3820. Unique system identification, number of connected devices, direction angle of antenna used, voltage at power receiver antenna of wireless power receiver 3820, real-time communication connection between wireless power transmitter 508 and wireless power receiver 3820, etc. It is possible to monitor different aspects of the wireless power receiver using these aspects to track information from the wireless power receiver 3820 no matter where it is located or moved. Can be done. In addition, the power transmitter manager software 3865 can control the use of the TDM power transfer 3875, which may allow the wireless power transfer system to enter or leave the TDM power transfer 3875 mode. In particular, the TDM power transfer 3875 mode can control the antenna array of the wireless power transmitter 3877 by reassigning the antenna groups, where each group is used to the client device 3861 in online mode. Power can only be transmitted to it at regular time intervals, while the remaining client devices 3861 in offline mode are waiting to be powered by the wireless power transmitter 3877.

[0169] ワイヤレス電力送信機3877は、ワイヤレス電力送信機3877の十分近くにある全てのクライアントデバイス3861が十分な電力を受信するまで、TDM電力伝送3875モードを通じて、ワイヤレス電力受信機3820に結合されたクライアントデバイス3861のあるグループをオンラインにすることができ、クライアントデバイス3861の別のあるグループをオフラインにすることができ、逆もまた同様である。このTDM電力伝送サイクルは、同時に全てに電力供給するにはワイヤレス電力送信機3877のクライアントデバイス3861が多すぎる間、継続することができる。 [0169] The wireless power transmitter 3877 was coupled to the wireless power receiver 3820 through TDM power transfer 3875 mode until all client devices 3861 close enough to the wireless power transmitter 3877 received sufficient power. One group of client device 3861 can be brought online, another group of client device 3861 can be taken offline, and vice versa. This TDM power transfer cycle can continue as long as there are too many client devices 3861 in the wireless power transmitter 3877 to power all at the same time.

[0170] いくつかの実施形態によれば、分散システムデータベース3883は、クライアントデバイス3861内のワイヤレス電力受信機3820、ワイヤレス電力送信機3877、およびローカルシステム管理サーバー3867からの関連情報を記録することができる。情報は、限定ではないが、クライアントデバイス3861のための識別子、ワイヤレス電力受信機3820内の電力回路の電圧測定値、位置、信号強度、ワイヤレス電力受信機3820のID、ワイヤレス電力送信機3877のID、エンドユーザーのハンドヘルドデバイス名のID、システム管理サーバーのID、充電スケジュール、充電特性、および/またはワイヤレス電力伝送システムに関連する任意のデータを含むことができる。更に、ワイヤレス電力送信機3877、クライアントデバイス3861に電力供給するワイヤレス電力受信機3820およびローカルシステム管理サーバー3867は、システム情報生成器として動作することができる。 [0170] According to some embodiments, the distributed system database 3883 may record relevant information from the wireless power receiver 3820, wireless power transmitter 3877, and local system management server 3867 within the client device 3861. can. The information is, but is not limited to, an identifier for the client device 3861, voltage measurements of the power circuit in the wireless power receiver 3820, location, signal strength, ID of the wireless power receiver 3820, ID of the wireless power transmitter 3877. , ID of the end user's handheld device name, ID of the system management server, charging schedule, charging characteristics, and / or any data related to the wireless power transfer system. In addition, the wireless power transmitter 3877, the wireless power receiver 3820 that powers the client device 3861, and the local system management server 3867 can operate as system information generators.

[0171] 分散システムデータベース3871は、例えば、MySQL、PostgreSQL、SQLite、Microsoft SQLサーバー、Microsoft Access、Oracle、SAP、dBASE、FoxPro、IBM DB2、LibreOffice Base、FileMaker Pro、および/またはデータの集合を編成することができる任意の他のタイプのデータベース等の従来技術のデータベース管理システム(DBMS)を通じて実施することができる。 [0171] The distributed system database 3871 organizes, for example, MySQL, PostgreSQL, SQLite, Microsoft SQL server, Microsoft Access, Oracle, SAP, dBASE, FoxPro, IBM DB2, LibreOffice Base, Data, and Data. It can be implemented through a prior art database management system (DBMS), such as any other type of database that can be implemented.

[0172] いくつかの実施形態では、ワイヤレス電力送信機3877は、ネットワーク3840を用いて情報を送受信することができる。ネットワーク3840は、ローカルエリアネットワーク、WIFI、またはワイヤレス電力伝送システムのコンポーネント間の任意の通信システムとすることができる。ネットワーク3840は、2つ以上のワイヤレス電力送信機3877間の通信、システム管理サーバー3867とのワイヤレス電力送信機3877の通信を可能にすることができ、数ある中でも、インターネットクラウド3879を通じたワイヤレス電力伝送システムと遠隔情報サービス3883との間の通信を容易にすることができる。 [0172] In some embodiments, the wireless power transmitter 3877 can transmit and receive information using the network 3840. The network 3840 can be a local area network, WIFI, or any communication system between components of a wireless power transfer system. Network 3840 can enable communication between two or more wireless power transmitters 3877, communication of wireless power transmitter 3877 with system management server 3867, and, among other things, wireless power transfer through the Internet cloud 3879. Communication between the system and the remote information service 3883 can be facilitated.

[0173] 遠隔情報サービス3883は、システムの所有者、製造者、システムの供給者、またはサービスプロバイダーによって動作することができる。遠隔情報サービス3883は、バックエンドサーバー、遠隔情報サービスマネージャーおよび汎用遠隔情報サービスデータベース等の異なるコンポーネントを含むことができる。 [0173] The remote information service 3883 can be operated by the system owner, manufacturer, system supplier, or service provider. The remote information service 3883 can include different components such as a backend server, a remote information service manager and a general purpose remote information service database.

[0174] 図39は、実施形態による、実装の1つ以上の実施形態が動作することができる例示的なコンピューティングデバイス3900である。1つの実施形態において、コンピューティングデバイス3900は、バス3995と、入力/出力(I/O)デバイス3985と、通信インターフェース3987と、メモリ3989と、ストレージデバイス3991と、中央処理装置3993とを備える。別の実施形態では、コンピューティングデバイス3900は、図39に示されるコンポーネントに対し、更なる、より少ない、異なる、または異なる配置のコンポーネントを備える。 [0174] FIG. 39 is an exemplary computing device 3900 in which one or more embodiments of an implementation may operate. In one embodiment, the computing device 3900 comprises a bus 3995, an input / output (I / O) device 3985, a communication interface 3987, a memory 3899, a storage device 3991, and a central processing unit 3993. In another embodiment, the computing device 3900 comprises additional, fewer, different, or different arrangements of components relative to the components shown in FIG.

[0175] 図39において、バス3995は、(I/O)デバイス3985、通信インターフェース3987、メモリ3989、ストレージデバイス3991および中央処理装置3993と物理的に通信する。バス3995は、コンピューティングデバイス3900内のコンポーネントが互いに通信することを可能にする経路を含む。(I/O)デバイス3985の例は、検査者または候補者が、キーボード、コンピューターマウス、ボタン、タッチスクリーン、タッチパッド、音声認識、生体メカニズム等を含む、コンピューティングデバイス3900に対する情報を入力することを可能にすることができる周辺装置および/または他のメカニズムを含む。(I/O)デバイス3985は、例えば、ディスプレイ、マイクロフォン、発光ダイオード(LED)、プリンター、スピーカー、向きセンサ等のコンピューティングデバイス3900のユーザーに情報を出力するメカニズムも含む。上記向きセンサは、1つ以上の加速度計、1つ以上のジャイロスコープ、1つ以上のコンパス等を含む。加速度計は、それぞれの軸を中心としたそれぞれの角度のそれぞれの変化を与える。ジャイロスコープは、それぞれの軸を中心としたそれぞれの角度のそれぞれの変化率を与え、コンパスはコンパス向首方向を与える。 [0175] In FIG. 39, bus 3995 physically communicates with (I / O) device 3985, communication interface 3987, memory 3989, storage device 3991 and central processing unit 3939. Bus 3995 includes a path that allows components within the computing device 3900 to communicate with each other. An example of (I / O) device 3985 is for an examiner or candidate to enter information for a computing device 3900, including a keyboard, computer mouse, buttons, touch screen, touch pad, voice recognition, biomechanism, etc. Includes peripherals and / or other mechanisms that can enable. The (I / O) device 3985 also includes a mechanism that outputs information to the user of the computing device 3900, such as a display, microphone, light emitting diode (LED), printer, speaker, orientation sensor, and the like. The orientation sensor includes one or more accelerometers, one or more gyroscopes, one or more compasses, and the like. The accelerometer gives each change in each angle around each axis. The gyroscope gives each rate of change at each angle around each axis, and the compass gives the compass heading direction.

[0176] 通信インターフェース3987の例は、コンピューティングデバイス3900がネットワーク接続を通じて他のコンピューティングデバイスおよび/またはシステムと通信することを可能にするメカニズムを含む。メモリ3989の例は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリーメモリ(ROM)、フラッシュメモリ等を含む。ストレージデバイス3991の例は、磁気および/または光記録媒体、強誘電性RAM(F-RAM)ハードディスク、ソリッドステートドライブ、フロッピーディスク、光ディスク等を含む。1つの実施形態では、メモリ3989およびストレージデバイス3991は、中央処理装置3993によって実行するための情報および命令を記憶する。別の実施形態では、中央処理装置3993は、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路(ASIC)、またはフィールドプログラマブルオブジェクトアレイ(FPOA)等を含むことができる。この実施形態では、中央処理装置3993は、メモリ3989およびストレージデバイス3991から取り出した命令を解釈し実行する。 An example of a communication interface 3987 includes a mechanism that allows a computing device 3900 to communicate with other computing devices and / or systems over a network connection. Examples of memory 3989 include random access memory (RAM), read-only memory (ROM), flash memory, and the like. Examples of storage devices 3991 include magnetic and / or optical recording media, ferroelectric RAM (F-RAM) hard disks, solid state drives, floppy disks, optical disks, and the like. In one embodiment, the memory 3989 and the storage device 3991 store information and instructions to be executed by the central processing unit 3993. In another embodiment, the central processing unit 3993 can include a microprocessor, an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable object array (FPOA), and the like. In this embodiment, the central processing unit 3993 interprets and executes the instructions retrieved from the memory 3989 and the storage device 3991.

[0177] これらの実施態様の例は、サーバー、権限付与されたコンピューティングデバイス、スマートフォン、デスクトップコンピューター、ラップトップコンピューター、タブレットコンピューター、PDA、デジタルデータを受信、処理、送信することができる別のタイプのプロセッサ制御デバイス等を含む。更に、コンピューティングデバイス3900は、システムアーキテクチャの適切な動作に必要とされる、ある動作を実行することができる。適切なコンピューティングデバイス3900は、中央処理装置3993が、メモリ3989等のコンピューター可読媒体に含まれるソフトウェア命令を実行するのに応答してこれらの動作を実行することができる。 [0177] Examples of these embodiments are servers, authorized computing devices, smartphones, desktop computers, laptop computers, tablet computers, PDAs, and other types capable of receiving, processing, and transmitting digital data. Including processor control devices and the like. In addition, the computing device 3900 can perform certain operations required for proper operation of the system architecture. A suitable computing device 3900 can perform these operations in response to the central processing unit 3991 executing software instructions contained on a computer-readable medium such as memory 3989.

[0178] 1つの実施形態では、システムのソフトウェア命令は、ストレージデバイス3991等の別のメモリ位置から、または通信インターフェース3987を介して別のコンピューティングデバイス3900(例えば、第1のクライアントデバイス、第2のクライアントデバイス、コンピューティングデバイス等)からメモリ3989内に読み出される。この実施形態では、メモリ3989内に含まれるソフトウェア命令は、中央処理装置3993にプロセスを実行させる。 [0178] In one embodiment, the software instructions of the system are from another memory location, such as storage device 3991, or via communication interface 3987, another computing device 3900 (eg, first client device, second). It is read into the memory 3989 from the client device, the computing device, etc.). In this embodiment, the software instructions contained in the memory 3989 cause the central processing unit 3993 to execute the process.

[0179] 図40は、アダプティブ3Dポケット形成技法を用いてワイヤレスエネルギーを送信するためのワイヤレスエネルギー送信システム4000を示す機能ブロック図である。いくつかの実施形態では、ワイヤレスエネルギー送信システム4000は、クラウドサービスプロバイダーと、任意の数の適切なワイヤレス電力送信機4001〜4001nと、任意の数の適切なワイヤレス充電されるデバイスとを備える。他の実施形態では、ワイヤレスエネルギー送信システム4000は、図40に示されるコンポーネントに対し、更なる、より少ない、異なる、または異なる配置のコンポーネントを備える。 [0179] FIG. 40 is a functional block diagram showing a wireless energy transmission system 4000 for transmitting wireless energy using adaptive 3D pocket forming techniques. In some embodiments, the wireless energy transfer system 4000 comprises a cloud service provider and any number of suitable wireless power transmitters 4001-4001n and any number of suitable wirelessly charged devices. In another embodiment, the wireless energy transmission system 4000 comprises additional, fewer, different, or different arrangements of components relative to the components shown in FIG.

[0180] 図40において、クラウドサービスプロバイダーは、システム管理サービス4067および情報配信サービスを備える。ワイヤレス充電されるデバイスは、各々が関連付けられた受信機4020〜4020nと、クライアントデバイス4052〜4052nと、GUI4061〜4061nとを備える。いくつかの実施形態では、各々が受信機、クライアントデバイスおよびGUIを含む、更なるワイヤレス充電されるデバイス(例えば、最高でn個)が存在することができる。 [0180] In FIG. 40, the cloud service provider includes a system management service 4067 and an information distribution service. The wirelessly charged device includes a receiver 4020 to 4020n, a client device 4052 to 4052n, and a GUI 4061 to 4061n, each of which is associated with the device. In some embodiments, there may be additional wirelessly charged devices (eg, up to n), each containing a receiver, client device and GUI.

[0181] いくつかの実施態様では、クラウドサービスプロバイダー、ワイヤレス電力送信機4001、およびワイヤレス充電されるデバイスは、互いに1つ以上と有線/ワイヤレス通信する。これらの実施形態において、ワイヤレス電力送信機4001は、任意の適切なワイヤレスプロトコルを介して、ワイヤレス充電されるデバイスとワイヤレスで結合および通信する。適切なワイヤレスプロトコルの例は、Bluetooth(登録商標)、Bluetooth(登録商標)低エネルギー、Wi−Fi、ZigBee(登録商標)等を含む。 [0181] In some embodiments, the cloud service provider, wireless power transmitter 4001, and wirelessly charged device communicate with one or more of each other by wire / wireless communication. In these embodiments, the wireless power transmitter 4001 wirelessly couples and communicates with the wirelessly charged device via any suitable wireless protocol. Examples of suitable wireless protocols include Bluetooth®, Bluetooth® low energy, Wi-Fi, ZigBee® and the like.

[0182] いくつかの実施形態では、クラウドサービスプロバイダーは、任意の数のプロセッサ、ランダムアクセスメモリモジュール、物理ストレージドライブ、有線通信ポート、ワイヤレス通信ポート等を含む、アプリケーションの所望の組を実行するのに必要とされる任意の数のコンポーネントを含むコンピューターハードウェアおよびソフトウェアとして実装される。例において、クラウドサービスプロバイダーは、コンピューティングデバイスの1つ以上のコンポーネントを用いて実装される。これらの実施形態において、クラウドサービスプロバイダーは、ユーザー証明書、デバイス識別、デバイス認証、1人以上のユーザーに関連付けられた使用および支払いを管理し、サービス要求、情報要求を処理し、1人以上のユーザーに関係するデータを記憶し読み出すことが可能なソフトウェアを含む、システム管理サービス4067をホスティングするのに必要な任意のソフトウェアを実行する。他の実施形態では、クラウドサービスプロバイダーは、ユーザーデータ、デバイスデータ、支払いデータ等を記憶するためのデータベースを更に備える。 [0182] In some embodiments, the cloud service provider executes the desired set of applications, including any number of processors, random access memory modules, physical storage drives, wired communication ports, wireless communication ports, and the like. Implemented as computer hardware and software that contains any number of components required for. In an example, a cloud service provider is implemented using one or more components of a computing device. In these embodiments, the cloud service provider manages user certificates, device identification, device authentication, usage and payments associated with one or more users, processes service requests, information requests, and one or more. It runs any software needed to host the system management service 4067, including software that can store and read data related to the user. In other embodiments, the cloud service provider further comprises a database for storing user data, device data, payment data, and the like.

[0183] いくつかの実施形態では、システム管理サービス4067は、1つ以上のワイヤレス電力送信機から1つ以上の受信機への電力伝送、モバイルデバイスユーザーに関連付けられた証明書、ワイヤレス電力伝送に関連付けられた課金等を管理するように構成される。これらの実施形態において、システム管理サービス4067は、1つ以上のワイヤレス電力送信機4001に、1つ以上のワイヤレス電力受信機への電力伝送を開始、一時停止または停止するコマンド等を含むコマンドを発行するように構成されたハードウェアおよびソフトウェアである。例において、クラウドサービスプロバイダーは、コンピューティングデバイスと実質的に同様に機能する。別の例では、システム管理サービス4067は、ワイヤレス電力マネージャーと実質的に同様に機能する。 [0183] In some embodiments, the system management service 4067 is used for power transfer from one or more wireless power transmitters to one or more receivers, certificates associated with mobile device users, wireless power transfer. It is configured to manage the associated billing, etc. In these embodiments, the system management service 4067 issues commands to one or more wireless power transmitters 4001, including commands to start, pause, or stop power transmission to one or more wireless power receivers. Hardware and software configured to do so. In an example, a cloud service provider behaves substantially like a computing device. In another example, the system management service 4067 functions substantially like a wireless power manager.

[0184] いくつかの実施形態では、クラウドサービスプロバイダーは、情報配信サービスをホスティングするのに必要とされる任意のソフトウェアを実行する。そのようなソフトウェアの例は、1つ以上のユーザーに関連するデータの記憶および読み出し、データに対する解析の実行等が可能なソフトウェアを含む。他の実施形態では、情報配信サービスは、使用データ、課金データ、人口統計データ等をシステム管理サービス4067、ワイヤレス電力送信機4001、受信機4020および/またはクライアントデバイス4052から収集するように構成されたハードウェアおよびソフトウェアである。データの例は、充電に費やされた総時間、デバイスに送信された総エネルギー、デバイスに送達されたエネルギーの月平均量、エネルギーがモバイルデバイスに送信された位置、モバイルデバイスユーザーの人口統計記述子等を含む。 [0184] In some embodiments, the cloud service provider runs any software required to host an information delivery service. Examples of such software include software capable of storing and reading data related to one or more users, performing analysis on the data, and the like. In other embodiments, the information distribution service is configured to collect usage data, billing data, demographic data, etc. from system management service 4067, wireless power transmitter 4001, receiver 4020 and / or client device 4052. Hardware and software. Examples of data are total time spent on charging, total energy sent to the device, monthly average amount of energy delivered to the device, location where energy was sent to the mobile device, demographic description of mobile device users. Including children.

[0185] 他の実施形態において、ワイヤレス電力送信機4001は、任意の数のプロセッサ、ランダムアクセスメモリモジュール、物理ストレージドライブ、有線通信ポート、アンテナへの結合を可能にするワイヤレス通信インターフェース等を含む、アプリケーションの所望の組を実行するのに必要とされる任意の数のコンポーネントを含むコンピューターハードウェアおよびソフトウェアとして実装される。例において、ワイヤレス電力送信機4001は、コンピューティングデバイスの1つ以上のコンポーネントを用いて実装される。いくつかの実施形態では、ワイヤレス電力送信機4001は、アダプティブ3Dポケット形成技法を用いて、ワイヤレス充電されるデバイス(ワイヤレス電力受信機を含む)および(1つ以上の電気デバイスに結合された)ワイヤレス電力受信機に電力を伝送することが可能な送信機として実装される。これらの実施形態において、1つ以上のワイヤレス電力送信機4001が、(ワイヤレス充電されるデバイスの一部として、または1つ以上の電気デバイスに結合されて)1つ以上の受信機4020と通信し、3D空間における1つ以上の受信機4020を位置特定し、1つ以上の受信機4020においてエネルギーポケットを形成するように電力信号を送信する。 [0185] In another embodiment, the wireless power transmitter 4001 includes any number of processors, random access memory modules, physical storage drives, wired communication ports, wireless communication interfaces that allow coupling to antennas, and the like. It is implemented as computer hardware and software that contains any number of components needed to run the desired set of applications. In an example, the wireless power transmitter 4001 is implemented using one or more components of a computing device. In some embodiments, the wireless power transmitter 4001 uses adaptive 3D pocket forming techniques to wirelessly charge devices (including wireless power receivers) and wireless (combined with one or more electrical devices). It is implemented as a transmitter capable of transmitting power to a power receiver. In these embodiments, one or more wireless power transmitters 4001 communicate with one or more receivers 4020 (as part of a wirelessly charged device or coupled to one or more electrical devices). 3. Position one or more receivers 4020 in 3D space and transmit power signals to form energy pockets in one or more receivers 4020.

[0186] いくつかの実施形態では、ワイヤレス充電されるデバイスは、任意の数のプロセッサ、ランダムアクセスメモリモジュール、物理ストレージドライブ、有線通信ポート、アンテナへの結合を可能にするワイヤレス通信インターフェース等を含む、アプリケーションの所望の組を実行するのに必要とされる任意の数のコンポーネントを含むコンピューターハードウェアおよびソフトウェアとして実装される。いくつかの実施形態では、ワイヤレス充電されるデバイスは、適切なワイヤレス電力受信機に結合され、これと通信するコンピューティングデバイスとして実装される。ワイヤレス充電されるデバイスの例は、モバイルフォン、ラップトップ、ポータブルビデオゲームシステム、ビデオゲームコントローラー等を含む。例において、ワイヤレス充電されるデバイスは、コンピューティングデバイスの1つ以上のコンポーネントを用いて実装される。いくつかの実施形態では、ワイヤレス充電されるデバイスは、アダプティブ3Dポケット形成技法を用いてワイヤレス電力送信機から電力を受信するように動作可能な受信機(例えば、受信機4020)を含んで実装される。これらの実施形態では、1つ以上のワイヤレス充電されるデバイスに含まれる受信機部分(例えば、受信機4020)は、1つ以上のワイヤレス電力送信機4001と通信し、1つ以上のワイヤレス充電されるデバイスに関連付けられた受信機の位置において形成されるエネルギーポケットからエネルギーを受信する。ワイヤレス充電されるデバイスは、固有の受信機(例えば、受信機4020)を含むことができるか、または別個のワイヤレス受信機に結合され、これと電気通信することができる。 [0186] In some embodiments, the wirelessly charged device includes any number of processors, random access memory modules, physical storage drives, wired communication ports, wireless communication interfaces that allow coupling to antennas, and the like. Implemented as computer hardware and software, including any number of components required to run the desired set of applications. In some embodiments, the wirelessly charged device is implemented as a computing device that is coupled to and communicates with a suitable wireless power receiver. Examples of wirelessly charged devices include mobile phones, laptops, portable video game systems, video game controllers and the like. In an example, a wirelessly charged device is implemented using one or more components of a computing device. In some embodiments, the wirelessly charged device is implemented including a receiver (eg, receiver 4020) capable of operating to receive power from a wireless power transmitter using adaptive 3D pocket forming techniques. NS. In these embodiments, a receiver portion (eg, receiver 4020) included in one or more wirelessly charged devices communicates with one or more wireless power transmitters 4001 and is wirelessly charged. Receives energy from an energy pocket formed at the receiver location associated with the device. Devices that are wirelessly charged can include a unique receiver (eg, receiver 4020) or can be coupled to and telecommunications with a separate wireless receiver.

[0187] 動作時に、ワイヤレス電力送信機4001は、Bluetooth(登録商標)、Bluetooth(登録商標)低エネルギー、ZigBee(登録商標)等を含む適切なワイヤレス通信プロトコルを用いて個々の送信機に関連付けられた識別子をブロードキャストする。適切な識別子の例は、MACアドレス、IMEI、シリアル番号、ID文字列等を含む。他の実施形態では、適切な識別子は、ワイヤレス電力送信機4001において用いられるソフトウェアのバージョンに関する情報を更に含む。いくつかの実施形態では、ワイヤレス充電されるデバイス内のクライアントデバイス4052は、1つ以上のワイヤレス電力送信機4001によってブロードキャストされる1つ以上の識別子を検出し、ワイヤレス電力送信機4001の1つ以上のグラフィック表現を、GUI4061を通じてモバイルデバイスユーザーに表示するように構成される。他の実施形態では、クライアントデバイス4052は、ワイヤレス電力送信機4001上で実行しているソフトウェアのバージョンを判断し、このバージョン情報を用いて、ワイヤレス電力送信機4001によってブロードキャストされる情報内でワイヤレス電力送信機4001に関連付けられた識別子の位置およびフォーマットを決定する。 [0187] In operation, the wireless power transmitter 4001 is associated with an individual transmitter using a suitable wireless communication protocol including Bluetooth®, Bluetooth® low energy, ZigBee® and the like. Broadcast the identifier. Examples of suitable identifiers include MAC addresses, IMEIs, serial numbers, ID strings and the like. In other embodiments, the appropriate identifier further includes information about the software version used in the wireless power transmitter 4001. In some embodiments, the client device 4052 within the wirelessly charged device detects one or more identifiers broadcast by one or more wireless power transmitters 4001 and one or more of wireless power transmitters 4001. The graphic representation of is configured to be displayed to mobile device users through GUI4061. In another embodiment, the client device 4052 determines the version of software running on the wireless power transmitter 4001 and uses this version information to wirelessly power within the information broadcast by the wireless power transmitter 4001. Determines the location and format of the identifier associated with transmitter 4001.

[0188] いくつかの実施形態では、クライアントデバイス4052は、充電、充電の一時停止、充電の終了、支払い取引の権限付与等を開始することの要求を含むユーザー要求をシステム管理サービス4067に通信することができる。他の実施形態では、クラウドサービスプロバイダーは、1つ以上のワイヤレス電力送信機4001と通信し、1つ以上のワイヤレス電力送信機4001からの電力信号の配信を管理する。ワイヤレス電力送信機4001は、受信機4020とワイヤレス通信し、アダプティブ3Dポケット形成技法を用いて、ワイヤレス電力送信機4001からの電力信号を受信機4020に送信するように構成される。 [0188] In some embodiments, the client device 4052 communicates to the system management service 4067 a user request, including a request to start charging, suspending charging, terminating charging, empowering payment transactions, and the like. be able to. In another embodiment, the cloud service provider communicates with one or more wireless power transmitters 4001 and manages the distribution of power signals from one or more wireless power transmitters 4001. The wireless power transmitter 4001 is configured to wirelessly communicate with the receiver 4020 and use adaptive 3D pocket forming techniques to transmit a power signal from the wireless power transmitter 4001 to the receiver 4020.

[0189] 図41は、例示的な実施形態によるペアリングプロセス4100のフローチャートである。ペアリングプロセス4100は、電子デバイスが、システム内の利用可能な電力受信機を識別する(4121)ときに開始することができる。この際、信号強度を用いて、電子デバイスは、利用可能な電力受信機の各々の近接性を監視可能とすることができる(4123)。電子デバイスは、電力受信機のうちの1つがペアリングを実行するための近接性範囲内にあるか否かを絶えずチェックすることができる(4125)。電力受信機がいずれも範囲内にない場合、電子デバイスは、電力受信機の近接性の監視を継続することができる。電力受信機のうちの1つが範囲内にある場合、電子デバイスは、データベース4127のチェックに進み、電力受信機が既にペアリングされているか否かを判断することができる(4129)。電力受信機が別の電子デバイスに関連付けられている場合、電子デバイスは、電力受信機についてスキャンし続け、それらの近接性を追跡することができる。電力受信機が関連付けを有しない場合、電子デバイスは、ペアリングプロトコルを始めることができ、タイマーを開始し(4131)、電力受信機の近接性を継続的に監視することができる。時間が経過した後、電子デバイスは、電力受信機が依然として範囲内にあるか否かをチェックすることができる(4135)。電力受信機が近接性範囲内にない場合、電子デバイスは、電力受信機の近接性を追跡し続けることができる。電力受信機が依然として近接性範囲内にある場合、電子デバイスはデータベースを更新し(4137)、そのIDを電力受信機のIDと関連付けることができる。 [0189] FIG. 41 is a flowchart of the pairing process 4100 according to an exemplary embodiment. The pairing process 4100 can be started when the electronic device identifies an available power receiver in the system (4121). In this case, the signal strength can be used by the electronic device to monitor the proximity of each of the available power receivers (4123). The electronic device can constantly check whether one of the power receivers is within the proximity range for performing pairing (4125). If none of the power receivers are within range, the electronic device can continue to monitor the proximity of the power receivers. If one of the power receivers is within range, the electronic device can proceed to check database 4127 to determine if the power receiver is already paired (4129). If the power receiver is associated with another electronic device, the electronic device can continue to scan for the power receiver and track their proximity. If the power receiver has no association, the electronic device can start the pairing protocol, start a timer (4131), and continuously monitor the proximity of the power receiver. After some time has passed, the electronic device can check if the power receiver is still in range (4135). If the power receiver is not within the proximity range, the electronic device can continue to track the proximity of the power receiver. If the power receiver is still within proximity, the electronic device can update the database (4137) and associate its ID with the power receiver's ID.

[0190] いくつかの実施形態では、電子デバイスにおけるGUIは、データベースを更新する前に、所定の時間経過にわたっていくつかの信号強度測定値(RSSI)を解析することができる。いくつかの実施形態では、GUIは、信号強度測定値を計算し、その平均をとり、これを所定の基準値と比較することができる。内部データベースにおける情報を更新した後、電子デバイスは、更新されたデータベースのコピーを電力送信機に送信し(4139)、ペアリングプロセス4100が終了することができる。 [0190] In some embodiments, the GUI in an electronic device can analyze some signal strength measurements (RSSI) over a predetermined time period before updating the database. In some embodiments, the GUI can calculate signal strength measurements, average them, and compare them to a given reference value. After updating the information in the internal database, the electronic device can send a copy of the updated database to the power transmitter (4139) and the pairing process 4100 can be terminated.

[0191] 図42は、例示的な実施形態による、ペアリング解除プロセス4200のフローチャートである。ペアリング解除プロセス4200は、電力受信機にペアリングされている電子デバイスが、電力受信機の近接性を絶えず監視して(4241)、電力受信機がペアリング範囲外にあるか否かをチェックする(4243)ときに開始することができる。変化がない場合、電子デバイスは、ペアリングされた電力受信機の近接性を監視し続けることができる(4241)。変化がある場合、電子デバイスは、タイマーを開始することができる(4245)。時間が経過した後、電子デバイスは、電力受信機によってブロードキャストされたアドバタイズメント(ads)の信号強度をチェックして、電力受信機が依然として範囲内にあるか否かを判断することができる(4249)。これは、電子デバイスにおけるGUIによって行うことができる。GUIは、所定の時間経過にわたっていくつかの信号強度測定値(RSSI)を解析することができる。いくつかの実施形態では、GUIは、信号強度測定値を計算し、その平均をとり、これを所定の基準値と比較することができる。 [0191] FIG. 42 is a flowchart of the unpairing process 4200 according to an exemplary embodiment. The unpairing process 4200 constantly monitors the proximity of the power receiver to the electronic device paired with the power receiver (4241) to check if the power receiver is out of pairing range. Can be started when (4243). If there is no change, the electronic device can continue to monitor the proximity of the paired power receiver (4241). If there is a change, the electronic device can start a timer (4245). Over time, the electronic device can check the signal strength of the advertisements (ads) broadcast by the power receiver to determine if the power receiver is still in range (4249). ). This can be done by GUI in the electronic device. The GUI can analyze several signal strength measurements (RSSI) over a predetermined time period. In some embodiments, the GUI can calculate signal strength measurements, average them, and compare them to a given reference value.

[0192] 電子デバイスは、電力受信機が依然として近接性範囲内にあると判断する場合、電力受信機の近接性の通常監視を続けることができる。電子デバイスは、電力受信機がもはや近接性範囲内にないと判断する場合、内部データベースの更新(4251)に進むことができ、その後、データベースの更新バージョンを電力送信機に送信することができる(4253)。並列プロセスにおいて、電子デバイスは、利用可能な電力受信機をスキャンし識別することを開始し(4255)、利用可能な電力受信機の近接性を継続的に監視することができ、ペアリング解除プロセス4200は終了することができる。 [0192] The electronic device may continue to monitor the proximity of the power receiver normally if it determines that the power receiver is still within the proximity range. If the electronic device determines that the power receiver is no longer in proximity, it can proceed to update the internal database (4251) and then send an updated version of the database to the power transmitter ( 4253). In the parallel process, the electronic device begins to scan and identify the available power receivers (4255) and can continuously monitor the proximity of the available power receivers, the unpairing process. The 4200 can be terminated.

[0193] 例示的な実施形態において、ワイヤレス充電システムとインタラクトするためのGUIを含むスマートフォンは、携帯電話カバーに組み込まれた電力受信機とペアリングされる。第1の時点において、スマートフォンは電力送信機と通信し、認証され、電力受信機のデータベースを受信し、電力受信機デバイスについてスキャンを開始する。スキャン後、スマートフォンは、3つの利用可能な電力受信機を見つける。スマートフォンは、信号強度に基づいて電力デバイスの近接性を追跡する。第2の時点において、電力受信機のうちの1つがスマートフォンの近くに配置される。スマートフォンは、電力受信機が範囲内にあると判断し、ペアリングプロセスを開始する。数秒後、スマートフォンは、信号強度を再びチェックし、電力受信機が依然として、ペアリングのための受容可能な距離内にあると判断する。次に、スマートフォンは、自身の内部データベースを更新し、更新されたデータベースのコピーを電力送信機に送信する。第3の時点において、スマートフォンは、電力要求を電力送信機に送信する。電力送信機は、データベースを探索して、いずれの受信機がスマートフォンに関連付けられているかを判断し、次に、アンテナアレイを、スマートフォンに関連付けられた電力受信機に向け、電力伝送を開始する。 [0193] In an exemplary embodiment, a smartphone that includes a GUI for interacting with a wireless charging system is paired with a power receiver built into the cell phone cover. At the first point, the smartphone communicates with the power transmitter, is authenticated, receives the power receiver database, and initiates a scan for the power receiver device. After scanning, the smartphone finds three available power receivers. Smartphones track the proximity of power devices based on signal strength. At the second point, one of the power receivers is located near the smartphone. The smartphone determines that the power receiver is within range and initiates the pairing process. After a few seconds, the smartphone checks the signal strength again and determines that the power receiver is still within acceptable distance for pairing. The smartphone then updates its internal database and sends a copy of the updated database to the power transmitter. At a third point in time, the smartphone sends a power request to the power transmitter. The power transmitter searches the database to determine which receiver is associated with the smartphone, then points the antenna array at the power receiver associated with the smartphone and initiates power transmission.

D.エネルギーポケットを形成するシステムのコンポーネント
[0194] 図4は、ポケット形成手順を用いてワイヤレス電力伝送の例示的なシステム400のコンポーネントを示す。システム400は、1つ以上の送信機402と、1つ以上の受信機420と、1つ以上のクライアントデバイス446とを備えることができる。
D. System components that form energy pockets
[0194] FIG. 4 shows the components of an exemplary system 400 for wireless power transfer using a pocket forming procedure. The system 400 can include one or more transmitters 402, one or more receivers 420, and one or more client devices 446.

1.送信機
[0195] 送信機402は、本明細書に記載されるように、ワイヤレス電力伝送のためのRF波442とすることができるワイヤレス電力伝送信号をブロードキャストすることが可能な任意のデバイスとすることができる。送信機402は、ポケット形成、アダプティブポケット形成および複数のポケット形成を含むことができる電力伝送信号を送信することに関係するタスクの実行を担うことができる。いくつかの実施態様では、送信機402は、RF波の形態でワイヤレス電力伝送を受信機420に送信することができ、このRF波は、任意の周波数または波長を有する任意の無線信号を含むことができる。送信機402は、1つ以上のアンテナ素子406と、1つ以上のRFIC408と、1つ以上のマイクロコントローラー410と、1つ以上の通信コンポーネント412と、電源414と、送信機402のための全ての要求されたコンポーネントを配置することができるハウジングとを備える。送信機402の様々なコンポーネントは、メタマテリアル、回路のマイクロプリント、ナノマテリアル等を含むことができ、および/またはこれらを用いて製造することができる。
1. 1. Transmitter
[0195] Transmitter 402 can be any device capable of broadcasting wireless power transfer signals, which can be RF waves 442 for wireless power transfer, as described herein. can. The transmitter 402 can be responsible for performing tasks related to transmitting power transmission signals, which can include pocket formation, adaptive pocket formation and multiple pocket formations. In some embodiments, the transmitter 402 can transmit wireless power transfer to the receiver 420 in the form of an RF wave, which RF wave comprises any radio signal having any frequency or wavelength. Can be done. Transmitter 402 includes one or more antenna elements 406, one or more RFIC 408, one or more microcontrollers 410, one or more communication components 412, power supply 414, and everything for transmitter 402. Provided with a housing in which the required components of the can be placed. Various components of transmitter 402 can include metamaterials, microprints of circuits, nanomaterials, etc., and / or can be manufactured using them.

[0196] 例示的なシステム400において、送信機402は、3次元空間内の位置において収束し、それによってエネルギーポケット444を形成する制御されたRF波442を送信するか、または他の形でブロードキャストすることができる。これらのRF波は、位相および/または相対振幅調節を通じて制御され、強め合う干渉パターンまたは弱め合うパターンを形成することができる(すなわち、ポケット形成)。エネルギーポケット444は、強め合う干渉パターンにおいて形成される場とすることができ、3次元の形状とすることができるのに対し、特定の物理的位置における送信ヌルは、弱め合う干渉パターンにおいて生成することができる。受信機420は、電子クライアントデバイス446(例えば、ラップトップコンピューター、携帯電話)を充電するかまたはこれに電源供給するためにポケット形成によって生成されるエネルギーポケット444から電気エネルギーを取り入れることができる。いくつかの実施形態では、システム400は、様々な電子機器に電力供給するための複数の送信機402および/または複数の受信機420を含むことができる。クライアントデバイス446の非限定的な例は、スマートフォン、タブレット、音楽プレーヤー、玩具等を同時に含むことができる。いくつかの実施形態では、アダプティブポケット形成を用いて、電子デバイスに対する電力を調節することができる。 [0196] In an exemplary system 400, transmitter 402 either transmits or otherwise broadcasts a controlled RF wave 442 that converges at a position in three-dimensional space, thereby forming an energy pocket 444. can do. These RF waves are controlled through phase and / or relative amplitude adjustments and can form intensifying or weakening interfering patterns (ie, pocket formation). The energy pocket 444 can be a field formed in an intensifying interference pattern and can have a three-dimensional shape, whereas a transmit null at a particular physical position is generated in an intensifying interference pattern. be able to. The receiver 420 can take electrical energy from the energy pocket 444 generated by the pocket formation to charge or power the electronic client device 446 (eg, laptop computer, mobile phone). In some embodiments, the system 400 may include a plurality of transmitters 402 and / or a plurality of receivers 420 for powering various electronic devices. Non-limiting examples of client devices 446 can include smartphones, tablets, music players, toys and the like at the same time. In some embodiments, adaptive pocket formation can be used to regulate the power to the electronic device.

2.受信機
[0197] 受信機420は、少なくとも1つのアンテナ素子424、1つの整流器426、1つの電力変換器428および通信コンポーネント430を含めることができるハウジングを含むことができる。
受信機420のハウジングは、信号または波の送信および/または受信を容易にすることが可能な任意の材料、例えば、プラスチックまたは硬質ゴムから作製することができる。ハウジングは、例えば、ケースの形態で異なる電子機器に付加することができる外付けハードウェアとすることができるか、または電子機器内に組み込むこともできる。
2. Receiving machine
[0197] The receiver 420 can include a housing that can include at least one antenna element 424, one rectifier 426, one power converter 428 and a communication component 430.
The housing of the receiver 420 can be made from any material that can facilitate the transmission and / or reception of signals or waves, such as plastic or hard rubber. The housing can be, for example, external hardware that can be attached to different electronic devices in the form of a case, or can be incorporated within the electronic device.

3.アンテナ素子
[0198] 受信機420のアンテナ素子424は、送信機402Aによって用いられる周波数帯域において信号を送信および/または受信することが可能な任意のタイプのアンテナを含むことができる。アンテナ素子424は、垂直偏波もしくは水平偏波、右偏波もしくは左偏波、楕円偏波、または他の偏波、および任意の数の偏波の組合せを含むことができる。複数の偏波を用いることは、使用中の好ましい向きがないか、または向きが経時的に連続して変化する場合があるデバイス、例えば、スマートフォンまたはポータブルゲーミングシステムにおいて有利であり得る。明確に定義された予期される向きを有するデバイス(例えば、両手を使うビデオゲームコントローラー)の場合、アンテナの好ましい偏波が存在する場合があり、これにより、複数のアンテナについて所与の偏波の比を指定することができる。受信機420のアンテナ素子424におけるアンテナのタイプは、約1/8インチ〜約6インチの高さと、約1/8インチ〜約6インチの幅とを有することができるパッチアンテナを含むことができる。パッチアンテナは、好ましくは、接続性に依拠した偏波を有することができ、すなわち、偏波は、いずれの側からパッチが供給されるかに依拠して変動することができる。いくつかの実施形態では、アンテナのタイプは、ワイヤレス電力伝送を最適化するようにアンテナ偏波を動的に変動させることが可能な、パッチアンテナ等の任意のタイプのアンテナとすることができる。
3. 3. Antenna element
[0198] Antenna element 424 of receiver 420 may include any type of antenna capable of transmitting and / or receiving signals in the frequency band used by transmitter 402A. The antenna element 424 can include a combination of vertically or horizontally polarized light, right or left polarized light, elliptically polarized light, or other polarized light, and any number of polarized light. The use of multiple polarizations can be advantageous in devices such as smartphones or portable gaming systems where there is no preferred orientation in use or the orientation may change continuously over time. For devices with a well-defined and expected orientation (eg, a two-handed video game controller), there may be a preferred polarization of the antenna, which allows for a given polarization for multiple antennas. You can specify the ratio. The type of antenna in the antenna element 424 of the receiver 420 can include a patch antenna that can have a height of about 1/8 inch to about 6 inches and a width of about 1/8 inch to about 6 inches. .. The patch antenna can preferably have polarization depending on connectivity, i.e., the polarization can vary depending on which side the patch is supplied from. In some embodiments, the type of antenna can be any type of antenna, such as a patch antenna, capable of dynamically varying the antenna polarization to optimize wireless power transfer.

4.整流器
[0199] 受信機420の整流器426は、アンテナ素子424によって生成された交流(AC)電圧を直流(DC)電圧に整流するための、ダイオード、レジスタ、インダクタ、および/またはキャパシタを備えることができる。整流器426は、技術的に可能な限りアンテナ素子424Bの近くに配置し、電力伝送信号から収集された電力エネルギーにおける損失を最小にすることができる。AC電圧を整流した後、結果として得られるDC電圧を、電力変換器428を用いて調節することができる。電力変換器428は、入力に関わらず、電子デバイスに、またはこの例示的なシステム400におけるように電池に、一定の電圧出力を提供するのに役立つことができるDC/DC変換器とすることができる。通常の電圧出力は、約5ボルト〜約10ボルトとすることができる。いくつかの実施形態では、電力変換器は、高い効率性を提供することができる電子切り替えモードDC/DC変換器を含むことができる。そのような実施形態では、受信機420は、電力変換器428の前に電気エネルギーを受信するように位置を定められたキャパシタ(図示せず)を備えることができる。キャパシタは、十分な電流が電子切り替えデバイス(例えば、切り替えモードDC/DC変換器)に提供され、それによって電子切り替えデバイスが効果的に動作することができることを確実にすることができる。電子デバイス、例えば電話またはラップトップコンピューターを充電するとき、電子切り替えモードDC/DC変換器の動作を起動するのに必要とされる最小電圧を超えることができる初期高電流が必要とされる場合がある。そのような場合、キャパシタ(図示せず)を受信機420の出力に付加して、必要とされる追加のエネルギーを提供することができる。その後、低電力を提供することができる。例えば、電話またはラップトップにまだ電荷を蓄積させている間に、総初期電力の1/80を用いることができる。
4. rectifier
[0199] The rectifier 426 of the receiver 420 may include diodes, registers, inductors, and / or capacitors for rectifying the alternating current (AC) voltage generated by the antenna element 424 to a direct current (DC) voltage. .. The rectifier 426 can be technically placed as close to the antenna element 424B as possible to minimize the loss in power energy collected from the power transfer signal. After rectifying the AC voltage, the resulting DC voltage can be adjusted using the power converter 428. The power converter 428 can be a DC / DC converter that can serve to provide a constant voltage output to the electronic device, or to the battery, as in this exemplary system 400, regardless of the input. can. The normal voltage output can be from about 5 volts to about 10 volts. In some embodiments, the power converter can include an electronic switching mode DC / DC converter that can provide high efficiency. In such an embodiment, the receiver 420 may include a capacitor (not shown) positioned in front of the power converter 428 to receive electrical energy. Capacitors can ensure that sufficient current is provided to the electronic switching device (eg, switching mode DC / DC converter), which allows the electronic switching device to operate effectively. When charging an electronic device, such as a telephone or laptop computer, an initial high current may be required that can exceed the minimum voltage required to activate the operation of the electronic switching mode DC / DC converter. be. In such cases, a capacitor (not shown) can be added to the output of receiver 420 to provide the additional energy required. After that, low power can be provided. For example, 1/80 of the total initial power can be used while the phone or laptop is still accumulating charge.

5.通信コンポーネント
[0200] 受信機420の通信コンポーネント430は、他の受信機420、クライアントデバイス、および/または送信機402等の、システム400の1つ以上の他のデバイスと通信することができる。以下の実施形態において説明されるように、受信機に関して、異なるアンテナ、整流器または電力変換器構成が可能である。
5. Communication component
[0200] The communication component 430 of the receiver 420 can communicate with one or more other devices of the system 400, such as the other receiver 420, the client device, and / or the transmitter 402. Different antenna, rectifier or power converter configurations are possible for the receiver as described in the following embodiments.

E.複数のデバイスのためのポケット形成の方法
1.一次構成
[0201] 図5は、例示的な実施形態による、複数の受信機デバイスに電源供給するステップを示す。第1のステップ501において、送信機(TX)は、接続を確立するか、または他の形で受信機(RX)と連携する。すなわち、いくつかの実施形態では、送信機および受信機は、電気デバイスの2つのプロセッサ間で情報を送信することが可能なワイヤレス通信プロトコル(例えば、Bluetooth(登録商標)、BLE、Wi-Fi、NFC、ZigBee(登録商標))を用いることにより制御データを通信することができる。例えば、Bluetooth(登録商標)またはBluetooth(登録商標)の変形形態を実施する実施形態において、送信機は、受信機のブロードキャストするアドバタイズメント信号をスキャンすることができるか、または受信機はアドバタイズメント信号を送信機に送信することができる。アドバタイズメント信号は、受信機の存在を送信機に知らせることができ、送信機と受信機との間の関連付けをトリガーすることができる。後に記載されるように、いくつかの実施形態では、アドバタイズメント信号は、様々なデバイス(例えば、送信機、クライアントデバイス、サーバーコンピューター、他の受信機)によって、ポケット形成手順を実行および管理するのに用いることができる情報を通信することができる。アドバタイズメント信号内に含まれる情報は、デバイス識別子(例えば、MACアドレス、IPアドレス、UUID)、受信した電気エネルギーの電圧、クライアントデバイス電力消費、および電力伝送波に関連する他のタイプのデータを含むことができる。送信機は、送信されたアドバタイズメント信号を使用して受信機を特定することができ、いくつかの場合、2次元空間内または3次元空間内の受信機を位置特定することができる。送信機が受信機を特定すると、送信機は、送信機において受信機と関連付けられた接続を確立し、送信機および受信機が第2のチャネルを介して制御信号を通信することを可能にすることができる。
E. Method of pocket formation for multiple devices 1. Primary configuration
[0201] FIG. 5 shows a step of powering a plurality of receiver devices according to an exemplary embodiment. In the first step 501, the transmitter (TX) establishes a connection or otherwise works with the receiver (RX). That is, in some embodiments, the transmitter and receiver are capable of transmitting information between two processors of an electrical device, such as a wireless communication protocol (eg, Bluetooth®, BLE, Wi-Fi, etc. Control data can be communicated by using NFC, ZigBee (registered trademark). For example, in an embodiment that implements a Bluetooth® or a variant of Bluetooth®, the transmitter can scan the advertisement signal broadcast by the receiver, or the receiver can scan the advertisement signal. Can be sent to the transmitter. The advertisement signal can inform the transmitter of the presence of the receiver and can trigger the association between the transmitter and the receiver. As described below, in some embodiments, the advertisement signal is performed and managed by various devices (eg, transmitter, client device, server computer, other receiver) to perform and manage the pocket formation procedure. Information that can be used for can be communicated. The information contained within the advertisement signal includes device identifiers (eg, MAC address, IP address, UUID), voltage of received electrical energy, client device power consumption, and other types of data related to power transmission waves. be able to. The transmitter can identify the receiver using the transmitted advertisement signal, and in some cases can locate the receiver in two-dimensional or three-dimensional space. When the transmitter identifies the receiver, the transmitter establishes a connection associated with the receiver at the transmitter, allowing the transmitter and receiver to communicate control signals over a second channel. be able to.

[0202] 例として、Bluetooth(登録商標)プロセッサを備える受信機が通電されるか、または送信機の検出範囲内に入れられるとき、Bluetooth(登録商標)プロセッサは、Bluetooth(登録商標)規格に従って受信機のアドバタイズメントを開始することができる。送信機は、アドバタイズメントを認識し、制御信号および電力伝送信号を通信するための接続の確立を開始することができる。いくつかの実施形態では、アドバタイズメント信号は一意の識別子を含むことができ、それによって、送信機は、そのアドバタイズメントを区別し、最終的に、範囲内の近傍にある全ての他のBluetooth(登録商標)デバイスとその受信機を区別することができる。 [0202] As an example, when a receiver with a Bluetooth® processor is energized or placed within the detection range of a transmitter, the Bluetooth® processor receives according to the Bluetooth® standard. You can start advertising the aircraft. The transmitter can recognize the advertisement and initiate the establishment of a connection for communicating the control signal and the power transmission signal. In some embodiments, the advertisement signal can include a unique identifier, whereby the transmitter distinguishes the advertisement and, ultimately, all other Bluetooth in the vicinity of the range ( A registered trademark) device and its receiver can be distinguished.

[0203] 次のステップ503において、送信機がアドバタイズメント信号を検出すると、送信機は、その受信機との通信接続を自動的に形成することができ、これによって、送信機および受信機が、制御信号および電力伝送信号を通信することを可能にすることができる。次に、送信機は、受信機がリアルタイムサンプルデータの送信を開始するかまたはデータを制御することを命令することができる。送信機は、送信機のアンテナアレイのアンテナからの電力伝送信号の送信も開始することができる。 [0203] In the next step 503, when the transmitter detects an advertisement signal, the transmitter can automatically form a communication connection with its receiver, which allows the transmitter and receiver to form a communication connection. It is possible to make it possible to communicate control signals and power transmission signals. The transmitter can then instruct the receiver to start transmitting real-time sample data or control the data. The transmitter can also initiate transmission of power transfer signals from the antennas of the transmitter's antenna array.

[0204] 次のステップ505において、次に、受信機は、受信機のアンテナによって受信される電気エネルギーに基づいて、電力伝送信号の効率性に関係する数ある基準の中でも、電圧を測定することができる。受信機は、測定情報を含む制御データを生成することができ、次に、制御データを含む制御信号を送信機に送信することができる。例えば、受信機は、例えば、毎秒100回の速度で受信した電気エネルギーの電圧測定値をサンプリングすることができる。受信機は、制御信号の形態で、毎秒100回電圧サンプル測定値を送信機に返送することができる。 [0204] In the next step 505, the receiver then measures the voltage, among other criteria, related to the efficiency of the power transfer signal, based on the electrical energy received by the receiver's antenna. Can be done. The receiver can generate control data including measurement information and then can transmit a control signal containing the control data to the transmitter. For example, the receiver can sample voltage measurements of electrical energy received, for example, at a rate of 100 times per second. The receiver can send the voltage sample measurements back to the transmitter 100 times per second in the form of control signals.

[0205] 次のステップ507において、送信機は、受信機から受信した電圧測定値等の基準を監視する1つ以上のソフトウェアモジュールを実行することができる。アルゴリズムは、送信機のアンテナによって電力伝送信号の生成および送信を変動させ、受信機の周りのエネルギーポケットの効率性を最大にすることができる。例えば、送信機は、受信機によって受信される電力が、受信機の周りで効率的に確立されたポケットエネルギーを示すまで、送信機アンテナが電力伝送信号を送信する位相を調整することができる。アンテナのための最適な構成が特定されると、送信機のメモリは、その最も高いレベルで送信機ブロードキャストを保持するように構成を記憶することができる。 [0205] In the next step 507, the transmitter may execute one or more software modules that monitor a reference such as a voltage measurement received from the receiver. The algorithm can vary the generation and transmission of power transfer signals by the antenna of the transmitter, maximizing the efficiency of the energy pocket around the receiver. For example, the transmitter can adjust the phase in which the transmitter antenna transmits a power transmission signal until the power received by the receiver exhibits pocket energy efficiently established around the receiver. Once the optimal configuration for the antenna has been identified, the transmitter memory can store the configuration to hold the transmitter broadcast at its highest level.

[0206] 次のステップ509において、送信機のアルゴリズムは、電力伝送信号を調整することが必要であるときを判断し、そのような調整が必要であるという判断に応答して、送信アンテナの構成を変更することもできる。例えば、送信機は、受信機から受信されるデータに基づいて、受信機において受信される電力が最大未満であると判断することができる。次に、送信機は、電力伝送信号の位相を自動的に調整することができるが、同時に、受信機から折り返し報告される電圧の受信および監視も継続することができる。 [0206] In the next step 509, the transmitter algorithm determines when it is necessary to adjust the power transmission signal and, in response to the determination that such adjustment is necessary, configures the transmitting antenna. Can also be changed. For example, the transmitter can determine that the power received by the receiver is less than maximum, based on the data received from the receiver. The transmitter can then automatically adjust the phase of the power transfer signal, while at the same time continuing to receive and monitor the voltage reported back from the receiver.

[0207] 次のステップ511において、特定の受信機と通信するための定められた期間の後、送信機は、送信機の範囲内にあることができる他の受信機からのアドバタイズメントをスキャンし、および/または自動的に検出することができる。送信機は、第2の受信機からのBluetooth(登録商標)アドバタイズメントに応答して第2の受信機への接続を確立することができる。 [0207] In the next step 511, after a defined period of time to communicate with a particular receiver, the transmitter scans for advertisements from other receivers that can be within range of the transmitter. , And / or can be detected automatically. The transmitter can establish a connection to the second receiver in response to a Bluetooth® advertisement from the second receiver.

[0208] 次のステップ513において、第2の受信機との第2の通信接続を確立した後、送信機は、送信機のアンテナアレイにおける1つ以上のアンテナの調整に進むことができる。いくつかの実施形態では、送信機は、第2の受信機にサービス提供するためのアンテナのサブセットを特定し、それによって、アレイを、受信機に関連付けられたアレイのサブセットにパースすることができる。いくつかの実施形態では、アンテナアレイ全体が、所与の期間にわたって第1の受信機にサービス提供することができ、次に、アレイ全体が、その期間にわたって第2の受信機にサービス提供することができる。 [0208] In the next step 513, after establishing a second communication connection with the second receiver, the transmitter can proceed to tune one or more antennas in the transmitter's antenna array. In some embodiments, the transmitter identifies a subset of antennas for servicing a second receiver, whereby the array can be parsed into a subset of arrays associated with the receiver. .. In some embodiments, the entire antenna array can serve the first receiver over a given period of time, and then the entire array can serve the second receiver over that period. Can be done.

[0209] 送信機によって実行される手動または自動のプロセスは、第2の受信機にサービス提供するためのアレイのサブセットを選択することができる。この例において、送信機のアレイを半分に分割し、2つのサブセットを形成することができる。結果として、アンテナの半分を、電力伝送信号を第1の受信機に送信するように構成することができ、アンテナの半分を第2の受信機のために構成することができる。現在のステップ513において、送信機は、第2の受信機のためのアンテナのサブセットを構成または最適化するために上記で論考した同様の技法を適用することができる。電力伝送信号を送信するためのアレイのサブセットを選択する間、送信機および第2の受信機は制御データを通信することができる。結果として、送信機が第1の受信機と通信すること、および/または新たな受信機についてスキャンすることに交替して戻るまでに、送信機は、送信機のアンテナアレイの第2のサブセットによって送信される波の位相を調整し、電力伝送波を第2の受信機に効果的に送信するのに十分な量のサンプルデータを受信している。 [0209] The manual or automated process performed by the transmitter can select a subset of arrays to service the second receiver. In this example, the array of transmitters can be split in half to form two subsets. As a result, half of the antenna can be configured to transmit the power transfer signal to the first receiver and half of the antenna can be configured for the second receiver. In the current step 513, the transmitter can apply similar techniques discussed above to configure or optimize a subset of antennas for the second receiver. The transmitter and second receiver can communicate control data while selecting a subset of arrays to transmit power transfer signals. As a result, by the time the transmitter alternates back to communicating with the first receiver and / or scanning for a new receiver, the transmitter is by a second subset of the transmitter's antenna array. The phase of the transmitted wave is adjusted to receive a sufficient amount of sample data to effectively transmit the power transmission wave to the second receiver.

[0210] 次のステップ515において、電力伝送信号を第2の受信機に送信するように第2のサブセットを調整した後、送信機は、第1の受信機と制御データを通信すること、または更なる受信機についてスキャンすることに交替して戻ることができる。送信機は、第1のサブセットのアンテナを再構成し、次に、所定の間隔で第1の受信機と第2の受信機とを交互に切り替えることができる。 [0210] In the next step 515, after adjusting the second subset to transmit the power transfer signal to the second receiver, the transmitter communicates control data with the first receiver, or You can take turns back to scanning for more receivers. The transmitter can reconfigure the antennas of the first subset and then alternate between the first and second receivers at predetermined intervals.

[0211] 次のステップ517において、送信機は、受信機間で交互に切り替えることを継続し、所定の間隔で新たな受信機についてスキャンすることができる。各新たな受信機が検出されるとき、送信機は接続を確立し、それに応じて、電力伝送信号の送信を開始することができる。 [0211] In the next step 517, the transmitter can continue to alternate between receivers and scan for new receivers at predetermined intervals. When each new receiver is detected, the transmitter can establish a connection and start transmitting power transfer signals accordingly.

[0212] 1つの例示的な実施形態において、受信機は、スマートフォンのようなデバイスに電気的に接続することができる。送信機のプロセッサは、任意のBluetooth(登録商標)デバイスについてスキャンすることができる。受信機は、これがBluetooth(登録商標)デバイスであるというアドバタイズメントを、Bluetooth(登録商標)チップを通じて開始することができる。アドバタイズメント内で、一意の識別子が存在することができ、それによって、送信機は、そのアドバタイズメントをスキャンしたときに、そのアドバタイズメントを区別し、最終的に、範囲内の近傍にある全ての他のBluetooth(登録商標)デバイスとその受信機を区別することができる。送信機がそのアドバタイズメント信号を検出すると、これが受信機であることを認識し、次に送信機は、その受信機との通信接続をすぐに形成し、その受信機がリアルタイムサンプルデータの送信を開始することを命令することができる。 [0212] In one exemplary embodiment, the receiver can be electrically connected to a device such as a smartphone. The transmitter processor can scan for any Bluetooth® device. The receiver can initiate an advertisement that this is a Bluetooth® device through the Bluetooth® chip. Within the advertisement, a unique identifier can be present so that when the transmitter scans the advertisement, it distinguishes the advertisement and ultimately all nearby neighbors within range. It is possible to distinguish between other Bluetooth® devices and their receivers. When the transmitter detects the advertisement signal, it recognizes that it is a receiver, then the transmitter immediately forms a communication connection with the receiver, and the receiver sends real-time sample data. You can order to start.

[0213] 次に、受信機は、自身の受信アンテナにおいて電圧を測定し、その電圧サンプル測定値を送信機に返送する(例えば、毎秒100回)。送信機は、位相を調整することによって、送信アンテナの構成の変更を開始することができる。送信機が位相を調整するとき、送信機は、受信機から返送される電圧を監視する。いくつかの実施態様において、電圧が高いほど、より大きなエネルギーがポケット内に存在し得る。アンテナ位相は、電圧が最高レベルになり、受信機の周りに最大エネルギーポケットが存在するまで変えることができる。送信機は、電圧が最高レベルにあるように特定の位相にアンテナを保持することができる。 The receiver then measures the voltage at its receiving antenna and sends the voltage sample measurement back to the transmitter (eg, 100 times per second). The transmitter can start changing the configuration of the transmitting antenna by adjusting the phase. When the transmitter adjusts the phase, the transmitter monitors the voltage returned from the receiver. In some embodiments, the higher the voltage, the more energy may be present in the pocket. The antenna phase can be changed until the voltage is at its highest level and there is a maximum energy pocket around the receiver. The transmitter can hold the antenna in a particular phase so that the voltage is at the highest level.

[0214] 送信機は、一度に1つずつ、各個々のアンテナを変更することができる。例えば、送信機内に32個のアンテナが存在し、各アンテナが8つの位相を有する場合、送信機は、第1のアンテナから開始することができ、第1のアンテナが8つ全ての位相を経るようにする。次に、受信機は、第1のアンテナの8つの位相の各々について電力レベルを返送することができる。次に、送信機は、第1のアンテナの最高の位相を記憶することができる。送信機は、第2のアンテナについてこのプロセスを繰り返し、8つの位相を経るようにすることができる。受信機は、再び、各位相からの電力レベルを返送することができ、送信機は最も高いレベルを記憶することができる。次に、送信機は、第3のアンテナについてプロセスを繰り返し、32個全てのアンテナが8つの位相を経るまで、プロセスを繰り返し続けることができる。プロセスの終了時に、送信機は、最も効率的な方式で受信機に最大電圧を送信することができる。 [0214] The transmitter may change each individual antenna, one at a time. For example, if there are 32 antennas in the transmitter and each antenna has 8 phases, the transmitter can start from the 1st antenna and the 1st antenna goes through all 8 phases. To do so. The receiver can then send back the power level for each of the eight phases of the first antenna. The transmitter can then store the highest phase of the first antenna. The transmitter can repeat this process for the second antenna through eight phases. The receiver can again send back the power level from each phase, and the transmitter can memorize the highest level. The transmitter can then repeat the process for the third antenna and continue the process until all 32 antennas have gone through eight phases. At the end of the process, the transmitter can transmit the maximum voltage to the receiver in the most efficient way.

[0215] 別の例示的な実施形態では、送信機は、第2の受信機のアドバタイズメントを検出し、第2の受信機との通信接続を形成することができる。送信機が第2の受信機との通信を形成するとき、送信機は、第2の受信機に向けて元の32個のアンテナの照準合わせを行い、第2の受信機に照準合わせされた32個のアンテナの各々について位相プロセスを繰り返すことができる。プロセスが完了すると、第2の受信機は、送信機から可能な限り多くの電力を得ることができる。送信機は、1秒間第2の受信機と通信し、次に、所定の期間(例えば、1秒)にわたって第1の受信機に交替して戻り、送信機は、所定の間隔で第1の受信機と第2の受信機との間を交互に切り替えて往復し続けることができる。 [0215] In another exemplary embodiment, the transmitter can detect the advertisement of the second receiver and form a communication connection with the second receiver. When the transmitter forms communication with the second receiver, the transmitter aims the original 32 antennas towards the second receiver and is aimed at the second receiver. The phase process can be repeated for each of the 32 antennas. When the process is complete, the second receiver can get as much power as possible from the transmitter. The transmitter communicates with the second receiver for 1 second, then alternates back to the first receiver for a predetermined period of time (eg, 1 second), and the transmitter returns to the first receiver at predetermined intervals. It is possible to switch between the receiver and the second receiver alternately and continue reciprocating.

[0216] 更に別の実施態様では、送信機は、第2の受信機のアドバタイズメントを検出し、第2の受信機との通信接続を形成することができる。第1に、送信機は第1の受信機と通信し、第1の受信機に照準合わせされた例示的な32個のアンテナの半分を再割当てし、16個のみを第1の受信機に専用にすることができる。次に、送信機は、アンテナの第2の半分を第2の受信機に割り当て、16個のアンテナを第2の受信機に専用にすることができる。送信機は、アンテナの第2の半分のための位相を調整することができる。16個のアンテナが8つの位相の各々を経たとき、第2の受信機は、受信機にとって最も効率的な方式で最大電圧を得ていることができる。 [0216] In yet another embodiment, the transmitter can detect the advertisement of the second receiver and form a communication connection with the second receiver. First, the transmitter communicates with the first receiver, reallocates half of the thirty-two exemplary antennas aimed at the first receiver, and only 16 become the first receiver. Can be dedicated. The transmitter can then allocate the second half of the antennas to the second receiver and dedicate 16 antennas to the second receiver. The transmitter can adjust the phase for the second half of the antenna. When the 16 antennas go through each of the eight phases, the second receiver can get the maximum voltage in the most efficient way for the receiver.

2.ポケット形成のための最適な位置の決定
[0217] 図43は、追跡および位置決めのフローチャート4300を示す。このフローチャートは、数ある中でも、コントローラー、CPU、プロセッサ、コンピューターにおけるアルゴリズムによって、ワイヤレス電力伝送を通じて電力および/または電荷を受信することができる電子デバイスの最適な位置および向きを決定するのに利用することができる。最適な効率を達成するために、電子デバイスは、多岐にわたるセンサを用いて、ワイヤレス電力伝送が開始するとき(4359)に受信される電池における電圧レベルおよび/または電力レベルを判断することができる。そのようなセンサは、デバイスが最大利用可能効率で電力を受信しているか否かを示すことができる(4359)。電力効率を判断するセンサおよび/または回路の例は、加速度計、周囲光センサ、GPSセンサ、コンパス、近接性センサ、圧力センサ、ジャイロスコープ、赤外線センサ、モーション検出器、OPSセンサ回路および/または任意の他のタイプのセンサもしくは回路のうちの1つ以上を含むことができる。
2. Determining the optimal position for pocket formation
[0217] FIG. 43 shows a flow chart 4300 for tracking and positioning. This flowchart can be used to determine the optimal position and orientation of electronic devices that can receive power and / or charge through wireless power transfer, among others, by algorithms in controllers, CPUs, processors, and computers. Can be done. To achieve optimum efficiency, the electronic device can use a wide variety of sensors to determine the voltage level and / or power level in the battery received when wireless power transfer begins (4359). Such a sensor can indicate whether the device is receiving power with maximum available efficiency (4359). Examples of sensors and / or circuits that determine power efficiency include accelerometers, ambient light sensors, GPS sensors, compasses, proximity sensors, pressure sensors, gyroscopes, infrared sensors, motion detectors, OPS sensor circuits and / or optional. It can include one or more of other types of sensors or circuits.

[0218] 最大利用可能効率は、数ある中でも、送信機からの距離、障害物、温度に依拠することができる。デバイスが最大利用可能効率で電力を受信している場合、電子デバイス上および/または受信機内にインストールされたアプリケーション、ソフトウェアまたはプログラムは、これを認識し、および/または現在の位置を維持するようにユーザーに通知することができる(4363)。更に、デバイスが最大利用可能効率よりも低い効率で電力を受信している場合、ソフトウェアまたはプログラムは、多岐にわたるセンサを用いて、送信機の位置および向きに対する電子デバイスの最適な位置を追跡し決定することができる。センサは、数ある中でも、加速度計、赤外線、OPSを含むことができる。更に、通信モジュールによって、追跡および位置決めのために通信相互関係を用いることができる。通信モジュールは、数ある中でも、Bluetooth(登録商標)技術、赤外線通信、Wi−Fi、FM無線を含み、これらを組み合わせることができる。電子デバイスの各位置および/または向きにおいて受信した電圧レベルおよび/または電力を比較することによって、ソフトウェアおよび/またはプログラムは、最適な位置および/または向きに向けるためにデバイス位置を変更するようにユーザーに通知し、および/またはユーザーを誘導することができる(4365)。 [0218] Maximum available efficiency can depend on distance from the transmitter, obstacles, and temperature, among other things. If the device is receiving power at maximum available efficiency, the application, software or program installed on the electronic device and / or in the receiver will recognize this and / or maintain its current position. The user can be notified (4363). In addition, if the device is receiving power with an efficiency lower than the maximum available efficiency, the software or program uses a wide variety of sensors to track and determine the optimal position of the electronic device with respect to the position and orientation of the transmitter. can do. Sensors, among others, can include accelerometers, infrared rays, and OPS. In addition, the communication module allows communication interrelationships to be used for tracking and positioning. Communication modules include, among others, Bluetooth® technology, infrared communication, Wi-Fi, FM radio, and these can be combined. By comparing the received voltage level and / or power at each position and / or orientation of the electronic device, the software and / or program will reposition the device to orient it in the optimal position and / or orientation. Can be notified and / or the user can be guided (4365).

[0219] 図44Aは、送信機4401Aが複数の携帯電話4452Aにわたってポケット形成を生じさせることができるワイヤレス電力伝送4400Aを示す。図44Aに示すように、ワイヤレス電力伝送4400Aは、受信機におけるアンテナ4406BがRF波4442Bの同じ方向に面する場合があることに起因して、低い効率で携帯電話4452Aを充電しおよび/または携帯電話に電力を提供する場合があり、このため、エネルギーポケット4404Aは、より低い電荷および/または電力をアンテナ4406Bに提供する場合がある。 [0219] FIG. 44A shows a wireless power transfer 4400A in which transmitter 4401A can cause pocket formation across multiple mobile phones 4452A. As shown in FIG. 44A, the wireless power transfer 4400A charges and / or carries the mobile phone 4452A with low efficiency due to the antenna 4406B in the receiver sometimes facing the same direction of the RF wave 4442B. It may provide power to the phone, so the energy pocket 4404A may provide lower charge and / or power to antenna 4406B.

[0220] 図44Bは、例示的な実施形態による、携帯電話が低い効率で電荷および/または電力を受信するワイヤレス電力伝送を示す。図44Bに示すように、携帯電話4452Bを180°回すことによって、アンテナ4406Bは、より高い効率で電力を受信することができ、そのような効率は、アンテナ4406Bの向きをRF波4442Bの反対方向に向けることができることに起因して達成することができる。 [0220] FIG. 44B illustrates wireless power transfer in which a mobile phone receives charge and / or power with low efficiency, according to an exemplary embodiment. As shown in FIG. 44B, by turning the mobile phone 4452B 180 °, the antenna 4406B can receive power with higher efficiency, such efficiency as directing the antenna 4406B in the opposite direction of the RF wave 4442B. Can be achieved due to being able to turn to.

3.充電を始動する受信機
[0221] 図45は、例示的な実施形態による、充電要求プロセス4500のフローチャートである。プロセス4500は、ワイヤレス充電システムと対話するためのGUIを含む電子デバイスが電力送信機と通信する(4569)ときに開始することができる。通信中、電子デバイスは、数ある中でも、デバイスIDおよび充電ステータスを含む情報を電力送信機に送信することができる。電力送信機は、自身のデータベースを更新することができ、システム内の利用可能な電力送信機のIDを含むコピーを電子デバイスに送信することができる。次に、電子デバイスは、自身のIDが電力受信機のIDと既に関連付けられているか否かをチェックすることができる(4571)。
3. 3. Receiver to start charging
[0221] FIG. 45 is a flowchart of the charging request process 4500 according to an exemplary embodiment. Process 4500 can be initiated when an electronic device, including a GUI for interacting with the wireless charging system, communicates with the power transmitter (4569). During communication, the electronic device can transmit information, among others, including device ID and charging status to the power transmitter. The power transmitter can update its database and can send a copy containing the IDs of available power transmitters in the system to electronic devices. The electronic device can then check if its ID is already associated with the ID of the power receiver (4571).

[0222] 電子デバイスが既にペアリングされていない場合、電子デバイスは、電力受信機を求めてスキャンを開始することができる(4573)。システム内の全ての電力受信機が、任意の時点においてアドバタイズメントメッセージをブロードキャストすることができる。アドバタイズメントメッセージは、一意の32ビットデバイスIDおよびシステムIDまたはUUID(汎用一意識別子)を含むことができる。いくつかの実施形態では、アドバタイズメントメッセージは、追加の情報を含むことができる。電子デバイスは、異なる電力受信機によってブロードキャストされているアドバタイズメントの信号強度を監視可能であり、電子デバイスに対する電力受信機の近接性を追跡可能とすることができる。 [0222] If the electronic device is not already paired, the electronic device can initiate a scan in search of a power receiver (4573). All power receivers in the system can broadcast the advertisement message at any time. The advertisement message can include a unique 32-bit device ID and system ID or UUID (universally unique identifier). In some embodiments, the advertisement message may include additional information. The electronic device can monitor the signal strength of the advertisement being broadcast by different power receivers and can track the proximity of the power receiver to the electronic device.

[0223] 電子デバイスは、電力受信機がある時間量にわたって近接性範囲内にあることを検出するとき、データベースをチェックして、電力受信機が既に別の電子デバイスとペアリングされていないか否かを判断することに進むことができる。電力受信機が別のデバイスと既にペアリングされていない場合、電子デバイスは、ペアリング(4575)中に電子デバイスのIDとの電力受信機のIDの関連付けによりデータベースを更新することができる。次に、電子デバイスは、更新されたデータベースのコピーを電力送信機に送信することができる。 [0223] When an electronic device detects that a power receiver is within proximity for an amount of time, it checks the database to see if the power receiver is already paired with another electronic device. You can proceed to determine if. If the power receiver is not already paired with another device, the electronic device can update the database during pairing (4575) by associating the power receiver's ID with the electronic device's ID. The electronic device can then send a copy of the updated database to the power transmitter.

[0224] 電子デバイスがペアリングされると、ユーザーが電子デバイス内のGUIを通じて、または電子機器が、電力要求を電力送信機に送信することができる(4577)。電力送信機は、電子デバイスに電力を提供することが適切であるとみなす場合、電力受信機をオンにすることができる(4579)。 [0224] Once the electronic device has been paired, the user can send a power request to the power transmitter through the GUI within the electronic device or the electronic device (4577). The power transmitter can turn on the power receiver if it deems it appropriate to provide power to the electronic device (4579).

[0225] その後、電力送信機は、アンテナアレイを、電子デバイスに関連付けられた電力受信機に照準合わせし、電力受信機へのエネルギーの送信を開始することができる。次に、電力受信機は、電子デバイスへの充電を開始することができる(4581)。電子デバイスが充電されると、プロセスは終了することができる。 The power transmitter can then aim the antenna array at the power receiver associated with the electronic device and begin transmitting energy to the power receiver. The power receiver can then start charging the electronic device (4581). The process can be terminated when the electronic device is charged.

[0226] 図46は、マイクロコントローラーによって送信機4600からワイヤレス電力伝送を制御するのに利用することができる例示的なルーチン4600を示す。ルーチン4600は、送信機4600が受信機から電力送達要求4863を受信するときに開始することができる。電力送達要求(4863)時に、受信機は、遅延符号化、直交周波数分割多重(OFDM)、符号分割多重(CDM)、または受信機を含む所与の電子デバイスを識別するための他のバイナリコード化等の技法を用いてコード化することができる署名信号を送信することができる。この段階において、マイクロコントローラーは認証(4685)に進むことができ、認証において、マイクロコントローラーは受信機によって送信された署名信号を評価することができる。認証(4685)に基づいて、マイクロコントローラーは、判定(4687)に進むことができる。受信機が電力を受信する権限を付与されていない場合、マイクロコントローラーは、判定4687において、電力を送達しない(4689)ことを決定し、これにより終了(4691)時にルーチン4600を終了する。他方で、受信機が電力を受信する権限を付与されている場合、マイクロコントローラーは、デバイスタイプを決定すること(4693)に進むことができる。このステップにおいて、マイクロコントローラーは、受信機から、数あるそのような情報の中でも、デバイスのタイプ、製造者、シリアル番号、必要な総電力、電池レベル等の情報を得ることができる。その後、マイクロコントローラーは、デバイスモジュールの実行(4695)に進むことができ、ここで、デバイスモジュールは、認証されたデバイスに適したルーチンを実行することができる。更に、複数の受信機が電力を必要としている場合、マイクロコントローラーは、全ての受信機に等しく電力を送達することもできるし、受信機ごとに優先度ステータスを利用することもできる。そのような優先度ステータスは、ユーザー定義することができる。いくつかの実施形態では、ユーザーは、自身のゲームデバイスよりも自身のスマートフォンにより多くの電力を送達することを選択することができる。他の例では、ユーザーは、まず自身のスマートフォンに、次に自身のゲームデバイスに電力供給することを決めることができる。 [0226] FIG. 46 shows an exemplary routine 4600 that can be used to control wireless power transfer from the transmitter 4600 by a microcontroller. Routine 4600 can be started when transmitter 4600 receives power delivery request 4863 from receiver. At power delivery request (4863), the receiver receives delayed coding, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), code division multiplexing (CDM), or other binary code to identify a given electronic device, including the receiver. It is possible to transmit a signature signal that can be encoded using a technique such as conversion. At this stage, the microcontroller can proceed to authentication (4685), in which the microcontroller can evaluate the signature signal transmitted by the receiver. Based on the certification (4685), the microcontroller can proceed to the determination (4678). If the receiver is not authorized to receive power, the microcontroller determines in determination 4387 that it does not deliver power (4689), thereby terminating routine 4600 at termination (4691). On the other hand, if the receiver is authorized to receive power, the microcontroller can proceed to determine the device type (4693). In this step, the microcontroller can obtain information from the receiver, such as device type, manufacturer, serial number, total power required, battery level, etc., among other such information. The microcontroller can then proceed to run the device module (4695), where the device module can run routines suitable for the authenticated device. In addition, if multiple receivers require power, the microcontroller can deliver power equally to all receivers, or can utilize priority status for each receiver. Such priority status can be user-defined. In some embodiments, the user may choose to deliver more power to his or her smartphone than to his or her gaming device. In another example, the user can decide to power his smartphone first and then his gaming device.

[0227] 図47は、デバイスモジュールにおいてマイクロコントローラーによって利用することができるルーチン4700の例を示す。ルーチン4700は、電力送達プロファイルの決定(4741)を開始することができ、ここで、ルーチン4700は、デフォルト電力プロファイルで、またはユーザーカスタムプロファイルで実行することを決めることができる。前者の場合、マイクロコントローラーは電池レベルの検証(4743)に進むことができ、ここで、マイクロコントローラーは、受信機を含む電子デバイスの電力需要を判断することができる。その後、マイクロコントローラーは、判定4745に進むことができる。判定4745において、受信機を含む電子デバイスの電池が満充電されている場合、マイクロコントローラーは電力を送達しないこと(4747)に進むことができ、このため、終了(4751)時にルーチン4700を終了する。他方で、受信機を含む電子デバイスのバッテリが満充電されていない場合、マイクロコントローラーは、判定4749において、そのような電子デバイスが特定の電力供給基準を満たすか否かを検証することに進むことができる。上記の電力供給基準は、電力を必要とする電子デバイスに依拠することができる。例えば、スマートフォンは、数ある基準の中でも、使用されていない場合にのみ電力を受信することもできるし、ユーザーがそのスマートフォンで通話していない場合にのみ使用中に電力を受信することもできるし、またはWi−Fiを損なわない限り、使用中に電力を受信することもできる。ユーザーカスタムプロファイルの場合、数あるそのようなオプションの中でも、ユーザーは、電力を送達する前に自身の機器が有することができる最小電池レベルを指定することもできるし、またはユーザーは、自身のデバイスに電力供給するための基準を指定することもできる。 [0227] FIG. 47 shows an example of routine 4700 that can be utilized by a microcontroller in a device module. Routine 4700 can initiate power delivery profile determination (4741), where routine 4700 can decide to run with the default power profile or with a user custom profile. In the former case, the microcontroller can proceed to battery level verification (4743), where the microcontroller can determine the power demand of the electronic device, including the receiver. The microcontroller can then proceed to determination 4745. In determination 4745, if the battery of the electronic device, including the receiver, is fully charged, the microcontroller can proceed to not delivering power (4747), thus ending routine 4700 at the end (4751). .. On the other hand, if the battery of the electronic device, including the receiver, is not fully charged, the microcontroller proceeds to verify in determination 4794 whether such electronic device meets certain power supply criteria. Can be done. The above power supply standards can rely on electronic devices that require power. For example, a smartphone can receive power only when it is not in use, or it can receive power during use only when the user is not talking on the smartphone, among other criteria. , Or power can be received during use as long as the Wi-Fi is not compromised. For user custom profiles, among many such options, the user can also specify the minimum battery level that his device can have before delivering power, or the user can specify his device. You can also specify the criteria for supplying power to.

[0228] 代替的に、マイクロコントローラーは、送信機上のプロセッサにデータを記録することもできる。そのようなデータは、デバイスがどの程度頻繁に電力を必要とするか、デバイスが何時に電力を要求するか、デバイスに電力供給するのにどの程度時間がかかるか、そのようなデバイスにどれだけの電力が送達されたか、デバイスの優先度ステータス、デバイスが主にどこで電力供給されるか(例えば、自宅または職場)に関する電力供給統計を含むことができる。更に、そのような統計をクラウドベースのサーバーにアップロードして、ユーザーが全てのそのような統計を見ることができるようにすることができる。いくつかの実施形態では、二次サービスとしてワイヤレス電力を提供する店、コーヒーショップ等は、受信した総電力に対して対応する金額をユーザーに課金するために上述した統計を用いることができる。いくつかの場合、ユーザーは、電力供給時間を購入することができ、例えば、ユーザーは、1時間の電力について支払うことができる。このため、上述した統計は、マイクロコントローラーがそのようなユーザーへの電力の送達をいつ停止するかを決めるのに役立つことができる。 [0228] Alternatively, the microcontroller can also record data to a processor on the transmitter. Such data is how often the device needs power, when the device requests power, how long it takes to power the device, and how much to such a device. It can include power supply statistics about whether the power was delivered, the priority status of the device, and where the device is primarily powered (eg, home or work). In addition, such statistics can be uploaded to a cloud-based server so that users can see all such statistics. In some embodiments, stores, coffee shops, etc. that provide wireless power as a secondary service can use the statistics described above to charge the user a corresponding amount for the total power received. In some cases, the user can purchase power supply time, for example, the user can pay for one hour of power. Thus, the statistics described above can help the microcontroller determine when to stop delivering power to such users.

4.充電を始動する送信機
[0229] 図48は、例示的な実施形態による、他の受信デバイスに電力を更にリダイレクトすることができるポータブルマット上に少なくとも1つのエネルギーポケットを生じさせる送信機を示す。図48は、ワイヤレス電力伝送4800の形態でのWPTに対する代替的な構成を示し、ここで、送信機4801は、ポータブルマット4894上に少なくとも1つのエネルギーポケット4804を生じさせることができる。マット4894は、送信機4801からワイヤレス電力を受信し、ポケット形成を通じてデバイス、例えば、受信機(図示せず)に作動的に結合されたスマートフォン3852にそのような電力を再送信するための少なくとも1つの受信機および少なくとも1つの送信機(図示せず)を含むことができる。いくつかの実施形態では、マット4894は、そのアンテナ素子を通じて送信された短RF信号により、または標準的な通信プロトコルを介して、送信機4801に通信することができる。上記は、送信機4801がマット4894を容易に位置特定することを可能にすることができる。開示された構成は、スマートフォン4852が送信機4801に直接通信することができない場合はいつでも有利であり得る。この構成は、マット4894は、任意の所望の到達するのが容易な位置において仮想的に配置することができるので、有利であり得る。最後に、送信機4801は、起動時にマット4894上にエネルギーポケット4804を発生させることができる、送信機4801のボタンに類似のボタン(図示せず)を含むことができる。マット4894上のエネルギーポケット4804の持続時間は、様々なユーザーの需要に合うように定義されたカスタムとすることができる。WPTのまた更なる利点は、他のデバイスをマット4894の近傍に配置することができ、同様にワイヤレスで電力を受信することもでき、すなわち、充電を必要とする電子デバイスがマット4894上に配置されることを必要としない場合さえあることであり得る。
4. Transmitter to start charging
[0229] FIG. 48 shows a transmitter according to an exemplary embodiment that creates at least one energy pocket on a portable mat that can further redirect power to other receiving devices. FIG. 48 shows an alternative configuration for WPT in the form of wireless power transfer 4800, where the transmitter 4801 can generate at least one energy pocket 4804 on the portable mat 4894. Matt 4894 receives wireless power from transmitter 4801 and at least one for retransmitting such power to a device, eg, a smartphone 3852 operatively coupled to a receiver (not shown) through pocket formation. It can include one receiver and at least one transmitter (not shown). In some embodiments, the matt 4894 can communicate with the transmitter 4801 by a short RF signal transmitted through its antenna element or via a standard communication protocol. The above can allow the transmitter 4801 to easily locate the mat 4894. The disclosed configuration can be advantageous whenever the smartphone 4852 is unable to communicate directly with the transmitter 4801. This configuration can be advantageous as the mat 4894 can be virtually placed in any desired easily reachable position. Finally, the transmitter 4801 can include a button (not shown) similar to the button on the transmitter 4801 that can generate an energy pocket 4804 on the mat 4894 at startup. The duration of the energy pocket 4804 on the mat 4894 can be custom defined to meet the needs of different users. A further advantage of WPT is that other devices can be placed in the vicinity of the mat 4894 and can receive power wirelessly as well, i.e. electronic devices that require charging are placed on the mat 4894. It may even not be necessary to be done.

[0230] 図49は、ワイヤレス電力伝送4900Aを描く図49Aおよび図49Bを含む。まず図49Aを参照すると、受信機(図示せず)に作動的に結合されたスマートフォン4952Aは、使用可能な電力がない場合があり、送信機4901Aと通信することができない場合がある。この実施形態において、トレーサーを用いて、電力が送達されるべき位置を送信機4901Aに通信することができる。トレーサーは、上記の位置を送信機4901Aに通信するために、送信機および受信機について上記で説明したように、内部に通信コンポーネント(図示せず)を含むことができる。そのような通信コンポーネントは、ユーザーの要求時にアクティブになることができる。例えば、トレーサーは、押下された後に上述した通信コンポーネントを起動することができる起動ボタン(図示せず)を含むことができる。 [0230] FIG. 49 includes FIGS. 49A and 49B depicting wireless power transfer 4900A. First, referring to FIG. 49A, the smartphone 4952A operatively coupled to the receiver (not shown) may not have available power and may not be able to communicate with the transmitter 4901A. In this embodiment, a tracer can be used to communicate to transmitter 4901A where power should be delivered. The tracer may include a communication component (not shown) internally to communicate the above location to the transmitter 4901A, as described above for the transmitter and receiver. Such communication components can be activated at the request of the user. For example, the tracer can include an activation button (not shown) that can activate the communication components described above after being pressed.

[0231] 図49Bは、例示的な実施形態による、少なくとも1つの受信デバイスにわたってエネルギーポケットを生成するための所望の位置を確立する役割を果たすことができるトレーサーを含むワイヤレス電力伝送を示す。 [0231] FIG. 49B shows wireless power transfer, according to an exemplary embodiment, including a tracer that can serve to establish a desired position for creating energy pockets across at least one receiving device.

[0232] この起動後、通信コンポーネントは、トレーサーの位置においてエネルギーポケット4904Bを生じさせるための要求を送信機4901Aに送信することができる。スマートフォン4952Aを充電するために、ユーザーがスマートフォン4952Aの同じ位置または近接位置においてトレーサーを起動することができる(図49B)。必要な電荷を蓄積するとき、スマートフォン4952Aは、ワイヤレス電力送達を継続するために、任意選択で、自身の位置を(独自の手段によって)送信機4901Aに通信することができる。他の実施形態において、エネルギーポケット4904Bは、ユーザーが到達するのが有益または容易であり得るが、電子デバイスが存在しない場合がある空間のエリアまたは領域において生じさせることができる。この場合、スマートフォン4952A等の充電を必要とする電子デバイスを、エネルギーポケット4904Bを利用するために上記の位置に動かすことができる。充電を必要とする電子デバイスがないときのエネルギーポケット4904Bの持続時間は、ユーザーによってカスタム定義することができる。いくつかの他の実施形態では、エネルギーポケット4904Bの持続時間は、トレーサーの動作によって与えることができ、例えば、トレーサーの起動時に、少なくとも1つのエネルギーポケット4904Bを生成することができる。そのようなエネルギーポケット4904Bは、トレーサーの起動ボタンの第2の押下までアクティブなままとすることができる。 [0232] After this activation, the communication component can send a request to the transmitter 4901A to generate the energy pocket 4904B at the tracer position. To charge the smartphone 4952A, the user can activate the tracer at the same or close position on the smartphone 4952A (FIG. 49B). When accumulating the required charge, the smartphone 4952A can optionally communicate its location to the transmitter 4901A (by its own means) to continue wireless power delivery. In other embodiments, the energy pocket 4904B can occur in an area or region of space where the user may be beneficial or easy to reach, but electronic devices may not be present. In this case, an electronic device that requires charging, such as a smartphone 4952A, can be moved to the above position to use the energy pocket 4904B. The duration of the energy pocket 4904B in the absence of electronic devices that require charging can be custom defined by the user. In some other embodiments, the duration of the energy pocket 4904B can be given by the action of the tracer, for example, at the time of activation of the tracer, at least one energy pocket 4904B can be generated. Such an energy pocket 4904B can remain active until the second press of the tracer activation button.

[0233] ワイヤレス電力伝送の上記の構成において、スマートフォン4952A等の電子デバイスは、より小さくかつより安価な受信機を利用することができる。上記は、受信機が送信機4901Aに位置を通信するために独自の通信コンポーネントを必要としない場合があることに起因して達成することができる。むしろ、トレーサーを用いてそのような機能を実行することができる。そのような他の実施形態において、トレーサーは、ユニバーサルシリアルバス(USB)等の接続を介して電子機器に接続することができるアクセサリの形態をとることができる。この場合、トレーサーは、デバイスに接続されるとアクティブになることができ、ワイヤレス電力送達の全体性を制御することができる。いくつかの実施形態では、ユーザーは、デバイスが充電を必要とするのと同じだけエネルギーポケット4904Bを生じさせることができる。 [0233] In the above configuration of wireless power transfer, electronic devices such as smartphone 4952A can utilize smaller and cheaper receivers. The above can be achieved due to the fact that the receiver may not require its own communication component to communicate the location with the transmitter 4901A. Rather, tracers can be used to perform such functions. In such other embodiments, the tracer can take the form of an accessory that can be connected to an electronic device via a connection such as a universal serial bus (USB). In this case, the tracer can be activated when connected to the device and can control the integrity of wireless power delivery. In some embodiments, the user can generate as much energy pocket 4904B as the device requires charging.

[0234] 図50は、トレーサー5098を保有しているユーザーが、ポケット形成のための受信機を含むことができる様々な電子デバイスに電力供給するために異なる位置で様々なエネルギーポケット5004を生じさせることができるワイヤレス電力伝送5000を示す。エネルギーポケット5004は、要求時にユーザーが指定する位置で送信機5001によって形成することができる。更に、デバイスが電荷を蓄積すると、デバイスは、ワイヤレス電力送達を継続するために、任意選択で、自身の位置を(独自の手段によって)送信機5001に通信することができる。 [0234] FIG. 50 shows that the user holding the tracer 5098 creates various energy pockets 5004 at different locations to power various electronic devices that may include receivers for pocket formation. The wireless power transfer 5000 which can be shown. The energy pocket 5004 can be formed by the transmitter 5001 at a position specified by the user at the time of request. Further, as the device accumulates charge, the device can optionally communicate its location to transmitter 5001 (by its own means) to continue wireless power delivery.

5.時分割多重を利用した複数のデバイスの電力供給
[0235] 図51は、例示的な実施形態による、2つ以上のクライアントデバイスに同時に電力供給するためのアンテナアレイのサブセットを自動的に割り当てる方法を示すフローチャートを示す。
5. Power supply for multiple devices using time division multiplexing
[0235] FIG. 51 shows a flow chart illustrating a method of automatically allocating a subset of antenna arrays for simultaneously powering two or more client devices, according to an exemplary embodiment.

[0236] 方法5100は、ユーザーまたはシステムオペレーターが、ウェブサイトを通じてまたはクライアントコンピューティングデバイス上でシステム管理GUIにアクセスし、適応可能なペアリングされる受信機とペアリングすることができるクライアントデバイスに、またはデバイスのハードウェアの一部として内蔵されたワイヤレス電力受信機を含むクライアントデバイスに充電するようにワイヤレス電力伝送システムに命令する(5153)ときに開始することができる。他の実施形態では、システム自動充電スケジュールが、ワイヤレス電力伝送システムに、クライアントデバイスを充電するように命令することもできる。その後、システム管理は、全てのシステム送信機に充電コマンドを送信することができる(5155)。各システム送信機は、自身が前記電力受信機の電力範囲内にあるか否かを判断することができ、電力範囲内にない場合、電力供給するようにクライアントデバイスのワイヤレス受信機を制御するのに最も良好な送信機を選択することができ(5157)、その後、選択された送信機は、ワイヤレス電力受信機とのリアルタイム通信を開始し、送信アンテナアレイに対するワイヤレス電力受信機の方向を追跡し(5159)、電力伝送アンテナアレイ全体をワイヤレス電力受信機に照準合わせし、電力伝送を開始する。次に、ワイヤレス電力受信機は、前記電力を受信し、その後、クライアントデバイスに電力供給することができる。 [0236] Method 5100 allows a user or system operator to access the system management GUI through a website or on a client computing device and pair it with an adaptive paired receiver. Alternatively, it can be initiated when instructing the wireless power transfer system to charge a client device, including a wireless power receiver built in as part of the device's hardware (5153). In other embodiments, the system auto-charging schedule can also instruct the wireless power transfer system to charge the client device. The system management can then send a charging command to all system transmitters (5155). Each system transmitter can determine if it is within the power range of the power receiver, and if not within the power range, it controls the wireless receiver of the client device to power it. The best transmitter can be selected (5157), after which the selected transmitter initiates real-time communication with the wireless power receiver and tracks the direction of the wireless power receiver with respect to the transmit antenna array. (5159), the entire power transmission antenna array is aimed at the wireless power receiver and power transmission is started. The wireless power receiver can then receive the power and then power the client device.

[0237] 方法5100に続いて、ユーザーまたは自動スケジュールソフトウェアは、充電するように第2のクライアントデバイスに命令することができ(5161)、その後、選択された送信機は、第2のクライアントデバイス受信機とのリアルタイム通信を開始して、第2のワイヤレス電力受信機の方向を追跡し、送信機のアンテナアレイを半分に分割し(5163)、それによって、送信機が、電力アンテナアレイの半分またはサブセットを第1のクライアントデバイスに電力供給するために照準合わせおよび使用することができ、残りのアンテナを第2のクライアントデバイスに電力供給するために照準合わせおよび使用することができるようにし、双方のクライアントデバイスが継続的に電力を受信することができるようにする。次に、判定5165において、ユーザーまたは自動スケジュールソフトウェアが、充電するようにより多くのクライアントデバイスに命令する場合、選択された送信機は、第3のまたはそれ以降のクライアントデバイスとのリアルタイム通信を開始し、前記アンテナアレイをアンテナのサブセットに分割することによって自身のアンテナアレイを再割り当てし(5167)、各受信機に照準合わせおよび電力供給することができる。充電するクライアントデバイスがこれ以上ない場合、システムマネージャーは、判定5169において、充電または電力供給されているクライアントデバイスのうちのいずれかが電力供給を停止しているか否かをチェックすることができ、その後、1つ以上のクライアントデバイスが電力を停止している場合、前記クライアントデバイスの受信機に電力供給するように割り当てられたアンテナアレイのサブセットを、残りのクライアントデバイスの受信機間で再分配し(5171)、前記受信機に電力供給し続けることができる。送信機ソフトウェアは、アンテナアレイに対するそれらの厳密な方向を既に追跡し、迅速に用いているため、このプロセスは、電力供給されているデバイスについてほぼ瞬時に生じることができる。クライアントデバイスがいずれも電力を停止していない場合、システムマネージャーは、判定5165において、充電する更なるクライアントデバイスが存在するか否かをチェックし、上記で説明した同じステップを辿ることができる。この方法は、ワイヤレス電力供給システムが、1つ以上のクライアントデバイスの受信機を充電するかまたはこれに電力供給している限り、ループで継続することができる。 [0237] Following method 5100, the user or auto-schedule software can instruct the second client device to charge (5161), after which the selected transmitter receives the second client device. It initiates real-time communication with the machine, tracks the direction of the second wireless power receiver, and splits the transmitter's antenna array in half (5163), whereby the transmitter is half or half of the power antenna array. A subset can be aimed and used to power the first client device, and the remaining antennas can be aimed and used to power the second client device, both. Allows the client device to continuously receive power. Then, in determination 5165, if the user or auto-schedule software commands more client devices to charge, the selected transmitter initiates real-time communication with a third or subsequent client device. , The antenna array can be reassigned (5167) by dividing the antenna array into a subset of antennas to aim and power each receiver. If there are no more client devices to charge, the system manager can check in determination 5169 whether any of the charged or powered client devices are out of power and then If one or more client devices are powered down, a subset of the antenna array allocated to power the receivers of said client device is redistributed among the receivers of the remaining client devices ( 5171), the receiver can continue to be powered. This process can occur almost instantly for powered devices, as the transmitter software has already tracked their exact orientation with respect to the antenna array and is using it quickly. If none of the client devices are out of power, the system manager can check in determination 5165 for the presence of additional client devices to charge and follow the same steps described above. This method can continue in a loop as long as the wireless power supply system charges or powers the receivers of one or more client devices.

[0238] 図52は、ワイヤレス電力管理ソフトウェアによって利用することができる例示的なルーチン5200のフローチャートを示す。このルーチンは、ステップ5273において、システム管理GUIによって1つ以上のクライアントデバイスに充電するようにシステムに命令するために始動することができる。システム管理は、ワイヤレス管理ソフトウェアによって管理される全てのシステム送信機にコマンドを配信することができる。次に、充電されるクライアントデバイスの数に基づいて、管理ソフトウェアは、判定5275において、利用可能な十分なアンテナおよび通信チャネルが存在するか否かを判断することができる。クライアントデバイスを充電するための十分なアンテナおよび通信チャネルが存在する場合、ステップ5277において、管理ソフトウェアは、クライアントデバイスを充電するために最も近い送信機を割り当てることができ、専用通信チャネルを割り当ててクライアントデバイスとの通信を開始することができる。専用通信チャネルは、電力伝送アンテナアレイからクライアントデバイス方向を連続して追跡するため、または電池レベルを監視するため、または受信機から測定値もしくは他の遠隔測定値もしくはメタデータを受信するため、またはワイヤレス電力伝送をサポートする任意の他の機能のためのものであり得る。専用通信チャネルは、クライアントデバイスとの通信のために利用可能なチャネルから選択することができる。 [0238] FIG. 52 shows a flowchart of an exemplary routine 5200 that can be utilized by wireless power management software. This routine can be initiated in step 5273 to instruct the system to charge one or more client devices by the system management GUI. Systems management can deliver commands to all system transmitters managed by wireless management software. The management software can then determine in determination 5275 whether there are sufficient antennas and communication channels available, based on the number of client devices charged. If there are sufficient antennas and communication channels to charge the client device, in step 5277, the management software can assign the closest transmitter to charge the client device and assign a dedicated communication channel to the client. Communication with the device can be started. Dedicated communication channels are used to continuously track client device directions from a power transfer antenna array, or to monitor battery levels, or to receive measurements or other telemetry or metadata from a receiver, or. It can be for any other feature that supports wireless power transfer. The dedicated communication channel can be selected from the channels available for communication with the client device.

[0239] その後、ワイヤレス管理ソフトウェアは、判定5279において、より多くのデバイスが電力を要求するまで、クライアントデバイスの充電を継続することができる。電力を要求する更なるクライアントデバイスが存在しない場合、ルーチン5200は終了することができる。一方、更なるデバイスが電力を要求している場合、判定5279において、ワイヤレス電力マネージャーは、新たなクライアントデバイスに利用可能な十分なアンテナおよび通信チャネルが存在するか否かを判断することができる。十分なアンテナおよび通信チャネルが存在しない場合、ステップ5281において、ワイヤレス電力マネージャーは、時分割多重(TDM)を利用することによって、アンテナアレイおよび通信チャネルから全てのアンテナまたはアンテナのグループを割り当てることができる。 [0239] The wireless management software can then continue to charge the client device at determination 5279 until more devices request power. Routine 5200 can be terminated if there are no additional client devices requesting power. On the other hand, if more devices are demanding power, at determination 5279, the wireless power manager can determine if there are sufficient antennas and communication channels available for the new client device. In the absence of sufficient antennas and communication channels, in step 5281 wireless power manager can allocate all antennas or groups of antennas from the antenna array and communication channels by utilizing time division multiplexing (TDM). ..

[0240] TDMは、経時的に利用可能なチャネルを共有することによって、チャネルを有するよりも多くの電力受信機との送信機通信に用いられる。TDMは各受信機に交代で通信し、有限の時間量にわたって各々と通信する。この時間量は、1秒以下等の短い時間量とすることができる。限られた数の送信機通信チャネルを共有することにより全ての受信機との高頻度の通信を可能にすることによって、送信機は全てのこれらの受信機を追跡し、および/またはこれらの受信機(およびその後、電力受信機が電力を伝送する先のクライアントデバイス)に電力供給することができる。 [0240] TDM is used for transmitter communication with more power receivers than having channels by sharing the channels available over time. The TDM takes turns communicating with each receiver and communicating with each for a finite amount of time. This amount of time can be a short amount of time such as 1 second or less. By allowing high frequency communication with all receivers by sharing a limited number of transmitter communication channels, the transmitter tracks and / or receives all these receivers. It can power the machine (and then the client device to which the power receiver transmits power).

[0241] TDMは、経時的に全てのデバイス間の送信機アンテナアレイ全体からの電力伝送の共有もサポートする。すなわち、送信機が電力を受信するようにスケジューリングされた受信機全体を通じて通信を自動的に切り替えるときに、送信機が、送信機アンテナアレイに対する受信機方向(角度)を追跡することができるように、送信機はまた、1つの受信機から別の受信機にアンテナアレイを迅速にリダイレクトし、各スケジューリングされた受信機が自身の「タイムスライス」中にアンテナ電力を周期的に得るようにする。送信機はまた、1つ以上の他のグループを1つ以上の他の受信機に同時に方向付けしながら、アンテナの個々のグループ(サブセット)を特定の受信機に向けることもできる。 [0241] TDM also supports sharing of power transmission from the entire transmitter antenna array between all devices over time. That is, the transmitter can track the receiver orientation (angle) with respect to the transmitter antenna array as it automatically switches communications throughout the receiver scheduled to receive power. The transmitter also rapidly redirects the antenna array from one receiver to another, allowing each scheduled receiver to periodically obtain antenna power during its "time slice". The transmitter can also direct individual groups (subsets) of antennas to a particular receiver while simultaneously directing one or more other groups to one or more other receivers.

[0242] TDMは、専用チャネルではなく、2つ以上のデバイスによって共有することができる既存の通信チャネルを用いることによって、送信機とクライアントデバイスの電力受信機との間の充電、およびより詳細には通信を可能にするために利用することができる。TDM技法を用いることによって、ワイヤレス電力送信機は、クライアントデバイスのあるグループに対し、自身の個々の送信アンテナおよび通信チャネルのうちの1つ以上を再割り当てすることを可能にすることができ、その結果、これらのクライアントデバイスは、オンラインモードにおいて同時に電力供給されることが可能である。オンラインクライントデバイスが電力供給され、限られた時間間隔において通信チャネルを保持している間、残りのクライアントデバイスをオフラインモードにすることができる。 [0242] The TDM charges between the transmitter and the power receiver of the client device, and in more detail, by using an existing communication channel that can be shared by two or more devices rather than a dedicated channel. Can be used to enable communication. By using TDM techniques, wireless power transmitters can allow a group of client devices to reassign one or more of their individual transmitting antennas and communication channels. As a result, these client devices can be powered simultaneously in online mode. The remaining client devices can be put into offline mode while the online client device is powered and holds the communication channel for a limited time interval.

[0243] その後、ワイヤレス電力マネージャーは、判定5279において、より多くのデバイスが電力を要求するまで、クライアントデバイスの充電を継続することができる。最終的に、判定5279において、電力を要求する更なるクライアントデバイスが存在しない場合、ルーチン5200は終了することができる。 [0243] The wireless power manager can then continue to charge the client device at determination 5279 until more devices request power. Finally, in determination 5279, routine 5200 can be terminated if there are no additional client devices requesting power.

[0244] 図53は、実施形態による、ワイヤレス電力伝送システムにおいて時分割多重(TDM)方法を用いて複数のクライアントデバイスに電力供給するプロセス5300のフローチャートである。プロセス5300は、ステップ5383において、ワイヤレス電力送信機システム内のユーザーによって操作されるシステム管理GUIが、システム管理サーバーに、ワイヤレス電力受信機から1つ以上のクライアントデバイスに手動でまたは自動で電力供給するように命令するときに開始することができる。その後、ステップ5385において、システム管理サーバーは、ワイヤレス電力伝送システムにおいて1つ以上のワイヤレス電力送信機にコマンドを通信することができる。 [0244] FIG. 53 is a flow chart of a process 5300 according to an embodiment that powers a plurality of client devices using a time division multiplexing (TDM) method in a wireless power transfer system. In step 5383, in step 5383, the system management GUI operated by the user in the wireless power transmitter system manually or automatically powers the system management server from the wireless power receiver to one or more client devices. Can be started when commanding. Then, in step 5385, the system management server can communicate commands to one or more wireless power transmitters in the wireless power transfer system.

[0245] 各ワイヤレス電力送信機は、ステップ5387において、送信機がクライアントデバイスの電力範囲内にあるか否かを判断するために、ローカルシステム分散データベース、またはシステムステータス、制御および形成の他のストレージ手段を検査し、電力を受信するように命令されたクライアントデバイスのワイヤレス電力受信機を制御することができる。クライアントデバイスのワイヤレス電力受信機がワイヤレス電力送信機の電力範囲内にない場合、プロセスは終了することができる。一方、クライアントデバイスのワイヤレス電力受信機が任意のワイヤレス電力送信機の電力範囲内にある場合、ステップ5389において、前記ワイヤレス電力送信機は、クライアントデバイスのワイヤレス電力受信機とのリアルタイム通信を開始することができる。ワイヤレス電力送信機に対して命令された、電力供給される1つ以上のクライアントデバイスが存在する度に、ワイヤレス電力送信機は、自身の電力伝送アンテナをグループに再分割することができ、ここで、各グループは、クライアントデバイスごとに割り当てられ、全てのクライアントデバイスに同時に電力供給することを可能にすることができる。 [0245] In step 5387, each wireless power transmitter determines whether the transmitter is within the power range of the client device, a local system distributed database, or other storage of system status, control, and formation. The means can be inspected and the wireless power receiver of the client device instructed to receive power can be controlled. If the client device's wireless power receiver is not within the power range of the wireless power transmitter, the process can be terminated. On the other hand, if the wireless power receiver of the client device is within the power range of any wireless power transmitter, in step 5389, the wireless power transmitter initiates real-time communication with the wireless power receiver of the client device. Can be done. Each time there is one or more powered client devices commanded to the wireless power transmitter, the wireless power transmitter can subdivide its power transfer antenna into groups, where , Each group can be assigned to each client device and can power all client devices at the same time.

[0246] その後、ワイヤレス電力伝送システム内のシステム管理サーバーは、ステップ5391において、電力範囲内のクライアントデバイスの全てのワイヤレス電力受信機に電力供給するための十分な送信機アンテナが存在しない場合、ワイヤレス電力送信機に命令することができる。ワイヤレス電力送信機内の送信機アンテナが、全てのワイヤレス電力受信機の電力需要を満たすことができる場合、ステップ5393において、ワイヤレス電力送信機は、全てのクライアントデバイスへの電力供給を継続することができる。一方、ワイヤレス電力送信機の現在の電力リソースが全てのワイヤレス電力受信機の電力需要を満たさない場合、ステップ5395において、システム管理サーバーは、電力送信機マネージャーに、ワイヤレス電力送信機内のTDM電力伝送を実施するように命令することができる。ワイヤレス電力送信機内のワイヤレス電力マネージャーは、電力供給されるクライアントデバイスに関するコマンドを受信することができ、いずれのワイヤレス電力受信機がクライアントデバイスに関連付けられるかを決定することができる。 [0246] The system management server in the wireless power transfer system then wirelessly in step 5391 if there are not enough transmitter antennas to power all the wireless power receivers of the client device within the power range. You can instruct the power transmitter. In step 5393, the wireless power transmitter can continue to power all client devices if the transmitter antenna in the wireless power transmitter can meet the power demands of all wireless power receivers. .. On the other hand, if the current power resources of the wireless power transmitter do not meet the power demand of all wireless power receivers, in step 5395, the system management server informs the power transmitter manager of TDM power transfer within the wireless power transmitter. You can order it to be done. The wireless power manager in the wireless power transmitter can receive commands about the client device being powered and can determine which wireless power receiver is associated with the client device.

[0247] ワイヤレス電力送信機は、TDM電力伝送を用いることによって、自身の送信アンテナのうちの1つ以上をグループ化または再割当てすることができ、それによって、各グループは、異なるワイヤレス電力受信機に電力を伝送し、それによって、受信機のクライアントデバイスは電力を同時に受信する。ワイヤレス電力受信機を有する残りのクライアントデバイスは、オンラインクライアントデバイスが電力供給されている間、オフラインに設定することができる。TDM電力伝送システムは、ステップ5397において、オンラインクライアントデバイスに十分な電力が存在するか否かを判断することができる。オンラインクライアントデバイスに十分な電力が存在しない場合、すなわち、1つ以上のクライアントデバイスが十分な電力を受信しない場合がある場合、ワイヤレス電力送信機は、1つ以上のオンラインクライアントデバイスをオフラインに設定し、再び試行し、次に、全てのオンラインクライアントデバイスが十分な電力を受信するまでより多くのデバイスをオフラインにすることに進む。 [0247] Wireless power transmitters can group or reassign one or more of their transmitting antennas by using TDM power transfer, so that each group has a different wireless power receiver. The power is transmitted to the receiver so that the receiver's client device receives the power at the same time. The remaining client devices with wireless power receivers can be set offline while the online client device is powered. The TDM power transmission system can determine in step 5397 whether the online client device has sufficient power. If the online client device does not have enough power, that is, one or more client devices may not receive enough power, the wireless power transmitter sets one or more online client devices offline. , Try again, then proceed to take more devices offline until all online client devices receive sufficient power.

[0248] TDM電力伝送プロセスは、ステップ5399において、自動オンライン/オフラインプロセスを用いて、ワイヤレス電力送信機が、定期的な時間間隔(またはタイムスロット)において全てのクライアントデバイスに十分電力供給することを可能にすることができる。 [0248] In step 5399, the TDM power transfer process uses an automatic online / offline process to ensure that the wireless power transmitter powers all client devices sufficiently at regular time intervals (or time slots). Can be made possible.

[0249] 同様に、現在のオンラインクライアントデバイスのために十分な電力が存在しない場合、全てのオンラインクライアントデバイスが十分な電力を得るまで、最も長い間オンラインであったクライアントデバイスを1つずつオフラインにすることができる。一方、オンラインモードにあるクライアントデバイスが充分な電力を受信する場合、ステップ5393において、TDM電力伝送は、同じ量のクライアントデバイスをオンラインモードに維持し、それらに電力供給することを決めることができる。 [0249] Similarly, if there is not enough power for the current online client device, the client devices that have been online for the longest time are taken offline one by one until all the online client devices have enough power. can do. On the other hand, if the client devices in online mode receive sufficient power, in step 5393, TDM power transfer can decide to keep the same amount of client devices in online mode and power them.

[0250] 図54は、ワイヤレス電力送信機から受信機への電力伝送の平衡がよりとられるように、ワイヤレス電力受信機に割り当てられたアンテナ数を調整するためのプロセス5400のフローチャートである。プロセス5400は、ワイヤレス電力伝送のための全体プロセスの一部とすることができ、システムアーキテクチャの一部とすることができるマイクロプロセッサによって実行することができる。プロセス5400は、電力送信機マネージャーapp等の電力伝送管理アプリケーションにおけるソフトウェアコードを実行することによって、プロセッサによって実行することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサは、ワイヤレス電力マネージャーアプリケーションにおいて計画された命令を実行することによってプロセス5400を実行することができ、更に他の実施形態では、プロセッサは、システムアーキテクチャの一部でない場合があるソフトウェアアプリケーションにおいて計画された命令を実行することによってプロセス5400を実行することができる。 [0250] FIG. 54 is a flow chart of process 5400 for adjusting the number of antennas assigned to a wireless power receiver so that power transfer from the wireless power transmitter to the receiver is more balanced. Process 5400 can be part of the overall process for wireless power transfer and can be performed by a microprocessor that can be part of the system architecture. Process 5400 can be executed by the processor by executing software code in a power transmission management application such as the power transmitter manager app. In some embodiments, the processor can execute process 5400 by executing a planned instruction in a wireless power manager application, and in yet other embodiments, the processor is not part of the system architecture. Process 5400 can be executed by executing a planned instruction in a software application.

[0251] マイクロプロセッサによって実行されたコードは、システムアーキテクチャに含まれるいくつかのコンポーネントに、アクティビティを始動または終了させることができる。システムアーキテクチャに示されるものの代替として、有線接続された回路部を、ソフトウェア命令の代わりにまたはソフトウェア命令と組み合わせて用いて、本明細書に記載のプロセスを実施することができる。このため、本明細書に記載の実施態様は、ハードウェア回路部およびソフトウェアの任意の特定の組合せに限定されない。開示されるプロセス5400におけるブロックは特定の順序で示されているが、実際の順序は異なる場合がある。いくつかの実施形態では、いくつかのステップは並列に実行することができる。 [0251] Code executed by a microprocessor can initiate or terminate activity on some component of the system architecture. As an alternative to what is indicated in the system architecture, wired circuits can be used in place of or in combination with software instructions to carry out the processes described herein. For this reason, the embodiments described herein are not limited to any particular combination of hardware circuitry and software. The blocks in the disclosed process 5400 are shown in a particular order, but the actual order may differ. In some embodiments, some steps can be performed in parallel.

[0252] プロセスは、ステップ5451において、プロセッサが、ワイヤレス電力送信機(WPT)がこのWPTとの通信を確立するのに十分近いワイヤレス電力受信機(WPR)と通信することを命令するときに開始することができる。WPRは、数ある中でも、WPRの識別番号、WPRの概算空間位置、およびWPRの電力ステータスを含むことができるデータをWPTに通信することができる。ステップ5453において、プロセッサは、受信したデータ、およびデータベース等のデータベースに記憶することができる更なるデータから、WPTがWPRに電力を伝送するべきか否かを判断することができる。プロセッサは、WPTがWPRに電力供給するべきでないと判断する場合、ステップ5465において、範囲内にあり電力供給されるべき更なるワイヤレス電力受信機の検索を継続することができる。プロセッサが、WPTがWPRに電力供給するべきであると判断する場合、ステップ5455において、プロセッサは、WPRから受信した適切な概算空間位置データ、ならびに、数ある中でも、信号強度、WPTタイプ、WPRをアタッチすることができるデバイスタイプを含むことができる更なるメトリックを用いることによってWPRの位置のより良好な近似を計算することができる。 [0252] The process begins at step 5451 when the processor commands the wireless power transmitter (WPT) to communicate with a wireless power receiver (WPR) that is close enough to establish communication with this WPT. can do. The WPR can communicate data to the WPT that can include, among other things, the WPR identification number, the WPR's approximate spatial position, and the WPR's power status. At step 5453, the processor can determine whether the WPT should transmit power to the WPR from the received data and additional data that can be stored in a database such as a database. If the processor determines that the WPT should not power the WPR, it can continue to search for additional wireless power receivers that are in range and should be powered in step 5465. If the processor determines that the WPT should power the WPR, at step 5455 the processor determines the appropriate approximate spatial position data received from the WPR, as well as the signal strength, WPT type, WPR, among others. A better approximation of the position of the WPR can be calculated by using additional metrics that can include device types that can be attached.

[0253] ステップ5457において、プロセッサは、RF波をWPRに送信するのに用いることができる、アンテナアレイからのアンテナの組を割り当てるようにWPTに命令することができる。ステップ5459において、プロセッサは、送信されるRF波の数あるパラメーターの中でも、振幅および位相を変更して、WPRに焦点を合わせることができるビームを成形するようにWPTに命令することができる。ステップ5461において、プロセッサは、WPRから到来することができるステータスデータを読み出すことができる。WPRから到来するステータスデータは、数ある動作パラメーターの中でも、WPRによって受信されるエネルギーの測定値、WPRの電力レベル、WPRの知覚される空間位置、WPRをアタッチすることができる電子デバイスに電力供給するのに十分な最小電力を含むことができる。いくつかの実施形態では、最小電力設定は、システム内の他の場所にあるルックアップテーブル等の他のソースから到来することができる。 [0253] At step 5457, the processor can instruct the WPT to assign a set of antennas from the antenna array that can be used to transmit RF waves to the WPR. At step 5459, the processor can instruct the WPT to change its amplitude and phase, among other parameters of the transmitted RF wave, to form a beam that can be focused on the WPR. At step 5461, the processor can read status data that can come from the WPR. The status data coming from the WPR, among other operating parameters, powers the measured energy received by the WPR, the power level of the WPR, the perceived spatial position of the WPR, and the electronic device to which the WPR can be attached. It can contain a minimum amount of power sufficient to do so. In some embodiments, the minimum power setting can come from other sources such as look-up tables elsewhere in the system.

[0254] ステップ5463において、プロセッサは、読み出された情報を用いて、WPRに送信された電力が、他のWPRと比較して平衡が取られていないか否か、または任意のWPRが得る電力が過度に多いかもしくは過度に少ないか否かを判断することができる。WPRによって受信される電力が最小電力未満である場合、プロセッサは、ステップ5457に戻って、WPTに、より多くのアンテナを、WPRに電力供給するのに用いることができるアンテナの組に割り当てるように命令することができる。いくつかの実施形態では、利用可能なアンテナの数が、WPRに電力供給するのに十分でない場合、WPTは、時分割多重等の技法を利用して、より多くのアンテナをWPRと共有して、1つ以上のワイヤレス電力送信機の電力範囲内に存在し得るWPRの電力需要を満たすことができる。時分割多重等の技法は、自動オンラインモードおよびオフラインモードシーケンス中の定期的な時間間隔またはスロット時間を通じて、複数のWPRに充電することを可能にすることができる。 [0254] In step 5436, the processor uses the read information to determine if the power transmitted to the WPR is unbalanced compared to other WPRs, or to obtain any WPR. It is possible to determine whether the power is excessively high or too low. If the power received by the WPR is less than the minimum power, the processor returns to step 5457 to assign the WPT more antennas to a set of antennas that can be used to power the WPR. You can order. In some embodiments, if the number of available antennas is not sufficient to power the WPR, the WPT will utilize techniques such as time division multiplexing to share more antennas with the WPR. It is possible to meet the power demand of WPR that may be within the power range of one or more wireless power transmitters. Techniques such as time division multiplexing can allow multiple WPRs to be charged through regular time intervals or slot times during automatic online and offline mode sequences.

[0255] WPRによって受信される電力が、WPRの必要とされる最小電力よりも実質的に多い場合、プロセッサは、ステップ5457に戻って、WPRに割り当てられるアンテナ数を低減するようにWPTに命令し、割当て解除されたアンテナを用いて他のWPRに電力供給し、第1のWPRが同時にワイヤレス電力供給され続けることを可能にする。ステップ5465において、プロセッサは、範囲内にあり電力供給されるべき別のワイヤレス電力供給された受信機を探すことができ、見つかった場合、プロセスは、ステップ5453に戻って、新たなWPRとの通信を始動することができ、ステップ5453からのプロセスが繰り返すことができる。プロセッサは、WPRとの通信から、WPTがWPRへの電力送信を終えたと判断するとき、ステップ5451に戻って、電力伝送が終了したことをWPRに通信し、ステップ5453において通信を切断することができる。次に、WPTは、ステップ5465において、データベースを検査して、いずれのWPRが、存在する場合、WPTが電力を伝送するべき範囲内にあるかを判断することができる。 [0255] If the power received by the WPR is substantially greater than the minimum power required by the WPR, the processor returns to step 5457 and instructs the WPT to reduce the number of antennas assigned to the WPR. The deassigned antenna is then used to power other WPRs, allowing the first WPR to continue to be wirelessly powered at the same time. At step 5465, the processor can look for another wirelessly powered receiver that is within range and should be powered, and if found, the process returns to step 5453 to communicate with the new WPR. Can be started and the process from step 5453 can be repeated. When the processor determines from the communication with the WPR that the WPT has finished transmitting power to the WPR, the processor may return to step 5451, communicate to the WPR that the power transmission has ended, and disconnect the communication in step 5453. can. The WPT can then inspect the database in step 5465 to determine which WPR, if present, is within the range in which the WPT should transmit power.

[0256] 図55Aは、ワイヤレス電力伝送のために利用することができる送信機5500Aのブロック図を描く。そのような送信機5500Aは、1つ以上のアンテナ素子5506Aと、1つ以上の無線周波数集積回路(RFIC)5508Aと、1つ以上のマイクロコントローラー5510Aと、通信コンポーネント5512Aと、電源5514Aと、送信機5500Aのための全ての要求されたコンポーネントを配置することができるハウジング5501Aとを備えることができる。送信機5500A内のコンポーネントは、メタマテリアル、回路のマイクロプリント、ナノマテリアル等を用いて製造することができる。 [0256] FIG. 55A depicts a block diagram of a transmitter 5500A that can be used for wireless power transfer. Such transmitters 5500A transmit one or more antenna elements 5506A, one or more radio frequency integrated circuits (RFICs) 5508A, one or more microcontrollers 5510A, communication components 5512A, power supplies 5514A, and transmission. It can be equipped with a housing 5501A capable of arranging all the required components for the machine 5500A. The components in the transmitter 5500A can be manufactured using metamaterials, circuit microprints, nanomaterials and the like.

[0257] 送信機5500Aは、上記の段落で言及したコンポーネントの使用を通じたポケット形成、アダプティブポケット形成および複数ポケット形成を担うことができる。送信機5500Aは、無線信号の形態でワイヤレス電力伝送を1つ以上の受信機に送信することができ、そのような信号は、任意の周波数または波長を有する任意の無線信号を含むことができる。 [0257] Transmitter 5500A can be responsible for pocket formation, adaptive pocket formation and multiple pocket formation through the use of the components mentioned in the paragraph above. Transmitter 5500A can transmit wireless power transfer in the form of radio signals to one or more receivers, such signals including any radio signal having any frequency or wavelength.

[0258] 図55Bは、送信機5500Aにおいて用いることができるフラットパネルアンテナアレイ5500Bの例示的な図である。このとき、フラットパネルアンテナアレイ5500Bは、N個のアンテナ素子5506Aを含むことができ、ここで、電力伝送のための利得要件は、等間隔に配置されたグリッド内に分散させることができる64個〜256個のアンテナ素子5506Aとすることができる。1つの実施形態では、フラットパネルアンテナアレイ5500Bは、合計64個のアンテナ素子5506Aを有する8×8のグリッドを有することができる。別の実施形態では、フラットパネルアンテナレイ5500Bは、合計で256個のアンテナ素子5506Aを有する16×16のグリッドを有することができる。一方、アンテナ素子5506Aの数は、送信機5500Aの所望の範囲および電力伝送能力に関して変動する場合があり、アンテナ素子5506Aが多くなると、範囲が広くなり、電力伝送能力がより高くなる。円形パターンまたは多角形配置を含む代替的な構成も可能であり得る。フラットパネルアンテナアレイ5500Bを、多数の部分に分割し、複数の表面(多面)にわたって分散させることもできる。 [0258] FIG. 55B is an exemplary diagram of a flat panel antenna array 5500B that can be used in the transmitter 5500A. At this time, the flat panel antenna array 5500B can include N antenna elements 5506A, where the gain requirements for power transmission are 64 which can be distributed in a grid arranged at equal intervals. It can be ~ 256 antenna elements 5506A. In one embodiment, the flat panel antenna array 5500B can have an 8x8 grid with a total of 64 antenna elements 5506A. In another embodiment, the flat panel antenna ray 5500B can have a 16x16 grid with a total of 256 antenna elements 5506A. On the other hand, the number of antenna elements 5506A may vary with respect to the desired range and power transfer capacity of the transmitter 5500A, and the larger the number of antenna elements 5506A, the wider the range and the higher the power transmission capacity. Alternative configurations are also possible, including circular patterns or polygonal arrangements. The flat panel antenna array 5500B can also be divided into a large number of parts and dispersed over a plurality of surfaces (multifaceted surfaces).

[0259] アンテナ素子5506Aは、平面アンテナ素子5506A、パッチアンテナ素子5506A、ダイポールアンテナ素子5506A、およびワイヤレス電力伝送に適した任意のアンテナを含むことができる。適切なアンテナタイプは、約1/2インチ〜約6インチの高さと、約1/2インチ〜約6インチの幅を有することができるパッチアンテナを含むことができる。アンテナ素子5506Aの形状および向きは、送信機5500Aの所望の特徴に依拠して変動してもよく、向きは、X軸、Y軸およびZ軸において平坦であってもよく、3次元配置における様々な向きのタイプおよび組合せであってもよい。アンテナ素子5506Aの材料は、高い効率、良好な熱放散等で無線信号送信を可能にすることができる任意の適切な材料を含むことができる。 [0259] The antenna element 5506A can include a planar antenna element 5506A, a patch antenna element 5506A, a dipole antenna element 5506A, and any antenna suitable for wireless power transfer. Suitable antenna types can include patch antennas that can have a height of about 1/2 inch to about 6 inches and a width of about 1/2 inch to about 6 inches. The shape and orientation of the antenna element 5506A may vary depending on the desired characteristics of the transmitter 5500A, and the orientation may be flat on the X-axis, Y-axis and Z-axis and vary in three-dimensional arrangement. Orientation type and combination may be used. The material of the antenna element 5506A can include any suitable material capable of enabling radio signal transmission with high efficiency, good heat dissipation and the like.

[0260] アンテナ素子5506Aは、900MHz、2.5GHzまたは5.8GHz等の周波数帯域で動作するのに適したアンテナタイプを含むことができる。なぜなら、これらの周波数帯域は、連邦通信委員会(FCC)規則のパート18(工業、科学、および医療用機器)に準拠しているためである。アンテナ素子5506Aは独立した周波数で動作し、ポケット形成のマルチチャネル動作を可能にすることができる。 [0260] The antenna element 5506A can include an antenna type suitable for operating in a frequency band such as 900 MHz, 2.5 GHz or 5.8 GHz. This is because these frequency bands comply with Part 18 of the Federal Communications Commission (FCC) Regulations (Industrial, Scientific, and Medical Equipment). The antenna element 5506A operates at independent frequencies and can enable multi-channel operation of pocket formation.

[0261] 更に、アンテナ素子5506Aは、少なくとも1つの偏波または偏波の選択を有することができる。そのような偏波は、垂直極、水平極、円偏波、左偏波、右偏波、または偏波の組合せを含むことができる。偏波の選択は、送信機5500Aの特性に依拠して変動することができる。更に、アンテナ素子5506Aは、送信機5500Aの様々な面に位置することができる。 [0261] Further, the antenna element 5506A can have at least one polarization or polarization selection. Such polarization can include a vertical pole, a horizontal pole, a circular polarization, a left polarization, a right polarization, or a combination of polarizations. The choice of polarization can vary depending on the characteristics of the transmitter 5500A. Further, the antenna element 5506A can be located on various surfaces of the transmitter 5500A.

[0262] アンテナ素子5506Aは、単一のアレイ、ペアアレイ、クアッドアレイ、および所望の用途に従って設計することができる任意の他の適切な構成で動作することができる。 [0262] Antenna element 5506A can operate in a single array, pair array, quad array, and any other suitable configuration that can be designed according to the desired application.

[0263] 図56は、様々な実施形態によるアンテナアレイ5686Aを示す。アンテナアレイ5686Aは、900MHz、2.5GHzまたは5.8GHz等の周波数帯域で動作するのに適したアンテナタイプを含むことができる。なぜなら、これらの周波数帯域は、FCC規則のパート18に準拠しているためである。 [0263] FIG. 56 shows an antenna array 5686A according to various embodiments. The antenna array 5686A can include antenna types suitable for operating in frequency bands such as 900 MHz, 2.5 GHz or 5.8 GHz. This is because these frequency bands comply with Part 18 of the FCC Regulations.

[0264] 図56Aは、全てのアンテナ素子5606Bが5.80hzで動作することができる単一のアレイ5686Aを示す。このため、単一のアレイ5686Aを用いて、単一のデバイスを充電するかまたはこれに電力供給することができる。 [0264] FIG. 56A shows a single array 5686A in which all antenna elements 5606B can operate at 5.80 hz. Thus, a single array 5686A can be used to charge or power a single device.

[0265] 図56Bは、アンテナ素子5606Bの上半分5688Bが5.8GHzで動作することができ、下半分5690Bが2.4GHzで動作することができるペアアレイ5686Bを示す。次に、ペアアレイ5686Bを用いて、上記で説明した周波数帯域等の異なる周波数帯域で動作することができる2つの受信機を同時に充電し、これらに電力供給することができる。図56Bに示すように、アンテナ素子5606Bは、アンテナタイプに従ってサイズが変動することができる。 [0265] FIG. 56B shows a pair array 5686B in which the upper half 5688B of the antenna element 5606B can operate at 5.8 GHz and the lower half 5690B can operate at 2.4 GHz. Next, the pair array 5686B can be used to simultaneously charge and power two receivers capable of operating in different frequency bands, such as the frequency band described above. As shown in FIG. 56B, the antenna element 5606B can vary in size according to the antenna type.

[0266] 図56Cは、各アンテナ素子を、ワイヤレス電力伝送中に電力損失を回避するために仮想的に分割することができるクアッドアレイ5686Cを示す。この実施形態において、各アンテナ素子を、2つのアンテナ素子、すなわち、アンテナ素子5694Cおよびアンテナ素子5692Cに仮想的に分割することができる。アンテナ素子5694Cは、5.8GHzの周波数帯域で送信するために用いることができ、アンテナ素子5692Cは、2.4GHzの周波数帯域で送信するのに用いることができる。そして、クアッドアレイ5686Cは、異なる周波数帯域で動作している複数の受信機が充電されるかまたは電力供給される必要がある状況において用いることができる。 [0266] FIG. 56C shows a quad array 5686C in which each antenna element can be virtually split to avoid power loss during wireless power transfer. In this embodiment, each antenna element can be virtually divided into two antenna elements, that is, an antenna element 5649C and an antenna element 5692C. The antenna element 5694C can be used for transmission in the frequency band of 5.8 GHz, and the antenna element 5692C can be used for transmission in the frequency band of 2.4 GHz. The quad array 5686C can then be used in situations where multiple receivers operating in different frequency bands need to be charged or powered.

[0267] 第1の例示的な実施形態では、2.4GHzで動作することができるポータブル電子デバイスに電力供給することができるかまたはこれを充電することができる。この例において、送信機を用いて、エネルギーポケットを1つの電子デバイス上に送達することができる。この送信機は、全てのアンテナ素子が2.4GHzの周波数待機で動作することができるフラットパネルアンテナの8×8の単一のアレイを有することができ、フラットアンテナは、他のアンテナよりも占有体積を少なくすることができ、これによって、送信機が、壁、ミラー、ドア、天井等の小さく薄い空間に配置されることが可能になる。更に、フラットパネルアンテナは、ワイヤレス電力伝送が狭い通路内へ長距離まで動作するように最適化することができ、そのような機能により、ポータブルデバイスが、電車の駅、バスの停留所、空港等の長いエリアにおいて動作することを可能にすることができる。更に、8×8のフラットパネルアンテナは、その小さな体積に起因して、他のアンテナよりも小さいエネルギーポケットを生成することができ、これによって損失を低減することができ、より正確なエネルギーポケットの生成を可能にすることができ、そのような精度は、エネルギーポケットを付近にまたは上方に必要としないエリアおよび/または物体付近の多岐にわたるポータブル電子デバイスを充電するかまたはこれらに電力供給するのに用いることができる。 [0267] In the first exemplary embodiment, a portable electronic device capable of operating at 2.4 GHz can be powered or charged. In this example, a transmitter can be used to deliver the energy pocket onto one electronic device. This transmitter can have a single 8x8 array of flat panel antennas in which all antenna elements can operate at a frequency standby of 2.4 GHz, with the flat antenna occupying more than any other antenna. The volume can be reduced, which allows the transmitter to be placed in a small, thin space such as a wall, mirror, door, ceiling, etc. In addition, flat panel antennas can be optimized for wireless power transfer to operate over long distances in narrow passages, such features allow portable devices to be used in train stations, bus stops, airports, etc. It can be made possible to operate in long areas. In addition, the 8x8 flat panel antenna can generate smaller energy pockets than other antennas due to its small volume, which can reduce the loss and more accurate energy pockets. Such precision can allow generation to charge or power a wide variety of portable electronic devices near and / or objects that do not require energy pockets near or above. Can be used.

[0268] 第2の例示的な実施形態では、2つの異なる周波数帯域で動作することができる2つの電子デバイスに同時に電力供給するかまたはこれらを同時に充電することができる。この例では、送信機を用いて、エネルギーポケットを2つの電子デバイスに送達することができる。この例において、送信機は、異なるタイプのアンテナ、すなわち、フラットパネルアンテナおよびダイポールアンテナを有するペアアレイを有することができる、ここで、アンテナの1/2は、フラットパネルアンテナによって形成することができ、他方の半分は、ダイポールアンテナによって形成することができる。第1の例示的な実施形態において説明されたように、フラットパネルアンテナは、かなりの距離にある狭い通路内に電力を放射するように最適化することができる。他方で、ダイポールアンテナは、より近い距離で電力を放射するが、それらの放射パターンに起因して更なるエリアをカバーするために利用することができる。更に、ダイポールアンテナは、手動で調整することができ、この特徴は、送信機が混雑した空間に配置され、送信が最適化される必要があるときに有利とすることができる。 [0268] In a second exemplary embodiment, two electronic devices capable of operating in two different frequency bands can be powered simultaneously or charged simultaneously. In this example, a transmitter can be used to deliver the energy pocket to two electronic devices. In this example, the transmitter can have a pair array with different types of antennas, i.e. flat panel antennas and dipole antennas, where half of the antennas can be formed by flat panel antennas. The other half can be formed by a dipole antenna. As described in the first exemplary embodiment, the flat panel antenna can be optimized to radiate power into a narrow passage at a considerable distance. On the other hand, dipole antennas radiate power at closer distances, but can be used to cover additional areas due to their radiation patterns. In addition, the dipole antenna can be adjusted manually, which feature can be advantageous when the transmitter is placed in a congested space and transmission needs to be optimized.

[0269] 図57は、ワイヤレス電力伝送においてTDMを利用した、経時的な通信チャネルの例示的な分布を描くチャート5700である。より詳細には、図57は、ワイヤレス電力送信機が4つの通信チャネルのみを可能にするのに対し、5つのクライアントデバイスへのチャネル割当てを有するテーブルを描く。 [0269] FIG. 57 is a chart 5700 depicting an exemplary distribution of communication channels over time using TDM in wireless power transfer. More specifically, FIG. 57 depicts a table with channel allocations to five client devices, whereas wireless power transmitters allow only four communication channels.

[0270] 図57のチャートは、送信機の限られた数の4つの通信チャネルをどのように用いて、5つの受信機、すなわち、送信機がチャネルを有する数よりも多くの受信機と通信することができるかを経時的に示す。時間は左から右に進み、10個のタイムスライスが表される。各タイムスライスは、有限量のクロック時間、例えば1秒を表す。各「Cn」は、送信機の通信チャネルのうちの1つを示す。各「Rn」は、ワイヤレス送信機から電力を受信し、そしてその後、電力をクライアントデバイスに伝送するワイヤレス電力受信機のうちの1つを示す。 [0270] The chart of FIG. 57 shows how to use a limited number of four communication channels of transmitters to communicate with five receivers, i.e., more receivers than the number of transmitters having channels. Show over time what can be done. Time progresses from left to right, representing 10 time slices. Each time slice represents a finite amount of clock time, eg 1 second. Each "Cn" indicates one of the communication channels of the transmitter. Each "Rn" refers to one of the wireless power receivers that receives power from the wireless transmitter and then transmits the power to the client device.

[0271] タイムスライスt0中、送信機は、チャネルC1を用いて受信機R1と通信し、チャネルC2を用いて受信機R2と通信し、C3を用いてR3と通信し、C4を用いてR4と通信し、受信機R5との通信は存在しない。 [0271] During time slice t0, the transmitter uses channel C1 to communicate with receiver R1, channel C2 to communicate with receiver R2, C3 to communicate with R3, and C4 to communicate with R4. There is no communication with the receiver R5.

[0272] タイムスライスt1中、送信機はここで、チャネルC1を用いて受信機R5と通信し、それによって、R5が電力受信の順番を得て、受信機R2はチャネルC2を通じた送信機との通信を継続し、受信機R3はチャネルC3を用いて継続し、受信機R4はチャネルC4を用いて継続する。受信機R1との通信は存在しない。 [0272] During time slice t1, the transmitter now communicates with receiver R5 using channel C1, thereby R5 getting the turn to receive power and receiver R2 with the transmitter through channel C2. The receiver R3 continues using the channel C3, and the receiver R4 continues using the channel C4. There is no communication with receiver R1.

[0273] タイムスライスt2中、送信機はここで、チャネルC2を用いて受信機R1と通信し、それによって、R1が電力受信の順番を得て、受信機R3はチャネルC3を通じた送信機との通信を継続し、受信機R4はチャネルC4を用いて継続し、受信機R5はチャネルC1を用いて継続する。受信機R2との通信は存在しない。 [0273] During time slice t2, the transmitter now communicates with receiver R1 using channel C2, whereby R1 gets the turn to receive power and receiver R3 with the transmitter through channel C3. The receiver R4 continues using the channel C4, and the receiver R5 continues using the channel C1. There is no communication with receiver R2.

[0274] 送信機が特定の受信機と通信しているタイムスライス中、送信機は、その通信を用いて受信機から受信機電力ステータスを得ることができ、その値を送信機が用いて、送信機アンテナをその受信機に照準合わせし、受信機のクライアントデバイスに電力供給する。システムは、受信機ビーコン信号送信および送信機ビーコン信号受信等の他の方法を用いて、受信機へのアンテナの照準合わせを制御することができる。送信機は、通信中の4つの受信機の各々にアンテナアレイのサブセットを照準合わせすることができる。 [0274] During a time slice in which the transmitter is communicating with a particular receiver, the transmitter can use that communication to obtain the receiver power status from the receiver, and that value is used by the transmitter. Aim the transmitter antenna at its receiver and power the receiver's client device. The system can control the aiming of the antenna to the receiver using other methods such as receiver beacon signal transmission and transmitter beacon signal reception. The transmitter can aim a subset of the antenna array to each of the four receivers in communication.

[0275] パターンは、受信機がユーザーによって電力を受信するようにスケジューリングされている間の時間を通じて継続する。より多くの受信機をスケジューリングされる受信機に加えることもできるし、またはいくつかを除去することもできる。利用可能な送信チャネル(この例では4つ)よりも多くが存在する場合、チャネルは経時的に共有され(TDM)、それによって、送信機は任意の数の受信機と通信することができる。利用可能な送信チャネルよりも多く存在しない場合、送信機は各チャネルを特定の受信機に専用にする。 [0275] The pattern continues throughout the time while the receiver is scheduled to receive power by the user. More receivers can be added to the scheduled receivers, or some can be removed. If there are more than four transmit channels available (four in this example), the channels are shared over time (TDM), which allows the transmitter to communicate with any number of receivers. If there are no more transmit channels available, the transmitter dedicates each channel to a particular receiver.

[0276] ワイヤレス電力伝送においてTDMを利用する通信チャネルの例示的な分布が、ワイヤレス電力送信機が4つの通信チャネルのみを可能にするのに対し、5つのクライアントデバイスへのチャネル割当てを有するテーブルに描かれている。ワイヤレス電力マネージャーは、5番目のクライアントデバイスR5が時間段階t1において充電を開始するように命令されるとき、TDM技法を利用することができる。その後、時間段階t1において、ワイヤレス電力マネージャーは、第1のクライアントデバイスR1との第1の通信チャネルC1を用いた通信を止めるようにワイヤレス電力送信機に命令することができ、第5のクライアントデバイスR5との第1の通信チャネルC1を用いたリアルタイム通信を開始する。その後、有限時間量後の時間段階t2において、ワイヤレス電力マネージャーは、ワイヤレス電力送信機に、第2のクライアントデバイスR2との第2の通信チャネルC2を用いた通信を止めるように命じることができ、次に、ワイヤレス電力送信機は、第2の通信チャネルC2を用いて、第1のクライアントデバイスR1との通信を再開することができ、アンテナグループを第1のクライアントデバイスRlに照準合わせする。その後、有限時間量後の時間段階t3において、ワイヤレス電力マネージャーは、ワイヤレス電力送信機に、第3の通信チャネルC3を用いていた第3のクライアントデバイスR3との通信を止めるように命じることができる。ワイヤレス電力送信機は、ここで、第3の通信チャネルC3を用いて、第2のクライアントデバイスR2との通信を再開することができ、アンテナグループを第2のクライアントデバイスR2に照準合わせする。このプロセスは、電力供給されるクライアントデバイスの量が変化するまで継続することができる。 [0276] An exemplary distribution of communication channels utilizing TDM in wireless power transfer in a table with channel allocations to 5 client devices, whereas wireless power transmitters allow only 4 communication channels. It is drawn. The wireless power manager can utilize the TDM technique when the fifth client device R5 is instructed to start charging at time step t1. Then, in the time step t1, the wireless power manager can instruct the wireless power transmitter to stop communication with the first client device R1 using the first communication channel C1 and the fifth client device. Real-time communication using the first communication channel C1 with R5 is started. Then, at the time stage t2 after a finite amount of time, the wireless power manager can order the wireless power transmitter to stop communicating with the second client device R2 using the second communication channel C2. The wireless power transmitter can then resume communication with the first client device R1 using the second communication channel C2, aiming the antenna group at the first client device Rl. Then, at the time step t3 after a finite amount of time, the wireless power manager can order the wireless power transmitter to stop communicating with the third client device R3, which was using the third communication channel C3. .. The wireless power transmitter can now resume communication with the second client device R2 using the third communication channel C3, aiming the antenna group at the second client device R2. This process can continue until the amount of powered client devices changes.

[0277] 図58は、いくつかの実施形態による、ワイヤレス電力受信機とワイヤレス電力送信機との間の例示的な潜在的インタラクションの図5800である。図5800は、TDM電力伝送(ソフトウェアモジュール)がワイヤレス電力送信機においてどのように動作することができるかに関するプロセスを説明することができる。特に、プロセスは時点tにおいて開始することができ、ここで、ワイヤレス電力デバイス(D1)は、ワイヤレス電力送信機の到達範囲内にあることができ、TDM電力伝送は、アンテナグループ(GA)をD1に電力供給するように割り当てるようにワイヤレス電力送信機に命令することができる。 [0277] FIG. 58 is FIG. 5800 of an exemplary potential interaction between a wireless power receiver and a wireless power transmitter, according to some embodiments. FIG. 5800 can describe a process relating to how TDM power transfer (software module) can operate in a wireless power transmitter. In particular, the process can start at point t 0 , where the wireless power device (D1) can be within reach of the wireless power transmitter, and TDM power transfer can be performed on the antenna group (GA). The wireless power transmitter can be instructed to assign power to D1.

[0278] D1が初期位置から移動する場合、時点tにおいて、TDM電力伝送は、ワイヤレス電力送信機に、元のグループからアンテナ数を変更し、アンテナグループ(GB1)をD1に電力供給するように割り当てるように命令することができる。同時に別のワイヤレス電力デバイス(D2)がワイヤレス電力送信機の到達範囲内に到来した場合、TDM電力伝送は、ワイヤレス電力送信機に、別のアンテナグループ(GB2)をD2に電力供給するように割り当てるように命令することができる。ここで、ワイヤレス電力送信機は、2つのワイヤレス電力受信機に電力供給することができる。 [0278] If D1 is moved from the initial position, at time t 1, TDM power transmission, the wireless power transmitter, to change the number of antennas from the original group, so that the antenna groups (GB1) to power the D1 Can be instructed to assign to. If another wireless power device (D2) arrives within the reach of the wireless power transmitter at the same time, TDM power transfer allocates the wireless power transmitter to power another antenna group (GB2) to D2. Can be ordered. Here, the wireless power transmitter can power the two wireless power receivers.

[0279] 時点tにおいて、D1およびD2の双方が自身の位置から移動する場合、TDM電力伝送は、ワイヤレス電力送信機に、元のグループからアンテナ数を変更し、アンテナグループ(GB1)をD1に電力供給するように割り当て、別のアンテナグループ(GC2)をD2に電力供給するように割り当てるように命令することができる。更なる2つのワイヤレス電力デバイス(D3およびD4)がワイヤレス電力送信機の到達範囲内に到来する場合、TDM電力伝送は、ワイヤレス電力送信機に、2つの更なるアンテナグループ(GC3およびGC4)をD3およびD4に電力供給するように割り当てるように命令することができる。ここで、ワイヤレス電力送信機は、4つのデバイスに電力供給することができ、更なるワイヤレス電力受信機に利用可能な送信アンテナをこれ以上有しない場合がある。 In [0279] the time t 3, if both the D1 and D2 are moved from its position, TDM power transmission, the wireless power transmitter, to change the number of antennas from the original group, an antenna group (GB1) D1 Can be assigned to power and another antenna group (GC2) can be instructed to power D2. If two more wireless power devices (D3 and D4) arrive within the reach of the wireless power transmitter, TDM power transfer will D3 the wireless power transmitter with two additional antenna groups (GC3 and GC4). And D4 can be instructed to be assigned to power. Here, the wireless power transmitter can power the four devices and may not have any more transmitting antennas available for additional wireless power receivers.

[0280] 時点tにおいて、更なるワイヤレス電力受信機(D5)がワイヤレス電力送信機の範囲内に到来し、D5に電力供給するための新たなグループに専用にするために利用可能な更なるアンテナが存在しない場合、TDM電力伝送は、アンテナ共有技法を利用して、全てのデバイスが電力を受信していることを確実にすることができる。例えば、TDM電力伝送は、定期的な時間間隔で、1つのデバイスから別のデバイスにアンテナグループを切り替えることができる。位置における他の変化が生じない場合、例えば、時点tからtまで、TDM電力伝送が継続し、最も多くの時間電力を伝送されているワイヤレス電力受信機から、最も少ない時間伝送されているワイヤレス電力受信機にグループを切り替え続けることができる。 In [0280] the time t 3, further wireless power receiver (D5) is coming within range of a wireless power transmitter, comprising further available for dedicated to a new group to power the D5 In the absence of an antenna, TDM power transfer can utilize antenna sharing techniques to ensure that all devices are receiving power. For example, TDM power transfer can switch antenna groups from one device to another at regular time intervals. If other changes in position does not occur, for example, from time t 4 to t 9, continued TDM power transmission from the wireless power receiver that is transmitted the most time power is transmitted smallest time You can keep switching groups to wireless power receivers.

[0281] 図59は、ワイヤレス電力伝送システムアーキテクチャの一部とすることができるワイヤレス電力受信機およびワイヤレス電力送信機の例示的な潜在的インタラクションのダイアグラム5900を示す。ダイアグラム5900は、ワイヤレス電力送信機によってサービングされるワイヤレス電力受信機の例を提供することができる。いくつかの実施形態によれば、更なるワイヤレス電力受信機を、それらがワイヤレス電力送信機の到達範囲内に到来するときにサービングすることができる。 [0281] FIG. 59 shows a diagram 5900 of exemplary potential interactions of wireless power receivers and wireless power transmitters that can be part of a wireless power transfer system architecture. Diagram 5900 can provide an example of a wireless power receiver served by a wireless power transmitter. According to some embodiments, additional wireless power receivers can be served when they are within reach of the wireless power transmitter.

[0282] 別の実施形態によれば、複数のワイヤレス電力送信機は、1つ以上の受信機に共に電力供給することができる。時点tにおいて、ワイヤレス電力デバイス(D1)がワイヤレス電力送信機の範囲内に到来する場合がある。プロセッサは、ワイヤレス電力送信機に、全ての送信機アンテナのアンテナグループ(GA)をクライアントデバイスD1に電力供給するように割り当てるように命令することができる。 [0282] According to another embodiment, the plurality of wireless power transmitters can power one or more receivers together. At time t 0, there is a case where the wireless power device (D1) comes within range of a wireless power transmitter. The processor can instruct the wireless power transmitter to assign an antenna group (GA) of all transmitter antennas to power client device D1.

[0283] 時点tにおいて、システムは、クライアントデバイスD2にも電力供給することを開始し、このため、送信機は、以前のアンテナグループGを、電力供給され続ける、D1のためのアンテナグループGB1、および新たに電力供給されるデバイスD2のためのグループGB2である2つの新たなアンテナグループと交換する。2つのグループが存在するため、各々が、送信機アンテナアレイ全体の半分を得る。 In [0283] the time t 1, the system includes an antenna group for even begin to power the client device D2, Therefore, the transmitter of the previous antenna groups G A, continues to be powered, D1 G B1, and new and replaced with two new antenna groups is a group G B2 for the device D2 to be powered. Since there are two groups, each gets half of the entire transmitter antenna array.

[0284] 時点tにおいて、更なる2つのデバイスD3およびD4が電力を受信し始め、送信機は、以前の2つのアンテナグループGB1およびGB2を、現在電力供給されているクライアントデバイス(Dl D2 D3 D4)ごとに1つずつの、4つのアンテナグループ、すなわちGc1c2c3c4と交換する。 [0284] At time t 2, it starts receiving power two devices D3 and D4 further, transmitter previous two antenna groups G B1 and G B2, client devices that are currently powered (Dl Replace with four antenna groups, one for each D2 D3 D4), ie G c1 G c2 G c3 G c4.

[0285] 時点tにおいて、第5のクライアントデバイスD5が電力を受信するように構成される。一方、最大許容同時アンテナグループは4である。このため、5つのデバイスに電力供給するには、時分割多重を用いて、4つのアンテナグループを用いて4つのデバイスに同時に電力供給しなくてはならず、5つのデバイスのうちの1つは、各後続の時間間隔t中に電力供給されない。このため、時点tにおいて、最大で4つのアンテナグループGC1C2C3C4がそれぞれクライアントデバイスD5、D2、D3、D4に電力供給する。時点tにおいて、D2への電力が停止し、D1への電力が再開し、D3、D4、D5は電力を受信し続ける。サイクルパターンは、デバイスが充電されるまで無期限に継続する。 In [0285] the time t 3, configured as the fifth client device D5 receives power. On the other hand, the maximum permissible simultaneous antenna group is 4. Therefore, in order to power five devices, time division multiplexing must be used to simultaneously power four devices using four antenna groups, one of the five devices. , No power is supplied during each subsequent time interval t n. Thus, at time t 3, up to four antenna groups G C1 G C2 G C3 G C4 each client device D5, D2, D3, the power supplied to D4. At time t 4, the power to D2 is stopped, power to D1 is resumed, D3, D4, D5 continues to receive power. The cycle pattern continues indefinitely until the device is charged.

6.電力伝送管理
[0286] 図60は、ワイヤレス電力をデバイスに伝送するための例示的な方法を包括的に示す流れ図6000である。この例示的な方法のステップは、コンピューター可読コードを含むコンピューター可読媒体に組み込まれ、それによって、コンピューター可読コードがコンピューティングデバイスによって実行されるときに、ステップが実施される。いくつかの実施態様では、本方法の目的から逸脱することなく、方法のいくつかのステップを組み合わせることができるか、同時に実行することができるか、異なる順序で実行することができるか、または省くことができる。
6. Power transfer management
[0286] FIG. 60 is a flow diagram 6000 that comprehensively illustrates an exemplary method for transmitting wireless power to a device. The steps of this exemplary method are incorporated into a computer-readable medium containing computer-readable code, whereby the steps are performed when the computer-readable code is executed by a computing device. In some embodiments, several steps of the method can be combined, performed simultaneously, performed in a different order, or omitted without departing from the purpose of the method. be able to.

[0287] 図60において、クライアントデバイスがユーザーからの要求に応じてアプリケーションを開始するとき(6067)、プロセスが始まる。いくつかの実施形態では、クライアントデバイスは、自身が結合されている受信機を検出し、受信機から、受信機に関連付けられた識別子を読み出す。他の実施形態では、受信機はクライアントデバイスに内在し、したがって、クライアントデバイスは、受信機に関連付けられた識別子を既に含む。更に他の実施形態では、クライアントデバイスは、範囲内の他のデバイスに対し、受信機に関連付けられた識別子をブロードキャストするかまたは他の形でアドバタイズする。 [0287] In Figure 60, the process begins when the client device initiates an application in response to a request from the user (6067). In some embodiments, the client device detects the receiver to which it is attached and reads from the receiver the identifier associated with the receiver. In other embodiments, the receiver is inherent in the client device, and thus the client device already includes an identifier associated with the receiver. In yet another embodiment, the client device broadcasts or otherwise advertises the identifier associated with the receiver to other devices within range.

[0288] 次に、クライアントデバイスは、イントラネット、ローカルエリアネットワーク(LAN)、仮想プライベートネットワーク(VPN)、ワイヤレスエリアネットワーク(WAN)Bluetooth(登録商標)、Bluetooth(登録商標)低エネルギー、Wi−Fi、ZigBee(登録商標)等を含む適切なネットワーク接続を通じてシステム管理サービスと通信する(6069)。いくつかの実施形態では、クライアントデバイスは、クライアントデバイスのユーザーに関連付けられた証明書、クライアントデバイスに関連付けられた受信機の識別子等を通信する。次にシステム管理サービスは、クライアントデバイスに関連付けられた証明書を認証する(6071)。いくつかの実施形態では、証明書を認証することができない場合、ユーザーは登録するように指示される。他の実施形態では、認証が失敗する場合、システム管理サービスは、ユーザーに対しアクセスを拒否する。 Next, the client device is an intranet, local area network (LAN), virtual private network (VPN), wireless area network (WAN) Bluetooth®, Bluetooth® low energy, Wi-Fi, Communicate with system management services through appropriate network connections, including ZigBee® (6069). In some embodiments, the client device communicates a certificate associated with the user of the client device, a receiver identifier associated with the client device, and the like. The system management service then authenticates the certificate associated with the client device (6071). In some embodiments, the user is instructed to register if the certificate cannot be authenticated. In another embodiment, the system management service denies access to the user if authentication fails.

[0289] 次に、クライアントデバイスは、送信機からのブロードキャストを検出し、送信機に関連付けられた識別子を読み出す(6073)。いくつかの実施形態では、送信機は、自身の存在と、自身に関連付けられた識別子を、Bluetooth(登録商標)、Bluetooth(登録商標)低エネルギー(BTLE)、Wi−Fi等を用いてブロードキャストする。送信機に関連付けられた識別子は、送信機のMACアドレス、ネットワークアドレス、シリアル番号等を含むことができる。クライアントデバイスは、送信機の表現を、GUIを介してモバイルデバイスユーザーに表示する(6075)。いくつかの実施形態では、GUIは、モバイルデバイスユーザーが、送信機からクライアントデバイスへの電力伝送を要求することを可能にする送信機の表現を生成する。他の実施形態では、GUIは、例えば、送信機からクライアントデバイスへの距離、送信機から電力を受信することに関連付けられたコスト等の追加の情報を表示する。 The client device then detects the broadcast from the transmitter and reads the identifier associated with the transmitter (6073). In some embodiments, the transmitter broadcasts its presence and its associated identifier using Bluetooth®, Bluetooth Low Energy (BTLE), Wi-Fi, and the like. .. The identifier associated with the transmitter can include the MAC address, network address, serial number, etc. of the transmitter. The client device displays the transmitter representation to the mobile device user via the GUI (6075). In some embodiments, the GUI produces a transmitter representation that allows the mobile device user to request power transmission from the transmitter to the client device. In another embodiment, the GUI displays additional information such as, for example, the distance from the transmitter to the client device, the cost associated with receiving power from the transmitter, and the like.

[0290] 次に、クライアントデバイスは、モバイルデバイスユーザーから、クライアントデバイスに電力供給するためのコマンドを受信(6077)する。クライアントデバイスは、ワイヤレス電力送達のための要求をシステム管理サービスに送信する(6079)。いくつかの実施形態では、クライントデバイスによって送信される要求は、クライアントデバイスに関連付けられた証明書(例えば、ユーザーアカウント証明書)、1つ以上の付近の送信機に関連付けられた識別子、クライアントデバイスに関連付けられた識別子、クライアントデバイス(デバイスと一体でない場合)に結合された受信機に関連付けられた識別子、課金命令等を含む。 The client device then receives a command (6077) from the mobile device user to power the client device. The client device sends a request for wireless power delivery to the system management service (6079). In some embodiments, the request sent by the client device is a certificate associated with the client device (eg, a user account certificate), an identifier associated with one or more nearby transmitters, to the client device. Includes associated identifiers, identifiers associated with receivers associated with client devices (if not integrated with the device), billing instructions, etc.

[0291] 次に、システム管理サービスは、クライアントデバイスを認証し、課金構成を検証し、クライアントデバイスがワイヤレス電力を受信する権限を与えられているか否かを検証する(6081)。いくつかの実施形態では、システム管理サービスは、要求内に含まれる証明書(例えば、ユーザーアカウント証明書)およびクライアントデバイスに関連付けられた識別子を、クラウドサービスプロバイダー内のデータベースに記憶されているデータと比較することによってクライアントデバイスを認証する。他の実施形態では、システム管理サービスは、ユーザーの課金構成が有効であることを更に検証する。次に、システム管理サービスは、クライアントデバイスが電力を受信する権限を与えられているか否かを判断する(6083)。いくつかの実施形態では、クライアントデバイスが権限を与えられていない場合、プロセスは終了する。他の実施形態では、プロセスは、モバイルデバイスユーザーがアカウントに更なる資金提供をすることによってクライアントデバイスに権限を与えること、第三者からの認可を要求すること等を可能にする別のプロセスに続く。 The system management service then authenticates the client device, verifies the billing configuration, and verifies whether the client device is authorized to receive wireless power (6081). In some embodiments, the system management service combines the certificate contained within the request (eg, the user account certificate) and the identifier associated with the client device with the data stored in the database within the cloud service provider. Authenticate client devices by comparing. In another embodiment, the system management service further verifies that the user's billing configuration is valid. The system management service then determines whether the client device is authorized to receive power (6083). In some embodiments, the process terminates if the client device is not authorized. In other embodiments, the process is another process that allows the mobile device user to authorize the client device by further funding the account, request authorization from a third party, and so on. Continue.

[0292] システム管理サービスは、送信機と通信し、送信機に、クライアントデバイスに関連付けられた受信機に電力供給するように命令する(6085)。いくつかの実施形態では、システム管理サービスは、イントラネット、ローカルエリアネットワーク(LAN)、仮想プライベートネットワーク(VPN)、ワイヤレスエリアネットワーク(WAN)、Bluetooth(登録商標)、Bluetooth(登録商標)低エネルギー、Wi−Fi、ZigBee(登録商標)等を含む適切なネットワーク接続を用いて送信機と通信する。他の実施形態では、コマンドは、所望の電力出力、充電時間量、伝送電力量等を含む、所望の充電方法を実行するのに適切な任意の数のパラメーターを含む。いくつかの実施形態では、受信機はクライアントデバイスと一体である。他の実施形態では、受信機は、1つ以上のクライアントデバイスと結合され、電気通信するワイヤレス受信機である。 [0292] The system management service communicates with the transmitter and orders the transmitter to power the receiver associated with the client device (6085). In some embodiments, the system management service is an intranet, local area network (LAN), virtual private network (VPN), wireless area network (WAN), Bluetooth®, Bluetooth® low energy, Wi. -Communicate with the transmitter using an appropriate network connection, including Fi, ZigBee®, etc. In other embodiments, the command includes any number of parameters appropriate to perform the desired charging method, including the desired power output, charging time amount, transmission power amount, and the like. In some embodiments, the receiver is integrated with the client device. In another embodiment, the receiver is a wireless receiver that is coupled and telecommunications with one or more client devices.

[0293] 送信機は、受信機との通信を確立し、3D空間において受信機を位置特定する(6087)。次に送信機は、自身のアンテナを用いて、受信機におけるエネルギーポケットを形成する(6089)。次に、受信機は、送信機によって形成されたポケットからRFエネルギーを受信し、クライアントデバイスに電力供給する(6091)。 [0293] The transmitter establishes communication with the receiver and locates the receiver in 3D space (6087). The transmitter then uses its own antenna to form an energy pocket in the receiver (6089). The receiver then receives RF energy from the pocket formed by the transmitter and powers the client device (6091).

[0294] 図61は、デバイスに伝送されたワイヤレス電力を監視するための例示的な方法を包括的に示す流れ図6100である。この例示的な方法のステップは、コンピューター可読コードがコンピューティングデバイスによって実行されるときにステップが実施されるように、コンピューター可読コードを含むコンピューター可読媒体において具現化される。いくつかの実施態様では、本発明の目的から逸脱することなく、本方法のあるステップは組み合わせることができるか、同時に実行することができるか、異なる順序で実行することができるか、または省くことができる。 [0294] FIG. 61 is a flow diagram 6100 that comprehensively illustrates an exemplary method for monitoring wireless power transmitted to a device. The steps of this exemplary method are embodied in a computer-readable medium containing the computer-readable code so that the steps are performed when the computer-readable code is executed by the computing device. In some embodiments, certain steps of the method can be combined, performed simultaneously, performed in a different order, or omitted without departing from the object of the invention. Can be done.

[0295] 図61において、プロセスは、送信機が受信機から電力およびエネルギーデータを読み出す(6151)ことによって始まる。いくつかの実施形態では、受信機は、クライアントデバイスと一体である。他の実施形態では、受信機は、1つ以上のクライアントデバイスに結合され、電気通信するワイヤレス受信機である。いくつかの実施形態では、データは、ワイヤレス電力送信機から受信機に送達される電力の速度、ワイヤレス電力送信機から受信機に転送される総エネルギー、クライアントデバイスの現時点の電池電力レベル等を含む。 [0295] In FIG. 61, the process begins with the transmitter reading power and energy data from the receiver (6151). In some embodiments, the receiver is integrated with the client device. In another embodiment, the receiver is a wireless receiver that is coupled and telecommunications with one or more client devices. In some embodiments, the data includes the rate of power delivered from the wireless power transmitter to the receiver, the total energy transferred from the wireless power transmitter to the receiver, the current battery power level of the client device, and the like. ..

[0296] 次に、送信機は、システム管理サービスと通信し、システム管理サービスに、自身がクライアントデバイスを充電していることを通知する(6153)。いくつかの実施形態では、送信機は、クライアントデバイスのための充電要求を満たすために送信されるエネルギー/電力、受信機の識別子等を更に報告する。 [0296] The transmitter then communicates with the system management service and notifies the system management service that it is charging the client device (6153). In some embodiments, the transmitter further reports the energy / power transmitted to meet the charging requirements for the client device, the identifier of the receiver, and the like.

[0297] 次に、システム管理サービスは、要求される場合、送信機からクライアントデバイスに送信されるエネルギーについてモバイルデバイスユーザーに課金する(6155)。次に、システム管理サービスは、アカウント情報をクライアントデバイスに通信する(6157)。いくつかの実施形態では、アカウント情報は、現在の充電セッションに関連する課金情報および他の情報、以前の充電セッションからの情報、口座残高情報、現在の充電セッション中のワイヤレス電力の受信に関連付けられた料金(charges)、送信機からの電力伝送速度等を含む。 The system management service then charges the mobile device user for the energy transmitted from the transmitter to the client device, if requested (6155). The system management service then communicates the account information to the client device (6157). In some embodiments, the account information is associated with billing and other information related to the current charging session, information from a previous charging session, account balance information, and reception of wireless power during the current charging session. Includes charges, power transmission speed from transmitter, etc.

[0298] クライアントデバイスによって表示されるGUIは、クライアントデバイスが電力供給されていることを示す(6159)。いくつかの実施形態では、GUIは、上述した口座残高情報、口座情報等を表示する。 The GUI displayed by the client device indicates that the client device is powered (6159). In some embodiments, the GUI displays the account balance information, account information, etc. described above.

[0299] 次に、ワイヤレス電力送信機、受信機、および/またはシステム管理サービスのうちの1つ以上が、使用情報およびステータス情報を情報配信サービスに通信する(6161)。いくつかの実施形態では、使用情報およびステータス情報は、顧客挙動、人口統計、サービス品質等に対する解析を実行するために用いられる。いくつかの実施形態では、情報配信サービスは、遠隔クラウドにおいてホスティングされる。他の実施形態では、情報配信サービスは、ローカルネットワークにおいてホスティングされる。 [0299] The wireless power transmitter, receiver, and / or one or more of the system management services then communicate usage and status information to the information distribution service (6161). In some embodiments, usage and status information is used to perform analyzes on customer behavior, demographics, quality of service, and so on. In some embodiments, the information distribution service is hosted in a remote cloud. In other embodiments, the information distribution service is hosted on a local network.

[0300] 例えば、スマートフォンを有するユーザーは、歩いてコーヒーショップに入る。スマートフォンは、コーヒーショップによって運用されているワイヤレス電力送信機を検出し、送信機のIDを読み出す。次に、ユーザーは、スマートフォンの電力が低いことに気付き、モバイルappに、ローカルワイヤレス電力を要求するように命令することに進む。ユーザーは、ワイヤレス電力が利用可能であるときはいつでもおよび/またはどこでも自動的にこれを行うようにワイヤレス電力システム管理を構成しておくこともできる。次に、スマートフォンは自身のID、自身の受信機のID、および送信機のIDをシステム管理サービスに通信する。システム管理サービスは、自身のシステムデータベースをレビューし、スマートフォンまたは自身の受信機、および送信機を見つける。次に、システム管理サービスは送信機と通信し、ユーザーのスマートフォン受信機に電力供給するように送信機に命令する。次に、送信機は受信機と通信して受信機の位置を決定し、ポケット形成技法を用いてワイヤレスエネルギーを受信機に送信する。受信機は、このエネルギーを用いてスマートフォンに電力供給することに進む。 [0300] For example, a user with a smartphone walks into a coffee shop. The smartphone detects the wireless power transmitter operated by the coffee shop and reads out the transmitter ID. The user then notices that the smartphone is low power and proceeds to instruct the mobile app to request local wireless power. Users can also configure wireless power system management to do this automatically whenever and / or wherever wireless power is available. Next, the smartphone communicates its own ID, its own receiver ID, and the transmitter ID to the system management service. The system management service reviews its system database to find smartphones or its own receivers and transmitters. The system management service then communicates with the transmitter and commands the transmitter to power the user's smartphone receiver. The transmitter then communicates with the receiver to locate the receiver and uses pocket forming techniques to transmit wireless energy to the receiver. The receiver proceeds to use this energy to power the smartphone.

[0301] 別の例では、内蔵ワイヤレス電力受信機を有するウェアラブルデバイスを有するユーザーが、友人宅を訪問し、ここで、この家はワイヤレス電力送信機を備えている。ウェアラブルデバイスはこの家のワイヤレス電力送信機を検出し、送信機のIDを読出し、家の所有者の送信機は、任意のワイヤレス電力受信機に自動的に電力供給するようにシステム管理サービスを構成してある。ウェアラブルデバイスの受信機は、自身のIDおよび送信機のIDをシステム管理サービスに通信し、次に、システム管理サービスは、自身のシステムデータベースをレビューし、ウェアラブルデバイス、自身の受信機、および送信機を見つける。次に、システム管理サービスは送信機と通信し、ウェアラブルデバイス受信機に電力供給するように送信機に命令する。次に、送信機は、受信機と通信して受信機の位置を判断し、アダプティブ3Dポケット形成技法を用いて受信機にワイヤレスエネルギーを送信する。次に、受信機は、このエネルギーを用いてウェアラブルデバイスに電力供給する。 [0301] In another example, a user with a wearable device with a built-in wireless power receiver visits a friend's house, where the house is equipped with a wireless power transmitter. The wearable device detects this home wireless power transmitter, reads the transmitter ID, and the homeowner's transmitter configures the system management service to automatically power any wireless power receiver. It is done. The wearable device receiver communicates its ID and transmitter ID to the system management service, which then reviews its system database and wearable device, its receiver, and transmitter. Find out. The system management service then communicates with the transmitter and commands the transmitter to power the wearable device receiver. The transmitter then communicates with the receiver to determine the location of the receiver and uses adaptive 3D pocket forming techniques to transmit wireless energy to the receiver. The receiver then uses this energy to power the wearable device.

7.電力レベルの測定および報告
[0302] 図62は、実施形態による、ワイヤレス電力伝送システムにおける電池性能を監視するための方法6200のフローチャートである。いくつかの例示的な実施形態では、ワイヤレス電力伝送システムは、電子デバイスの電池が充電している現在の速度または実際の速度を求め、その値を予測基準速度と比較することが可能である。現在の速度が予測基準速度より著しく低い場合、電子デバイス内の電池または関連充電回路は機能不良である場合があり、著しく低い充電効率または性能を生じる場合がある。
7. Power level measurement and reporting
[0302] FIG. 62 is a flowchart of Method 6200 for monitoring battery performance in a wireless power transfer system according to an embodiment. In some exemplary embodiments, the wireless power transfer system can determine the current or actual speed at which the battery of the electronic device is charging and compare that value to the predicted reference speed. If the current speed is significantly lower than the predicted reference speed, the battery or associated charging circuit in the electronic device may be malfunctioning, resulting in significantly lower charging efficiency or performance.

[0303] ワイヤレス電力伝送システムがこのエラー条件を検出するとき、システムは、システムオペレーターもしくはクライアントデバイスのユーザー、または任意の他の適切な関係者に警告することができ、それによって問題を補正することができ、電子デバイス電池充電システムは、充電時に電力をもはや浪費しなくてよく、または必要より長い期間をかけて充電することを止める。 [0303] When a wireless power transmission system detects this error condition, the system may alert the system operator or the user of the client device, or any other appropriate party, thereby correcting the problem. The electronic device battery charging system no longer wastes power when charging, or stops charging for longer than necessary.

[0304] 代替的な実施形態では、ワイヤレス電力伝送システムは、デバイスが最初にシステムによるサービスを行ってからのクライアントデバイスの充電速度を監視し、これを基準として用いて、デバイスのための現在の充電速度と比較し、それによって、デバイスに対する現在の充電速度が、初期充電速度に基づく基準速度未満となる場合、システムによって、デバイスに何らかの不具合が生じており、充電に過度に長い時間がかかっているかまたは充電されているときに電力を浪費していることを示すアラートが生成される。 [0304] In an alternative embodiment, the wireless power transfer system monitors the charging rate of the client device since the device first serviced the system and uses this as a reference to the current current for the device. If compared to the charging speed, which causes the current charging speed for the device to be less than the reference speed based on the initial charging speed, then the system is causing some malfunction in the device and it takes an excessively long time to charge. An alert is generated indicating that you are wasting power when it is being charged or charged.

[0305] いくつかの例示的な実施形態において、電池性能を監視する(6281)方法は、ステップ6263から開始することができ、ここで、オペレーターまたはユーザーは、ワイヤレス電力伝送システムをインストールし動作させる。次に、ステップ6265において、クライアントデバイスをシステム内のワイヤレス電力受信機とペアリングすることができる。ペアリングは、クライアント電子デバイスが、電力受信機が適切な時間量にわたって適切な近接性範囲内にあることを検出するときに生じることができる。次に、電力受信機が既に別の電子デバイスとペアリングされていないか否かを判断するために内部データベースをチェックすることに進むことができる。電力受信機が既に別のデバイスとペアリングされていない場合、クライアント電子デバイスは、自身のIDを電力受信機のIDに関連付け、内部データベースを更新することができる。次に、電子デバイスは、更新されたデータベースレコードのコピーを電力送信機に送信することができる。このようにして、デバイスはワイヤレス充電を開始する準備を整えることができる。 [0305] In some exemplary embodiments, the method of monitoring battery performance (6281) can begin at step 6263, where the operator or user installs and operates a wireless power transfer system. .. Then, in step 6265, the client device can be paired with a wireless power receiver in the system. Pairing can occur when the client electronic device detects that the power receiver is within the appropriate proximity range for the appropriate amount of time. You can then proceed to check the internal database to determine if the power receiver is already paired with another electronic device. If the power receiver is not already paired with another device, the client electronic device can associate its ID with the power receiver's ID and update the internal database. The electronic device can then send a copy of the updated database record to the power transmitter. In this way, the device is ready to start wireless charging.

[0306] ステップ6267において、ワイヤレス電力送信機は、クライアントデバイスの電池レベルを連続的に監視し、ステップ6269において、電池が充電される必要があるか否かを判断することができる。他の実施形態では、ワイヤレス電力送信機は、所定のスケジュールに従ってクライアントデバイスを充電することができる。ワイヤレス電力伝送システムは、クライアントデバイスの電池を充電する時点である場合はいつでも、もしくは電池レベルが満充電未満であり、電池が充電される必要がある場合、自動的に充電することができ、または、システムは、システム内に組み込むことができるかもしくはオペレーターもしくはユーザー等によって構成することができる何らかの他の条件もしくは状況に応答して自動的に電池を充電することができる。 [0306] At step 6267, the wireless power transmitter can continuously monitor the battery level of the client device and, at step 6269, determine if the battery needs to be charged. In another embodiment, the wireless power transmitter can charge the client device according to a predetermined schedule. The wireless power transfer system can be charged automatically whenever it is time to charge the battery of the client device, or if the battery level is below full charge and the battery needs to be charged, or , The system can automatically charge the battery in response to some other condition or situation that can be incorporated into the system or configured by an operator or user or the like.

[0307] ワイヤレス電力送信機は、クライアントデバイスが充電される必要があると判断する場合、ステップ6271において、クライアントデバイスに接続されたワイヤレス電力受信機への電力の伝送を開始することができる。これを行うために、ワイヤレス電力送信機は、ワイヤレス電力受信機とリアルタイムで継続的に通信する。 [0307] If the wireless power transmitter determines that the client device needs to be charged, it can initiate the transmission of power to the wireless power receiver connected to the client device in step 6271. To do this, the wireless power transmitter continuously communicates with the wireless power receiver in real time.

[0308] ステップ6273において、充電期間中、受信機は、充電電力値をワイヤレス電力送信機に常時送信する。更に、クライアントデバイスは、ステップ6275において、電池レベル値をワイヤレス電力送信機に常時送信することができる。 [0308] In step 6273, during the charging period, the receiver constantly transmits the charged power value to the wireless power transmitter. Further, the client device can constantly transmit the battery level value to the wireless power transmitter in step 6275.

[0309] ステップ6273および6275において受信される値を用いて、ステップ6277において、ワイヤレス電力送信機は、クライアントデバイスの充電速度を計算することが可能である。いくつかの実施形態では、ワイヤレス電力送信機は、クライアントデバイス電池の充電速度を計算するために、自身の独自のリアルタイムクロック回路等を監視して、現在のリアルタイム時間またはクロック時間を測定する。 [0309] In step 6277, the wireless power transmitter can calculate the charging rate of the client device using the values received in steps 6273 and 6275. In some embodiments, the wireless power transmitter monitors its own real-time clock circuit or the like to measure the current real-time time or clock time in order to calculate the charging speed of the client device battery.

[0310] 次に、ステップ6279において、ワイヤレス電力送信機は、クライアントデバイスの充電速度が許容範囲内にあるか否かを判断することができる。いくつかの例示的な実施形態において、ワイヤレス電力送信機は、基準テーブルにおいて、特定のクライアントデバイスのための予測充電速度を調べることができ、デバイスの一意の識別情報またはカテゴリは、システムに対し前もって、オペレーターもしくはユーザーによって知らされるか、または前記カテゴリのクライアントデバイス通信によって自動的にクライアントデバイスからワイヤレス電力送信機もしくはワイヤレス電力伝送システムの他のシステムコンピューターに直接知らされる。前記基準テーブルは、送信機メモリ内、もしくはローカルデータベース内に位置するか、または遠隔サーバー上の遠隔管理もしくは情報サービスから送信機にダウンロードもしくは通信される。 [0310] Next, in step 6279, the wireless power transmitter can determine whether the charging speed of the client device is within the permissible range. In some exemplary embodiments, the wireless power transmitter can look up the estimated charging speed for a particular client device in a reference table, and the device's unique identity or category is pre-existing to the system. , Informed by the operator or user, or automatically notified from the client device to the wireless power transmitter or other system computer of the wireless power transfer system by client device communication in the category. The reference table is located in the transmitter memory, in the local database, or downloaded or communicated to the transmitter from a remote management or information service on a remote server.

[0311] いくつかの実施形態では、特定のクライアントデバイスの予期される基準充電速度は、送信機のメモリに既に記憶されている。また、送信機が充電することを予期されるクライアントデバイスの各カテゴリまたはモデルの速度も全てメモリ内に記憶される。これらの速度は、送信機製造時に送信機のメモリに既に記憶されている場合があるか、またはワイヤレス電力伝送システムが充電することを予期される全てのタイプ、カテゴリまたはモデルのクライアントデバイスについて、更新された速度を含むシステム管理サーバー等の別のシステムコンピューターから送信機にアップロードまたは通信された場合がある。 [0311] In some embodiments, the expected reference charging rate for a particular client device is already stored in transmitter memory. Also, the speed of each category or model of client device that the transmitter is expected to charge is also stored in memory. These speeds may already be stored in the transmitter's memory when the transmitter is manufactured, or updated for all types, categories, or models of client devices that the wireless power transmission system is expected to charge. It may have been uploaded or communicated to the transmitter from another system computer, such as a system management server, that includes the speed.

[0312] ワイヤレス電力送信機が、デバイスの実際の充電性能が予測充電性能を下回ることを検出する場合、ステップ6281において、送信機は、システムオペレーターまたはクライアントデバイスのユーザーに、電池または充電回路またはクライアントデバイスのうちの他のものが機能不良であること、電力を失っている場合があること、充電に過度に長い時間がかかっていること、および調査または修理または交換される必要があることを警告することができる。いくつかの実施形態では、ワイヤレス電力送信機は、クライアントデバイスの電池が低充電速度または電力損失を引き起こしていないとき、システム機能不良の根本原因を判断することも可能である。 [0312] If the wireless power transmitter detects that the actual charging performance of the device is below the expected charging performance, in step 6281 the transmitter will contact the system operator or user of the client device with the battery or charging circuit or client. Warning that other of the devices are malfunctioning, may be losing power, are taking too long to charge, and need to be investigated, repaired or replaced can do. In some embodiments, the wireless power transmitter can also determine the root cause of system malfunction when the battery of the client device is not causing low charging speed or power loss.

[0313] いくつかの実施形態では、ワイヤレス電力送信機は、この情報を、自動データベース複製を通じて通信し、送信機と他のシステムコンピューターとの間のシステムネットワークにわたって、または他の適切な通信手段を通じてメッセージを送信する。更に、オペレーターまたはユーザーは、アラートを受信し、もはやクライアントデバイスをワイヤレス充電しないようにワイヤレスシステムを構成し、次に、クライアントデバイスをサービスから除去することによって応答し、それによって、このクライアントデバイスを調査、修理もしくは交換するかまたは他の適切な解決を行うことができる。 [0313] In some embodiments, the wireless power transmitter communicates this information through automatic database replication over the system network between the transmitter and other system computers, or through other suitable means of communication. Send a message. In addition, the operator or user receives an alert, configures the wireless system to no longer wirelessly charge the client device, and then responds by removing the client device from service, thereby investigating this client device. , Can be repaired or replaced or other appropriate solution can be taken.

[0314] ワイヤレス電力送信機が、解析されるデータ内にシステムまたはコンポーネントの障害の証拠が見つからないと判断する場合、ワイヤレス電力送信機は、クライアントデバイスの充電を続け、ステップ6283において、クライアントデバイスの電池レベルが満充電であるか否かを継続してチェックすることができる。クライアントデバイスの電池が満充電でない場合、ワイヤレス電力送信機は、ワイヤレス電力を、クライアントデバイスに接続されたワイヤレス電力受信機に伝送し続け、クライアントデバイスの充電を保持することができる。クライアントデバイスの電池が既に満充電であるか、またはデバイスの充電を停止する時点である場合、ステップ6285において、ワイヤレス電力送信機はデバイスの充電を停止し、プロセスは終了することができる。 [0314] If the wireless power transmitter determines that no evidence of system or component failure is found in the data being analyzed, the wireless power transmitter continues to charge the client device and in step 6283, of the client device. You can continue to check if the battery level is fully charged. If the client device battery is not fully charged, the wireless power transmitter can continue to transmit wireless power to the wireless power receiver connected to the client device to keep the client device charged. At step 6285, the wireless power transmitter can stop charging the device and the process can be terminated if the battery of the client device is already fully charged or it is time to stop charging the device.

[0315] 図63は、本開示の例示的な態様による、電池性能を監視するための方法のシーケンス図6300である。シーケンス図6300は、クライアントデバイス6352と、システム管理コンピューター6373と、ワイヤレス電力送信機6301と、ワイヤレス電力受信機6320と、ユーザーまたはオペレーター6375とを含む。 [0315] FIG. 63 is a sequence diagram 6300 of a method for monitoring battery performance according to an exemplary embodiment of the present disclosure. Sequence diagram 6300 includes a client device 6352, a system management computer 6373, a wireless power transmitter 6301, a wireless power receiver 6320, and a user or operator 6375.

[0316] システム管理コンピューターは、まず、クライアントデバイス6352の予測充電速度6355をワイヤレス電力送信機6301に送信する。次に、クライアントデバイス6352は、クライアントデバイス6373の電池レベルに関する情報6357を送信する。その後、ワイヤレス電力送信機6301は、クライアントデバイス6352に接続されたワイヤレス電力受信機6320へのワイヤレス電力の配信を開始する(6359)。次に、ワイヤレス電力受信機は、クライアントデバイス6352に送達された電力量の測定値6361を常時送信する。その後、クライアントデバイス6352は、最新の電池レベル6363をワイヤレス電力送信機6301に送信する。クライアントデバイス6352に送達された電力量の測定値6361および最新の電池レベル6363を用いて、ワイヤレス電力送信機6301は、クライアントデバイス6352の充電速度を計算する。クライアントデバイス6352の充電速度が閾値未満である場合、ワイヤレス電力送信機は、ユーザーまたはオペレーター6375にアラートを送信する(6365)。次に、ユーザーまたはオペレーター6375は、誤りを訂正するためのアクションを行う(6367)。 The system management computer first transmits the predicted charging speed 6355 of the client device 6352 to the wireless power transmitter 6301. The client device 6352 then transmits information 6357 regarding the battery level of the client device 6373. After that, the wireless power transmitter 6301 starts distributing wireless power to the wireless power receiver 6320 connected to the client device 6352 (6359). Next, the wireless power receiver constantly transmits the measured value 6361 of the amount of power delivered to the client device 6352. The client device 6352 then transmits the latest battery level 6363 to the wireless power transmitter 6301. Using the measured electric energy 6361 delivered to the client device 6352 and the latest battery level 6363, the wireless power transmitter 6301 calculates the charging rate of the client device 6352. If the charging rate of the client device 6352 is below the threshold, the wireless power transmitter sends an alert to the user or operator 6375 (6365). The user or operator 6375 then takes action to correct the error (6637).

[0317] 例えば、家族は、自宅に設置されたワイヤレス電力伝送システムを有する。家族の一員が、スマートフォンにワイヤレスで電力供給し、これを充電するようにシステムを構成する。スマートフォンは、数年の使用年数である。システムは、スマートフォンがシステムの電力範囲内にあり、スマートフォンの電池レベルが充電を正当化するのに十分低いときはいつでも、スマートフォンに自動的に充電する。家族は、ワイヤレス電力伝送システムのためのシステム管理appである、パブリックappストアからダウンロードしたソフトウェアをスマートフォンにインストールしてある。このappは、スマートフォンの電池レベルの値をシステムに自動的に通信する。スマートフォンを充電した後、システムは、スマートフォンが、完全に充電されるのにかかるはずの時間の3倍時間がかかったことを観測する。次に、システムは、スマートフォン名、および問題の簡単な説明を有するテキストメッセージを所有者に送信することによって、家族のシステムの所有者にこの問題の警告を通信する。所有者は、その後、交換用のスマートフォンを購入する。 [0317] For example, a family has a wireless power transfer system installed at home. A family member configures the system to wirelessly power and charge smartphones. Smartphones have been in use for several years. The system automatically charges the smartphone whenever the smartphone is within the power range of the system and the battery level of the smartphone is low enough to justify charging. The family has installed software downloaded from the public app store, which is a systems management app for wireless power transfer systems, on their smartphones. This application automatically communicates the battery level value of the smartphone to the system. After charging the smartphone, the system observes that it took three times as long as it should have taken to fully charge the smartphone. The system then communicates a warning of this problem to the family system owner by sending a text message to the owner with the smartphone name and a brief description of the problem. The owner then purchases a replacement smartphone.

[0318] 別の例では、ユーザーは、ユーザーの腕で機能するウェアラブル製品を購入する。製品はワイヤレス電力受信機を含む。ワイヤレス電力送信機はユーザーの寝室内にあり、毎晩、ユーザーは、ユーザーの腕にウェアラブル製品を装着して就寝する。次に、ワイヤレス電力伝送システムは、電力受信機からある距離離れた寝室内の送信機から、ユーザーの腕のウェアラブル内の電力受信機まで電力を伝送することによって、ウェアラブル内の電池を自動的に充電する。毎晩、ウェアラブル電池はバックアップを充電する。 [0318] In another example, a user purchases a wearable product that works with the user's arm. The product includes a wireless power receiver. The wireless power transmitter is in the user's bedroom, and every night the user wears a wearable product on the user's arm and goes to bed. The wireless power transfer system then automatically removes the batteries in the wearable by transmitting power from a transmitter in the bedroom some distance from the power receiver to the power receiver in the wearable on the user's arm. Charge. Every night, the wearable battery charges the backup.

[0319] 送信機がウェアラブルクライアントデバイスを充電した最初の時点から始まり、送信機は、ウェアラブルの電池の充電速度を計算した。ワイヤレス電力伝送システムは、この特定のウェアラブル製品のための電池の充電速度に関する基準情報を有しない。 [0319] Starting from the very beginning when the transmitter charged the wearable client device, the transmitter calculated the charging speed of the wearable battery. Wireless power transfer systems do not have reference information on battery charging speeds for this particular wearable product.

[0320]1年以上後、ワイヤレス電力伝送システムは、ウェアラブル電池を充電する時間量が、今や、ユーザーがシステムを用いてウェアラブルデバイスのワイヤレス充電を始めたときよりも長くかかっていることを検出する。その後、システムは、ユーザーのウェアラブルは、今や充電により長い時間がかかっているというメッセージを含む電子メールを送信することによって、ユーザーにアラートを発行する。その後、ユーザーは、ウェアラブル製品を最新モデルと交換する。 [0320] More than a year later, wireless power transfer systems detect that the amount of time it takes to charge a wearable battery is now longer than when the user started wirelessly charging the wearable device with the system. .. The system then alerts the user by sending an email containing a message that the user's wearable is now taking longer to charge. The user then replaces the wearable product with the latest model.

8.安全な電力伝送
[0321] 図64は、健康安全性の禁止された状況に基づいて、クライアントデバイスがワイヤレス電力伝送システムから電力を受信することを禁止する方法6400のフローチャートを示す。開示される方法は、ワイヤレス電力伝送システムの1つ以上のコンポーネントにおいて動作することができる。ワイヤレス電力伝送システムは、数ある中でも、1つ以上のシステムコンピューターと、クライアントデバイス上で実行されるGUIシステム管理ソフトウェアと、1つ以上の遠隔情報サービスサーバーと、1つ以上のシステム管理サーバーとを含む。システムコンピューターは、ワイヤレス電力伝送システムのコンピューターのうちの1つを指すことができ、ワイヤレス電力伝送システムの全てのコンピューター間の通信ネットワークの一部である。システムコンピューターは、前記ネットワークを通じて任意の他のシステムコンピューターに通信することができ、ワイヤレス電力送信機、ワイヤレス電力受信機、クライアントデバイス、システム管理サービスサーバー、および/または任意の他のコンピューティングデバイスとすることができる。クライアントデバイスの例は、数ある中でも、スマートフォン、タブレットおよび音楽プレーヤーを含むことができる。
8. Safe power transfer
[0321] FIG. 64 shows a flow chart of method 6400 that prohibits a client device from receiving power from a wireless power transfer system based on a health safety prohibited situation. The disclosed method can operate in one or more components of a wireless power transfer system. Wireless power transmission systems include one or more system computers, GUI system management software running on client devices, one or more remote information service servers, and one or more system management servers. include. A system computer can refer to one of the computers in a wireless power transfer system and is part of a communication network between all the computers in the wireless power transfer system. The system computer can communicate with any other system computer through the network, such as a wireless power transmitter, wireless power receiver, client device, system management service server, and / or any other computing device. be able to. Examples of client devices can include smartphones, tablets and music players, among others.

[0322] 遠隔情報サービスサーバーは、ワイヤレス電力伝送システムにおいて動作する全てのネットワークコンピューターにわたって複製または分散することができるシステムデータベースに結合することができる。前記分散システムデータベースは、全てのネットワークコンピューター内で動作するデータベース分散管理ソフトウェアと共に、ワイヤレス電力伝送システムにおけるインスタント通信を可能にすることができる。ネットワークコンピューターとは、任意のシステムコンピューター、またはオンラインであり、特定のワイヤレス電力伝送システムのネットワークへの接続を有するアクティブ遠隔情報サーバーを指すことができる。 [0322] The remote information service server can be combined with a system database that can be replicated or distributed across all network computers operating in a wireless power transfer system. The distributed system database, along with database distributed management software running within all network computers, can enable instant communication in wireless power transfer systems. A network computer can refer to any system computer, or an active remote information server that is online and has a connection to the network of a particular wireless power transfer system.

[0323] プロセスは、ステップ6469において、ワイヤレス電力伝送システム(WPTS)が起動し、システムチェックアップを実行して、全ての通信チャネルが適切に機能していることを確実にするときに開始することができる。その後、ステップ6471において、ユーザーは、WPTSのためのクライアントデバイスにシステム管理ソフトウェアapp(GUI App)をダウンロードしインストールするステップがまだ行われていない場合、このステップを行うことができる。このappは、Apple(登録商標)のiTunes(登録商標)、Google(登録商標)のPlay Store(登録商標)、Amazon(登録商標)のApp store(登録商標)等のパブリックソフトウェアappストアまたはデジタルアプリケーション配信プラットフォームにおいて入手可能であり、ここからダウンロードし、インストールすることができる。他の実施形態では、ユーザーは、ユーザーがWPTSに命令するか、WPTSを制御または構成することができるコンピューターまたはサーバーによってホスティングされるウェブページをブラウズすることができる。appまたはウェブページは、限定ではないが、業界標準チェックマーク制御、またはクライアントデバイスのビュースクリーン、もしくはワイヤレス電力伝送システムを管理するコンピューターによってサービングされるウェブページ上に表示および記載される健康安全性動作パラメーターを指定もしくは制御するための任意の他のユーザーインターフェース制御を含むユーザーインターフェースを有することができる。 [0323] The process begins at step 6469 when the wireless power transfer system (WPTS) is started and a system checkup is performed to ensure that all communication channels are functioning properly. Can be done. Then, in step 6471, the user can perform this step if the step of downloading and installing the system management software app (GUI App) on the client device for WPTS has not yet been performed. This application is a public software app store or digital application such as iTunes (registered trademark) of Apple (registered trademark), Play Store (registered trademark) of Google (registered trademark), and App store (registered trademark) of Amazon (registered trademark). It is available on the distribution platform and can be downloaded and installed from here. In other embodiments, the user can browse a web page hosted by a computer or server where the user can direct the WPTS or control or configure the WPTS. The application or web page is displayed and described on a web page served by an industry standard checkmark control, or the view screen of a client device, or a computer that manages a wireless power transmission system, but not limited to health and safety operations. It can have a user interface that includes any other user interface controls for specifying or controlling parameters.

[0324] プロセスに続いて、判定6473において、GUI appは、WPTSにおいて有効にされた電力伝送について任意の禁止事項が存在するか否かを検証する。電力伝送のための禁止事項が有効にされている場合、以下のステップ6485に続き、そうではなく、電力伝送のための禁止事項がまだ有効にされていない場合、判定6475において、GUIは、ユーザーがワイヤレス電力伝送のための健康安全性動作パラメーターを有効にすることを望むか否かを尋ねるメッセージをユーザーに対し表示することができる。ユーザーが禁止事項を有効にすることを受容しない場合、ステップ6491において、WPTSは禁止事項なしでの電力送達を可能にし、プロセスが終了する。判定508において、ユーザーが禁止事項を有効にすることを受容する場合、ステップ6477において、GUI appは、ユーザーによって使用される際に、ワイヤレス電力がデバイスに伝送されるべきでない状況をユーザーが指定することができるチェックリストをユーザーに対し表示することができる。次に、ステップ6479において、ユーザーは、限定ではないが、以下の基準を含むことができる禁止された状況を指定する。 [0324] Following the process, in determination 6473, the GUI application verifies whether any prohibitions exist for the power transfer enabled in WPTS. If the prohibition for power transfer is enabled, continue to step 6485 below, otherwise, if the prohibition for power transmission is not yet enabled, in determination 6475, the GUI is the user. Can display a message to the user asking if they want to enable the health safety operating parameters for wireless power transfer. If the user does not accept to enable the prohibition, at step 6491, WPTS enables power delivery without the prohibition and the process ends. If in determination 508 the user accepts to enable the prohibition, in step 6477 the GUI application specifies the situation in which the wireless power should not be transmitted to the device when used by the user. A checklist that can be displayed to the user. Next, in step 6479, the user specifies a prohibited situation that can include, but is not limited to, the following criteria:

[0325] 1)クライアントデバイスが現在移動しており、ユーザーがデバイスを身に着けているか、またはデバイスを保持もしくは装着していることを示す場合。クライアントデバイスの動きまたは移動とは、デバイスに電力を伝送している送信機に対する、または送信機の空間的位置に対するクライアントデバイスの物理的な3D移動を指すことができ、それによって、動いている間、クライアントデバイスは、送信機からの自身の物理的距離を変更する場合があるか、または送信機のアンテナアレイからの自身の角度を変更する場合がある。 [0325] 1) When the client device is currently on the move, indicating that the user is wearing the device or holding or wearing the device. The movement or movement of the client device can refer to the physical 3D movement of the client device with respect to the transmitter transmitting power to the device or with respect to the spatial position of the transmitter, thereby moving while in motion. , The client device may change its physical distance from the transmitter or its angle from the transmitter's antenna array.

[0326] 2)クライアントデバイスが、現在、使用中であることを示す任意の姿勢に物理的に向けられている場合。例えば、デバイスが、現在垂直に向けられているモバイル携帯電話である場合。 [0326] 2) When the client device is physically oriented in any position that indicates it is currently in use. For example, if the device is a mobile phone that is currently oriented vertically.

[0327] 3)クライアントデバイスが、現在、デバイスがユーザーの顔に向けて保持されている場合等、自身がユーザーの近傍範囲内にあることを検出する場合。 [0327] 3) When the client device detects that it is in the vicinity of the user, such as when the device is currently held facing the user's face.

[0328] 4)クライアントデバイスが現在電話呼をかけている場合。 [0328] 4) When the client device is currently making a phone call.

[0329] 5)ユーザーが現在、クライアントデバイスを、タッチしているか、タッピングしているか、もしくはスワイプしているか、ピンチしているか、回している等の指ジェスチャーを行っている、または任意の方法でクライアントデバイスとインタラクトしている場合。 [0329] 5) The user is currently touching, tapping, swiping, pinching, turning, or otherwise performing finger gestures on the client device, or any method. When interacting with the client device in.

[0330] 6)クライアントデバイスが現在ヘッドセットまたは任意の他の外部デバイスに接続されている場合。 [0330] 6) If the client device is currently connected to a headset or any other external device.

[0331] その後、ステップ6487において、ユーザーが禁止された状況または基準を指定した後、全てのシステムコンピューターにわたって禁止状況ポリシーを適用する。次に、ステップ6483において、WPTSは、その分散データベース内のクライアントデバイスレコードを更新する。WPTSは、クライアントデバイスに関連付けられた禁止された状況を読み出し、検証する。その後、ステップ6485において、WPTSは、クライアントデバイスに関連付けられた禁止された状況を読み出し、検証する。次に、ステップ6487において、禁止された状況が存在する場合、ステップ6489において、電力送達が無効にされるか、または判定6487において、禁止された状況が存在しない場合、ステップ6489において、電力送達が有効にされる。プロセスが終了する。 [0331] Then, in step 6487, after the user specifies the banned situation or criteria, the banned situation policy is applied across all system computers. Then, in step 6483, WPTS updates the client device record in its distributed database. WPTS reads and verifies the forbidden situation associated with the client device. Then, in step 6485, WPTS reads and verifies the forbidden situation associated with the client device. Then, in step 6487, if there is a banned situation, in step 6489, power delivery is disabled, or in determination 6487, if there is no banned situation, then in step 6489, power delivery Be enabled. The process ends.

[0332] 前記クライアントデバイス上で実行されるGUI appは、クライアントデバイスを連続して監視して、前記クライアントデバイスの現在の動作が健康安全性の禁止された状況のうちのいずれかに合致するか否かを検出することができる。クライアントデバイスの監視は、限定ではないが、前記クライアントデバイスの内部の加速度計もしくはジャイロスコープ、またはデバイスが直面するのに役立つかどうかを(if devices is help to face)示すセンサを用いることによって、デバイスの現在の速さ、ヨー、ピッチもしくはロール、もしくは姿勢を求める前記デバイス内の測定ハードウェアを読み出すこと、または禁止された状況が存在するかどうかを示すデバイスの任意の他の態様を検知することを含むことができる。 [0332] The GUI application running on the client device continuously monitors the client device to see if the current operation of the client device matches any of the health-safety prohibited situations. Whether or not it can be detected. Monitoring of a client device is limited, but by using an accelerometer or gyroscope inside the client device, or a sensor that indicates if the device is help to face. Reading the measurement hardware within the device for the current speed, yaw, pitch or roll, or orientation of the device, or detecting any other aspect of the device indicating whether a prohibited situation exists. Can be included.

[0333] クライアントデバイスが、前記伝送システムから電力を受信することを禁止されている状況に現在あるか否かの健康安全性判断は、前記クライアントデバイスの制御および構成を記述するデータレコード内にGUI appによって記憶することができる。前記レコードは、WPTSの分散データベースの一部とすることができ、そのコピーは、前記クライアントデバイスのメモリ内に存在する。ワイヤレス電力伝送システム内のGUI appおよび他のコンピューターは、次に、上記システム全体にわたって前記更新されたレコードを自動的に分散して、WPTS全体にわたって前記データベースの全てのコピーを同一に保持する。 [0333] A health safety determination as to whether a client device is currently prohibited from receiving power from the transmission system is made in a GUI in a data record that describes the control and configuration of the client device. It can be memorized by app. The record can be part of a distributed database of WPTS, a copy of which resides in the memory of the client device. The GUI application and other computers in the wireless power transfer system then automatically distribute the updated records throughout the system to keep all copies of the database identical across the WPTS.

[0334] 例示的な実施形態は、クライアントデバイスに電力を伝送する判定をどのように行うかを説明する。システムデータベース内で、ペアリングされたクライアントデバイスのレコードは、前記クライアントデバイスに取り付けられるかまたは前記クライアントデバイス内に組み込まれたワイヤレス電力受信機のレコードに関連付けられる。 An exemplary embodiment describes how to make a determination to transmit power to a client device. Within the system database, the paired client device record is associated with a wireless power receiver record attached to or embedded within the client device.

[0335] ユーザーがWPTSの任意のユーザーインターフェース(GUIまたはウェブページ)を用いて(前記ワイヤレス電力受信機によって受信される電力から)前記クライアントデバイスが充電されるように手動で命令する場合、またはユーザーが前記ユーザーインターフェースを用いて、時点、名前、もしくは物理的位置等によって、もしくは他の方法で前記クライアントデバイスを自動的に充電するように前記ワイヤレス電力受信機のレコードを構成した場合、前記ワイヤレス電力受信機のレコードは、前記ワイヤレス電力受信機のデータベースレコードの現在の制御を有するワイヤレス電力送信機が前記ワイヤレス電力受信機に最も近いワイヤレス電力送信機であるため、このワイヤレス電力受信機によって更新され、前記ワイヤレス電力送信機が、前記クライアントデバイスに電力を出力することを可能にするように、現在その出力スイッチを閉じるべきであることを示す。前記ワイヤレス電力受信機の前記レコードも、他のワイヤレス電力送信機が読み出すために前記システム全体を通じて前記ワイヤレス電力送信機によって分散される。 [0335] When the user manually commands the client device to be charged (from the power received by the wireless power receiver) using any user interface (GUI or web page) of WPTS, or the user. If a record of the wireless power receiver is configured to automatically charge the client device by time, name, physical location, etc., or otherwise using the user interface, the wireless power. The receiver record is updated by this wireless power receiver because the wireless power transmitter with current control of the wireless power receiver database record is the wireless power transmitter closest to the wireless power receiver. Indicates that the wireless power transmitter should now close its output switch to allow it to output power to the client device. The record of the wireless power receiver is also distributed by the wireless power transmitter throughout the system for reading by other wireless power transmitters.

[0336] 前記ワイヤレス電力受信機を制御する前記ワイヤレス電力送信機は、前記ワイヤレス電力受信機に電力を伝送するべきであると判断すると、次に、前記ワイヤレス電力受信機に関連付けられるかまたはこれにペアリングされたクライアントデバイスのレコードを検査し、前記健康安全性判断が現在前記クライアントデバイスへの電力の伝送を禁止していない場合にのみ前記ワイヤレス電力受信機に電力を伝送する。電力伝送が禁止されていない場合、電力送信機は以下のアクションを行うことができる。 [0336] When the wireless power transmitter controlling the wireless power receiver determines that power should be transmitted to the wireless power receiver, it is then associated with or to the wireless power receiver. It inspects the records of the paired client device and transmits power to the wireless power receiver only if the health and safety determination does not currently prohibit the transmission of power to the client device. If power transfer is not prohibited, the power transmitter can take the following actions:

[0337] A)伝送アンテナを前記受信機に照準合わせされた状態に保持するために、受信した電力量の連続したフィードバックを得るように前記受信機とのリアルタイム通信を始める。 [0337] A) In order to keep the transmission antenna aimed at the receiver, real-time communication with the receiver is started so as to obtain continuous feedback of the received power amount.

[0338] B)前記受信機への電力伝送を始める。 [0338] B) Start power transmission to the receiver.

[0339] C)受信機に、クライアントデバイスと接続してこれに電気エネルギーを送信するための受信機の電気中継スイッチを閉じるように命令する。 [0339] C) Instruct the receiver to close the receiver's electrical relay switch for connecting to and transmitting electrical energy to the client device.

[0340] ユーザーが前記安全性禁止事項を変更する場合、前記ワイヤレス電力送信機は、前記ワイヤレス電力受信機が電力を受信するべきか否かを再度判断する。 [0340] If the user changes the safety prohibition, the wireless power transmitter redetermines whether the wireless power receiver should receive power.

F.選択的範囲を用いたワイヤレス電力伝送
1.強め合う干渉
[0341] 図6Aは、例示的なポケット形成プロセス中に実施することができるワイヤレス電力伝送原理を実施する例示的なシステムである。アンテナアレイに複数のアンテナを含む送信機601は、送信機601の各アンテナから送信された電力伝送波607の数ある属性の中でも、位相および振幅を調整することができる。位相または振幅調整がない場合、電力伝送波607は、アンテナの各々から送信することができる。この場合、送信される波は、送信機の各アンテナ素子から各位置に配置された受信機への異なる距離に起因して、異なる位相で異なる位置に到達することになる。
F. Wireless power transfer using selective range 1. Strengthening interference
[0341] FIG. 6A is an exemplary system that implements the wireless power transfer principle that can be implemented during an exemplary pocket forming process. The transmitter 601 including a plurality of antennas in the antenna array can adjust the phase and amplitude among the many attributes of the power transmission wave 607 transmitted from each antenna of the transmitter 601. In the absence of phase or amplitude adjustment, the power transfer wave 607 can be transmitted from each of the antennas. In this case, the transmitted wave will reach different positions in different phases due to different distances from each antenna element of the transmitter to the receivers located at each position.

[0342] 受信機は、複数のアンテナ素子から複数の信号607aを受信することができ、これらの信号の複合物は、信号が弱め合うように合わさる場合、本質的にゼロにすることができる。送信機のアンテナ素子は、厳密に同じ電力伝送信号(すなわち、同じ特徴を有する電力伝送波を含む)を送信することができるが、電力伝送信号607aの各々は、互いに180°オフセットされた受信機に到達することができ、したがってこれらの電力伝送信号は互いに「相殺する」ことができる。このように互いにオフセットする信号は、「弱め合う干渉」と言うことができる。対照的に、いわゆる「強め合う干渉」の場合、図6Bに示すように、信号607bは、互いに厳密に「同相で」受信機に到達するので、信号の振幅が増大する。図6Aにおける説明的な例では、送信信号の位相は、伝送において同じであり、受信機において弱め合うように合わさる。一方で、図6Bにおいて、送信信号の位相は、送信において調整され、それによって、位相が位置合わせされた状態で受信機に到達し、強め合うように合わさる。この説明的な例では、図6Bにおける受信機の周りに位置するエネルギーポケットが存在し、図6Aにおける受信機の周りに位置する送信ヌルが存在することになる。 The receiver can receive a plurality of signals 607a from the plurality of antenna elements, and the composite of these signals can be essentially zero if the signals are combined to weaken each other. The antenna elements of the transmitter can transmit exactly the same power transmission signals (ie, including power transmission waves with the same characteristics), but each of the power transmission signals 607a is a receiver 180 ° offset from each other. Can be reached, and thus these power transmission signals can "cancele" each other. Signals that are offset from each other in this way can be referred to as "weakening interference." In contrast, in the case of so-called "intensifying interference", as shown in FIG. 6B, the signals 607b reach the receiver exactly "in phase" with each other, thus increasing the amplitude of the signal. In the explanatory example of FIG. 6A, the phases of the transmitted signals are the same in transmission and are weakened together in the receiver. On the other hand, in FIG. 6B, the phase of the transmitted signal is adjusted in transmission so that it reaches the receiver in a phase-aligned state and is matched to strengthen each other. In this explanatory example, there will be an energy pocket located around the receiver in FIG. 6B and a transmit null located around the receiver in FIG. 6A.

[0343] 図7は、送信機702が電気デバイス701に関連付けられた複数の受信機のためのポケット形成を生成することができる選択的範囲700を用いたワイヤレス電力伝送を示す。送信機702は、選択的範囲700を用いたワイヤレス電力伝送を通じてポケット形成を生成することができ、この選択的範囲は、特定の物理的位置706に、1つ以上のワイヤレス充電半径704および1つ以上のヌル半径を含むことができる。ワイヤレス充電範囲704において、複数の電子デバイス701を充電するかまたはこれらに電力供給することができる。このため、いくつかのエネルギースポットを生じさせることができ、そのようなスポットは、電子デバイス701に電力供給し、電子デバイスを充電するための制約を可能にするために用いることができる。例として、制約は、ワイヤレス充電半径704内に含まれる特定のまたは限られたスポットにおいて特定の電子機器を動作させることを含むことができる。更に、選択的範囲700を有するワイヤレス電力伝送を用いることによって安全制約を実施することができ、そのような安全制約は、エネルギーが回避される必要があるエリアまたはゾーンにわたってエネルギーポケットを回避することができ、そのようなエリアは、エネルギーポケットに対し敏感な機器および/またはエネルギーポケットを自身の上および/または付近に望まない人々を含むエリアを含むことができる。図7に示す実施形態等の実施形態では、送信機702は、サービングされるエリアにおいて電気デバイス701に関連付けられた受信機と異なる平面に見られるアンテナ素子を含むことができる。例えば、電気デバイス701の受信機は、送信機702が天井に取り付けられる部屋内にあることができる。電力伝送波を用いてエネルギーポケットを確立するための選択的範囲は、送信機702のアンテナアレイを天井または他の高い位置に配置することによって、同心円として表すことができ、送信機702は、エネルギーポケットの「円錐」を生成する電力伝送波を放射することができる。いくつかの実施形態では、送信機701は、各充電半径704の半径を制御し、これによって、より低い平面にあるエリアまで下に向けられたエネルギーポケットを生じさせるようにサービスエリアの間隔を確立する。これにより、アンテナの位相および振幅の適切な選択を通じて円錐の幅を調整することができる。 [0343] FIG. 7 shows wireless power transfer using a selective range 700 in which the transmitter 702 can generate pocket formations for multiple receivers associated with the electrical device 701. Transmitter 702 can generate pocket formation through wireless power transfer using selective range 700, which selective range is one or more wireless charging radii 704 and one at a particular physical location 706. The above null radius can be included. Within the wireless charging range 704, multiple electronic devices 701 can be charged or powered. This can result in several energy spots that can be used to power the electronic device 701 and allow constraints for charging the electronic device. As an example, the constraint can include operating a particular electronic device at a particular or limited spot within the wireless charging radius 704. In addition, safety constraints can be enforced by using wireless power transfer with a selective range of 700, such safety constraints can avoid energy pockets across areas or zones where energy needs to be avoided. Such areas can include devices that are sensitive to energy pockets and / or areas that contain people who do not want energy pockets on and / or in the vicinity of themselves. In embodiments such as the embodiment shown in FIG. 7, the transmitter 702 may include an antenna element found in a different plane than the receiver associated with the electrical device 701 in the served area. For example, the receiver of electrical device 701 can be in a room where transmitter 702 is mounted on the ceiling. The selective range for establishing an energy pocket using power transfer waves can be represented as concentric circles by placing the antenna array of transmitter 702 on the ceiling or other high position, where transmitter 702 has energy. It can radiate power transfer waves that produce a "cone" in the pocket. In some embodiments, the transmitter 701 controls the radius of each charging radius 704, thereby establishing a service area spacing to create an energy pocket pointed down to an area in a lower plane. do. This allows the width of the cone to be adjusted through proper selection of antenna phase and amplitude.

[0344] 図8は、送信機802が複数の受信機806のためのポケット形成を生成することができる選択的範囲800を用いたワイヤレス電力伝送を示す。送信機802は、選択的範囲800を用いたワイヤレス電力伝送を通じてポケット形成を生成することができ、この選択的範囲は、1つ以上のワイヤレス充電スポット804を含むことができる。ワイヤレス充電スポット804において、複数の電子デバイスを充電するかまたはこれらに電力供給することができる。複数の受信機806にわたって、それらを取り囲む障害物804に関わらず、エネルギーポケットを生成することができる。エネルギーポケットは、本明細書に記載の原理に従って、ワイヤレス充電スポット804内に強め合う干渉を生じさせることによって生成することができる。エネルギーポケットの位置特定は、受信機806を追跡することによって、および、数ある中でも、Bluetooth(登録商標)技術、赤外線通信、Wi−Fi、FM無線等の多岐にわたる通信システムにより複数の通信プロトコルを可能にすることによって、実行することができる。 [0344] FIG. 8 shows wireless power transfer using a selective range 800 in which transmitter 802 can generate pocket formations for multiple receivers 806. Transmitter 802 can generate pocket formation through wireless power transfer using selective range 800, which selective range can include one or more wireless charging spots 804. At the wireless charging spot 804, multiple electronic devices can be charged or powered. Energy pockets can be created across multiple receivers 806, regardless of the obstacles 804 surrounding them. Energy pockets can be created by creating intensifying interference within the wireless charging spot 804 according to the principles described herein. The location of the energy pocket can be done by tracking the receiver 806 and, among other things, by using a wide range of communication systems such as Bluetooth® technology, infrared communication, Wi-Fi, FM radio, etc. It can be done by making it possible.

G.ヒートマップを用いた例示的なシステムの実施形態
[0345] 図9Aおよび図9Bは、例示的な実施形態による、クライアントコンピューティングプラットフォームをワイヤレス充電するためのアーキテクチャ900A、900Bの図を示す。いくつかの実施態様において、ユーザーは、部屋の中にいる場合があり、手に電子デバイス(例えば、スマートフォン、タブレット)を保持している場合がある。いくつかの実施態様では、電子デバイスは、部屋の中の家具の上にある場合がある。電子デバイスは、電子デバイスに組み込まれるか、または電子デバイスに接続された別個のアダプタとしての受信機920A、920Bを含むことができる。受信機920A、920Bは、図11に記載される全てのコンポーネントを含むことができる。送信機902A、902Bは、ユーザーのすぐ後ろの部屋の壁のうちの1つに掛かっている場合がある。送信機902A、902Bも、図11に記載される全てのコンポーネントを含むことができる。
G. An exemplary system embodiment using a heat map
[0345] FIGS. 9A and 9B show diagrams of architectures 900A, 900B for wireless charging a client computing platform, according to an exemplary embodiment. In some embodiments, the user may be in a room and may hold an electronic device (eg, a smartphone, tablet) in his hand. In some embodiments, the electronic device may be on furniture in a room. The electronic device can include receivers 920A, 920B as separate adapters embedded in or connected to the electronic device. The receivers 920A, 920B can include all the components shown in FIG. Transmitters 902A, 902B may hang on one of the walls of the room immediately behind the user. Transmitters 902A, 902B can also include all the components shown in FIG.

[0346] ユーザーが受信機920A、920Bと送信機902A、902Bとの間の経路を遮るように見える場合があるとき、RF波は、受信機920A、920Bに対し線形方向に容易に照準合わせされない場合がある。しかし、受信機920A、920Bから生成される短い信号は、用いられるアンテナ素子のタイプについて無指向性とすることができ、これらの信号は、送信機902A、902Bに到達するまで、壁944A、944Bにわたって跳ね返ることができる。ホットスポット944A、944Bは、RF信号波を反射する部屋内の任意のアイテムとすることができる。例えば、壁上の大きな金属の時計を用いて、RF波をユーザーの携帯電話に反射することができる。 [0346] RF waves are not easily aligned linearly with respect to receivers 920A, 920B when the user may appear to block the path between receivers 920A, 920B and transmitters 902A, 902B. In some cases. However, the short signals generated from the receivers 920A, 920B can be omnidirectional with respect to the type of antenna element used, and these signals are on the walls 944A, 944B until they reach the transmitters 902A, 902B. Can bounce over. The hotspots 944A and 944B can be any item in the room that reflects the RF signal wave. For example, a large metal clock on the wall can be used to reflect RF waves to the user's mobile phone.

[0347] 送信機におけるマイクロコントローラーは、受信機から受信した信号に基づいて、各アンテナから送信される信号を調整する。調整は、受信機から受信した信号位相の共役を形成することと、アンテナ素子の組み込まれた位相を考慮に入れた、送信アンテナ位相の更なる調整を含むことができる。アンテナ素子は、所与の方向にエネルギーをステアリングするように同時に制御することができる。送信機902A、902Bは、部屋をスキャンし、ホットスポット944A、944Bを探すことができる。較正が行われると、送信機902A、902Bは、最も効果的な経路とすることができる経路を辿るチャネルにおけるRF波に焦点を当てることができる。その後、RF信号942A、942Bは、ユーザーおよび家具等の障害物を回避しながら、第1の電子デバイスにおけるエネルギーポケットおよび第2の電子デバイスにおける別のエネルギーポケットを形成することができる。サービスエリア、すなわち、図9Aおよび図9Bにおける部屋をスキャンするとき、送信機は、様々な方法を用いることができる。説明的な例として、ただし、用いることができる可能な方法を制限することなく、送信機は、受信機から到来する信号の位相および振幅を検出し、これらを用いて、例えば、これらの共役を計算し、送信時にこれらを適用することによって、送信位相および大きさの組を形成することができる。別の説明的な例として、送信機は、後続の送信において、送信アンテナの全ての取り得る位相を一度に1つずつ適用し、受信機からの信号を観測することによって各組合せにより形成されるエネルギーポケットの強度を検出することができる。次に、送信機は、この較正を随時繰り返す。送信機は、全ての可能な位相を探索する必要がなく、以前の較正値に基づいて強力なエネルギーポケットを生成する可能性がより高い位相の組内を探索することができることを留意されたい。更に別の説明的な例では、送信機は、アンテナのための送信位相のプリセット値を用いて、部屋内の異なる位置に向けられたエネルギーポケットを形成することができる。送信機は、例えば、後続の送信におけるアンテナのためのプリセット位相値を用いることによって、部屋内の物理的空間を上から下および左から右にスキャンすることができる。次に、送信機は、受信機からの信号を観測することによって、受信機の周りの最も強力なエネルギーポケットを結果として生成する位相値を検出する。本明細書において記載される実施形態の趣旨から逸脱することなく他の可能な方法が存在する。いずれの方法が用いられようと、スキャン結果は、部屋のヒートマップであり、そこから、送信機は、受信機の周りのエネルギーポケットを最大にするために送信アンテナのために用いる最良の位相および大きさの値を示すホットスポットを特定する。 [0347] The microcontroller in the transmitter adjusts the signal transmitted from each antenna based on the signal received from the receiver. The adjustment can include forming a conjugate of the signal phase received from the receiver and further adjusting the transmitting antenna phase, taking into account the incorporated phase of the antenna element. The antenna elements can be simultaneously controlled to steer the energy in a given direction. Transmitters 902A, 902B can scan the room for hotspots 944A, 944B. Once calibrated, transmitters 902A, 902B can focus on RF waves in channels that follow a path that can be the most effective path. The RF signals 942A, 942B can then form an energy pocket in the first electronic device and another energy pocket in the second electronic device while avoiding obstacles such as users and furniture. When scanning the service area, i.e. the room in FIGS. 9A and 9B, the transmitter can use a variety of methods. As a descriptive example, however, without limiting the possible methods that can be used, the transmitter detects the phase and amplitude of the signal coming from the receiver and uses them to, for example, conjugate these. By calculating and applying these at the time of transmission, a set of transmission phase and magnitude can be formed. As another explanatory example, the transmitter is formed by each combination by applying all possible phases of the transmitting antenna one at a time and observing the signal from the receiver in subsequent transmissions. The strength of the energy pocket can be detected. The transmitter then repeats this calibration from time to time. It should be noted that the transmitter does not have to search for all possible phases, but can search within a set of phases that are more likely to generate strong energy pockets based on previous calibration values. In yet another explanatory example, the transmitter can use preset values of transmission phase for the antenna to form energy pockets directed to different locations in the room. The transmitter can scan the physical space in the room from top to bottom and from left to right, for example by using preset phase values for the antenna in subsequent transmissions. The transmitter then detects the phase value that results in the strongest energy pocket around the receiver by observing the signal from the receiver. There are other possible methods without departing from the spirit of the embodiments described herein. Whichever method is used, the scan result is a heatmap of the room, from which the transmitter uses the best phase and for the transmitting antenna to maximize the energy pocket around the receiver. Identify hotspots that indicate magnitude values.

[0348] 送信機902A、902Bは、Bluetooth(登録商標)接続を用いて受信機920A、920Bの位置を決定することができ、RF帯域の異なる重複しない部分を用いて、異なる受信機920A、920Bに対しRF波をチャネル設定することができる。いくつかの実施態様では、送信機902A、902Bは、部屋のスキャンを行って、受信機920A、920Bの位置を判断することができ、重複しないRF送信帯域によって、互いに直交するエネルギーポケットを形成する。複数のエネルギーポケットを用いてエネルギーを受信機に向けることは、いくつかの代替的な電力伝送方法よりも本質的に安全であり得る。なぜなら、いずれの単一の送信もあまり強力ではない一方、受信機において受信される合計の電力伝送信号は強力であるためである。 [0348] Transmitters 902A, 902B can locate receivers 920A, 920B using a Bluetooth® connection, using different non-overlapping parts of the RF band, different receivers 920A, 920B. The RF wave can be channel-set. In some embodiments, transmitters 902A, 902B can scan the room to determine the location of receivers 920A, 920B, forming energy pockets that are orthogonal to each other with non-overlapping RF transmit bands. .. Directing energy to the receiver using multiple energy pockets can be inherently safer than some alternative power transfer methods. This is because neither single transmission is very strong, while the total power transfer signal received at the receiver is strong.

H.例示的なシステム実施形態
[0349] 図10Aは、1つの送信機1002Aおよび少なくとも2つ以上の受信機1020Aを含むことができる複数ポケット形成1000Aを用いたワイヤレス電力伝送を示す。受信機1020Aは送信機1002Aと通信することができ、これについては図11において更に説明される。送信機1002Aが受信機1020Aを識別し、位置特定すると、受信機1020Aから到来する利得および位相を知ることによって、チャネルまたは経路を確立することができる。送信機1002Aは、2つのアンテナ素子の最小値を用いることによって、3次元空間において収束することができる制御されたRF波1042Aの送信を開始することができる。これらのRF波1042Aは、適切な圧電材料を用いて、外部電源および局部発振器チップを用いて生成することができる。RF波1042Aは、RFICによって制御することができ、RFICは、アンテナ素子が強め合う干渉パターンを形成する(ポケット形成)ための入力としての役割を果たすことができるRF信号の位相および/または相対的な大きさを調整するための専用チップを含むことができる。ポケット形成は、干渉を利用してアンテナ素子の指向性を変更することができ、ここで、強め合う干渉はエネルギーポケット1060Aを生成し、弱め合う干渉はヌルを生成する。次に、受信機1020Aは、電子デバイス、例えば、ラップトップコンピューター1062Aおよびスマートフォン1052Aを充電するかまたはこれに電源供給し、これによりワイヤレス電力伝送を効率的に提供するためにポケット形成によって生成されたエネルギーポケット1060Aを利用することができる。
H. An exemplary system embodiment
[0349] FIG. 10A shows wireless power transfer using multiple pocket formation 1000A which can include one transmitter 1002A and at least two or more receivers 1020A. The receiver 1020A can communicate with the transmitter 1002A, which will be further described in FIG. Once the transmitter 1002A has identified and located the receiver 1020A, the channel or path can be established by knowing the gain and phase coming from the receiver 1020A. Transmitter 1002A can initiate transmission of a controlled RF wave 1042A that can converge in three-dimensional space by using the minimum values of the two antenna elements. These RF waves 1042A can be generated using an external power source and a local oscillator chip using suitable piezoelectric materials. The RF wave 1042A can be controlled by the RFIC, which can serve as an input for the antenna elements to form an intensifying interference pattern (pocket formation) in the phase and / or relative of the RF signal. Can include a dedicated chip for adjusting the size. The pocket formation can use interference to change the directivity of the antenna element, where the strengthening interference produces energy pocket 1060A and the weakening interference produces null. The receiver 1020A was then generated by pocket formation to charge or power electronic devices such as laptop computer 1062A and smartphone 1052A, thereby efficiently providing wireless power transfer. The energy pocket 1060A can be used.

[0350] 送信機1002Aの各アンテナから各受信機1020Aへの位相および利得を計算することによって複数ポケット形成1000Aを達成することができる。送信機1002Aからのアンテナ素子によって受信機1020Aからのアンテナ素子まで複数の経路を生成することができるため、計算は独立して行うことができる。 Multiple pocket formation 1000A can be achieved by calculating the phase and gain from each antenna of transmitter 1002A to each receiver 1020A. Since the antenna element from the transmitter 1002A can generate a plurality of paths from the receiver 1020A to the antenna element, the calculation can be performed independently.

I.例示的なシステム実施形態
[0351] 図10Bは、複数アダプティブポケット形成1000Bの例示的な説明である。この実施形態において、ユーザーは、部屋の中にいる場合があり、手に電子デバイスを保持している場合がある。この事例では、電子デバイスはタブレット1064Bとすることができる。更に、スマートフォン1052Bは、部屋の中の家具の上にあることができる。タブレット1064Bおよびスマートフォン1052Bは、各電子デバイスに組み込まれるか、またはタブレット1064Bおよびスマートフォン1052Bに接続された別個のアダプタとしての受信機を含むことができる。受信機は、図11に記載される全てのコンポーネントを含むことができる。送信機1002Bは、ユーザーのすぐ後ろの部屋の壁のうちの1つに掛かっている場合がある。送信機1002Bも、図11に記載される全てのコンポーネントを含むことができる。ユーザーが受信機と送信機1002Bとの間の経路を遮るように見える場合があるとき、RF波1042Bは、各受信機に対し視線内で容易に照準合わせされない場合がある。しかし、受信機から生成される短い信号は、用いられるアンテナ素子のタイプについて無指向性とすることができ、これらの信号は、送信機1002Bを見つけるまで、壁にわたって跳ね返ることができる。ほぼ即時に、送信機1002B内に存在するマイクロコントローラーは、各受信機によって送信される受信信号に基づいて、利得および位相を調整し、「弱め合う干渉」と呼ばれる、電力伝送波が互いから減算されるように共に合わさり、その位置に集中するエネルギーを減衰させる干渉とは対照的に、電力伝送波が共に合わさり、その位置に集中するエネルギーを強化させるように電力伝送波の収束を形成し、受信機から受信した信号位相の共役を形成し、アンテナ素子の組み込まれた位相を考慮に入れた、送信アンテナ位相の更なる調整を行うことによって、送信信号を再較正することができる。較正が行われると、送信機1002Bは、最も効率的な経路を辿るRF波に焦点を当てることができる。その後、ユーザーおよび家具等の障害物を考慮に入れながら、タブレット1064Bにおいてエネルギーポケット1060Bを形成し、スマートフォン1052Bにおいて別のエネルギーポケット1060Bを形成することができる。上記特性は、各エネルギーポケットに沿った送信があまり強力でないため、複数ポケット形成1000Bを用いたワイヤレス電力伝送が、本質的に安全とすることができるという点、およびRF送信が通常、生体組織から反射し、貫通しないという点で有利とすることができる。
I. An exemplary system embodiment
[0351] FIG. 10B is an exemplary description of the multiple adaptive pocket formation 1000B. In this embodiment, the user may be in a room and may hold an electronic device in his hand. In this case, the electronic device can be a tablet 1064B. In addition, the smartphone 1052B can be on furniture in the room. The tablet 1064B and smartphone 1052B can include a receiver as a separate adapter embedded in each electronic device or connected to the tablet 1064B and smartphone 1052B. The receiver can include all the components shown in FIG. Transmitter 1002B may hang on one of the walls of the room immediately behind the user. Transmitter 1002B can also include all the components shown in FIG. The RF wave 1042B may not be easily aimed in line of sight to each receiver when the user may appear to block the path between the receiver and the transmitter 1002B. However, the short signals generated from the receiver can be omnidirectional with respect to the type of antenna element used, and these signals can bounce across the wall until the transmitter 1002B is found. Almost immediately, the microcontroller present in transmitter 1002B adjusts the gain and phase based on the received signal transmitted by each receiver, and power transmission waves are subtracted from each other, called "weakening interference". In contrast to interference, which combines together to attenuate the energy concentrated in that position, the power transmission waves combine together to form a convergence of the power transmission waves to enhance the energy concentrated in that position. The transmitted signal can be recalibrated by forming a conjugate of the signal phase received from the receiver and making further adjustments to the transmitting antenna phase taking into account the incorporated phase of the antenna element. Once calibrated, transmitter 1002B can focus on RF waves that follow the most efficient path. After that, the energy pocket 1060B can be formed in the tablet 1064B and another energy pocket 1060B can be formed in the smartphone 1052B, taking into consideration obstacles such as the user and furniture. The above characteristics are that wireless power transfer using multiple pocket formation 1000B can be inherently safe because transmission along each energy pocket is not very strong, and RF transmission is usually from living tissue. It can be advantageous in that it reflects and does not penetrate.

[0352] 送信機1002Bが受信機を識別し、位置特定すると、受信機から到来する利得および位相を知ることによって、チャネルまたは経路を確立することができる。送信機1002Bは、2つのアンテナ素子の最小値を用いることによって、3次元空間において収束することができる制御されたRF波1042Bの送信を開始することができる。これらのRF波1042Bは、適切な圧電材料を用いて、外部電源および局部発振器チップを用いて生成することができる。RF波1042Bは、RFICによって制御することができ、RFICは、アンテナ素子が強め合う干渉パターンおよび弱め合う干渉パターンを形成する(ポケット形成)ための入力としての役割を果たすことができるRF信号の位相および/または相対的な大きさを調整するための専用チップを含むことができる。ポケット形成は、干渉を利用してアンテナ素子の指向性を変更することができ、ここで、強め合う干渉はエネルギーポケットを生成し、弱め合う干渉は、特定の物理的位置においてヌルを生成する。次に、受信機は、電子デバイス、例えば、ラップトップコンピューターおよびスマートフォンを充電するかまたはこれに電源供給し、これによりワイヤレス電力伝送を効率的に提供するためにポケット形成によって生成されたエネルギーポケットを利用することができる。 [0352] Once the transmitter 1002B has identified and located the receiver, the channel or path can be established by knowing the gain and phase coming from the receiver. Transmitter 1002B can initiate transmission of a controlled RF wave 1042B that can converge in three-dimensional space by using the minimum values of the two antenna elements. These RF waves 1042B can be generated with an external power source and a local oscillator chip using suitable piezoelectric materials. The RF wave 1042B can be controlled by an RFIC, which can serve as an input to form (pocket formation) interference patterns in which the antenna elements strengthen and weaken each other. And / or a dedicated chip for adjusting the relative size can be included. Pocket formation can utilize interference to change the directivity of the antenna element, where strengthening interference produces energy pockets and weakening interference produces nulls at specific physical locations. The receiver then charges or powers electronic devices such as laptop computers and smartphones, thereby providing energy pockets generated by pocket formation to efficiently provide wireless power transfer. It can be used.

[0353] 送信機の各アンテナから各受信機への位相および利得を計算することによって複数ポケット形成1000Bを達成することができる。送信機からのアンテナ素子によって、受信機からのアンテナ素子まで複数の経路を生成することができるため、計算は独立して行うことができる。 Multiple pocket formation 1000B can be achieved by calculating the phase and gain from each antenna of the transmitter to each receiver. Since the antenna element from the transmitter can generate a plurality of routes from the receiver to the antenna element, the calculation can be performed independently.

[0354] 少なくとも2つのアンテナ素子の計算の例は、受信機からの信号の位相を決定し、受信パラメーターの共役を送信のためのアンテナ素子に適用することを含むことができる。 An example of the calculation of at least two antenna elements can include determining the phase of the signal from the receiver and applying the conjugate of the reception parameter to the antenna element for transmission.

[0355] いくつかの実施形態では、2つ以上の受信機が異なる周波数において動作し、ワイヤレス電力伝送中の電力損失を回避することができる。これは、複数の組み込まれたアンテナ素子のアレイを送信機1002Bに含めることによって達成することができる。1つの実施形態では、アレイ内の各アンテナによって単一の周波数を送信することができる。他の実施形態では、アレイ内のアンテナのうちのいくつかを用いて、異なる周波数で送信することができる。例えば、アレイ内のアンテナの1/2は2.4GHzで動作することができ、他方の1/2は5.8GHzで動作することができる。別の例では、アレイ内のアンテナの1/3は900MHzで動作することができ、別の1/3は2.4GHzで動作することができ、アレイ内の残りのアンテナは5.8GHzで動作することができる。 [0355] In some embodiments, two or more receivers can operate at different frequencies to avoid power loss during wireless power transfer. This can be achieved by including an array of multiple built-in antenna elements in transmitter 1002B. In one embodiment, each antenna in the array can transmit a single frequency. In other embodiments, some of the antennas in the array can be used to transmit at different frequencies. For example, 1/2 of the antennas in the array can operate at 2.4 GHz and the other 1/2 can operate at 5.8 GHz. In another example, one-third of the antennas in the array can operate at 900 MHz, another one-third can operate at 2.4 GHz, and the remaining antennas in the array can operate at 5.8 GHz. can do.

[0356] 別の実施形態では、アンテナ素子の各アレイは、ワイヤレス電力伝送中に1つ以上のアンテナ素子に仮想的に分割することができ、ここで、アレイ内のアンテナ素子の各組は、異なる周波数で送信することができる。例えば、送信機のアンテナ素子は、2.4GHzで電力伝送信号を送信することができるが、受信機の対応するアンテナ素子は、5.8GHzで電力伝送信号を受信するように構成することができる。この例において、送信機のプロセッサは、送信機のアンテナ素子を調整して、アレイ内のアンテナ素子を、独立して供給することができる複数のパッチに仮想的にまたは論理的に分割することができる。結果として、アンテナ素子のアレイの1/4は、受信機に必要な5.8GHzで送信可能とすることができる一方、アンテナ素子の別の組は、2.4GHzで送信することができる。したがって、アンテナ素子のアレイを仮想的に分割することによって、受信機に結合された電子デバイスは、ワイヤレス電力伝送を受信し続けることができる。上記は、例えば、アンテナ素子の1つの組が約2.4GHzで送信することができ、他のアンテナ素子が5.8GHzで送信することができ、このため、異なる周波数で動作する受信機と共に機能するときに所与のアレイにおける複数のアンテナ素子を調整することができることに起因して、有利とすることができる。この例において、アレイはアンテナ素子の等しい組(例えば、4つのアンテナ素子)に分割されるが、アレイは、異なる量のアンテナ素子の組に分割されてもよい。代替的な実施形態では、各アンテナ素子は、選択周波数間で交互に切り替えることができる。 [0356] In another embodiment, each array of antenna elements can be virtually divided into one or more antenna elements during wireless power transfer, where each set of antenna elements in the array is. It can be transmitted at different frequencies. For example, the antenna element of the transmitter can transmit the power transfer signal at 2.4 GHz, while the corresponding antenna element of the receiver can be configured to receive the power transfer signal at 5.8 GHz. .. In this example, the processor of the transmitter may adjust the antenna elements of the transmitter to virtually or logically divide the antenna elements in the array into multiple patches that can be supplied independently. can. As a result, a quarter of the array of antenna elements can transmit at 5.8 GHz required by the receiver, while another set of antenna elements can transmit at 2.4 GHz. Therefore, by virtually dividing the array of antenna elements, the electronic device coupled to the receiver can continue to receive wireless power transfer. The above, for example, allows one set of antenna elements to transmit at about 2.4 GHz and the other antenna elements to transmit at 5.8 GHz, thus working with receivers operating at different frequencies. It can be advantageous due to the ability to tune multiple antenna elements in a given array when doing so. In this example, the array is divided into equal sets of antenna elements (eg, four antenna elements), but the array may be divided into different amounts of sets of antenna elements. In an alternative embodiment, each antenna element can be switched alternately between selected frequencies.

[0357] ワイヤレス電力伝送の効率および(ポケット形成を用いて)送達することができる電力量は、所与の受信機および送信機システムにおいて用いられるアンテナ素子1006の総数の関数とすることができる。例えば、約15フィートで約1ワットを送達するために、受信機は、約80個のアンテナ素子を含むことができる一方、送信機は約256個のアンテナ素子を含むことができる。別の同一のワイヤレス電力伝送システム(約15フィートで約1ワット)は、約40個のアンテナ素子を有する受信機と、約512個のアンテナ素子を有する送信機とを備えることができる。受信機におけるアンテナ素子の数を半分に低減することは、送信機におけるアンテナ素子の数を2倍にすることを必要とする。いくつかの実施形態では、システム規模の展開において、送信機の数が受信機よりもはるかに少ないので、コストに起因して、受信機におけるよりも送信機におけるアンテナ素子の数を多くすることが有利である場合がある。一方、送信機1002Bに少なくとも2つのアンテナ素子がある限り、例えば、送信機よりも受信機により多くのアンテナ素子を配置することによって、反対のことが達成され得る。 The efficiency of wireless power transfer and the amount of power that can be delivered (using pocket formation) can be a function of the total number of antenna elements 1006 used in a given receiver and transmitter system. For example, to deliver about 1 watt at about 15 feet, the receiver can include about 80 antenna elements, while the transmitter can include about 256 antenna elements. Another identical wireless power transfer system (about 1 watt at about 15 feet) can include a receiver with about 40 antenna elements and a transmitter with about 512 antenna elements. Reducing the number of antenna elements in the receiver in half requires doubling the number of antenna elements in the transmitter. In some embodiments, in a system-scale deployment, the number of transmitters is much smaller than that of the receiver, so due to cost, it is possible to have more antenna elements in the transmitter than in the receiver. It may be advantageous. On the other hand, as long as the transmitter 1002B has at least two antenna elements, the opposite can be achieved, for example, by arranging more antenna elements in the receiver than in the transmitter.

II.送信機−ワイヤレス電力伝送のための送信機システムおよび方法
[0358] 送信機は、以下で説明するコンポーネントを用いたポケット形成、アダプティブポケット形成および複数ポケット形成を担うことができる。送信機は、空間を通じて伝播し、使用可能な電気エネルギーに変換されることが可能な任意の物理的媒体の形態でワイヤレス電力伝送信号を受信機に送信することができ、例は、RF波、赤外線、音響、電磁場および超音波を含むことができる。電力伝送信号は、任意の周波数または波長を有するほとんど任意の無線信号とすることができることを当業者は理解するべきである。送信機は、RF送信を参照して例としてのみ説明され、範囲をRF送信のみに限定するものではない。
II. Transmitter-Transmitter system and method for wireless power transfer
[0358] The transmitter may be responsible for pocket formation, adaptive pocket formation and multiple pocket formation using the components described below. The transmitter can transmit wireless power transmission signals to the receiver in the form of any physical medium that can propagate through space and be converted into usable electrical energy, eg RF waves, It can include infrared, acoustic, electromagnetic fields and ultrasonic waves. Those skilled in the art should understand that the power transfer signal can be almost any radio signal having any frequency or wavelength. The transmitter is described only as an example with reference to RF transmission and is not limited in scope to RF transmission only.

[0359] 送信機は、デスク、テーブル、床、壁等の複数の位置、表面、台、または埋込み構造に位置することができる。いくつかの場合、送信機は、本明細書に記載のプロセスおよびタスクを実行することが可能なプロセッサおよびソフトウェアモジュールを含む任意のコンピューティングデバイスとすることができるクライアントコンピューティングプラットフォーム内に位置することができる。クライアントコンピューティングプラットフォームの非限定的な例は、デスクトップコンピューター、ラップトップコンピューター、ハンドヘルドコンピューター、タブレットコンピューティングプラットフォーム、ノートブック、スマートフォン、ゲーミングコンソールおよび/または他のコンピューティングプラットフォームを含むことができる。他の実施形態では、クライアントコンピューティングプラットフォームは、多岐にわたる電子コンピューティングデバイスとすることができる。そのような実施形態において、クライアントコンピューティングプラットフォームの各々は、別個のオペレーティングシステムおよび/または物理的コンポーネントを有することができる。クライアントコンピューティングプラットフォームは同じオペレーティングシステムを実行してもよく、および/またはクライアントコンピューティングプラットフォームは異なるオペレーティングシステムを実行してもよい。クライアントコンピューティングプラットフォームおよびデバイスは、複数のオペレーティングシステムを実行可能とすることができる。更に、ボックス型送信機は、X軸、Y軸もしくはZ軸、またはそれらの任意の組合せに向けることができる、プリント回路基板(PCB)層のいくつかの構成を含むことができる。 [0359] The transmitter can be located in multiple locations such as desks, tables, floors, walls, surfaces, pedestals, or embedded structures. In some cases, the transmitter is located within a client computing platform that can be any computing device, including processors and software modules capable of performing the processes and tasks described herein. Can be done. Non-limiting examples of client computing platforms can include desktop computers, laptop computers, handheld computers, tablet computing platforms, notebooks, smartphones, gaming consoles and / or other computing platforms. In other embodiments, the client computing platform can be a wide variety of electronic computing devices. In such embodiments, each of the client computing platforms can have a separate operating system and / or physical components. The client computing platform may run the same operating system and / or the client computing platform may run different operating systems. Client computing platforms and devices can be made capable of running multiple operating systems. In addition, the box transmitter can include several configurations of printed circuit board (PCB) layers that can be directed to the X-axis, Y-axis or Z-axis, or any combination thereof.

[0360] ワイヤレス充電技法はRF波送信技法に限定されず、送信されたエネルギーを電力に変換する受信機にエネルギーを送信するための代替的なまたは追加の技法を含むことができることが理解されるべきである。受信デバイスによって電力に変換することができるエネルギーのための非限定的な例示的送信技法は、超音波、マイクロ波、共鳴磁場および誘導磁場、レーザー光、赤外線、または他の形態の電磁エネルギーを含むことができる。超音波の場合、例えば、トランスデューサーアレイを形成するように1つ以上のトランスデューサー素子を配置することができ、このトランスデューサーアレイは、超音波を受信デバイスに向けて送信し、受信デバイスは、超音波を受信し、超音波を電力に変換する。共鳴磁場および誘導磁場の場合、送信機コイルにおいて磁場が生じ、受信機コイルによって電力に変換される。 [0360] It is understood that wireless charging techniques are not limited to RF wave transmission techniques and can include alternative or additional techniques for transmitting energy to a receiver that converts the transmitted energy into electric power. Should be. Non-limiting exemplary transmission techniques for energy that can be converted to power by the receiving device include ultrasonic, microwave, resonant and induced magnetic fields, laser light, infrared, or other forms of electromagnetic energy. be able to. In the case of ultrasonic waves, for example, one or more transducer elements can be arranged to form a transducer array, which transmits the ultrasonic waves to the receiving device, which receives the receiving device. Receives ultrasonic waves and converts them into power. In the case of a resonant magnetic field and an induced magnetic field, a magnetic field is generated in the transmitter coil and converted into power by the receiver coil.

A.送信機デバイスのコンポーネント
[0361] 図11は、例示的な実施形態による、クライアントデバイスをワイヤレス充電するためのシステム1100アーキテクチャの図を示す。システム1100は、各々が特定用途向け集積回路(ASIC)を含むことができる送信機1101および受信機1120を含むことができる。送信機1101ASICは、1つ以上のプリント回路基板(PCB)1104と、1つ以上のアンテナ素子1106と、1つ以上の無線周波数集積回路(RFIC)1108と、1つ以上のマイクロコントローラー(MC)1110と、通信コンポーネント1112と、電源1114とを備えることができる。送信機1101はハウジングに入れることができ、ハウジングは、送信機1101のための全ての要求されたコンポーネントを配分することができる。送信機1101におけるコンポーネントは、メタマテリアル、回路のマイクロプリント、ナノマテリアルおよび/または任意の他のマテリアルを用いて製造することができる。送信機全体または受信機全体を単一の回路基板で実装することができること、および機能ブロックのうちの1つ以上を別個の回路基板で実装させることは当業者に明らかであるはずである。
A. Transmitter device components
[0361] FIG. 11 shows a diagram of the system 1100 architecture for wirelessly charging a client device, according to an exemplary embodiment. The system 1100 can include a transmitter 1101 and a receiver 1120, each of which can include an application specific integrated circuit (ASIC). Transmitter 1101 ASIC includes one or more printed circuit boards (PCB) 1104, one or more antenna elements 1106, one or more radio frequency integrated circuits (RFIC) 1108, and one or more microcontrollers (MC). The 1110, the communication component 1112, and the power supply 1114 can be provided. The transmitter 1101 can be housed in a housing, which can allocate all the required components for the transmitter 1101. The components in transmitter 1101 can be manufactured using metamaterials, microprints of circuits, nanomaterials and / or any other material. It should be apparent to those skilled in the art that the entire transmitter or receiver can be mounted on a single circuit board, and that one or more of the functional blocks can be mounted on separate circuit boards.

1.プリント回路基板1104
[0362] いくつかの実施態様では、送信機1101は複数のPCB1104層を含むことができ、複数のPCB層は、ポケット形成に対し、より大きな制御を提供するためのアンテナ素子1106および/またはRFIC1108を含むことができ、標的受信機について応答を増大させることができる。PCB1104は、非導電基板上に積層された銅シートからエッチングされた導電トラック、パッドおよび/または他の特徴を用いて、本明細書に記載の電子コンポーネントを機械的に支持し、電気的に接続することができる。PCBは、一面(1つの銅層)、二面(2つの銅層)および/または多層とすることができる。複数のPCB1104層は、送信機1101によって転送することができる電力の範囲および量を増大させることができる。PCB1104層は、単一のMC1110および/または専用MC1110に接続することができる。同様に、RFIC1108は、上記の実施形態に示されているように、アンテナ素子1106に接続することができる。
1. 1. Printed circuit board 1104
[0362] In some embodiments, transmitter 1101 may include multiple PCB 1104 layers, the plurality of PCB layers antenna elements 1106 and / or RFIC 1108 for providing greater control over pocket formation. Can be included to increase the response for the target receiver. The PCB 1104 mechanically supports and electrically connects the electronic components described herein using conductive tracks, pads and / or other features etched from a copper sheet laminated on a non-conductive substrate. can do. The PCB can be one-sided (one copper layer), two-sided (two copper layers) and / or multilayer. The plurality of PCB1104 layers can increase the range and amount of power that can be transferred by transmitter 1101. The PCB1104 layer can be connected to a single MC1110 and / or dedicated MC1110. Similarly, the RFIC 1108 can be connected to the antenna element 1106, as shown in the above embodiments.

[0363] いくつかの実施態様において、内部に複数のPCB1104層を含むボックス型送信機は、ポケット形成に対し、より大きな制御を提供するアンテナ素子1108を含むことができ、標的受信機について応答を増大させることができる。更に、ボックス型送信機によってワイヤレス電力伝送の範囲を増大させることができる。複数のPCB1104層は、アンテナ素子1106の密度がより高いことに起因して、送信機1101によってワイヤレスで転送および/またはブロードキャストすることができる電力波(例えば、RF電力波、超音波)の範囲および量を増大させることができる。PCB1104層は、アンテナ素子1106ごとに単一のマイクロコントローラー1110および/または専用マイクロコントローラー1110に接続することができる。同様に、RFIC1108は、上記の実施形態に示されているように、アンテナ素子1101を制御することができる。更に、送信機1101のボックス形状は、ワイヤレス電力伝送の作用比を増大させることができる。 [0363] In some embodiments, a box transmitter containing multiple PCB1104 layers internally can include an antenna element 1108 that provides greater control over pocket formation and responds to the target receiver. Can be increased. In addition, box transmitters can increase the range of wireless power transfer. Multiple PCB1104 layers have a range of power waves (eg, RF power waves, ultrasound) that can be wirelessly transferred and / or broadcast by transmitter 1101 due to the higher density of antenna elements 1106. The amount can be increased. The PCB1104 layer can be connected to a single microcontroller 1110 and / or dedicated microcontroller 1110 for each antenna element 1106. Similarly, the RFIC1108 can control the antenna element 1101 as shown in the above embodiment. Further, the box shape of the transmitter 1101 can increase the working ratio of wireless power transmission.

2.アンテナ素子
[0364] アンテナ素子1106は、指向性および/または無指向性とすることができ、平面アンテナ素子、パッチアンテナ素子、ダイポールアンテナ素子およびワイヤレス電力伝送に適した任意の他のアンテナを含むことができる。適切なアンテナタイプは、例えば、約1/8インチ〜約6インチの高さと、約1/8インチ〜約6インチの幅を有することができるパッチアンテナを含むことができる。アンテナ素子1106の形状および向きは、送信機1101の所望の特徴に依拠して変動してもよく、向きは、X軸、Y軸およびZ軸において平坦であってもよく、3次元構成における様々な向きのタイプおよび組合せであってもよい。アンテナ素子1106の材料は、高い効率、良好な熱放散等でRF信号送信を可能にすることができる任意の適切な材料を含むことができる。アンテナ素子1106の量は、送信機1101における所望の範囲および電力伝送能力に関連して変動することができ、アンテナ素子1106が多いと、範囲が広くなり、かつ電力伝送能力が高くなる。
2. Antenna element
[0364] Antenna element 1106 can be directional and / or omnidirectional and can include planar antenna elements, patch antenna elements, dipole antenna elements and any other antenna suitable for wireless power transfer. .. Suitable antenna types can include, for example, patch antennas that can have a height of about 1/8 inch to about 6 inches and a width of about 1/8 inch to about 6 inches. The shape and orientation of the antenna element 1106 may vary depending on the desired characteristics of transmitter 1101, and the orientation may be flat on the X, Y and Z axes and vary in three-dimensional configuration. Orientation type and combination may be used. The material of the antenna element 1106 can include any suitable material capable of enabling RF signal transmission with high efficiency, good heat dissipation and the like. The amount of the antenna element 1106 can vary in relation to the desired range and power transfer capability of the transmitter 1101, and the more antenna elements 1106, the wider the range and the higher the power transfer capability.

[0365] アンテナ素子1106は、900MHz、2.5GHzまたは5.8GHz等の周波数帯域で動作するのに適したアンテナタイプを含むことができる。なぜなら、これらの周波数帯域は、連邦通信委員会(FCC)規則のパート18(工業、科学、および医療用機器)に準拠しているためである。アンテナ素子1106は独立した周波数で動作し、ポケット形成のマルチチャネル動作を可能にすることができる。 [0365] Antenna element 1106 can include antenna types suitable for operating in frequency bands such as 900 MHz, 2.5 GHz or 5.8 GHz. This is because these frequency bands comply with Part 18 of the Federal Communications Commission (FCC) Regulations (Industrial, Scientific, and Medical Equipment). The antenna element 1106 operates at independent frequencies and can enable multi-channel operation of pocket formation.

[0366] 更に、アンテナ素子1106は、少なくとも1つの偏波または偏波の選択を有することができる。そのような偏波は、垂直偏波、水平偏波、円偏波、左偏波、右偏波、または偏波の組合せを含むことができる。偏波の選択は、送信機1101の特性に依拠して変動することができる。更に、アンテナ素子1106は、送信機1101の様々な面に位置することができる。アンテナ素子1106は、単一のアレイ、対のアレイ、4つ組のアレイ、および所望の用途に従って設計することができる任意の他の適切な構成で動作することができる。 [0366] Further, the antenna element 1106 can have at least one polarization or polarization selection. Such polarization can include vertical polarization, horizontal polarization, circular polarization, left polarization, right polarization, or a combination of polarizations. The choice of polarization can vary depending on the characteristics of transmitter 1101. Further, the antenna element 1106 can be located on various surfaces of the transmitter 1101. Antenna element 1106 can operate in a single array, a pair of arrays, a quadruple array, and any other suitable configuration that can be designed according to the desired application.

[0367] いくつかの実施態様において、プリント回路基板PCB1104の側面全体にアンテナ素子1106を密に詰めることができる。RFIC1108は複数のアンテナ素子1106に接続することができる。複数のアンテナ素子1106が単一のRFICを取り囲むことができる。 [0367] In some embodiments, the antenna elements 1106 can be densely packed across the sides of the printed circuit board PCB 1104. The RFIC 1108 can be connected to a plurality of antenna elements 1106. A plurality of antenna elements 1106 can surround a single RFIC.

3.無線周波数集積回路
[0368] RFIC1108は、MC1110からのRF信号を受信し、RF信号を複数の出力に分割することができ、各出力はアンテナ素子1106にリンクされている。例えば、各RFIC1108は、4つのアンテナ素子1106に接続することができる。いくつかの実施態様では、各RFIC1108は、8つ、16個および/または複数のアンテナ素子1106に接続することができる。
3. 3. Radio frequency integrated circuit
[0368] The RFIC 1108 receives the RF signal from the MC 1110 and can divide the RF signal into a plurality of outputs, each output being linked to an antenna element 1106. For example, each RFIC 1108 can be connected to four antenna elements 1106. In some embodiments, each RFIC 1108 can be connected to eight, 16 and / or multiple antenna elements 1106.

[0369] RFIC1104は、増幅器、キャパシタ、発振器、圧電結晶等のデジタルおよび/またはアナログコンポーネントを含むことができる複数のRF回路を含むことができる。RFIC1104は、ポケット形成のための利得および/または位相等のアンテナ素子1106の特徴を制御し、方向、電力レベル等を通じてこれを管理することができる。各アンテナ素子1106におけるポケット形成の位相および振幅は、所望のポケット形成および送信ヌルステアリングを生成するために、対応するRFIC1108によって調節することができる。更に、RFIC1108はMC1110に接続することができ、MC1110は、デジタル信号処理(DSP)、ARM、PICクラスマイクロプロセッサ、中央処理装置、コンピューター等を利用することができる。送信機1101内に存在する、より少ない数のRFIC1108は、複数ポケット形成のより弱い制御、より低い粒度レベル、およびよりコストの低い実施形態等の所望の特徴に対応することができる。いくつかの実施態様では、RFIC1108は1つ以上のMC1110に結合することができ、MC1110は、独立した基地局にまたは送信機1101に含めることができる。 [0369] RFIC1104 can include multiple RF circuits that can include digital and / or analog components such as amplifiers, capacitors, oscillators, piezoelectric crystals. The RFIC 1104 can control features of the antenna element 1106, such as gain and / or phase for pocket formation, which can be managed through direction, power level, and the like. The phase and amplitude of pocket formation in each antenna element 1106 can be adjusted by the corresponding RFIC 1108 to produce the desired pocket formation and transmit null steering. Further, the RFIC1108 can be connected to the MC1110, which can utilize digital signal processing (DSP), ARM, PIC class microprocessors, central processing units, computers and the like. A smaller number of RFICs 1108 present in transmitter 1101 can accommodate desired features such as weaker control of multiple pocket formation, lower particle size levels, and lower cost embodiments. In some embodiments, the RFIC 1108 can be coupled to one or more MC 1110s, which can be included in an independent base station or in transmitter 1101.

[0370] 送信機1101のいくつかの実施態様では、各アンテナ素子1106における各ポケット形成の位相および振幅は、所望のポケット形成および送信ヌルステアリングを生成するために、対応するRFIC1108によって調節することができる。各アンテナ素子1106に結合された、選抜されたRFIC1108は、処理要件を低減させることができ、ポケット形成に対する制御を増大させることができ、MC1110に対する、より低い負荷で複数ポケット形成およびより高い粒度のポケット形成を可能にし、より多くの数の複数ポケット形成のより高度な応答を可能にすることができる。更に、複数ポケット形成はより多くの数の受信機に充電することができ、そのような受信機に対するより良好な軌道を可能にすることができる。 [0370] In some embodiments of transmitter 1101, the phase and amplitude of each pocket formation in each antenna element 1106 may be adjusted by the corresponding RFIC 1108 to produce the desired pocket formation and transmit null steering. can. Selected RFICs 1108 coupled to each antenna element 1106 can reduce processing requirements, increase control over pocket formation, and for MC1110 multiple pocket formation with lower load and higher particle size. It can allow pocket formation and a higher response to a larger number of multiple pocket formations. In addition, the multi-pocket formation can charge a larger number of receivers, allowing for a better trajectory for such receivers.

[0371] RFIC1108およびアンテナ素子1106は、所望の用途に従って設計することができる任意の適切な構成で動作することができる。例えば、送信機1101は、平坦な構成においてアンテナ素子1106およびRFIC1108を含むことができる。4つ、8つ、16個、および/または任意の数のアンテナ素子1106のサブセットを、単一のRFIC1108に接続することができる。RFIC1108は、各アンテナ素子1106の後ろに直接組み込むことができ、そのような一体化により、コンポーネント間の距離が短くなることに起因した損失を低減することができる。いくつかの実施態様では、アンテナ素子1106の行または列を単一のMC1110に接続することができる。各行または列に接続されたRFIC1108は、行または列間の位相および利得を変更することによってポケット形成を生成することができる、よりコストの低い送信機1101を可能にする。いくつかの実施態様では、RFIC1108は、受信機1120が得るための2ボルト〜8ボルトの電力を出力することができる。 [0371] The RFIC 1108 and antenna element 1106 can operate in any suitable configuration that can be designed according to the desired application. For example, transmitter 1101 can include antenna elements 1106 and RFIC 1108 in a flat configuration. A subset of 4, 8, 16, and / or any number of antenna elements 1106 can be connected to a single RFIC 1108. The RFIC 1108 can be incorporated directly behind each antenna element 1106, and such integration can reduce the loss due to the reduced distance between the components. In some embodiments, the rows or columns of antenna elements 1106 can be connected to a single MC1110. RFIC1108 connected to each row or column enables a lower cost transmitter 1101 that can generate pocket formation by changing the phase and gain between rows or columns. In some embodiments, the RFIC 1108 is capable of outputting 2 to 8 volts of power for the receiver 1120 to obtain.

[0372] いくつかの実施態様において、RFIC1108のカスケード構成を実施することができる。RFIC1108のカスケード構成を用いた平坦な送信機1101は、ポケット形成に対するより良い制御を提供することができ、標的の受信機1106に対する応答を増大させることができ、RFIC1108の多重冗長性に起因して、より高い信頼性および正確度を達成することができる。 [0372] In some embodiments, a cascade configuration of RFIC1108 can be implemented. The flat transmitter 1101 using the cascade configuration of the RFIC 1108 can provide better control over pocket formation and can increase the response to the target receiver 1106, due to the multiple redundancy of the RFIC 1108. , Higher reliability and accuracy can be achieved.

4.マイクロコントローラー
[0373] MC1110は、ARMおよび/またはDSPを実行するプロセッサを含むことができる。ARMは、縮小命令セットコンピューティング(RISC)に基づく汎用マイクロプロセッサのファミリーである。DSPは汎用信号処理チップであり、情報信号の数学的操作を提供し、これを何らかの形で変更または改善することができ、一連の番号またはシンボルおよびこれらの信号の処理による、別個の時間、別個の周波数、および/または他の別個の領域信号の表現によって特徴付けることができる。DSPは、連続した現実世界のアナログ信号を測定、フィルタリングおよび/または圧縮することができる。第1のステップは、信号をサンプリングし、次に、アナログ信号を別個のデジタル値のストリームに変換することができるアナログ/デジタル変換器(ADC)を用いて信号をデジタル化することによる、アナログ形式からデジタル形式への信号の変換とすることができる。MC1110は、Linuxおよび/または任意の他のオペレーティングシステムも実行することができる。MC1110は、ネットワーク1140を通じて情報を提供するために、Wi−Fiに接続することもできる。
4. Microcontroller
[0373] MC1110 may include a processor running ARM and / or DSP. ARM is a family of general purpose microprocessors based on reduced instruction set computing (RISC). A DSP is a general purpose signal processing chip that provides mathematical manipulation of information signals, which can be modified or improved in some way, at a separate time, by processing a series of numbers or symbols and these signals. Can be characterized by the frequency of, and / or the representation of other distinct region signals. DSPs can measure, filter, and / or compress continuous real-world analog signals. The first step is an analog format by sampling the signal and then digitizing the signal using an analog-to-digital converter (ADC) that can convert the analog signal into a stream of separate digital values. Can be a signal conversion from to digital format. The MC1110 can also run Linux and / or any other operating system. MC1110 can also connect to Wi-Fi to provide information through network 1140.

[0374] MC1110は、ポケット形成の時間放出、ポケット形成の方向、跳ね返り角、電力強度等のRFIC1108の多岐にわたる特徴を制御することができる。更に、MC1110は、複数の受信機に対する、または単一の受信機に対する複数ポケット形成を制御することができる。送信機1101は、ワイヤレス電力伝送の距離の区別を可能にすることができる。更に、MC1110は、通信コンポーネント1112を制御することによって、通信プロトコルおよび信号を管理および制御することができる。MC1110は、通信コンポーネント1112によって受信される情報を処理することができ、通信コンポーネント1112は、受信機を追跡し、無線周波数信号1142(すなわち、エネルギーポケット)を受信機に対し集中させるために、受信機との間で信号を送受信することができる。受信機1120から、および受信機1120にネットワーク1140を通じて他の情報を送信することもでき、そのような情報は、数ある中でも認証プロトコルを含むことができる。 The MC1110 can control a wide range of features of the RFIC1108, such as time release of pocket formation, pocket formation direction, bounce angle, and power intensity. Further, the MC 1110 can control the formation of multiple pockets for multiple receivers or for a single receiver. The transmitter 1101 can make it possible to distinguish the distance of wireless power transmission. In addition, the MC 1110 can manage and control communication protocols and signals by controlling the communication component 1112. The MC 1110 can process the information received by the communication component 1112, which receives to track the receiver and focus the radio frequency signal 1142 (ie, the energy pocket) on the receiver. Signals can be sent and received to and from the machine. Other information can also be transmitted from receiver 1120 and to receiver 1120 over network 1140, and such information can include authentication protocols, among other things.

[0375] MC1110は、シリアル周辺インターフェース(SPI)および/または集積回路間(I2C)プロトコルを通じて通信コンポーネント1112と通信することができる。SPI通信は、例えば、組み込まれたシステム、センサおよびSDカードにおいて、短い距離の単一のマスター通信のために用いることができる。デバイスはマスター/スレーブモードで通信し、マスター/スレーブモードにおいて、マスターデバイスはデータフレームを始動する。個々のスレーブ選択線を用いて複数のスレーブデバイスが可能にされる。ICは、マルチマスター、マルチスレーブ、シングルエンド、低速周辺機器をコンピューターマザーボードに取り付けるのに用いられるシリアルコンピューターバス、および組込みシステムである。 [0375] MC1110 can communicate with the communication component 1112 through a serial peripheral interface (SPI) and / or inter-integrated circuit (I 2 C) protocol. SPI communication can be used, for example, in embedded systems, sensors and SD cards for a single master communication over a short distance. The device communicates in master / slave mode, in which the master device initiates a data frame. Multiple slave devices are enabled using individual slave selection lines. I 2 C is a multi-master, multi-slave, single-ended, serial computer bus used to attach the low-speed peripheral devices to a computer motherboard and embedded systems.

5.通信コンポーネント
[0376] 通信コンポーネント1112は、数ある中でも、Bluetooth(登録商標)技術、赤外線通信、Wi−Fi、FM無線を含み、これらを組み合わせることができる。MC1110は、障害物に起因する損失を低減するために、ポケット形成を送信する最も効果的な軌道を含む、ポケット形成のための最適な時点および位置を決定することができる。そのような軌道は、直接ポケット形成、跳ね返り、およびポケット形成の距離区別を含むことができる。いくつかの実施態様では、通信コンポーネント1112は、複数のデバイスと通信することができ、これらの複数のデバイスは、受信機1120、クライアントデバイス、または他の送信機1101を含むことができる。
5. Communication component
[0376] Communication component 1112 includes, among others, Bluetooth® technology, infrared communication, Wi-Fi, FM radio, and these can be combined. The MC1110 can determine the optimal time and position for pocket formation, including the most effective trajectory to transmit pocket formation, in order to reduce losses due to obstacles. Such trajectories can include direct pocket formation, bounce, and pocket formation distance distinctions. In some embodiments, the communication component 1112 can communicate with a plurality of devices, the plurality of devices of which may include a receiver 1120, a client device, or another transmitter 1101.

6.電源1101
[0377] 送信機1101は、AC電源またはDC電源を含むことができる電源1114によって供給することができる。電源1114によって提供される電圧、電力および電流強度は、送信される必要がある電力に依拠して変動することができる。無線信号への電力の変換は、MC1110によって管理することができ、RFIC1108によって実行することができる。RFIC1108は、複数の方法およびコンポーネントを利用して、多岐にわたる周波数、波長、強度および他の特徴で無線信号を生成することができる。無線信号生成のための多岐にわたる方法およびコンポーネントの例示的な使用として、発振器および圧電結晶を用いて、異なるアンテナ素子1106において無線周波数を生じさせ、変更することができる。更に、信号を平滑化するために多岐にわたるフィルターを用いることができ、送信される電力を増大させるために増幅器を用いることができる。
6. Power supply 1101
[0377] Transmitter 1101 can be supplied by power supply 1114, which can include AC power or DC power. The voltage, power and current strength provided by power supply 1114 can vary depending on the power that needs to be transmitted. The conversion of power to radio signals can be managed by the MC1110 and performed by the RFIC1108. The RFIC1108 can utilize multiple methods and components to generate radio signals at a wide variety of frequencies, wavelengths, intensities and other features. As an exemplary use of a wide variety of methods and components for radio signal generation, oscillators and piezoelectric crystals can be used to generate and modify radio frequencies in different antenna elements 1106. In addition, a wide variety of filters can be used to smooth the signal, and amplifiers can be used to increase the power transmitted.

[0378] 送信機1101は、数ワットから、特定の充電可能な電子デバイスによって必要とされる所定の数のワットまでの電力容量を用いてポケット形成しているRF電力波を放射することができる。各アンテナは、ある特定の電力容量を管理することができる。そのような電力容量は、用途に関連付けることができる。 Transmitter 1101 can radiate pocket-forming RF power waves with power capacities ranging from a few watts to a predetermined number of watts required by a particular rechargeable electronic device. .. Each antenna can manage a particular power capacity. Such power capacities can be associated with applications.

7.ハウジング
[0379] ハウジングに加えて、独立した基地局は、MC1110および電源1114を含むことができ、このため、いくつかの送信機1101を単一の基地局および単一のMC1110によって管理することができる。そのような能力により、送信機1101を、天井、装飾、壁等の多岐にわたる方策上の位置に配置することが可能になる。アンテナ素子1106、RFIC1108、MC1110、通信コンポーネント1112および電源1114は、複数の構成および組合せで接続することができ、これは、送信機1101の所望の特性に依拠することができる。
7. housing
[0379] In addition to the housing, an independent base station can include MC 1110 and power supply 1114, so that several transmitters 1101 can be managed by a single base station and a single MC 1110. .. Such capabilities allow the transmitter 1101 to be placed in a wide variety of tactical locations such as ceilings, decorations, walls, and the like. The antenna elements 1106, RFIC1108, MC1110, communication components 1112 and power supply 1114 can be connected in multiple configurations and combinations, which can rely on the desired characteristics of transmitter 1101.

[0380] 図23は、例示的な実施形態による、ポータブルワイヤレス送信機を1つ以上のパワーアウトレットに接続することができる電源プラグを有するポータブル送信機2301を備えるワイヤレス電力伝送システム2300を示す。ポータブルワイヤレス送信機2301は、平坦な構成のアンテナ素子を含むことができる。ポータブルワイヤレス送信機2301は、1つ以上の電源プラグ2370を通じて電源に接続することができ、そのような電源プラグ2370は、各国および/または領域の標準に準拠することができる。電源プラグ2370は、ポータブルワイヤレス送信機2301を、壁、床、天井および/または電気アダプタにある1つ以上のパワーアウトレットに接続するように意図され得る。 [0380] FIG. 23 shows a wireless power transfer system 2300 with a portable transmitter 2301 having a power plug capable of connecting the portable wireless transmitter to one or more power outlets, according to an exemplary embodiment. The portable wireless transmitter 2301 can include an antenna element having a flat configuration. The portable wireless transmitter 2301 can be connected to a power source through one or more power plugs 2370, such power plugs 2370 can comply with national and / or regional standards. The power plug 2370 may be intended to connect the portable wireless transmitter 2301 to one or more power outlets on the wall, floor, ceiling and / or electrical adapter.

[0381] ポータブルワイヤレス送信機2301の可搬性を増大させるために、電源プラグ2370は、折りたたみ可能、伸縮式、超小型等にすることができる。そのような特徴により、輸送およびポケット化(pocketing)のためにサイズを低減することができる。ポータブルワイヤレス送信機2301は、ハウジング2306に内蔵することができる。ハウジングは、水、高温、砂、虫、衝撃、振動、およびポータブルワイヤレス送信機2301の完全性に対する脅威となり得る他の悪条件に対し、更なる保護を提供することができる。このため、ハウジング2306は、上記の特性を提供することができる複数の材料を用いて作製することができる。 [0381] In order to increase the portability of the portable wireless transmitter 2301, the power plug 2370 can be foldable, telescopic, ultra-compact and the like. Such features allow the size to be reduced for transport and pocketing. The portable wireless transmitter 2301 can be built into the housing 2306. The housing can provide additional protection against water, high temperatures, sand, bugs, shocks, vibrations, and other adverse conditions that can pose a threat to the integrity of the portable wireless transmitter 2301. Therefore, the housing 2306 can be made using a plurality of materials capable of providing the above characteristics.

[0382] 図24は、例示的な実施形態による、複数の電源プラグがポータブルワイヤレス送信機を多岐にわたる電源および/または電気アダプタに接続する送信機2401を備えるワイヤレス電力伝送システム2400を示す。図24は、様々な電源プラグを示すポータブルワイヤレス送信機2401を示し、そのような電源プラグは、USBアダプタ2470bおよびシガレットライタープラグ2470cを含むことができる。USBアダプタ2470bは、USBポートを有する任意のデバイスから電力を受信するのに用いることができる。これらのデバイスは、ラップトップ、スマートTV、タブレット等を含むことができる。シガレットライタープラグ2470cは、自動車において用いられるような、任意のシガレットライターソケットから電力を受信するために用いることができる。更に、ポータブルワイヤレス送信機2401は、多岐にわたる電源プラグ2470aを含むことができ、そのような電源プラグ2470aは、最終的な用途に依拠して変化することができる。 [0382] FIG. 24 shows a wireless power transfer system 2400, according to an exemplary embodiment, comprising a transmitter 2401 in which multiple power plugs connect the portable wireless transmitter to a wide variety of power sources and / or electrical adapters. FIG. 24 shows a portable wireless transmitter 2401 showing various power plugs, such power plugs can include a USB adapter 2470b and a cigarette lighter plug 2470c. The USB adapter 2470b can be used to receive power from any device that has a USB port. These devices can include laptops, smart TVs, tablets and the like. The cigarette lighter plug 2470c can be used to receive power from any cigarette lighter socket, such as that used in automobiles. Further, the portable wireless transmitter 2401 can include a wide variety of power plugs 2470a, such power plugs 2470a can be varied depending on the end application.

[0383] 図25は、送信機2501が、起動時に上面に少なくとも1つのエネルギーポケット2504を生じさせることができるボタン2572を含むことができるワイヤレス電力伝送システム2500を示す。受信機(図示せず)に作動的に結合されたスマートフォン2552は、そのような表面上に配置されると、上述したエネルギーポケット2504を利用することによって、電力をワイヤレスで受信することができる。ワイヤレス電力伝送2500のためのこの構成は、スマートフォン2552が自身の位置を送信機2501に通信することができないときはいつでも、例えば、スマートフォン2552の電力が完全に切れているときはいつでも有利であり得る。通信とは、データとして表される情報が、1つのコンピューターからワイヤレス電力伝送システムの1つ以上のコンピューターまたはプロセッサに送信されることを指すことができる。データは、一連のバイトの形態をとり、ここで、各バイトは8バイナリビットであり、各バイナリビットは、「0」または「1」の数値である。ビットは、別個のまたは異なる電圧または電流または位相または周波数値として「0」および「1」を表すことによって、1つのコンピューターから別のコンピューターに電気的にまたは電子的に通信される。ビットは、無線周波数(RF)エネルギーとして「0」および「1」を表すことによって、1つのコンピューターから別のコンピューターにワイヤレスに通信される。更に、スマートフォン2552は、送信機2501に近接していることに起因して、より高速に充電することができる。この構成のまた更なる利点は、ユーザーが送信機2501の表面から(スマートフォン2552が送信機2501との通信を確立するための最小電荷を蓄積した後に)スマートフォン2552を除去することを決める場合、スマートフォン2552が依然として、ポケット形成を通じてワイヤレスに電力を受信することができることである。このため、スマートフォン2552の移動性は妥協されなくてよい。 [0383] FIG. 25 shows a wireless power transfer system 2500 in which the transmitter 2501 can include a button 2572 that can generate at least one energy pocket 2504 on the top surface at startup. A smartphone 2552 operatively coupled to a receiver (not shown), when placed on such a surface, can receive power wirelessly by utilizing the energy pocket 2504 described above. This configuration for wireless power transfer 2500 can be advantageous whenever the smartphone 2552 is unable to communicate its location to the transmitter 2501, for example when the smartphone 2552 is completely depowered. .. Communication can refer to information represented as data being transmitted from one computer to one or more computers or processors in a wireless power transfer system. The data takes the form of a series of bytes, where each byte is 8 binary bits and each binary bit is a number "0" or "1". Bits are electrically or electronically communicated from one computer to another by representing "0" and "1" as separate or different voltage or current or phase or frequency values. Bits are communicated wirelessly from one computer to another by representing "0" and "1" as radio frequency (RF) energy. Further, the smartphone 2552 can be charged at a higher speed due to its proximity to the transmitter 2501. A further advantage of this configuration is if the user decides to remove the smartphone 2552 from the surface of the transmitter 2501 (after the smartphone 2552 has accumulated a minimum charge to establish communication with the transmitter 2501). The 2552 is still able to receive power wirelessly through pocket formation. Therefore, the mobility of the smartphone 2552 does not have to be compromised.

B.電力を送信する例示的な方法
[0384] 図12は、アンテナ素子を用いて受信機位置1200を決定するための方法である。受信機位置1200を決定するための方法は、MCによって管理されるプログラムされた規則またはロジックの組とすることができる。プロセスは、アンテナアレイからのアンテナの第1のサブセットを用いて第1の信号を捕捉することによってステップ1201を開始することができる。アンテナ素子の異なるサブセットに切り替え、次のステップ1203において、アンテナの第2のサブセットを用いて第2の信号を捕捉することによるプロセスが直後に続くことができる。例えば、第1の信号は、アンテナの行によって捕捉することができ、第2の捕捉は、アンテナの列により行うことができる。アンテナの行は、球座標系における方位等の水平度向きを提供することができる。アンテナの列は、仰角等の垂直度向きを提供することができる。第1の信号および第2の信号を捕捉するのに用いられるアンテナ素子は、直線上、垂直、水平、または対角線上の向きに位置合わせすることができる。アンテナの第1のサブセットおよび第2のサブセットは、送信機の周りの角度(degrees)をカバーするために、十字状の構造で位置合わせすることができる。
B. An exemplary way of transmitting power
[0384] FIG. 12 is a method for determining the receiver position 1200 using the antenna element. The method for determining the receiver position 1200 can be a set of programmed rules or logics managed by the MC. The process can initiate step 1201 by capturing a first signal with a first subset of antennas from the antenna array. The process of switching to a different subset of antenna elements and capturing a second signal with a second subset of antennas in the next step 1203 can be immediately followed. For example, the first signal can be captured by a row of antennas and the second capture can be done by a row of antennas. The rows of antennas can provide horizontal orientations such as orientations in a spherical coordinate system. The row of antennas can provide vertical orientation such as elevation. The antenna elements used to capture the first and second signals can be aligned linearly, vertically, horizontally, or diagonally. The first and second subsets of antennas can be aligned in a cross-shaped structure to cover the degrees around the transmitter.

[0385] 垂直値および水平値の双方が測定されると、MCは、次のステップ1205において、信号を捕捉するのに用いられる垂直アンテナ素子および水平アンテナ素子のための位相および利得の適切な値を決定することができる。位相および利得のための適切な値は、アンテナに対する受信機の位置の関係によって決定することができる。値は、電子デバイスに充電するために受信機によって用いることができるエネルギーポケットを形成するようにアンテナ素子を調整するために、MCによって用いることができる。 [0385] Once both the vertical and horizontal values have been measured, the MC will in the next step 1205, the appropriate values of phase and gain for the vertical and horizontal antenna elements used to capture the signal. Can be determined. Appropriate values for phase and gain can be determined by the relationship of the receiver's position with respect to the antenna. The value can be used by the MC to adjust the antenna element to form an energy pocket that can be used by the receiver to charge the electronic device.

[0386] アンテナ素子の適切な値の計算に役立てるために、送信機における全てのアンテナ素子の初期値に関するデータを計算し、MCによって用いるために事前に記憶することができる。次のステップ1207において、信号を捕捉するために用いられる垂直アンテナおよび水平アンテナのための適切な値が決定された後、プロセスは、記憶されたデータを用いて、アレイ内の全てのアンテナについて適切な値を決定することによって継続することができる。記憶されたデータは、異なる周波数におけるアレイ内の全てのアンテナ素子について位相および利得の初期試験値を含むことができる。データの異なる組を異なる周波数について記憶することができ、MCは、それに応じて、適切なデータを選択することができる。次のステップ1209において、MCは次に、適切な位置においてエネルギーポケットを形成するために、RFICを通じて全てのアンテナを調整することができる。 [0386] Data on the initial values of all antenna elements in the transmitter can be calculated and pre-stored for use by the MC to aid in the calculation of appropriate values for the antenna elements. In the next step 1207, after determining the appropriate values for the vertical and horizontal antennas used to capture the signal, the process uses the stored data to be appropriate for all antennas in the array. It can be continued by determining the appropriate value. The stored data can include initial phase and gain test values for all antenna elements in the array at different frequencies. Different sets of data can be stored for different frequencies and the MC can select the appropriate data accordingly. In the next step 1209, the MC can then adjust all antennas through the RFIC to form an energy pocket in the proper position.

C.アレイサブセット構成
[0387] 図13Aは、受信機位置を決定するための方法において用いることができるアレイサブセット構成1300Aの例示的な実施形態を示す。送信機は、アンテナ1306Aのアレイを含むことができる。アンテナの行1368Aは、まず、受信機によって送信される信号を捕捉するために用いることができる。次に、アンテナの行1368Aは、信号をRFICに転送することができ、RFICにおいて、信号は無線信号からデジタル信号に変換され、処理のためにMCに渡されることが可能である。次に、MCは、受信機位置に基づいて適切な位置においてエネルギーポケットを形成するために、アンテナの行1368Aにおける位相および利得のための適切な調整を決定することができる。第2の信号は、アンテナの列1370Aによって捕捉することができる。次に、アンテナの列1370Aは、信号をRFICに転送することができ、RFICにおいて、信号は、無線信号からデジタル信号に変換され、処理のためにMCに渡されることが可能である。次に、MCは、受信機位置に基づいて適切な位置においてエネルギーポケットを形成するために、アンテナの列1370Aにおける位相および利得のための適切な調整を決定することができる。アンテナの行1368Aおよびアンテナの列1370Aについて適切な調整が決定されると、MCは、アンテナに関する以前に記憶されたデータを用い、それに応じてアンテナの行1368Aおよびアンテナの列1370Aからの結果を用いて調整することによって、アンテナのアレイ1368Aにおける残りのアンテナ素子1306Aについて適切な値を決定することができる。
C. Array subset configuration
[0387] FIG. 13A shows an exemplary embodiment of an array subset configuration 1300A that can be used in a method for determining receiver position. The transmitter can include an array of antennas 1306A. Line 1368A of the antenna can first be used to capture the signal transmitted by the receiver. Line 1368A of the antenna can then transfer the signal to the RFIC, where the signal can be converted from a radio signal to a digital signal and passed to the MC for processing. The MC can then determine the appropriate adjustments for phase and gain in row 1368A of the antenna to form an energy pocket at the appropriate position based on the receiver position. The second signal can be captured by row 1370A of antennas. The row of antennas 1370A can then transfer the signal to the RFIC, where the signal can be converted from a radio signal to a digital signal and passed to the MC for processing. The MC can then determine the appropriate adjustments for phase and gain in row 1370A of the antenna to form the energy pocket at the appropriate position based on the receiver position. Once appropriate adjustments have been determined for antenna row 1368A and antenna column 1370A, the MC will use the previously stored data for the antenna and accordingly the results from antenna row 1368A and antenna column 1370A. The appropriate values can be determined for the remaining antenna elements 1306A in the antenna array 1368A.

D.送信機、送信機コンポーネント、アンテナタイル、および送信機に関連するシステムの構成
1.例示的なシステム
[0388] 図13Bは、アレイサブセット構成1300Bの別の例示的な実施形態を示す。アレイサブセット構成1300Bにおいて、双方の初期信号がアンテナの2つの対角線上のサブセットによって捕捉される。プロセスは同じ経路を辿り、それによって、各サブセットはそれに応じて調整される。行われた調整および以前に記憶したデータに基づいて、アンテナアレイの残りのアンテナ素子1306Bが調整される。
D. Transmitters, transmitter components, antenna tiles, and system configurations related to transmitters 1. Illustrative system
[0388] FIG. 13B shows another exemplary embodiment of the array subset configuration 1300B. In array subset configuration 1300B, both initial signals are captured by two diagonal subsets of the antenna. The process follows the same path, thereby adjusting each subset accordingly. The remaining antenna elements 1306B of the antenna array are adjusted based on the adjustments made and the previously stored data.

2.平坦な送信機
[0389] 図14は、平坦な送信機1402の正面図、およびいくつかの実施形態の背面図を示す。送信機1402は、平坦な構成でアンテナ素子1406およびRFIC1408を備えることができる。RFIC1408は、各アンテナ素子1406の後ろに直接組み込むことができ、そのような一体化は、コンポーネント間の距離が短くなることに起因した損失を低減することができる。
2. Flat transmitter
[0389] FIG. 14 shows a front view of the flat transmitter 1402 and a rear view of some embodiments. The transmitter 1402 can include the antenna element 1406 and the RFIC 1408 in a flat configuration. The RFIC1408 can be incorporated directly behind each antenna element 1406, and such integration can reduce the loss due to the reduced distance between the components.

[0390] 送信機1402における1つの実施形態(すなわち、ビュー1)において、アンテナ素子1406ごとのポケット形成の位相および振幅は、所望のポケット形成および送信ヌルステアリングを生成するために、対応するRFIC1408によって調節することができる。各アンテナ素子1406に結合された、選抜されたRFIC1408は、処理要件を低減させることができ、ポケット形成に対する制御を増大させることができ、MC1410に対する、より低い負荷で複数ポケット形成およびより高い粒度のポケット形成を可能にし、このため、より多くの数の複数ポケット形成のより高度な応答を可能にすることができる。更に、複数ポケット形成はより多くの数の受信機に充電することができ、そのような受信機に対するより良好な軌道を可能にすることができる。図11の実施形態に記載されているように、RFIC1408は、1つ以上のMC1410に結合することができ、マイクロコントローラー1410は、独立した基地局または送信機1402に含めることができる。 [0390] In one embodiment of transmitter 1402 (ie, view 1), the phase and amplitude of pocket formation per antenna element 1406 is determined by the corresponding RFIC1408 to produce the desired pocket formation and transmit null steering. Can be adjusted. Selected RFIC1408 coupled to each antenna element 1406 can reduce processing requirements, increase control over pocket formation, and for MC1410 multiple pocket formation and higher particle size at lower load. It allows for pocket formation, which allows for a higher response to a larger number of multiple pocket formations. In addition, the multi-pocket formation can charge a larger number of receivers, allowing for a better trajectory for such receivers. As described in the embodiment of FIG. 11, the RFIC 1408 can be coupled to one or more MC 1410s, and the microcontroller 1410 can be included in an independent base station or transmitter 1402.

[0391] 別の実施形態(すなわち、ビュー2)において、4つのアンテナ素子1406のサブセットを単一のRFIC1408に接続することができる。送信機142内に存在する、より少ない数のRFIC1408は、複数ポケット形成のより弱い制御、より低い粒度レベル、およびよりコストの低い実施形態等の所望の特徴に対応することができる。図11の実施形態に説明されるように、RFIC1408は、1つ以上のMC1410に結合することができ、マイクロコントローラー1410は、独立した基地局にまたは送信機1402に含めることができる。 [0391] In another embodiment (ie, view 2), a subset of the four antenna elements 1406 can be connected to a single RFIC1408. A smaller number of RFIC1408s present within the transmitter 142 can accommodate desired features such as weaker control of multiple pocket formation, lower particle size levels, and lower cost embodiments. As described in the embodiment of FIG. 11, the RFIC 1408 can be coupled to one or more MC 1410s, and the microcontroller 1410 can be included in an independent base station or in transmitter 1402.

[0392] 別の実施形態(すなわち、ビュー3)において、送信機1402は、平坦な構成においてアンテナ素子1406およびRFIC1408を含むことができる。アンテナ素子1406の行または列を単一のMC1410に接続することができる。送信機1402内に存在する、より少ない数のRFIC1408は、複数ポケット形成のより弱い制御、より低い粒度レベル、およびよりコストの低い実施形態等の所望の特徴に対応することができる。各行または列に接続されたRFIC1408は、行または列間の位相および利得を変更することによってポケット形成を生成することができる、よりコストの低い送信機1402を可能にすることができる。図11の実施形態に記載されているように、RFIC1408は1つ以上のMC1410に結合することができ、マイクロコントローラー1410は独立した基地局または送信機1402に含めることができる。 [0392] In another embodiment (ie, view 3), transmitter 1402 may include antenna element 1406 and RFIC 1408 in a flat configuration. The rows or columns of antenna element 1406 can be connected to a single MC1410. A smaller number of RFIC1408s present in transmitter 1402 can accommodate desired features such as weaker control of multiple pocket formation, lower particle size levels, and lower cost embodiments. RFIC1408 connected to each row or column can enable a lower cost transmitter 1402 that can generate pocket formation by changing the phase and gain between rows or columns. As described in the embodiment of FIG. 11, the RFIC 1408 can be coupled to one or more MC 1410s, and the microcontroller 1410 can be included in an independent base station or transmitter 1402.

[0393] いくつかの実施形態(すなわち、ビュー4)において、送信機1402は、平坦な構成においてアンテナ素子1406およびRFIC1408を含むことができる。この例示的な実施形態において、カスケード構成が示されている。2つのアンテナ素子1406を単一のRFIC1408に接続することができ、これを更に単一のRFIC1408に接続することができ、これを最終的なRFIC1408に接続することができ、これを更に1つ以上のMC1410に接続することができる。RFIC1408のカスケード構成を用いる平坦な送信機1402は、ポケット形成に対し、より大きな制御を提供することができ、標的受信機について応答を増大させることができる。更に、RFIC1408の多重冗長性に起因して、より高い信頼性および正確度を達成することができる。図11の実施形態に記載されているように、RFIC1408は1つ以上のMC1410に結合することができ、マイクロコントローラー1410は独立した基地局または送信機1402に含めることができる。 [0393] In some embodiments (ie, view 4), transmitter 1402 can include antenna elements 1406 and RFIC 1408 in a flat configuration. In this exemplary embodiment, a cascade configuration is shown. Two antenna elements 1406 can be connected to a single RFIC1408, which can be further connected to a single RFIC1408, which can be connected to the final RFIC1408, and one or more of them. Can be connected to the MC1410 of. The flat transmitter 1402 using the cascade configuration of RFIC1408 can provide greater control over pocket formation and can increase the response for the target receiver. In addition, higher reliability and accuracy can be achieved due to the multiple redundancy of the RFIC1408. As described in the embodiment of FIG. 11, the RFIC 1408 can be coupled to one or more MC 1410s, and the microcontroller 1410 can be included in an independent base station or transmitter 1402.

3.複数のプリント回路基板層
[0394] 図15Aは、ポケット形成に対し、より大きな制御を提供するためのアンテナ素子1506Aを含むことができ、標的受信機について応答を増大させることができる、複数のPCB層1204Aを含むことができる送信機1502Aを示す。複数のPCB層1504Aは、送信機1502Aによって転送することができる電力の範囲および量を増大させることができる。PCB層1504Aは、単一のMCまたは専用MCに接続することができる。同様に、RFICは、上記の実施形態に示されているように、アンテナ素子1506Aに接続することができる。RFICは1つ以上のMCに結合することができる。更に、MCは独立した基地局または送信機1502Aに含めることができる。
3. 3. Multiple printed circuit board layers
[0394] FIG. 15A may include multiple PCB layers 1204A that can include antenna element 1506A to provide greater control over pocket formation and can increase the response for the target receiver. The transmitter 1502A capable is shown. The plurality of PCB layers 1504A can increase the range and amount of power that can be transferred by the transmitter 1502A. The PCB layer 1504A can be connected to a single MC or a dedicated MC. Similarly, the RFIC can be connected to the antenna element 1506A as shown in the above embodiments. RFICs can bind to one or more MCs. In addition, the MC can be included in an independent base station or transmitter 1502A.

4.ボックス型送信機
[0395] 図15Bは、内部に複数のPCB層1504Bを含むことができるボックス型送信機1502Bを示す。ボックス型送信機1502Bは、ポケット形成に対し、より大きな制御を提供するアンテナ素子1506Bを含むことができ、標的受信機について応答を増大させることができる。更に、ボックス型送信機1502Bによってワイヤレス電力伝送の範囲を増大させることができる。複数のPCB層1504Bは、アンテナ素子1506Bの密度がより高いことに起因して、送信機1502Bによってワイヤレスで転送および/またはブロードキャストすることができるRF電力波の範囲および量を増大させることができる。PCB層1504Bは、アンテナ素子1506Bごとの単一のMCまたは専用MCに接続することができる。同様に、RFICは、上記の実施形態に示されるように、アンテナ素子1506Bを制御することができる。更に、送信機800のボックス形状は、ワイヤレス電力伝送の作用比を増大させることができる。このため、ボックス型送信機1502Bは、デスク、テーブル、床等の複数の表面に位置することができる。更に、ボックス型送信機1502Bは、X軸、Y軸もしくはZ軸、またはそれらの任意の組合せに向けることができる、PCB層1504Bのいくつかの構成を含むことができる。RFICは1つ以上のMCに結合することができる。更に、MCは、独立した基地局または送信機1502Bに含めることができる。
4. Box type transmitter
[0395] FIG. 15B shows a box-type transmitter 1502B that can include a plurality of PCB layers 1504B inside. The box transmitter 1502B can include an antenna element 1506B that provides greater control over pocket formation and can increase the response for the target receiver. Further, the box type transmitter 1502B can increase the range of wireless power transmission. The plurality of PCB layers 1504B can increase the range and amount of RF power waves that can be wirelessly transferred and / or broadcast by transmitter 1502B due to the higher density of antenna elements 1506B. The PCB layer 1504B can be connected to a single MC or a dedicated MC for each antenna element 1506B. Similarly, the RFIC can control the antenna element 1506B as shown in the above embodiment. Further, the box shape of the transmitter 800 can increase the working ratio of wireless power transmission. Therefore, the box-type transmitter 1502B can be located on a plurality of surfaces such as a desk, a table, and a floor. In addition, the box transmitter 1502B can include several configurations of PCB layer 1504B that can be directed to the X-axis, Y-axis or Z-axis, or any combination thereof. RFICs can bind to one or more MCs. In addition, the MC can be included in an independent base station or transmitter 1502B.

5.様々なタイプの製品のための不規則アレイ
[0396] 図16は、送信機1602を異なるデバイスに組み入れるためのアーキテクチャ1600の図を示す。例えば、平坦な送信機1602は、テレビ1646のフレームに、またはサウンドバー1648のフレームにわたって適用することができる。送信機1602は、平坦な構成においてアンテナ素子およびRFICを有する複数のタイル1650を含むことができる。RFICは、各アンテナ素子の後ろに直接組み込むことができ、そのような一体化により、コンポーネント間の距離が短くなることに起因した損失を低減することができる。
5. Irregular array for various types of products
[0396] FIG. 16 shows a diagram of architecture 1600 for incorporating transmitter 1602 into different devices. For example, the flat transmitter 1602 can be applied to frames of television 1646 or over frames of soundbar 1648. Transmitter 1602 can include multiple tiles 1650 with antenna elements and RFICs in a flat configuration. The RFIC can be incorporated directly behind each antenna element, and such integration can reduce the loss due to the reduced distance between the components.

[0397] 例えば、テレビ1646は、複数のタイル1650を含むテレビ1646の周りのベゼルを有することができ、各タイルは、ある特定の数のアンテナ素子から構成される。例えば、テレビ1646のベゼルの周りに20個のタイル1650が存在する場合、各タイル1650は、24個のアンテナ素子および/または任意の数のアンテナ素子を有することができる。 [0397] For example, a television 1646 may have a bezel around the television 1646 containing a plurality of tiles 1650, each tile being composed of a certain number of antenna elements. For example, if there are 20 tiles 1650 around the bezel of television 1646, each tile 1650 can have 24 antenna elements and / or any number of antenna elements.

[0398] タイル1650において、各アンテナ素子における各ポケット形成の位相および振幅は、所望のポケット形成および送信ヌルステアリングを生成するために、対応するRFICによって調節することができる。各アンテナ素子に結合された、選抜されたRFICは、処理要件を低減させることができ、ポケット形成に対する制御を増大させることができ、マイクロコントローラーに対する、より低い負荷で複数ポケット形成およびより高い粒度のポケット形成を可能にし、このため、より多くの数の複数ポケット形成のより高度な応答を可能にすることができる。更に、複数ポケット形成はより多くの数の受信機に充電することができ、そのような受信機に対するより良好な軌道を可能にすることができる。 [0398] At tile 1650, the phase and amplitude of each pocket formation in each antenna element can be adjusted by the corresponding RFIC to produce the desired pocket formation and transmit null steering. Selected RFICs coupled to each antenna element can reduce processing requirements, increase control over pocket formation, multiple pocket formation with lower load and higher particle size for the microcontroller. It allows for pocket formation, which allows for a higher response of a larger number of multiple pocket formations. In addition, the multi-pocket formation can charge a larger number of receivers, allowing for a better trajectory for such receivers.

[0399] RFICは、1つ以上のマイクロコントローラーに結合することができ、独立した基地局に、または送信機1602内のタイル1650に含めることができる。アンテナ素子の行または列を単一のマイクロコントローラーに接続することができる。いくつかの実施態様では、送信機1602内に存在する、より少ない数のRFICは、複数ポケット形成のより弱い制御、より低い粒度レベル、およびよりコストの低い実施形態等の所望の特徴に対応することができる。各行または列に接続されたRFICは、送信機1602の各々を制御するのに必要とされるRFICがより少ないため、より少ないコンポーネントを有することによってコストを低減することを可能にすることができる。RFICは、行または列間の位相および利得を変更することによってポケット形成電力伝送波を生成することができる。 [0399] The RFIC can be coupled to one or more microcontrollers and can be included in an independent base station or in tile 1650 in transmitter 1602. The rows or columns of antenna elements can be connected to a single microcontroller. In some embodiments, a smaller number of RFICs present in the transmitter 1602 correspond to desired features such as weaker control of multiple pocket formation, lower particle size levels, and lower cost embodiments. be able to. RFICs connected to each row or column require fewer RFICs to control each of the transmitter 1602, so it can be made possible to reduce costs by having fewer components. RFICs can generate pocket-forming power transfer waves by varying the phase and gain between rows or columns.

[0400] いくつかの実施態様では、送信機1602は、RFICを含むタイル1650のカスケード構成を用いることができ、RFICは、ポケット形成に対し、より大きな制御を提供することができ、標的受信機について応答を増大させることができる。更に、RFICの多重冗長性から、より高い信頼性および正確度を達成することができる。 [0400] In some embodiments, the transmitter 1602 can use a cascade configuration of tiles 1650 including RFICs, which can provide greater control over pocket formation and target receivers. The response can be increased. In addition, higher reliability and accuracy can be achieved due to the multiple redundancy of the RFIC.

[0401] 1つの実施形態において、アンテナ素子を含む複数のPCB層が、ポケット形成に対し、より大きな制御を提供することができ、標的受信機について応答を増大させることができる。複数のPCB層は、送信機1602によって転送することができる電力の範囲および量を増大させることができる。PCB層は、単一のマイクロコントローラーまたは専用マイクロコントローラーに接続することができる。同様に、RFICはアンテナ素子に接続することができる。 [0401] In one embodiment, a plurality of PCB layers, including antenna elements, can provide greater control over pocket formation and can increase the response for the target receiver. The plurality of PCB layers can increase the range and amount of power that can be transferred by the transmitter 1602. The PCB layer can be connected to a single microcontroller or a dedicated microcontroller. Similarly, the RFIC can be connected to the antenna element.

[0402]ボックス型送信機1602は内部に複数のPCB層を含むことができ、ポケット形成に対し、より大きな制御を提供するアンテナ素子を含むことができ、標的受信機について応答を増大させることができる。更に、ボックス型送信機1602によってワイヤレス電力伝送の範囲を増大させることができる。複数のPCB層は、アンテナ素子の密度がより高いことに起因して、送信機1602によってワイヤレスで転送および/またはブロードキャストすることができるRF電力波の範囲および量を増大させることができる。PCB層は、アンテナ素子ごとに単一のマイクロコントローラーまたは専用マイクロコントローラーに接続することができる。同様に、RFICはアンテナ素子を制御することができる。送信機1602のボックス形状は、ワイヤレス電力伝送の作用比を増大させることができる。このため、ボックス型送信機1602は、デスク、テーブル、床等の複数の表面に位置することができる。更に、ボックス型送信機は、X軸、Y軸およびもしくはZ軸、またはそれらの任意の組合せに向けることができる、PCB層のいくつかの構成を含むことができる。 [0402] The box transmitter 1602 can include multiple PCB layers inside and can include antenna elements that provide greater control over pocket formation, which can increase the response for the target receiver. can. Further, the box-type transmitter 1602 can increase the range of wireless power transmission. Multiple PCB layers can increase the range and amount of RF power waves that can be wirelessly transferred and / or broadcast by transmitter 1602 due to the higher density of antenna elements. The PCB layer can be connected to a single microcontroller or a dedicated microcontroller for each antenna element. Similarly, the RFIC can control the antenna element. The box shape of the transmitter 1602 can increase the working ratio of wireless power transmission. Therefore, the box-type transmitter 1602 can be located on a plurality of surfaces such as a desk, a table, and a floor. In addition, the box transmitter can include several configurations of PCB layers that can be directed to the X-axis, Y-axis and / or Z-axis, or any combination thereof.

6.複数のアンテナ素子
[0403] 図17は、複数のアンテナ素子1706を含む送信機構成1700の例である。アンテナ素子1706は、アンテナの行1768およびアンテナの列1770を配列することによってアレイを形成することができる。送信機構成は、ポケット形成のための利得および/または位相等のアンテナ素子1706の特徴を制御する少なくとも1つのRFIC1708を含むことができ、これを、方向、電力レベル等を通じて管理することができる。アンテナ素子1706のアレイはMC1710に接続することができ、MC1710は、障害物に起因する損失を低減するための、ポケット形成を送信する最も効果的な軌道を含む、ポケット形成のための最適な時点および位置を決定することができる。そのような軌道は、直接ポケット形成、跳ね返り、およびポケット形成の距離区別を含むことができる。
6. Multiple antenna elements
[0403] FIG. 17 is an example of a transmitter configuration 1700 including a plurality of antenna elements 1706. Antenna elements 1706 can form an array by arranging rows 1768 of antennas and columns 1770 of antennas. The transmitter configuration can include at least one RFIC1708 that controls features of the antenna element 1706, such as gain and / or phase for pocket formation, which can be managed through direction, power level, and the like. An array of antenna elements 1706 can be connected to the MC1710, which is the optimum time point for pocket formation, including the most effective trajectory to transmit pocket formation to reduce loss due to obstacles. And the position can be determined. Such trajectories can include direct pocket formation, bounce, and pocket formation distance distinctions.

[0404] 送信機デバイスは、アンテナ素子1706をどのように調整して適切な位置にエネルギーポケットを形成するかを決定するために、アンテナ素子1706を利用して受信機の位置を決定することができる。受信機は、情報を提供するために、トレーニング信号(train signal)を送信機に送信することができる。トレーニング信号は、アンテナ素子1706によって検出することができる任意の従来の既知の信号とすることができる。受信機によって送信される信号は、位相および利得等の情報を含むことができる。 [0404] The transmitter device may utilize the antenna element 1706 to position the receiver to determine how to adjust the antenna element 1706 to form an energy pocket in the proper position. can. The receiver can send a train signal to the transmitter to provide the information. The training signal can be any conventional known signal that can be detected by the antenna element 1706. The signal transmitted by the receiver can include information such as phase and gain.

7.強化型ワイヤレス電力送信機構成
[0405] 図26は、実施形態による、ワイヤレス電力伝送のために用いることができる強化型ワイヤレス電力送信機2601のブロック図を示す。送信機2601は、ハウジング2674、少なくとも2つ以上のアンテナ素子2606、少なくとも1つの受信(Rx)RF集積回路(RFIC)2626、複数の送信(Tx)RF集積回路(RFIC)2608、少なくとも1つのデジタル信号プロセッサ(DSP)および/またはマイクロコントローラー2610、および/または1つの通信コンポーネント2612を備えることができる。マイクロコントローラー2610を、独立した基地局または送信機2601に含めることができる。RF入力信号2642は、電源2614、および圧電材料を用いた局部発振器チップ(図示せず)を用いて生成することもできるし、または周波数チップ、Bluetooth(登録商標)およびWi−Fiから等、他のワイヤレスソース(図示せず)からのものとすることもできる。
7. Enhanced wireless power transmitter configuration
[0405] FIG. 26 shows a block diagram of an enhanced wireless power transmitter 2601 that can be used for wireless power transfer according to an embodiment. Transmitter 2601 includes a housing 2674, at least two or more antenna elements 2606, at least one receive (Rx) RF integrated circuit (RFIC) 2626, multiple transmit (Tx) RF integrated circuits (RFIC) 2608, and at least one digital. It can include a signal processor (DSP) and / or a microcontroller 2610, and / or one communication component 2612. The microcontroller 2610 can be included in an independent base station or transmitter 2601. The RF input signal 2642 can also be generated using a power source 2614 and a local oscillator chip (not shown) using piezoelectric material, or from frequency chips, Bluetooth® and Wi-Fi, etc. It can also be from a wireless source (not shown).

[0406] ハウジング2674は、信号または波の送信および/または受信を可能にすることができる任意の材料、例えば、プラスチックまたは硬質ゴムから作製することができる。アンテナ素子2606は、900MHz、2.5GHzまたは5.8GHz等の周波数帯域で動作するためのアンテナタイプを含むことができる。なぜなら、これらの周波数帯域は、連邦通信委員会(FCC)規則のパート18、工業、科学、および医療用機器に準拠しているためである。アンテナ素子2606は、垂直偏波もしくは水平偏波、右偏波もしくは左偏波、楕円偏波、および/または他の偏波、および偏波の組合せを含むことができる。アンテナは、無指向性および/または指向性とすることができる。無指向性アンテナは、1つの平面における全ての方向に一様に電波電力を放射するアンテナのクラスである。指向性アンテナは、送信機の電力範囲内の3D物理空間においてワイヤレスエネルギーポケットが利用可能である場所を制御するように調整された方向または位相を有することができる、ワイヤレス電力送信機におけるアンテナまたはアンテナアレイとすることができる。アンテナタイプは、例えば、約1/8インチ〜約8インチの高さと、約1/8インチ〜約6インチの幅を有することができるパッチアンテナを含むことができる。用いることができる他のアンテナ素子2606のタイプは、数ある中でも、メタマテリアルベースのアンテナ、ダイポールアンテナおよび平板逆Fアンテナ(PIFA)を含む。 [0406] The housing 2674 can be made from any material capable of transmitting and / or receiving signals or waves, such as plastic or hard rubber. The antenna element 2606 can include an antenna type for operating in a frequency band such as 900 MHz, 2.5 GHz or 5.8 GHz. This is because these frequency bands comply with Part 18 of the Federal Communications Commission (FCC) Regulations, Industrial, Scientific, and Medical Devices. The antenna element 2606 can include vertically or horizontally polarized light, right or left polarized light, elliptically polarized light, and / or other polarized light, and a combination of polarized light. The antenna can be omnidirectional and / or directional. An omnidirectional antenna is a class of antennas that radiate radio power uniformly in all directions in one plane. A directional antenna can have an antenna or antenna in a wireless power transmitter that can have a directional or phase adjusted to control where the wireless energy pocket is available in 3D physical space within the transmitter's power range. It can be an array. Antenna types can include, for example, patch antennas that can have a height of about 1/8 inch to about 8 inches and a width of about 1/8 inch to about 6 inches. Other types of antenna elements 2606 that can be used include metamaterial-based antennas, dipole antennas and flat plate inverted-F antennas (PIFAs), among others.

[0407] 送信機2601は、アンテナ素子2606をRX RFIC2626またはTX RFIC2608に接続することができる複数の配置を含むことができる。配置は、Rx RFIC2626に結合されたアンテナ素子2606の専用の行または列、およびTx RFIC2608に結合されたアンテナ素子2606の少なくとも2つ以上の行または列等の異なる構成を含むことができる。Rx RFIC2626は、RF入力信号2642の受信のための専用の組/構成のアンテナ素子2606から収集されたRF入力信号2642の位相および/または相対的な大きさを調整するための独自のチップを含むことができる。Rx RFICは、RF入力信号2642の受信および処理に特に専用のハードウェアおよび論理エレメントを含むように設計することができ、これらはTX RFIC2608のコンポーネントとしては含まれない。 [0407] Transmitter 2601 can include multiple arrangements in which the antenna element 2606 can be connected to RX RFIC 2626 or TX RFIC 2608. Arrangements can include different configurations such as a dedicated row or column of antenna element 2606 coupled to Rx RFIC 2626 and at least two or more rows or columns of antenna element 2606 coupled to Tx RFIC 2608. The Rx RFIC 2626 includes a unique chip for adjusting the phase and / or relative magnitude of the RF input signal 2642 collected from the antenna element 2606 in a dedicated set / configuration for receiving the RF input signal 2642. be able to. The Rx RFIC can be designed to include hardware and logic elements specifically dedicated to the reception and processing of the RF input signal 2642, which are not included as components of the TX RFIC 2608.

[0408] 強化型ワイヤレス送信機の本実施形態において、24個のRFICをアンテナ素子2606に接続することができ(2674)、RF入力信号2642の専用受信機が、送信機2601の構成および動作に依拠して、少なくとも2つ以上のアンテナ素子2606、例えば8つのアンテナ素子2606の専用列に作動的に結合されるとき、Rx RFICの動作を可能にするように構成することができる。残りの23個のTx RFIC2608は、Rx RFICによってRF入力信号2642を受信するのに用いられるアンテナ素子を除いて、アンテナ素子2606の組/構成に作動的に結合することができる。Tx RFICは、マイクロコントローラー2610からの制御信号に依拠して、送信アンテナ素子2606に結合することができる。 [0408] In this embodiment of the enhanced wireless transmitter, 24 RFICs can be connected to the antenna element 2606 (2674) and a dedicated receiver for the RF input signal 2642 can be used to configure and operate the transmitter 2601. Relying on it, it can be configured to allow the operation of the Rx RFIC when operatively coupled to a dedicated row of at least two or more antenna elements 2606, eg, eight antenna elements 2606. The remaining 23 Tx RFICs 2608 can be operably coupled to the set / configuration of the antenna elements 2606, except for the antenna elements used to receive the RF input signal 2642 by the Rx RFIC. The Tx RFIC can be coupled to the transmitting antenna element 2606 by relying on a control signal from the microcontroller 2610.

[0409] マイクロコントローラー2610は、Rx RFIC2626の制御を実施し、Rx RFIC2626およびTx RFIC2608の動作における重複を伴うことなく送信と別個に受信を監視することを可能にする切り替え制御を用いてRx RFIC2626の動作を可能にする独自のアルゴリズムを含むことができる。RF入力信号2642は、マイクロコントローラー2610における制御を切り替えることによって、Rx RFIC2626が受信することを許可され得た後すぐにサンプリングすることができる。 [0409] The microcontroller 2610 performs control of the Rx RFIC 2626 and uses a switching control that allows the reception to be monitored separately from the transmission without duplication in the operation of the Rx RFIC 2626 and the Tx RFIC 2608. It can include proprietary algorithms that enable it to work. The RF input signal 2642 can be sampled shortly after the Rx RFIC 2626 can be allowed to receive by switching control in the microcontroller 2610.

[0410] Rx RFIC2626の動作の後、Tx RFIC2608は、受信機へのワイヤレス電力伝送を実施することができる。マイクロコントローラー2601は、ワイヤレス電力の伝送元の位置に応じて、アンテナ素子2606の列、アンテナ素子2606の行、またはTx RFIC2608に結合するためのアンテナ素子2606の配置の任意の補間を選択することができる。 [0410] After the operation of the Rx RFIC 2626, the Tx RFIC 2608 can perform wireless power transfer to the receiver. The microcontroller 2601 may select any interpolation of the columns of the antenna elements 2606, the rows of the antenna elements 2606, or the arrangement of the antenna elements 2606 for coupling to the Tx RFIC 2608, depending on the location of the source of the wireless power. can.

[0411] マイクロコントローラー2610は、ポケット形成のための最適な時点および位置を決定するために通信コンポーネント2612を通じて受信機によって送信された情報も処理することができる。通信コンポーネント2612は、Bluetooth(登録商標)、Wi−FiまたはZigBee(登録商標)を含むことができる標準的なワイヤレス通信プロトコルに基づくことができる。更に、通信コンポーネント2612を用いて、デバイスまたはユーザーの識別子、電池レベル、位置または他のそのような情報等の他の情報を転送することができる。レーダー、赤外線カメラ、または電子デバイスの場所の音響三角測量のためのサウンドデバイスを含む、他の通信コンポーネント2612も可能である。 [0411] The microcontroller 2610 can also process the information transmitted by the receiver through the communication component 2612 to determine the optimal time and position for pocket formation. Communication component 2612 can be based on standard wireless communication protocols that can include Bluetooth®, Wi-Fi or ZigBee®. In addition, communication component 2612 can be used to transfer other information such as device or user identifiers, battery levels, locations or other such information. Other communication components 2612 are also possible, including sound devices for acoustic triangulation of radar, infrared cameras, or electronic device locations.

[0412] 図27は、実施形態による、専用Rx RFIC2762に結合することができるアンテナ素子2706の送信機配置2701を示す。RF入力信号を受信することができる位置と、ワイヤレス電力伝送の効率を向上させることができる、ポケット形成のための最適な時点および位置の決定に関する、通信コンポーネントによって処理される受信機によって送信される情報とに依拠して、マイクロコントローラー2710は、送信機の送信動作を最大限にするように、Tx RFICと、アンテナ素子2706の配置とを選択することができる。マイクロコントローラー2710は、RF入力信号を受信するアンテナ素子2706を含めるようにアンテナ列2706bまたはアンテナ行2706aのいずれかに結合されたRx RFIC2726に切り替え制御信号を送信することができる。Rx RFIC2726による信号の受信および処理の後に、補間ステップの結果としてのアンテナ素子2706の複数の構成を用いて残りのアンテナ素子2706をTx RFICに結合することができる。補間ステップは、マイクロコントローラー2710によって、マイクロコントローラー2710内のARMマイクロプロセッサを用いてTx RFICの動作を制御し、送信機のワイヤレス電力伝送性能を向上させるように実行することができ、ワイヤレス電力の伝送を適切な位置に方向付ける。 [0412] FIG. 27 shows the transmitter arrangement 2701 of the antenna element 2706 that can be coupled to the dedicated Rx RFIC 2762 according to the embodiment. Transmitted by a receiver processed by the communication component regarding the location where the RF input signal can be received and the optimum time and position determination for pocket formation that can improve the efficiency of wireless power transfer. Relying on the information, the microcontroller 2710 can choose between the Tx RFIC and the arrangement of the antenna elements 2706 so as to maximize the transmission operation of the transmitter. The microcontroller 2710 can transmit the switching control signal to the Rx RFIC 2726 coupled to either the antenna column 2706b or the antenna row 2706a to include the antenna element 2706 that receives the RF input signal. After receiving and processing the signal by the Rx RFIC 2726, the remaining antenna element 2706 can be coupled to the Tx RFIC using multiple configurations of the antenna element 2706 as a result of the interpolation step. The interpolation step can be performed by the microcontroller 2710 to control the operation of the Tx RFIC using the ARM microprocessor in the microcontroller 2710 to improve the wireless power transfer performance of the transmitter and transmit wireless power. To the proper position.

[0413] Rx RFIC2726に接続されたアンテナ素子2706は、処理要件を低減させることができ、ポケット形成に対する制御を増大させることができ、マイクロコントローラー2710に対するより少ない負荷で複数ポケット形成およびより高い粒度のポケット形成を可能にし、このため、伝送のためにより多くの数の複数ポケット形成のより高度な応答を可能にすることができる。更に、複数ポケット形成は、より多くの数の受信機に充電することができ、そのような受信機に対するより良好な軌道を可能にし、より安価な実施形態を提供することができる。 [0413] The antenna element 2706 connected to the Rx RFIC 2726 can reduce processing requirements, increase control over pocket formation, multiple pocket formation and higher particle size with less load on the microcontroller 2710. It allows for pocket formation, which allows for a higher number of multi-pocket formations to respond to transmission. In addition, multi-pocket formation can charge a larger number of receivers, allowing better orbits for such receivers and providing cheaper embodiments.

[0414] 図28は、実施形態による、強化型ワイヤレス電力送信機におけるRx RFIC2808のブロック図2800を示す。受信専用で、Rx RFIC2808に作動的に結合されたアンテナ素子2806によって受信されるRF入力信号は、それらがそこから送信機に放射され得る位置に依拠して、マイクロコントローラー2810を有効にする。次に、RF入力信号は、Rx RFIC2808に含まれるダウンコンバーターのアレイによる周波数サンプリングを受けることができ、ここで、約2.4GHzまたは約5.6GHzのRF入力信号の周波数範囲を、新たな周波数範囲のRF信号にシフトすることができる。 [0414] FIG. 28 shows a block diagram 2800 of the Rx RFIC 2808 in an enhanced wireless power transmitter according to an embodiment. RF input signals received by the antenna element 2806, which is receive-only and operatively coupled to the Rx RFIC 2808, activates the microcontroller 2810 depending on where they can be radiated to the transmitter. The RF input signal can then be frequency sampled by the array of downconverters included in the Rx RFIC2808, where the frequency range of the RF input signal of about 2.4 GHz or about 5.6 GHz is added to the new frequency. It can be shifted to a range of RF signals.

[0415] ダウンコンバーター2876は、RF入力信号と混合して和ヘテロダインおよび差ヘテロダインを生じさせる所定の周波数の信号を提供する局部発振器(図示せず)を含むことができ、ここから、ヘテロダインの一方をフィルタリングして所望の出力周波数を提供することができる。本実施形態において、約5.8GHzの信号を約5.0GHzの出力信号にダウンコンバートすることができる。次に、ダウンコンバーター2876からの5.0GHzの出力信号を、マイクロコントローラー2810によって処理するために10MHzでアドレシングライン(A20)2878に供給することができる。強化型ワイヤレス電力送信機は、1つの周波数、例えば2.4GHzで受信し、より高い周波数、例えば5.7GHzで送信することができる。 [0415] The downconverter 2876 can include a local oscillator (not shown) that provides a signal of a given frequency that mixes with the RF input signal to produce a sum heterodyne and a differential heterodyne, from which one of the heterodyne Can be filtered to provide the desired output frequency. In this embodiment, a signal of about 5.8 GHz can be down-converted to an output signal of about 5.0 GHz. The 5.0 GHz output signal from the downconverter 2876 can then be fed to the addressing line (A20) 2878 at 10 MHz for processing by the microcontroller 2810. The enhanced wireless power transmitter can receive at one frequency, eg 2.4 GHz, and transmit at a higher frequency, eg 5.7 GHz.

[0416] マイクロコントローラー2810は、約1msecまたは約100μsecの制御信号をRx RFIC2808に送信することを可能にされ、RF入力信号をどの程度高速に受信することができるかに依拠して、1msecごとに、または毎秒約10回1msecにわたって制御を有効にすることができる。RF入力信号を常時、例えば10μsecごとに受信することができる場合、更新は、毎秒約1000回まで実施することができる。
マイクロコントローラー2810において、独自のアルゴリズムは、各A20 2878から到来する信号のサンプリングを可能にすることができ、ARMマイクロプロセッサ(図示せず)を用いて、ワイヤレス電力を受信機の適切な位置に伝送するためにアンテナ素子2806の決定された組/構成に結合された必要なTx RFICを駆動することができる。ワイヤレス電力伝送を用いて電力供給または充電される電子デバイスに望ましい場合があるように、ARMマイクロプロセッサを用いることによって、コスト、熱および電力使用を低減することができる。ARMマイクロプロセッサの命令セットアーキテクチャは、マイクロコントローラー2810のためのより高い処理電力およびエネルギー効率を可能にすることができる。
[0416] The microcontroller 2810 is capable of transmitting a control signal of about 1 msec or about 100 μsec to the Rx RFIC 2808, depending on how fast the RF input signal can be received, every 1 msec. , Or the control can be enabled about 10 times per second for 1 msec. If the RF input signal can be received at all times, for example every 10 μsec, the update can be performed up to about 1000 times per second.
In microcontroller 2810, a unique algorithm can allow sampling of signals coming from each A20 2878 and uses an ARM microprocessor (not shown) to transmit wireless power to the appropriate location on the receiver. It is possible to drive the required Tx RFIC coupled to the determined set / configuration of the antenna element 2806. Costs, heat and power usage can be reduced by using ARM microprocessors, as may be desirable for electronic devices powered or charged using wireless power transfer. The instruction set architecture of the ARM microprocessor can enable higher processing power and energy efficiency for the microcontroller 2810.

8.複数の送信機の構成
[0417] 図29は、単一の基地局2980に接続された複数のワイヤレス電力送信機2901を含むことができるワイヤレス電力システム2900のブロック図を示す。送信機2901は、1つ以上のアンテナ素子2906と、1つ以上の無線周波数集積回路(RFIC)2908と、通信コンポーネント2912と、上述した全てのコンポーネントを割り当てることができるハウジング2974とを備えることができる。基地局2980は、1つ以上のマイクロコントローラー2910と、電源2914と、上述した全てのコンポーネントを割り当てることができるハウジング2974とを備えることができる。ワイヤレス電力システム2900および基地局内のコンポーネントは、メタマテリアル、回路のマイクロプリント、ナノマテリアル等を用いて製造することができる。
8. Multiple transmitter configurations
[0417] FIG. 29 shows a block diagram of a wireless power system 2900 that can include multiple wireless power transmitters 2901 connected to a single base station 2980. The transmitter 2901 may include one or more antenna elements 2906, one or more radio frequency integrated circuits (RFICs) 2908, a communication component 2912, and a housing 2974 to which all the components described above can be assigned. can. Base station 2980 can include one or more microcontrollers 2910, a power supply 2914, and a housing 2974 to which all the components described above can be assigned. The components in the wireless power system 2900 and the base station can be manufactured using metamaterials, circuit microprints, nanomaterials and the like.

[0418] 基地局2980を多岐にわたる位置に配置することができ、ここで、送信機2910は、基地局2980に接続されたままにすることができる。そのような接続は、数ある中でも、同軸ケーブル、電話ケーブル、LANケーブル、ワイヤレス接続を含むことができる、多岐にわたる接続を含むことができる。基地局2980と送信機2910との間の接続は、RFIC2908とマイクロコントローラー2910との間のリンク、および電源2914の接続を確立することを目的とする。 [0418] Base station 2980 can be located in a wide variety of locations, where transmitter 2910 can remain connected to base station 2980. Such connections can include a wide variety of connections, including coaxial cables, telephone cables, LAN cables, wireless connections, among others. The connection between the base station 2980 and the transmitter 2910 is intended to establish a link between the RFIC 2908 and the microcontroller 2910 and a connection for the power supply 2914.

[0419] マイクロコントローラー2910は、ポケット形成の時間放出、ポケット形成の方法、跳ね返り角、電力強度等のRFIC2908の多岐にわたる特徴を制御することができる。更に、マイクロコントローラー2910は、複数の受信機に対する、または単一の受信機に対する複数ポケット形成を制御することができる。更に、マイクロコントローラー2910は、通信コンポーネント2912を制御することによって、通信プロトコルおよび信号を管理および制御することができる。プロトコルは、バイナリビットまたはバイト等の低レベル情報データと、数字桁、英数字、文字、句読点、数字、またはASCIIテーブル内の文字等の高レベル情報データとの間の変換方法を指すことができる。プロトコルは、時間にわたる情報データの予測フォーマットまたは予測パターンも有することができる。このため、マイクロコントローラー2910は、いくつかの送信機2901における上記の特徴を同時に駆動することができる。 [0419] The microcontroller 2910 can control a wide range of features of the RFIC 2908, such as time release of pocket formation, pocket formation method, bounce angle, and power intensity. Further, the microcontroller 2910 can control the formation of multiple pockets for multiple receivers or for a single receiver. In addition, microcontroller 2910 can manage and control communication protocols and signals by controlling communication component 2912. A protocol can refer to a method of conversion between low-level information data such as binary bits or bytes and high-level information data such as digits, alphanumeric characters, letters, punctuation marks, numbers, or characters in ASCII tables. .. The protocol can also have a prediction format or prediction pattern of information data over time. Therefore, the microcontroller 2910 can simultaneously drive the above features of several transmitters 2901.

[0420] 基地局2980には、電源2914を供給することができ、電源は次に、送信機2901に給電することができる。電源2914は、AC電源またはDC電源を含むことができる。電源2914によって提供される電圧、電力および電流強度は、伝送される必要がある電力に依拠して変動することができる。無線信号への電力の変換は、マイクロコントローラー2910によって管理することができ、RFIC2908によって実行することができる。RFIC2908は、複数の方法およびコンポーネントを利用して、広範にわたる周波数、波長、強度および他の特徴において無線信号を生成することができる。 [0420] The base station 2980 can be supplied with a power source 2914, which can then supply power to the transmitter 2901. The power supply 2914 can include an AC power supply or a DC power supply. The voltage, power and current strength provided by the power supply 2914 can vary depending on the power that needs to be transmitted. The conversion of power to radio signals can be managed by microcontroller 2910 and performed by RFIC2908. The RFIC2908 can utilize multiple methods and components to generate radio signals over a wide range of frequencies, wavelengths, intensities and other features.

[0421] 無線信号生成のための多岐にわたる方法およびコンポーネントの例示的な使用として、発振器および圧電性結晶を用いて、異なるアンテナ素子2906において無線周波数を生じさせ、変更することができる。更に、信号を平滑化するために多岐にわたるフィルターを用いることができ、伝送される電力を増大させるために増幅器を用いることができる。一方、いくつかの実施態様において、本発明の充電技法は、RF伝送技法に限定されず、受信デバイスにエネルギーを送信する更なる技法を含む。ここで、受信デバイスは、送信されたエネルギーを電力に変換する。受信デバイスによって電力に変換することができるエネルギーの例示的な形式は、超音波、マイクロ波、共鳴磁場および誘導磁場、レーザー光、赤外線、または他の形態の電磁エネルギーを含むことができる。超音波の場合、例えば、受信デバイスに向かって超音波を送信するトランスデューサーアレイを形成するように1つ以上のトランスデューサー素子を配置することができ、この受信デバイスは、超音波を受信し、超音波を電力に変換する。共鳴磁場および誘導磁場の場合、送信コイルにおいて磁場が生じ、受信機コイルによって電力に変換される。更にRFIC2908、マイクロコントローラー2910、通信コンポーネント2914および残りの電子コンポーネントは、ワイヤレス電力システム2900の信頼度を増大させるために、ソリッドステート回路に内蔵することができる。電子コンポーネントの信頼性を増大させる他の技法が用いられてもよい。 [0421] As an exemplary use of a wide variety of methods and components for radio signal generation, oscillators and piezoelectric crystals can be used to generate and modify radio frequencies in different antenna elements 2906. In addition, a wide variety of filters can be used to smooth the signal and amplifiers can be used to increase the power transmitted. On the other hand, in some embodiments, the charging technique of the present invention is not limited to the RF transmission technique and includes further techniques for transmitting energy to the receiving device. Here, the receiving device converts the transmitted energy into electric power. Illustrative forms of energy that can be converted to power by the receiving device can include ultrasonic, microwave, resonant and induced magnetic fields, laser light, infrared, or other forms of electromagnetic energy. In the case of ultrasonic waves, for example, one or more transducer elements can be arranged to form a transducer array that transmits the ultrasonic waves towards the receiving device, which receiving device receives the ultrasonic waves and receives the ultrasonic waves. Converts ultrasonic waves into power. In the case of a resonant magnetic field and an induced magnetic field, a magnetic field is generated in the transmitting coil and converted into power by the receiver coil. In addition, the RFIC 2908, microcontroller 2910, communication component 2914 and the remaining electronic components can be incorporated into the solid state circuit to increase the reliability of the wireless power system 2900. Other techniques may be used to increase the reliability of the electronic components.

[0422] 図30は、2つの送信機3001、基地局3080および接続3082を含むことができるワイヤレス電力システム3000を示す。基地局3080は、異なる部屋またはエリアカバレッジにおける異なる送信機3001の動作を可能にすることができる。各送信機3001は異なる周波数、電力強度および異なる範囲で動作することができる。更に、各送信機3001は、複数の受信機に電力を提供することができる。更に、基地局3080は、全ての送信機3001の単一の動作を可能にすることができ、このため、各送信機3001を単一の送信機として用いることによって、ワイヤレス充電に、より高い能力を提供することができる。 [0422] FIG. 30 shows a wireless power system 3000 that can include two transmitters 3001, a base station 3080 and a connection 3082. Base station 3080 can allow the operation of different transmitters 3001 in different room or area coverage. Each transmitter 3001 can operate at different frequencies, power intensities and ranges. Further, each transmitter 3001 can provide power to a plurality of receivers. In addition, base station 3080 can allow a single operation of all transmitters 3001 and therefore, by using each transmitter 3001 as a single transmitter, higher capacity for wireless charging. Can be provided.

[0423] 図31は、2つの送信機3101と、基地局3180と、接続3182とを含むことができるワイヤレス電力システム3100を示す。基地局3180は、異なる部屋またはエリアカバレッジにおいて異なる送信機3101の動作を可能にすることができる。各送信機3101は、異なる周波数、電力強度および異なる範囲で動作することができる。更に、各送信機3101は、複数の受信機に電力を提供することができる。更に、基地局3180は、全ての送信機3101の単一の動作を可能にすることができ、これにより、各送信機3101を単一の送信機として用いることによって、ワイヤレス充電に、より高い能力を提供することができる。更に、送信機3101は、照明用ソケット3184にプラグインすることができる。そのような照明用ソケット3184は、送信機3101を設置することができる場所を増大させることができる。 [0423] FIG. 31 shows a wireless power system 3100 that can include two transmitters 3101, a base station 3180, and a connection 3182. Base station 3180 can allow different transmitters 3101 to operate in different room or area coverage. Each transmitter 3101 can operate at different frequencies, power intensities and ranges. Further, each transmitter 3101 can provide power to a plurality of receivers. In addition, base station 3180 can allow a single operation of all transmitters 3101, which allows for higher capacity for wireless charging by using each transmitter 3101 as a single transmitter. Can be provided. Further, the transmitter 3101 can be plugged into the illumination socket 3184. Such a lighting socket 3184 can increase the place where the transmitter 3101 can be installed.

III.受信機−ワイヤレス電力伝送を受信および利用するためのシステムおよび方法
A.受信機デバイスのコンポーネント
[0424] クライアントデバイスをワイヤレス充電するためのシステム1100のアーキテクチャを示す図11を参照すると、例示的な実施形態によれば、システム1100は、各々が特定用途向け集積回路(ASIC)を含むことができる送信機1101および受信機1120を備えることができる。受信機1120のASICは、プリント回路基板1122、アンテナ素子1124、整流器1126、電力変換器1129、通信コンポーネント1130および/または電力管理集積回路(PMIC)1132を備えることができる。受信機1120は、全ての要求されたコンポーネントを割り当てることができるハウジングも含むことができる。受信機1120の様々なコンポーネントは、メタマテリアル、回路のマイクロプリント、ナノマテリアル等を含むことができるか、またはこれらを用いて製造することができる。
III. Receiver-Systems and methods for receiving and utilizing wireless power transfer A. Receiver device components
[0424] With reference to FIG. 11, which shows the architecture of system 1100 for wireless charging of client devices, according to exemplary embodiments, each system 1100 may include an application specific integrated circuit (ASIC). A capable transmitter 1101 and a receiver 1120 can be provided. The ASIC of the receiver 1120 may include a printed circuit board 1122, an antenna element 1124, a rectifier 1126, a power converter 1129, a communication component 1130 and / or a power management integrated circuit (PMIC) 1132. The receiver 1120 may also include a housing to which all required components can be assigned. The various components of receiver 1120 can include, or can be manufactured using, metamaterials, microprints of circuits, nanomaterials, and the like.

1.アンテナ素子
アンテナ素子1124は、送信機1101のアンテナ素子1106について説明した帯域に類似した周波数帯域において動作するのに適したアンテナタイプを含むことができる。アンテナ素子1124は、垂直偏波もしくは水平偏波、右偏波もしくは左偏波、楕円偏波、または他の適切な偏波、および適切な偏波の組合せを含むことができる。複数の偏波を用いることは、使用中の好ましい向きがないか、または向きが経時的に連続して変化する場合があるデバイス、例えば、スマートフォンまたはポータブルゲーム機において有利であり得る。対照的に、明確に定義された予期される向きを有するデバイス、例えば、両手を使うビデオゲームコントローラーの場合、アンテナの好ましい偏波が存在する場合があり、これにより、複数のアンテナについて所与の偏波の比を指定することができる。適切なアンテナタイプは、約118インチ〜約6インチの高さと、約1/8インチ〜約6インチの幅とを有するパッチアンテナを含むことができる。パッチアンテナは、偏波が接続性に依拠することができ、すなわち、偏波は、いずれの側からパッチが供給されるかに依拠して変化することができるという利点を有することができる。これにより、受信機1120等の受信機が、自身のアンテナ偏波を動的に変更してワイヤレス電力伝送を最適化することができるという利点を更に立証することができる。本明細書における実施形態において説明されるように、受信機について、異なるアンテナ、整流器または電力変換器構成が可能である。
1. 1. Antenna element The antenna element 1124 can include an antenna type suitable for operating in a frequency band similar to the band described for the antenna element 1106 of transmitter 1101. Antenna element 1124 can include vertically or horizontally polarized, right or left polarized, elliptically polarized, or other suitable polarizations, and combinations of suitable polarizations. The use of multiple polarizations can be advantageous in devices that do not have a preferred orientation during use or whose orientation may change continuously over time, such as smartphones or handheld game consoles. In contrast, for devices with well-defined and expected orientations, such as video game controllers that use both hands, there may be a favorable polarization of the antennas, which gives a given for multiple antennas. You can specify the polarization ratio. Suitable antenna types can include patch antennas having a height of about 118 inches to about 6 inches and a width of about 1/8 inch to about 6 inches. The patch antenna can have the advantage that the polarization can depend on connectivity, i.e., the polarization can vary depending on which side the patch is supplied from. This further demonstrates the advantage that receivers such as receiver 1120 can dynamically change their antenna polarization to optimize wireless power transfer. As described in the embodiments herein, different antenna, rectifier or power converter configurations are possible for the receiver.

2.整流器
[0425] 整流器1126は、周期的に方向が反転する交流電流(AC)を、非負値をとる直流電流(DC)に変換することができる。入力AC正弦波の交互の特性に起因して、整流プロセス単体で、非負であるが電流パルスからなるDC電流を生成する。整流器の出力は、電子フィルターによって平滑化され、一定の電流を生成することができる。整流器1126は、アンテナ素子1124によって生成される交流(AC)電圧を直流(DC)電圧に整流する、ダイオードおよび/またはレジスタ、インダクタおよび/またはキャパシタを含むことができる。
2. rectifier
[0425] The rectifier 1126 can convert alternating current (AC), whose direction is periodically reversed, into direct current (DC), which has a non-negative value. Due to the alternating characteristics of the input AC sine waves, the rectification process alone produces a non-negative DC current consisting of current pulses. The output of the rectifier is smoothed by an electronic filter and can generate a constant current. The rectifier 1126 can include diodes and / or registers, inductors and / or capacitors that rectify the alternating current (AC) voltage generated by the antenna element 1124 to direct current (DC) voltage.

[0426] いくつかの実施態様では、整流器1126は、全波整流器とすることができる。全波整流器は、入力波形全体を、その出力において一定の極性(正または負)のうちの一方に変換することができる。全波整流は、入力波形の双方の極性を、脈動DC(直流)に変換し、より高い平均出力電圧をもたらすことができる。2つのダイオード、およびブリッジ構成におけるセンタータップ付き変換器および/または4つのダイオード、および任意のACソース(センタータップを有しない変換器を含む)を全波整流器に利用することができる。単一位相ACについて、変換器がセンタータップされている場合、バックツーバック型の2つのダイオード(必要な出力極性に依拠して、カソード/カソードまたはアノード/アノード)を利用して、全波整流器を形成することができる。ブリッジ整流器の場合と同じ出力電圧を得るために二次変換器において2倍の巻線が必要とされる場合があるが、電力定格は変化しない。整流器1126は、アンテナ素子1124が損失を最小にすることが技術的に可能である限り近くに配置することができる。AC電圧を整流した後、電力変換器1129を用いてDC電圧を整流することができる。 [0426] In some embodiments, the rectifier 1126 can be a full-wave rectifier. A full-wave rectifier can convert the entire input waveform to one of a constant polarity (positive or negative) at its output. Full-wave rectification can convert the polarities of both input waveforms to pulsating DC (direct current), resulting in a higher average output voltage. Two diodes, a center-tapped transducer and / or four diodes in a bridge configuration, and any AC source (including a converter without a center-tap) can be utilized for the full-wave rectifier. For single-phase AC, if the transducer is center tapped, a full-wave rectifier will utilize two back-to-back diodes (cathode / cathode or anode / anode, depending on the required output polarity). Can be formed. Double windings may be required in the secondary transducer to obtain the same output voltage as in the bridge rectifier, but the power rating does not change. The rectifier 1126 can be located as close as possible to the antenna element 1124 where it is technically possible to minimize the loss. After rectifying the AC voltage, the DC voltage can be rectified using the power converter 1129.

3.電力変換器
[0427] 電力変換器1129は、一定の電圧出力を提供するのに役立ち、および/または受信機1120への電圧を昇圧させるのに役立つことができるDC/DC変換器とすることができる。いくつかの実施態様において、DC/DC変換器は、最大電力点追跡器(MPPT)とすることができる。MPPTは、より高いDC出力を、電池を充電するのに必要な、より低い電圧に変換する電子DC/DC変換器である。通常の電圧出力は、約5ボルト〜約10ボルトとすることができる。いくつかの実施形態では、電力変換器1129は、高い効率を提供することができる電子切り替えモードDC/DC変換器を含むことができる。そのような場合、キャパシタは、切り替えデバイスが動作するのに十分な電流が提供されることを確実にするように、電力変換器1129の前に含めることができる。電子デバイス、例えば、電話またはラップトップコンピューターを充電するとき、電子切り替えモードDC/DC変換器の動作を作動させるのに必要なレベルを超えることができる初期高電流が必要とされる場合がある。そのような場合、受信機1120の出力にキャパシタを加えて、必要とされる追加のエネルギーを提供することができる。その後、適切な量の電流を提供するために必要とされるのに応じて、より低い電力を提供することができ、例えば、電話またはラップトップにまだ電荷を蓄積させている間に、総初期電力の1/80を用いることができる。
3. 3. Power converter
[0427] The power converter 1129 can be a DC / DC converter that can help provide a constant voltage output and / or boost the voltage to receiver 1120. In some embodiments, the DC / DC converter can be a maximum power point tracker (MPPT). MPPT is an electronic DC / DC converter that converts higher DC output to the lower voltage needed to charge the battery. The normal voltage output can be from about 5 volts to about 10 volts. In some embodiments, the power converter 1129 can include an electronic switching mode DC / DC converter that can provide high efficiency. In such cases, the capacitor can be included in front of the power converter 1129 to ensure that sufficient current is provided for the switching device to operate. When charging an electronic device, such as a telephone or laptop computer, an initial high current that can exceed the level required to activate the operation of the electronic switching mode DC / DC converter may be required. In such cases, a capacitor can be added to the output of receiver 1120 to provide the additional energy required. It can then provide lower power, depending on what is needed to provide the appropriate amount of current, for example, total initial while still accumulating charge on the phone or laptop. 1/80 of electric power can be used.

[0428] 1つの実施形態では、複数の整流器1126をアンテナ素子1124に並列に接続することができる。例えば、4つの整流器1126は、アンテナ素子1124に並列に接続することができる。一方で、いくつかの更なる整流器1126を用いることができる。この構成は、各整流器1126が総電力の1/4を扱うことしか必要でないため、有利とすることができる。電子デバイスに1ワットが送達される場合、各整流器1126は、1/4ワットを扱うことしか必要でない場合がある。複数の低電力整流器1126を用いることは、同じ電力量を扱っている間、1つの高電力整流器1126を利用するよりもコストが低い可能性があるため、構成は、コストを大幅に削減することができる。いくつかの実施形態では、整流器1126が扱う総電力を結合して電力変換器1129に入れることができる。他の実施形態では、各整流器1126につき1つの電力変換器1129が存在してもよい。 [0428] In one embodiment, a plurality of rectifiers 1126 can be connected in parallel to the antenna element 1124. For example, the four rectifiers 1126 can be connected in parallel to the antenna element 1124. On the other hand, some additional rectifiers 1126 can be used. This configuration can be advantageous because each rectifier 1126 only needs to handle 1/4 of the total power. If 1 watt is delivered to the electronic device, each rectifier 1126 may only need to handle 1/4 watt. The configuration can significantly reduce costs, as using multiple low power rectifiers 1126 can be less costly than using one high power rectifier 1126 while handling the same amount of power. Can be done. In some embodiments, the total power handled by the rectifier 1126 can be combined into the power converter 1129. In other embodiments, there may be one power converter 1129 for each rectifier 1126.

[0429] 他の実施形態では、複数のアンテナ素子1124を整流器1126に並列に接続することができ、その後、DC電圧を、電力変換器1129を通じて調節することができる。この例では、4つのアンテナ素子1124を単一の整流器1126に並列に接続することができる。この構成は、各アンテナ素子1124が総電力の1/4しか扱わない場合があるため、有利であることができる。更に、信号は互いに相殺しない場合があるので、構成は、単一の整流器1126と異なる偏波のアンテナ素子1124の使用を可能にすることができる。上記の特性に起因して、構成は、明確に定義されていないか、あるいは経時的に変動する向きを有する電子クライアントデバイスに適したものとすることができる。最後に、構成は、等しい偏波のアンテナ素子1124を用いるときに有利とすることができ、大きく異ならない位相のために構成することができる。一方、いくつかの実施形態では、アンテナ素子1124ごとに1つの整流器1126および/またはアンテナ素子1124ごとに複数の整流器1126が存在してもよい。 [0429] In another embodiment, a plurality of antenna elements 1124 can be connected in parallel to the rectifier 1126, after which the DC voltage can be adjusted through the power converter 1129. In this example, four antenna elements 1124 can be connected in parallel to a single rectifier 1126. This configuration can be advantageous because each antenna element 1124 may handle only 1/4 of the total power. Moreover, since the signals may not cancel each other out, the configuration can allow the use of antenna elements 1124 with different polarizations than a single rectifier 1126. Due to the above characteristics, the configuration can be suitable for electronic client devices that are not well defined or have orientations that fluctuate over time. Finally, the configuration can be advantageous when using equally polarized antenna elements 1124 and can be configured for phases that do not differ significantly. On the other hand, in some embodiments, there may be one rectifier 1126 for each antenna element 1124 and / or a plurality of rectifiers 1126 for each antenna element 1124.

[0430] 例示的な実施態様では、複数のアンテナ素子1124の出力を結合して並列な整流器1126に接続することができ、整流器1126の出力を更に結合して1つの電力変換器1129に入れることができる構成を実施することができる。出力を4つの並列な整流器1126において結合することができる16個のアンテナ素子1124が存在することができる。他の実施形態では、アンテナ素子1124は、(例えば4つの)グループに細分化することができ、独立した整流器1126に接続することができる。 [0430] In an exemplary embodiment, the outputs of a plurality of antenna elements 1124 can be coupled and connected to a parallel rectifier 1126, and the outputs of the rectifier 1126 can be further coupled into one power converter 1129. Can be implemented. There can be 16 antenna elements 1124 whose outputs can be coupled in four parallel rectifiers 1126. In other embodiments, the antenna element 1124 can be subdivided into groups (eg, four) and can be connected to independent rectifiers 1126.

[0431] 更に別の実施形態において、アンテナ素子1124のグループを異なる整流器1126に接続することができ、整流器1126を更に異なる電力変換器1129に接続することもできる構成を実施することができる。この実施形態では、アンテナ素子1124の4つのグループ(各々が並列な4つのアンテナ素子1124を含む)がそれぞれ、4つの整流器1126に独立して接続することができる。この実施形態では、各整流器1126の出力は、電力変換器1129(合計で4つ)に直接接続することができる。他の実施形態では、4つ全ての整流器1126の出力を各電力変換器1129の前で結合して、総電力を並列に扱うことができる。いくつかの実施形態では、各整流器1126の結合された出力は、単一の電力変換器1129に接続することができる。この構成は、整流器1126とアンテナ素子1124との間の大きな近接性を可能にするという点で有利とすることができる。この特性は、最小の損失を保つことができるため、望ましい場合がある。 [0431] In yet another embodiment, a configuration can be implemented in which a group of antenna elements 1124 can be connected to different rectifiers 1126, and the rectifier 1126 can also be connected to even different power converters 1129. In this embodiment, four groups of antenna elements 1124, each including four antenna elements 1124 in parallel, can be independently connected to each of the four rectifiers 1126. In this embodiment, the outputs of each rectifier 1126 can be directly connected to power converters 1129 (four in total). In other embodiments, the outputs of all four rectifiers 1126 can be combined in front of each power converter 1129 to handle the total power in parallel. In some embodiments, the combined output of each rectifier 1126 can be connected to a single power converter 1129. This configuration can be advantageous in that it allows for great proximity between the rectifier 1126 and the antenna element 1124. This property may be desirable as it can maintain minimal loss.

4.通信コンポーネント
[0432] 通信コンポーネント1130は、送信機1101の場合と同様に、送信機とのまたは他の電子機器への通信のために受信機1120に含めることができる。いくつかの実施態様では、受信機1120は、電池レベル、ユーザーが予め定義した充電プロファイル等のプロセッサによって提供される要件に基づいて所与の送信機1120に通信するためのデバイスの内蔵通信コンポーネントを用いることができる。送信機1101は、1つ以上の1つ以上のプリント回路基板(PCB)1104、1つ以上のアンテナ素1106、1つ以上の無線周波数集積回路(RFIC)1108、1つ以上のマイクロコントローラー(MC)1110、通信コンポーネント1112、および電源1114を含むことができる。送信機1101は、送信機1101のための全ての要求されたコンポーネントを割り当てることができるハウジング内に収容することができる。送信機1101内のコンポーネントは、メタマテリアル、回路のマイクロプリント、ナノマテリアルおよび/または任意の他の材料を用いて製造することができる。受信機と送信機との間で通信コンポーネントによって通信される情報のタイプは、限定ではないが、数ある中でも電池における電力レベル、受信機において受信される信号強度および電力レベル、タイミング情報、位相および利得情報、ユーザー識別情報、クライアントデバイスの権利、セキュリティ関連シグナリング、緊急シグナリング、認証交換を含む。
4. Communication component
[0432] The communication component 1130 can be included in the receiver 1120 for communication with the transmitter or to other electronic devices, as in the case of the transmitter 1101. In some embodiments, the receiver 1120 provides a built-in communication component of the device for communicating with a given transmitter 1120 based on requirements provided by the processor such as battery level, user-defined charging profile and the like. Can be used. Transmitter 1101 is one or more printed circuit boards (PCB) 1104, one or more antenna elements 1106, one or more radio frequency integrated circuits (RFIC) 1108, and one or more microcontrollers (MC). ) 1110, communication component 1112, and power supply 1114. Transmitter 1101 can be housed in a housing to which all required components for transmitter 1101 can be assigned. The components in transmitter 1101 can be manufactured using metamaterials, microprints of circuits, nanomaterials and / or any other material. The types of information communicated by the communication components between the receiver and the transmitter are, but are not limited to, the power level in the battery, the signal strength and power level received in the receiver, the timing information, the phase and Includes gain information, user identification information, client device rights, security-related signaling, emergency signaling, and authentication exchange.

5.PMIC
[0433] 電力管理集積回路(PMIC)1132は、ホストシステムの電力要件を管理するためのシステムオンチップデバイスにおける集積回路および/またはシステムブロックである。PMIC1132は、電池管理、電圧調節および充電機能を含むことができる。PMIC1132は、動的電圧スケーリングを可能にするDC/DC変換器を含むことができる。いくつかの実施態様では、PMIC1132は、最大で95%の電力変換効率を提供することができる。いくつかの実施態様ではPMIC1132は、動的周波数スケーリングと組み合わせて一体化することができる。PMIC1132は、移動電話および/またはポータブルメディアプレーヤー等の電池式デバイスにおいて実施することができる。いくつかの実施態様では、電池は、入力キャパシタおよび出力キャパシタと交換することができる。PMIC1132は、電池および/またはキャパシタに直接接続することができる。電池が直接充電されるとき、キャパシタは実施されない場合がある。いくつかの実施態様では、PMIC1132は、電池の周りにコイルを巻かれることが可能である。PMIC1132は、充電器としての役割を果たす電力管理チップ(PMC)を含むことができ、電池に接続される。PMIC1132は、パルス周波数変調(PFM)およびパルス幅変調(PWM)を用いることができる。PMIC1132は、切り替え増幅器(クラスD電子増幅器)を用いることができる。いくつかの実施態様では、出力変換器、整流器および/またはBLEもPMIC1132に含めることができる。
5. PMIC
[0433] A power management integrated circuit (PMIC) 1132 is an integrated circuit and / or system block in a system-on-chip device for managing the power requirements of a host system. The PMIC 1132 can include battery management, voltage regulation and charging functions. The PMIC 1132 can include a DC / DC converter that allows dynamic voltage scaling. In some embodiments, the PMIC 1132 can provide up to 95% power conversion efficiency. In some embodiments, the PMIC 1132 can be integrated in combination with dynamic frequency scaling. The PMIC 1132 can be implemented in battery-powered devices such as mobile phones and / or portable media players. In some embodiments, the battery can be replaced with an input capacitor and an output capacitor. The PMIC 1132 can be directly connected to a battery and / or a capacitor. Capacitors may not be implemented when the batteries are charged directly. In some embodiments, the PMIC 1132 is capable of coiling around the battery. The PMIC 1132 can include a power management chip (PMC) that acts as a charger and is connected to the battery. PMIC1132 can use pulse frequency modulation (PFM) and pulse width modulation (PWM). The PMIC 1132 can use a switching amplifier (class D electronic amplifier). In some embodiments, an output converter, rectifier and / or BLE can also be included in the PMIC 1132.

6.ハウジング
[0434] ハウジングは、信号または波送信および/または受信を可能にすることができる任意の適切な材料、例えば、プラスチックまたは硬質ゴムから作製することができる。ハウジングは、例えば、ケースの形態で異なる電子機器に追加することができる外付けハードウェアとすることができるか、または電子機器内に組み込むこともできる。
6. housing
[0434] The housing can be made from any suitable material that can enable signal or wave transmission and / or reception, such as plastic or hard rubber. The housing can be, for example, external hardware that can be added to different electronics in the form of a case, or it can be built into the electronics.

7.ネットワーク
[0435] ネットワーク1140は、送信機1101と受信機1120との間の通信を容易にする任意の共通通信アーキテクチャを含むことができる。当業者であれば、ネットワーク1140は、インターネット、プライベートイントラネット、または2つの何らかのハイブリッドとすることができることを理解するであろう。当業者には、ネットワークコンポーネントを、専用処理機器において実施することができるか、または代替的に、クラウド処理ネットワークにおいて実施することができることも明らかであるべきである。
7. network
[0435] Network 1140 can include any common communication architecture that facilitates communication between transmitter 1101 and receiver 1120. Those skilled in the art will appreciate that network 1140 can be the Internet, a private intranet, or some hybrid of the two. It should also be apparent to those skilled in the art that network components can be implemented in dedicated processing equipment or, in the alternative, in cloud processing networks.

A.受信機、受信機コンポーネント、および受信機に関係するシステムのための構成
1.アンテナ素子に並列に接続された複数の整流器
[0436] 図18Aは、複数の整流器1826Aをアンテナ素子1824Aに並列に接続することができる構成1800Aを示す。この例において、4つの整流器1826Aをアンテナ素子1824Aに並列に接続することができる。一方、いくつかの更なる整流器1826Aが用いられてもよい。構成1800Aは、各整流器1826Aが総電力の1/4のみを扱えばよいため、有利とすることができる。電子デバイスに1ワットが送達される場合、各整流器1826Fは、4分の1ワットのみを扱えばよい場合がある。複数の低電力整流器1826Aを用いることは、同じ電力量を扱う際、1つの高電力整流器1826Aを利用するよりも安価にすることができるので、構成1800Aはコストを大幅に削減することができる。いくつかの実施形態では、整流器1826Aによって扱われる総電力は、1つのDC/DC変換器1828Aに組み合わせることができる。他の実施形態では、整流器1826Aあたり1つのDC/DC変換器1828Aが存在することができる。
A. Configuration for receivers, receiver components, and systems related to receivers 1. Multiple rectifiers connected in parallel to the antenna element
[0436] FIG. 18A shows a configuration 1800A capable of connecting a plurality of rectifiers 1826A to the antenna element 1824A in parallel. In this example, four rectifiers 1826A can be connected in parallel to the antenna element 1824A. On the other hand, some additional rectifiers 1826A may be used. The configuration 1800A can be advantageous because each rectifier 1826A only needs to handle 1/4 of the total power. If 1 watt is delivered to the electronic device, each rectifier 1826F may only need to handle a quarter watt. Since using a plurality of low power rectifiers 1826A can be cheaper than using one high power rectifier 1826A when handling the same amount of power, the configuration 1800A can significantly reduce the cost. In some embodiments, the total power handled by the rectifier 1826A can be combined into one DC / DC converter 1828A. In other embodiments, there can be one DC / DC converter 1828A per rectifier 1826A.

2.整流器に並列に接続された複数のアンテナ素子
[0437]図18は、複数のアンテナ素子1824Bを整流器1826Bに並列に接続し、その後、DC電圧をDC/DC変換器1828Bを通じて調節することができる構成1800Bを示す。この例では、4つのアンテナ素子1824Bを単一の整流器1826Bに並列に接続することができる。各アンテナ素子1824Bは総電力の1/4のみを扱えばよいので、構成1800Bは有利とすることができる。更に、信号が互いに相殺しない場合があるので、構成1800Bは、単一の整流器1826Bを用いて異なる偏波のアンテナ素子1824Bの使用を可能にすることができる。上記の特性に起因して、構成1800は、明確に定義されていないか、あるいは経時的に変動する向きを有する電子デバイスに適したものとすることができる。最後に、構成1800Bは、等しい偏波のアンテナ素子1824Bを用い、大きく異ならない位相のために構成されるときに有利とすることができる。一方、いくつかの実施形態では、アンテナ素子1824Bあたり1つの整流器1826Bまたはアンテナ素子1824Bあたり複数の整流器1826(図18Aに示すように)が存在し得る。
2. Multiple antenna elements connected in parallel to the rectifier
[0437] FIG. 18 shows a configuration 1800B in which a plurality of antenna elements 1824B can be connected in parallel to the rectifier 1826B and then the DC voltage can be adjusted through the DC / DC converter 1828B. In this example, four antenna elements 1824B can be connected in parallel to a single rectifier 1826B. Since each antenna element 1824B only needs to handle 1/4 of the total power, the configuration 1800B can be advantageous. Further, configuration 1800B can allow the use of antenna elements 1824B with different polarizations using a single rectifier 1826B, as the signals may not cancel each other out. Due to the above characteristics, configuration 1800 can be suitable for electronic devices that are not well defined or have orientations that fluctuate over time. Finally, configuration 1800B can be advantageous when configured with equally polarized antenna elements 1824B for phases that do not differ significantly. On the other hand, in some embodiments, there may be one rectifier 1826B per antenna element 1824B or multiple rectifiers 1826 per antenna element 1824B (as shown in FIG. 18A).

3.複数の整流器に並列に接続された複数のアンテナ素子
[0438] 図19Aは、複数のアンテナ素子1924Aの出力を組み合わせて、並列な整流器1926Aに接続することができる構成1900Aを示し、整流器1926Aの出力は1つのDC変換器1928Aにおいて更に組み合わせることができる。構成1900Aは、例示として、16個のアンテナ素子1924Aを示し、16個のアンテナ素子1924Aの出力は、4つの並列の整流器1926Aにおいて結合することができる。他の実施形態において、アンテナ素子1924Aは、グループ(例えば、4つのグループ)に細分化することができ、以下の図19Bに示すように独立した整流器に接続することができる。
3. 3. Multiple antenna elements connected in parallel to multiple rectifiers
FIG. 19A shows a configuration 1900A in which the outputs of a plurality of antenna elements 1924A can be combined and connected to a parallel rectifier 1926A, and the outputs of the rectifier 1926A can be further combined in one DC converter 1928A. .. Configuration 1900A illustrates, by way of example, 16 antenna elements 1924A, the outputs of the 16 antenna elements 1924A can be coupled in four parallel rectifiers 1926A. In another embodiment, the antenna element 1924A can be subdivided into groups (eg, four groups) and can be connected to independent rectifiers as shown in FIG. 19B below.

4.グルーピングの置換
[0439] 図19Bは、アンテナ素子1624Bのグループを異なる整流器1926Bに接続することができる構成1900Bを示し、そしてこの整流器1926Bは、異なるDC変換器1928Bに接続することもできる。構成1900Bにおいて、アンテナ素子1924Bの4つのグループ(各々が、並列な4つのアンテナ素子1924Bを含む)は各々、4つの整流器1926Bに独立して接続することができる。この実施形態では、各整流器1926Bの出力はDC変換器1928B(合計4つ)に直接接続することができる。他の実施形態では、4つ全ての整流器1926Bの出力は、各DC変換器1928Bの前で組み合わせて、総電力を並列に扱うことができる。他の実施形態では、各整流器1926Bの組み合わされた出力は、単一のDC変換器1928Bに接続することができる。構成1900Bは、整流器1926Bとアンテナ素子1924Bとの間で大きな近接性を可能にするという点で有利とすることができる。この特性は、損失を最小限に保持することができるため、望ましい場合がある。
4. Grouping replacement
[0439] FIG. 19B shows configuration 1900B in which a group of antenna elements 1624B can be connected to different rectifiers 1926B, which rectifier 1926B can also be connected to different DC converters 1928B. In configuration 1900B, each of the four groups of antenna elements 1924B (each containing four parallel antenna elements 1924B) can be independently connected to the four rectifiers 1926B. In this embodiment, the output of each rectifier 1926B can be directly connected to DC converters 1928B (4 in total). In other embodiments, the outputs of all four rectifiers 1926B can be combined in front of each DC converter 1928B to handle total power in parallel. In other embodiments, the combined output of each rectifier 1926B can be connected to a single DC converter 1928B. Configuration 1900B can be advantageous in that it allows for great proximity between the rectifier 1926B and the antenna element 1924B. This property may be desirable as it can minimize losses.

[0440] 受信機は、意図される機能を実行するために電力に頼ることができる電子デバイスまたは機器、例えば、電話、ラップトップコンピューター、遠隔テレビ、子供の玩具または任意の他のそのようなデバイスにおいて実施することができるか、これらに接続することができるか、またはこれらに組み込むことができる。ポケット形成を利用する受信機を用いて、「オン」もしくは「オフ」である間、または使用されているかもしくは使用されていない間、デバイスの電池を完全に充電することができる。更に、電池寿命を大幅に向上させることができる。例えば、1ワットを送達することができる受信機を利用して2ワットで動作するデバイスは、電池持続時間を約50%まで増大させることができる。最後に、電池上で現在実行しているいくつかのデバイスは、受信機を用いて完全に電力供給することができ、その後、電池はもはや必要とされない場合がある。この最後の特性は、壁時計等の、電池の交換を達成するのが厄介であるかまたは困難であり得るデバイスにとって有利である場合がある。以下の実施形態は、受信機の一体化を電子デバイスにおいてどのように実行することができるかのいくつかの例を提供する。 [0440] The receiver is an electronic device or device that can rely on power to perform its intended function, such as a telephone, laptop computer, remote television, children's toys or any other such device. Can be implemented in, can be connected to these, or can be incorporated into them. A receiver that utilizes pocket formation can be used to fully charge the device's battery while it is "on" or "off", or while it is being used or not being used. Further, the battery life can be significantly improved. For example, a device operating at 2 watts utilizing a receiver capable of delivering 1 watt can increase battery life by up to about 50%. Finally, some devices currently running on the battery can be fully powered using the receiver, after which the battery may no longer be needed. This last property may be advantageous for devices such as wall clocks where it can be awkward or difficult to achieve battery replacement. The following embodiments provide some examples of how receiver integration can be performed in electronic devices.

5.強化型ワイヤレス電力受信機構成
[0441] 図33は、1つ以上の電子デバイスにワイヤレスで電力供給するかまたはこれを充電するために用いることができる受信機3320のブロック図を示す。この実施形態のいくつかの態様によれば、受信機3320は、一定の安定した電力またはエネルギーを電子デバイスに送達するために送信されたRF技法波から生成される可変電源を用いて動作することができる。更に、受信機3320は、RF波から生成された可変電源を用いて、適切な動作のために受信機3320内の電子コンポーネントを起動することができる。
5. Enhanced wireless power receiver configuration
[0441] FIG. 33 shows a block diagram of a receiver 3320 that can be used to wirelessly power or charge one or more electronic devices. According to some aspects of this embodiment, the receiver 3320 operates with a variable power source generated from RF technique waves transmitted to deliver constant stable power or energy to the electronic device. Can be done. Further, the receiver 3320 can use the variable power source generated from the RF wave to activate the electronic components in the receiver 3320 for proper operation.

[0442] 受信機3320は、電子デバイスに一体化することができ、信号または波の送信および/または受信を可能にする任意の適切な材料、例えば、プラスチックまたは硬質ゴムから作製することができるハウジングを含むことができる。このハウジングは、例えばケースの形態で異なる電子機器に追加することができるか、または電子機器に組み込むこともできる外部ハードウェアとすることができる。 [0442] The receiver 3320 can be integrated into an electronic device and can be made from any suitable material that allows the transmission and / or reception of signals or waves, such as plastic or hard rubber housing. Can be included. The housing can be external hardware that can be added to different electronic devices, for example in the form of a case, or can also be incorporated into electronic devices.

[0443] 受信機3320は、RF波またはエネルギーポケットを電力に変換することができるアンテナアレイ3386を含むことができる。アンテナアレイ3386は、1つ以上の整流器3326に作動的に結合された1つ以上のアンテナ素子3324を含むことができる。RF波は、送信機および伝送環境の特性に依拠することができる電圧振幅および電力範囲内の正弦波形状を呈することができる。伝送環境は、物理的境界内の物体の変化もしくはこれらの物体の移動、または境界自体の移動による影響を受ける場合がある。環境は、伝送媒体の変化、例えば、気温または湿度の変化によって影響を受ける場合もある。結果として、受信機3320においてアンテナアレイ3386によって生成される電圧または電力は変動し得る。限定ではなく、例示的な実施形態として、送信されたRF波またはエネルギーポケットからアンテナ素子3324によって生成される交流(AC)電圧または電力は、約0ボルトまたは0ワットから、3ワットで約5ボルトまで変動し得る。 [0443] The receiver 3320 can include an antenna array 3386 capable of converting RF waves or energy pockets into electric power. The antenna array 3386 may include one or more antenna elements 3324 operatively coupled to one or more rectifiers 3326. RF waves can exhibit a sinusoidal shape within the voltage amplitude and power range that can depend on the characteristics of the transmitter and transmission environment. The transmission environment may be affected by changes in objects within the physical boundaries, the movement of these objects, or the movement of the boundaries themselves. The environment may also be affected by changes in the transmission medium, such as changes in temperature or humidity. As a result, the voltage or power generated by the antenna array 3386 at the receiver 3320 can fluctuate. As an exemplary embodiment, but not limited, the alternating current (AC) voltage or power generated by the antenna element 3324 from the transmitted radio frequency or energy pocket is from about 0 volts or 0 watts to about 5 volts at 3 watts. Can fluctuate up to.

[0444] アンテナ素子3324は、送信機について記載された帯域に類似した周波数帯域において動作するのに適したアンテナタイプを含むことができる。アンテナ素子3324は、垂直偏波もしくは水平偏波、右偏波もしくは左偏波、楕円偏波、または他の偏波、および適切な偏波の組合せを含むことができる。複数の偏波を用いることは、使用中の好ましい向きがないか、または向きが経時的に連続して変化する場合があるデバイス、例えば、電子デバイスにおいて有利であり得る。逆に、明確に定義された向きを有するデバイス、例えば、両手を使うビデオゲームコントローラーの場合、アンテナの好ましい偏波が存在する場合があり、これにより、複数のアンテナについて所与の偏波の比を指定することができる。適切なアンテナタイプは、約1/8インチ〜約6インチの高さと、約1/8インチ〜約6インチの幅とを有することができるパッチアンテナを含むことができる。パッチアンテナは、偏波が接続性に依拠することができ、すなわち、偏波は、いずれの側からパッチが供給されるかに依拠して変化することができるという利点を有することができる。受信機3320は、ワイヤレス電力伝送を最適化するように自身のアンテナ偏波を動的に変更することができるので、これは更に有利であることがわかる。 [0444] The antenna element 3324 may include an antenna type suitable for operating in a frequency band similar to the band described for the transmitter. The antenna element 3324 can include vertically or horizontally polarized, right or left polarized, elliptically polarized, or other polarized, and a combination of suitable polarized waves. The use of multiple polarizations can be advantageous in devices that do not have a preferred orientation during use or whose orientation may change continuously over time, such as electronic devices. Conversely, for devices with well-defined orientations, such as video game controllers that use both hands, there may be a preferred polarization of the antennas, which allows for a given polarization ratio for multiple antennas. Can be specified. Suitable antenna types can include patch antennas that can have a height of about 1/8 inch to about 6 inches and a width of about 1/8 inch to about 6 inches. The patch antenna can have the advantage that the polarization can depend on connectivity, i.e., the polarization can vary depending on which side the patch is supplied from. This turns out to be even more advantageous as the receiver 3320 can dynamically change its antenna polarization to optimize wireless power transfer.

[0445] 整流器3326は、アンテナ素子3324によって生成されたAC電圧を直流(DC)電圧に整流するための、ダイオードもしくはレジスタ、インダクタ、またはキャパシタを備えることができる。整流器3326は、技術的に可能な限りアンテナ素子3324の近くに配置し、損失を最小限にすることができる。1つの実施形態では、整流器3326は同期モードで動作することができ、この場合、整流器3326は、整流の効率を改善することができる切り替え要素を含むことができる。限定ではなく、例示的な実施形態として、整流器3326の出力は、約0ボルトから約5ボルトまで変動することができる。 [0445] The rectifier 3326 may include a diode or register, inductor, or capacitor for rectifying the AC voltage generated by the antenna element 3324 to a direct current (DC) voltage. The rectifier 3326 can be placed as close to the antenna element 3324 as technically possible to minimize loss. In one embodiment, the rectifier 3326 can operate in synchronous mode, in which case the rectifier 3326 can include a switching element that can improve the efficiency of rectification. As an exemplary embodiment, but not limited, the output of the rectifier 3326 can vary from about 0 volts to about 5 volts.

[0446] 入力ブースト変換器は、整流器3326の可変DC出力電圧を、受信機3320および/または電子デバイスのコンポーネントによって用いることができる、より安定したDC電圧に変換する受信機3320に含めることができる。入力ブースト変換器3258は、整流器3326からの電圧を、受信機3320の適切な動作に適した電圧レベルまで増大させるステップアップDC/DC変換器として動作することができる。限定ではなく、例示的な実施形態として、入力ブースト変換器3258は、少なくとも0.4ボルトから約5ボルトの入力電圧を用いて動作して、約5ボルトの出力電圧を生成することができる。更に、入力ブースト変換器は、レール間の偏差を低減するかまたはなくすことができる。1つの実施形態では、入力ブースト変換器は、電力変換効率を増大させるために同期トポロジを呈することができる。 An input boost transducer can be included in the receiver 3320 that converts the variable DC output voltage of the rectifier 3326 to a more stable DC voltage that can be used by the receiver 3320 and / or components of the electronic device. .. The input boost converter 3258 can operate as a step-up DC / DC converter that increases the voltage from the rectifier 3326 to a voltage level suitable for the proper operation of the receiver 3320. As an exemplary embodiment, but not limited, the input boost transducer 3258 can operate with an input voltage of at least 0.4 to about 5 volts to produce an output voltage of about 5 volts. In addition, input boost transducers can reduce or eliminate deviations between rails. In one embodiment, the input boost transducer can exhibit a synchronous topology to increase power conversion efficiency.

[0447] RF波から生成された電圧または電力は、ワイヤレス電力伝送のいくつかの時点においてゼロになる場合があるので、受信機3320は、入力ブースト変換器から生じた出力電圧からのエネルギーまたは電荷を記憶するためのストレージ要素3352を含むことができる。このようにして、ストレージ要素3352は、出力ブースト変換器を通じて、連続的な電圧または電力を負荷に送達することができ、ここで、この負荷は、連続的な電力供給または充電を必要とする電子デバイスの電池または内部回路部を表すことができる。例えば、負荷は、2.5ワットで5ボルトの常時送達を必要とするモバイルフォンの電池とすることができる。 [0447] The voltage or power generated from the RF wave can be zero at some point in wireless power transfer, so the receiver 3320 receives energy or charge from the output voltage generated by the input boost transducer. Can include a storage element 3352 for storing. In this way, the storage element 3352 can deliver a continuous voltage or power to the load through the output boost transducer, where the load is an electron that requires continuous power supply or charging. It can represent the battery or internal circuitry of the device. For example, the load can be a cell phone battery that requires constant delivery of 5 volts at 2.5 watts.

[0448] ストレージ要素3352は、入力ブースト変換器3258から受信した電力または電力からの電荷を格納する電池3392を含むことができる。電池3392は、限定ではないが、数ある中でも、アルカリ、ニッケル−カドミウム(NiCd)、ニッケル水素(NiHM)、およびリチウムイオンを含む様々なタイプとすることができる。電池3392は、受信機3320を適合させるのに適した形状および寸法を呈することができる一方、電池3392の充電容量およびセル設計は、負荷要件に依拠することができる。例えば、モバイルフォンを充電するかまたはこれに電力供給するために、電池3392は約3ボルトから約4.2ボルトの電圧を送達することができる。 [0448] The storage element 3352 can include a battery 3392 that stores the power received from the input boost converter 3258 or the charge from the power. The battery 3392 can be of various types, including, but not limited to, alkali, nickel-cadmium (NiCd), nickel metal hydride (NiHM), and lithium ion. The battery 3392 can exhibit a shape and dimensions suitable for fitting the receiver 3320, while the charge capacity and cell design of the battery 3392 can depend on the load requirements. For example, the battery 3392 can deliver a voltage of about 3 volts to about 4.2 volts to charge or power a mobile phone.

[0449] 別の実施形態では、ストレージ要素3352は、受信機によって必要とされる電荷を格納および送達するために、電池3392の代わりにキャパシタを備えることができる。例として、モバイルフォンを充電するかまたはこれに電力供給する場合、受信機3320は、負荷要件に合致するのに適した動作パラメーターを有するキャパシタを含むことができる。 [0449] In another embodiment, the storage element 3352 may include a capacitor instead of the battery 3392 to store and deliver the charge required by the receiver. As an example, when charging or powering a mobile phone, the receiver 3320 may include a capacitor with operating parameters suitable to meet the load requirements.

[0450] 受信機3320は、ストレージ要素3352および入力ブースト変換器に作動的に結合された出力ブースト変換器も備えることができ、ここで、この出力ブースト変換器は、負荷のインピーダンスおよび電力要件を適合させるために用いることができる。限定ではなく、例示的な実施形態として、出力ブースト変換器は、電池3392の出力電圧を、約3ボルトまたは4.2ボルトから、電子デバイスの電池または内部回路部によって必要とされる電圧とすることができる約5ボルトまで増大させることができる。入力ブースト変換器と同様に、出力ブースト変換器は、電力変換効率を向上させるための同期トポロジに基づくことができる。 [0450] The receiver 3320 may also include an output boost transducer operatively coupled to a storage element 3352 and an input boost transducer, where the output boost transducer meets the impedance and power requirements of the load. It can be used to adapt. As an exemplary embodiment, the output boost transducer sets the output voltage of the battery 3392 from about 3 volts or 4.2 volts to the voltage required by the battery or internal circuitry of the electronic device. It can be increased up to about 5 volts which can be. Like input boost converters, output boost converters can be based on a synchronous topology to improve power conversion efficiency.

[0451] ストレージ要素3352は、低損失レギュレーター(LDO)、マイクロコントローラー、および電気的に消去可能なプログラマブルリードオンリーメモリ(EEPROM)を含むことができる通信サブシステムに電力または電圧を提供することができる。LDOは、マイクロコントローラーにおけるように、低エネルギーアプリケーションに適した定常電圧を提供するDC線形電圧レギュレーターとして機能することができる。マイクロコントローラーは、受信機3320の動作および監視に関するデータを記憶するようにEEPROMに作動的に結合することができる。マイクロコントローラーは、クロック(CLK)入力および汎用入力/出力(GPIO)も含むことができる。 [0451] Storage element 3352 can provide power or voltage to a communication subsystem that can include a low loss regulator (LDO), a microcontroller, and an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM). .. The LDO can function as a DC linear voltage regulator that provides a steady-state voltage suitable for low energy applications, such as in microcontrollers. The microcontroller can be operably coupled to the EEPROM to store data regarding the operation and monitoring of the receiver 3320. The microcontroller can also include clock (CLK) inputs and general purpose inputs / outputs (GPIOs).

[0452] 1つの実施形態において、マイクロコントローラーは、EEPROMと合わせて、負荷要件に従って入力ブースト変換器および出力ブースト変換器の動作を制御するためのアルゴリズムを実行することができる。マイクロコントローラーは、異なるノードにおいて1つ以上の電力測定値3388(ADC)を取得することによって、受信機3320の全体動作を能動的に監視することができる。例えば、マイクロコントローラーは、どれだけ多くの電圧または電力が整流器3326、入力ブースト変換器、電池3392、出力ブースト変換器、通信サブシステムおよび/または負荷に送達されているかを測定することができる。マイクロコントローラーは、これらの電力測定値3388を負荷に通信することができ、電子デバイスが、どれだけ多くの電力を受信機3320から引き出すことができるかを知ることができるようにする。別の実施形態では、マイクロコントローラーは、電力測定値3388に基づいて、出力ブースト変換器における負荷電流制限を調整することによって、負荷において送達される電力または電圧を制御することができる。更に別の実施形態において、マイクロコントローラーによって、最大電力点追跡(MPPT)アルゴリズムを実行して、入力ブースト変換器がアンテナアレイ3386から引き出すことができる電力量を制御し最適化することができる。 [0452] In one embodiment, the microcontroller, in conjunction with EEPROM, can execute algorithms to control the operation of the input and output boost transducers according to load requirements. The microcontroller can actively monitor the overall operation of the receiver 3320 by acquiring one or more power measurements 3388 (ADCs) at different nodes. For example, a microcontroller can measure how much voltage or power is being delivered to a rectifier 3326, an input boost converter, a battery 3392, an output boost converter, a communication subsystem and / or a load. The microcontroller can communicate these power measurements 3388 to the load, allowing the electronic device to know how much power it can draw from the receiver 3320. In another embodiment, the microcontroller can control the power or voltage delivered in the load by adjusting the load current limit in the output boost transducer based on the power reading 3388. In yet another embodiment, the microcontroller can perform a maximum power point tracking (MPPT) algorithm to control and optimize the amount of power that the input boost transducer can derive from the antenna array 3386.

[0453] 別の実施形態において、マイクロコントローラーは、電力測定値3388の監視に基づいて、ストレージ要素3352からドレインすることができる電力またはエネルギーを調節することができる。例えば、入力ブースト変換器における電力または電圧が低すぎる場合、マイクロコントローラーは、負荷に電力供給するために、電池3392をドレインするように出力ブースト変換器に指示することができる。 [0453] In another embodiment, the microcontroller can adjust the power or energy that can be drained from the storage element 3352 based on the monitoring of the power measurement 3388. For example, if the power or voltage in the input boost transducer is too low, the microcontroller can instruct the output boost converter to drain the battery 3392 to power the load.

[0454] 受信機3320は、負荷において送達される電力を再開するかまたは中断するためのスイッチ3390を含むことができる。1つの実施形態では、マイクロコントローラーは、ワイヤレス電力伝送の1つ以上のユーザーによって契約されるサービスの条項に従って、または管理者ポリシーに従って、スイッチ3390の動作を制御することができる。 [0454] The receiver 3320 may include a switch 3390 for resuming or interrupting the power delivered in the load. In one embodiment, the microcontroller can control the operation of Switch 3390 according to the terms of service contracted by one or more users of wireless power transfer, or according to administrator policy.

[0455] 図34は、ワイヤレス電力伝送中に受信機において実施することができる電力変換プロセス3400を示す。この実施形態のいくつかの態様によれば、電力変換プロセス3400は、受信機108および電子デバイスの内部コンポーネントに適切な電圧または電力を提供するために、RF波および/またはエネルギーポケットからの電力抽出を可能にすることができる。 [0455] FIG. 34 shows a power conversion process 3400 that can be performed at the receiver during wireless power transfer. According to some aspects of this embodiment, the power conversion process 3400 extracts power from RF waves and / or energy pockets to provide the appropriate voltage or power to the receiver 108 and the internal components of the electronic device. Can be made possible.

[0456] 電力変換プロセス3400は、アンテナ素子3324が、RF波および/またはエネルギーポケットをAC電圧またはAC電力に変換することができるときに開始することができる。ステップ3451において、整流器は、このAC電圧またはAC電力をDC電圧またはDC電力に整流することができる。この段階において、整流器において生成されたDC電圧またはDC電力は、RF波および/またはエネルギーポケットから電力を抽出するための条件に依拠して可変とすることができる。その後、ステップ3453において、入力ブースト変換器は、整流器から得られたDC電圧またはDC電力を、受信機のストレージ要素または他の内部コンポーネントによって用いることができる電圧または電力レベルに増大させることができる。1つの実施形態では、入力ブースト変換器は、アンテナアレイから引き出すことができる電力量の調整および最適化のためにマイクロコントローラーから(MPPTアルゴリズムに基づいて)入力を受信することができる。この段階において、入力ブースト変換器において安定化され増大された電圧を負荷によって直接利用することができるが、この電圧は、RF波の固有の特性を受けると、常に連続しているとは限らない場合がある。 [0456] The power conversion process 3400 can be started when the antenna element 3324 can convert RF waves and / or energy pockets to AC voltage or AC power. At step 3451, the rectifier can rectify this AC voltage or AC power to DC voltage or DC power. At this stage, the DC voltage or DC power generated in the rectifier can be variable depending on the conditions for extracting power from the RF waves and / or energy pockets. Then, in step 3453, the input boost transducer can increase the DC voltage or DC power obtained from the rectifier to a voltage or power level that can be used by the storage elements or other internal components of the receiver. In one embodiment, the input boost transducer can receive input (based on the MPPT algorithm) from the microcontroller to adjust and optimize the amount of power that can be drawn from the antenna array. At this stage, the regulated and increased voltage in the input boost transducer can be directly utilized by the load, but this voltage is not always continuous given the unique characteristics of the RF wave. In some cases.

[0457] 入力ブースト変換器によって生成される安定化されたDC電圧を用いて、ストレージ要素を充電することができ、ここで、ストレージ要素は、ステップ3455において、電池またはキャパシタの形態をとることができる。ストレージ要素は、連続した電力を負荷に送達するために常に適切な充電レベルを維持することができる。更に、ストレージ要素は、適切な電力または電圧を通信サブシステムに提供することができる。 The regulated DC voltage generated by the input boost transducer can be used to charge the storage element, where the storage element can take the form of a battery or capacitor in step 3455. can. The storage element can always maintain an appropriate charge level to deliver continuous power to the load. In addition, the storage element can provide the appropriate power or voltage to the communication subsystem.

[0458] ステップ3457において、ストレージ要素によって生成される電圧または電力は、出力ブースト変換器によって、負荷のインピーダンスおよび電力要件に合致するように増大させることができる。1つの実施形態では、マイクロコントローラーは、出力ブースト変換器において電流制限をセットアップし、用途に従って負荷に送達される電力量を調整することができる。 [0458] In step 3457, the voltage or power generated by the storage element can be increased by the output boost transducer to meet the impedance and power requirements of the load. In one embodiment, the microcontroller can set up a current limit in the output boost transducer and adjust the amount of power delivered to the load according to the application.

[0459] 第2のブースト変換後、ステップ3459において、出力ブースト変換器は、ここで、受信機に作動的に結合することができる電子デバイスを充電するかまたはこれに電力供給するための適切な電気規格範囲内で、安定し連続した電力または電圧を負荷に供給することができる。 [0459] After the second boost conversion, in step 3459, the output boost converter is now suitable for charging or powering an electronic device that can be operatively coupled to the receiver. Within the range of electrical specifications, stable and continuous power or voltage can be supplied to the load.

[0460] マイクロコントローラーは、ワイヤレス電力伝送のユーザーによって契約されたサービス条項に従って負荷における電力または電圧の送達を中断または再開させるためのスイッチを制御することができる。例えば、ワイヤレス電力伝送が、受信機のユーザーに提供されるサービスである場合、マイクロコントローラーは、スイッチの使用を通じて、ユーザーの契約のステータスに従って電子デバイスの電力供給または充電を中断または再開することができる。更に、マイクロコントローラーは、1つ以上の電子デバイスのために確立された充電または電力供給の優先度に基づいてスイッチの動作を調節することができる。例えば、マイクロコントローラーは、受信機に結合された電子デバイスが、充電を必要とする場合があり、充電のより高い優先度を有する場合がある適切な受信機に結合された電子デバイスと比較して、低い電力供給または充電優先度を有する場合、スイッチを開くことができる。この場合、送信機は、RF波を、より高い充電または電力供給優先度を有する電子デバイスに結合された受信機に向かって方向付けることができる。 [0460] The microcontroller may control a switch for suspending or resuming the delivery of power or voltage in a load in accordance with the terms of service contracted by the user of wireless power transfer. For example, if wireless power transfer is a service provided to the user of the receiver, the microcontroller may suspend or resume powering or charging the electronic device according to the status of the user's contract through the use of a switch. .. In addition, the microcontroller can adjust the operation of the switch based on the charging or power supply priorities established for one or more electronic devices. For example, a microcontroller compares an electronic device coupled to a receiver to an electronic device coupled to a suitable receiver that may require charging and may have a higher priority for charging. If you have a low power supply or charging priority, you can open the switch. In this case, the transmitter can direct the RF wave towards a receiver coupled to an electronic device with a higher charge or power supply priority.

6.組込み受信機
[0461] 図20Aは、通常の電話、コンピューターまたは他のデバイスを表すことができるデバイス2000Aが組込み受信機2020Aを含むことができる実施方式を示す。デバイス2000Aはまた、電源と、通信コンポーネント2030Aと、プロセッサとを含むことができる。受信機2020Aは、デバイス2000Aからの電源に電力を提供するためのポケット形成を利用することができる。更に、受信機2020Aは、電池レベル、ユーザーが予め定義した充電プロファイル等のプロセッサによって提供される要件に基づいて所与の送信機に通信するためのデバイス2000Aの内蔵通信コンポーネント2030A(例えば、Bluetooth(登録商標))を用いることができる。
6. Embedded receiver
[0461] FIG. 20A shows an embodiment in which device 2000A, which can represent a regular telephone, computer or other device, can include embedded receiver 2020A. The device 2000A can also include a power supply, a communication component 2030A, and a processor. The receiver 2020A can utilize pocket formation to power the power source from the device 2000A. Further, the receiver 2020A is a built-in communication component 2030A of the device 2000A for communicating with a given transmitter based on the requirements provided by the processor such as battery level, user-defined charging profile, etc. (eg, Bluetooth (eg, Bluetooth (eg, Bluetooth)). Registered trademark)) can be used.

7.組込み受信機を有する電池
[0462] 図20Bは、デバイス2000Bが組込み受信機2020Bを有する電池を含むことができる別の実施方式を示す。電池は、ポケット形成を通じて電力をワイヤレスで受信することができ、自身の組込み受信機2020Bを通じて充電することができる。電池は、電源のための供給部として機能することもできるし、またはバックアップ供給部として機能することもできる。この構成は、電池が充電のために取り除かれる必要がないという点で有利とすることができる。これは、ゲームコントローラーにおいて、または電池、特にAAもしくはAAAを継続的に交換することができるゲーム機器において特に有用とすることができる。
7. Battery with built-in receiver
[0462] FIG. 20B shows another embodiment in which device 2000B can include a battery with embedded receiver 2020B. The battery can receive power wirelessly through pocket formation and can be charged through its own built-in receiver 2020B. The battery can function as a supply unit for power supply or as a backup supply unit. This configuration can be advantageous in that the battery does not need to be removed for charging. This can be particularly useful in game controllers or in gaming devices where batteries, especially AA or AAA can be continuously replaced.

8.外部通信コンポーネント
[0463] 図20Cは、受信機2020Cおよび通信コンポーネント2030Cを、デバイスに取り付けることができる外付けハードウェアに含めることができる代替的な実施方式2000Cを示す。ハードウェアは、電話、コンピューター、リモートコントローラー等に配置することができるケース等の適切な形態をとることができ、これらは、ユニバーサルシリアルバス(USB)等の適切なインターフェースを通じて接続することができる。他の実施形態では、ハードウェアは可撓性フィルム上にプリントすることができ、これは次に、電子機器に貼り付けるかまたは他の形で取り付けることができる。このオプションは、低いコストで生成することができ、様々なデバイスに容易に一体化することができるため、有利とすることができる。以前の実施形態におけるように、通信コンポーネント2030Cは、送信機または電子機器一般に通信を提供することができるハードウェアに含めることができる。
8. External communication component
[0463] FIG. 20C shows an alternative embodiment 2000C in which the receiver 2020C and the communication component 2030C can be included in external hardware that can be attached to the device. The hardware can take the appropriate form, such as a case that can be placed in a telephone, computer, remote controller, etc., which can be connected through an appropriate interface such as a universal serial bus (USB). In other embodiments, the hardware can be printed on a flexible film, which can then be attached to an electronic device or otherwise attached. This option can be advantageous because it can be produced at low cost and can be easily integrated into a variety of devices. As in previous embodiments, the communication component 2030C can be included in hardware capable of providing communication to transmitters or electronic devices in general.

9.USBに接続する受信機のケーシングまたはハウジング
[0464] 図21Aは、フレックスケーブルまたはUSBを通じてスマートフォンおよび/または任意の他の電子デバイスに接続することができる受信機2102Aを含むケースの形態をとるハードウェアを示す。他の実施形態では、ハウジングまたはケースは、数あるそのようなオプションの中でも、コンピューターケース、電話ケースおよび/またはカメラケースとすることができる。
9. Receiver casing or housing that connects to USB
[0464] FIG. 21A shows hardware in the form of a case that includes a receiver 2102A that can be connected to a smartphone and / or any other electronic device via a flex cable or USB. In other embodiments, the housing or case can be a computer case, a telephone case and / or a camera case, among other such options.

10.プリントフィルム上のPCB
[0465] 図21Bは、複数のプリント受信機2102Bを含むことができるプリントフィルムまたはプリントフレキシブル回路基板(PCB)の形態でハードウェアを示す。プリントフィルムは、電子デバイスに貼り付けるかまたは他の形で取り付けることができ、USB等の適切なインターフェースを通じて接続することができる。プリントフィルムは、特定の電子デバイスサイズおよび/または要件を満たすようにセクションをそこから切り取ることができるという点で有利である場合がある。ワイヤレス電力伝送の効率および(ポケット形成を用いて)送達することができる電力量は、所与の受信機および送信機システムにおいて用いられるアンテナ素子の総数の関数とすることができる。例えば、約15フィートで約1ワットを送達するために、受信機は約80個のアンテナ素子を含むことができるのに対し、送信機は約256個のアンテナ素子を含むことができる。別の同一のワイヤレス電力伝送システム(約15フィートで約1ワット)は、約40個のアンテナ素子を有する受信機と、約512個のアンテナ素子を有する送信機とを含むことができる。受信機におけるアンテナ素子の数が半分に減ることは、送信機におけるアンテナ数が二倍になることを必要とする場合がある。いくつかの場合、受信機よりも送信機において多くの数のアンテナ素子を置くことが、コスト効率が良い場合がある。一方、送信機に少なくとも2つのアンテナ素子がある限り(送信機よりも受信機により多くのアンテナ素子を配置することによって)、反対のことが達成され得る。
10. PCB on print film
[0465] FIG. 21B shows the hardware in the form of a printed film or printed flexible circuit board (PCB) that may include multiple print receivers 2102B. The print film can be attached to an electronic device or otherwise attached, and can be connected through a suitable interface such as USB. Print film may be advantageous in that sections can be cut out from it to meet specific electronic device sizes and / or requirements. The efficiency of wireless power transfer and the amount of power that can be delivered (using pocket formation) can be a function of the total number of antenna elements used in a given receiver and transmitter system. For example, to deliver about 1 watt at about 15 feet, the receiver can include about 80 antenna elements, while the transmitter can include about 256 antenna elements. Another identical wireless power transfer system (about 1 watt at about 15 feet) can include a receiver with about 40 antenna elements and a transmitter with about 512 antenna elements. Reducing the number of antenna elements in the receiver by half may require doubling the number of antennas in the transmitter. In some cases, it may be cost effective to have more antenna elements in the transmitter than in the receiver. On the other hand, as long as the transmitter has at least two antenna elements (by placing more antenna elements in the receiver than in the transmitter), the opposite can be achieved.

II.アンテナハードウェアおよび機能
A.間隔構成
[0466] 図22は、電子デバイス2252(例えば、スマートフォン)においてワイヤレス電力伝送を受信するために受信機2220を用いることができる内部ハードウェアを示す。いくつかの実施態様では、電子デバイス2252は、電子デバイス2252のケース2254(例えば、スマートフォンケース)の内部エッジの周りに組み込むことができる受信機2220を含むことができる。他の実施形態では、受信機2220は、ケース2254の背面を覆うように実装することができる。ケース2254は、数あるそのようなオプションの中でも、スマートフォンカバー、ラップトップカバー、カメラカバー、GPSカバー、ゲームコントローラーカバーおよび/またはタブレットカバーのうちの1つ以上とすることができる。ケース2254は、プラスチック、ゴムおよび/または任意の他の適切な材料から作製することができる。
II. Antenna hardware and features A. Interval configuration
[0466] FIG. 22 shows internal hardware in which a receiver 2220 can be used to receive wireless power transfer in an electronic device 2252 (eg, a smartphone). In some embodiments, the electronic device 2252 can include a receiver 2220 that can be incorporated around the inner edge of the case 2254 (eg, smartphone case) of the electronic device 2252. In another embodiment, the receiver 2220 can be mounted so as to cover the back of the case 2254. The case 2254 can be one or more of a smartphone cover, a laptop cover, a camera cover, a GPS cover, a game controller cover and / or a tablet cover, among other such options. Case 2254 can be made from plastic, rubber and / or any other suitable material.

[0467] 受信機2220は、図22に示されるグリッドエリア上に戦略的に分布されたアンテナ素子2224のアレイを含むことができる。ケース2254は、最適な受信のためにエッジの周り、および/またはケース2254の背面に沿って位置するアンテナ素子2224のアレイを含むことができる。アンテナ素子2224の数、間隔およびタイプは、電子デバイス2252の設計、サイズおよび/またはタイプに従って計算することができる。いくつかの実施形態では、アンテナ素子2224を含むケース2254と電子デバイス2252との間に間隔(例えば、1mm〜4mm)および/またはメタマテリアルが存在することができる。間隔および/またはメタマテリアルは、RF信号のための更なる利得を提供することができる。いくつかの実施態様では、ケース2254内に実装する多層PCBを作成する際にメタマテリアルを用いることができる。 The receiver 2220 can include an array of antenna elements 2224 strategically distributed over the grid area shown in FIG. The case 2254 may include an array of antenna elements 2224 located around the edge and / or along the back of the case 2254 for optimal reception. The number, spacing and type of antenna elements 2224 can be calculated according to the design, size and / or type of electronic device 2252. In some embodiments, there may be a spacing (eg, 1 mm-4 mm) and / or metamaterial between the case 2254 containing the antenna element 2224 and the electronic device 2252. Spacing and / or metamaterials can provide additional gain for RF signals. In some embodiments, metamaterials can be used in creating multi-layer PCBs to be mounted within Case 2254.

B.メタマテリアル
[0468] 内部ハードウェアは、プリントフィルム2256の形態をとることができ、および/または可撓性PCBは、複数のプリントアンテナ素子2224(互いに直列に、並列に、または組み合わせて接続される)、整流器および電力変換器要素等の異なるコンポーネントを含むことができる。プリントフィルム2256は、電子デバイス2252および/またはタブレット等の任意の適切な電子デバイスに貼り付けるかまたは他の形で取り付けることができる。プリントフィルム2256は、可撓性ケーブル2258等の任意の適切なインターフェースを通じて接続することができる。プリントフィルム2256は、いくつかの利点を呈することができ、これらの利点のうちの1つは、特定のスマートモバイルデバイスサイズおよび/または要件を満たすようにプリントフィルム2256からセクションを切り取ることができることとすることができる。1つの実施形態によれば、受信機2220のためのアンテナ素子2224間の間隔は、約2nm〜約12nmの範囲を取ることができ、最も適切なのは約7nmである。更に、いくつかの実施態様では、スマートフォン等の電子デバイス2252のための受信機2220において用いることができるアンテナ素子2224の最適な量は、約20個〜約30個の範囲をとることができる。一方、受信機2220内のアンテナ素子2224の量は、電子デバイス2252の設計およびサイズに従って変動することができる。アンテナ素子2224は、数ある中でも、銅、金および銀等の異なる導電材料から作製することができる。更に、アンテナ素子2224は、数ある中でも、可撓性PCB等の任意の適切な非導電性可撓性基板上にプリント、エッチングまたは積層することができる。アンテナ素子2224の開示される構成および向きは、ワイヤレス充電のより良好な受信、効率および性能を呈することができる。
B. Metamaterial
[0468] Internal hardware can take the form of printed film 2256, and / or flexible PCBs are connected with multiple printed antenna elements 2224 (connected in series, in parallel, or in combination with each other). It can include different components such as rectifier and power converter elements. The print film 2256 can be attached to or otherwise attached to any suitable electronic device such as electronic device 2252 and / or tablet. The print film 2256 can be connected through any suitable interface such as a flexible cable 2258. Print film 2256 can offer several advantages, one of which is the ability to cut sections from print film 2256 to meet specific smart mobile device sizes and / or requirements. can do. According to one embodiment, the spacing between the antenna elements 2224 for the receiver 2220 can range from about 2 nm to about 12 nm, most suitable being about 7 nm. Further, in some embodiments, the optimum amount of antenna elements 2224 that can be used in the receiver 2220 for electronic devices 2252 such as smartphones can range from about 20 to about 30. On the other hand, the amount of antenna element 2224 in the receiver 2220 can vary according to the design and size of the electronic device 2252. The antenna element 2224 can be made of different conductive materials such as copper, gold and silver, among others. Further, the antenna element 2224 can be printed, etched or laminated on any suitable non-conductive flexible substrate such as a flexible PCB, among others. The disclosed configurations and orientations of the antenna element 2224 can exhibit better reception, efficiency and performance of wireless charging.

C 内部ハードウェア
[0469] 図32は内部ハードウェア3200を示し、ここで、受信機3220は、スマートフォン3252におけるワイヤレス電力伝送のために用いることができる。図32は、スマートフォン3252がスマートフォン3252のケースの内部エッジの周りに組み込まれた受信機3220を含むことができる第1の実施形態を示す。受信機3220は、グリッドエリア上に戦略的に分布されたアンテナ素子3224のアレイを含むことができる。受信機とは、クライアントデバイスの電力供給または充電のためにエネルギーポケットを利用することができる、少なくとも1つのアンテナ素子、少なくとも1つの整流回路、および少なくとも1つの電力変換器を含むデバイスを指すことができる。
C internal hardware
[0469] FIG. 32 shows the internal hardware 3200, where the receiver 3220 can be used for wireless power transfer in a smartphone 3252. FIG. 32 shows a first embodiment in which the smartphone 3252 can include a receiver 3220 built around the inner edge of the case of the smartphone 3252. The receiver 3220 can include an array of antenna elements 3224 strategically distributed over the grid area. A receiver can refer to a device that includes at least one antenna element, at least one rectifier circuit, and at least one power converter that can utilize an energy pocket to power or charge a client device. can.

[0470] アンテナ素子3224の数およびタイプは、スマートフォン3252の設計に従って計算することができる。電子デバイス、例えば、電話(スマートフォン)またはラップトップコンピューターを充電するとき、電子切り替えモードDC/DC変換器の動作を起動するのに必要な最小電圧を超え得る初期高電流が必要とされる場合がある。そのような場合、キャパシタ(図示せず)を受信機3220の出力に付加して、必要とされる追加のエネルギーを提供することができる。その後、電話またはラップトップにまだ電荷を蓄積させている間に、低電力、例えば、総初期電力の1/80を提供することができる。充電とは、アンテナを用いて受信機によってRFエネルギーを電気エネルギーに変換することを指すことができる。ここで、電気エネルギーは、受信機からの電気回路接続を通じて電気的に接続されたクライアントデバイスに送信することができ、ここで、送信されるエネルギーは、デバイスによって、自身の電池を充電するか、自身の機能に電力供給するか、および/または任意の組合せを行うために用いることができる。クライアントデバイスとは、ワイヤレス電力伝送システムにおいて、ワイヤレス送信機から、ワイヤレス電力受信機との電気的接続を通じてワイヤレス電力を受信する任意のデバイスを指すことができる。クライアントデバイスは、コンピューター、ラップトップコンピューター、スマートフォン等のモバイル電子デバイス、電子玩具、テレビもしくは他の消費者デバイスのためのリモートコントロール、またはワイヤレスで電力供給される任意の電子デバイスもしくは電気デバイスとすることができる。 [0470] The number and type of antenna elements 3224 can be calculated according to the design of the smartphone 3252. When charging an electronic device, such as a telephone (smartphone) or laptop computer, an initial high current that can exceed the minimum voltage required to activate the operation of the electronic switching mode DC / DC converter may be required. be. In such cases, a capacitor (not shown) can be added to the output of receiver 3220 to provide the additional energy required. It can then provide low power, eg, 1/80 of the total initial power, while still accumulating charge on the phone or laptop. Charging can refer to the conversion of RF energy into electrical energy by a receiver using an antenna. Here, electrical energy can be transmitted to an electrically connected client device through an electrical circuit connection from the receiver, where the transmitted energy can either charge its own battery or charge its own battery, depending on the device. It can be used to power its own functions and / or to make any combination. A client device can refer to any device in a wireless power transfer system that receives wireless power from a wireless transmitter through an electrical connection to the wireless power receiver. The client device may be a mobile electronic device such as a computer, laptop computer, smartphone, remote control for an electronic toy, television or other consumer device, or any electronic or electrical device that is powered wirelessly. Can be done.

[0471] 最後に、通信コンポーネントは、送信機または他の電子機器と通信するために受信機3220に含めることができる。送信機とは、2つ以上のRF信号を生成することができるチップを含むデバイスを指すことができ、少なくとも1つのRF信号は、他のRF信号に対して位相シフトされ利得調整されており、それらのうちの実質的に全てが1つ以上のRFアンテナを通過し、それによって、焦点を合わせられたRF信号がターゲットに方向付けされる。 [0471] Finally, the communication component can be included in the receiver 3220 to communicate with the transmitter or other electronic device. A transmitter can refer to a device that includes a chip capable of generating two or more RF signals, at least one RF signal being phase-shifted and gain-tuned with respect to the other RF signals. Virtually all of them pass through one or more RF antennas, thereby directing the focused RF signal to the target.

[0472] 以下の実施形態において説明されるように、受信機のための異なるアンテナ、整流器または電力変換器配置が可能である。特に、プリントフィルム3256または可撓性プリント回路基板(PCB)の形態の内部ハードウェア3200は、複数のプリントアンテナ素子3224(互いに、直列に、並列にまたは組み合わせて接続される)、整流器206および電力変換器3229要素等の異なるコンポーネントを含むことができる。プリントフィルム3256は、スマートフォン3252またはタブレット等の任意の電子デバイスに貼り付けるかまたは他の形で取り付けることができ、可撓性ケーブル等の任意のインターフェースを通じて接続することができる。プリントフィルム3256はいくつかの利点を呈することができ、これらの利点のうちの1つは、特定のスマートモバイルデバイスサイズおよび/または要件を満たすようにセクションをそこから切り取ることができることである。 [0472] Different antenna, rectifier or power converter arrangements for the receiver are possible as described in the following embodiments. In particular, internal hardware 3200 in the form of printed film 3256 or flexible printed circuit board (PCB) includes multiple printed antenna elements 3224 (connected in series, in parallel or in combination with each other), rectifier 206 and power. It can include different components such as converter 3229 elements. The print film 3256 can be attached to or otherwise attached to any electronic device such as a smartphone 3252 or tablet and can be connected through any interface such as a flexible cable. Print film 3256 can offer several advantages, one of which is the ability to cut sections from it to meet specific smart mobile device sizes and / or requirements.

[0473] 1つの上記によれば、受信機3220のためのアンテナ素子3224間の間隔は、5nm〜12nmの範囲をとることができる。一方、受信機3220内のアンテナの量は、スマートフォン3252の設計およびサイズに応じて変動することができる。アンテナ素子3224は、数ある中でも、銅、金および銀等の異なる導電性材料から作製することができる。更に、アンテナ素子3224は、数ある中でも、可撓性プリント回路基板(PCB)等の任意の非導電性可撓性基板上にプリント、エッチングまたは積層することができる。アンテナ素子3224の開示される構成および向きは、ワイヤレス充電のより良好な受信、効率および性能を呈することができる。 [0473] According to one above, the spacing between the antenna elements 3224 for the receiver 3220 can range from 5 nm to 12 nm. On the other hand, the amount of antennas in the receiver 3220 can vary depending on the design and size of the smartphone 3252. The antenna element 3224 can be made of different conductive materials such as copper, gold and silver, among others. Further, the antenna element 3224 can be printed, etched or laminated on any non-conductive flexible substrate such as a flexible printed circuit board (PCB), among others. The disclosed configurations and orientations of the antenna element 3224 can exhibit better reception, efficiency and performance of wireless charging.

[0474] 上記の方法記述およびプロセスフロー図は、単なる説明的な例として提供され、様々な実施形態のステップが提示される順序で実行されなくてはならないことを必要とするかまたは暗に意味するように意図されていない。当業者によって理解されるように、上記の実施形態におけるステップは任意の順序において実行することができる。「次に、」「次いで、」等の語は、ステップの順序を限定することを意図しておらず、これらの語は、単に、本方法の記述を通じて読み手を誘導するために用いられる。プロセスフロー図は、動作を連続したプロセスとして説明する場合があるが、動作の多くは、並列にまたは同時に実行することができる。更に、動作の順序は再配列することができる。プロセスは、方法、機能、手順、サブルーチン、サブプログラム等に対応することができる。プロセスが機能に対応するとき、その終了は、呼び出し機能またはメイン機能に機能が戻ることに対応することができる。 [0474] The method description and process flow diagram above are provided as mere explanatory examples and require or imply that the steps of the various embodiments must be performed in the order presented. Not intended to be. As will be appreciated by those skilled in the art, the steps in the above embodiments can be performed in any order. Words such as "next" and "next" are not intended to limit the order of the steps, and these words are used solely to guide the reader through the description of the method. Process flow diagrams may describe operations as a continuous process, but many of the operations can be performed in parallel or simultaneously. In addition, the order of operations can be rearranged. Processes can correspond to methods, functions, procedures, subroutines, subprograms, and the like. When a process corresponds to a function, its termination can correspond to returning the function to the calling function or the main function.

[0475] 本明細書に開示される実施形態に関連して説明される様々な説明的な論理ブロック、モジュール、回路およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピューターソフトウェア、または双方の組合せとして実施することができる。ハードウェアおよびソフトウェアのこの交換可能性を明確に示すために、様々な説明的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路およびステップが、通常、それらの機能の観点で説明された。そのような機能がハードウェアとして実施されるかまたはソフトウェアとして実施されるかは、システム全体に課される特定の用途および設計制約に依拠する。当業者は、説明された機能を、特定の用途ごとに様々な方法で実施することができるが、そのような実施の決定は、本発明の範囲からの逸脱を生じるものとして解釈されるべきではない。 [0475] The various descriptive logical blocks, modules, circuits and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein shall be performed as electronic hardware, computer software, or a combination thereof. Can be done. To articulate this interchangeability of hardware and software, various descriptive components, blocks, modules, circuits and steps have usually been described in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software depends on the specific use and design constraints imposed on the entire system. One of ordinary skill in the art can perform the described functions in various ways for a particular application, but decisions of such practice should be construed as causing a deviation from the scope of the invention. do not have.

[0476] コンピューターソフトウェアにおいて実施される実施形態は、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語またはそれらの任意の組合せで実施することができる。コードセグメントまたは機械実行可能命令は、プロシージャ、関数、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェアパッケージ、クラス、または命令、データ構造もしくはプログラム文の任意の組合せを表すことができる。コードセグメントは、情報、データ、引数、パラメーターまたはメモリコンテンツを渡すおよび/または受信することによって別のコードセグメントまたはハードウェア回路に結合することができる。情報、引数、パラメーター、データ等は、メモリ共有、メッセージ共有、トークンパッシング、ネットワーク送信等を含む任意の適切な手段を介して渡すか、転送するか、または送信することができる。 [0476] The embodiments implemented in computer software can be implemented in software, firmware, middleware, microcode, hardware description languages or any combination thereof. A code segment or machine-executable instruction can represent any combination of procedure, function, subprogram, program, routine, subroutine, module, software package, class, or instruction, data structure or program statement. A code segment can be coupled to another code segment or hardware circuit by passing and / or receiving information, data, arguments, parameters or memory content. Information, arguments, parameters, data, etc. can be passed, transferred, or transmitted via any suitable means, including memory sharing, message sharing, token passing, network transmission, and the like.

[0477] これらのシステムおよび方法を実施するのに用いられる実際のソフトウェアコードまたは特殊化された制御ハードウェアは、本発明を限定するものではない。このため、システムおよび方法の動作および挙動は、特定のソフトウェアコードを参照することなく説明され、ソフトウェアおよび制御ハードウェアは、本明細書における説明に基づいてシステムおよび方法を実施するように設計することができると理解される。 [0477] The actual software code or specialized control hardware used to implement these systems and methods is not limiting the invention. As such, the behavior and behavior of the system and method shall be described without reference to specific software code, and the software and control hardware shall be designed to implement the system and method in accordance with the description herein. Is understood to be possible.

[0478] ソフトウェアで実施されるとき、機能は、非一時的コンピューター可読ストレージ媒体またはプロセッサ可読ストレージ媒体における1つ以上の命令またはコードとして記憶することができる。本明細書に開示される方法またはアルゴリズムのステップは、コンピューター可読ストレージ媒体またはプロセッサ可読ストレージ媒体上に存在することができるプロセッサ実行可能ソフトウェアモジュールに埋め込むことができる。非一時的コンピューター可読媒体またはプロセッサ可読媒体は、1つの場所から別の場所へのコンピュータープログラムの転送を容易にするコンピューターストレージ媒体および有形ストレージ媒体の双方を含む。非一時的プロセッサ可読ストレージ媒体は、コンピューターによってアクセス可能とすることができる任意の利用可能な媒体とすることができる。限定ではなく例として、そのような非一時的プロセッサ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD−ROMもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または、命令もしくはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを記憶することができ、コンピューターもしくはプロセッサによってアクセスすることができる、任意の他の有形ストレージ媒体を含むことができる。ディスク(disk)およびディスク(disc)は、本明細書において用いられるとき、コンパクトディスク(CD)、レーザーディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フロッピーディスクおよびブルーレイディスクを含み、ここで、ディスク(disk)は通例、磁気的にデータを再生し、ディスク(disc)はレーザーを用いて光学的にデータを再生する。上記の組合せもコンピューター可読媒体の範囲内に含まれるべきである。更に、方法またはアルゴリズムの動作は、コンピュータープログラム製品に組み入れることができる、非一時的プロセッサ可読媒体および/またはコンピューター可読媒体上のコードおよび/または命令の1つまたは任意の組合せまたは組として存在することができる。 [0478] When implemented in software, a function may be stored as one or more instructions or codes on a non-temporary computer-readable storage medium or processor-readable storage medium. The steps of the method or algorithm disclosed herein can be embedded in a processor executable software module that can reside on a computer readable storage medium or a processor readable storage medium. Non-transient computer-readable or processor-readable media include both computer storage media and tangible storage media that facilitate the transfer of computer programs from one location to another. The non-temporary processor-readable storage medium can be any available medium that can be made accessible by the computer. By way of example, but not by limitation, such non-temporary processor readable media are RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM or other optical disk storage, magnetic disk storage or other magnetic storage device, or in the form of instructions or data structures. Can include any other tangible storage medium that can store the desired program code in and can be accessed by a computer or processor. Discs, as used herein, include compact discs (CDs), laser discs, optical discs, digital versatile discs (DVDs), floppy discs and Blu-ray discs, where discs are used. A (disk) typically reproduces data magnetically, and a disc uses a laser to optically reproduce data. The above combinations should also be included within the scope of computer-readable media. In addition, the behavior of the method or algorithm exists as one or any combination or set of codes and / or instructions on a non-transitory processor-readable medium and / or computer-readable medium that can be incorporated into a computer program product. Can be done.

[0479] 開示された実施形態の上記の説明は、任意の当業者が本発明を作成または使用することを可能にするように提供される。これらの実施形態に対する様々な変更が当業者には容易に明らかとなり、本明細書に定義される一般的な原理は、本発明の趣旨また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。このため、本発明は、本明細書に示される実施形態に限定されることを意図しておらず、添付の特許請求の範囲ならびに本明細書に開示される原理および新規の特徴に一致する最も広い範囲を与えられる。 [0479] The above description of the disclosed embodiments is provided to allow any person skilled in the art to create or use the present invention. Various changes to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein apply to other embodiments without departing from the spirit or scope of the invention. be able to. For this reason, the invention is not intended to be limited to the embodiments presented herein, and is most consistent with the appended claims and the principles and novel features disclosed herein. Given a wide range.

[0480] 様々な態様および実施形態が開示されたが、他の態様および実施形態が予期される。開示される様々な態様および実施形態は、説明を目的としており、限定を意図しておらず、真の範囲および趣旨は添付の特許請求の範囲によって示される。 [0480] Various aspects and embodiments have been disclosed, but other aspects and embodiments are expected. The various aspects and embodiments disclosed are for illustration purposes and are not intended to be limiting, and the true scope and intent is set forth in the appended claims.

Claims (23)

ワイヤレス電力送信のための方法であって、
ハウジングに配置された、通信コンポーネント、複数のアンテナ、および制御装置を含む送信機によって受信することであって、
前記通信コンポーネントを介し、第1の受信機に結合された第1の電子デバイスから無線周波数範囲内の第1の周波数の第1の制御信号を、および、前記通信コンポーネントを介し、第2の受信機に結合された第2の電子デバイスから前記無線周波数範囲内の第2の周波数の第2の制御信号を、受信することであって、前記第1の制御信号は、前記第1の電子デバイスの位置を識別するのに使用される情報を含み、前記第2の制御信号は、前記第2の電子デバイスの位置を識別するのに使用される情報を含む、受信することと、
前記送信機の前記制御装置によって、前記第1の電子デバイスの位置、および前記第2の電子デバイスの位置に基づいて、(i)前記第1の電子デバイスに前記送信機の、複数のアンテナのうちの全てのアンテナより少ない数の第1のグループのアンテナを、および、(ii)前記第2の電子デバイスに前記送信機の、複数のアンテナのうちの全てのアンテナより少ない数の第2のグループのアンテナを、割り当てし、前記第1のグループのアンテナおよび前記第2のグループのアンテナは別個であることと、
前記送信機の前記制御装置によって、第1の制御信号に基づいて、方向、位相、利得、および振幅を含む第1の組の波形特徴であって、前記第1の電子デバイスに前記無線周波数範囲内の第3の周波数の電力伝送信号を送信するための第1の組の波形特徴と、第2の制御信号に基づいて、方向、位相、利得、および振幅を含む第2の組の波形特徴であって、前記第2の電子デバイスに前記無線周波数範囲内の第4の周波数の電力伝送信号を送信するための第2の組の波形特徴と、を決定し、前記第1の周波数は前記第3の周波数と異なっていることと、
複数のアンテナの前記第1のグループのアンテナを介し、前記第1の組の波形特徴を使用して、前記第1の電子デバイスの前記位置に第1の電力伝送信号を、複数のアンテナの前記第2のグループのアンテナを介し、前記第2の組の波形特徴を使用して、前記第2の電子デバイスの前記位置に第2の電力伝送信号を、送信することと
を含み、
前記第1の電力伝送信号のそれぞれは、前記第1の電力伝送信号の少なくとも1つの他の信号と、前記第1の電子デバイスの位置において強め合うように干渉し、
前記第2の電力伝送信号のそれぞれは、前記第2の電力伝送信号の少なくとも1つの他の信号と、前記第2の電子デバイスの位置において強め合うように干渉し、
前記無線周波数範囲は、900MHzおよび5.8GHzの間にわたる方法。
A method for wireless power transfer
Receiving by a transmitter, including communication components, multiple antennas, and controls, located in the housing.
The first control signal of the first frequency within the radio frequency range from the first electronic device coupled to the first receiver via the communication component, and the second reception via the communication component. The second control signal of the second frequency within the radio frequency range is received from the second electronic device coupled to the machine, and the first control signal is the first electronic device. The second control signal contains information used to identify the position of the second electronic device, and includes information used to identify the position of the second electronic device.
Based on the position of the first electronic device and the position of the second electronic device by the control device of the transmitter, (i) the first electronic device is attached to the plurality of antennas of the transmitter. A smaller number of antennas in the first group than all of our antennas, and (ii) a second group of antennas in said second electronic device with a smaller number of antennas than all of the antennas of the transmitter. The antennas of the group are assigned, and the antenna of the first group and the antenna of the second group are separate.
By the control device of the transmitter, based on the first control signal, direction, phase, gain, and a first set of waveform characteristics including the amplitude, the radio frequency to the first electronic device a first set of waveform characteristics for transmitting the third power transmission signal frequencies in the range, based on the second control signal, direction, phase, gain, and the second set comprising the amplitude a waveform feature, the fourth of the second set of waveform characteristics for transmitting power transmission signal frequency within the radio frequency range to said second electronic device, to determine, first The frequency of is different from the third frequency,
Via a plurality of antennas of the first group of antennas, by using the waveform feature of the first set, the first power transmission signal to the position of the first electronic device, the plurality of antennas through the antenna of the second group, using the waveform feature of the second set, the second power transmission signal to the position of the second electronic device, and a transmitting,
Each of the first power transfer signals interferes strongly with at least one other signal of the first power transfer signal at the position of the first electronic device.
Each of the second power transfer signals interferes strongly with at least one other signal of the second power transfer signal at the position of the second electronic device .
The radio frequency range is a method that spans between 900 MHz and 5.8 GHz.
前記送信することは、
前記第1のグループのアンテナおよび前記第2のグループのアンテナによりそれぞれ、前記第1の電力伝送信号および前記第2の電力伝送信号を実質的に同時に送信すること、または、
前記第1のグループの複数のアンテナおよび前記第2のグループの複数のアンテナにより、電力伝送信号を実質的に交互に送信すること
を含む、請求項1に記載の方法。
The transmission is
The first group of antennas and the second group of antennas transmit the first power transmission signal and the second power transmission signal substantially simultaneously, respectively, or
The method of claim 1, comprising transmitting power transmission signals substantially alternately by the plurality of antennas of the first group and the plurality of antennas of the second group.
前記第2の制御信号は、前記第1の制御信号の後に受信され、
前記第1のグループのアンテナが、前記第1の電子デバイスに割り当てられた後に、前記第2のグループのアンテナが、前記第2の電子デバイスに割り当てられる、請求項1に記載の方法。
The second control signal is received after the first control signal and is received.
The method of claim 1, wherein after the first group of antennas is assigned to the first electronic device, the second group of antennas is assigned to the second electronic device.
前記送信機によって、前記第1の組の波形特徴を決定することは、
前記送信機によって、前記第1の受信機に、前記第1のグループの複数のアンテナのうちの第1のアンテナから前記第1の電子デバイスの前記位置まで第1の波形特徴を使用して第1の電力伝送信号を送信することと、
前記送信機によって、前記第1の受信機から、前記第1の電力伝送信号に基づく第1の電圧レベルデータを受信することと、
前記送信機によって、前記第1の受信機に、前記第1のグループの複数のアンテナのうちの前記第1のアンテナから前記第1の電子デバイスの前記位置まで第2の波形特徴を使用して第2の電力伝送信号を送信することと、
前記送信機によって、前記第1の受信機から、前記第2の電力伝送信号に基づく第2の電圧レベルデータを受信することと、
前記第1の電圧レベルデータおよび前記第2の電圧レベルデータの比較に基づいて、前記第1の電子デバイスの前記位置まで電力伝送信号を送信するための前記第1の組の波形特徴において、前記第1の波形特徴または前記第2の波形特徴のいずれを使用するかを決定することと、
を含む、請求項1に記載の方法。
By the transmitter, determining the first set of waveform characteristics,
The transmitter uses the first waveform feature to the first receiver from the first antenna of the plurality of antennas in the first group to the position of the first electronic device. Sending the power transmission signal of 1 and
Receiving the first voltage level data based on the first power transmission signal from the first receiver by the transmitter, and
The transmitter uses a second waveform feature to the first receiver from the first antenna of the plurality of antennas in the first group to the position of the first electronic device. Sending a second power transfer signal and
Receiving the second voltage level data based on the second power transmission signal from the first receiver by the transmitter, and
Based on the comparison of the first voltage level data and said second voltage level data, in the first set of waveform characteristics for transmitting power transmission signal to the position of the first electronic device, Determining whether to use the first waveform feature or the second waveform feature.
The method according to claim 1, wherein the method comprises.
前記送信機によって、前記第2の組の波形特徴を決定することは、
前記送信機によって、前記第2の受信機に、前記第2のグループの複数のアンテナの第1のアンテナから前記第2の電子デバイスの前記位置まで第3の波形特徴を使用して第3の電力伝送信号を送信することと、
前記送信機によって、前記第2の受信機から、前記第3の電力伝送信号に基づく第3の電圧レベルデータを受信することと、
前記送信機によって、前記第1の受信機に、前記第2のグループの複数のアンテナの第1のアンテナから前記第2の電子デバイスの前記位置まで第4の波形特徴を使用して第4の電力伝送信号を送信することと、
前記送信機によって、前記第1の受信機から、前記第4の電力伝送信号に基づく第4の電圧レベルデータを受信することと、
前記第3の電圧レベルデータおよび前記第4の電圧レベルデータの比較に基づいて、前記第2の電子デバイスの前記位置まで電力伝送信号を送信するための前記第2の組の波形特徴において、前記第3の波形特徴または前記第4の波形特徴のいずれを使用するかを決定することと、を含む、請求項4に記載の方法。
By the transmitter, determining a second set of waveform characteristics,
A third using the third waveform feature from the first antenna of the plurality of antennas of the second group to the position of the second electronic device to the second receiver by the transmitter. Sending power transmission signals and
Receiving the third voltage level data based on the third power transmission signal from the second receiver by the transmitter, and
A fourth using the fourth waveform feature from the first antenna of the plurality of antennas of the second group to the position of the second electronic device to the first receiver by the transmitter. Sending power transmission signals and
Receiving the fourth voltage level data based on the fourth power transmission signal from the first receiver by the transmitter, and
Based on the comparison of the third voltage level data and said fourth voltage level data, in the second set of waveform characteristics for transmitting power transmission signal to said position of said second electronic device, The method of claim 4, comprising determining whether to use the third waveform feature or the fourth waveform feature.
前記第1の電圧レベルデータの、第2の電圧データに対する比較が、前記第1の電力伝送信号からの前記第1の電子デバイスに伝送された電力量が、前記第2の電力伝送信号からの前記第1の電子デバイスに伝送された電力レベルに比較して、より大きいことを示す場合、前記第1の波形特徴が前記第1の組の波形特徴において使用され、
前記第3の電圧レベルデータの、第4の電圧データに対する比較が、前記第3の電力伝送信号からの前記第2の電子デバイスに伝送された電力量が、前記第4の電力伝送信号からの前記第2の電子デバイスに伝送された電力レベルに比較して、より大きいことを示す場合、前記第3の波形特徴が前記第2の組の波形特徴において使用される、請求項5に記載の方法。
A comparison of the first voltage level data with respect to the second voltage data shows that the amount of power transmitted from the first power transmission signal to the first electronic device is from the second power transmission signal. compared to the power level transmitted to the first electronic device, indicating the greater, the first waveform features are used in the waveform characteristics of the first set,
A comparison of the third voltage level data with respect to the fourth voltage data shows that the amount of power transmitted to the second electronic device from the third power transmission signal is the amount of power transmitted from the fourth power transmission signal. compared to the power level transmitted to the second electronic device, indicating the greater, the third waveform feature is used in the waveform characteristics of the second set, according to claim 5 the method of.
前記通信コンポーネントは、Bluetooth(登録商標)、Bluetooth(登録商標)低エネルギー、Wi−Fi、周波数変調(FM)無線、近距離通信(NFC)、およびZigBee(登録商標)を含む群から選択されるワイヤレス通信プロトコルを使用して、前記第1および第2の制御信号を受信する、請求項1に記載の方法。 The communication component is selected from the group including Bluetooth®, Bluetooth® low energy, Wi-Fi, frequency modulation (FM) radio, near field communication (NFC), and ZigBee®. The method of claim 1, wherein the first and second control signals are received using a wireless communication protocol. 前記第1の電子デバイスの位置を識別するのに使用される情報と、前記第2の電子デバイスを識別するのに使用される情報との両方は、受信信号強度測定値(RSSI)を含む、請求項1に記載の方法。 Both the information used to identify the location of the first electronic device and the information used to identify the second electronic device include a received signal strength measurement (RSSI). The method according to claim 1. 前記送信機の制御装置は、前記通信コンポーネントに、および、前記複数のアンテナを制御するための回路に動作可能に結合されたマイクロプロセッサを含む、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the transmitter controller comprises a microprocessor operably coupled to the communication component and to a circuit for controlling the plurality of antennas. 前記複数のアンテナは、平面アンテナ、パッチアンテナまたはダイポールアンテナである、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the plurality of antennas are a planar antenna, a patch antenna, or a dipole antenna. 前記複数のアンテナは、垂直偏波、水平偏波、円偏波、左偏波、または右偏波である、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the plurality of antennas are vertically polarized, horizontally polarized, circularly polarized, left-polarized, or right-polarized. ワイヤレス電力送信のための送信機であって、ハウジングに配置された、
電力伝送信号を送信するように構成された複数のアンテナと、
第1の受信機に結合された第1の電子デバイスから無線周波数範囲内の第1の周波数の第1の制御信号を、第2の受信機に結合された第2の電子デバイスから前記無線周波数範囲内の第2の周波数の第2の制御信号を、受信するように構成された通信コンポーネントであって、前記第1の制御信号は、前記第1の電子デバイスの位置を識別するのに使用される情報を含み、前記第2の制御信号は、前記第2の電子デバイスの位置を識別するのに使用される情報を含む、通信コンポーネントと、
前記通信コンポーネントに、および、前記複数のアンテナを制御するための回路に動作可能に結合された制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記第1の電子デバイスの位置、および前記第2の電子デバイスの位置に基づいて、(i)前記第1の電子デバイスに前記送信機の、複数のアンテナのうちの全てのアンテナより少ない数の第1のグループのアンテナを、および、(ii)前記第2の電子デバイスに前記送信機の、複数のアンテナのうちの全てのアンテナより少ない数の第2のグループのアンテナを、割り当てし、前記第1のグループのアンテナおよび前記第2のグループのアンテナは別個であり、
第1の制御信号に基づいて、方向、位相、利得、および振幅を含む第1の組の波形特徴であって、前記第1の電子デバイスに前記無線周波数範囲内の第3の周波数の電力伝送信号を送信するための第1の組の波形特徴と、第2の制御信号に基づいて、方向、位相、利得、および振幅を含む第2の組の波形特徴であって、前記第2の電子デバイスに前記無線周波数範囲内の第4の周波数の電力伝送信号を送信するための第2の組の波形特徴とを決定し、前記第1の周波数は前記第3の周波数と異なっており、
複数のアンテナの前記第1のグループのアンテナを介し、前記第1の組の波形特徴を使用して、前記第1の電子デバイスの前記位置に第1の電力伝送信号を、および、複数のアンテナの前記第2のグループのアンテナを介し、前記第2の組の波形特徴を使用して、前記第2の電子デバイスの前記位置に第2の電力伝送信号を送信する
ように構成され、
前記第1の電力伝送信号のそれぞれは、前記第1の電力伝送信号の少なくとも1つの他の信号と、前記第1の電子デバイスの位置において強め合うように干渉し、
前記第2の電力伝送信号のそれぞれは、前記第2の電力伝送信号の少なくとも1つの他の信号と、前記第2の電子デバイスの位置において強め合うように干渉し、
前記無線周波数範囲は、900MHzおよび5.8GHzの間にわたる送信機。
Transmitter for wireless power transfer, located in the housing,
With multiple antennas configured to transmit power transfer signals,
The first control signal of the first frequency within the radio frequency range from the first electronic device coupled to the first receiver, and the radio frequency from the second electronic device coupled to the second receiver. A communication component configured to receive a second control signal of a second frequency within range, said first control signal used to identify the location of said first electronic device. The second control signal contains information that is used to identify the location of the second electronic device.
The communication component and a control device operably coupled to a circuit for controlling the plurality of antennas.
The control device is
Based on the position of the first electronic device and the position of the second electronic device, (i) the number of antennas of the transmitter to the first electronic device is smaller than that of all the antennas of the plurality of antennas. The first group of antennas and (ii) the second group of antennas, which is less than all of the antennas of the transmitter of the transmitter, are assigned to the second electronic device. The antennas of the first group and the antennas of the second group are separate and
Based on the first control signal, direction, phase, gain, and a first set of waveform features including amplitude, power of a third frequency within the radio frequency range to said first electronic device a first set of waveform characteristics for transmitting the transmission signal, based on the second control signal, direction, phase, gain, and a second set of waveform characteristics including the amplitude, the first determining a second set of waveform characteristics for transmitting a fourth power transmission signal frequency within the radio frequency range to a second electronic device, said first frequency is different from the third frequency And
Via a plurality of antennas of the first group of antennas, by using the waveform feature of the first set, the first power transmission signal to the position of the first electronic device, and a plurality of through the antenna of the second group of antennas, by using the waveform feature of the second set, the second power transmission signal is adapted to transmit to said position of said second electronic device,
Each of the first power transfer signals interferes strongly with at least one other signal of the first power transfer signal at the position of the first electronic device.
Each of the second power transfer signals interferes strongly with at least one other signal of the second power transfer signal at the position of the second electronic device .
The radio frequency range is a transmitter between 900 MHz and 5.8 GHz.
前記送信機は、
前記第1のグループのアンテナおよび前記第2のグループのアンテナによりそれぞれ、前記第1の電力伝送信号および前記第2の電力伝送信号を実質的に同時に送信すること、または、
前記第1のグループの複数のアンテナおよび前記第2のグループの複数のアンテナにより、電力伝送信号を実質的に交互に送信すること
を行うように更に構成される、請求項12に記載の送信機。
The transmitter
The first group of antennas and the second group of antennas transmit the first power transmission signal and the second power transmission signal substantially simultaneously, respectively, or
12. The transmitter according to claim 12 , further configured to transmit power transmission signals substantially alternately by the plurality of antennas of the first group and the plurality of antennas of the second group. ..
前記送信機は、
前記第2の制御信号を、前記第1の制御信号の後に受信することと、
前記第1のグループのアンテナが前記第1の電子デバイスに割り当てられた後に、前記第2のグループのアンテナを前記第2の電子デバイスに割り当てることと、
を行うように更に構成される、請求項13に記載の送信機。
The transmitter
Receiving the second control signal after the first control signal and
After the antenna of the first group is assigned to the first electronic device, the antenna of the second group is assigned to the second electronic device.
13. The transmitter according to claim 13, further configured to perform the above.
前記送信機は、
前記第1の受信機に、前記第1のグループの複数のアンテナのうちの第1のアンテナから前記第1の電子デバイスの前記位置まで第1の波形特徴を使用して第1の電力伝送信号を送信することと、
前記第1の受信機から、前記第1の電力伝送信号に基づく第1の電圧レベルデータを受信することと、
前記第1の受信機に、前記第1のグループの複数のアンテナのうちの前記第1のアンテナから前記第1の電子デバイスの前記位置まで第2の波形特徴を使用して第2の電力伝送信号を送信することと、
前記第1の受信機から、前記第2の電力伝送信号に基づく第2の電圧レベルデータを受信することと、
前記第1の電圧レベルデータおよび前記第2の電圧レベルデータの比較に基づいて、前記第1の電子デバイスの前記位置まで電力伝送信号を送信するための前記第1の組の波形特徴において、前記第1の波形特徴または前記第2の波形特徴のいずれを使用するかを決定することと、
を行うように更に構成される、請求項12に記載の送信機。
The transmitter
A first power transfer signal to the first receiver using the first waveform feature from the first antenna of the plurality of antennas in the first group to the position of the first electronic device. To send and
Receiving the first voltage level data based on the first power transmission signal from the first receiver, and
Second power transmission to the first receiver using the second waveform feature from the first antenna of the plurality of antennas in the first group to the position of the first electronic device. Sending a signal and
Receiving the second voltage level data based on the second power transmission signal from the first receiver, and
Based on the comparison of the first voltage level data and said second voltage level data, in the first set of waveform characteristics for transmitting power transmission signal to the position of the first electronic device, Determining whether to use the first waveform feature or the second waveform feature.
12. The transmitter according to claim 12, further configured to perform the above.
前記送信機は、
前記第2の受信機に、前記第2のグループの複数のアンテナの第1のアンテナから前記第2の電子デバイスの前記位置まで第3の波形特徴を使用して第3の電力伝送信号を送信することと、
前記第2の受信機から、前記第3の電力伝送信号に基づく第3の電圧レベルデータを受信することと、
前記第1の受信機に、前記第2のグループの複数のアンテナの第1のアンテナから前記第2の電子デバイスの前記位置まで第4の波形特徴を使用して第4の電力伝送信号を送信することと、
前記第1の受信機から、前記第4の電力伝送信号に基づく第4の電圧レベルデータを受信することと、
前記第3の電圧レベルデータおよび前記第4の電圧レベルデータの比較に基づいて、前記第2の電子デバイスの前記位置まで電力伝送信号を送信するための前記第2の組の波形特徴において、前記第3の波形特徴または前記第4の波形特徴のいずれを使用するかを決定することと、
を行うように更に構成される、請求項15に記載の送信機。
The transmitter
A third power transmission signal is transmitted to the second receiver using the third waveform feature from the first antenna of the plurality of antennas in the second group to the position of the second electronic device. To do and
Receiving the third voltage level data based on the third power transmission signal from the second receiver, and
A fourth power transmission signal is transmitted to the first receiver using the fourth waveform feature from the first antenna of the plurality of antennas in the second group to the position of the second electronic device. To do and
Receiving the fourth voltage level data based on the fourth power transmission signal from the first receiver, and
Based on the comparison of the third voltage level data and said fourth voltage level data, in the second set of waveform characteristics for transmitting power transmission signal to said position of said second electronic device, Determining whether to use the third waveform feature or the fourth waveform feature.
15. The transmitter according to claim 15, further configured to perform the above.
前記送信機は、
前記第1の電圧レベルデータの、第2の電圧データに対する比較が、前記第1の電力伝送信号からの前記第1の電子デバイスに伝送された電力量が、前記第2の電力伝送信号からの前記第1の電子デバイスに伝送された電力レベルに比較して、より大きいことを示す場合、前記第1の波形特徴を前記第1の組の波形特徴において使用することと、
前記第3の電圧レベルデータの、第4の電圧データに対する比較が、前記第3の電力伝送信号からの前記第2の電子デバイスに伝送された電力量が、前記第4の電力伝送信号からの前記第2の電子デバイスに伝送された電力レベルに比較して、より大きいことを示す場合、前記第3の波形特徴を前記第2の組の波形特徴において使用することと、
を行うように更に構成される、請求項16に記載の送信機。
The transmitter
A comparison of the first voltage level data with respect to the second voltage data shows that the amount of power transmitted from the first power transmission signal to the first electronic device is from the second power transmission signal. compared to the power level transmitted to the first electronic device, indicating the greater, and using said first waveform feature in said first set of waveform characteristics,
A comparison of the third voltage level data with respect to the fourth voltage data shows that the amount of power transmitted from the third power transmission signal to the second electronic device is from the fourth power transmission signal. and it was compared to the power level transmitted to the second electronic device, used in more cases indicate that large, the third of the waveform feature second set of waveform characteristics,
16. The transmitter according to claim 16, further configured to do so.
前記通信コンポーネントは、Bluetooth(登録商標)、Bluetooth(登録商標)低エネルギー、Wi−Fi、周波数変調(FM)無線、近距離通信(NFC)、およびZigBee(登録商標)を含む群から選択されるワイヤレス通信プロトコルを使用して、前記第1および第2の制御信号を受信する、請求項12に記載の送信機。 The communication component is selected from the group including Bluetooth®, Bluetooth® low energy, Wi-Fi, frequency modulation (FM) radio, near field communication (NFC), and ZigBee®. The transmitter according to claim 12 , wherein the first and second control signals are received using a wireless communication protocol. 前記第1の電子デバイスの位置を識別するのに使用される情報と、前記第2の電子デバイスを識別するのに使用される情報との両方は、受信信号強度測定値(RSSI)を含む、請求項12に記載の送信機。 Both the information used to identify the location of the first electronic device and the information used to identify the second electronic device include a received signal strength measurement (RSSI). The transmitter according to claim 12. 前記送信機の制御装置は、前記通信コンポーネントに、および、前記複数のアンテナを制御するための回路に動作可能に結合されたマイクロプロセッサを含む、請求項12に記載の送信機。 12. The transmitter according to claim 12 , wherein the transmitter control device comprises a microprocessor operably coupled to the communication component and to a circuit for controlling the plurality of antennas. 前記複数のアンテナは、平面アンテナ、パッチアンテナまたはダイポールアンテナである、請求項12に記載の送信機。 The transmitter according to claim 12 , wherein the plurality of antennas are a planar antenna, a patch antenna, or a dipole antenna. 前記複数のアンテナは、垂直偏波、水平偏波、円偏波、左偏波、または右偏波である、請求項12に記載の送信機。 The transmitter according to claim 12 , wherein the plurality of antennas are vertically polarized, horizontally polarized, circularly polarized, left-polarized, or right-polarized. ハウジングに配置された、通信コンポーネント、複数のアンテナ、および制御装置を含む送信機の1または複数のプロセッサによって実行するために構成された1または複数のプログラムを記憶する一時的でないコンピュータ読取可能媒体であって、
前記1または複数のプログラムは、1または複数のプロセッサによって実行された場合、前記送信機に、ステップを行わせる命令を有し、
前記ステップは、
前記通信コンポーネントを介し、第1の受信機に結合された第1の電子デバイスから無線周波数範囲内の第1の周波数の第1の制御信号を、および、前記通信コンポーネントを介し、第2の受信機に結合された第2の電子デバイスから前記無線周波数範囲内の第2の周波数の第2の制御信号を、受信することであって、前記第1の制御信号は、前記第1の電子デバイスの位置を識別するのに使用される情報を含み、前記第2の制御信号は、前記第2の電子デバイスの位置を識別するのに使用される情報を含む、受信することと、
前記送信機の前記制御装置によって、前記第1の電子デバイスの位置、および前記第2の電子デバイスの位置に基づいて、(i)前記第1の電子デバイスに前記送信機の、複数のアンテナのうちの全てのアンテナより少ない数の第1のグループのアンテナを、および、(ii)前記第2の電子デバイスに前記送信機の、複数のアンテナのうちの全てのアンテナより少ない数の第2のグループのアンテナを、割り当てし、前記第1のグループのアンテナおよび前記第2のグループのアンテナは別個であることと、
前記送信機の前記制御装置によって、第1の制御信号に基づいて、方向、位相、利得、および振幅を含む第1の組の波形特徴であって、前記第1の電子デバイスに前記無線周波数範囲内の第3の周波数の電力伝送信号を送信するための第1の組の波形特徴と、第2の制御信号に基づいて、方向、位相、利得、および振幅を含む第2の組の波形特徴であって、前記第2の電子デバイスに前記無線周波数範囲内の第4の周波数の電力伝送信号を送信するための第2の組の波形特徴と、を決定し、前記第1の周波数は前記第3の周波数と異なっていることと、
複数のアンテナの前記第1のグループのアンテナを介し、前記第1の組の波形特徴を使用して、前記第1の電子デバイスの前記位置に第1の電力伝送信号を、複数のアンテナの前記第2のグループのアンテナを介し、前記第2の組の波形特徴を使用して、前記第2の電子デバイスの前記位置に第2の電力伝送信号を、送信することと
を含み、
前記第1の電力伝送信号のそれぞれは、前記第1の電力伝送信号の少なくとも1つの他の信号と、前記第1の電子デバイスの位置において強め合うように干渉し、
前記第2の電力伝送信号のそれぞれは、前記第2の電力伝送信号の少なくとも1つの他の信号と、前記第2の電子デバイスの位置において強め合うように干渉し、
前記無線周波数範囲は、900MHzおよび5.8GHzの間にわたる一時的でないコンピュータ読取可能媒体。
A non-temporary computer-readable medium that stores one or more programs configured to be executed by one or more processors of a transmitter, including communication components, multiple antennas, and controls, located in a housing. There,
The one or more programs, when executed by one or more processors, have instructions that cause the transmitter to perform a step.
The step is
The first control signal of the first frequency within the radio frequency range from the first electronic device coupled to the first receiver via the communication component, and the second reception via the communication component. The second control signal of the second frequency within the radio frequency range is received from the second electronic device coupled to the machine, and the first control signal is the first electronic device. The second control signal contains information used to identify the position of the second electronic device, and includes information used to identify the position of the second electronic device.
Based on the position of the first electronic device and the position of the second electronic device by the control device of the transmitter, (i) the first electronic device is attached to the plurality of antennas of the transmitter. A smaller number of antennas in the first group than all of our antennas, and (ii) a second group of antennas in said second electronic device with a smaller number of antennas than all of the antennas of the transmitter. The antennas of the group are assigned, and the antenna of the first group and the antenna of the second group are separate.
By the control device of the transmitter, based on the first control signal, direction, phase, gain, and a first set of waveform characteristics including the amplitude, the radio frequency to the first electronic device a first set of waveform characteristics for transmitting the third power transmission signal frequencies in the range, based on the second control signal, direction, phase, gain, and the second set comprising the amplitude a waveform feature, the fourth of the second set of waveform characteristics for transmitting power transmission signal frequency within the radio frequency range to said second electronic device, to determine, first The frequency of is different from the third frequency,
Via a plurality of antennas of the first group of antennas, by using the waveform feature of the first set, the first power transmission signal to the position of the first electronic device, the plurality of antennas through the antenna of the second group, using the waveform feature of the second set, the second power transmission signal to the position of the second electronic device, and a transmitting,
Each of the first power transfer signals interferes strongly with at least one other signal of the first power transfer signal at the position of the first electronic device.
Each of the second power transfer signals interferes strongly with at least one other signal of the second power transfer signal at the position of the second electronic device .
The radio frequency range is a non-transient computer readable medium between 900 MHz and 5.8 GHz.
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