JP7274533B2 - System and method for wireless power transfer - Google Patents

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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 to related applications
[0001] This application is a continuation-in-part of U.S. Nonprovisional Patent Application Serial No. 13/891,430, entitled "Methodology For Pocket-Forming," filed May 10, 2013 and filed May 10, 2012. U.S. Provisional Patent Application No. 61/720,798, entitled "Scalable Antenna Assemblies For Power Transmission," filed May 31, 2012; No. 61/668,799 and U.S. Provisional Patent Application No. 61/677,706, entitled "Transmitters For Wireless Power Transmission," filed Jul. 31, 2012. their entire contents are incorporated herein by reference in their entireties.

[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 continuation-in-part of U.S. nonprovisional patent application Ser. The contents are hereby incorporated 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 continuation-in-part of U.S. nonprovisional patent application Ser. The entire contents are hereby incorporated by reference in their 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 continuation-in-part of U.S. nonprovisional patent application Ser. U.S. Provisional Patent Application No. 61/720,798, entitled "Scalable Antenna Assemblies For Power Transmission," filed May 31, 2012; No. 61/668,799 and U.S. Provisional Patent Application No. 61/677,706, filed Jul. 31, 2012, entitled "Transmitters For Wireless Power Transmission." their entire contents are incorporated herein by reference in their entireties.

[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 continuation-in-part of U.S. non-provisional patent application Ser. U.S. Provisional Patent Application No. 61/720,798, entitled "Scalable Antenna Assemblies For Power Transmission," filed May 31, 2012; No. 61/668,799 and U.S. Provisional Patent Application No. 61/677,706, filed Jul. 31, 2012, entitled "Transmitters For Wireless Power Transmission." their entire contents 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 continuation-in-part of U.S. non-provisional patent application Ser. The contents are hereby incorporated 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 continuation-in-part of U.S. Nonprovisional Patent Application No. 14/286,243, entitled "Enhanced Transmitter for Wireless Power Transmission," filed May 23, 2014 and 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 is filed December 7, 2014 in U.S. Nonprovisional Patent Application No. 14/583,625, entitled "Receivers for Wireless Power Transmission," filed December 7, 2014. U.S. Nonprovisional Patent Application No. 14/583,630, entitled "Methodology for Pocket-Forming," U.S. Nonprovisional Patent Application No. 14/583, entitled "Transmitters for Wireless Power Transmission," filed December 7, 2014; , 634, U.S. nonprovisional patent application Ser. U.S. Nonprovisional Patent Application No. 14/583,641 entitled "Transmission with Selective Range"; , 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] This disclosure relates generally to wireless power transfer.

[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 smart phones, tablets, notebooks and other electronic devices have become a daily necessity 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. Accordingly, users frequently need to plug devices into power sources to recharge such devices. This may require that the electronic device must be charged at least once a day, or more than once a day for high demand electronic devices.

[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 take a long time and can be burdensome to the user. For example, a user may be required to carry a charger if their electronic device is running out of power. Additionally, the user must find an available power source to connect to. Finally, users must plug into a wall or other power source to be able to charge their electronic devices. 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。 [0012] Current solutions to this problem may include devices with rechargeable batteries. On the other hand, the above-described approach requires the user to carry additional batteries and also ensures that an additional set of batteries are charged. Solar-powered rechargeable batteries are also known, but solar cells are expensive and a large array of solar cells may be required to charge any large capacity battery. Other approaches include mats or pads that allow devices to be charged without physically connecting the device's plug to an electrical outlet by using electromagnetic signals. In this case, the device still needs to be placed in a fixed location for a period of time in order to be charged. Assuming single-source power transmission of electromagnetic (EM) signals, the EM signal power decreases over a distance r by a factor proportional to 1/ r2 , in other words, it decays proportionally to the square of the distance. Thus, the power received at long distances from the EM transmitter is a small fraction of the transmitted power. To increase the power of the received signal, the transmit power must be increased. Assuming that the transmitted signal is effectively received at 3 centimeters from the EM transmitter, receiving the same signal power over an effective distance of 3 meters would increase the transmitted power by a factor of 10,000. need. Such power transmission is wasted because most of the energy that is transmitted is not received by the intended device, can be dangerous to living tissue, and interferes with most electronic devices in close proximity. 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。 [0013] Still other approaches, such as directional power transfer, typically require knowing the location of the device so as to be able to direct the signal in the correct direction in order to increase power transfer efficiency. However, even if the device is located, effective transmission is not guaranteed due to reflections and interference of objects in or near the receiving device's path. Additionally, 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] Embodiments described herein comprise a transmitter that transmits a power transmission signal (eg, a radio frequency (RF) signal wave) to create a three-dimensional energy pocket. At least one receiver can be connected to or integrated with the electronic device to receive power from the energy pocket. A transmitter can locate at least one receiver in three-dimensional space using a communication medium (eg, Bluetooth® technology). A transmitter generates a waveform such that an energy pocket is created around each of the at least one receiver. The transmitter uses algorithms to direct, focus, and control the waveform in three dimensions. A receiver can convert a transmitted signal (eg, an RF signal) into electricity for powering an electronic device and/or charging a battery. Accordingly, embodiments for wireless power transfer can enable multiple power devices to be powered and charged without wires.

[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, a method for wireless power transfer comprises receiving, by a transmitter, a first communication signal from a first electronic device coupled to a first receiver, comprising: the first communication signal including a location associated with the first electronic device; assigning, by the transmitter, a plurality of antennas to the first electronic device; , transmitting a first power transmission signal at a first phase from a first antenna of the plurality of antennas to a location of a first electronic device; and transmitting, by the transmitter, to a first receiver a second power transmission signal at a second phase from the first antenna to the location of the first electronic device. receiving, by a transmitter, voltage level data based on a second power transmission signal from a receiver; and, by a transmitter, from a second electronic device coupled to the second receiver receiving a second communication signal, the second communication signal including a second location associated with the second electronic device; and a second group; and assigning, by the transmitter, the first group of the plurality of antennas to the first electronic device and the second group of the plurality of antennas to the second electronic device. can include

[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 a first communication signal from a first electronic device coupled to the first receiver, the first communication signal is a first assigning a plurality of antennas to the first electronic device; and providing a first receiver with a position associated with the electronic device from the first of the plurality of antennas to the first electronic device transmitting a first power transmission signal at a first phase to a position of; receiving from a first receiver voltage level data based on the first power transmission signal; , transmitting a second power transmission signal at a second phase from the first antenna to a location of the first electronic device; and receiving from a receiver voltage level data based on the second power transmission signal. and receiving a second communication signal from a second electronic device coupled to the second receiver, the second communication signal being at a second location associated with the second electronic device dividing the plurality of antennas into a first group and a second group; assigning the first group of the plurality of antennas to the first electronic device; assigning the second group of the plurality of antennas to the first electronic device; 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。 [0017] Additional features and advantages of embodiments will be set forth in, and in part will be apparent from, the following description. The objectives and other advantages of the invention will be realized and attained by the structure particularly pointed out in the written description and claims hereof as well as the appended 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。 [0018] It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. 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 described by way of example with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings are schematic and are not intended to be drawn to scale. Unless otherwise indicated as representing background art, 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] Fig. 2 illustrates a system overview according to an exemplary embodiment; [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] FIG. 4 illustrates steps for wireless power transfer according to an exemplary embodiment. [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] Fig. 2 illustrates an architecture for wireless power transfer according to an exemplary embodiment; [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] Fig. 4 illustrates components of a system for wireless power transfer using a pocket forming procedure, according to an exemplary embodiment; [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] Fig. 3 illustrates powering a plurality of receiver devices, according to an exemplary embodiment; [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] FIG. 4 shows waveforms for wireless power transfer with selective range that can be combined into a single waveform. [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] FIG. 4 shows waveforms for wireless power transfer with selective range that can be combined into a single waveform. [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] Fig. 4 illustrates wireless power transfer with selective range that can generate multiple pockets of energy along different radii from the 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] Fig. 4 illustrates wireless power transfer with selective range that can generate multiple pockets of energy along different radii from the 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] FIG. 4 depicts a diagram of an architecture for wireless charging a client computing platform, according to an illustrative 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。1 illustrates a diagram of an architecture for wireless charging a client computing platform, according to an exemplary embodiment; FIG. [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] FIG. 4 illustrates wireless power transfer with multi-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] Fig. 3 illustrates multiple adaptive pocket formation, according to an exemplary embodiment; [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] FIG. 4 depicts a diagram of a system architecture for wireless charging of client devices, according to an exemplary embodiment. [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] FIG. 4 illustrates a method for locating a receiver using antenna elements, according to an exemplary embodiment. [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] Fig. 4 illustrates an array subset configuration according to an exemplary embodiment; [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] Fig. 4 illustrates an array subset configuration according to an exemplary embodiment; [0036]例示的な実施形態による平坦な送信機を示す。[0036] Fig. 3 illustrates a planar transmitter according to an exemplary embodiment; [0037]例示的な実施形態による送信機を示す。[0037] Fig. 3 illustrates a transmitter according to an exemplary embodiment; [0038]例示的な実施形態によるボックス型送信機を示す。[0038] Fig. 4 illustrates a box transmitter according to an exemplary embodiment; [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] FIG. 7 depicts a diagram of an architecture for incorporating transmitters into different devices, according to an exemplary embodiment. [0040]例示的な実施形態による送信機構成を示す。[0040] Fig. 4 illustrates a transmitter configuration according to an exemplary embodiment; [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] Fig. 4 illustrates multiple rectifiers connected in parallel to antenna elements, according to an exemplary embodiment. [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] Fig. 4 illustrates multiple antenna elements connected in parallel to a rectifier, according to an exemplary embodiment; [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] Fig. 4 illustrates the output of multiple antenna elements combined and connected to parallel rectifiers according to an exemplary embodiment; [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] Fig. 4 illustrates 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] Fig. 2 illustrates a device with 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] Fig. 3 illustrates a battery with an embedded 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] Fig. 2 illustrates external hardware that may be attached to the device, according to an illustrative 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] Fig. 2 shows 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] Fig. 3 illustrates hardware in the form of 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] Fig. 2 shows internal hardware according to an exemplary embodiment; [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] Fig. 10 illustrates a portable transmitter having a power plug that allows the portable wireless transmitter to connect 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] Fig. 10 illustrates a transmitter with multiple power plugs connecting the 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] Fig. 10 illustrates a wireless power transfer system in which the transmitter may include a button capable of producing at least one energy pocket upon activation, according to an exemplary embodiment; [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] FIG. 4 illustrates a block diagram of an enhanced wireless power transmitter that can be used for wireless power transfer, according to an embodiment. [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] Fig. 4 illustrates a transmitter arrangement of antenna elements that can be coupled to a dedicated receive radio frequency integrated circuit (RFIC), according to an embodiment. [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] FIG. 4 illustrates a block diagram of a dedicated receive RFIC in an enhanced wireless power transmitter, according to an embodiment. [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] FIG. 7 illustrates a component level embodiment for a wireless power system including 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] Fig. 3 illustrates a wireless power system including 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。[0059] Fig. 10 illustrates a wireless power system with two transmitters plugged into lighting sockets in two different rooms, according to an exemplary embodiment; [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] Fig. 3 shows internal hardware used as a receiver and built into 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] FIG. 4 depicts 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] FIG. 7 illustrates a power conversion process that may be implemented 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] FIG. 4 depicts a system architecture diagram, according to an exemplary embodiment. [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] FIG. 4 illustrates an exemplary embodiment of a wireless power network including a transmitter and a wireless receiver, according to an exemplary embodiment; [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] Fig. 2 illustrates a wireless power transfer system network according to an embodiment; [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] Fig. 2 depicts a wireless power transfer system architecture according to an exemplary embodiment; [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] Fig. 2 illustrates an exemplary computing device on which one or more embodiments of implementations 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] FIG. 7 illustrates a wireless energy transmission system for transmitting wireless energy using adaptive 3D pocketing 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] Fig. 4 depicts a flow chart of a pairing process, according to an exemplary embodiment. [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] FIG. 7 depicts a flowchart of an unpairing process, according to an exemplary embodiment. [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] Fig. 4 depicts a tracking and positioning flow chart, according to an exemplary embodiment. [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] FIG. 7 illustrates 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] FIG. 7 illustrates 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] FIG. 7 depicts a flowchart of a charge request process, according to an exemplary embodiment. [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] FIG. 7 illustrates an exemplary routine that can be utilized by a microcontroller from a transmitter to authenticate a device requiring 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] FIG. 7 illustrates an exemplary routine that can be utilized by a microcontroller from a transmitter to deliver power to a device previously authenticated within the routine, according to an embodiment. [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] Fig. 10 illustrates a transmitter that creates at least one energy pocket on a portable mat that can further redirect power to other receiving devices, according to an exemplary embodiment; [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] Figure 10 illustrates a wireless power transfer system including a tracer that can serve to establish a desired location for generating an energy pocket on at least one receiving device, according to an exemplary embodiment; [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] Fig. 10 illustrates wireless power transfer including a tracer that can serve to establish a desired position for generating an energy pocket on at least one receiving device, according to an exemplary embodiment; [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] FIG. 7 illustrates wireless power transfer including tracers that can serve to establish desired locations for generating energy pockets on multiple receiving devices, according to an exemplary embodiment. [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] FIG. 4 depicts a flow chart illustrating a method for automatically allocating subsets of an antenna array 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] Exemplary routines 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 exemplary embodiments shows a flow chart of [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] FIG. 7 depicts a flowchart of a process for powering multiple client devices using a time division multiplexing (TDM) method in a wireless power transfer system, according to an embodiment. [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] FIG. 7 depicts a flowchart of a process for adjusting the number of antennas assigned to a wireless power receiver such that power transfer from the wireless power transmitter to the receiver is balanced, according to an exemplary embodiment. [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] FIG. 4 depicts a block diagram of a transmitter that can be utilized 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] FIG. 4 illustrates an exemplary diagram of a flat panel antenna array that can be used in a transmitter, according to an exemplary embodiment. [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] Fig. 10 shows 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] Figure 10 illustrates a paired array in which the top half of the antenna elements can operate at 5.8 GHz and the bottom half can operate at 2.4 GHz, according to an exemplary embodiment; [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] FIG. 10 illustrates a quad array in which each antenna element can be virtually split to avoid power loss during wireless power transfer, according to an exemplary embodiment. [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] FIG. 10 depicts a chart depicting an exemplary distribution of communication channels over time utilizing 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] FIG. 7 illustrates a diagram of exemplary potential interactions between a wireless power receiver and a wireless power transmitter, 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] FIG. 7 illustrates a diagram of exemplary potential interactions of a wireless power receiver and a wireless power transmitter that may be part of a wireless power transfer system architecture, according to an exemplary embodiment. [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] FIG. 4 depicts a flow diagram that generally 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] FIG. 4 depicts a flow diagram that generally illustrates an example method for monitoring wireless power transmitted to a device, according to an example 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] FIG. 7 depicts a flowchart of a method for monitoring battery performance in a wireless power transfer system, according to an exemplary embodiment. [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] FIG. 7 depicts a sequence diagram of a method for monitoring battery performance, according to an exemplary embodiment. [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] FIG. 7 depicts 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] The present disclosure will now be described in detail with reference to embodiments illustrated in the drawings forming a part hereof. Other embodiments may be used and/or other changes may be made without departing from the spirit or scope of the present disclosure. The illustrative embodiments described in the detailed description are not intended to limit the subject matter presented herein. Moreover, the embodiments described herein can be combined to form further embodiments 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] Reference will now be made to the exemplary embodiments illustrated in the drawings, and specific language will be used herein to describe these embodiments. It will nevertheless be understood that no limitation of the scope of the invention is thereby intended. Variations and further modifications of the inventive features disclosed herein, and further applications of the inventive principles disclosed herein, will occur to persons skilled in the relevant art having the present disclosure as are considered 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 TransferA. Components of a system embodiment
[0100] FIG. 1 shows a system 100 for wireless power transfer by forming an energy pocket 104. FIG. System 100 may comprise transmitter 101 , receiver 103 , client device 105 and pocket detector 107 . Transmitter 101 can transmit a power transmission signal that includes power transmission waves that can be captured by receiver 103 . The receiver 103 includes antennas, antenna elements and other circuitry (detailed below) that can convert the captured waves into a usable source of electrical energy on behalf of the client device 105 associated with the receiver 103. described). In some embodiments, the transmitter 101 controls the power transmission in one or more trajectories by manipulating the phase, gain and/or other waveform characteristics of the power transmission wave and/or by selecting different transmit antennas. , can transmit a power transmission signal created from the power transmission wave. In such embodiments, the transmitter 101 can manipulate the trajectory of the power transmission signal such that the underlying power transmission waves converge at some location in space, resulting in certain forms of interference. occurs. One type of interference produced when the power-transmitting waves converge, "constructive interference," is due to the convergence of the power-transmitting waves such that they join together and reinforce the energy concentrated at that location. The resulting energy field. This is in contrast to interference, called "destructive interference", where the power carrying waves combine together to subtract from each other, attenuating the energy concentrated at that location. The accumulation of sufficient energy in constructive interference can establish an energy field or "pocket of energy" 104 in which the antenna of the receiver 103 operates at the frequency of the power transmission signal. can be captured by these antennas, if so configured. Thus, the power-transmitting waves establish energy pockets 104 at locations in space where the receiver 103 can receive, harvest, and convert the power-transmitting waves into usable electrical energy, thereby associated with Electrical client devices 105 may be powered or charged. Detector 107 may be a device comprising receiver 103 capable of generating a notification or alert in response to receiving the power transmission signal. By way of example, a user searching for the optimal placement of receiver 103 to charge the user's client device 105 may use detector 107 with LED light 108, which LED light 108 Brightness can be increased when 107 captures the power transfer 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. Transmitter
[0101] Transmitter 101 may transmit or broadcast a power transfer signal to receiver 103 associated with device 105. For example, as shown in FIG. Although some of the embodiments described below describe the power transmission signal as radio frequency (RF) waves, the power transmission signal can be propagated through space and the electrical energy source 103 It should be understood that it can be any physical medium capable of being transformed. Transmitter 101 may transmit the power transfer signal as a single beam directed to receiver 103 . In some cases, one or more transmitters 101 can transmit multiple power transmission signals that propagate in multiple directions and are polarized to clear physical obstacles (e.g., walls). can be done. Multiple power transmission signals can converge at a location in three-dimensional space to form an energy pocket 104 . A receiver 103 within the boundaries of the energy pocket 104 can capture the power transmission signal and convert it into a usable energy source. Transmitter 101 can control pocket formation based on phase and/or relative amplitude adjustments of the power transmission signal to form a constructive 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 electrical power. . Non-limiting example transmission techniques for energy that can be converted into electrical power by the receiving device include ultrasonic waves, microwaves, resonant and induced magnetic fields, laser light, infrared, or other forms of electromagnetic energy. can contain. In the case of ultrasound, for example, one or more transducer elements can be arranged to form a transducer array that transmits ultrasound waves towards a receiving device, which receives the ultrasound waves, Converts ultrasonic waves into electric power. In the case of resonant and induced magnetic fields, a magnetic field is produced in the transmitter coil and converted into electrical power by the receiver coil. Further, although exemplary transmitter 101 is shown as a single unit potentially containing multiple transmitters (transmit arrays), RF transmission of power and other power transmissions described in this paragraph For both methods, the transmit array may include multiple transmitters physically spread around space rather than a compact 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 whose antennas are used to transmit power transmission signals. Each antenna transmits a power transmission wave, where the transmitter applies different phases and amplitudes to the signals transmitted from different antennas. Similar to forming an energy pocket, a transmitter can form a phased array of delayed versions of the signal to be transmitted, then apply different amplitudes to the delayed version of the signal, and then apply an appropriate Send the signal from the antenna. For sinusoidal waveforms such as RF signals, ultrasound, microwaves, etc., delaying a 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
Energy pockets 104 may form at locations of constructive interference patterns of power transmission signals transmitted by transmitter 101 . The energy pocket 104 can appear as a three-dimensional field that can take in energy by the receiver 103 located within the energy pocket 104 . The energy pocket 104 generated by the transmitter 101 during pocket formation is taken up by the receiver 103 and converted into electrical charge, which is then associated with the receiver 103 (e.g. laptop computer, smart phone, rechargeable battery). It can be provided to the client device 105 . In some embodiments, there may be multiple transmitters 101 and/or multiple receivers 103 powering various client devices 105 . In some embodiments, adaptive pocketing can adjust power transmission signal transmission to adjust power levels and/or 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. Receiving machine
[0105] The receiver 103 can be used to power or charge the associated client device 105. As shown in FIG. Client device 105 may be an electrical device coupled to or integrated with receiver 103 . Receiver 103 may receive power transmission waves from one or more power transmission signals originating from one or more transmitters 101 . Receiver 103 may receive the power transmission signal as a single beam generated by transmitter 101 or receiver 103 may harvest the power transmission wave from energy pocket 104 . This can be a three-dimensional field in space resulting from the convergence of multiple power transmission waves generated by one or more transmitters 101 . Receiver 103 may include an array of antennas 112 configured to receive power transmission waves from the power transmission signals and harvest energy from the power transmission signals in a single beam or energy pocket 104 . Receiver 103 may include circuitry that, in turn, converts the energy of the power transmission signal (eg, radio frequency electromagnetic radiation) into electrical energy. A rectifier in the receiver 103 can convert electrical energy from AC to DC. Other types of adjustments can also be applied. For example, voltage regulation circuitry may increase or decrease the voltage of electrical energy as requested by client device 105 . The relay can then transfer electrical energy from receiver 103 to 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, receiver 103 may comprise a communication component that transmits control signals to transmitter 101 to exchange data in real time or near real time. The control signal may include status information about the client device 105, receiver 103 or power transmission signal. Status information can include, for example, current location information of device 105, amount of charge received, amount of charge used, and user account information, among other types of information. Additionally, in some applications, the receiver 103 may be integrated into the client device 105, including the rectifier that the receiver houses. In practice, receiver 103, wiring 111 and client device 105 may 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 the various antenna elements responsible for generating power transfer signals and/or controlling pocket formation. The control signal can be generated by receiver 103 or transmitter 101 using an external power supply (not shown) and a local oscillator chip (not shown), which in some cases is preferred to use piezoelectric material. can contain. The control signal may be RF waves 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 discussed in greater detail below, control signals can be used to convey information used to adjust power transmission signals between transmitter 101 and receiver 103, as well as status, efficiency, etc. , 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] Detector 107 may include hardware similar to receiver 103 that may enable detector 107 to receive power transmission signals originating from one or more transmitters 101. . Detector 107 can be used by a user to locate energy pocket 104 , thereby allowing the user to determine the preferred placement of receiver 103 . In some embodiments, detector 107 can include an indicator light 108 that indicates when the detector is positioned within energy pocket 104 . By way of example, in FIG. 1, detectors 107a, 107b are located within the energy pocket 104 generated by transmitter 101, whereby detectors 107a, 107b receive the power transmission signal of energy pocket 104. Due to this, the detectors 107a, 107b can be triggered to turn on their respective indicator lights 108, 108b, whereas the indicator of the third detector 107c located outside the energy pocket 104 Light 108c is turned off due to third detector 107c not receiving a power transfer signal from transmitter 101 . It should be appreciated that in alternative embodiments, detector functionality, such as indicator lights, 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 requires power from a battery. Non-limiting examples of client devices 105 include laptops, mobile phones, smart phones, tablets, music players, toys, batteries, flashlights, lamps, electronic watches, cameras, game consoles, among other types of electrical devices. It can include equipment, GPS devices, and wearable devices or so-called "wearables" (eg, fitness bracelets, pedometers, smartwatches).

[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 may be a separate physical device from the receiver 103a associated with the client device 105a. In such embodiments, client device 105a may be connected to the receiver via wiring 111 that conveys converted electrical energy from receiver 103a to 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 may be transported over 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 can be permanently integrated or removably coupled to the receiver 103b, thereby forming a single integrated product or unit. can. By way of example, a client device 105b has a built-in receiver 103a and can be placed in a sleeve that can be removably coupled to the power input of device 105b. This power input can typically be used to charge the battery of device 105b. In this example, device 105b can be separated from the receiver, but can remain within the sleeve regardless of whether device 105b requires charge or whether device 105b is being used. In another example, instead of having a battery to hold the charge for device 105b, device 105b is permanently integrated with device 105b to form an indistinct product, device or unit. An integrated receiver 105b can be provided that can be used. In this example, device 105b can rely almost entirely on integrated receiver 103b to generate electrical energy by harvesting energy pocket 104 . It will be appreciated by those skilled in the art that the connection between receiver 103 and client device 105 may be wired 111, or may be an electrical connection on a circuit board or integrated circuit, or even inductive or It should be clear that it could 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 illustrates the steps of wireless power transfer according to an embodiment of exemplary method 200. As shown in FIG.

[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 a first step 201, the transmitter (TX) establishes a connection or otherwise associates with the receiver (RX). That is, in some embodiments, the transmitter and receiver are connected to a wireless communication protocol (e.g., Bluetooth, Bluetooth Low Energy) capable of transmitting information between two processors of an electrical device. Energy (BLE), Wi-Fi, NFC, ZigBee (registered trademark)) can be used to communicate control data. For example, in embodiments implementing Bluetooth® or a variant of Bluetooth®, the transmitter can scan for advertisement signals that the receiver broadcasts, or the receiver can can be sent to the transmitter. The advertisement signal can inform the transmitter of the presence of the receiver and can trigger an association between the transmitter and the receiver. As described herein, in some embodiments, advertisement signals are used by various devices (e.g., transmitters, client devices, server computers, other receivers) to perform and manage pocket formation procedures. Information can be communicated that can be used to Information contained within the advertisement signal may include device identifiers (e.g., MAC address, IP address, UUID), voltage of electrical energy received, client device power consumption, and other types of data related to power transmission; can be done. The transmitter can use the transmitted advertisement signal to identify the receiver and, in some cases, to locate the receiver in two-dimensional or three-dimensional space. Once the transmitter identifies the receiver, the transmitter establishes a connection associated with the receiver at the transmitter, enabling the transmitter and receiver to communicate signals over the 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 a next step 203, the transmitter may use the advertisement signal to determine a set of power transfer signal characteristics for transmitting the power transfer signal and then establish an energy pocket. Non-limiting examples of characteristics of the power transmission signal can include phase, gain, amplitude, magnitude and direction, among others. Using information contained in the receiver's advertisement signal or subsequent control signals received from the receiver, the transmitter determines how to transmit the power transmission signal so that the receiver can receive the power transmission signal. You can decide to generate and send. In some cases, a transmitter may send a power transfer signal to establish an energy pocket from which the receiver can harvest power energy. In some embodiments, the transmitter determines the power required to establish the energy pocket based on information received from the receiver, such as the voltage of the electrical energy harvested by the receiver from the power transmission signal. A processor can be included that executes a software module capable of automatically identifying transmission signal characteristics. It should be appreciated that the functionality of the processor and software modules may also be implemented in an application specific integrated circuit (ASIC).

[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] Additionally or alternatively, in some embodiments, the advertisement signal or subsequent signals transmitted by the receiver over the second communication channel exhibit one or more power transfer signal characteristics. and then a transmitter can use these one or more power transfer signal characteristics to generate and transmit a power transfer signal to establish an energy pocket. For example, in some cases, the transmitter can automatically identify the phase and gain required to transmit the power transfer signal based on the location of the device and the type of device or receiver; In that case, the receiver can inform the transmitter of the phase and gain to effectively transmit 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 a next step 205, the transmitter, after determining the appropriate characteristics to use when transmitting the power transmission signal, begins transmitting the power transmission signal over a channel separate from the control signal. be able to. A power transfer signal can be transmitted to establish an energy pocket. Antenna elements of a transmitter can transmit power transmission signals such that the power transmission signals converge in two-dimensional or three-dimensional space around the receiver. The resulting field around the receiver forms an energy pocket into which the receiver can pick up electrical energy. One antenna element can be used to transmit power transmission signals and establish two-dimensional energy transmission, and in some cases a second or additional antenna element is used to establish a three-dimensional energy pocket. A power transfer signal can be sent for In some cases, multiple antenna elements may be used to transmit the power transfer signal to establish an energy pocket, and in some cases the multiple antennas may include all antennas at the transmitter. In some cases, the multiple antennas may include only one or more antennas at 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 may generate and transmit the power transfer signal according to the determined set of power transfer signal characteristics. This set can be generated and transmitted using an external power supply and a local oscillator chip containing piezoelectric material. The transmitter may include an RFIC that controls the generation and transmission of power transfer signals based on information related to power transfer and pocket formation received from the receiver. This control data can be communicated over 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 transmission signal as needed. Pocketing is accomplished by a transmitter that transmits power transmission signals to form a constructive interference pattern.

[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] When transmitting the power transmission signal during pocket formation, the antenna elements of the transmitter employ the concept of wave interference to detect certain power transmission signal characteristics (e.g., direction of transmission, phase of the power transmission signal wave). ) can be determined. Antenna elements can use the concept of constructive interference to create energy pockets, but they can also use the concept of destructive interference to create transmission 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, pocketing can be used to provide power to multiple receivers, which requires the transmitter to perform procedures for multiple pocketing. Sometimes. A transmitter with multiple antenna elements by automatically shaping the phase and gain of the transmitted signal wave for each of the transmitter's antenna elements tasked with transmitting power transmission signals to respective receivers. Multiple pocket formation can be achieved. Antenna elements of the transmitter can generate multiple wave paths for each power transfer signal to transmit the power transfer signal to respective antenna elements of the receiver, so that the transmitter can independently adjust phase and gain. can be calculated as

[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] Assume X and Y as an example of calculating phase/gain adjustments for two antenna elements of a transmitter transmitting two signals. where Y is X phase-shifted by 180° (Y=-X). At a physical location where the accumulated received waveform is XY, the receiver receives XY=X+X=2X, whereas at a physical location where the accumulated received waveform is X+Y, the receiver receives X+Y=X− Receive 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 a next step 207, the receiver may harvest or otherwise receive electrical energy from the power transmission signal in a single beam or energy pocket. The receiver may comprise a rectifier and an AC/DC converter, the rectifier and AC/DC converter may convert electrical energy from AC current to DC current, and the receiver rectifier may then: Power energy can be rectified resulting in usable electrical energy for a client device associated with a receiver such as a laptop computer, smart phone, battery, toy or other electrical device. The receiver can utilize the energy pocket created 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 a next step 209, the receiver may generate control data containing information indicative of the efficiency of a single beam or energy pocket providing the receiver power transmission signal. The receiver can then send a control signal containing the control data to the transmitter. The control signal is intermittent, depending on whether the transmitter and receiver are communicating synchronously (i.e., the transmitter expects to receive control data from the receiver). can be sent. Further, the transmitter can continuously transmit power transfer signals to the receiver regardless of whether the transmitter and receiver are communicating control signals. The control data may include information regarding 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, transmit, and in some cases adjust the characteristics of the power transmission signal. The control signal is independent of the power transmission signal using a wireless protocol capable of transmitting the power transmission signal and/or control data related to pocket formation, such as BLE, NFC, Wi-Fi, etc. Able to send and receive 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 noted above, the control data may include information that indicates the effect of a single beam power transmission signal or establishes an energy pocket. Control data can be generated by a processor of a receiver that monitors various aspects of the receiver and/or client devices associated with the receiver. Control data may be the voltage of the electrical energy received from the power transmission signal, the quality of power transmission signal reception, the quality of charging or power, among other types of information useful for adjusting the power transmission signal and/or pocketing. It can be based on various types of information such as the quality of reception and the position or motion of the receiver.

[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, a receiver can determine the amount of power received from a power transfer signal transmitted from a transmitter, and then the transmitter converts the power transfer signal to a less powerful power transfer signal. Signals can be "split" or indicated that they should be split. A less powerful power transmission signal can bounce off objects or walls in the vicinity of 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 a next step 211, the transmitter may calibrate the antenna that transmits the power transmission signal so that the antenna has a more effective feature set (eg direction, phase, gain, amplitude) to transmit a power transmission signal having a In some embodiments, the processor of the transmitter can automatically determine the more effective characteristics for generating and transmitting the power transfer signal based on the control signal received from the receiver. The control signal may contain control data and may be transmitted by the receiver using any number of wireless communication protocols (eg, BLE, Wi-Fi, ZigBee®). The control data may contain information that explicitly indicates more effective characteristics for the power transmission wave, or the transmitter may be configured based on the waveform characteristics (e.g., shape, frequency, amplitude) of the control signal. , the more effective feature 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 characteristics. For example, the processor of the transmitter adjusts the gain and/or phase of the power transfer signal, among other power transfer characteristics, to allow the user to move the receiver outside the three-dimensional space in which the energy pocket is established. can be adjusted for changes in the receiver's position after moving the .

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 illustrates an architecture 300 for wireless power transfer with pocketing. "Pocketing" can refer to producing two or more power transmission waves 342 that converge at a location in three-dimensional space, resulting in a constructive interference pattern at that location. Transmitter 302 can transmit and/or broadcast controlled power transmission waves 342 (eg, microwaves, radio waves, ultrasound) that can converge in three-dimensional space. These power transmission waves 342 can be controlled through phase and/or relative amplitude adjustments to form constructive interference patterns (pocketing) at locations where energy pockets are intended. Transmitters use the same principle to create destructive interference at a location, thereby causing a transmit null, i.e., the transmitted power transmission waves to substantially cancel each other and collect a large amount of energy by the receiver. It should also be understood that positions that are not possible can be produced. In normal use cases the aim is to collimate the power transfer signal at the location of the receiver, in other cases it may be desirable to specifically avoid power transfer to certain locations, in other cases It may be desirable to aim power transmission to one location while at the same time specifically avoiding transmission to a second location. The transmitter takes the use case into account when calibrating the antenna for power transfer.

[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。 [0127] The antenna elements 306 of the transmitter 302 can operate in single arrays, paired arrays, quadruple arrays, or any other suitable configuration that can be designed according to the desired application. . Energy pockets can be formed in constructive interference patterns in which power transmission waves 342 accumulate to form a three-dimensional energy field, around which one or more pockets at specific physical locations are formed by destructive interference patterns. can generate a corresponding transmitted null for . A transmit null at a particular physical location can refer to an area or region of space where no energy pocket is formed due to the destructive interference pattern of the power transmission 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 transfer wave 342 emitted by the transmitter 302 to charge or power the electronic device 313, thereby effectively providing wireless power transfer. Energy pockets can be established. An energy pocket can refer to an area or region of space where energy or power can accumulate in the form of constructive interference patterns of power transmission waves 342 . In other situations, there may be multiple transmitters 302 and/or multiple receivers 320 for simultaneously powering various electronic devices, eg, smart phones, tablets, music players, toys, and the like. In other embodiments, adaptive pocketing can be used to adjust the power to the electronic device. Adaptive pocketing can refer to dynamically adjusting pocketing to adjust 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。 Receiver 320 may communicate with transmitter 302 by generating short signals through antenna elements 324 to indicate the position of receiver 320 relative to transmitter 302 . In some embodiments, receivers 320 are cloud computing devices that further utilize network interface cards (not shown) or similar computer networking components to manage several collections of transmitters 302 over network 340. It can communicate with other devices or components of system 300, such as services. Receiver 320 may comprise circuitry 308 for converting power transmission signals 342 captured by antenna elements 324 into electrical energy that may be provided to electrical device 313 and/or battery 315 of the device. In some embodiments, the circuitry may provide electrical energy to the receiver battery 335 , which may be energized without the electrical device 313 being communicatively 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。 [0130] The communication component 324 can enable the receiver 320 to communicate with the transmitter 302 by transmitting control signals 345 via a wireless protocol. The wireless protocol can be a proprietary protocol or can use a conventional wireless protocol such as Bluetooth®, BLE, Wi-Fi, NFC, ZigBee®. Communication component 324 is then used to determine when to transmit information such as an identifier for electronic device 313 as well as battery level information, geographic location data, or power to receiver 320 and to deliver power transmission wave 342 . Other information may be transferred that may be useful to the transmitter 302 in determining the locations that cause energy pockets to occur. In other embodiments, adaptive pocketing can be used to adjust the power provided to electronic device 313 . In such embodiments, the communication component 324 of the receiver can transmit voltage data indicating the amount of power received at the receiver 320 and/or the amount of voltage provided to the electronic device 313b or the 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 transmitter 302 has identified and located receiver 320, a channel or path for control signals 345 can be established through which transmitter 302 receives signals coming from receiver 320. It is possible to know the gain and phase of the control signal 345 to be applied. Antenna elements 306 of transmitter 302 can initiate transmission or broadcast of controlled power transmission waves 342 (e.g., radio frequency waves, ultrasound), which are transmitted by at least two antennas. The elements 306 can be used to converge in three-dimensional space by manipulating the power transmission waves 342 radiated from each antenna element 306 . These power transmission waves 342 can be generated by using an external power supply and a local oscillator chip with suitable piezoelectric material. Power transmission wave 342 can be controlled by transmitter circuitry 301, which can include dedicated chips for adjusting the phase and/or relative magnitude of power transmission wave 342. can. The phase, gain, amplitude and other waveforms of the power transmission wave 342 can serve as inputs for the antenna elements 306 to form constructive interference patterns (pocketing). In some implementations, the microcontroller 310 or other circuitry of the transmitter 302 can generate a power transmission signal, the power transmission signal comprising a power transmission wave 342, and an antenna connected to the transmitter circuitry 301. Depending on the number of elements 306, it can be split into multiple outputs by transmitter circuitry 301. FIG. For example, if four antenna elements 306a-306d are connected to one transmitter circuit 301a, the power transfer signal is split into four different outputs, each directed to antenna element 306 and directed to the respective antenna element. 306 is transmitted as a power transmission wave 342 .

[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] Pocketing can take advantage of interference to change the directivity of antenna elements 306. FIG. Here, constructive interference creates energy pockets and destructive interference creates transmission nulls. The receiver 320 can then utilize the energy pocket created by the pocket formation to charge 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。 [0133] By calculating the phase and gain from each antenna 306 of the transmitter 302 to each receiver 320, multiple pocketing can be achieved.

[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] Figure 35 illustrates a wireless charging system architecture 3500, according to an exemplary embodiment. The system architecture 3500 can comprise 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 can include one or more electronic devices 3552, which may not have built-in wireless power receivers 3520a. In other embodiments, the wireless charging system architecture 3500 can comprise 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 a distributed system database of a wireless power transfer system, thereby enabling, for example, a user or an automated system process commands a client device to be charged, the system can determine from this association to which power receiver to transmit power to charge this client device. A system database can refer to an exact copy of an installed product's system database, or an exact copy of a subset of this database stored within 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 can transmit controlled radio frequency (RF) waves that can converge in 3D space. These RF waves can be controlled to form constructive interference patterns (pocketing) through phase and/or relative amplitude adjustments. Pocketing can refer to generating two or more RF waves that converge in 3D space to form a controlled and constructive interference pattern. An energy pocket can be formed in a constructive interference pattern that can take on a three-dimensional shape, whereas a transmission null at a particular physical location can be created in a destructive interference pattern. An energy pocket can refer to an area or region of space where energy or power can be stored in the form of constructive interference patterns of RF waves. A transmit null at a particular physical location can refer to an area or region of space where no energy pockets form due to destructive interference patterns of RF waves. Adaptive pocketing can refer to dynamically adjusting pocketing to adjust power to one or more target receivers. Power can refer to electrical energy, where "wireless power transfer" can be synonymous with "wireless energy transmission", where "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, power transmitter 3501 includes, among other components, power transmitter manager application 3594a, third party BTLE API 3512a, BTLE chip 3512b, antenna manager software 3593, Antenna array 3586a. Power transmitter manager application 3594 a may be an executable program loaded into non-volatile memory within power transmitter 3501 . Power transmitter manager application 3594a can, among other things, control the behavior of power transmitter 3501, monitor the state of charge of electronic device 3552 and power receiver 3520a, and track the position of power receiver 3520a. and run power schedules. In some embodiments, power transmitter 3501 communicates power receiver 3520a, electronic device 3552, power status, power schedule, ID, information related to pairing, and any information necessary to run the system. A database (not shown) may be included for storage. BTLE or BLE may refer to Bluetooth® Low Energy communications hardware and/or software. A database, which can be a SQL file, or a file of a different or any format, or an array of data structures in a computer's volatile or non-volatile memory, organizes and stores data in a computer in a database. , excluding those used for retrieval. A third party BTLE API 3512a may enable efficient interaction between the power transmitter manager application 3594a and the BTLE chip 3512b. Antenna manager software 3593 can process instructions from power transmitter manager application 3594a and can control 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] Antenna array 3586a, which may be included in power transmitter 3501, may include multiple antenna elements capable of transmitting power. In some embodiments, antenna array 3586a can include between 64 and 256 antenna elements that can be distributed in an evenly spaced grid. In one embodiment, antenna array 3586a may have an 8×8 grid with a total of 64 antenna elements. In another embodiment, antenna array 3586a may have a 16×16 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 transfer capabilities of power transmitter 3501 . Generally, more antenna elements can be used to achieve greater range and higher power transfer capability. Alternative configurations are possible, including circular patterns or polygonal arrangements, among others. The antenna elements of antenna array 3586a can include antenna types for operation in frequency bands such as 900 MHz, 2.5 GHz, 5.250 GHz or 5.8 GHz, and the antenna elements can operate at independent frequencies. , allowing 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] Power transmitter 3501 may further include other communication methods such as Wi-Fi, ZigBee® and LAN, among others. Power receiver 3520a may comprise a power receiver application 3594b, a third party BTLE API 3512a, a BTLE chip 3512b, and an antenna array 3586b. Power receiver 3520a can make available the energy pocket generated by power transmitter 3501 to charge or power electronic device 3552a and electronic device 3520b. Power receiver application 3594b may be executable instructions loaded into non-volatile memory within power receiver 3520a. A third party BTLE API 3512a can enable efficient interaction between the power receiver application 3594b and the BTLE chip 3512b. Antenna array 3586b may be able to harvest power from energy pockets.

[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 may include a GUI for managing their interaction within wireless charging system architecture 3500. FIG. A GUI may be associated with an executable program loaded in non-volatile memory. In some embodiments, electronic device 3552 and electronic device 3520a store power receiver 3520a, power status, power schedule, ID, information related to pairing, and any information necessary to run the system. may include a database (not shown) for A system management GUI may refer to a software application program running on a computer in the wireless power transfer system or running on a remote server that may be in the Internet cloud. This system management GUI is a graphical user interface between the system user or system operator and the software within the wireless power transfer system for configuration, monitoring, command, control, reporting, and any other system management functions. 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 multiple power transmitters 3501 and/or multiple power receivers 3520a for charging multiple electronic devices 3552. In a system that includes multiple power transmitters 3501, two or more power transmitters include Bluetooth®, BTLE, Wi-Fi, ZigBee®, LAN, LTE and LTE Direct, among others. , can communicate at all times 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 illustrates 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 communications between one or more wireless power transmitters 3601 and one or more wirelessly powered receivers 3620a, and communications within a client device 3620b. A client device 3652 can be paired with an adaptive paired receiver 3620a, which can enable wireless power transfer to the client device 3652. In another embodiment, client device 3620b may include a wireless power receiver embedded as part of the device's hardware. Client device 3652 can be any device that uses and/or requires energy power, such as laptop computers, stationary computers, mobile phones, tablets, mobile game consoles, televisions, radios, etc. It can be any set of equipment that can benefit from it.

[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 includes a power transmitter manager app 3694a (PWR TX MGR APP) as embedded software and a Bluetooth Low Energy chip 3612b (BTLE may include a microprocessor that integrates with a third party application programming interface 3612a (third party API) for CHIP HW). App can refer to a software application running on a mobile, laptop, desktop or server computer. Bluetooth® Low Energy chip 3612a can enable communication between wireless power transmitter 3601 and other devices, including power receiver 3620a, client devices 3652 and 3620b, and the like. Wireless power transmitter 3601 controls an RF antenna array that can be used to form controlled RF waves that can converge in 3D space and create energy pockets on wirelessly powered receivers. Antenna manager software (antenna MGR software) may also be provided. In some embodiments, 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 app 3694a can invoke third party application programming interfaces 3612a to perform multiple functions including, among other things, establishing connections, terminating connections, and transmitting data. Third party application programming interface 3612a can issue commands to Bluetooth® low energy chip 3612b according to functions invoked by 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 app 3694a may also include a distributed system database. The distributed system database may include identifiers for client device 3652, voltage ranges for power receiver 3620a, location of client device 3652, signal strength associated with client device 3652 and/or any other relevant information, such as Relevant information associated with client device 3652 can be stored. The database relates to the wireless power network, including receiver IDs, transmitter IDs, end-user handheld devices, system management servers, charging schedules, charging priorities, and/or any other data associated with 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 app 3694a through a callback function that can be registered with the power transmitter manager app 3694a at boot time. The third party application programming interface 3612a can have a timer callback that can occur ten times per second, each time a connection starts, a connection ends, a connection is attempted, or a message is received. A callback can be sent each time.

[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 app 3694b (PWR RX APP) and a third party application programming interface 3650a (third party API) for the Bluetooth Low Energy Chip 3630b (BTLE CHIP HW). , with an RF antenna array 3686 b that can be used to receive and utilize pockets of energy 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 invoke a third party application programming interface 3650a to perform multiple functions including establishing connections, terminating connections and transmitting data, among others. Third party application programming interface 3650a may have a timer callback that may occur ten times per second, each time a connection is initiated, a connection is terminated, a connection is attempted, or a message is received. A callback can be sent each time.

[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] Client device 3652 can be paired to adaptive power receiver 3620a via BTTLE connection 3696. FIG. A graphical user interface (GUI 3698) can be used to manage the wireless power network from the client device 3652. The GUI 3698 can be a software module that can be downloaded from any application store and that can run on any operating system, including iOS and Android, among others. Client device 3652 communicates with wireless power transmitter 3601 via BTLE connection 3696 to provide identifiers for the device, battery level information, geographic location data, or otherwise useful for wireless power transmitter 3601. You can also send important data, such as any other information you can.

[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] To manage the wireless power transfer system 3600, wireless power manager software can be used. A wireless power manager may be a software module hosted in memory and executed by a processor in a computing device. The wireless power manager can include a local application GUI or host a web page GUI from which users can view options and status and execute commands to manage the wireless power transfer system 3600. can do. Computing devices, which may be cloud-based, transmit wireless power through standard communication protocols including Bluetooth®, Bluetooth® Low Energy, Wi-Fi or ZigBee®, among others. 3601 can be connected. The power transmitter manager app 3694 a can exchange information with the wireless power manager to control access by and power transmission to the client device 3652 . The functions controlled by the wireless power manager are scheduling power transmission for individual devices, prioritizing among different client devices, accessing certificates for each client, power receiver to power transmitter area. , broadcast messages, and/or any functionality necessary to 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] A computing device can connect to the wireless power transmitter 3601 through a network connection. Network connectivity includes intranet, local area network (LAN), virtual private network (VPN), wireless area network (WAN), Bluetooth, Bluetooth Low Energy, Wi-Fi and ZigBee, among others It can refer to any connection between computers, including ®. The power transmitter manager app 3694a can exchange information with the wireless power manager to control access to power transmission by devices. The functions controlled by the wireless power manager include scheduling power transfers for individual devices, number of antennas assigned to client devices, priority among different client devices, access credentials per client, physical location, message It can include any functionality needed to broadcast and/or manage components within the 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] The one or more wireless power transmitters 3601 can automatically transmit power to any single wireless power receiver in close enough proximity 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 client device 3652 . A single wireless power transmitter 3601 can power multiple wireless power receivers simultaneously. Alternatively, the components within the wireless power transfer system 3600 can, through the wireless power manager graphical user interface, set the time of automated time-based scheduled power transfer, the physical location of the power receiver, the client device, among other things. may be configured to automatically transmit power only to certain wireless power receivers, depending on certain system standards and/or conditions, such as the owner of the wireless power receiver.

[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 captures the energy transmitted from the wireless power transmitter 3601 into its antenna, rectifies and conditions it, and converts the resulting electrical energy into electricity. can be transmitted to a device connected to the device to power or charge the device. As any wireless power receiver moves to different spatial locations, the wireless power transmitter 3601 adjusts the number of antennas assigned, the phase of the transmitted RF and 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 illustrates a wireless power transfer system network, according to one embodiment. According to some embodiments, wireless power transfer system network 3700 may include multiple wireless power transfer systems capable of communicating with remote information services 3777 through 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 includes one or more wireless power transmitters 3701, one or more power receivers 3720, one or more optional backup servers 3767, a local network 3740. According to some embodiments, each power transmitter 3701 may comprise wireless power transmitter manager 3765 software and a distributed wireless power transfer system database 3763 . Each power transmitter 3701 may be capable of managing power and transmitting power to one or more power receivers 3720, where each power receiver 3720 is one or more electronic devices. 3761 can be charged 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 state of charge of the electronic device 3761, controls the power receiver 3720, and tracks the location of the power receiver 3720, among other things. , run 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 stores identifiers of electronic devices 3761, voltage ranges of measurements from power receivers 3720, locations, signal strengths, and/or any associated data from electronic devices 3761. Relevant 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 the can also be stored. Additionally, in some embodiments, database 3763 may 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] The past system status data includes, among other things, the amount of power delivered to the electronic device 3761, the amount of energy transferred to the group of electronic devices 3761 associated with the user, the amount of energy transferred to the group of electronic devices 3761 associated with the user, the details such as the amount of time associated with, pairing records, activity within the system, any actions or events of any wireless power device within the system, errors, failures and configuration issues. Historical system status data may include power schedules, names, customer sign-in names, authorization and authentication credentials, cryptographic 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 includes, among other things, location and/or movement within the system, configuration, pairing, errors, faults, alarms, problems, and transmissions between wireless power devices. message and tracking information.

[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 within the power transmitter 3701 can further store future system status information, wherein the future system status is based on past system status data. It 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 the wireless power transfer system may also be stored in server 3767 and updated periodically. In some embodiments, wireless power transfer system network 3700 can include two or more servers 3767 . In other embodiments, 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 may further be capable of detecting faults in the wireless power transfer system. Examples of faults in the power transmission system 502 can include overheating, malfunctioning, overloading of any component, among others. If a fault is detected by any of the wireless power transmitters 3701 in the system, the fault can be analyzed by any wireless power transmitter manager 3765 in the system. After the analysis is completed, generate recommendations or alerts and report to the owner of the power transmission system 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, power transmitter 3701 may use network 3740 to transmit and receive information. Network 3740 may be a local area network or any communication system between components of a wireless power transfer system. Network 3740 may enable communication between power transmitters, system management servers 3767 (if present), and other power transmission systems (if present), among other things. According to some embodiments, network 3740 may facilitate data communication between the power transmission system and remote information services 3777 through 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 may be operated by a system owner, a system manufacturer or supplier, or a service provider. The remote management system can comprise business cloud 3775 , remote manager 3773 software, and backend servers 3769 , where remote manager 3773 can further include general purpose database 3771 . The functions of 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。 General purpose database 3771 may store further backups of the information stored in device database 3763 . In addition, general purpose database 3771 may store marketing information, customer billing, customer configuration, customer authentication, and customer support information, among others. In some embodiments, general purpose database 3771 may also store information such as less popular features, errors in the system, problem reports, statistics and quality control, among others. Each wireless power transmitter 3701 can periodically establish a TCP communication connection with a remote manager 3773 for authentication, problem reporting purposes, or reporting status or usage details, among other things.

[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 illustrates a wireless power transfer system architecture 3800 according to an exemplary embodiment. Wireless power transfer system architecture 3800 may include a wireless power transfer system, internet cloud 3879 and remote information services 3883 . The disclosed wireless power transfer system includes one or more wireless power transmitters 3877, one or more wireless power receivers 3820 that can be coupled to or embedded in any client device 3861, one or more local system management servers. 3867 or cloud-based remote system management servers 3873 (eg, backend servers), and local networks 3840 . A network 3840 connection 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 may include wireless power transmitter manager software 3865, a distributed system database 3883, and a TDM power transfer 3875 software module. Each wireless power transmitter 3877 can manage and transmit power to one or more wireless power receivers 3820, each wireless power receiver 3820 communicating with one or more client devices 3861. can be rechargeable or be able to provide power to them. Examples of client devices 3861 can include smartphones, tablets, music players and toys, among others. Certain client devices 3861 are capable of running system management GUIapps. This app is available on public software app stores or digital application distribution platforms such as Apple iTunes, Android Play Store and/or amazon, from where 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 further embodiments, the wireless power transfer system includes or executes a system management GUI application on a local system management server 3867 or a cloud-based remote system management server 3873; or can be run from this management server. This system management GUI application can be used to transfer wireless power to specific wireless power receivers 3820 depending on, among other things, system criteria or operating conditions such as the power transfer schedule and the physical location of the client device 3861. can control the

[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 transmitters 3877 such that, among other things, when power transfer begins, both wireless power transmitters 3877 and wireless power receivers 3820 Unique system identification, number of connected devices, orientation 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. can be monitored and used to track information from wireless power receiver 3820 wherever wireless power receiver 3820 is located or moved. can be done. Further, power transmitter manager software 3865 can control the use of TDM power transfer 3875, which may allow the wireless power transfer system to enter or not enter 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 antenna groups, where each group is used to direct client devices 3861 in online mode. only to the client device 3861 at regular time intervals, while the rest of the 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 the TDM power transfer 3875 mode until all client devices 3861 in close enough proximity to the wireless power transmitter 3877 received sufficient power. One group of client devices 3861 can be online and another group of client devices 3861 can be offline and vice versa. This TDM power transfer cycle can continue while there are too many client devices 3861 of 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, distributed system database 3883 may record relevant information from wireless power receiver 3820, wireless power transmitter 3877, and local system management server 3867 in client device 3861. can. The information includes, but is not limited to, an identifier for client device 3861, voltage measurements of power circuits in wireless power receiver 3820, location, signal strength, wireless power receiver 3820 ID, wireless power transmitter 3877 ID. , 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. Additionally, wireless power transmitter 3877, wireless power receiver 3820 powering client device 3861, and local system management server 3867 can act 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] Distributed system database 3871 may be, for example, MySQL, PostgreSQL, SQLite, Microsoft SQL Server, Microsoft Access, Oracle, SAP, dBASE, FoxPro, IBM DB2, LibreOffice Base, FileMaker Pro, and/or a collection of data to organize It can be implemented through a conventional database management system (DBMS) such as any other type of database capable.

[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, wireless power transmitter 3877 may transmit and receive information using network 3840. Network 3840 can be a local area network, WIFI, or any communication system between components of a wireless power transfer system. The network 3840 can enable communication between two or more wireless power transmitters 3877, wireless power transmitters 3877 communication with the system management server 3867, wireless power transmission through the Internet cloud 3879, among other things. Communication between the system and remote information services 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 a system owner, manufacturer, system supplier, or service provider. Remote information service 3883 can include different components such as a backend server, a remote information service manager and a generic 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] Figure 39 is an exemplary computing device 3900 on which one or more embodiments of an implementation can operate, according to an embodiment. In one embodiment, computing device 3900 comprises bus 3995 , input/output (I/O) devices 3985 , communication interface 3987 , memory 3989 , storage device 3991 and central processing unit 3993 . In another embodiment, computing device 3900 includes more, fewer, different, or a different arrangement of components relative to those 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. Bus 3995 includes the pathways that allow components within computing device 3900 to communicate with each other. Examples of (I/O) devices 3985 allow the examiner or candidate to input information to the computing device 3900, including keyboards, computer mice, buttons, touch screens, touch pads, voice recognition, biomechanics, etc. includes peripherals and/or other mechanisms that can enable (I/O) devices 3985 also include mechanisms for outputting information to a user of computing device 3900, such as, for example, displays, microphones, light emitting diodes (LEDs), printers, speakers, orientation sensors, and the like. The orientation sensors include one or more accelerometers, one or more gyroscopes, one or more compasses, and the like. The accelerometers give respective changes in respective angles about respective axes. The gyroscope gives the respective rate of change of each angle about the respective axis and the compass gives the compass heading.

[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。 [0176] Examples of communication interface 3987 include mechanisms that allow computing device 3900 to communicate with other computing devices and/or systems over network connections. 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 storage media, ferroelectric RAM (F-RAM) hard disks, solid state drives, floppy disks, optical disks, and the like. In one embodiment, memory 3989 and storage device 3991 store information and instructions for execution by central processing unit 3993 . In another embodiment, central processing unit 3993 may include a microprocessor, application specific integrated circuit (ASIC), field programmable object array (FPOA), or the like. In this embodiment, central processing unit 3993 interprets and executes instructions retrieved from memory 3989 and 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 implementations include servers, authorized computing devices, smartphones, desktop computers, laptop computers, tablet computers, PDAs, and other types of devices capable of receiving, processing, and transmitting digital data. processor-controlled devices, etc. Additionally, the computing device 3900 is capable of performing certain operations required for proper operation of the system architecture. Any suitable computing device 3900 may perform these operations in response to central processing unit 3993 executing software instructions contained in 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, system software instructions are transferred from another memory location, such as storage device 3991, or to another computing device 3900 (e.g., a first client device, a second client device, computing device, etc.) into memory 3989 . In this embodiment, the software instructions contained within memory 3989 cause central processing unit 3993 to perform processes.

[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] Figure 40 is a functional block diagram illustrating a wireless energy transmission system 4000 for transmitting wireless energy using adaptive 3D pocketing techniques. In some embodiments, wireless energy transmission system 4000 comprises a cloud service provider, any number of suitable wireless power transmitters 4001-4001n, and any number of suitable wirelessly charged devices. In other embodiments, wireless energy transmission system 4000 includes additional, fewer, different, or different arrangements of components relative to those 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 Figure 40, the cloud service provider comprises a system management service 4067 and an information delivery service. Wirelessly charged devices each comprise an associated receiver 4020-4020n, a client device 4052-4052n, and a GUI 4061-4061n. In some embodiments, there may be additional wirelessly charged devices (eg, up to n) each including 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 implementations, the cloud service provider, wireless power transmitter 4001, and wirelessly charged device are in wired/wireless communication with one or more of each other. In these embodiments, wireless power transmitter 4001 wirelessly couples and communicates with wirelessly charged devices 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 may include any number of processors, random access memory modules, physical storage drives, wired communication ports, wireless communication ports, etc. to run any desired set of applications. implemented as computer hardware and software, including any number of components required for In examples, a cloud service provider is implemented with one or more components of a computing device. In these embodiments, the cloud service provider manages user credentials, device identification, device authentication, usage and payments associated with one or more users, processes service requests, information requests, and handles one or more Executes any software necessary to host system management service 4067, including software capable of storing and retrieving data relating to users. 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 manages 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 associated billing and the like. In these embodiments, 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 In an example, a cloud service provider functions substantially similar to a computing device. In another example, system management service 4067 functions substantially similar to 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 the information delivery service. Examples of such software include software capable of storing and retrieving data associated with 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 the system management service 4067, wireless power transmitters 4001, receivers 4020 and/or client devices 4052. hardware and software. Examples of data are total time spent 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 the mobile device user 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 other embodiments, 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 an antenna, etc. It is implemented as computer hardware and software including any number of components required to execute the desired set of applications. In the example, wireless power transmitter 4001 is implemented with one or more components of a computing device. In some embodiments, the wireless power transmitter 4001 uses adaptive 3D pocketing techniques to wirelessly charge devices (including wireless power receivers) and wireless power devices (coupled to 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 (either as part of a wirelessly charged device or coupled to one or more electrical devices). , locate one or more receivers 4020 in 3D space and transmit power signals to form energy pockets at the 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, a 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 an antenna, etc. , is implemented as computer hardware and software including any number of components required to execute a desired set of applications. In some embodiments, the wirelessly charged device is implemented as a computing device coupled to and in communication 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 with one or more components of a computing device. In some embodiments, a wirelessly charged device is implemented including a receiver (eg, receiver 4020) operable to receive power from a wireless power transmitter using adaptive 3D pocketing techniques. be. 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 communicates with one or more wirelessly charged devices. receive energy from an energy pocket formed at the location of the receiver associated with the device. A wirelessly charged device can include its own receiver (eg, receiver 4020) or can be coupled to and in electrical communication 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®, etc. broadcast the identifier. Examples of suitable identifiers include MAC addresses, IMEIs, serial numbers, ID strings, and the like. In other embodiments, suitable identifiers further include information about the version of software used in wireless power transmitter 4001 . In some embodiments, a client device 4052 within a wirelessly charged device detects one or more identifiers broadcast by one or more wireless power transmitters 4001 and identifies one or more of the wireless power transmitters 4001. is configured to be displayed to the mobile device user through the GUI 4061. In other embodiments, the client device 4052 determines the version of software running on the wireless power transmitter 4001 and uses this version information to indicate wireless power in information broadcast by the wireless power transmitter 4001. Determine 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 user requests to the system management service 4067 including requests to initiate charging, suspend charging, terminate charging, authorize payment transactions, etc. be able to. In other embodiments, a cloud service provider communicates with one or more wireless power transmitters 4001 and manages distribution of power signals from one or more wireless power transmitters 4001 . Wireless power transmitter 4001 is configured to wirelessly communicate with receiver 4020 and transmit power signals from wireless power transmitter 4001 to receiver 4020 using adaptive 3D pocketing techniques.

[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] Figure 41 is a flowchart of a pairing process 4100, according to an exemplary embodiment. The pairing process 4100 may begin when the electronic device identifies 4121 an available power receiver in the system. At this time, using the signal strength, the electronic device may be able 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 proximity range to perform 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 may 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 power receivers and track their proximity. If the power receiver does not have an association, the electronic device can initiate a pairing protocol, start a timer (4131), and continuously monitor the proximity of the power receiver. After the time has elapsed, the electronic device can check whether the power receiver is still within range (4135). If the power receiver is not within proximity range, the electronic device can continue to track the proximity of the power receiver. If the power receiver is still within proximity range, the electronic device may 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 the electronic device may analyze several signal strength measurements (RSSI) over a given lapse of time before updating the database. In some embodiments, the GUI can calculate a signal strength measurement, average it, and compare it to a predetermined reference value. After updating the information in the internal database, the electronic device may send 4139 a copy of the updated database to the power transmitter and the pairing process 4100 may end.

[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] Figure 42 is a flowchart of an unpairing process 4200, according to an exemplary embodiment. The unpairing process 4200 involves an electronic device paired to a power receiver constantly monitoring 4241 the proximity of the power receiver to check if the power receiver is out of pairing range. (4243) to start. If no change, the electronic device can continue to monitor proximity of paired power receivers (4241). If there is a change, the electronic device can start a timer (4245). After the time has passed, 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 within range (4249 ). This can be done by a GUI on the electronic device. The GUI can analyze several signal strength measurements (RSSI) over a given time course. In some embodiments, the GUI can calculate signal strength measurements, average them, and compare them to a predetermined 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] If the electronic device determines that the power receiver is still within proximity range, it may continue normal monitoring of the proximity of the power receiver. If the electronic device determines that the power receiver is no longer within proximity range, it can proceed to update its internal database (4251) and then send an updated version of the database to the power transmitter ( 4253). In a parallel process, the electronic device can begin scanning and identifying available power receivers (4255), continuously monitor the proximity of available power receivers, and perform the unpairing process. 4200 can end.

[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 smart phone that includes a GUI for interacting with the wireless charging system is paired with a power receiver built into the cell phone cover. At a first point in time, the smartphone communicates with the power transmitter, is authenticated, receives the power receiver database, and begins scanning for power receiver devices. After scanning, the smart phone finds 3 available power receivers. Smartphones track the proximity of powered devices based on signal strength. At a second time, one of the power receivers is placed near the smart phone. 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 an 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 time, the smart phone sends a power request to the power transmitter. The power transmitter searches the database to determine which receivers are associated with the smartphone, then points the antenna array to the power receivers 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. Components of the system forming the energy pocket
[0194] FIG. 4 illustrates components of an exemplary system 400 for wireless power transfer using a pocketing procedure. System 400 can comprise 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. Transmitter
[0195] Transmitter 402 can be any device capable of broadcasting a wireless power transfer signal, which can be RF waves 442 for wireless power transfer, as described herein. can. Transmitter 402 can be responsible for performing tasks related to transmitting power transmission signals, which can include pocketing, adaptive pocketing, and multiple pocketing. In some implementations, the transmitter 402 can transmit wireless power transfer in the form of RF waves to the receiver 420, which RF waves can include any radio signal having any frequency or wavelength. can be done. The transmitter 402 includes one or more antenna elements 406, one or more RFICs 408, one or more microcontrollers 410, one or more communication components 412, a power supply 414, and all components for the transmitter 402. and a housing in which the required components of the can be placed. Various components of transmitter 402 can include and/or be manufactured using metamaterials, microprints of circuits, nanomaterials, and the like.

[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 exemplary system 400, transmitter 402 transmits or otherwise broadcasts controlled RF waves 442 that converge at locations in three-dimensional space, thereby forming energy pockets 444. can do. These RF waves can be controlled through phase and/or relative amplitude adjustments to form constructive or destructive interference patterns (ie, pocketing). An energy pocket 444 can be a field formed in a constructive interference pattern and can be three-dimensional in shape, whereas a transmit null at a particular physical location produces a destructive interference pattern. be able to. The receiver 420 can harvest electrical energy from the energy pocket 444 generated by pocketing to charge or power an electronic client device 446 (eg, laptop computer, cell phone). In some embodiments, system 400 may include multiple transmitters 402 and/or multiple receivers 420 for powering various electronic devices. Non-limiting examples of client devices 446 can simultaneously include smartphones, tablets, music players, toys, and the like. In some embodiments, adaptive pocketing can be used to adjust 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] Receiver 420 may include a housing that may include at least one antenna element 424, one rectifier 426, one power converter 428, and communication components 430. FIG.
The housing of receiver 420 can be made from any material capable of facilitating the transmission and/or reception of signals or waves, such as plastic or hard rubber. The housing can be external hardware that can be added to different electronic devices, for example in the form of a case, or it can be integrated 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. antenna element
[0198] Antenna elements 424 of receiver 420 may include any type of antenna capable of transmitting and/or receiving signals in the frequency bands used by transmitter 402A. Antenna elements 424 may include vertical or horizontal polarization, right or left polarization, elliptical or other polarization, and any number of polarization combinations. Using multiple polarizations may be advantageous in devices where there is no preferred orientation during use or where the orientation may change continuously over time, such as smart phones or portable gaming systems. For devices with well-defined expected orientations (e.g., two-handed video game controllers), there may be a preferred polarization of the antennas, which allows for a given polarization for multiple antennas. A ratio can be specified. The type of antenna in antenna element 424 of 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 connectivity dependent polarization, ie the polarization can vary depending on which side the patch is fed from. In some embodiments, the antenna type can be any type of antenna, such as a patch antenna, that can dynamically vary 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] Rectifier 426 of receiver 420 may comprise diodes, resistors, inductors, and/or capacitors to rectify the alternating current (AC) voltage generated by antenna element 424 to a direct current (DC) voltage. . Rectifier 426 can be placed as close to antenna element 424B as technically possible to minimize loss in power energy harvested from the power transmission signal. After rectifying the AC voltage, the resulting DC voltage can be regulated using power converter 428 . Power converter 428 can be a DC/DC converter that can help provide a constant voltage output to an electronic device, or, as in this exemplary system 400, to a battery, regardless of the input. can. A typical voltage output can be from about 5 volts to about 10 volts. In some embodiments, the power converter can include an electronic switched mode DC/DC converter that can provide high efficiency. In such embodiments, receiver 420 may comprise a capacitor (not shown) positioned to receive electrical energy before power converter 428 . A capacitor can ensure that sufficient current is provided to an electronic switching device (eg, a switched mode DC/DC converter) so that the electronic switching device can operate effectively. When charging an electronic device such as a phone or laptop computer, an initial high current may be required that can exceed the minimum voltage required to activate the operation of an electronic switched 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 needed. Low power can then be provided. For example, 1/80 of the total initial power can be used while the phone or laptop is still storing 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
Communication component 430 of receiver 420 can communicate with one or more other devices of system 400 , such as other receivers 420 , client devices, and/or transmitter 402 . Different antenna, rectifier or power converter configurations are possible for the receiver, as described in the embodiments below.

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. Methods of Forming Pockets for Multiple Devices 1. Primary Configuration
[0201] FIG. 5 illustrates powering a plurality of receiver devices, according to an exemplary embodiment. In a first step 501, the transmitter (TX) establishes a connection or otherwise associates with the receiver (RX). That is, in some embodiments, the transmitter and receiver use a wireless communication protocol (e.g., Bluetooth, BLE, Wi-Fi, Control data can be communicated by using NFC, ZigBee (registered trademark). For example, in embodiments implementing Bluetooth® or a variant of Bluetooth®, the transmitter can scan for advertisement signals broadcast by the receiver, or the receiver can can be sent to the transmitter. The advertisement signal can inform the transmitter of the presence of the receiver and can trigger an association between the transmitter and the receiver. As described below, in some embodiments, advertisement signals are used by various devices (e.g., transmitters, client devices, server computers, other receivers) to perform and manage pocket formation procedures. can communicate information that can be used to Information contained within the advertisement signal includes device identifiers (e.g., MAC address, IP address, UUID), voltage of electrical energy received, client device power consumption, and other types of data related to power transmission waves. be able to. The transmitter can use the transmitted advertisement signal to identify the receiver and, in some cases, to locate the receiver in two-dimensional or three-dimensional space. Once the transmitter identifies the receiver, the transmitter establishes a connection associated with the receiver at the transmitter, enabling the transmitter and receiver to communicate control signals over the 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 comprising a Bluetooth® processor is energized or brought within the detection range of a transmitter, the Bluetooth® processor receives according to the Bluetooth® standard. Aircraft advertisement can be started. The transmitter may recognize the advertisement and initiate establishment of a connection for communicating control and power transfer signals. In some embodiments, the advertisement signal may contain a unique identifier, by which the transmitter can distinguish its advertisements and eventually all other Bluetooth within range proximity ( (trademark) device and its receiver.

[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 a next step 503, when the transmitter detects the advertisement signal, the transmitter can automatically form a communication connection with its receiver, whereby the transmitter and receiver can: Control signals and power transfer signals may be enabled to be communicated. The transmitter can then command the receiver to begin transmitting real-time sampled data or to control the data. The transmitter may 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 a next step 505, the receiver then measures the voltage, among other criteria related to the efficiency of the power transmission signal, based on the electrical energy received by the antenna of the receiver. can be done. The receiver can generate control data containing the measurement information and then send a control signal containing the control data to the transmitter. For example, the receiver may sample voltage measurements of received electrical energy at a rate of, for example, 100 times per second. The receiver can send voltage sample measurements back to the transmitter in the form of control signals 100 times per second.

[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 a next step 507, the transmitter may execute one or more software modules that monitor criteria, such as voltage measurements, received from the receiver. Algorithms can vary the generation and transmission of the power transfer signal by the transmitter's antenna to maximize the efficiency of the energy pocket around the receiver. For example, the transmitter can adjust the phase in which the transmitter antenna transmits the power transmission signal until the power received by the receiver exhibits pocket energy effectively established around the receiver. Once the optimal configuration for the antenna is identified, the transmitter's memory can store the configuration to keep 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 a next step 509, the transmitter algorithm determines when the power transfer signal needs to be adjusted, and in response to determining that such an adjustment is required, configures the transmit antenna. can also be changed. For example, the transmitter may determine that the received power at the receiver is less than the 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 a next step 511, after a defined period of time to communicate with a particular receiver, the transmitter scans for advertisements from other receivers that may be within range of the transmitter. , and/or can be automatically detected. 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 a next step 513, after establishing the second communication connection with the second receiver, the transmitter may proceed to tune one or more antennas in the transmitter's antenna array. In some embodiments, the transmitter may identify a subset of antennas to serve the second receiver, thereby parsing the array into the subset of arrays associated with the receiver. . In some embodiments, the entire antenna array can serve a first receiver for a given period of time, and then the entire array serves a second receiver for that period of time. 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] A manual or automatic process performed by the transmitter can select a subset of the array to serve 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 antennas can be configured to transmit the power transfer signal to the first receiver and half of the antennas can be configured for the second receiver. At present step 513, the transmitter may apply similar techniques discussed above to configure or optimize the subset of antennas for the second receiver. The transmitter and the second receiver can communicate control data while selecting the subset of the array for transmitting the power transmission signal. As a result, by the time the transmitter alternates back to communicating with the first receiver and/or scanning for new receivers, the transmitter is using a second subset of the transmitter's antenna array. A sufficient amount of sample data has been received to adjust the phase of the transmitted wave and 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 a next step 515, after adjusting the second subset to transmit the power transmission signal to the second receiver, the transmitter communicates control data with the first receiver, or It can alternately return to scanning for additional receivers. The transmitter may reconfigure the first subset of antennas 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 a next step 517, the transmitter may continue to alternate between receivers and scan for new receivers at predetermined intervals. As 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 smart phone. The transmitter's processor can scan for any Bluetooth® device. The receiver can initiate advertisements through the Bluetooth chip that it is a Bluetooth device. Within an advertisement, a unique identifier can be present so that when a transmitter scans the advertisement, it will distinguish the advertisement and eventually all in-range neighbors. It can distinguish between other Bluetooth® devices and its receiver. When the transmitter detects its advertisement signal, recognizing that it is a receiver, the transmitter then immediately forms a communication connection with the receiver, allowing the receiver to transmit real-time sampled data. can be ordered 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。 [0213] The receiver then measures the voltage at its receive antenna and sends the voltage sample measurements back to the transmitter (eg, 100 times per second). The transmitter can initiate a change in transmit antenna configuration by adjusting the phase. As the transmitter adjusts its phase, it monitors the voltage returned by the receiver. In some embodiments, the higher the voltage, the more energy may reside in the pocket. The antenna phase can be varied until the voltage is at its highest level and there is a maximum energy pocket around the receiver. The transmitter can hold the antenna at a particular phase so that the voltage is at its 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 can 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 with the first antenna, which goes through all 8 phases. make it The receiver can then return 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 may repeat this process for the second antenna so that it goes through 8 phases. The receiver can again send back the power level from each phase and the transmitter can store the highest level. The transmitter can then repeat the process for a third antenna and continue repeating the process until all 32 antennas have gone through 8 phases. At the end of the process, the transmitter can transmit maximum voltage to the receiver in the most efficient manner.

[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 may 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 The phase process can be repeated for each of the 32 antennas. Once 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 one second, then alternates back to the first receiver for a predetermined period of time (e.g., one second), and the transmitter communicates with the first receiver at predetermined intervals. It can continue to cycle back and forth between the receiver and the second receiver.

[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 implementation, 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 and reassigns half of the exemplary 32 antennas aimed at the first receiver, leaving only 16 to the first receiver. can be dedicated. The transmitter can then assign the second half of the antennas to the second receiver, dedicating 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 8 phases, the second receiver can be getting 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. Determination of optimal position for pocket formation
[0217] FIG. 43 shows a tracking and positioning flowchart 4300. FIG. This flow chart may be utilized by algorithms in controllers, CPUs, processors, computers, among others, to determine the optimal position and orientation of electronic devices capable of receiving power and/or charge through wireless power transfer. can be done. To achieve optimal efficiency, the electronic device can use a wide variety of sensors to determine the voltage and/or power level in the battery received when wireless power transfer begins (4359). Such sensors can indicate whether the device is receiving power at maximum available efficiency (4359). Examples of sensors and/or circuits for determining power efficiency include accelerometers, ambient light sensors, GPS sensors, compasses, proximity sensors, pressure sensors, gyroscopes, infrared sensors, motion detectors, OPS sensor circuits and/or any may 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] The maximum available efficiency can depend on distance from the transmitter, obstacles, temperature, among other things. An application, software or program installed on the electronic device and/or within the receiver recognizes when the device is receiving power at maximum available efficiency and/or maintains the current position. The user can be notified (4363). Additionally, if the device is receiving power at less than maximum available efficiency, the software or program uses a wide variety of sensors to track and determine the optimal position of the electronic device relative to the transmitter's position and orientation. can do. Sensors can include accelerometers, infrared, OPS, among others. Additionally, the communication module allows communication correlation to be used for tracking and positioning. Communication modules may include, among others, Bluetooth® technology, infrared communication, Wi-Fi, FM radio, and combinations thereof. By comparing the voltage levels and/or power received at each position and/or orientation of the electronic device, the software and/or program can instruct the user to change the device position to orient the optimal position and/or orientation. and/or direct the user (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 wireless power transfer 4400A in which a transmitter 4401A can cause pocketing across multiple cell phones 4452A. As shown in FIG. 44A, wireless power transfer 4400A charges cell phone 4452A and/or cell phone 4452A with low efficiency due to antenna 4406B at the receiver may face the same direction of RF wave 4442B. It may provide power to the phone, so 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 the mobile phone receives charge and/or power with low efficiency, according to an exemplary embodiment. By rotating the cell phone 4452B 180°, as shown in FIG. 44B, the antenna 4406B can receive power with greater efficiency, such efficiency oriented the antenna 4406B in the opposite direction of the RF wave 4442B. can be achieved due to being able to direct 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. Receiver to initiate charging
[0221] Figure 45 is a flowchart of a charge request process 4500, according to an example embodiment. Process 4500 may begin when an electronic device that includes a GUI for interacting with a wireless charging system communicates 4569 with a power transmitter. During communication, the electronic device can transmit information to the power transmitter including, among other things, device ID and charging status. The power transmitter can update its database and send a copy to the electronic device that includes the IDs of available power transmitters in the system. The electronic device can then check whether its ID is already associated with the power receiver's ID (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 may begin scanning for a power receiver (4573). All power receivers in the system can broadcast advertisement messages at any time. The advertisement message may contain a unique 32-bit device ID and system ID or UUID (Universally Unique Identifier). In some embodiments, the advertisement message may contain additional information. The electronic device can monitor the signal strength of advertisements being broadcast by different power receivers and can track the proximity of the power receivers 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 the electronic device detects that the power receiver has been within proximity range 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 whether If the power receiver is not already paired with another device, the electronic device may update the database with the association of the power receiver's ID with the electronic device's ID during pairing (4575). 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 is paired, the user through a GUI within the electronic device or the electronic appliance can send a power request to the power transmitter (4577). The power transmitter may 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。 [0225] The power transmitter may then aim the antenna array to a power receiver associated with the electronic device and begin transmitting energy to the power receiver. The power receiver can then begin charging the electronic device (4581). Once the electronic device is charged, the process can end.

[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 illustrates an exemplary routine 4600 that may be utilized to control wireless power transfer from a transmitter 4600 by a microcontroller. Routine 4600 may begin when transmitter 4600 receives a power delivery request 4863 from a receiver. During a power delivery request (4863), the receiver uses delay encoding, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), code division multiplexing (CDM), or other binary code to identify a given electronic device containing the receiver. A signature signal can be transmitted that can be encoded using techniques such as ciphering. At this stage, the microcontroller can proceed to authentication (4685), where it can evaluate the signature signal sent by the receiver. Based on the authentication (4685), the microcontroller can proceed to decision (4687). If the receiver is not authorized to receive power, the microcontroller determines (4689) not to deliver power at decision 4687, thereby exiting routine 4600 at end (4691). On the other hand, if the receiver is authorized to receive power, the microcontroller can proceed to determine 4693 the device type. In this step, the microcontroller can obtain information from the receiver such as device type, manufacturer, serial number, total power required, battery level, among other information. The microcontroller can then proceed to execute device module (4695), where the device module can execute routines appropriate for the authenticated device. Additionally, if multiple receivers need power, the microcontroller can deliver power equally to all receivers or 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 their smart phone than their gaming device. In another example, the user may 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] Figure 47 illustrates an example routine 4700 that may be utilized by a microcontroller in a device module. Routine 4700 may begin determining a power delivery profile (4741), where routine 4700 may decide to run with a default power profile or with a user custom profile. In the former case, the microcontroller can proceed to verify battery level (4743), where the microcontroller can determine the power needs of the electronic device, including the receiver. The microcontroller can then proceed to decision 4745 . At decision 4745, if the battery of the electronic device containing the receiver is fully charged, the microcontroller may proceed to not deliver power (4747), thus exiting routine 4700 at end (4751). . On the other hand, if the battery of the electronic device containing the receiver is not fully charged, the microcontroller may proceed to verify whether such electronic device meets certain power supply criteria at decision 4749. can be done. The above power supply standards can be relied on for electronic devices that require power. For example, a smartphone can, among other criteria, receive power only when not in use, or receive power while in use only when the user is not talking on the smartphone. , or receive power while in use, as long as it does not compromise Wi-Fi. For user custom profiles, the user can also specify the minimum battery level that their device can have before delivering power, or the user can specify the minimum battery level that their device can have, among other such options. You can also specify the criteria for powering the

[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 may record data to a processor on the transmitter. Such data may include how often a device needs power, what time a device requests power, how long it takes to power a device, and how much power such a device receives. power has been delivered, the priority status of the device, and power delivery statistics regarding where the device is primarily powered (eg, home or work). Additionally, such statistics may be uploaded to a cloud-based server to allow users to view all such statistics. In some embodiments, stores, coffee shops, etc. that offer wireless power as a secondary service can use the statistics described above to charge users a corresponding amount for the total power received. In some cases, the user may purchase hours of power, for example, the user may pay for one hour of power. Thus, the statistics described above can help the microcontroller decide 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 initiate charging
[0229] FIG. 48 illustrates a transmitter that creates at least one energy pocket on a portable mat that can further redirect power to other receiving devices, according to an exemplary embodiment. FIG. 48 shows an alternative configuration for WPT in the form of wireless power transfer 4800, where transmitter 4801 can create at least one energy pocket 4804 on portable mat 4894. FIG. Mat 4894 receives wireless power from transmitter 4801 and at least one for retransmitting such power to a device, e.g., smart phone 3852, operatively coupled to a receiver (not shown) through pocket formation receiver and at least one transmitter (not shown). In some embodiments, mat 4894 can communicate to transmitter 4801 by short RF signals transmitted through its antenna elements or via standard communication protocols. The above can allow transmitter 4801 to easily locate mat 4894 . The disclosed configuration may be advantageous whenever smart phone 4852 cannot communicate directly to transmitter 4801 . This configuration can be advantageous because the mat 4894 can be placed virtually in any desired easy-to-reach location. Finally, transmitter 4801 can include a button (not shown) similar to that of transmitter 4801 that can generate an energy pocket 4804 on mat 4894 when activated. The duration of the energy pocket 4804 on the mat 4894 can be custom defined to suit the needs of various users. Yet another advantage of WPT is that other devices can be placed in close proximity to the mat 4894 and can receive power wirelessly as well, i.e. electronic devices requiring charging can be placed on the mat 4894. It may even be that it does not need 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] Figure 49 includes Figures 49A and 49B depicting wireless power transfer 4900A. Referring first to FIG. 49A, a smart phone 4952A operatively coupled to a receiver (not shown) may not have power available and may not be able to communicate with the transmitter 4901A. In this embodiment, a tracer can be used to communicate to transmitter 4901A the location where power is to be delivered. The tracer can include internal communication components (not shown), as described above for the transmitter and receiver, to communicate such positions to the transmitter 4901A. Such communication components can be activated upon user demand. 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 illustrates wireless power transfer including a tracer that can serve to establish a desired position for generating an energy pocket across at least one receiving device, according to an exemplary embodiment.

[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 transmitter 4901A to create an energy pocket 4904B at the location of the tracer. To charge the smart phone 4952A, the user can activate the tracer at the same or nearby location on the smart phone 4952A (FIG. 49B). Upon accumulating the necessary charge, smart phone 4952A can optionally communicate its location (by its own means) to transmitter 4901A to continue wireless power delivery. In other embodiments, energy pockets 4904B can occur in areas or regions of space that may be beneficial or easy for a user to reach, but may be free of electronic devices. In this case, an electronic device requiring charging, such as smart phone 4952A, can be moved to the above position to utilize energy pocket 4904B. The duration of energy pocket 4904B when there is no electronic device requiring charging can be custom defined by the user. In some other embodiments, the duration of the energy pocket 4904B can be imparted by the operation of the tracer, eg, at least one energy pocket 4904B can be generated upon activation of the tracer. Such an energy pocket 4904B can remain active until the second depression 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 the smart phone 4952A can utilize smaller and less expensive receivers. The above can be achieved due to the fact that the receiver may not need its own communication components to communicate its position to the transmitter 4901A. Rather, tracers can be used to perform such functions. In other such 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 become active when connected to the device and can control the integrity of the wireless power delivery. In some embodiments, the user can generate as much energy pocket 4904B as the device needs 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 illustrates a user holding a tracer 5098 creating various energy pockets 5004 at different locations to power various electronic devices that may include receivers for pocket formation. 5000 shows wireless power transfer 5000 that can be used. Energy pockets 5004 can be formed by transmitters 5001 at user-specified locations on demand. Additionally, as the device accumulates charge, it can optionally communicate its location (by its own means) to transmitter 5001 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. Powering multiple devices using time division multiplexing
[0235] FIG. 51 depicts a flow chart illustrating a method for automatically allocating subsets of an antenna array 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 provides that a user or system operator accesses a system management GUI through a website or on a client computing device and sends a client device, which can be paired with an adaptive paired receiver, Or it can be initiated when the wireless power transfer system is commanded 5153 to charge a client device that includes a wireless power receiver embedded as part of the device's hardware. In other embodiments, the system automatic charging schedule may also instruct the wireless power transfer system to charge the client device. System management can then send charge commands to all system transmitters (5155). Each system transmitter can determine whether it is within power range of the power receiver, and if not, control the client device's wireless receiver to power. 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 transmitting antenna array. (5159), the entire power transfer antenna array is aimed at the wireless power receiver and power transfer begins. A 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, a user or auto-scheduling software can instruct a second client device to charge (5161), after which the selected transmitter will cause the second client device to receive to track the direction of the second wireless power receiver and divide the transmitter's antenna array in half (5163), thereby allowing the transmitter to divide the power antenna array in half or a subset can be aimed and used to power a first client device and the remaining antennas can be aimed and used to power a second client device; Allows client devices to receive power continuously. Next, at decision 5165, if the user or auto-scheduling software commands more client devices to charge, the selected transmitter initiates real-time communication with a third or subsequent client device. , can reassign 5167 its own antenna array by dividing the antenna array into subsets of antennas to aim and power each receiver. If there are no more client devices to charge, the system manager may check at decision 5169 whether any of the client devices being charged or powered have stopped powering, and then , if one or more client devices are powered off, redistribute a subset of the antenna arrays assigned to power the receivers of said client devices among the receivers of the remaining client devices ( 5171), the receiver can continue to be powered. This process can occur almost instantaneously for powered devices because the transmitter software already tracks and uses their exact orientation relative to the antenna array quickly. If none of the client devices have powered down, the system manager can check whether there are more client devices to charge at decision 5165 and follow the same steps described above. The method may continue in a loop as long as the wireless power system is charging or powering one or more client device receivers.

[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 depicts a flowchart of an exemplary routine 5200 that may be utilized by wireless power management software. This routine may be initiated at step 5273 to instruct the system to charge one or more client devices via the system management GUI. System management can distribute commands to all system transmitters managed by the wireless management software. Based on the number of client devices to be charged, the management software can then determine in decision 5275 whether there are sufficient antennas and communication channels available. If there are sufficient antennas and communication channels to charge the client device, then in step 5277 the management software can assign the nearest transmitter to charge the client device and assign a dedicated communication channel to the client device. Communication with the device can be initiated. A dedicated communication channel for continuously tracking client device direction from a power transfer antenna array, or for monitoring battery levels, or for receiving measurements or other telemetry or metadata from a receiver, or It may be for any other function that supports wireless power transfer. A dedicated communication channel can be selected from available channels for communication with a 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] Thereafter, the wireless management software may continue charging the client device until more devices request power at decision 5279. If there are no more client devices requesting power, routine 5200 may end. On the other hand, if additional devices are requesting power, then at decision 5279 the wireless power manager can determine whether there are sufficient antennas and communication channels available for the new client device. If there are not enough antennas and communication channels, then in step 5281 the wireless power manager may 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 have channels by sharing the available channels over time. The TDM takes turns communicating to each receiver, communicating with each for a finite amount of time. This amount of time can be a short amount of time, such as one second or less. By allowing high-frequency communication with all receivers by sharing a limited number of transmitter communication channels, the transmitter can track and/or receive all these receivers. (and subsequently client devices 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 transfer from the entire transmitter antenna array between all devices over time. That is, so that the transmitter can track the receiver's direction (angle) relative to the transmitter antenna array as it automatically switches communications across the receivers scheduled to receive power. , the transmitter also rapidly redirects the antenna array from one receiver to another, allowing each scheduled receiver to obtain antenna power periodically during its "time slice". The transmitter may also direct individual groups (subsets) of antennas to specific receivers, 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] TDM uses pre-existing communication channels that can be shared by two or more devices, rather than dedicated channels, to charge between a transmitter and a client device's power receiver, and more specifically can be used to enable communication. By using TDM techniques, a wireless power transmitter can allow reassignment of one or more of its individual transmit antennas and communication channels to a group of client devices, which As a result, these client devices can be powered in online mode at the same time. While the online client device is powered and maintains the communication channel for a limited time interval, the rest of the client devices can be placed in offline mode.

[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] Thereafter, the wireless power manager may continue charging the client device until more devices request power at decision 5279. Finally, at decision 5279, if there are no more client devices requesting power, the routine 5200 may end.

[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] Figure 53 is a flowchart of a process 5300 for powering multiple client devices using a time division multiplexing (TDM) method in a wireless power transfer system, according to an embodiment. Process 5300 continues at step 5383 where a user-operated system management GUI in the wireless power transmitter system manually or automatically powers one or more client devices from the wireless power receiver to the system management server. It can be started when commanded to do so. Thereafter, at step 5385, the system management server may 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] Each wireless power transmitter uses a local system distributed database or other storage of system status, control and configuration to determine if the transmitter is within power range of the client device in step 5387. A means may be inspected to control the wireless power receiver of a client device instructed to receive power. If the client device's wireless power receiver is not within power range of the wireless power transmitter, the process may terminate. On the other hand, if the client device's wireless power receiver is within power range of any wireless power transmitter, then in step 5389, said wireless power transmitter initiates real-time communication with the client device's wireless power receiver. can be done. Each time there is one or more client devices to be powered that are commanded to the wireless power transmitter, the wireless power transmitter may subdivide its power transfer antennas into groups, wherein , each group may be assigned per client device, allowing all client devices to be powered simultaneously.

[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] Thereafter, the system management server in the wireless power transfer system, in step 5391, if there are not enough transmitter antennas to power all the wireless power receivers of the client devices within power range, the wireless Power transmitters can be commanded. If the transmitter antenna within the wireless power transmitter can meet the power demands of all wireless power receivers, then in step 5393 the wireless power transmitter can continue to power all client devices. . On the other hand, if the current power resources of the wireless power transmitter do not meet the power demands of all the wireless power receivers, then in step 5395 the system management server instructs the power transmitter manager to implement TDM power transmission in the wireless power transmitter. can be ordered to do so. A wireless power manager within the wireless power transmitter can receive commands regarding the client devices to be powered and can determine which wireless power receivers are associated with the client devices.

[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 transmit antennas by using TDM power transmission, such that each group serves a different wireless power 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 devices are powered. The TDM power transmission system may determine whether there is sufficient power for the online client device at step 5397 . If there is not enough power in the online client devices, i.e. one or more client devices may not receive sufficient power, the wireless power transmitter will set the one or more online client devices offline. , try again, and 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] The TDM power transfer process, in step 5399, uses an automatic online/offline process to ensure that the wireless power transmitter is fully powering all client devices at regular time intervals (or timeslots). 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 devices, take the longest online client devices offline one by one until all online client devices have sufficient power. can do. On the other hand, if the client devices in online mode receive sufficient power, then in step 5393 the TDM power transfer may 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 flowchart of a process 5400 for adjusting the number of antennas assigned to a wireless power receiver such that power transfer from the wireless power transmitter to the receiver is more balanced. Process 5400 can be part of an overall process for wireless power transfer and can be executed by a microprocessor that can be part of the system architecture. Process 5400 may be performed by a processor by executing software code in a power transfer management application, such as a power transmitter manager app. In some embodiments, the processor may perform process 5400 by executing instructions scheduled in the wireless power manager application, and in yet other embodiments the processor is not part of the system architecture. Process 5400 can be performed by executing instructions planned 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 cause several components included in the system architecture to initiate or terminate activities. Alternatively to that shown in the system architecture, hard-wired circuitry may be used in place of or in combination with software instructions to implement the processes described herein. Thus, implementations described herein are not limited to any specific combination of hardware circuitry and software. Although the blocks in the disclosed process 5400 are shown in a particular order, 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 a 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 may communicate data to the WPT that may include, among other things, the WPR's identification number, the WPR's approximate spatial location, and the WPR's power status. At step 5453, the processor may determine from the received data and further data that may be stored in a database, such as a database, whether the WPT should transfer power to the WPR. If the processor determines that the WPT should not power the WPR, it may continue searching for additional wireless power receivers within range and to be powered, step 5465 . If the processor determines that the WPT should power the WPR, then in step 5455 the processor uses the appropriate approximate spatial position data received from the WPR, as well as signal strength, WPT type, WPR, among others. A better approximation of the location of the WPR can be calculated by using additional metrics that can include the 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 may instruct the WPT to assign a set of antennas from the antenna array that may be used to transmit RF waves to the WPR. At step 5459, the processor may instruct the WPT to vary the amplitude and phase, among other parameters, of the transmitted RF wave to shape 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 is a measurement of the energy received by the WPR, the power level of the WPR, the perceived spatial position of the WPR, the power supply to the electronic device to which the WPR can be attached, among other operational parameters. can include a minimum power sufficient to In some embodiments, the minimum power setting can come from other sources, such as lookup 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 5463, the processor uses the read information to determine if the power transmitted to the WPR is unbalanced compared to other WPRs or if any WPR gains. It can be determined whether the power is too much or too little. If the power received by the WPR is less than the minimum power, the processor returns to step 5457 to instruct the WPT to allocate more antennas to the set of antennas that can be used to power the WPR. can be ordered. In some embodiments, if the number of available antennas is not sufficient to power the WPR, the WPT utilizes techniques such as time division multiplexing to share more antennas with the WPR. , can meet the power demands of WPR, which may be within the power range of one or more wireless power transmitters. Techniques such as time division multiplexing may allow multiple WPRs to be charged through regular time intervals or slot times during automatic online mode 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 more than the WPR's required minimum power, the processor returns to step 5457 and instructs the WPT to reduce the number of antennas assigned to the WPR. and use the deallocated antenna to power the other WPR, allowing the first WPR to continue to be wireless powered at the same time. At step 5465, the processor may look for another wireless powered receiver within range and to 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 communication with the WPR that the WPT has finished transmitting power to the WPR, it may return to step 5451 to communicate to the WPR that the power transfer has finished and disconnect the communication in step 5453. can. The WPT may then check the database in step 5465 to determine which WPRs, if any, are within range where 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 utilized for wireless power transfer. Such a transmitter 5500A includes one or more antenna elements 5506A, one or more radio frequency integrated circuits (RFICs) 5508A, one or more microcontrollers 5510A, a communication component 5512A, a power supply 5514A, a transmitting A housing 5501A in which all the required components for the machine 5500A can be placed. Components within transmitter 5500A can be fabricated using metamaterials, microprinting of circuits, 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] The transmitter 5500A can be responsible for pocketing, adaptive pocketing and multi-pocketing through the use of the components mentioned in the above paragraphs. Transmitter 5500A can transmit wireless power transfer in the form of radio signals to one or more receivers, and such signals can include 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] Figure 55B is an exemplary diagram of a flat panel antenna array 5500B that may be used in a transmitter 5500A. The flat panel antenna array 5500B can then include N antenna elements 5506A, where the gain requirement for power transfer is 64 that can be distributed in an evenly spaced grid. There may be ˜256 antenna elements 5506A. In one embodiment, the flat panel antenna array 5500B may have an 8x8 grid with a total of 64 antenna elements 5506A. In another embodiment, flat panel antenna array 5500B may have a 16×16 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 capability of the transmitter 5500A, with more antenna elements 5506A providing greater range and higher power transfer capability. Alternative configurations may also be possible, including circular patterns or polygonal arrangements. The flat panel antenna array 5500B can also be divided into multiple parts and distributed over multiple surfaces (multiple 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 elements 5506A may include planar antenna elements 5506A, patch antenna elements 5506A, dipole antenna elements 5506A, and any antenna suitable for wireless power transfer. Suitable antenna types can include patch antennas, which 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 elements 5506A may vary depending on the desired characteristics of the transmitter 5500A, the orientation may be flat in the X, Y and Z axes, and various any orientation type and combination. The material of antenna element 5506A can include any suitable material capable of enabling wireless 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] Antenna element 5506A may include an antenna type 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 (Industrial, Scientific, and Medical Devices) of the Federal Communications Commission (FCC) Rules. Antenna elements 5506A can operate at independent frequencies to enable pocket-forming multi-channel operation.

[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 polarizations can include vertical polar, horizontal polar, circular, left polar, right polar, or a combination of polarizations. Polarization selection can vary depending on the characteristics of transmitter 5500A. Further, antenna elements 5506A can be located on various sides of 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 elements 5506A can operate in single arrays, paired arrays, quad arrays, 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 illustrates an antenna array 5686A according to various embodiments. Antenna array 5686A may 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 Rules.

[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] Figure 56B shows a pair array 5686B in which the top half 5688B of the antenna elements 5606B can operate at 5.8 GHz and the bottom half 5690B can operate at 2.4 GHz. Pair array 5686B can then be used to simultaneously charge and power two receivers that may operate in different frequency bands, such as the frequency bands described above. As shown in FIG. 56B, antenna elements 5606B can vary in size according to 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 split into two antenna elements, antenna element 5694C and antenna element 5692C. Antenna element 5694C can be used to transmit in the 5.8 GHz frequency band and antenna element 5692C can be used to transmit in the 2.4 GHz frequency band. And the quad array 5686C can 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 a 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 where all antenna elements can operate at a frequency of 2.4 GHz, the flat antenna occupying more space than the other antennas. The volume can be reduced, which allows the transmitter to be placed in small, thin spaces such as walls, mirrors, doors, ceilings, and the like. In addition, flat panel antennas can be optimized for wireless power transfer to operate over long distances into narrow aisles, and such a feature allows portable devices to reach places like train stations, bus stops, airports, etc. It can make it possible to operate in long areas. Furthermore, due to its small volume, the 8x8 flat panel antenna can generate a smaller energy pocket than other antennas, which can reduce losses and provide a more accurate energy pocket. Such precision can be used to charge or power a wide variety of portable electronic devices in areas and/or near objects that do not require an energy pocket near or above them. 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 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 paired array with different types of antennas, i.e. flat panel antennas and dipole antennas, where 1/2 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, flat panel antennas can be optimized to radiate power into narrow passages at considerable distances. Dipole antennas, on the other hand, radiate power at closer distances, but can be utilized to cover additional areas due to their radiation pattern. Additionally, dipole antennas can be manually adjusted, a feature that can be advantageous when the transmitter is located in a crowded 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 utilizing TDM in wireless power transfer. More specifically, FIG. 57 depicts a table with channel assignments to five client devices while the wireless power transmitter only allows 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 in Figure 57 illustrates how a transmitter's limited number of four communication channels can be used to communicate with five receivers, ie, more receivers than the transmitter has channels. Show over time what you can do. Time proceeds from left to right and 10 time slices are represented. Each time slice represents a finite amount of clock time, eg 1 second. Each "Cn" indicates one of the transmitter's communication channels. Each "Rn" denotes one of the wireless power receivers that receive power from the wireless transmitter and then transmit 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 communicates with receiver R1 using channel C1, with receiver R2 using channel C2, with R3 using C3, and with R4 using C4. and there is no communication with 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, whereby R5 gets its turn to receive power, and receiver R2 communicates with the transmitter over channel C2. , receiver R3 continues using channel C3, and receiver R4 continues using 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 takes its turn for power reception, and receiver R3 communicates with the transmitter over channel C3. , receiver R4 continues using channel C4, and receiver R5 continues using 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, which value the transmitter uses to A transmitter antenna is aimed at its receiver and a client device at the receiver is powered. The system may use other methods such as receiver beacon signal transmission and transmitter beacon signal reception to control the aiming of the antenna to the receiver. The transmitter can aim a subset of the antenna array at each of the four receivers with which it is communicating.

[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 through 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 available transmission channels (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 not more transmission channels than are available, the transmitter dedicates each channel to a specific 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 is shown in a table with channel assignments to 5 client devices, whereas the wireless power transmitter allows only 4 communication channels. Drawn. The wireless power manager can utilize TDM techniques when the fifth client device R5 is instructed to begin charging at time phase t1. Thereafter, at time phase t1, the wireless power manager can instruct the wireless power transmitter to stop communicating with the first client device R1 using the first communication channel C1, and the fifth client device R1. Start real-time communication using the first communication channel C1 with R5. Thereafter, after a finite amount of time, at time phase t2, the wireless power manager can command 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, after a finite amount of time, at time phase t3, the wireless power manager can command the wireless power transmitter to stop communicating with the third client device R3 that 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 and aligns the antenna group to 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 a drawing 5800 of exemplary potential interactions between a wireless power receiver and a wireless power transmitter, according to some embodiments. A diagram 5800 may describe a process for how TDM power transfer (a software module) may operate in a wireless power transmitter. In particular, the process may start at time t0 , where a wireless power device (D1) may be within range of a wireless power transmitter, and TDM power transmission may be performed using antenna group (GA). A wireless power transmitter can be commanded 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 moves from the initial position, at time t1 , TDM power transfer instructs the wireless power transmitter to change the number of antennas from the original group and to power the antenna group (GB1) to D1. can be ordered to be assigned to If another wireless power device (D2) arrives within range of the wireless power transmitter at the same time, the TDM power transfer assigns the wireless power transmitter another antenna group (GB2) to power D2. can be commanded to Here, the wireless power transmitter can power 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。 [0279] At time t3 , if both D1 and D2 move from their positions, TDM power transfer instructs the wireless power transmitter to change the number of antennas from the original group and move the antenna group (GB1) to D1 and assign another antenna group (GC2) to power D2. If two additional wireless power devices (D3 and D4) arrive within range of the wireless power transmitter, TDM power transfer directs the wireless power transmitter to two additional antenna groups (GC3 and GC4) in D3. and D4 to be assigned to power. Here, the wireless power transmitter may power four devices and have no more transmit 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。 [0280] At time t3 , a further wireless power receiver (D5) comes within range of the wireless power transmitter and there is a further wireless power receiver available to dedicate to a new group for powering D5. In the absence of antennas, TDM power transmission can utilize antenna sharing techniques to ensure that all devices are receiving power. For example, TDM power transmission can switch antenna groups from one device to another at regular time intervals. If no other change in position occurs, e.g., from time t4 to t9 , TDM power transmission continues, from the wireless power receiver that is transmitting the most power the least amount of 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 a wireless power receiver and a wireless power transmitter that may be part of a wireless power transfer system architecture. Diagram 5900 may 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 come within range 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, multiple wireless power transmitters can jointly power one or more receivers. At time t0 , a wireless power device (D1) may come within range of the wireless power transmitter. The processor may 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。 [0283] At time t1 , the system also starts powering client device D2, so the transmitter keeps the previous antenna group G A powered, antenna group for D1. G B1 and two new antenna groups, group G B2 for newly powered device D2. Since there are two groups, each gets half of the total 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 t2 , two more devices D3 and D4 begin to receive power, and the transmitter directs the previous two antenna groups G B1 and G B2 to the currently powered client device (Dl D2 D3 D4) with four antenna groups, namely G c1 G c2 G c3 G c4 , one for each.

[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。 [0285] At time t3 , the fifth client device D5 is configured to receive power. On the other hand, the maximum allowable simultaneous antenna group is four. Thus, to power 5 devices, time division multiplexing must be used to power 4 devices simultaneously using 4 antenna groups, with one of the 5 devices , is not powered during each subsequent time interval tn . Thus, at time t3 , up to four antenna groups GC1 GC2 GC3 GC4 power client devices D5, D2, D3 and D4, respectively. At time t4 , power to D2 is removed, power to D1 is resumed, and D3, D4, and D5 continue 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 flowchart 6000 that generally illustrates an exemplary method for transmitting wireless power to a device. The steps of this exemplary method are embodied in a computer readable medium containing computer readable code such that the steps are performed when the computer readable code is executed by a computing device. In some embodiments, some 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 FIG. 60, the process begins when the client device starts an application (6067) in response to a request from a user. In some embodiments, the client device detects the receiver to which it is coupled and retrieves from the receiver an identifier associated with the receiver. In other embodiments, the receiver resides on the client device, and thus the client device already includes an identifier associated with the receiver. In yet other embodiments, 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。 [0288] The client device then connects to intranet, local area network (LAN), virtual private network (VPN), wireless area network (WAN) Bluetooth, Bluetooth Low Energy, Wi-Fi, Communicate 6069 with system management services through a suitable network connection, including ZigBee® or the like. In some embodiments, a client device communicates a certificate associated with a user of the client device, an identifier of a receiver associated with the client device, or the like. The system management service then authenticates (6071) the certificate associated with the client device. In some embodiments, if the certificate cannot be authenticated, the user is prompted to enroll. In other embodiments, if authentication fails, the system management service denies access to the user.

[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。 [0289] Next, the client device detects the broadcast from the transmitter and retrieves 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, etc. . Identifiers associated with a transmitter may include the transmitter's MAC address, network address, serial number, and the like. The client device displays a representation of the transmitter to the mobile device user via the GUI (6075). In some embodiments, the GUI generates a representation of the transmitter that allows the mobile device user to request power transfer from the transmitter to the client device. In other embodiments, the GUI displays additional information such as the distance of the client device from the transmitter, 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。 [0290] Next, the client device receives (6077) a command to power the client device from the mobile device user. 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 includes a certificate (e.g., user account certificate) associated with the client device, identifiers associated with one or more nearby transmitters, Includes associated identifiers, identifiers associated with receivers coupled to the client device (if not integral to the device), billing instructions, and the like.

[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。 [0291] Next, the system management service 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 credentials (e.g., user account credentials) and identifiers associated with the client device contained within the request with data stored in a database within the cloud service provider. Authenticate the client device by comparison. In other embodiments, the system management service further verifies that the user's billing configuration is valid. Next, the system management service determines (6083) whether the client device is authorized to receive power. In some embodiments, the process ends if the client device is not authorized. In other embodiments, the process is linked to another process that allows the mobile device user to authorize the client device by further funding the account, request authorization from third parties, etc. 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 instructs 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-Fi - Communicate with the transmitter using a suitable network connection, including Fi, ZigBee®, etc.; In other embodiments, the command includes any number of parameters suitable for implementing the desired charging method, including desired power output, amount of charging time, amount of power to be transferred, and the like. In some embodiments, the receiver is integral with the client device. In other embodiments, the receiver is a wireless receiver coupled to and in electrical communication 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 antenna to create an energy pocket at 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 flowchart 6100 generally illustrating 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 computer readable code such that the steps are performed when the computer readable code is executed by a computing device. In some embodiments, certain steps of the method may be combined, performed simultaneously, performed in a different order, or omitted without departing from the objectives of the present 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 Figure 61, the process begins by the transmitter reading 6151 power and energy data from the receiver. In some embodiments, the receiver is integral with the client device. In other embodiments, the receiver is a wireless receiver coupled to and in electrical communication 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, etc. .

[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 also reports the energy/power transmitted to satisfy the charging request for the client device, the identifier of the receiver, etc.

[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。 [0297] Next, the system management service charges the mobile device user for energy transmitted from the transmitter to the client device, if required (6155). The system management service then communicates (6157) the account information to the client device. In some embodiments, the account information is associated with billing information and other information related to the current charging session, information from previous charging sessions, account balance information, and receipt of wireless power during the current charging session. charges, power transfer rate from the 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。 [0298] 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. discussed 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] One or more of the wireless power transmitter, receiver, and/or system management service then communicates (6161) usage and status information to the information distribution service. In some embodiments, usage and status information is used to perform analytics on customer behavior, demographics, quality of service, and the like. In some embodiments, the information delivery service is hosted at a remote cloud. In other embodiments, the information distribution service is hosted in 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 retrieves the ID of the transmitter. The user then notices that the smart phone is low on power and proceeds to command the mobile app to request local wireless power. The user may also have the wireless power system management configured to do this automatically whenever and/or wherever wireless power is available. The smartphone then communicates its ID, its receiver ID, and transmitter ID to the system management service. The system management service reviews its system database and finds smartphones or its own receivers and transmitters. The system management service then communicates with the Transmitter and instructs the Transmitter to power the user's smart phone receiver. The transmitter then communicates with the receiver to determine the location of the receiver and uses pocketing techniques to transmit wireless energy to the receiver. The receiver proceeds to use this energy to power the smart phone.

[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 having 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's wireless power transmitter, reads the transmitter's ID, and the home owner's transmitter configures the system management service to automatically power any wireless power receivers. I have The wearable device's receiver communicates its ID and transmitter's ID to the system management service, which then reviews its system database and identifies the wearable device, its receiver, and its transmitter. find. The system management service then communicates with the transmitter and instructs the transmitter to power the wearable device receiver. The transmitter then communicates with the receiver to determine its location and transmits wireless energy to the receiver using adaptive 3D pocketing techniques. 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] Figure 62 is a flowchart of a 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 rate at which the electronic device's battery is charging and compare that value to the predicted reference rate. If the current rate is significantly lower than the predicted reference rate, the battery or associated charging circuitry within 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 the wireless power transfer system detects this error condition, the system can alert the system operator or user of the client device, or any other appropriate party, so that the problem can be corrected. The electronic device battery charging system may no longer waste power when charging, or stop charging for a longer period of time 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 was first serviced by the system and uses this as a reference to determine the current charging rate for the device. If compared to the charging rate, which causes the current charging rate for the device to be less than the reference rate based on the initial charging rate, the system will tell you that something is wrong with the device and that it is taking too long to charge. An alert is generated to indicate that you are wasting power when you are on or charging.

[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, a method of monitoring 6281 battery performance may begin at step 6263, where an operator or user installs and operates a wireless power transfer system. . Next, at step 6265, the client device can be paired with a wireless power receiver within the system. Pairing can occur when the client electronic device detects that the power receiver has been within a suitable proximity range for a suitable amount of time. It can then proceed to check its 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 can be ready to initiate 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 may continuously monitor the battery level of the client device and, at step 6269, determine if the battery needs to be charged. In other embodiments, the wireless power transmitter can charge the client device according to a predetermined schedule. The wireless power transfer system can automatically charge the client device's battery whenever it is time to charge, or when 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, 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, in step 6271 it may begin transmitting power to the wireless power receiver connected to the client device. To do this, the wireless power transmitter communicates continuously in real time with the wireless power receiver.

[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, the receiver continuously transmits the charging power value to the wireless power transmitter during the charging period. Additionally, the client device can constantly send 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] Using the values received in steps 6273 and 6275, in step 6277 the wireless power transmitter can calculate the charging rate of the client device. In some embodiments, the wireless power transmitter monitors its own real-time clock circuit or the like to measure the current real-time or clock time in order to calculate the charging rate 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, at step 6279, the wireless power transmitter may determine whether the charging rate of the client device is within an acceptable range. In some exemplary embodiments, the wireless power transmitter can look up the expected charging rate for a particular client device in a reference table, and the device's unique identification or category is pre-specified to the system. , operator or user, or directly from the client device to the wireless power transmitter or other system computer of the wireless power transfer system automatically by client device communication in the above categories. The reference table is located in the transmitter memory, in a 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 nominal charging rate for a particular client device is already stored in the memory of the transmitter. Also stored in memory are all the speeds for each category or model of client device that the transmitter is expected to charge. These rates may already be stored in the transmitter's memory when the transmitter is manufactured, or may be updated for any type, category or model of client device that the wireless power transfer system is expected to charge. may have been uploaded or communicated to the Transmitter from another system computer, such as a system management server containing the specified 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 predicted charging performance, then in step 6281 the transmitter instructs the system operator or user of the client device to Alerts you that other of your devices are malfunctioning, may be losing power, are taking too long to charge, and should be investigated or repaired or replaced can do. In some embodiments, the wireless power transmitter may also determine the root cause of system malfunction when the client device's battery is not causing slow charging 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 a system network between the transmitter and other system computers, or through other suitable means of communication. Send a message. Further, the operator or user receives the 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. , repair or replace, or make other suitable remedies.

[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 analyzed data, the wireless power transmitter continues charging the client device and, in step 6283, It can continuously check whether the battery level is full or not. If the client device's battery is not fully charged, the wireless power transmitter can continue to transmit wireless power to a wireless power receiver connected to the client device to keep the client device charged. If the client device's battery is already fully charged or it is time to stop charging the device, then in step 6285 the wireless power transmitter stops charging the device and the process may end.

[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 aspect of the present disclosure. Sequence diagram 6300 includes client device 6352 , system management computer 6373 , wireless power transmitter 6301 , wireless power receiver 6320 and 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)。 [0316] The system management computer first sends the predicted charging rate 6355 of the client device 6352 to the wireless power transmitter 6301. Client device 6352 then transmits information 6357 regarding the battery level of client device 6373 . Wireless power transmitter 6301 then begins delivering wireless power to wireless power receiver 6320 connected to client device 6352 (6359). The wireless power receiver then constantly sends a measurement 6361 of the amount of power delivered to the client device 6352 . Client device 6352 then transmits the latest battery level 6363 to wireless power transmitter 6301 . Using the measured amount of power 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 (6367).

[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 member has a wireless power transfer system installed at home. A family member configures the system to wirelessly power and charge a smartphone. Smartphones are several years old. The system automatically charges the smartphone whenever the smartphone is within the power range of the system and the smartphone's battery level is low enough to justify charging. The family members have installed software downloaded from a public app store on their smart phones, which is a system management app for wireless power transfer systems. This app automatically communicates the smart phone's battery level value to the system. After charging the smartphone, the system observes that the smartphone took three times as long as it should take to be fully charged. The system then communicates a warning of this problem to the family system owner by sending the owner a text message 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 on the user's arm. The product includes a wireless power receiver. The wireless power transmitter is in the user's bedroom, and each night the user goes to bed with the wearable product on the user's arm. The wireless power transfer system then automatically powers the battery in the wearable by transmitting power from the transmitter in the bedroom some distance away from the power receiver to the power receiver in the wearable on the user's arm. to 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 first time the transmitter charged the wearable client device, the transmitter calculated the charge rate of the wearable's battery. The wireless power transfer system has no reference information regarding the charging rate of the battery 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] Over a year later, the wireless power transfer system detects that the amount of time it takes to charge the wearable battery is now taking 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 transmission
[0321] FIG. 64 illustrates a flowchart of a method 6400 for prohibiting a client device from receiving power from a wireless power transfer system based on a prohibited health safety situation. The disclosed method can operate in one or more components of a wireless power transfer system. The wireless power transfer system includes, among other things, 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 of the wireless power transfer system and is part of a communication network between all computers of the wireless power transfer system. The system computer can communicate over the network to any other system computer, be it a wireless power transmitter, a wireless power receiver, a client device, a system management services 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 may be coupled to a system database that may be replicated or distributed across all networked computers operating in the wireless power transfer system. The distributed system database, together with database distribution management software running in all network computers, can enable instant communication in wireless power transfer systems. A network computer can refer to any system computer or 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) powers up and performs a system checkup to ensure that all communication channels are functioning properly. can be done. Thereafter, at step 6471, the user may perform the step of downloading and installing a system management software app (GUI App) on the client device for WPTS, if this step has not already been performed. The app may be a public software app store or digital application, such as Apple's iTunes, Google's Play Store, Amazon's App store. It is available on the distribution platform and can be downloaded and installed here. In other embodiments, the user can browse web pages hosted by a computer or server from which the user can command, control or configure the WPTS. The app or web page may include, but is not limited to, an industry standard checkmark control or view screen of a client device, or a web page served by a computer that manages a wireless power transfer system that displays and describes health safety actions. It can have a user interface including 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, at decision 6473, the GUI app verifies if there are any prohibitions for power transfer enabled in the WPTS. If the prohibit for power transfer has been enabled, following step 6485 below, otherwise, if the prohibit for power transfer has not yet been enabled, in decision 6475 the GUI prompts the user A message may be displayed to the user asking if the user wishes to enable health safety operating parameters for wireless power transfer. If the user does not accept enabling the prohibitions, then in step 6491 the WPTS allows power delivery without prohibitions and the process ends. At decision 508, if the user accepts to enable the prohibition, then at step 6477, the GUI app is used by the user to specify the circumstances under which wireless power should not be transmitted to the device. A checklist can be displayed to the user that can Next, at step 6479, the user specifies prohibited situations, which can include, but are 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) If the client device is currently moving and indicates that the user is wearing or holding or wearing the device. Movement or movement of a client device can refer to physical 3D movement of the client device relative to the transmitter transmitting power to the device or relative to the spatial location of the transmitter, thereby allowing , the client device may change its physical distance from the transmitter or may change 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) If the client device is currently physically oriented in any pose that indicates it is in use. For example, if the device is a mobile cell phone 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 currently within the user's proximity, such as when the device is held toward 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) If 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, rotating, etc. finger gestures on the client device, or in any way If you are interacting with a client device with

[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] Thereafter, in step 6487, after the user has specified prohibited situations or criteria, apply the prohibited situation policy across all System Computers. Next, in step 6483, WPTS updates the client device record in its distributed database. WPTS retrieves and verifies the prohibited status associated with the client device. Thereafter, at step 6485, the WPTS retrieves and verifies the prohibited status associated with the client device. Then, in step 6487, if a prohibited condition exists, power delivery is disabled in step 6489; 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] A GUI app running on the client device continuously monitors the client device to see if the current operation of the client device meets any of the health safety prohibited conditions. It is possible to detect whether or not Monitoring of a client device includes, but is not limited to, by using accelerometers or gyroscopes internal to said client device, or sensors that indicate if devices is help to face. reading measurement hardware within said device that determines the current speed, yaw, pitch or roll, or attitude of the device, or sensing any other aspect of the device that indicates whether a prohibited situation exists can include

[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] The health safety determination of whether a client device is currently in a situation where it is prohibited from receiving power from said transmission system is made in a GUI within a data record describing the control and configuration of said client device. can be stored by the app. The record may be part of the WPTS distributed database, a copy of which resides in the memory of the client device. GUI apps and other computers within the wireless power transfer system then automatically distribute the updated records throughout the system to keep all copies of the database identical throughout 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。 [0334] The exemplary embodiment describes how the decision to transfer power to the client device is made. Within the system database, records of paired client devices are associated with records of wireless power receivers attached to or embedded within said 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 a user manually commands the client device to be charged (from power received by the wireless power receiver) using any user interface (GUI or web page) of WPTS, or the user uses the user interface to configure the wireless power receiver's record to automatically charge the client device, such as by time, name, or physical location, or otherwise. a receiver's record is updated by the wireless power receiver having current control of the wireless power receiver's database record because it is the closest wireless power transmitter 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 records of the wireless power receivers are also distributed by the wireless power transmitters 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, then the wireless power transmitter is associated with or associated with the wireless power receiver. A record of paired client devices is examined and power is transmitted to the wireless power receiver only if the health safety determination does not currently prohibit 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) To keep the transmit antenna pointed at the receiver, initiate real-time communication with the receiver to obtain continuous feedback of the amount of power received.

[0338] B)前記受信機への電力伝送を始める。 [0338] B) Commence power transfer 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) Instructing the receiver to close the receiver's electrical relay switch for connecting with 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 again determines 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 with Selective Range1. constructive interference
[0341] Figure 6A is an exemplary system implementing wireless power transfer principles that may be implemented during an exemplary pocket forming process. A transmitter 601 that includes multiple antennas in an antenna array can adjust the phase and amplitude, among other attributes, of the power transmission waves 607 transmitted from each antenna of the transmitter 601 . In the absence of phase or amplitude adjustments, a power transmission wave 607 can be transmitted from each of the antennas. In this case, the transmitted waves will arrive at different locations with different phases due to the different distances from each antenna element of the transmitter to the receivers located at each location.

[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。 [0342] A receiver may receive multiple signals 607a from multiple antenna elements, and the composite of these signals may be essentially zero if the signals add destructively. The antenna elements of the transmitter are capable of transmitting exactly the same power transmission signal (i.e., containing power transmission waves having the same characteristics), but each of the power transmission signals 607a are offset from each other by 180°. , and thus these power transfer signals can "cancel" each other. Signals that offset each other in this manner can be referred to as "destructive interference." In contrast, in the case of so-called "constructive interference", as shown in Figure 6B, the signals 607b arrive at the receiver exactly "in phase" with each other, increasing the amplitude of the signals. In the illustrative example in FIG. 6A, the phases of the transmitted signals are the same in transmission and destructively combine at the receiver. On the other hand, in FIG. 6B, the phases of the transmitted signals are adjusted in transmission so that they arrive at the receiver in phase alignment and combine constructively. In this illustrative 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 illustrates wireless power transfer using a selective range 700 in which a transmitter 702 can create pockets for multiple receivers associated with an electrical device 701. FIG. Transmitter 702 can generate pocketing through wireless power transfer using selective range 700 , which is located at a particular physical location 706 in one or more wireless charging radii 704 and one wireless charging radius 704 . It can contain a null radius of . A plurality of electronic devices 701 can be charged or powered in the wireless charging range 704 . Thus, a number of energy spots can be created and such spots can be used to power the electronic device 701 and enable constraints for charging the electronic device. As an example, a constraint may include operating certain electronic devices in certain or limited spots included within wireless charging radius 704 . Additionally, safety constraints can be implemented by using wireless power transfer with selective range 700, such safety constraints avoiding energy pockets over areas or zones where energy needs to be avoided. Such areas may include areas containing energy pocket sensitive equipment and/or people who do not want energy pockets on and/or near them. In embodiments, such as the embodiment shown in FIG. 7, the transmitter 702 may include antenna elements that are seen in a different plane than the receivers associated with the electrical device 701 in the area served. 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 energy pockets with power transmission waves can be represented as concentric circles by placing the antenna array of transmitter 702 in a ceiling or other elevated position, where transmitter 702 A power transmission wave can be emitted that creates a "cone" of pockets. In some embodiments, the transmitter 701 controls the radius of each charging radius 704, thereby establishing the spacing of the service areas to produce energy pockets directed downward to areas lying in the lower plane. do. This allows the width of the cone to be adjusted through appropriate 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 illustrates wireless power transfer with a selective range 800 in which a transmitter 802 can create pockets for multiple receivers 806. FIG. Transmitter 802 can create a pocket formation through wireless power transfer using selective area 800 , which can include one or more wireless charging spots 804 . At the wireless charging spot 804, multiple electronic devices can be charged or powered. An energy pocket can be created across multiple receivers 806 regardless of the obstacles 804 surrounding them. An energy pocket can be created by creating constructive interference within the wireless charging spot 804 according to the principles described herein. The location of the energy pocket is achieved by tracking the receiver 806 and using multiple communication protocols through a wide variety of communication systems such as Bluetooth® technology, infrared communication, Wi-Fi, FM radio, among others. It can be done by enabling

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. Exemplary system embodiment with heatmap
[0345] Figures 9A and 9B show diagrams of architectures 900A, 900B for wireless charging of client computing platforms, according to example embodiments. In some implementations, the user may be in a room and may have an electronic device (eg, smart phone, tablet) in hand. In some implementations, the electronic device may be on furniture in the room. The electronic device can include the receivers 920A, 920B either embedded in the electronic device or as separate adapters connected to the electronic device. Receivers 920A, 920B can include all the components described in FIG. Transmitters 902A, 902B may hang on one of the walls of the room directly behind the user. Transmitters 902A, 902B can also include all the components described 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] When the user may appear to block the path between the receivers 920A, 920B and the transmitters 902A, 902B, the RF waves are not easily aimed in a linear direction to the receivers 920A, 920B. Sometimes. However, the short signals generated from receivers 920A, 920B can be omnidirectional for the type of antenna elements used, and these signals travel through walls 944A, 944B until they reach transmitters 902A, 902B. can bounce across Hotspots 944A, 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 back 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] A 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 transmit antenna phase to take into account the built-in phase of the antenna elements. The antenna elements can be controlled simultaneously to steer energy in a given direction. The transmitters 902A, 902B can scan the room and look for hotspots 944A, 944B. Once calibrated, the transmitters 902A, 902B can focus RF waves in channels that follow paths that may be the most effective paths. The RF signals 942A, 942B can then form an energy pocket at the first electronic device and another energy pocket at the second electronic device while avoiding obstacles such as users and furniture. When scanning the service area, ie the room in FIGS. 9A and 9B, the transmitter can use various methods. As an illustrative example, but 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 these to calculate, for example, their conjugates A transmit phase and magnitude pair can be formed by calculating and applying these at the time of transmission. As another illustrative example, the transmitter applies all possible phases of the transmit antennas one at a time in subsequent transmissions, each combination formed by observing the signal from the receiver. The intensity of the energy pocket can be detected. The transmitter then repeats this calibration from time to time. Note that the transmitter does not need to search all possible phases, but can search within the set of phases that are more likely to produce strong energy pockets based on previous calibration values. In yet another illustrative example, the transmitter can use preset values of transmit phase for the antenna to form energy pockets directed to different locations within the room. The transmitter can, for example, scan the physical space in the room from top to bottom and left to right by using preset phase values for the antennas 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 ways without departing from the spirit of the embodiments described herein. Whichever method is used, the scan result is a heat map of the room from which the transmitter determines the best phase and frequency to use for the transmit antenna to maximize the energy pocket around the receiver. Identify hotspots that exhibit 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] The transmitters 902A, 902B can determine the location of the receivers 920A, 920B using a Bluetooth® connection, and use different non-overlapping portions of the RF band to locate the different receivers 920A, 920B. RF waves can be channeled to. In some implementations, the transmitters 902A, 902B can scan the room to determine the location of the receivers 920A, 920B, forming mutually orthogonal energy pockets due to non-overlapping RF transmission bands. . Directing energy to a receiver with multiple energy pockets can be inherently safer than some alternative power transfer methods. This is because any single transmission is not very strong, while the total power transmission 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. Exemplary system embodiment
[0349] FIG. 10A illustrates wireless power transfer using a multi-pocket formation 1000A that can include one transmitter 1002A and at least two or more receivers 1020A. Receiver 1020A can communicate with transmitter 1002A, which is further described in FIG. Once transmitter 1002A has identified and located receiver 1020A, a channel or path can be established by knowing the gain and phase coming from receiver 1020A. Transmitter 1002A can begin transmitting controlled RF waves 1042A that can converge in three-dimensional space by using a minimum of two antenna elements. These RF waves 1042A can be generated using an external power supply and a local oscillator chip using suitable piezoelectric materials. The RF wave 1042A can be controlled by an RFIC, which can serve as an input for the antenna elements to form constructive interference patterns (pocketing). It can contain a special chip for adjusting the size. Pocketing can take advantage of interference to change the directivity of an antenna element, where constructive interference creates an energy pocket 1060A and destructive interference creates a null. Receiver 1020A then charges or powers electronic devices, such as laptop computer 1062A and smart phone 1052A, thereby efficiently providing wireless power transfer generated by pocket formation. Energy pocket 1060A is available.

[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。 [0350] Multiple pocketing 1000A can be achieved by calculating the phase and gain from each antenna of transmitter 1002A to each receiver 1020A. The calculations can be done independently because the antenna elements from the transmitter 1002A can generate multiple paths to the antenna elements from the receiver 1020A.

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. Exemplary system embodiment
[0351] FIG. 10B is an exemplary illustration of a multiple adaptive pocket formation 1000B. In this embodiment, the user may be in a room and may be holding an electronic device in their hands. In this instance, the electronic device may be tablet 1064B. Additionally, the smart phone 1052B can be on a piece of furniture in the room. Tablet 1064B and smartphone 1052B may include receivers as separate adapters either embedded in each electronic device or connected to tablet 1064B and smartphone 1052B. A receiver may include all the components described in FIG. Transmitter 1002B may hang on one of the walls of the room directly behind the user. Transmitter 1002B can also include all the components described in FIG. When the user may appear to block the path between the receiver and transmitter 1002B, the RF wave 1042B may not be easily aimed within line of sight to each receiver. However, the short signals generated from the receiver may be omni-directional for the type of antenna elements used, and these signals may bounce off walls until they find transmitter 1002B. Almost immediately, the microcontroller residing within transmitter 1002B adjusts the gain and phase based on the received signals transmitted by each receiver, causing the power transmission waves to subtract from each other, called "destructive interference." forming a convergence of the power transmission waves so that they combine together and enhance the energy concentrated at the location, as opposed to interference that attenuates the energy concentrated at the location, as opposed to interference The transmitted signal can be recalibrated by forming the conjugate of the signal phase received from the receiver and making further adjustments to the transmit antenna phase that take into account the built-in phases of the antenna elements. Once calibrated, transmitter 1002B can focus on the RF waves that follow the most efficient path. Thereafter, an energy pocket 1060B can be formed at the tablet 1064B and another energy pocket 1060B at the smart phone 1052B, taking into account the user and obstacles such as furniture. The above properties are such that wireless power transfer using multi-pocket formation 1000B can be inherently safe, as the transmission along each energy pocket is not very strong, and that RF transmissions are typically away from living tissue. It can be advantageous in that it is reflective and non-penetrating.

[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 a receiver, a channel or path can be established by knowing the gain and phase coming from the receiver. Transmitter 1002B can begin transmitting controlled RF waves 1042B that can converge in three-dimensional space by using a minimum of two antenna elements. These RF waves 1042B can be generated using an external power supply 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 for the antenna elements to form constructive and destructive interference patterns (pocketing). and/or may include a dedicated tip for adjusting the relative sizes. Pocketing can take advantage of interference to change the directivity of antenna elements, where constructive interference creates energy pockets and destructive interference creates nulls at specific physical locations. The receiver then charges or powers electronic devices such as laptop computers and smart phones, thereby channeling the energy pocket created by the pocketing to effectively provide wireless power transfer. 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。 [0353] Multiple pocket formation 1000B can be achieved by calculating the phase and gain from each antenna of the transmitter to each receiver. Antenna elements from the transmitter can generate multiple paths to antenna elements from the receiver, so the calculations can be done 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。 [0354] An example calculation for at least two antenna elements may include determining the phase of the signal from the receiver and applying the conjugate of the receive parameters to the antenna elements 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 accomplished by including an array of multiple embedded antenna elements in transmitter 1002B. In one embodiment, a single frequency may be transmitted by each antenna in the array. In other embodiments, some of the antennas in the array can be used to transmit on different frequencies. For example, half of the antennas in the array can operate at 2.4 GHz and the other half can operate at 5.8 GHz. In another example, 1/3 of the antennas in the array can operate at 900 MHz, another 1/3 can operate at 2.4 GHz, and the remaining antennas in the array 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, wherein each set of antenna elements in the array: It can be transmitted on different frequencies. For example, a transmitter antenna element may transmit a power transmission signal at 2.4 GHz, while a corresponding antenna element at the receiver may be configured to receive the power transmission signal at 5.8 GHz. . In this example, the transmitter's processor can adjust the transmitter's antenna elements to virtually or logically divide the antenna elements in the array into multiple patches that can be fed independently. can. As a result, 1/4 of the array of antenna elements may be capable of transmitting at the 5.8 GHz required by the receiver, while another set of antenna elements may transmit at 2.4 GHz. Thus, by virtually dividing the array of antenna elements, an 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 approximately 2.4 GHz and the other antenna element to transmit at 5.8 GHz, thus working with receivers operating at different frequencies. It can be advantageous due to the ability to adjust multiple antenna elements in a given array when . In this example, the array is divided into equal sets of antenna elements (eg, four antenna elements), but the array may be divided into sets of different amounts of antenna elements. In alternative embodiments, each antenna element can alternate 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。 [0357] The efficiency of wireless power transfer and the amount of power that can be delivered (using pocketing) 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, a receiver may include about 80 antenna elements, while a transmitter may include about 256 antenna elements. Another identical wireless power transfer system (about 1 watt at about 15 feet) may have a receiver with about 40 antenna elements and a transmitter with about 512 antenna elements. Reducing the number of antenna elements at the receiver by half requires doubling the number of antenna elements at the transmitter. In some embodiments, the number of transmitters is much lower than the receivers in system-wide deployments, so due to cost, there may be more antenna elements at the transmitter than at the receiver. can be advantageous. On the other hand, the opposite can be achieved, for example, by placing more antenna elements at the receiver than at the transmitter, as long as there are at least two antenna elements at transmitter 1002B.

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 can be responsible for pocketing, adaptive pocketing and multi-pocketing using the components described below. A transmitter can transmit a wireless power transfer signal to a receiver in the form of any physical medium capable of propagating through space and being converted into usable electrical energy, examples being RF waves, Infrared, acoustic, electromagnetic and ultrasonic waves can be included. Those skilled in the art should understand that the power transmission signal can be almost any radio signal with any frequency or wavelength. The transmitter is described by way of example only with reference to RF transmission and is not intended to limit its 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] Transmitters can be located in multiple locations such as desks, tables, floors, walls, surfaces, pedestals, or embedded structures. In some cases, the sender is located within a client computing platform, which can be any computing device that includes a processor 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 may be a wide variety of electronic computing devices. In such embodiments, each of the client computing platforms may have separate operating systems and/or physical components. The client computing platforms may run the same operating system and/or the client computing platforms may run different operating systems. Client computing platforms and devices may be capable of running multiple operating systems. Additionally, box transmitters may include several configurations of printed circuit board (PCB) layers that may be oriented in 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 electrical power. should. Non-limiting exemplary transmission techniques for energy that can be converted into electrical power by a receiving device include ultrasound, microwaves, resonant and induced magnetic fields, laser light, infrared, or other forms of electromagnetic energy. be able to. In the case of ultrasound, for example, one or more transducer elements can be arranged to form a transducer array, which transmits the ultrasound waves towards a receiving device, which is It receives ultrasonic waves and converts them into electric power. In the case of resonant and induced magnetic fields, a magnetic field is produced in the transmitter coil and converted into electrical 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 a system 1100 architecture for wireless charging of client devices, according to an exemplary embodiment. System 1100 can include transmitter 1101 and receiver 1120, each of which can include an application specific integrated circuit (ASIC). The transmitter 1101 ASIC includes one or more printed circuit boards (PCBs) 1104, one or more antenna elements 1106, one or more radio frequency integrated circuits (RFIC) 1108, and one or more microcontrollers (MC). 1110, a communication component 1112, and a power source 1114. Transmitter 1101 can be placed in a housing, and the housing can distribute all required components for transmitter 1101 . Components in transmitter 1101 can be fabricated using metamaterials, microprints of circuits, nanomaterials and/or any other materials. It should be apparent to those skilled in the art that the entire transmitter or receiver can be implemented on a single circuit board, and that one or more of the functional blocks can be implemented 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. Printed circuit board 1104
[0362] In some implementations, the transmitter 1101 may include multiple PCB 1104 layers, which may include antenna elements 1106 and/or RFIC 1108 to provide 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 copper sheets laminated on a non-conductive substrate. can do. PCBs can be single-sided (one copper layer), double-sided (two copper layers) and/or multi-layered. Multiple PCB 1104 layers can increase the range and amount of power that can be transferred by transmitter 1101 . The PCB 1104 layer can connect to a single MC 1110 and/or a dedicated MC 1110. Similarly, RFIC 1108 can be connected to 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 that includes multiple PCB 1104 layers inside can include antenna elements 1108 that provide greater control over pocket formation and response for target receivers. can be increased. In addition, box transmitters can increase the range of wireless power transfer. Multiple PCB 1104 layers, due to the higher density of antenna elements 1106, provide a range and amount can be increased. The PCB 1104 layer can connect to a single microcontroller 1110 and/or a dedicated microcontroller 1110 per antenna element 1106 . Similarly, RFIC 1108 can control antenna elements 1101 as shown in the above embodiments. Furthermore, the box shape of transmitter 1101 can increase the working ratio of wireless power transfer.

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 elements 1106 may be directional and/or omnidirectional and may 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, which 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 elements 1106 may vary depending on the desired characteristics of the transmitter 1101, the orientation may be flat in the X, Y and Z axes, and various any orientation type and combination. The material of antenna element 1106 may include any suitable material capable of enabling RF signal transmission with high efficiency, good heat dissipation, and the like. The amount of antenna elements 1106 can vary in relation to the desired range and power transfer capability at transmitter 1101, with more antenna elements 1106 providing greater range and higher 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 elements 1106 may 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 (Industrial, Scientific, and Medical Devices) of the Federal Communications Commission (FCC) Rules. Antenna elements 1106 can operate at independent frequencies to enable pocket-forming multi-channel operation.

[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 elements 1106 can have at least one polarization or polarization selection. Such polarizations can include vertical polarization, horizontal polarization, circular polarization, left-hand polarization, right-hand polarization, or a combination of polarizations. Polarization selection can vary depending on the characteristics of transmitter 1101 . Further, antenna elements 1106 can be located on various sides of transmitter 1101 . Antenna elements 1106 can operate in single arrays, paired arrays, quadruple arrays, 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 implementations, the antenna elements 1106 can be tightly packed across the sides of the printed circuit board PCB1104. The RFIC 1108 can be connected to multiple antenna elements 1106 . Multiple 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. radio frequency integrated circuit
[0368] RFIC 1108 may receive the RF signal from MC 1110 and split the RF signal into multiple outputs, each output linked to an antenna element 1106. For example, each RFIC 1108 can be connected to four antenna elements 1106 . In some implementations, each RFIC 1108 can be connected to 8, 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] RFIC 1104 may include multiple RF circuits that may include digital and/or analog components such as amplifiers, capacitors, oscillators, piezoelectric crystals, and the like. The RFIC 1104 can control characteristics of the antenna elements 1106 such as gain and/or phase for pocket formation and manage this through direction, power levels, and the like. The phase and amplitude of pocketing at each antenna element 1106 can be adjusted by the corresponding RFIC 1108 to produce the desired pocketing and transmit null steering. Additionally, RFIC 1108 can be connected to MC 1110, which can utilize digital signal processing (DSP), ARM, PIC class microprocessors, central processing units, computers, and the like. Fewer RFICs 1108 present in transmitter 1101 can accommodate desired features such as weaker control of multi-pocket formation, lower granularity levels, and lower cost implementations. In some implementations, RFIC 1108 may be coupled to one or more MCs 1110 , which may be included in separate base stations or transmitters 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 implementations of the transmitter 1101, the phase and amplitude of each pocket formation at each antenna element 1106 may be adjusted by the corresponding RFIC 1108 to produce the desired pocket formation and transmit null steering. can. A single RFIC 1108 coupled to each antenna element 1106 can reduce processing requirements, increase control over pocket formation, and provide multiple pocket formation and higher granularity at lower load on the MC 1110. It can allow for pocket formation and a greater number of multi-pocket formation and higher response. Additionally, multiple pocketing can charge a greater number of receivers and allow 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] 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 element 1106 and RFIC 1108 in a flat configuration. Subsets 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 integrated directly behind each antenna element 1106, and such integration can reduce losses due to shorter distances between components. In some implementations, rows or columns of antenna elements 1106 can be connected to a single MC 1110 . An RFIC 1108 connected to each row or column allows for a lower cost transmitter 1101 that can create pocketing by changing the phase and gain between rows or columns. In some implementations, RFIC 1108 can output 2 volts to 8 volts of power for 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 implementations, a cascade configuration of RFICs 1108 may be implemented. A flat transmitter 1101 using a cascaded configuration of RFICs 1108 can provide better control over pocket formation and can increase response to target receivers 1106, due to multiple redundancy of RFICs 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] MC 1110 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 the mathematical manipulation of information signals, which can be modified or improved in some way, to create discrete time, discrete , and/or other discrete domain signal representations. DSPs can measure, filter and/or compress continuous real-world analog signals. The first step is to convert the signal to analog format by sampling the signal and then digitizing it with an analog-to-digital converter (ADC), which can convert the analog signal into a stream of discrete digital values. to digital form. MC 1110 may also run Linux and/or any other operating system. MC 1110 can also connect to Wi-Fi to provide information over 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。 [0374] The MC 1110 can control various characteristics of the RFIC 1108, such as time release of pocket formation, direction of pocket formation, bounce angle, power strength, and the like. Additionally, MC 1110 can control multiple pocket formation for multiple receivers or for a single receiver. Transmitter 1101 can enable distance discrimination for wireless power transfer. Additionally, MC 1110 can manage and control communication protocols and signals by controlling communication component 1112 . The MC 1110 can process information received by the communications component 1112, which tracks the receivers and focuses the radio frequency signals 1142 (ie, energy pockets) to the receivers. can send and receive signals to and from Other information may also be transmitted from and to receiver 1120 over network 1140, and such information may 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] MC 1110 may communicate with communication component 1112 through a serial peripheral interface (SPI) and/or an inter-integrated circuit ( I2C ) protocol. SPI communication can be used for short distance single master communication, for example in embedded systems, sensors and SD cards. Devices communicate in master/slave mode, in which the master device initiates data frames. Multiple slave devices are enabled using individual slave select lines. I 2 C is a multi-master, multi-slave, single-ended, serial computer bus used to attach low-speed peripherals to computer motherboards 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] The communication component 1112 may include, among others, Bluetooth technology, infrared communication, Wi-Fi, FM radio, and combinations thereof. MC 1110 can determine the optimal time and location for pocketing, including the most effective trajectory to transmit pocketing to reduce losses due to obstacles. Such trajectories can include direct pocketing, bounce, and distance discrimination of pocketing. In some implementations, the communication component 1112 can communicate with multiple devices, which can include receivers 1120 , client devices, or other transmitters 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] The transmitter 1101 can be powered by a power supply 1114, which can include an AC power supply or a DC power supply. The voltage, power and current strength provided by power supply 1114 can vary depending on the power that needs to be transmitted. Conversion of power to radio signals may be managed by MC 1110 and performed by RFIC 1108 . RFIC 1108 can utilize multiple methods and components to generate radio signals at a wide variety of frequencies, wavelengths, intensities and other characteristics. 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 at different antenna elements 1106 . In addition, various filters can be used to smooth the signal and amplifiers can be used to increase the transmitted power.

[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。 [0378] Transmitter 1101 can emit RF power waves pocketing with a power capacity from a few Watts up to a predetermined number of Watts as required by a particular rechargeable electronic device. . Each antenna can manage a certain power capacity. Such power capacity can be related to the application.

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 housing, independent base stations can include MCs 1110 and power supplies 1114, so that several transmitters 1101 can be managed by a single base station and a single MC 1110. . Such capability allows the transmitter 1101 to be placed in a wide variety of strategic locations such as ceilings, decorations, walls, and the like. Antenna element 1106 , RFIC 1108 , MC 1110 , communication component 1112 and power supply 1114 can be connected in multiple configurations and combinations, which can depend 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 illustrates a wireless power transfer system 2300 comprising a portable transmitter 2301 having a power plug that can connect the portable wireless transmitter to one or more power outlets, according to an exemplary embodiment. Portable wireless transmitter 2301 can include antenna elements in a flat configuration. Portable wireless transmitter 2301 can be connected to a power source through one or more power plugs 2370, and such power plugs 2370 can comply with national and/or regional standards. Power plug 2370 may be intended to connect portable wireless transmitter 2301 to one or more power outlets in walls, floors, ceilings and/or electrical adapters.

[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] To increase the portability of the portable wireless transmitter 2301, the power plug 2370 can be foldable, telescoping, microminiature, and the like. Such features allow for reduced size for shipping and pocketing. Portable wireless transmitter 2301 can be contained within housing 2306 . The housing can provide additional protection against water, heat, sand, insects, shock, vibration, and other adverse conditions that can threaten the integrity of the portable wireless transmitter 2301. As such, the housing 2306 can be made using multiple materials that can provide the properties described above.

[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 illustrates a wireless power transfer system 2400 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, according to an exemplary embodiment. 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. 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. Cigarette lighter plug 2470c can be used to receive power from any cigarette lighter socket, such as those used in automobiles. Additionally, portable wireless transmitter 2401 can include a wide variety of power plugs 2470a, and such power plugs 2470a can vary depending on the end use.

[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 create at least one energy pocket 2504 on the top surface when activated. A smart phone 2552 operatively coupled to a receiver (not shown), when placed on such a surface, can wirelessly receive power by utilizing the energy pocket 2504 described above. This configuration for wireless power transfer 2500 may be advantageous whenever smartphone 2552 is unable to communicate its location to transmitter 2501, for example, whenever smartphone 2552 is completely out of power. . Communication can refer to the transmission of information, represented as data, 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 the numeric value '0' or '1'. Bits are communicated electrically or electronically from one computer to another by representing '0' and '1' as separate or different voltage or current or phase or frequency values. Bits are wirelessly communicated from one computer to another by representing '0' and '1' as radio frequency (RF) energy. Additionally, smartphone 2552 can charge faster due to its proximity to transmitter 2501 . A further advantage of this configuration is that if the user decides to remove smartphone 2552 from the surface of transmitter 2501 (after smartphone 2552 has accumulated a minimum charge to establish communication with transmitter 2501), the smartphone 2552 2552 is still able to receive power wirelessly through pocketing. As such, the mobility of smart phone 2552 may not 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 method of transmitting power
[0384] FIG. 12 is a method for determining a receiver position 1200 using antenna elements. The method for determining receiver position 1200 can be a set of programmed rules or logic managed by the MC. The process may begin step 1201 by acquiring a first signal using a first subset of antennas from the antenna array. The process can be followed immediately by switching to a different subset of antenna elements and acquiring a second signal using a second subset of antennas in next step 1203 . For example, a first signal can be acquired by a row of antennas and a second acquisition by a column of antennas. A row of antennas can provide horizontal orientation, such as azimuth in a spherical coordinate system. A column of antennas can provide a vertical orientation, such as elevation. The antenna elements used to acquire the first and second signals can be aligned in a linear, vertical, horizontal, or diagonal orientation. The first and second subsets of antennas can be aligned in a cruciform configuration to cover 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, in the next step 1205, determines appropriate values of phase and gain for the vertical and horizontal antenna elements used to acquire the signal. can be determined. Appropriate values for phase and gain can be determined by the relationship of the position of the receiver to the antenna. The values can be used by the MC to tune the antenna elements 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] To aid in the calculation of the appropriate values for the antenna elements, data regarding the initial values of all antenna elements at the transmitter can be calculated and pre-stored for use by the MC. At the next step 1207, after the appropriate values for the vertical and horizontal antennas used to acquire the signal have been determined, the process uses the stored data to determine the appropriate values for all antennas in the array. can be continued by determining the The stored data may include initial test values of phase and gain 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 a next step 1209, the MC can then tune all antennas through the RFIC to form energy pockets at the appropriate locations.

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. Antenna row 1368A can be used first to acquire the signal transmitted by the receiver. The antenna row 1368A can then transfer the signal to the RFIC, where the signal can be converted from radio to digital and passed to the MC for processing. The MC can then determine the appropriate adjustments for phase and gain in antenna row 1368A to form an energy pocket at the appropriate location based on the receiver position. A second signal may be captured by the antenna column 1370A. Antenna array 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 antenna column 1370A to form an energy pocket at the appropriate location based on the receiver position. Once the appropriate adjustments for antenna row 1368A and antenna column 1370A are determined, the MC uses the previously stored data for the antennas and uses the results from antenna row 1368A and antenna column 1370A accordingly. By adjusting , appropriate values for the remaining antenna elements 1306A in the array of antennas 1368A can be determined.

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. Transmitter, Transmitter Components, Antenna Tiles, and Transmitter Associated System Configuration 1. Exemplary system
[0388] Figure 13B illustrates another exemplary embodiment of an array subset configuration 1300B. In array subset configuration 1300B, both initial signals are captured by two diagonal subsets of antennas. The process follows the same path, whereby each subset is adjusted accordingly. Based on the adjustments made and previously stored data, the remaining antenna elements 1306B of the antenna array are adjusted.

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] Figure 14 shows a front view of a flat transmitter 1402 and a rear view of some embodiments. Transmitter 1402 can comprise antenna elements 1406 and RFIC 1408 in a flat configuration. The RFIC 1408 can be integrated directly behind each antenna element 1406, and such integration can reduce losses due to reduced distances between 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 at transmitter 1402 (ie, view 1), the pocketing phase and amplitude for each antenna element 1406 are adjusted by the corresponding RFIC 1408 to produce the desired pocketing and transmit null steering. can be adjusted. A single RFIC 1408 coupled to each antenna element 1406 can reduce processing requirements, increase control over pocket formation, and provide multiple pocket formation and higher granularity at lower load on the MC 1410. It can allow pocket formation and thus a higher number of multi-pocket formations and a higher response. Additionally, multiple pocketing can charge a greater number of receivers and allow better trajectory for such receivers. RFIC 1408 can be coupled to one or more MCs 1410, and microcontroller 1410 can be included in a separate base station or transmitter 1402, as described in the embodiment of FIG.

[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 may be connected to a single RFIC 1408. Fewer RFICs 1408 present in transmitter 142 can accommodate desired features such as weaker control of multi-pocketing, lower granularity levels, and lower cost implementations. RFIC 1408 can be coupled to one or more MCs 1410, and microcontroller 1410 can be included in a separate base station or in transmitter 1402, as illustrated in the embodiment of FIG.

[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. A row or column of antenna elements 1406 can be connected to a single MC 1410 . Fewer RFICs 1408 present in transmitter 1402 can accommodate desired features such as weaker control of multi-pocket formation, lower granularity levels, and lower cost implementations. An RFIC 1408 connected to each row or column can allow for a lower cost transmitter 1402 that can create pocketing by changing the phase and gain between rows or columns. RFIC 1408 can be coupled to one or more MCs 1410, and microcontroller 1410 can be included in a separate base station or transmitter 1402, as described in the embodiment of FIG.

[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 RFIC 1408, which can be further connected to a single RFIC 1408, which can be connected to a final RFIC 1408, which can be further connected to one or more can be connected to the MC1410 of A flat transmitter 1402 using a cascaded configuration of RFICs 1408 can provide greater control over pocket formation and increase response for target receivers. Furthermore, due to the multiple redundancy of RFIC 1408, higher reliability and accuracy can be achieved. RFIC 1408 can be coupled to one or more MCs 1410, and microcontroller 1410 can be included in a separate base station or transmitter 1402, as described in the embodiment of FIG.

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. Multiple printed circuit board layers
[0394] FIG. 15A can include multiple PCB layers 1204A that can include antenna elements 1506A to provide greater control over pocket formation and can increase response for target receivers. A possible transmitter 1502A is shown. Multiple PCB layers 1504A can increase the range and amount of power that can be transferred by transmitter 1502A. PCB layer 1504A can be connected to a single MC or a dedicated MC. Similarly, the RFIC can be connected to antenna element 1506A as shown in the above embodiments. An RFIC can be coupled to one or more MCs. Additionally, the MC can be included in a separate 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] Figure 15B shows a box transmitter 1502B that can include multiple PCB layers 1504B therein. Box transmitter 1502B can include antenna elements 1506B that provide greater control over pocket formation and can increase response for target receivers. Additionally, box transmitter 1502B can increase the range of wireless power transfer. Multiple 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. PCB layer 1504B can connect to a single MC or a dedicated MC per antenna element 1506B. Similarly, the RFIC can control antenna element 1506B as shown in the above embodiments. Furthermore, the box shape of transmitter 800 can increase the working ratio of wireless power transfer. As such, the box transmitter 1502B can be located on multiple surfaces such as desks, tables, floors, and the like. Additionally, box transmitter 1502B can include several configurations of PCB layers 1504B that can be oriented in the X, Y, or Z axes, or any combination thereof. An RFIC can be coupled to one or more MCs. Additionally, the MC can be included in a separate 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 arrays for various types of products
[0396] Figure 16 shows a diagram of an architecture 1600 for incorporating a transmitter 1602 into different devices. For example, a flat transmitter 1602 can be applied to a television 1646 frame or across a soundbar 1648 frame. Transmitter 1602 can include multiple tiles 1650 having antenna elements and RFICs in a flat configuration. The RFIC can be embedded directly behind each antenna element and such integration can reduce losses due to reduced distances between 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, the television 1646 may have a bezel around the television 1646 that includes a plurality of tiles 1650, each tile consisting of a certain number of antenna elements. For example, if there are twenty tiles 1650 around the bezel of television 1646, each tile 1650 can have twenty-four 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] In tile 1650, the phase and amplitude of each pocket formation at 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, and reduce the load on the microcontroller for multiple pocket formation and higher granularity. It can allow for pocket formation and thus a higher number of multi-pocket formations and a higher response. Additionally, multiple pocketing can charge a greater number of receivers and allow 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 may be coupled to one or more microcontrollers and may be included in a separate base station or tile 1650 within the transmitter 1602. Rows or columns of antenna elements can be connected to a single microcontroller. In some implementations, fewer RFICs are present in transmitter 1602 to accommodate desired features such as weaker control of multi-pocket formation, lower granularity levels, and lower cost implementations. be able to. An RFIC connected to each row or column may enable cost reduction by having fewer components, as fewer RFICs are required to control each of the transmitters 1602 . RFICs can generate pocket-forming power transmission 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 implementations, the transmitter 1602 can employ a cascaded configuration of tiles 1650 that include RFICs, which can provide greater control over pocket formation and target receivers. can increase the response for Furthermore, higher reliability and accuracy can be achieved from RFIC multiple redundancy.

[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, multiple PCB layers containing antenna elements can provide greater control over pocket formation and increase response for the target receiver. Multiple PCB layers can increase the range and amount of power that can be transferred by transmitter 1602 . The PCB layers can be connected to a single microcontroller or a dedicated microcontroller. Similarly, the RFIC can be connected to the antenna elements.

[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, can include antenna elements that provide greater control over pocket formation, and can increase the response for the target receiver. can. Additionally, box transmitter 1602 can increase the range of wireless power transfer. 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 layers can be connected to a single microcontroller or a dedicated microcontroller per antenna element. Similarly, the RFIC can control the antenna elements. The box shape of transmitter 1602 can increase the working ratio of wireless power transfer. As such, the box transmitter 1602 can be located on multiple surfaces such as desks, tables, floors, and the like. Further, box transmitters can include several configurations of PCB layers that can be oriented in the X, Y and/or Z axes, 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. Antenna elements 1706 may form an array by arranging antenna rows 1768 and antenna columns 1770 . The transmitter configuration can include at least one RFIC 1708 that controls characteristics of the antenna elements 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 MC 1710, which determines the optimal time points for pocket formation, including the most effective trajectory to transmit the pocket formation, to reduce losses due to obstacles. and position can be determined. Such trajectories can include direct pocketing, bounce, and distance discrimination of pocketing.

[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 can utilize the antenna elements 1706 to determine the location of the receiver in order to determine how to adjust the antenna elements 1706 to form an energy pocket at the appropriate location. can. The receiver can send a train signal to the transmitter to provide information. The training signal can be any conventional known signal that can be detected by antenna element 1706 . The signal transmitted by the receiver can contain 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] Figure 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, a plurality of transmit (Tx) RF integrated circuits (RFIC) 2608, at least one digital A signal processor (DSP) and/or microcontroller 2610 and/or a communication component 2612 may be provided. Microcontroller 2610 can be included in a separate base station or transmitter 2601 . The RF input signal 2642 can be generated using a power supply 2614 and a local oscillator chip (not shown) using piezoelectric material, or other such as from frequency chips, Bluetooth and Wi-Fi. 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 that can allow transmission and/or reception of signals or waves, for example, plastic or hard rubber. Antenna elements 2606 may include antenna types for operation 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) Rules, Industrial, Scientific, and Medical Devices. Antenna elements 2606 can include vertical or horizontal polarization, right or left polarization, elliptical polarization, and/or other polarizations, and combinations of polarizations. Antennas can be omnidirectional and/or directional. Omni-directional antennas are a class of antennas that radiate radio power uniformly in all directions in a plane. A directional antenna in a wireless power transmitter that can have its direction or phase adjusted to control where wireless energy pockets are available in the 3D physical space within the transmitter's power range. It can be an array. Antenna types can include, for example, patch antennas, which can have heights from about 1/8 inch to about 8 inches and widths from about 1/8 inch to about 6 inches. Other antenna element 2606 types that can be used include metamaterial-based antennas, dipole antennas, and planar 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 may include multiple arrangements in which antenna element 2606 may be connected to RX RFIC 2626 or TX RFIC 2608. FIG. Arrangements can include different configurations such as a dedicated row or column of antenna elements 2606 coupled to Rx RFIC 2626 and at least two or more rows or columns of antenna elements 2606 coupled to Tx RFIC 2608 . The Rx RFIC 2626 contains a unique chip for adjusting the phase and/or relative magnitude of the RF input signal 2642 collected from the dedicated set/configuration of antenna elements 2606 for reception of the RF input signal 2642. be able to. The Rx RFIC can be designed to include hardware and logic elements specifically dedicated to receiving and processing 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 2674 to the antenna elements 2606, and a dedicated receiver for the RF input signal 2642 is included in the configuration and operation of the transmitter 2601. Accordingly, it can be configured to enable 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 operatively coupled to sets/configurations of antenna elements 2606, excluding the antenna elements used to receive RF input signals 2642 by Rx RFICs. The Tx RFIC can rely on control signals from the microcontroller 2610 to couple to the transmit antenna elements 2606 .

[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 implements control of the Rx RFIC 2626 and switches the Rx RFIC 2626 with switching control that allows monitoring of reception separately from transmission without duplication in the operation of the Rx RFIC 2626 and Tx RFIC 2608. It can contain its own algorithms that enable the operation. The RF input signal 2642 can be sampled as soon as 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 operation of the Rx RFIC 2626, the Tx RFIC 2608 can perform wireless power transfer to the receiver. Microcontroller 2601 may select columns of antenna elements 2606, rows of antenna elements 2606, or any interpolation of placement of antenna elements 2606 for coupling to Tx RFIC 2608, depending on the location from which wireless power is transmitted. 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 information sent by the receiver through the communication component 2612 to determine the optimal time and location for pocket formation. Communication component 2612 can be based on standard wireless communication protocols, which 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 level, location or other such information. Other communication components 2612 are also possible, including radar, infrared cameras, or sound devices for acoustic triangulation of the electronic device's location.

[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] Figure 27 shows a transmitter arrangement 2701 of antenna elements 2706 that can be coupled to a dedicated Rx RFIC 2762, according to an embodiment. Transmitted by the receiver processed by the communication component regarding the positions where the RF input signal can be received and the determination of the optimal time and position for pocket formation, which can improve the efficiency of wireless power transfer. Based on this information, the microcontroller 2710 can select the Tx RFIC and placement of the antenna elements 2706 to maximize the transmit performance of the transmitter. Microcontroller 2710 can send switching control signals to Rx RFIC 2726 coupled to either antenna column 2706b or antenna row 2706a to include antenna elements 2706 that receive RF input signals. After reception and processing of the signal by the Rx RFIC 2726, the remaining antenna elements 2706 can be coupled to the Tx RFIC using multiple configurations of antenna elements 2706 as a result of the interpolation step. The interpolation step can be performed by the microcontroller 2710 using an ARM microprocessor within the microcontroller 2710 to control the operation of the Tx RFIC and improve the wireless power transfer performance of the transmitter. orient it to the appropriate 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 and increase control over pocketing, allowing multiple pocketing and higher granularity with less load on the microcontroller 2710. It can allow for pocketing and thus a higher number of multipocketing responses for transmission. Additionally, multiple pocketing can charge a greater number of receivers, allow better trajectory for such receivers, and can provide a less expensive embodiment.

[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] Figure 28 shows a block diagram 2800 of an Rx RFIC 2808 in an enhanced wireless power transmitter, according to an embodiment. RF input signals received by antenna element 2806, which is receive-only and is operatively coupled to Rx RFIC 2808, activate microcontroller 2810 depending on the position from which they may be radiated to the transmitter. The RF input signal can then be frequency sampled by an array of downconverters contained in the Rx RFIC 2808, where the frequency range of the RF input signal of about 2.4 GHz or about 5.6 GHz is converted to a new frequency. A range of RF signals can be shifted.

[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 may include a local oscillator (not shown) that provides a signal at a predetermined frequency that is mixed with the RF input signal to produce a sum-heterodyne and a difference-heterodyne, from which one of the heterodynes can be filtered to provide the desired output frequency. In this embodiment, a signal of approximately 5.8 GHz can be downconverted to an output signal of approximately 5.0 GHz. The 5.0 GHz output signal from downconverter 2876 can then be provided to addressing line (A20) 2878 at 10 MHz for processing by microcontroller 2810 . The enhanced wireless power transmitter can receive on one frequency, say 2.4 GHz, and transmit on a higher frequency, say 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 enabled to send a control signal to the Rx RFIC 2808 of about 1 msec or about 100 μsec, depending on how fast it can receive the RF input signal, every 1 msec. , or about 10 times per second for 1 msec. If the RF input signal can be received constantly, eg, every 10 μsec, updates can be performed up to about 1000 times per second.
In the microcontroller 2810, a unique algorithm can enable sampling of the signal coming from each A20 2878 and an ARM microprocessor (not shown) to transmit wireless power to the appropriate location of the receiver. The necessary Tx RFIC coupled to the determined set/configuration of antenna elements 2806 can be driven to do so. Using an ARM microprocessor can reduce cost, heat and power usage, as may be desirable for electronic devices that are powered or charged using wireless power transfer. The ARM microprocessor's instruction set architecture may allow for 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. Configuring multiple transmitters
[0417] FIG. Transmitter 2901 can comprise one or more antenna elements 2906, one or more radio frequency integrated circuits (RFICs) 2908, a communication component 2912, and a housing 2974 in which all the components described above can be allocated. can. The base station 2980 can comprise one or more microcontrollers 2910, a power supply 2914, and a housing 2974 into which all the components described above can be allocated. Components within the wireless power system 2900 and base stations can be fabricated using metamaterials, microprinting of circuits, 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 stations 2980 can be located at a variety of locations, where transmitters 2910 can remain connected to base stations 2980. Such connections can include a wide variety of connections, which can include coaxial cables, telephone cables, LAN cables, wireless connections, among others. The connection between base station 2980 and transmitter 2910 is intended to establish a link between RFIC 2908 and microcontroller 2910 and a power supply 2914 connection.

[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 various features of the RFIC 2908, such as time release of pocket formation, method of pocket formation, bounce angle, power intensity, and the like. Additionally, the microcontroller 2910 can control multiple pocketing for multiple receivers or for a single receiver. Further, 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 numeric digits, alphanumeric characters, characters, punctuation marks, numbers, or characters in an ASCII table. . A protocol can also have an expected format or pattern of information data over time. Thus, the microcontroller 2910 can drive the above features in several transmitters 2901 simultaneously.

[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 supply 2914, which in turn can power the transmitter 2901. Power source 2914 may include an AC power source or a DC power source. The voltage, power and current strength provided by 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 RFIC 2908 . RFIC 2908 can utilize multiple methods and components to generate radio signals in a wide range of frequencies, wavelengths, intensities and other characteristics.

[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 at different antenna elements 2906. In addition, various filters can be used to smooth the signal and amplifiers can be used to increase the power transmitted. However, in some embodiments, the charging technique of the present invention is not limited to RF transmission techniques, but includes additional techniques for transmitting energy to receiving devices. Here, the receiving device converts the transmitted energy into electrical power. Exemplary forms of energy that can be converted into electrical power by the receiving device can include ultrasound, microwaves, resonant and induced magnetic fields, laser light, infrared, or other forms of electromagnetic energy. In the case of ultrasound, for example, one or more transducer elements can be arranged to form a transducer array that transmits ultrasound waves towards a receiving device, which receives the ultrasound waves, Converts ultrasonic waves into electric power. In the case of resonant and induced magnetic fields, a magnetic field is produced in the transmitter coil and converted into electrical power by the receiver coil. Further, RFIC 2908, microcontroller 2910, communication component 2914 and remaining electronic components can be integrated into solid state circuitry to increase the reliability of wireless power system 2900. FIG. Other techniques for increasing the reliability of electronic components may be used.

[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. Base station 3080 can enable operation of different transmitters 3001 in different rooms or area coverage. Each transmitter 3001 can operate at different frequencies, power strengths and different ranges. Further, each transmitter 3001 can provide power to multiple receivers. In addition, the base station 3080 can enable single operation of all transmitters 3001, thus using each transmitter 3001 as a single transmitter to provide a 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. A base station 3180 can enable operation of different transmitters 3101 in different rooms or area coverage. Each transmitter 3101 can operate at different frequencies, power strengths and different ranges. Further, each transmitter 3101 can provide power to multiple receivers. Further, the base station 3180 can enable single operation of all transmitters 3101, thereby providing higher capacity for wireless charging by using each transmitter 3101 as a single transmitter. can be provided. Additionally, transmitter 3101 can be plugged into lighting socket 3184 . Such lighting sockets 3184 can increase the places 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 - System and Method for Receiving and Utilizing Wireless Power TransferA. Receiver device components
[0424] Referring to FIG. 11, which illustrates the architecture of a system 1100 for wireless charging client devices, according to an exemplary embodiment, systems 1100 may each include an application specific integrated circuit (ASIC). A transmitter 1101 and a receiver 1120 can be provided. The ASIC of receiver 1120 may comprise printed circuit board 1122 , antenna element 1124 , rectifier 1126 , power converter 1129 , communication component 1130 and/or power management integrated circuit (PMIC) 1132 . Receiver 1120 can also include a housing into which all required components can be assigned. The various components of receiver 1120 can include or 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. Antenna Elements Antenna elements 1124 may include antenna types suitable for operating in frequency bands similar to those described for antenna element 1106 of transmitter 1101 . Antenna elements 1124 may include vertical or horizontal polarization, right or left polarization, elliptical polarization, or any other suitable polarization, and any suitable combination of polarizations. Using multiple polarizations can be advantageous in devices where there is no preferred orientation during use or where the orientation may change continuously over time, such as a smart phone or portable game console. In contrast, for devices with well-defined expected orientations, such as two-handed video game controllers, there may be a preferred polarization of the antennas, which allows a given Polarization ratio can be specified. Suitable antenna types may 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. A patch antenna can have the advantage that the polarization can depend on the connectivity, ie the polarization can change depending on which side the patch is fed from. This may further demonstrate the advantage that a receiver, such as receiver 1120, can dynamically change its antenna polarization to optimize wireless power transfer. Different antenna, rectifier or power converter configurations are possible for the receiver as described in the embodiments herein.

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 an alternating current (AC) that periodically reverses direction to a direct current (DC) that takes on a non-negative value. Due to the alternating nature of the input AC sine wave, the rectification process alone produces a DC current that is non-negative but consists of current pulses. The rectifier output can be smoothed by an electronic filter to produce a constant current. Rectifier 1126 may include diodes and/or resistors, inductors and/or capacitors that rectify the alternating current (AC) voltage produced by antenna element 1124 to a 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 implementations, the rectifier 1126 may be a full wave rectifier. A full-wave rectifier can convert the entire input waveform to one of a fixed polarity (positive or negative) at its output. Full-wave rectification can convert both polarities of the input waveform to pulsating DC (direct current), resulting in a higher average output voltage. Two diodes and a center-tapped converter and/or four diodes in a bridge configuration and any AC source (including converters without center taps) can be used for the full-wave rectifier. For single-phase AC, if the converter is center-tapped, a full-wave rectifier using two diodes in back-to-back fashion (cathode/cathode or anode/anode, depending on the required output polarity) can be formed. Twice as many windings may be required in the secondary converter to get the same output voltage as in the bridge rectifier, but the power rating does not change. The rectifier 1126 can be placed as close to the antenna element 1124 as technically possible to minimize losses. After rectifying the AC voltage, a power converter 1129 can be used to rectify the DC voltage.

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. power converter
[0427] The power converter 1129 can be a DC/DC converter that can help provide a constant voltage output and/or can help boost the voltage to the receiver 1120. In some implementations, the DC/DC converter can be a maximum power point tracker (MPPT). A MPPT is an electronic DC/DC converter that converts a higher DC output to the lower voltage required to charge a battery. A typical voltage output can be from about 5 volts to about 10 volts. In some embodiments, power converter 1129 can include an electronic switched mode DC/DC converter that can provide high efficiency. In such cases, a capacitor can be included before power converter 1129 to ensure that sufficient current is provided to operate the switching device. When charging an electronic device such as a phone or laptop computer, an initial high current may be required that can exceed the level required to actuate the operation of an electronic switched mode DC/DC converter. In such cases, a capacitor can be added to the output of receiver 1120 to provide the additional energy needed. Lower power can then be provided as needed to provide the appropriate amount of current, e.g. 1/80 of the 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 may be connected in parallel to the antenna elements 1124. FIG. For example, four rectifiers 1126 can be connected in parallel to 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. Since using multiple low power rectifiers 1126 can be less costly than utilizing one high power rectifier 1126 while handling the same amount of power, the configuration significantly reduces costs. can be done. In some embodiments, the total power handled by rectifier 1126 can be combined into 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 other embodiments, multiple antenna elements 1124 may be connected in parallel to a rectifier 1126, after which the DC voltage may be regulated through a 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 only handle ¼ of the total power. Further, since the signals may not cancel each other out, the configuration may allow the use of a single rectifier 1126 and antenna elements 1124 of different polarizations. Due to the above properties, the configuration may be suitable for electronic client devices that have orientations that are not well defined or that change over time. Finally, the configuration may be advantageous when using antenna elements 1124 of equal polarization and configured for phases that do not differ significantly. However, in some embodiments, there may be one rectifier 1126 per antenna element 1124 and/or multiple rectifiers 1126 per 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 implementation, the outputs of multiple antenna elements 1124 can be combined and connected to parallel rectifiers 1126, and the outputs of the rectifiers 1126 can be further combined into one power converter 1129. can be implemented. There can be 16 antenna elements 1124 whose outputs can be combined in four parallel rectifiers 1126 . In other embodiments, the antenna elements 1124 can be subdivided into groups (eg, four) and connected to separate 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 groups of antenna elements 1124 can be connected to different rectifiers 1126, which in turn can be connected to different power converters 1129 as well. In this embodiment, each of four groups of antenna elements 1124 (each containing four antenna elements 1124 in parallel) can be independently connected to four rectifiers 1126 . In this embodiment, the output of each rectifier 1126 can be directly connected to power converters 1129 (four total). In other embodiments, the outputs of all four rectifiers 1126 can be combined before 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 greater proximity between the rectifier 1126 and the antenna element 1124. FIG. This property may be desirable as it allows keeping losses to a minimum.

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] A communication component 1130, as with the transmitter 1101, can be included in the receiver 1120 for communication with the transmitter or to other electronic devices. In some implementations, the receiver 1120 uses the built-in communication components of the device to communicate to a given transmitter 1120 based on requirements provided by the processor, such as battery level, user-predefined charging profiles, and the like. can be used. Transmitter 1101 includes one or more printed circuit boards (PCBs) 1104, one or more antenna elements 1106, one or more radio frequency integrated circuits (RFIC) 1108, one or more microcontrollers (MC ) 1110 , a communication component 1112 , and a power source 1114 . Transmitter 1101 can be housed in a housing in which all required components for transmitter 1101 can be allocated. Components within transmitter 1101 can be fabricated using metamaterials, microprints of circuits, nanomaterials and/or any other materials. The types of information communicated by the communication components between the receiver and transmitter include, but are not limited to, power level at the battery, signal strength and power level received at the receiver, timing information, phase and Includes gain information, user identification information, client device rights, security-related signaling, emergency signaling, and authentication exchanges.

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. PMICs
[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 the host system. PMIC 1132 may include battery management, voltage regulation and charging functions. PMIC 1132 may include a DC/DC converter to enable dynamic voltage scaling. In some implementations, the PMIC 1132 can provide up to 95% power conversion efficiency. In some implementations, the PMIC 1132 can be integrated in combination with dynamic frequency scaling. The PMIC 1132 may be implemented in battery powered devices such as mobile phones and/or portable media players. In some implementations, the battery can be replaced with an input capacitor and an output capacitor. The PMIC 1132 can be directly connected to the battery and/or capacitor. A capacitor may not be implemented when the battery is charged directly. In some implementations, the PMIC 1132 can be coiled around the battery. PMIC 1132 may include a power management chip (PMC) that acts as a charger and is connected to the battery. The PMIC 1132 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 implementations, a power converter, rectifier and/or BLE may 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 may be made of any suitable material capable of enabling signal or wave transmission and/or reception, eg, plastic or hard rubber. The housing can be external hardware that can be added to different electronic devices, for example in the form of a case, or it can be integrated within the electronic device.

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 may include any common communication architecture that facilitates communication between transmitter 1101 and receiver 1120. FIG. 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 the network components can be implemented on dedicated processing equipment or, alternatively, in a cloud processing network.

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 Receivers1. Multiple rectifiers connected in parallel to antenna elements
[0436] Figure 18A shows a configuration 1800A in which multiple rectifiers 1826A can be connected in parallel to antenna elements 1824A. In this example, four rectifiers 1826A can be connected in parallel to antenna element 1824A. Alternatively, several additional rectifiers 1826A may be used. Configuration 1800A can be advantageous because each rectifier 1826A need only handle 1/4 of the total power. If 1 watt is delivered to the electronic device, each rectifier 1826F may only need to handle 1/4 watt. Using multiple low power rectifiers 1826A can be less expensive than using one high power rectifier 1826A to handle the same amount of power, so the configuration 1800A can significantly reduce costs. In some embodiments, the total power handled by rectifier 1826A can be combined into one DC/DC converter 1828A. In other embodiments, there may 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 with a rectifier
[0437] Figure 18 shows a configuration 1800B in which multiple antenna elements 1824B can be connected in parallel to a rectifier 1826B, and then the DC voltage can be regulated through a DC/DC converter 1828B. In this example, four antenna elements 1824B can be connected in parallel to a single rectifier 1826B. Configuration 1800B may be advantageous because each antenna element 1824B has to handle only 1/4 of the total power. Moreover, since the signals may not cancel each other out, the configuration 1800B can allow the use of different polarized antenna elements 1824B with a single rectifier 1826B. Due to the above properties, configuration 1800 may be suitable for electronic devices with orientations that are not well defined or that vary over time. Finally, configuration 1800B can be advantageous when configured for phases that do not differ significantly using equally polarized antenna elements 1824B. However, in some embodiments, there may be one rectifier 1826B per antenna element 1824B or multiple rectifiers 1826 (as shown in FIG. 18A) per antenna element 1824B.

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. Multiple antenna elements connected in parallel to multiple rectifiers
[0438] Figure 19A shows a configuration 1900A in which the outputs of multiple antenna elements 1924A can be combined and connected to parallel rectifiers 1926A, the outputs of which can be further combined in one DC converter 1928A. . Configuration 1900A illustratively shows 16 antenna elements 1924A, and the outputs of the 16 antenna elements 1924A can be combined in four parallel rectifiers 1926A. In other embodiments, the antenna elements 1924A can be subdivided into groups (eg, four groups) and connected to separate 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] Figure 19B shows a configuration 1900B in which groups of antenna elements 1624B can be connected to different rectifiers 1926B, which can also be connected to different DC converters 1928B. In configuration 1900B, each of four groups of antenna elements 1924B (each including four antenna elements 1924B in parallel) can be independently connected to four rectifiers 1926B. In this embodiment, the output of each rectifier 1926B can be directly connected to a DC converter 1928B (four total). In other embodiments, the outputs of all four rectifiers 1926B can be combined before each DC converter 1928B to handle the 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 may be advantageous in that it allows greater proximity between rectifier 1926B and antenna element 1924B. This property may be desirable as it allows losses to be kept to a minimum.

[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] A receiver is an electronic device or appliance that can rely on electrical power to perform its intended function, such as a telephone, laptop computer, remote television, children's toy or any other such device. may be embodied in, connected to, or incorporated in. A receiver that utilizes pocketing can be used to fully charge a device's battery while it is "on" or "off", in use or not in use. Furthermore, 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 approximately 50%. Finally, some devices that currently run on batteries can be fully powered with the receiver, after which the battery may no longer be needed. This last property may be advantageous for devices such as wall clocks, where battery replacement can be cumbersome or difficult to accomplish. The following embodiments provide some examples of how receiver integration can be performed in an electronic device.

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] Figure 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 supply generated from the transmitted RF technology waves to deliver constant and stable power or energy to the electronic device. can be done. Additionally, the receiver 3320 can use a variable power supply generated from RF waves to power electronic components within 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 the housing can be made of any suitable material that allows transmission and/or reception of signals or waves, such as plastic or hard rubber. can include This housing can be added to a different electronic device, for example in the form of a case, or it can be external hardware that can also be integrated into the electronic device.

[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 that can convert RF waves or energy pockets into electrical power. Antenna array 3386 can include one or more antenna elements 3324 operatively coupled to one or more rectifiers 3326 . The RF wave can exhibit a sinusoidal shape within a range of voltage amplitudes and powers that can depend on the characteristics of the transmitter and transmission environment. The transmission environment may be affected by changes in or movement of objects within the physical boundaries, or 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 antenna array 3386 at receiver 3320 may vary. By way of example and not limitation, the alternating current (AC) voltage or power generated by the antenna elements 3324 from the transmitted RF waves or energy pockets ranges from about 0 volts or 0 watts to about 5 volts at 3 watts. can vary 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] Antenna elements 3324 may include antenna types suitable for operating in frequency bands similar to those described for the transmitter. Antenna elements 3324 can include vertical or horizontal polarization, right or left polarization, elliptical polarization, or other polarizations, and suitable combinations of polarizations. Using multiple polarizations can be advantageous in devices, such as electronic devices, where there is no preferred orientation during use or where the orientation may change continuously over time. Conversely, for devices with well-defined orientations, such as two-handed video game controllers, there may be a preferred polarization of the antennas, resulting in a given ratio of polarizations for multiple antennas. can be specified. Suitable antenna types can include patch antennas, which 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. A patch antenna can have the advantage that the polarization can depend on the connectivity, ie the polarization can change depending on which side the patch is fed from. This proves to be further 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] Rectifier 3326 may comprise a diode or resistor, inductor, or capacitor to rectify the AC voltage generated by 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 losses. In one embodiment, the rectifier 3326 can operate in synchronous mode, in which case the rectifier 3326 can include switching elements that can improve the efficiency of rectification. By way of example and not limitation, the output of 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。 [0446] An input boost converter 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. . Input boost converter 3258 can operate as a step-up DC/DC converter that boosts the voltage from rectifier 3326 to a voltage level suitable for proper operation of receiver 3320 . As an exemplary, non-limiting embodiment, the input boost converter 3258 can operate with an input voltage of at least 0.4 volts to about 5 volts and produce an output voltage of about 5 volts. Additionally, the input boost converter can reduce or eliminate rail-to-rail deviation. In one embodiment, the input boost converter 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] Since the voltage or power generated from the RF wave may be zero at some point in the wireless power transfer, the receiver 3320 can extract the energy or charge from the output voltage generated from the input boost converter. A storage element 3352 can be included for storing the . In this manner, the storage element 3352 can deliver continuous voltage or power through the output boost converter to a load, where the load is an electronic power source that requires continuous powering or charging. It can represent the battery or internal circuitry of the device. For example, the load may be a mobile 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 may include a battery 3392 that stores power received from the input boost converter 3258 or charge from the power. Battery 3392 can be of various types including, but not limited to, alkaline, nickel-cadmium (NiCd), nickel metal hydride (NiHM), and lithium ion, among others. The battery 3392 can present a suitable shape and size to accommodate the receiver 3320, while the charge capacity and cell design of the battery 3392 can depend on load requirements. For example, to charge or power a mobile phone, battery 3392 can deliver a voltage of about 3 volts to about 4.2 volts.

[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, storage element 3352 may comprise a capacitor instead of 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 can 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 can also comprise an output boost converter operatively coupled to the storage element 3352 and the input boost converter, where the output boost converter takes into account the impedance and power requirements of the load. can be used for matching. As an exemplary, non-limiting embodiment, the output boost converter increases the output voltage of the battery 3392 from approximately 3 volts or 4.2 volts to the voltage required by the battery or internal circuitry of the electronic device. can be increased up to about 5 volts. Similar to input boost converters, output boost converters can be based on synchronous topologies 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] The storage element 3352 can provide power or voltage to the communication subsystem, which can include low dropout regulators (LDOs), microcontrollers, and electrically erasable programmable read-only memories (EEPROMs). . LDOs can function as DC linear voltage regulators that provide a steady voltage suitable for low energy applications, such as in microcontrollers. A microcontroller can be operatively coupled to EEPROM to store data relating to the operation and monitoring of receiver 3320 . Microcontrollers may 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 the EEPROM can execute algorithms to control the operation of the input boost converter and the output boost converter according to load requirements. A microcontroller can actively monitor the overall operation of the receiver 3320 by taking one or more power measurements 3388 (ADC) at different nodes. For example, the microcontroller can measure how much voltage or power is being delivered to the rectifier 3326, input boost converter, battery 3392, output boost converter, communication subsystem and/or load. The microcontroller can communicate these power measurements 3388 to the load so that the electronic device can know how much power it can draw from the receiver 3320 . In another embodiment, the microcontroller can control the power or voltage delivered at the load by adjusting the load current limit at the output boost converter based on the power measurement 3388. In yet another embodiment, a maximum power point tracking (MPPT) algorithm can be executed by the microcontroller to control and optimize the amount of power that the input boost converter can draw 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 monitoring the power measurements 3388. For example, if the power or voltage at the input boost converter is too low, the microcontroller can direct 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 power delivered at the load. In one embodiment, the microcontroller can control the operation of the switch 3390 according to the terms of service subscribed by one or more wireless power transfer users 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 may be implemented at a 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 internal components of the receiver 108 and electronic device. can enable

[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 may begin when the antenna elements 3324 are capable of converting RF waves and/or energy pockets into AC voltage or AC power. At step 3451, a rectifier may rectify this AC voltage or AC power into a DC voltage or DC power. At this stage, the DC voltage or DC power generated in the rectifier can be variable depending on the RF waves and/or the conditions for extracting power from the energy pocket. Thereafter, in step 3453, an input boost converter can boost the DC voltage or DC power obtained from the rectifier to a voltage or power level that can be used by storage elements or other internal components of the receiver. In one embodiment, the input boost converter can receive input from the microcontroller (based on the MPPT algorithm) for adjusting and optimizing the amount of power that can be drawn from the antenna array. At this stage, the regulated and increased voltage at the input boost converter is available directly to the load, but this voltage is not always continuous given the inherent characteristics of RF waves. Sometimes.

[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。 [0457] The regulated DC voltage generated by the input boost converter can be used to charge a storage element, where the storage element can take the form of a battery or a capacitor in step 3455. can. The storage element can always maintain an adequate charge level to deliver continuous power to the load. Additionally, 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] At step 3457, the voltage or power generated by the storage element may be increased by an output boost converter to match the impedance and power requirements of the load. In one embodiment, the microcontroller can set up a current limit in the output boost converter to 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 now uses suitable power to charge or power an electronic device that may be operatively coupled to the receiver. A stable and continuous power or voltage can be supplied to the load within the electrical specification range.

[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 can control the switch to suspend or resume the delivery of power or voltage at the load according to the terms of service contracted by the wireless power transfer user. For example, if wireless power transfer is a service provided to the user of the receiver, the microcontroller can, through the use of a switch, suspend or resume powering or charging the electronic device according to the user's contract status. . Further, the microcontroller can adjust the operation of the switches based on charging or powering priorities established for one or more electronic devices. For example, the microcontroller may determine that an electronic device coupled to the receiver may require charging and may have a higher priority of charging compared to an electronic device coupled to a suitable receiver. , the switch can be opened if it has a low power supply or charging priority. In this case, the transmitter can direct RF waves toward the receiver coupled to the electronic device with higher charging or powering 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] Figure 2OA illustrates an implementation in which a device 2000A, which may represent a typical phone, computer or other device, may include an embedded receiver 2020A. Device 2000A can also include a power source, communication component 2030A, and a processor. Receiver 2020A can utilize pocketing to provide power to the power source from device 2000A. In addition, the receiver 2020A includes a built-in communication component 2030A (e.g., 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] Figure 20B illustrates another implementation in which the device 2000B may include a battery with an embedded receiver 2020B. The battery can receive power wirelessly through pocketing and can be recharged through its own built-in receiver 2020B. A battery can serve as a supply for power or as a backup supply. This configuration can be advantageous in that the battery does not have to be removed for charging. This can be particularly useful in game controllers or in game 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] Figure 20C illustrates an alternative implementation 2000C in which the receiver 2020C and communication component 2030C may be included in external hardware that may be attached to the device. The hardware can take any suitable form, such as a case that can be placed in a phone, computer, remote controller, etc., and these can be connected through a suitable interface such as Universal Serial Bus (USB). In other embodiments, the hardware can be printed on flexible film, which can then be glued or otherwise attached to the electronic device. This option can be advantageous as it can be produced at low cost and can be easily integrated into various devices. As in previous embodiments, the communications component 2030C may include hardware capable of providing communications to a transmitter or electronic device 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] Figure 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, phone case and/or 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 printed film
[0465] Figure 21B shows hardware in the form of a printed film or printed flexible circuit board (PCB) that can include multiple printed receivers 2102B. The print film can be affixed or otherwise attached to an electronic device and can be connected through a suitable interface such as USB. Printed film may be advantageous in that sections can be cut 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 pocketing) 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, a receiver may include about 80 antenna elements, while a transmitter may include about 256 antenna elements. Another identical wireless power transfer system (about 1 watt at about 15 feet) may include a receiver with about 40 antenna elements and a transmitter with about 512 antenna elements. Halving the number of antenna elements at the receiver may require doubling the number of antennas at the transmitter. In some cases, it may be cost effective to have a higher number of antenna elements at the transmitter than at the receiver. On the other hand, the opposite can be achieved as long as there are at least two antenna elements at the transmitter (by placing more antenna elements at the receiver than at the transmitter).

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 FunctionalityA. Spacing configuration
[0466] FIG. 22 illustrates internal hardware with which a receiver 2220 can be used to receive wireless power transfer in an electronic device 2252 (eg, smart phone). In some implementations, the electronic device 2252 can include a receiver 2220 that can be embedded around an inner edge of a case 2254 (eg, smart phone case) of the electronic device 2252 . In other embodiments, receiver 2220 can be mounted over the back of case 2254 . Case 2254 can be one or more of a smart phone cover, laptop cover, camera cover, GPS cover, game controller cover and/or 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。 [0467] Receiver 2220 may include an array of antenna elements 2224 strategically distributed over the grid area shown in FIG. The case 2254 can include an array of antenna elements 2224 positioned around the edges 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 can be a spacing (eg, 1 mm to 4 mm) and/or a metamaterial between the case 2254 containing the antenna element 2224 and the electronic device 2252 . Spacing and/or metamaterials can provide additional gain for the RF signal. In some implementations, metamaterials can be used in creating a multi-layer PCB that mounts within the 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] The internal hardware can take the form of a printed film 2256 and/or a flexible PCB comprising a plurality of printed antenna elements 2224 (connected together in series, in parallel, or in combination), Different components such as rectifier and power converter elements may be included. Print film 2256 may be adhered or otherwise attached to electronic device 2252 and/or any suitable electronic device, such as a tablet. Print film 2256 may be connected through any suitable interface, such as flexible cable 2258 . Printed film 2256 can exhibit several advantages, one of which is the ability to cut sections from printed film 2256 to meet specific smart mobile device sizes and/or requirements. can do. According to one embodiment, the spacing between antenna elements 2224 for receiver 2220 can range from about 2 nm to about 12 nm, with about 7 nm being most suitable. Further, in some implementations, the optimal amount of antenna elements 2224 that can be used in a receiver 2220 for an electronic device 2252 such as a smart phone can range from about 20 to about 30. On the other hand, the amount of antenna elements 2224 in receiver 2220 can vary according to the design and size of electronic device 2252 . Antenna element 2224 can be made from different conductive materials such as copper, gold and silver, among others. Further, the antenna element 2224 can be printed, etched or laminated onto any suitable non-conductive flexible substrate such as a flexible PCB, among others. The disclosed configuration and orientation of antenna elements 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 internal hardware 3200, where a receiver 3220 can be used for wireless power transfer in a smart phone 3252. FIG. FIG. 32 shows a first embodiment in which a smartphone 3252 can include a receiver 3220 embedded around the inner edge of the smartphone's 3252 case. Receiver 3220 may include an array of antenna elements 3224 strategically distributed over a 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 for powering or charging 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 may be calculated according to the design of the smartphone 3252. When charging an electronic device such as a phone (smartphone) or laptop computer, an initial high current may be required that may exceed the minimum voltage required to activate the operation of an electronic switched mode DC/DC converter. be. In such cases, a capacitor (not shown) can be added to the output of receiver 3220 to provide the additional energy needed. A lower power, eg, 1/80 of the total initial power, can then be provided while the phone or laptop is still storing charge. Charging can refer to the conversion of RF energy into electrical energy by the 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 is used by the device to charge its own battery or It can be used to power its own functions and/or perform any combination. A client device may refer to any device that receives wireless power from a wireless transmitter through an electrical connection with a wireless power receiver in a wireless power transfer system. A client device shall be a computer, laptop computer, mobile electronic device such as a smart phone, electronic toy, remote control for a television or other consumer device, or any wirelessly powered electronic or electrical device. 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, a communication component can be included in the receiver 3220 to communicate with a transmitter or other electronic device. 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-adjusted with respect to the other RF signal; Substantially all of them pass through one or more RF antennas, which direct a 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 embodiments below. In particular, internal hardware 3200 in the form of printed film 3256 or flexible printed circuit board (PCB) includes a plurality of printed antenna elements 3224 (connected together in series, parallel or in combination), rectifier 206 and power. Different components such as transducer 3229 elements can be included. The printed film 3256 can be affixed or otherwise attached to any electronic device such as a smart phone 3252 or tablet and connected through any interface such as a flexible cable. Print film 3256 can offer several advantages, one of which is that sections can be cut therefrom 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 antenna elements 3224 for the receiver 3220 can range from 5 nm to 12 nm. On the other hand, the amount of antennas in receiver 3220 can vary depending on the design and size of smart phone 3252 . Antenna element 3224 can be made from different conductive materials such as copper, gold and silver, among others. Further, the antenna element 3224 can be printed, etched or laminated onto any non-conductive flexible substrate such as a flexible printed circuit board (PCB), among others. The disclosed configuration and orientation of antenna elements 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 above method descriptions and process flow diagrams are provided merely as illustrative examples, and require or imply that the steps of the various embodiments must be performed in the order presented. not intended to As will be appreciated by those skilled in the art, the steps in the above embodiments can be performed in any order. Terms such as "then," "then," etc. are not intended to limit the order of steps, but are used merely to guide the reader through the description of the method. Although a process flow diagram may describe the operations as a sequential process, many of the operations can be performed in parallel or concurrently. Additionally, the order of operations can be rearranged. A process can correspond to a method, function, procedure, subroutine, subprogram, or the like. When a process corresponds to a function, its termination can correspond to the function returning to the calling function or 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 illustrative logical blocks, modules, circuits and algorithmic steps described in connection with the embodiments disclosed herein may be implemented as electronic hardware, computer software, or a combination of both. can be done. To clearly illustrate this interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, modules, circuits and steps have been generally described in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system. Skilled artisans may implement the described functionality in varying ways for each particular application, but such implementation decisions should not be interpreted as causing a departure from the scope of the present 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] Embodiments implemented in computer software may be implemented in software, firmware, middleware, microcode, hardware description languages, or any combination thereof. Code segments or machine-executable instructions can represent procedures, functions, subprograms, programs, routines, subroutines, modules, software packages, classes, or any combination of instructions, data structures, or program statements. A code segment may 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. may 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 are not limitations of the invention. Thus, the operation and behavior of the systems and methods will be described without reference to specific software code, the software and control hardware being designed to implement the systems and methods based on the description herein. It is understood that

[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, the functions may be stored as one or more instructions or code in a non-transitory computer-readable or processor-readable storage medium. The steps of the methods or algorithms disclosed herein can be embedded in processor-executable software modules that can reside on a computer-readable or processor-readable storage medium. Non-transitory computer-readable media or processor-readable media include both computer storage media and tangible storage media that facilitate transfer of a computer program from one place to another. Non-transitory processor-readable storage media can be any available media that can be accessed by a computer. By way of example, and not limitation, such non-transitory processor-readable media may be RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM or other optical disk storage, magnetic disk storage or other magnetic storage devices, or any other form of instruction or data structure. can include any other tangible storage medium capable of storing the desired program code in and accessible by a computer or processor. Disk and disc, as used herein, include compact disc (CD), laser disc, optical disc, digital versatile disc (DVD), floppy disc and Blu-ray disc, wherein disc A disk generally reproduces data magnetically, and a disk optically reproduces data using a laser. Combinations of the above should also be included within the scope of computer-readable media. Moreover, the operation of the method or algorithm resides as one or any combination or set of code 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 previous description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications 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. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein, but rather to the scope of the appended claims and the most consistent with 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] While various aspects and embodiments have been disclosed, other aspects and embodiments are envisioned. The various aspects and embodiments disclosed are intended to be illustrative, not limiting, with a true scope and spirit being indicated by the following claims.

Claims (25)

ワイヤレス電力伝送のための方法であって、
複数の電子デバイスを識別することであって、前記複数の電子デバイスのそれぞれは、各ワイヤレス電力受信機に結合され、ワイヤレス電力送信機の近傍に配置されることと、
前記複数の電子デバイスの数が、前記ワイヤレス電力送信機の通信コンポーネント共に使用することが可能な通信チャネルの数よりも多い場合には 、
第1の時間中に、前記ワイヤレス電力送信機の制御装置により、前記複数の電子デバイスの第1の電子デバイスおよび第2の電子デバイスのそれぞれの位置に基づいて、(i)前記ワイヤレス電力送信機の複数のアンテナのうち全部よりも少ない数の第1のグループのアンテナを前記第1の電子デバイスに割り当て、(ii)前記複数のアンテナのうち全部よりも少ない数の第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であって、前記第1のグループのアンテナと前記第2のグループのアンテナとは別個であることと、
前記第1の時間とは異なる第2の時間中に、(i)前記ワイヤレス電力送信機の前記複数のアンテナのうち全部よりも少ない数の前記第1のグループのアンテナを、前記第1の電子デバイスの代わりに、前記複数の電子デバイスの第3の電子デバイスに割り当てる一方で、前記複数のアンテナのうち全部よりも少ない数の前記第2のグループのアンテナの前記第2の電子デバイスへの割り当ては維持することと、
送信することであって、
前記複数のアンテナのうちの前記第1のグループのアンテナを介して、前記第1の時間中の第1のの波形特徴を使用して、第1の無線周波数(RF)電力伝送信号を前記第1の電子デバイスの前記位置に送信することと、
前記複数のアンテナのうち前記第2のグループのアンテナを介して、前記第1の時間中および前記第2の時間中の第2のの波形特徴を使用して、第2のRF電力伝送信号を前記第2の電子デバイスの前記位置に送信することと、
前記複数のアンテナのうちの前記第1のグループのアンテナを介して、前記第2の時間中の第3のの波形特徴を使用して、第3のRF電力伝送信号を前記第3の電子デバイスの前記位置に送信することと、
を含む、方法。
A method for wireless power transfer, comprising:
identifying a plurality of electronic devices, each of the plurality of electronic devices coupled to a respective wireless power receiver and positioned in proximity to a wireless power transmitter;
if the number of the plurality of electronic devices is greater than the number of communication channels available for use with the communication component of the wireless power transmitter,
During a first time, the controller of the wireless power transmitter, based on the position of each of a first electronic device and a second electronic device of the plurality of electronic devices, (i) the wireless power transmitter; assigning less than all of a first group of antennas to said first electronic device; and (ii) assigning less than all of a second group of antennas of said plurality of antennas assigning to the second electronic device, wherein the first group of antennas and the second group of antennas are distinct;
during a second time different from the first time: (i) transmitting less than all of the first group of antennas of the plurality of antennas of the wireless power transmitter to the first electronic; Assigning less than all of the second group of antennas of the plurality of antennas to the second electronic device while assigning a third of the plurality of electronic devices instead of devices. and
By sending
transmitting a first radio frequency (RF) power transmission signal via the first group of antennas of the plurality of antennas using a first set of waveform features during the first time period; transmitting to the location of the first electronic device;
a second RF power transmission signal via the second group of antennas of the plurality of antennas using a second set of waveform features during the first time and during the second time; to the location of the second electronic device;
transmitting a third RF power transmission signal to the third electron via the first group of antennas of the plurality of antennas using a third set of waveform features during the second time period; transmitting to the location of the device;
A method, including
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の時間中に前記第1のRF電力伝送信号および前記第2のRF電力伝送信号を実質的に同時に送信することを含む、請求項1に記載の方法。
said transmitting
substantially simultaneously transmitting the first RF power transmission signal and the second RF power transmission signal during the first time period by the first group of antennas and the second group of antennas, respectively; 2. The method of claim 1, comprising:
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。 2. 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. 前記第1の組の波形特徴は、
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、
により決定される、請求項1に記載の方法。
The first set of waveform features includes:
transmitting a first power transfer signal using a first waveform characteristic from a first antenna of the first group of antennas to the location of the first electronic device;
receiving, by the transmitter, first voltage level data based on the first power transmission signal;
transmitting a second power transfer signal using a second waveform characteristic from the first antenna of the first group of antennas to the location of the first electronic device;
receiving second voltage level data based on the second power transfer signal;
whether to use the first waveform feature or the second waveform feature in the first set of waveform features based on a comparison of the first voltage level data and the second voltage level data; and
2. The method of claim 1, wherein the method is determined by:
前記第2の組の波形特徴は、
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、により決定される、請求項4に記載の方法。
The second set of waveform features includes:
transmitting a third power transfer signal using a third waveform feature from a first antenna of the second group of antennas to the location of the second electronic device;
receiving, by the transmitter, third voltage level data based on the third power transmission signal;
transmitting a fourth power transfer signal using a fourth waveform feature from a first antenna of the second group of antennas to the location of the second electronic device;
receiving fourth voltage level data based on the fourth power transfer signal;
whether to use the third waveform feature or the fourth waveform feature in the second set of waveform features based on the comparison of the third voltage level data and the fourth voltage level data; 5. The method of claim 4, wherein the method is determined by:
前記第1の電圧レベルデータの、第2の電圧レベル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の電圧レベル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 to the second voltage level data determines that the amount of power transferred to the first electronic device from the first power transmission signal is determined from the second power transmission signal. the first waveform feature is used in the first set of waveform features if it indicates a greater power level compared to the power level transmitted to the first electronic device of
A comparison of the third voltage level data to the fourth voltage level data determines that the amount of power transferred to the second electronic device from the third power transmission signal is from the fourth power transmission signal. 6. The third waveform feature is used in the second set of waveform features when indicative of a greater power level transmitted to the second electronic device compared to the 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、動作する、請求項1に記載の方法。 The communication component is selected from the group comprising Bluetooth®, Bluetooth® Low Energy, Wi-Fi, Frequency Modulation (FM) Radio, Near Field Communication (NFC), and ZigBee® 2. The method of claim 1, operating using a wireless communication protocol. 前記複数の電子デバイスのそれぞれの位置は、受信信号強度測定値(RSSI)に基づいて前記送信機により決定される、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the location of each of the plurality of electronic devices is determined by the transmitter based on received signal strength measurements (RSSI). 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。 2. The method of claim 1, wherein the transmitter controller comprises a microprocessor operably coupled to the communication component and to circuitry 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。 2. The method of claim 1, wherein the plurality of antennas are planar antennas, patch antennas or dipole antennas. 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。 2. The method of claim 1, wherein the plurality of antennas are vertically polarized, horizontally polarized, circularly polarized, left polarized, or right polarized. 第4の電子デバイスが十分な電力を受信していないという決定に基づいて、第4の時間中に前記第1のグループのアンテナを、前記第1の電子デバイス又は前記第3の電子デバイスの代わりに、前記第4の電子デバイスに割り当てることをさらに含む、請求項1に記載の方法。 switching the first group of antennas to replace the first electronic device or the third electronic device during a fourth time period based on a determination that a fourth electronic device is not receiving sufficient power; to the fourth electronic device. 前記第1の組の波形特徴、前記第2の組の波形特徴、および前記第3の組の波形特徴は異なる、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the first set of waveform features, the second set of waveform features, and the third set of waveform features are different. ワイヤレス電力送信のための送信機であって、
RF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、
ワイヤレス電力送信機の近傍に配置され、各ワイヤレス電力受信機に結合された、複数の電子デバイスから無線周波数範囲内の複数の制御信号を、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、
前記複数の電子デバイスの数が、前記ワイヤレス電力送信機の通信コンポーネント共に使用することが可能な通信チャネルの数よりも多い場合には、
第1の時間中に、前記複数の電子デバイスの第1の電子デバイスおよび第2の電子デバイスのそれぞれの位置に基づいて、(i)前記ワイヤレス電力送信機の複数のアンテナのうち全部よりも少ない数の第1のグループのアンテナを前記第1の電子デバイスに割り当て、(ii)前記複数のアンテナのうち全部よりも少ない数の第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し、前記第1のグループのアンテナと前記第2のグループのアンテナとは別個であり、
前記第1の時間とは異なる第2の時間中に、(i)前記ワイヤレス電力送信機の前記複数のアンテナのうち全部よりも少ない数の前記第1のグループのアンテナを、前記第1の電子デバイスの代わりに、前記複数の電子デバイスの第3の電子デバイスに割り当てる一方で、前記複数のアンテナのうち全部よりも少ない数の前記第2のグループのアンテナの前記第2の電子デバイスへの割り当ては維持し、
前記複数のアンテナのうちの前記第1のグループのアンテナを介して、前記第1の時間中の第1のの波形特徴を使用して、第1の無線周波数(RF)電力伝送信号を前記第1の電子デバイスの前記位置に、
前記複数のアンテナのうち前記第2のグループのアンテナを介して、前記第1の時間中および前記第2の時間中の第2のの波形特徴を使用して、第2のRF電力伝送信号を前記第2の電子デバイスの前記位置に
前記複数のアンテナのうちの前記第1のグループのアンテナを介して、前記第2の時間中の第3のの波形特徴を使用して、第3のRF電力伝送信号を前記第3の電子デバイスの前記位置に
送信させる
ように構成されている、送信機。
A transmitter for wireless power transmission, comprising:
a plurality of antennas configured to transmit RF power transmission signals;
a communication component configured to receive a plurality of control signals within a radio frequency range from a plurality of electronic devices positioned proximate to the wireless power transmitter and coupled to each wireless power receiver;
a controller operably coupled to the communication component and to circuitry for controlling the plurality of antennas;
The control device is
if the number of the plurality of electronic devices is greater than the number of communication channels available for use with the communication component of the wireless power transmitter,
During a first time , based on the position of each of a first electronic device and a second electronic device of the plurality of electronic devices, (i) more than all of the plurality of antennas of the wireless power transmitter assigning a reduced number of a first group of antennas to the first electronic device; and (ii) assigning less than all of a second group of antennas of the plurality of antennas to the second electronic device. , the first group of antennas and the second group of antennas are distinct;
during a second time different from the first time: (i) transmitting less than all of the first group of antennas of the plurality of antennas of the wireless power transmitter to the first electronic; Assigning less than all of the second group of antennas of the plurality of antennas to the second electronic device while assigning a third of the plurality of electronic devices instead of devices. maintains and
transmitting a first radio frequency (RF) power transmission signal via the first group of antennas of the plurality of antennas using a first set of waveform features during the first time period; at said location of the first electronic device,
a second RF power transmission signal via the second group of antennas of the plurality of antennas using a second set of waveform features during the first time and during the second time; at said location of said second electronic device via said first group of antennas of said plurality of antennas, using a third set of waveform features during said second time, a third to the location of the third electronic device.
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の時間中に前記第1のRF電力伝送信号および前記第2のRF電力伝送信号を実質的に同時に送信することを行うように更に構成される、請求項14に記載の送信機。
The transmitter is
substantially simultaneously transmitting the first RF power transmission signal and the second RF power transmission signal during the first time period by the first group of antennas and the second group of antennas, respectively; 15. The transmitter of claim 14, further configured to:
前記送信機は、
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 is
16. The method of claim 15, further configured to assign the second group of antennas to the second electronic device after the first group of antennas has been assigned to the first electronic device. Transmitter as described.
前記送信機は、
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、
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、
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、
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14に記載の送信機。
The transmitter is
transmitting a first power transfer signal using a first waveform characteristic from a first antenna of the first group of antennas to the location of the first electronic device;
receiving first voltage level data based on the first power transfer signal;
transmitting a second power transfer signal using a second waveform characteristic from the first antenna of the first group of antennas to the location of the first electronic device; ,
receiving second voltage level data based on the second power transfer signal;
whether to use the first waveform feature or the second waveform feature in the first set of waveform features based on a comparison of the first voltage level data and the second voltage level data; and
15. The transmitter of claim 14, further configured to:
前記第2の組の波形特徴は、
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、
により決定される、請求項17に記載の送信機。
The second set of waveform features includes:
transmitting a third power transfer signal using a third waveform feature from a first antenna of the second group of antennas to the location of the second electronic device;
receiving, by the transmitter, third voltage level data based on the third power transmission signal;
transmitting a fourth power transfer signal using a fourth waveform feature from a first antenna of the second group of antennas to the location of the second electronic device;
receiving fourth voltage level data based on the fourth power transfer signal;
whether to use the third waveform feature or the fourth waveform feature in the second set of waveform features based on the comparison of the third voltage level data and the fourth voltage level data; and
18. The transmitter of claim 17, determined by:
前記送信機は、
前記第1の電圧レベルデータの、第2の電圧レベル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の電圧レベル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18に記載の送信機。
The transmitter is
A comparison of the first voltage level data to the second voltage level data determines that the amount of power transferred to the first electronic device from the first power transmission signal is determined from the second power transmission signal. using the first waveform feature in the first set of waveform features when indicating a greater power level compared to the power level transmitted to the first electronic device of
a comparison of the third voltage level data to the fourth voltage level data determines that the amount of power transferred to the second electronic device from the third power transmission signal is determined from the fourth power transmission signal. using the third waveform feature in the second set of waveform features when indicating a greater power level compared to the power level transmitted to the second electronic device of
19. The transmitter of claim 18 , further configured to:
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、動作する、請求項14に記載の送信機。 The communication component is selected from the group comprising Bluetooth®, Bluetooth® Low Energy, Wi-Fi, Frequency Modulation (FM) Radio, Near Field Communication (NFC), and ZigBee® 15. The transmitter of claim 14, operating using a wireless communication protocol. 前記複数の電子デバイスのそれぞれの位置は、受信信号強度測定値(RSSI)に基づいて前記送信機により決定される、請求項14に記載の送信機。 15. The transmitter of Claim 14, wherein the location of each of the plurality of electronic devices is determined by the transmitter based on received signal strength measurements (RSSI). 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14に記載の送信機。 15. The transmitter of claim 14, wherein the transmitter controller comprises a microprocessor operably coupled to the communications component and to circuitry 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14に記載の送信機。 15. The transmitter of claim 14, wherein the plurality of antennas are planar antennas, patch antennas or dipole antennas. 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14に記載の送信機。 15. The transmitter of Claim 14, 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、
複数の電子デバイスを識別することであって、前記複数の電子デバイスのそれぞれは、各ワイヤレス電力受信機に結合され、ワイヤレス電力送信機の近傍に配置されることと、
前記複数の電子デバイスの数が、前記ワイヤレス電力送信機の通信コンポーネント共に使用することが可能な通信チャネルの数よりも多い場合には 、
第1の時間中に、前記ワイヤレス電力送信機の制御装置により、前記複数の電子デバイスの第1の電子デバイスおよび第2の電子デバイスのそれぞれの位置に基づいて、(i)前記ワイヤレス電力送信機の複数のアンテナのうち全部よりも少ない数の第1のグループのアンテナを前記第1の電子デバイスに割り当て、(ii)前記複数のアンテナのうち全部よりも少ない数の第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であって、前記第1のグループのアンテナと前記第2のグループのアンテナとは別個であることと、
前記第1の時間とは異なる第2の時間中に、(i)前記ワイヤレス電力送信機の前記複数のアンテナのうち全部よりも少ない数の前記第1のグループのアンテナを、前記第1の電子デバイスの代わりに、前記複数の電子デバイスの第3の電子デバイスに割り当てる一方で、前記複数のアンテナのうち全部よりも少ない数の前記第2のグループのアンテナの前記第2の電子デバイスへの割り当ては維持することと、
送信することであって、
前記複数のアンテナのうちの前記第1のグループのアンテナを介して、前記第1の時間中の第1のの波形特徴を使用して、第1の無線周波数(RF)電力伝送信号を前記第1の電子デバイスの前記位置に送信することと、
前記複数のアンテナのうち前記第2のグループのアンテナを介して、前記第1の時間中および前記第2の時間中の第2のの波形特徴を使用して、第2のRF電力伝送信号を前記第2の電子デバイスの前記位置に送信することと、
前記複数のアンテナのうちの前記第1のグループのアンテナを介して、前記第2の時間中の第3のの波形特徴を使用して、第3のRF電力伝送信号を前記第3の電子デバイスの前記位置に送信することと、
を含む、一時的でないコンピュータ読取可能媒体。
A non-transitory computer readable medium storing one or more programs configured for execution by one or more processors of a wireless power transmitter, comprising:
The one or more programs, when executed by one or more processors, have instructions that cause the transmitter to perform steps;
Said step includes:
identifying a plurality of electronic devices, each of the plurality of electronic devices coupled to a respective wireless power receiver and positioned in proximity to a wireless power transmitter;
if the number of the plurality of electronic devices is greater than the number of communication channels available for use with the communication component of the wireless power transmitter,
During a first time, the controller of the wireless power transmitter, based on the position of each of a first electronic device and a second electronic device of the plurality of electronic devices, (i) the wireless power transmitter; assigning less than all of a first group of antennas to said first electronic device; and (ii) assigning less than all of a second group of antennas of said plurality of antennas assigning to the second electronic device, wherein the first group of antennas and the second group of antennas are distinct;
during a second time different from the first time: (i) transmitting less than all of the first group of antennas of the plurality of antennas of the wireless power transmitter to the first electronic; Assigning less than all of the second group of antennas of the plurality of antennas to the second electronic device while assigning a third of the plurality of electronic devices instead of devices. and
By sending
transmitting a first radio frequency (RF) power transmission signal via the first group of antennas of the plurality of antennas using a first set of waveform features during the first time period; transmitting to the location of the first electronic device;
a second RF power transmission signal via the second group of antennas of the plurality of antennas using a second set of waveform features during the first time and during the second time; to the location of the second electronic device;
transmitting a third RF power transmission signal to the third electron via the first group of antennas of the plurality of antennas using a third set of waveform features during the second time period; transmitting to the location of the device;
non-transitory computer-readable media, including
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