JP6535761B2 - 無線電力伝送機能のための機器の既存の構成要素の利用方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年６月８日に出願された米国仮特許出願第６２／１７２，７５２号「ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＩＭＰＲＯＶＥＤ ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＰＯＷＥＲ ＴＲＡＮＳＦＥＲＳ」および２０１６年６月７日に出願された米国非仮特許出願第１５／１７５，７５６号「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＬＥＶＥＲＡＧＩＮＧ ＥＸＩＳＴＩＮＧ ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ ＯＦ Ａ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＰＯＷＥＲ ＴＲＡＮＳＦＥＲ ＦＵＮＣＴＩＯＮＡＬＩＴＹ」の優先権および利益を主張するものであり、その内容はいずれも参照により本明細書に明示的に組み込まれる。

本明細書に記載の技術は、一般に無線電力伝送の分野に関し、より具体的には、無線電力伝送機能のための機器の既存の構成要素を利用する方法に関する。

多くの電子機器は電池によって電力供給される。充電式電池は、多くの場合、従来の乾電池の交換および貴重な資源の節約にかかるコストを回避するために使用される。しかし、従来の充電式電池充電器で電池を充電するには交流（ＡＣ）電源コンセントに接続する必要があるが、利用できない場合や不便な場合がある。したがって、電子機器用の電力を無線で得ることが望ましい。

したがって、上述の問題を克服する技術、および付加的な利益を提供する技術に対する必要性がある。いくつかの先行するかまたは関連するシステムの本明細書で提供される例およびそれらに関連する制限は、例示的であり排他的ではないことが意図される。既存または従来のシステムの他の制限は、以下の発明を実施するための形態を読むことによって当業者には明らかになるであろう。

（対応する記載なし）

（対応する記載なし）

本発明の１つ以上の実施形態は例として示されており、同様の参照符号が同様の要素を示す添付の図面の図に限定されるものではない。

いくつかの実施形態による、１つ以上の無線電力伝送システムから無線電力供給環境内の様々な無線機器への無線電力供給を示す例示的な無線電力供給環境を含むブロック図である。 いくつかの実施形態による、無線電力供給を開始するための無線電力伝送システムと無線受信クライアントとの間の例示的な動作を示すシーケンス図である。 いくつかの実施形態による無線電力伝送システムの例示的な構成要素を示すブロック図である。 いくつかの実施形態による無線電力受信クライアントの例示的な構成要素を示すブロック図である。 いくつかの実施形態による例示的なマルチパス無線電力供給環境を示す図である。 いくつかの実施形態による例示的なマルチパス無線電力供給環境を示す図である。 いくつかの実施形態による、無線電力伝送を容易にするために１つ以上の既存の構成要素を利用するように構成された電子機器の例示的な構成要素を示すブロック図である。 いくつかの実施形態による、電子機器を動作させて無線電力供給環境における無線電力受信のための既存の構成要素を利用する例示的な動作を示すシーケンス図である。 いくつかの実施形態による、電子機器を動作させて無線電力供給環境における無線電力受信のための既存の構成要素を利用する例示的なプロセスを示すフロー図である。 いくつかの実施形態による、無線電力伝送を容易にするために１つ以上の既存の構成要素を利用するように構成された別の電子機器の例示的な構成要素を示すブロック図である。 いくつかの実施形態による、モバイル（またはスマート）電話またはタブレット型コンピュータ機器の形態の１つ以上の無線電力受信クライアントを含む代表的なモバイル機器またはタブレット型コンピュータの例示的な構成要素を示すブロック図である。 本明細書で説明する任意の１つ以上の方法を機械に実行させるための１組の命令が実行される、コンピュータシステムの例示的な形態の機械の図式的な表示を示す図である。

以下の説明および図面は例示的なものであり、限定するものとして解釈されるべきではない。開示の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細を記載する。しかし、特定の例では、説明を不明瞭にすることを回避するために周知または従来の詳細を記載しない。本開示の一実施形態または実施形態への言及は、同じ実施形態への言及であってもよいが必ずしもそうである必要はなく、このような言及は実施形態の少なくとも１つを意味する。

本明細書において、「一実施形態」または「実施形態」とは、実施形態に関連して説明した特定の特徴、構造または特性が本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書の様々な場所において「一実施形態では」という句が出現するが、必ずしも全てが同じ実施形態を指しているわけではなく、この句は、他の実施形態と相互排他的な別個の実施形態または代替の実施形態でもない。さらに、いくつかの実施形態によって示されるが他の実施形態によって示されない様々な特徴を記載する。同様に、いくつかの実施形態の要件であるが他の実施形態の要件ではない様々な要件を記載する。

本明細書中で使用される用語は一般に、本開示の文脈において、および各用語が使用される特定の文脈において、当技術分野における通常の意味を有する。本開示の説明に関して技術者に追加の指針を提供するために、本開示を説明するために使用される特定の用語を以下または本明細書の他の箇所で説明する。便宜上、斜体および／または引用符などを使用して特定の用語を強調表示することができる。強調表示の使用は用語の範囲および意味に影響を与えず、用語の範囲および意味は、強調表示されているか否かに関わらず、同じ文脈において同一である。複数の方法においても同様であると言えることが理解されるであろう。

したがって、代替的な言語および同義語を、本明細書で説明する用語のいずれか１つ以上に使用してもよく、用語が本明細書で詳述または説明されるか否かに関わらず特別に重視しない。特定の用語の同義語を提供する。１つ以上の同義語の詳説は、他の同義語の使用を排除するものではない。本明細書で説明する任意の用語の例を含む例を本明細書の任意の場所で使用することは、例示的であるに過ぎず、本開示の範囲および意味または任意の例示される用語の範囲および意味をさらに限定することを意図するものではない。同様に、本開示は、本明細書に記載の様々な実施形態に限定されない。

本開示の範囲をさらに限定しようとすることなく、本開示の実施形態による器具、装置、方法およびそれらの関連する結果の例を以下に記載する。なお、例において表題または副題を読者の便宜のために使用してもよく、これは決して開示の範囲を限定するものではない。他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、本開示が関係する当業者によって一般的に理解される用語と同じ意味を有する。競合する場合には、定義を含む本文書が支配する。

Ｉ．無線電力伝送システムの概要／構造

図１は、いくつかの実施形態による、１つ以上の無線電力伝送システム（ＷＰＴＳ）１０１ａ〜ｎ（「無線電力供給システム」、「アンテナアレイシステム」および「無線充電器」とも呼ばれる）から無線電力供給環境１００内の様々な無線機器１０２ａ〜ｎへの無線電力供給を示す、例示的な無線電力供給環境１００を含むブロック図を示している。より具体的には、図１は、無線電力および／またはデータを、（本明細書では「クライアント」および「無線電力受信機」とも呼ばれる）１つ以上の無線電力受信クライアント１０３ａ〜１０３ｎを有する利用可能な無線機器１０２ａ〜１０２ｎに供給することができる、例示的な無線電力供給環境１００を示している。無線電力受信クライアントは、１つ以上の無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎから無線電力を受信し処理するように構成される。例示的な無線電力受信クライアント１０３の構成要素を、図４を参照してより詳細に示して説明する。

図１の例に示すように、無線機器１０２ａ〜１０２ｎは、携帯電話機器および無線ゲームコントローラを含む。しかし、無線機器１０２ａ〜１０２ｎは、電力を必要とし、かつ１つ以上の統合型電力受信クライアント１０３ａ〜１０３ｎを介して無線電力を受信することができる任意の機器またはシステムであってもよい。本明細書で説明するように、１つ以上の統合型電力受信クライアントは、１つ以上の無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎから電力を受信して処理し、動作のために電力を無線機器１０２ａ〜１０２ｎ（または無線機器の内蔵電池）に提供する。

各無線電力伝送システム１０１は、例えば数百または数千のアンテナを含むアンテナアレイなどの複数のアンテナ１０４ａ〜ｎを含むことができ、このアンテナは、無線電力を無線機器１０２に供給することができる。いくつかの実施形態では、アンテナは、適応的に位相調整された無線周波数（ＲＦ）アンテナである。無線電力伝送システム１０１は、コヒーレントな電力伝送信号を電力受信クライアント１０３に伝達するための適切な位相を決定することができる。アレイは、互いに対して特定の位相で複数のアンテナから信号（例えば連続波信号またはパルス電力伝送信号）を発するように構成される。用語「アレイ」の使用は、必ずしもアンテナアレイを特定のアレイ構造に限定するものではないことが理解される。すなわち、アンテナアレイは、特定の「アレイ」形状または幾何学的形状で構成される必要はない。さらに、本明細書で使用されるように、「アレイ」または「アレイシステム」という用語は、無線機、デジタル論理およびモデムなどの信号の生成、受信、送信のための関連する周辺回路を含むように使用されてもよい。いくつかの実施形態では、無線電力伝送システム１０１は、１つ以上のアンテナまたは送受信機を介したデータ通信のための内蔵型Ｗｉ−Ｆｉハブを有することができる。

無線機器１０２は、１つ以上の電力受信クライアント１０３を含むことができる。図１の例に示すように、電力供給アンテナ１０４ａ〜１０４ｎが示されている。電力供給アンテナ１０４ａは、無線電力供給環境において無線周波数電力を供給するように構成される。いくつかの実施形態では、１つ以上の電力供給アンテナ１０４ａ〜１０４ｎを、代替的にまたは追加的に、無線電力供給に加えてまたは無線電力供給の代わりにデータ通信用に構成することができる。１つ以上のデータ通信アンテナは、電力受信クライアント１０３ａ〜１０３ｎおよび／または無線機器１０２ａ〜１０２ｎとの間でデータ通信を送受信するように構成される。いくつかの実施形態では、データ通信アンテナは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（商標）、ＺｉｇＢｅｅ（商標）などを介して通信することができる。他のデータ通信プロトコルも可能である。

各電力受信クライアント１０３ａ〜１０３ｎは、無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎから信号を受信するための１つ以上のアンテナ（図示せず）を含む。同様に、各無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎは、互いに対して特定の位相で連続波信号または離散（パルス）信号を発することができる１つ以上のアンテナおよび／またはアンテナの組を有するアンテナアレイを含む。上述のように、各無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎは、コヒーレント信号を電力受信クライアント１０２ａ〜１０２ｎに伝達するために適切な位相を決定することができる。例えば、いくつかの実施形態では、アレイの各アンテナにおける受信ビーコン（または較正）信号の複素共役を計算することによって、コヒーレント信号を決定することができ、これにより、コヒーレント信号が、ビーコン（または較正）信号を送信した特定の電力受信クライアントに電力を供給するために適切に位相調整される。

図示されていないが、例えば無線機器、無線電力伝送システムなどの環境の各構成要素は、データ通信同期モジュールなどの制御および同期のための機構を含むことができる。無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎは、例えば建物内の標準または一次の交流（ＡＣ）電源に無線電力伝送システムを接続する電源コンセントまたは電源などの電源に接続することができる。代替的にまたは追加的に、１つ以上の無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎには、例えば太陽電池などの電池または他の機構を介して電力を供給することができる。

電力受信クライアント１０２ａ〜１０２ｎおよび／または無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎは、マルチパス無線電力供給環境において動作するように構成されている。すなわち、電力受信クライアント１０２ａ〜１０２ｎおよび無線電力伝送システム１０１ａ〜１０１ｎは、例えば無線電力供給環境内でビーコン（または較正）信号を送信し、および／または無線電力および／またはデータを受信する範囲内の壁または他のＲＦ反射障害物などの反射物体１０６を利用するように構成される。反射物体１０６は、妨害する物体が無線電力伝送システムと電力受信クライアントとの間の見通し線内にあるかどうかにかかわらず、多方向の信号通信に利用することができる。

本明細書で説明するように、各無線機器１０２ａ〜１０２ｎは、例示的な環境１００内の他の装置、サーバおよび／または他のシステムとの接続を確立することができる任意のシステムおよび／または装置、および／または装置／システムの任意の組み合わせであってもよい。いくつかの実施形態では、無線機器１０２ａ〜１０２ｎは、ユーザにデータを提示するための表示または他の出力機能、および／または、ユーザからデータを受信するための入力機能を含む。一例として、無線機器１０２は、ビデオゲームコントローラ、サーバデスクトップ、デスクトップコンピュータ、計算機クラスタ、例えばノートブック、ラップトップコンピュータ、携帯型コンピュータ、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ端末、Ｔｒｅｏおよび／またはｉＰｈｏｎｅ（登録商標）などのモバイル計算機器であってもよいが、これらに限定されない。限定ではなく一例として、無線機器１０２は、時計、ネックレス、指輪、または顧客に組み込まれた端末などの任意のウェアラブル端末であってもよい。無線機器１０２の他の例には、（例えば火または一酸化炭素の）安全センサ、電動歯ブラシ、電子ドアロック／ハンドル、電灯スイッチコントローラ、電気シェーバなどが含まれるが、これらに限定されない。

図１の例には示されていないが、無線電力伝送システム１０１および電力受信クライアント１０３ａ〜１０３ｎは、それぞれ、データチャネルを介して通信するためのデータ通信モジュールを含むことができる。代替的にまたは追加的に、電力受信クライアント１０３ａ〜１０３ｎは、既存のデータ通信モジュールを介して無線電力伝送システムと通信するように無線機器１０２．１〜１０２．ｎに指示することができる。いくつかの実施形態では、本明細書では主に連続波形と呼ばれるビーコン信号は、代替的にまたは追加的に変調信号の形態を取ることができる。

図２は、一実施形態による、マルチパス無線電力供給において無線電力供給を確立するための無線電力供給システム（例えばＷＰＴＳ１０１）と無線電力受信クライアント（例えば無線電力受信クライアント１０３）との間の例示的な動作を示すシーケンス図２００である。まず、無線電力伝送システム１０１と電力受信クライアント１０３との間で通信が確立される。最初の通信は、例えば、無線電力伝送システム１０１の１つ以上のアンテナ１０４を介して確立されるデータ通信リンクであってもよい。説明したように、いくつかの実施形態では、アンテナ１０４ａ〜１０４ｎのうちの１つ以上は、データアンテナ、無線電力伝送アンテナ、またはデータ／電力兼用アンテナであってもよい。このデータ通信チャネルを介して、無線電力伝送システム１０１と無線電力受信クライアント１０３との間で様々な情報を交換することができる。例えば無線電力のシグナリングを、無線電力供給環境内の様々なクライアント間でタイムスライスすることができる。そのような場合、無線電力伝送システム１０１は、例えば、ビーコンビートスケジュール（ＢＢＳ）サイクル、電力供給サイクル情報などのビーコンスケジュール情報を送信することができ、これにより、無線電力受信クライアント１０３がビーコン信号を伝送（送信）する時期および電力を待機する時期などを把握することができる。

図２の例を続けると、無線電力伝送システム１０１は、電力を受信するための１つ以上の無線電力受信クライアントを選択し、ビーコンスケジュール情報を選択した電力受信クライアント１０３に送信する。無線電力伝送システム１０１はまた、電力伝送スケジューリング情報を送信することができ、これにより、電力受信クライアント１０３が無線電力伝送システムからの無線電力を期待する時期（例えば時間窓）を把握することができる。次に、電力受信クライアント１０３は、例えばビーコンビートスケジュール（ＢＢＳ）サイクルなどのビーコンスケジュール情報によって示される割り当てられたビーコン送信窓（またはタイムスライス）の間にビーコン（または較正）信号を生成して送信する。本明細書で説明するように、無線電力受信クライアント１０３は、電力受信クライアント１０３が内蔵された無線機器１０２に近接した３次元空間に放射および受信パターンを有する１つ以上のアンテナ（または送受信機）を含む。

無線電力伝送システム１０１は、電力受信クライアント１０３からビーコンを受信し、ビーコン信号が複数のアンテナにおいて受信される位相（または方向）を検出および／または別の態様では測定する。次いで、無線電力伝送システム１０１は、対応する各アンテナにおける受信ビーコンの検出または測定された位相（または方向）に基づいて、複数のアンテナ１０３から電力受信クライアント１０３に無線電力を供給する。いくつかの実施形態では、無線電力伝送システム１０１は、ビーコンの測定位相の複素共役を決定し、この複素共役を使用して、ビーコン信号を電力受信クライアント１０３から受信した経路と同じ経路を介して無線電力を電力受信クライアント１０３に供給し、および／または別の態様では方向付けるためのアンテナを構成する送信位相を決定する。

いくつかの実施形態では、無線電力伝送システム１０１は、多数のアンテナを含み、これらのうちの１つ以上が電力受信クライアント１０３に電力を供給するために使用される。無線電力伝送システム１０１は、ビーコン信号が各アンテナで受信される位相を検出することができ、および／または別の態様では決定または測定することができる。多数のアンテナにより、無線電力伝送システム１０１の各アンテナにおいてビーコン信号の異なる位相が受信されることがある。上述したように、無線電力伝送システム１０１は、各アンテナで受信されたビーコン信号の複素共役を決定することができる。複素共役を使用して、１つ以上のアンテナは、無線電力伝送システム１０１内の多数のアンテナの影響を考慮する信号を発することができる。換言すれば、無線電力伝送システム１０１は、ビーコンの波形を反対方向に近似的に再現するアンテナの１つ以上から集合信号を生成するように、１つ以上のアンテナから無線電力伝送信号を発することができる。換言すれば、無線電力伝送システム１０１は、ビーコン信号が無線電力伝送システム１０１において受信された経路と同じ経路を介して無線ＲＦ電力をクライアント機器に供給することができる。これらの経路は、環境内の反射物体１０６を利用することができる。さらに、無線電力伝送信号を無線電力伝送システム１０１から同時に送信することができ、これにより、無線電力伝送信号が、クライアント機器に近接した３次元（３Ｄ）空間におけるクライアント機器のアンテナ放射および受信パターンと集合的に一致する。

図示するように、ビーコン（または較正）信号を、例えばＢＢＳに従って電力供給環境内の電力受信クライアント１０３によって周期的に送信することができ、これにより、無線電力伝送システム１０１は、情報を維持することができ、および／または別の態様では、無線電力供給環境内の電力受信クライアント１０３の位置を追跡することができる。無線電力受信クライアントからのビーコン信号を無線電力伝送システムにおいて受信し、次いでその特定のクライアントに向けられた無線電力で応答するプロセスは、本明細書ではレトロディレクティブ方式無線電力供給と呼ばれる。

さらに、本明細書で説明するように、無線電力を、電力スケジュール情報によって定義される電力供給サイクルで供給することができる。次に、無線電力供給を開始するのに必要なシグナリングのより詳細な例を、図３を参照して説明する。

図３は、一実施形態による、無線電力伝送システム３００の例示的な構成要素を示すブロック図である。図３の例に示すように、無線充電器３００は、マスタバスコントローラ（ＭＢＣ）ボードと、アンテナアレイを集合的に構成する複数のメザニンボードとを含む。ＭＢＣは、制御論理回路３１０、外部データインタフェース（Ｉ／Ｆ）３１５、外部電力インタフェース（Ｉ／Ｆ）３２０、通信ブロック３３０、およびプロキシ３４０を含む。メザニン（またはアンテナアレイボード３５０）はそれぞれ、複数のアンテナ３６０ａ〜３６０ｎを含む。いくつかの実施形態では、構成要素の一部または全部を省略することができる。追加の構成要素もまた可能である。例えばいくつかの実施形態では、通信ブロック３３０またはプロキシ３４０のうちの１つのみが含まれてもよい。

制御論理回路３１０は、制御および知能をアレイ構成要素に提供するように構成される。制御論理回路３１０は、１つ以上のプロセッサ、ＦＰＧＡ、メモリユニットなどを含み、様々なデータおよび電力の通信を指示および制御することができる。通信ブロック３３０は、クロック同期のためのベース信号クロックなどのデータキャリア周波数上のデータ通信を指示することができる。データ通信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（商標）、ＺｉｇＢｅｅ（商標）など、およびそれらの組み合わせまたは変形を含んでもよい。同様に、プロキシ３４０は、本明細書で説明するようなデータ通信を介してクライアントと通信することができる。データ通信は、限定ではなく一例として、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（商標）、ＺｉｇＢｅｅ（商標）などとすることができる。他の通信プロトコルも可能である。

いくつかの実施形態では、制御論理回路３１０はまた、インターネット・オブ・シングス（ＩｏＴ）機器のデータ集約を容易にし、および／または別の態様ではこのデータ集約を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、無線電力受信クライアントは、無線電力受信クライアントが内蔵されている機器に関するＩｏＴ情報にアクセスし、この情報を追跡し、および／または別の態様では取得し、データ接続を介してそのＩｏＴ情報を無線電力伝送システム３００に提供することができる。このＩｏＴ情報を、データを集約し、処理することなどができる集中システムまたはクラウドベースのシステム（図示せず）に外部データインタフェース３１５を介して提供することができる。例えば、集中システムは、データを処理して、地理、無線電力伝送システム、環境、機器などの様々な傾向を識別することができる。いくつかの実施形態では、集約データおよび／または傾向データを使用して、遠隔更新などを介して機器の動作を改善することができる。代替的にまたは追加的に、いくつかの実施形態では、集約されたデータを第三者データ利用者に提供することができる。このようにして、無線電力伝送システムはＩｏＴのゲートウェイまたは実現手段として機能する。限定ではなく一例として、ＩｏＴ情報は、無線電力受信クライアントが内蔵された機器の性能、機器の使用情報、機器の電力レベル、例えばセンサなどを介して機器または無線電力受信クライアント自体が取得した情報を含むことができる。

外部電力インタフェース３２０は、外部電力を受信して、様々な構成要素に電力を供給するように構成される。いくつかの実施形態では、外部電力インタフェース３２０は、標準的な外部の２４ボルト電源を受け入れるように構成されてもよい。他の実施形態では、外部電力インタフェース３２０は、例えば様々な構成要素に電力を供給するのに必要な１２／２４／４８ボルトＤＣを供給する内蔵型ＤＣ電源に対して１２０／２４０ボルトＡＣ電源であってもよい。あるいは、外部電力インタフェースは、必要とされる１２／２４／４８ボルトＤＣを供給するＤＣ電源であってもよい。代替的な構成もまた可能である。

この動作では、無線電力伝送システム３００を制御するマスタバスコントローラ（ＭＢＣ）が電源から電力を受け取って起動される。次いで、ＭＢＣは無線電力伝送システム上のプロキシアンテナ素子を作動させ、プロキシアンテナ素子は、デフォルトの「発見」モードに入って、無線電力伝送システムの範囲内で利用可能な無線受信クライアントを識別する。クライアントが発見されると、無線電力伝送システムのアンテナ素子は電源がオンになり、列挙され、かつ（任意選択的には）較正される。

次に、ＭＢＣは、スケジューリング処理の間、ビーコン送信スケジューリング情報および電力伝送スケジューリング情報を生成する。スケジューリング処理には、電力受信クライアントの選択が含まれる。例えば、ＭＢＣは、電力伝送のための電力受信クライアントを選択し、選択された無線電力受信クライアントのビーコンビートスケジュール（ＢＢＳ）サイクルおよび電力スケジュール（ＰＳ）を生成することができる。本明細書で説明するように、電力受信クライアントを、それらの対応する特性および／または要件に基づいて選択することができる。

いくつかの実施形態では、ＭＢＣはまた、クライアントクエリテーブル（ＣＱＴ）において状態が照会される利用可能なクライアントを識別し、および／または別の態様では選択することができる。ＣＱＴに配置されたクライアントは、例えば、充電を受けていない「待機中」のクライアントである。ＢＢＳおよびＰＳは、例えば電池状態、現在の活動／使用状況、電力が不足するまでにクライアントが有する時間、使用の面での優先順位などの、クライアントに関する極めて重要な情報に基づいて計算される。

プロキシＡＥはＢＢＳを全てのクライアントに送信する。本明細書で説明するように、ＢＢＳは、各クライアントがビーコンを送信すべき時期を示す。同様に、ＰＳは、アレイが電力を伝送すべき時期およびクライアントならびにクライアントが無線電力を待機すべき時期を示す。各クライアントはビーコンの送信を開始し、ＢＢＳおよびＰＳごとにアレイから電力を受け取る。プロキシは、クライアントクエリテーブルを同時に照会して、他の利用可能なクライアントの状態を確認することができる。いくつかの実施形態では、クライアントは、ＢＢＳまたはＣＱＴ（例えば待機リスト）にのみ存在することができるが、両方に存在することはできない。以前のステップで収集された情報は、ＢＢＳサイクルおよび／またはＰＳを連続的および／または定期的に更新する。

図４は、いくつかの実施形態による、無線電力受信クライアントの例示的な構成要素を示すブロック図である。図４の例に示すように、受信機４００は、制御論理回路４１０と、電池４２０と、ＩｏＴ制御モジュール４２５と、通信ブロック４３０および関連アンテナ４７０と、電力計４４０と、整流器４５０と、結合器４５５と、ビーコン信号発生器４６０と、ビーコン符号化ユニット４６２および関連アンテナ４８０と、整流器４５０またはビーコン信号発生器４６０を１つ以上の関連アンテナ４９０ａ〜ｎに接続するスイッチ４６５とを含む。いくつかの実施形態では、構成要素の一部または全部を省略することができる。例えば、いくつかの実施形態では、無線電力受信クライアントは自らのアンテナを含まない代わりに、無線電力受信クライアントが内蔵された無線機器の１つ以上のアンテナ（例えばＷｉ−Ｆｉアンテナ）を利用し、および／または別の態様では共有する。さらに、いくつかの実施形態では、無線電力受信クライアントは、データ伝送機能だけでなく電力／データ受信機能を提供する単一のアンテナを含むことができる。追加の構成要素もまた可能である。

結合器４５５は、受信機４００が２つ以上のアンテナを有する場合、電力送信機から受信した電力伝送信号を受信し、かつ結合する。結合器は、整合状態を維持しながら出力ポート間の分離を達成するように構成された任意の結合器または分配回路であってもよい。例えば、結合器４５５は、ウィルキンソン電力分配回路であってもよい。整流器４５０は、存在する場合に充電のために電力計４４０を介して電池４２０に供給される、結合された電力伝送信号を結合器４５５から受信する。電力計４４０は、受信した電力信号強度を測定して、この測定値を制御論理回路４１０に提供することができる。

制御論理回路４１０はまた、電池４２０自体から電池電力レベルを受信することができる。制御論理回路４１０はまた、通信ブロック４３０を介して、クロック同期のためのベース信号クロックなどのデータキャリア周波数上のデータ信号を送信／受信してもよい。ビーコン信号発生器４６０は、ビーコン信号または較正信号を生成し、ビーコン信号が符号化された後にアンテナ４８０または４９０のいずれかを使用してビーコン信号を送信する。

なお、電池４２０は、受信機４００によって充電されるように、かつ受信機４００に電力を供給するように示されているが、受信機はまた、電力を整流器４５０から直接受け取ることもできる。これは、整流器４５０に加えて、電池４２０に充電を提供する代わりに充電電流を供給してもよい。また、複数のアンテナの使用は実装の一例であり、その構造を１つの共用アンテナに縮小してもよい。

いくつかの実施形態では、制御論理回路４１０および／またはＩｏＴ制御モジュール４２５は、無線電力受信クライアント４００が内蔵された機器からのＩｏＴ情報と通信し、および／または別の態様ではこのＩｏＴ情報を得ることができる。図示されていないが、いくつかの実施形態では、無線電力受信クライアント４００は、ＩｏＴ情報を取得することができる無線電力受信クライアント４００が内蔵された機器との１つ以上のデータ接続（有線または無線）を有することができる。代替的にまたは追加的に、ＩｏＴ情報を、例えば１つ以上のセンサを介して、無線電力受信クライアント４００によって決定し、および／または推定することができる。上述したように、ＩｏＴ情報は、無線電力受信クライアントが内蔵された機器の性能に関する情報、無線電力受信クライアントが内蔵された機器の使用情報、無線電力受信クライアントが内蔵された機器の単一または複数の電池の電力レベル、および／または、無線電力受信クライアントが内蔵された機器または無線電力受信クライアント自らが例えばセンサなどを介して取得したかまたは推定した情報を含むことができるが、これらに限定されない。

いくつかの実施形態では、クライアント識別子（ＩＤ）モジュール４１５は、無線電力供給環境内の電力受信クライアントを一意的に識別することができるクライアントＩＤを記憶する。例えば、通信が確立された場合に１つ以上の無線電力伝送システムにＩＤを送信することができる。いくつかの実施形態では、電力受信クライアントは、クライアントＩＤに基づいて無線電力供給環境内の他の電力受信クライアントを受け付けて識別することもできる。

任意選択の動きセンサ４９５は動きを検出し、それに応じて制御論理回路４１０に信号を送信することができる。例えば電力を受信する端末は、動きを検出するための加速度計または同等の機構などの動き検出機構を統合してもよい。端末が動作中であることを検出すると、ユーザによって扱われていると想定され、アレイへの信号をトリガして、電力の伝送を停止するかまたは機器に伝送された電力を低下させる。いくつかの実施形態では、端末が自動車、列車または飛行機のような移動環境で使用される場合、端末が極めて低電力状態でない限り、間欠的にまたは低減されたレベルでのみ電力が伝送される。

図５Ａおよび図５Ｂは、いくつかの実施形態による例示的なマルチパス無線電力供給環境５００を示す図である。マルチパス無線電力供給環境５００は、１つ以上の無線電力受信クライアント５０３を含む無線機器５０２を操作するユーザを含む。無線機器５０２および１つ以上の無線電力受信クライアント５０３は、それぞれ、図１の無線機器１０２および図１の無線電力受信クライアント１０３または図４の無線電力受信クライアント４００であってもよいが、代替構成も可能である。同様に、無線電力伝送システム５０１は、図１の無線電力伝送システム１０１または図３の無線電力伝送システム３００であってもよいが、代替の構成も可能である。マルチパス無線電力供給環境５００は、反射物体５０６と、例えばユーザ、または人間、家具などの様々な吸収物体とを含む。

無線機器５０２は、無線機器１０２に近接した３次元空間において放射および受信パターン５１０を有する１つ以上のアンテナ（または送受信機）を含む。１つ以上のアンテナ（または送受信機）は、無線機器１０２および／または無線電力受信クライアントの一部として、全体的にまたは部分的に含まれてもよい（図示せず）。例えば、いくつかの実施形態では、無線機器５０２のＷｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの１つ以上のアンテナを、無線電力受信のために利用することができ、および／または別の態様では共有することができる。図５Ａおよび図５Ｂの例に示すように、放射および受信パターン５１０は、一次ローブおよび複数のサイドローブを含むローブパターンを含む。他のパターンもまた可能である。

無線機器５０２は、複数の経路を介してビーコン（または較正）信号を無線電力伝送システム５０１に送信する。本明細書で説明するように、無線機器５０２は、無線電力伝送システムによって示される例えばＲＳＳＩなどの受信ビーコン信号の強度が放射および受信パターン５１０に依存するように、放射および受信パターン５１０の方向にビーコンを送信する。例えば、放射および受信パターン５１０にヌルが存在し、かつ、ビーコン信号が例えば一次ローブのピークなどの放射および受信パターン５１０のピークにおいて最も強力である場合、ビーコン信号は送信されない。図５Ａの例に示すように、無線機器５０２は５つの経路Ｐ１〜Ｐ５を介してビーコン信号を送信する。経路Ｐ４およびＰ５は、反射および／または吸収物体５０６によって遮断される。無線電力伝送システム５０１は、パスＰ１〜Ｐ３を介して強度が増大するビーコン信号を受信する。太い線はより強力な信号を示す。いくつかの実施形態では、ビーコン信号は、例えばユーザへの不必要なＲＦエネルギー照射を回避するために、このように指向的に送信される。

受信に使用される場合のアンテナの受信パターン（方向に応じた感度）が送信に使用される場合のアンテナの遠視野放射パターンと同一であることは、アンテナの基本的な特性である。これは、電磁気学における相反定理の結果である。図５Ａおよび図５Ｂの例に示すように、放射および受信パターン５１０は３次元ローブ状である。しかし、放射および受信パターン５１０は、アンテナ設計で使用されるホーンアンテナ、単純な垂直アンテナなどの単一または複数の型に応じて任意の数の形状であってもよい。例えば放射および受信パターン５１０は、様々な指向性パターンを含むことができる。無線電力供給環境内の複数のクライアント機器の各々に対して、任意の数の異なるアンテナ放射および受信パターンが可能である。

再び図５Ａを参照すると、無線電力伝送システム５０１は、複数のアンテナまたは送受信機において複数の経路Ｐ１〜Ｐ３を介してビーコン（または較正）信号を受信する。図示されているように、経路Ｐ２および経路Ｐ３は直通の見通し線経路であり、経路Ｐ１は見通し線外経路である。無線電力伝送システム５０１がビーコン（または較正）信号を受信すると、電力伝送システム５０１はビーコン（または較正）信号を処理して、複数のアンテナの各々におけるビーコン信号の１つ以上の受信特性を決定する。例えば、無線電力伝送システム５０１は、他の動作の中でも、複数のアンテナまたは送受信機の各々においてビーコン信号が受信される位相を測定することができる。

無線電力伝送システム５０１は、複数のアンテナの各々におけるビーコン信号の１つ以上の受信特性を処理して、対応するアンテナまたは送受信機で測定されたビーコン（または較正）信号の１つ以上の受信特性に基づいて複数のＲＦ送受信機の各々について１つ以上の無線電力伝送特性を決定するかまたは測定する。限定ではなく一例として、無線電力伝送特性は、各アンテナまたは送受信機の位相設定、伝送電力設定などを含むことができる。

本明細書で説明するように、無線電力伝送システム５０１は、アンテナまたは送受信機が設定されると、複数のアンテナまたは送受信機が、クライアント機器に近接した３次元空間においてクライアントの放射および受信パターンに一致する無線電力信号を送信することができるように、無線電力伝送特性を決定する。図５Ｂは、無線電力を経路Ｐ１〜Ｐ３を介して無線機器５０２に伝送する無線電力伝送システム５０１を示している。有利には、本明細書で説明するように、無線電力信号は、クライアント機器に近接した３次元空間においてクライアントの放射および受信パターン５１０と一致する。換言すれば、無線電力伝送システムは、無線電力受信機が例えば最大無線電力を受信するなどの最大利得を有する方向に無線電力信号を送信する。その結果、信号は、例えばヌルおよび遮断などの無線電力受信機が受信することができない方向には送信されない。いくつかの実施形態では、無線電力伝送システム５０１は受信ビーコン信号のＲＳＳＩを測定し、ビーコンが閾値未満である場合、無線電力伝送システムは、その経路を介して無線電力を伝送しない。

図５Ａおよび図５Ｂの例に示される３つの経路は簡略化のために示されているが、他の要素の中でも無線電力供給環境内の反射および吸収物体に応じて、無線機器５０２に電力を伝送するために任意の数の経路を利用することができる。

ＩＩ．無線電力伝送のための機器構成要素の利用

先に説明した受信機、図１の無線電力受信クライアント１０３または図４の無線電力受信クライアント４００とは異なり、この受信機は電子機器の既存の構成要素を利用するという点について、例示的な無線電力受信クライアントを本明細書において説明する。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（商標）（ＢＬＥ）対応の電子機器（現在はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｓｍａｒｔ（商標）と呼ばれている）の構成要素を無線電力伝送のために利用することができる。現在のＢＬＥ対応電子機器は、低エネルギーのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）機能を可能にする無線周波数（ＲＦ）通信インタフェースを有している。このインタフェースはまた、無線電力伝送のために利用してもよく、それによって追加の無線周波数収集構成要素の必要性を低減することができる。他の構成要素の中でも、通信インタフェースを、任意の数の他の通信プロトコルをサポートする電子機器からも利用することができる。限定ではなく一例として本明細書で説明する方法は、とりわけ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（商標）、ＩＥＥＥ８０２．１５．４、ＡＮＴ（商標）およびそれらの組み合わせおよび変形を含む均等物によって使用可能な機器からの構成要素の利用を容易にする。さらに、以下の開示は、主に既存ＲＦ通信インタフェースを利用することに向けられているが、本明細書で説明する方法はまた、他の電子機器構成要素に適用されることが理解される。

本明細書で説明した利用されたシステム、方法および技術は、無線充電機能を電子機器に統合する低コスト手段を容易にする。家庭または事業所全体で様々な機器を無線電力対応にすることができ、機器をネットワークに接続して無線で電力を受信することが可能になる。例えばドアロック、窓ブラインド、サーモスタット、デジタル写真フレームなど、環境全体の機器を全てインターネット接続で有効にすることができる。例示的なシナリオでは、ユーザが写真を撮り、例えばＦａｃｅｂｏｏｋ（商標）などの共有クラウド環境にアップロードすると、例えばユーザのデジタル画像フレームはその画像をライブラリに自動的に組み込むことができる。同様に、ユーザの電話機の全地球測位システム（ＧＰＳ）データは、誰も家にいないことをサーモスタットに知らせることができ、サーモスタットは、電力使用を低減するために温度を上昇させたり下降させたりすることができる。同様に、家庭内のスマートスイッチは照明を消すことができ、スマートブラインドは、日付、時間帯および（地域の天気予報から収集される）予想温度に基づいて自動的に調節することができる。これらの機器の多くは、無線電力機能を含むように利用することができる無線またはインターネット接続によって使用可能となっている。

無線接続またはインターネット接続を含む電子機器のこれらの既存の構成要素を活用して、電子機器のコスト、大きさおよび複雑性を低減しながら無線電力伝送を可能にする方法を本明細書で説明する。本明細書に記載の方法はまた、無線接続および無線電力伝送の両方に１つ以上の同一構成要素を利用する新規の低コストの二重機能機器のために利用することができる。

非常に多くの機器が接続され、かつ「スマート」機能が可能な環境では、コストのかかる改造を回避するために無線電力が必要になる。例えば、上述のスマートウィンドウブラインドを既存の窓に容易に設置することができるが、実質的には、窓枠に電力用の配線は供給されていない。その結果、「モノのインターネット」を実現するためには、無線電力供給機能を有することが事実上不可欠である。

図６は、いくつかの実施形態による、無線電力伝送を容易にするために１つ以上の既存の構成要素を利用するように構成された電子機器６００の例示的な構成要素を示すブロック図である。より具体的には、図６の例に示すように、電子機器６００は、データ通信プロトコルを介して１つ以上のアンテナ上で通信を送受信するように構成された既存無線周波数（ＲＦ）通信インタフェース６１０を含む。ＲＦ通信インタフェース６１０は、指向性無線電力をレトロディレクティブ方式無線電力伝送システムから受信するためにさらに利用される。電子機器６００は図１の無線機器１０２であってもよいが、代替的な構成も可能である。

図６の例に示すように、電子機器は、ＲＦ通信インタフェース６１０と、ＲＦ電力インタフェース６２０と、タイミングインタフェース６３０と、制御システム６４０と、およびアンテナ６１２および６２２とを含む。いくつかの実施形態では、構成要素の一部または全部を省略することができる。例えばいくつかの実施形態では、制御システム６４０は含まれていない。さらにいくつかの実施形態では、アンテナ６１２および６２２の代わりに単一のアンテナを利用することができ、または電子機器の１つ以上のアンテナ（例えばＷｉ−Ｆｉ／Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアンテナ）を共有することができる。追加の構成要素もまた可能である。

ＲＦ通信インタフェース６１０は、１つ以上のデータ通信プロトコルを介してアンテナ６１２上で通信を送受信するように構成される。本明細書で説明するように、ＲＦ通信インタフェース６１０は、無線電力伝送のために利用される電子機器６００の既存の構成要素を含む。図６の例に示すように、ＲＦ電力インタフェース６２０はＲＦ通信インタフェースに接続され、無線電力供給パラメータを受信して処理し、タイミングインターフェイスからのビーコン通知に応答してビーコン信号を無線電力伝送システムに送信するようにアンテナ６２２に指示し、かつ利用されたＲＦ通信インタフェース６１０によって受信されたかまたは採取された指向性（またはレトロディレクティブ方式）無線電力を処理するように構成される。

タイミングインタフェース６３０は、ビーコン通知を生成してＲＦ電力インタフェース構成要素に送信するように構成される。さらに、タイミングインタフェース６３０はまた、電力スケジュール情報に応じて電力受信通知を生成してＲＦ通信インタフェース６１０に送信して、電力スケジュール情報に従って決定される次回の電力受信サイクルについてＲＦ通信インタフェース６１０に通知することができる。図６の例に示すように、制御システム６４０は電子機器６００の主要な機能を制御する。例えば、制御システム６４０を使用して、「スマート」ブラインド用モータ、「スマート」サーモスタットのディスプレイなどを制御することができる。

電子機器６００および無線電力伝送システムの動作をさらに説明するために、図７を提供する。図７は、いくつかの実施形態による、電子機器を動作させて無線電力供給環境における無線電力受信のための既存の構成要素を利用する例示的な動作を示すシーケンス図７００を示している。

まず、無線電力伝送システムと既存ＲＦ通信インタフェース６１０との間で通信が確立される。最初の通信は、例えばデータ通信プロトコルを介してデータ通信リンク上で確立された通信であってもよい。いくつかの実施形態では、データ通信プロトコルは、例えば低エネルギーＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルなどの低エネルギープロトコルである。そのような場合、ＲＦ通信インタフェース６１０は低エネルギーＢｌｕｅｔｏｏｔｈインタフェースを含む。

通信が確立されると、無線電力伝送システムは、無線電力供給パラメータを電子機器６００の既存ＲＦ通信インタフェース６１０に提供する。既存ＲＦ通信インタフェース６１０は、無線電力供給パラメータを電子機器のＲＦ電力インタフェース６２０に提供し、次に、このＲＦ電力インタフェース６２０は無線電力供給パラメータを処理する。

無線電力供給パラメータの受信に応答して、ＲＦ電力インタフェース６２０は無線電力供給パラメータの少なくとも１つに応じてタイミングインタフェース６３０を構成する。無線電力供給パラメータは、他の情報の中でも、受信電力情報、コード情報およびビーコンタイミング情報を含むことができる。ビーコンタイミング情報を、例えばビーコンビートスケジュール（ＢＢＳ）などのビーコンスケジュール情報から決定することができる。一旦構成されると、タイミングインタフェース６３０は、ビーコン通知をビーコンタイミング情報に応じて生成してＲＦ電力インタフェース６２０に送信する。任意選択的には、タイミングインタフェース６３０はまた、電力スケジュール情報に応じて電力受信通知を生成してＲＦ通信インタフェース６１０に送信することができる。電力受信通知は、次回の電力供給サイクルの間に無線電力伝送システムからの無線電力の受信を予測するようにＲＦ通信インタフェース６１０に指示する。

ビーコン通知に応答して、ＲＦ電力インタフェース６２０は、ビーコン信号を無線電力伝送システムに送信するように１つ以上のアンテナに指示する。次いで、無線電力伝送システムは指向性無線電力を電子機器６００に提供する。通信インタフェース６１０は指向性無線電力を受信し、ＲＦ電力インタフェース６２０は電力を処理し、かつ電子機器６００が使用するための電力を提供する。いくつかの実施形態では、指向性電力は、電子機器を動作させるために、または電子機器の電池を充電するために使用される。次いで、ビーコンプロセスは本明細書で説明したように進み、これにより、ビーコン信号に基づいて決定されたように、すなわちレトロディレクティブ方式で無線電力を電子機器６００に向けることができる。

図８は、いくつかの実施形態による、電子機器を動作させて無線電力供給環境における無線電力受信のための既存の構成要素を利用する例示的なプロセス８００を示すフロー図である。例えば図６の電子機器６００などの電子機器は、他の機能の中でも、例示的なプロセス６００を実行することができる。

まず８１０において、電子機器の無線周波数（ＲＦ）通信インタフェース構成要素は、無線電力供給環境においてレトロディレクティブ方式無線電力伝送システムから無線電力供給パラメータを受信する。ＲＦ通信インタフェースは、データ通信プロトコルを介して通信するように構成される。８１２において、電子機器のＲＦ通信インタフェース構成要素は、無線電力供給パラメータを電子機器のＲＦ電力インタフェース構成要素に提供する。

８１４において、電子機器のＲＦ電力インタフェース構成要素は、無線電力供給パラメータの受信に応答して、無線電力供給パラメータの少なくとも１つに応じてタイミングインタフェース構成要素を構成する。より具体的には、タイミングインタフェース構成要素は、他の通知の中でもビーコン通知を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、タイミングインタフェース構成要素はビーコンスケジュールに従ってビーコン通知を生成する。無線電力供給パラメータは、電子機器のための少なくともビーコンタイミング情報を含む。ビーコン通知に応答して、ＲＦ電力インタフェース構成要素は、ビーコン信号をレトロディレクティブ方式無線電力伝送システムに送信するように電子機器の１つ以上のアンテナに指示する。８１６において、電子機器のＲＦ通信インタフェース構成要素は、無線電力伝送システムから指向性無線電力を受信するかまたは収集する。最後に８１８において、電子機器のＲＦ電力インタフェースは、指向性無線電力を処理する。

図９は、いくつかの実施形態による、無線電力伝送を容易にするために１つ以上の既存の構成要素を利用するように構成された別の電子機器９００の例示的な構成要素を示すブロック図である。例示的な電子機器９００は、図６の電子機器６００に類似しているが、例示的な電子機器９００は、複数の通信インタフェース９１０、９５０および９６０を含む。電子機器は、無線電力伝送システムから通信および／または無線電力を受信するために利用することができる任意の数の構成要素または（有線または無線の）通信インタフェースを含むことができる。

図９の例に示されているように、電子機器９００は、１つ以上のデータ通信プロトコルを介して１つ以上のアンテナ（例えばそれぞれ９１２および９５２）上で通信を送受信するように構成された既存無線通信インタフェース９１０および９５０を含む。電子機器９００はまた、有線通信インタフェース９６０を含む。いくつかの実施形態では、無線電力伝送システムと電子機器９００とのデータ通信は、通信インタフェース９１０、９５０および／または９６０のうちの１つ以上を利用することによって達成することができる。例えば、タイミング情報は、限定ではなく一例として光学赤外線（ＩＲ）通信、ＦＭ放送などのネットワーク化されていない放送システム、光ファイバ、ＣＡＮＢＵＳ、電力の位相、ＲＳ−４８５、ＭｏｄＢｕｓなどを介して通信することができる。

さらに、いくつかの実施形態では、異なる種別のデータは、それぞれ通信のために異なる構成要素を利用することができる。例えばデータの各種別、タイミングスケジュール、一時的移動メッセージ、およびクライアントステータスメッセージの通信経路は、それぞれ異なるネットワークおよび／または異なる媒体を使用することができる。さらに、データ通信は、確実にまたは不確実に、およびブロードキャストまたはユニキャストによって送信することができることが理解される。

図１０は、一実施形態による、モバイル（またはスマート）電話またはタブレット型コンピュータ機器の形態の無線電力受信機またはクライアントを含む代表的なモバイル機器またはタブレット型コンピュータ１０００の例示的な構成要素を示すブロック図である。様々なインタフェースおよびモジュールを図１０を参照して示しているが、モバイル機器またはタブレット型コンピュータは、本明細書で説明する機能を実行するための全てのモジュールまたは機能を必要としない。多くの実施形態では、カテゴリのコントローラの動作には、様々な構成要素が含まれておらず、および／またはこれらの構成要素は必要でないことが理解される。例えばＧＰＳ無線機、セルラ無線機、加速度計などの構成要素は、コストおよび／または複雑さを軽減するためにコントローラに含まれていない場合がある。さらに、ＺｉｇＢｅｅ（商標）無線機やＲＦＩＤ送受信機などの構成要素は、アンテナとともにプリント基板に装着することができる。

無線電力受信クライアントは、図１の電力受信クライアント１０３であってもよいが、代替的な構成も可能である。さらに、無線電力受信クライアントは、図１の無線電力伝送システム１０１などの無線電力伝送システムから電力および／またはデータ信号を受信するための１つ以上のＲＦアンテナを含むことができる。

図１１は、本明細書で説明する任意の１つ以上の方法を機械に実行させるための１組の命令が実行される、コンピュータシステムの例示的な形態の機械の図式的な表示を示す図である。

図１１の例では、コンピュータシステムは、プロセッサ、メモリ、不揮発性メモリおよびインタフェース機器を含む。説明の簡略化のために、様々な一般的な構成要素（例えばキャッシュメモリ）は省略されている。コンピュータシステム１１００は、図１の例に示した構成要素のいずれか（および本明細書に記載の任意の他の構成要素）を実装することができるハードウェア装置を示すことを意図している。例えばコンピュータシステムは、任意の放射物体またはアンテナアレイシステムであってもよい。コンピュータシステムは、任意の適用可能な既知の型または好都合な型のものであってもよい。コンピュータシステムの構成要素を、バスを介して、または他の既知の機器または好都合な機器を介して一体に接続することができる。

プロセッサは、例えば、インテルペンティアム（Ｉｎｔｅｌ Ｐｅｎｔｉｕｍ）マイクロプロセッサまたはモトローラパワーＰＣ（Ｍｏｔｏｒｏｌａ Ｐｏｗｅｒ ＰＣ）マイクロプロセッサなどの従来のマイクロプロセッサであってもよい。当業者は、「機械可読（記憶）媒体」または「コンピュータ可読（記憶）媒体」という用語がプロセッサによってアクセス可能な任意の型の機器を含むことを認識するであろう。

メモリは、例えばバスによってプロセッサに接続される。メモリは、限定ではなく一例として、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）およびスタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）などのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むことができる。メモリは、ローカルメモリ、リモートメモリまたは分散メモリであってもよい。

バスはまた、プロセッサを不揮発性メモリおよび駆動ユニットに接続する。不揮発性メモリは、多くの場合、磁気フロッピーまたはハードディスク、磁気光学ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭなどの読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、磁気カードまたは光カード、または大量のデータ用の別の形式の記憶装置である。このデータのいくつかは、多くの場合、コンピュータ１１００内のソフトウェアの実行中に直接メモリアクセス処理によってメモリに書き込まれる。不揮発性記憶装置は、ローカル型、遠隔型、または分散型であってもよい。メモリ内で使用可能な全ての適用可能なデータを使用してシステムを構築することができるので、不揮発性メモリは任意選択である。典型的なコンピュータシステムは、通常、少なくともプロセッサ、メモリ、およびメモリをプロセッサに接続する機器（例えばバス）を含む。

ソフトウェアは、一般的には不揮発性メモリおよび／または駆動ユニットに記憶される。実際、大規模なプログラムの場合、プログラム全体をメモリに記憶することさえ不可能な場合がある。それにもかかわらず、ソフトウェアを実行するために、必要に応じて、処理に適したコンピュータで読み取り可能な場所にソフトウェアを移動させること、および、例示を目的として、その場所は本明細書ではメモリと呼ばれることが理解されるべきである。ソフトウェアが実行のためにメモリに移動された場合であっても、プロセッサは一般的に、ソフトウェアに関連付けられた値を記憶するハードウェアレジスタと、理想的に実行を高速化するローカルキャッシュとを使用する。本明細書で使用されるように、ソフトウェアプログラムが「コンピュータ可読媒体に実装される」と言及される場合、ソフトウェアプログラムは（不揮発性記憶装置からハードウェアレジスタへの）任意の既知の場所または好都合な場所に記憶されると想定される。プロセッサは、プログラムに関連付けられた少なくとも１つの値がプロセッサによって読み取り可能なレジスタに記憶されている場合に、「プログラムを実行するように構成されている」とみなされる。

バスはまた、プロセッサをネットワークインタフェース機器に接続する。インタフェースは、１つ以上のモデムまたはネットワークインタフェースを含むことができる。モデムまたはネットワークインタフェースは、コンピュータシステムの一部であるとみなすことができることが理解されるであろう。インタフェースは、アナログモデム、ＩＳＤＮモデム、ケーブルモデム、トークンリングインタフェース、衛星伝送インタフェース（例えば「ダイレクトＰＣ」）、またはコンピュータシステムを他のコンピュータシステムに接続するための他のインタフェースを含むことができる。インタフェースは、１つ以上の入力機器および／または出力機器を含むことができる。入出力装置は、限定ではなく一例として、キーボード、マウスまたは他のポインティングデバイス、ディスクドライブ、プリンタ、スキャナ、および表示装置を含む他の入力装置および／または出力装置を含むことができる。表示装置は、限定ではなく一例として、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、または他の適用可能な公知の表示装置または好都合な表示装置を含むことができる。簡略化のために、図１１の例に示されていない任意の機器のコントローラがインタフェースに存在していると仮定する。

動作中、コンピュータシステム１１００を、ディスクオペレーティングシステムなどのファイル管理システムを含むオペレーティングシステムソフトウェアによって制御することができる。関連するファイル管理システムソフトウェアを含むオペレーティングシステムソフトウェアの一例は、ワシントン州レドモンドのマイクロソフト社のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）として知られているオペレーティングシステムの系列およびそれらに関連するファイル管理システムである。関連するファイル管理システムソフトウェアを含むオペレーティングシステムソフトウェアの別の例は、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）オペレーティングシステムおよびそれに関連するファイル管理システムである。ファイル管理システムは、一般的には不揮発性メモリおよび／または駆動ユニットに記憶され、オペレーティングシステムがデータを入出力するために必要な様々な動作をプロセッサに実行させて、不揮発性メモリおよび／または駆動ユニットにファイルを記憶するなど、データをメモリに記憶する。

詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリ内のデータビットに対する演算のアルゴリズムおよび記号表現に関して提示することができる。これらのアルゴリズム記述および表現は、データ処理分野の当業者が、それらの研究の内容を他の分野の当業者に最も効果的に伝えるために使用する手段である。アルゴリズムは、本明細書では一般的に所望の結果を導く動作の自己矛盾のないシーケンスであると考えられる。動作は、物理量の物理的操作を必要とする動作である。通常、必ずしも必要ではないが、これらの量は記憶、転送、結合、比較、およびその他の方法での操作が可能な電気信号または磁気信号の形態を取る。これらの信号をビット、値、要素、記号、文字、用語、数字などとしてみなすことは、主に共通使用の理由から時には好都合であることが判明している。

しかし、これらの用語および類似の用語は全て適切な物理量に関連し、これらの量に適用される好都合な標識に過ぎないことに留意すべきである。特に記載のない限り、以下の説明から明らかなように、明細書を通して「処理する」、「計算する」、「算出する」、「決定する」または「表示する」などの用語を使用する議論は、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内の物理（電子）量として表されるデータを操作し、コンピュータシステムのメモリまたはレジスタあるいはそのような情報記憶装置、伝送装置または表示装置内の物理量として同様に表される他のデータに変換するコンピュータシステムまたは類似の電子計算装置の動作および処理に言及していることが理解されよう。

本明細書で提示されるアルゴリズムおよび表示装置は、特定のコンピュータまたは他の装置に本質的に関連するものではない。様々な汎用システムを、本明細書の教示によってプログラムと共に使用してもよく、または、より特殊化された装置を構築していくつかの実施形態の方法を実行することが好都合であることが判明する可能性もある。様々なこれらのシステムに必要な構造は、以下の説明から明らかになるであろう。さらに、これらの技術は任意の特定のプログラミング言語を参照して記載されておらず、したがって、様々なプログラミング言語を使用して様々な実施形態を実装することができる。

代替的な実施形態では、機械はスタンドアロン型装置として動作するか、または他の機械に接続（例えばネットワーク接続）されてもよい。ネットワーク配置では、機械はクライアント−サーバネットワーク環境内のサーバまたはクライアントマシンの容量で動作してもよく、ピアツーピア（または分散）ネットワーク環境内のピアマシンとして動作してもよい。

機械は、サーバコンピュータ、クライアントコンピュータ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣ、ラップトップコンピュータ、セットトップボックス（ＳＴＢ）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ、プロセッサ、電話、ウェブアプライアンス、ネットワークルータ、スイッチまたはブリッジ、またはその機械が取るべき動作を指定する（順次またはその他の）一連の命令を実行することができる任意の機械であってもよい。

機械可読媒体または機械可読記憶媒体は、単一の媒体であるように例示的な実施形態で示されているが、「機械可読媒体」および「機械可読記憶媒体」という用語は、１つ以上の一連の命令を記憶する単一の媒体または複数の媒体（例えば集中型または分散型のデータベース、および／または関連するキャッシュおよびサーバ）を含むものと解釈されるべきである。「機械可読媒体」および「機械可読記憶媒体」という用語は、機械が実行するための一連の命令を記憶し、符号化しまたは搬送することが可能であり、かつ、現在開示されている方法および技術革新のいずれか１つ以上の方法を機械に実行させる任意の媒体を含むものと解釈されるべきである。

一般に、本開示の実施形態を実装するために実行されるルーチンは、オペレーティングシステムまたは特定のアプリケーション、構成要素、プログラム、物体、モジュールまたは「コンピュータプログラム」と呼ばれる命令のシーケンスの一部として実装されてもよい。コンピュータプログラムは、一般的にはコンピュータの様々なメモリおよび記憶装置に何度も設定された１つ以上の命令を含み、コンピュータの１つ以上の処理装置またはプロセッサによって読み取られて実行された場合、本開示の様々な態様を含む要素を実行するための動作をコンピュータに行わせる。

さらに、実施形態は完全に機能するコンピュータおよびコンピュータシステムの文脈において説明されているが、当業者であれば、様々な実施形態が様々な形態のプログラム製品として配布可能であり、かつ、本開示は、実際に配布を行うのに使用される機械またはコンピュータ可読媒体の特定の型に関わらず平等に適用されることを理解するであろう。

機械可読記憶媒体、機械可読媒体、またはコンピュータ可読（記憶）媒体のさらなる例は、とりわけ、揮発性メモリ装置および不揮発性メモリ装置、フロッピーディスクおよび他の着脱式ディスク、ハードディスクドライブ、光ディスク（例えば読み取り専用コンパクトディスク（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）など）、および、デジタルおよびアナログ式の通信リンクなどの伝達型媒体などの記録可能型媒体を含むが、これらに限定されない。

文脈上明白に他の意味に解釈すべき場合を除いて、明細書および特許請求の範囲を通して、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの語は排他的または網羅的な意味とは対照的に包括的な意味で解釈されるべきであり、すなわち、「含むが、これに限定されない」という意味で解釈されるべきである。本明細書で使用されるように、「接続された」、「結合された」という用語またはその任意の変形は、２つ以上の要素間の任意の接続または結合を直接的または間接的に意味し、要素間の接続の結合は、物理的、論理的、またはそれらの組み合わせであってもよい。さらに、「本明細書」、「上述」、「以下」および類似の意味の用語は、本明細書で使用する場合、本出願全体を参照するものとし、本出願の任意の特定部分を参照しないものとする。文脈が許す限り、単数または複数の数字を用いた上述の発明を実施するための形態の単語は、それぞれ複数または単数の数字を含んでもよい。２つ以上の項目のリストに関して、「または」という単語は、リスト内の項目のいずれか、リスト内の項目の全て、およびリスト内の項目の任意の組み合わせなどの、その単語の解釈の全てを網羅する。

本開示の実施形態の上述の詳細な説明は、網羅的であることを意図するものでも、教示を上述に開示した正確な形態に限定するものでもない。本開示の特定の実施形態および実施例は例示を目的として上述しているが、関連する当業者が認識するように、開示の範囲内で様々な等価の変更が可能である。例えば処理またはブロックが所定の順序で提示されている間、代替の実施形態は、ステップを有するルーチンを実行してもよく、ブロックを有するシステムを異なる順序で使用してもよく、代替またはサブコンビネーションを提供するようにいくつかの処理またはブロックを削除し、移動し、追加し、細分し、組み合わせ、および／または変更してもよい。これらの処理またはブロックの各々を、様々な異なる方法で実施してもよい。また、時折、処理またはブロックは連続して実行されるものとして示されているが、これらの処理またはブロックは代わりに並行して実行してもよく、異なる時間に実行してもよい。さらに、本明細書に記載の任意の特定の数字は単なる例であり、代替的な実施形態は異なる値または範囲を使用してもよい。

本明細書で提供する開示の教示は必ずしも上述のシステムではなく、他のシステムにも適用することができる。上述した様々な実施形態の要素および動作は、さらなる実施形態を提供するために組み合わせることができる。

添付の提出書類に記載のものを含む上述の任意の特許および出願ならびに他の参考文献は、参照により本明細書に組み込まれる。本開示の態様を必要に応じて変更し、上述の様々な参考文献のシステム、機能および概念を使用して、本開示のさらなる実施形態を提供することができる。

上述の発明を実施するための形態に照らして、本開示に対してこれらの変更および他の変更を行うことができる。上述の説明は、本開示の特定の実施形態を説明し、意図された最良の形態を説明しているが、上述の内容がいかに詳細に示されたとしても多くの方法で本教示を実施することができる。システムの詳細は、その実施の詳細においてかなり変化する場合があるが、依然として本明細書に開示の主題に包含される。上述したように、本開示の特定の特徴または態様を説明する際に使用される特定の用語は、その用語が関連している開示の任意の特定の特性、特徴または態様に限定されるように本明細書において再定義されるものであると暗示するものではない。一般に、以下の特許請求の範囲で使用される用語は、上述の発明を実施するための形態の節がそのような用語を明示的に定義していない限り、本開示を本明細書に開示される特定の実施形態に限定するものと解釈されるべきではない。したがって、本開示の実際の範囲は、開示の実施形態だけでなく特許請求の範囲の下での開示を実施または実装する全ての等価な方法を包含する。

本開示の特定の態様は特定の請求様式で以下に提示されるが、本発明者は、任意の数の請求様式において本開示の様々な態様を企図する。例えば、本開示の１つの態様のみが米国特許法第１１２条第６パラグラフの下でミーンズ・プラス・ファンクション・クレームとして記載されているが、他の態様も同様に、ミーンズ・プラス・ファンクション・クレームとして、またはコンピュータ可読媒体に具体化されるような他の形態で実施されてもよい。（米国特許法第１１２条第６パラグラフの下で扱われることが意図されている全ての請求項は、「手段」という語で始まる）。したがって、出願人は、開示の他の態様についてそのような追加の請求様式を追求するために、出願後に追加の請求を加える権利を留保する。

本明細書で提供する詳細な説明を、必ずしも上述のシステムだけでなく他のシステムにも適用してもよい。上述した様々な例の要素および動作は、本発明のさらなる実装を提供するために組み合わせることができる。本発明のいくつかの代替的な実装は、上述の実装に追加の要素を含むだけでなく、より少ない要素を含んでもよい。上述の発明を実施するための形態に照らして、本発明に対してこれらの変更および他の変更を行うことができる。上述の説明は本発明の特定の例を定義し、意図された最良の形態を説明しているが、上述の内容がいかに詳細に示されたとしても、多くの方法で本発明を実施することができる。システムの詳細はその特定の実施においてかなり変化する場合があるが、依然として本明細書に開示した発明に包含される。上述したように、本発明の特定の特徴または態様を説明する際に使用される特定の用語は、その用語が関連している発明の任意の特定の特性、特徴または態様に限定されるように本明細書において再定義されるものであると暗示するものではない。一般に、以下の特許請求の範囲で使用される用語は、上述の発明を実施するための形態の節がそのような用語を明示的に定義していない限り、本発明を本明細書に開示される特定の例に限定するものと解釈されるべきではない。したがって、本発明の実際の範囲は、開示した例だけでなく本発明を実施または実装する全ての等価な方法を包含する。

Claims (20)

1. 無線電力供給環境における無線電力受信のために、既存の構成要素を利用するように電子機器を動作させる方法であって、前記方法が、
   前記電子機器の無線周波数（ＲＦ）通信インタフェース構成要素によって、前記無線電力供給環境においてレトロディレクティブ方式無線電力伝送システムからの無線電力供給パラメータを受信することであって、
   前記ＲＦ通信インタフェースがデータ通信プロトコルを介して通信するように構成される、ことと、
   前記ＲＦ通信インタフェース構成要素によって、前記無線電力供給パラメータを前記電子機器のＲＦ電力インタフェース構成要素に提供することと、
   前記無線電力供給パラメータの受信に応答して、前記ＲＦ電力インタフェース構成要素によって前記無線電力供給パラメータの少なくとも１つに応じてタイミングインタフェース構成要素を構成することと、
   前記ＲＦ通信インタフェース構成要素によって指向性無線電力を受信することと、
   前記ＲＦ電力インタフェースによって前記指向性無線電力を処理することと
   を含む、方法。
2. ビーコン通知に応答して、ＲＦ電力インタフェース構成要素が、ビーコン信号を前記レトロディレクティブ方式無線電力伝送システムに送信するように前記電子機器の１つ以上のアンテナに指示する、請求項１に記載の方法。
3. 前記ビーコン通知が、前記タイミングインタフェース構成要素によって生成される、請求項２に記載の方法。
4. 電力受信通知に応答して、前記ＲＦ通信インタフェース構成要素が、次回の時間周期の間に前記レトロディレクティブ方式無線電力伝送システムからの無線電力の受信を予測するように前記電子機器の１つ以上のアンテナに指示することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記電力受信通知が、前記タイミングインタフェース構成要素によって生成される、請求項４に記載の方法。
6. 前記無線電力供給パラメータが、受信電力情報、コード情報およびビーコンタイミング情報を含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記データ通信プロトコルが、低電力通信プロトコルである、請求項１に記載の方法。
8. 前記指向性無線電力が、前記電子機器を動作させるために使用される、請求項１に記載の方法。
9. 前記指向性無線電力が、前記電子機器の電池を充電するために使用される、請求項１に記載の方法。
10. 無線電力供給環境における無線電力受信のために既存の構成要素を利用するように構成された電子機器であって、前記電子機器が、
    １つ以上のアンテナと、
    データ通信プロトコルを介して前記１つ以上のアンテナ上で通信を送受信するように構成された無線周波数（ＲＦ）通信インタフェース構成要素であって、
    前記通信が、前記無線電力供給環境においてレトロディレクティブ方式無線電力伝送システムから受信した無線電力供給パラメータを含む、無線周波数（ＲＦ）通信インタフェース構成要素と、
    前記ＲＦ通信インタフェース構成要素に接続され、前記無線電力供給パラメータを受信して処理し、かつビーコン通知に応答してビーコン信号を送信するように構成されたＲＦ電力インタフェース構成要素と、
    前記ＲＦ電力インタフェースに接続され、前記ビーコン通知を生成して前記ＲＦ電力インタフェース構成要素に送信するように構成されたタイミングインタフェース構成要素とを含み、
    前記ＲＦ通信インタフェース構成要素が、指向性無線電力を前記レトロディレクティブ方式無線電力伝送システムから受信し、かつ受信した前記指向性無線電力を前記ＲＦ電力インタフェース構成要素に提供するためにさらに利用される、電子機器。
11. 前記ＲＦ通信インタフェース構成要素が、前記無線電力供給パラメータを前記ＲＦ電力インタフェース構成要素に提供するようにさらに構成される、請求項１０に記載の電子機器。
12. 前記ＲＦ電力インタフェース構成要素が、前記無線電力供給パラメータの受信に応答して、前記無線電力供給パラメータの少なくとも１つに応じて前記タイミングインタフェース構成要素を構成するように構成される、請求項１０に記載の電子機器。
13. 前記無線電力供給パラメータが、受信電力情報、コード情報およびビーコンタイミング情報を含む、請求項１０に記載の電子機器。
14. 前記データ通信プロトコルが、低電力通信プロトコルである、請求項１０に記載の電子機器。
15. 電池をさらに含み、前記ＲＦ電力インタフェース構成要素が、前記指向性無線電力で前記電池を充電するように構成される、請求項１０に記載の電子機器。
16. 前記ＲＦ電力インタフェース構成要素が、前記指向性無線電力を処理し、かつ前記電子機器を動作させる電力を提供するように構成される、請求項１０に記載の電子機器。
17. 電子機器用の無線受信機構成要素であって、前記受信機構成要素が、
    無線電力供給パラメータを受信して処理し、かつビーコン通知に応答してビーコンを送信するように一つ以上のアンテナに指示するように構成され、前記無線電力供給パラメータは、ビーコンタイミング情報を含んでいる電力インタフェース構成要素と、
    前記電力インタフェースに接続され、前記ビーコンタイミング情報を用いて、前記ビーコン通知を生成して前記電力インタフェース構成要素に送信するように構成されたタイミングインタフェース構成要素とを含み、
    前記電力インタフェース構成要素が、前記ビーコン通知の伝達に応答して、前記電子機器の利用された通信インタフェース構成要素が受信した指向性無線電力を処理するようにさらに構成される、無線受信機構成要素。
18. ビーコン通知に応答して、前記電力インタフェース構成要素が、前記電子機器の１つ以上のアンテナに指示してビーコン信号をレトロディレクティブ方式無線電力伝送システムに送信するように構成される、請求項１７に記載の無線受信機構成要素。
19. 前記指向性無線電力が、前記電子機器を動作させるために、または前記電子機器の電池を充電するために使用される、請求項１７に記載の無線受信機構成要素。
20. 前記電力インタフェース構成要素が、前記無線電力供給パラメータの受信に応答して、前記無線電力供給パラメータの少なくとも１つに応じて前記タイミングインタフェース構成要素を構成するようにさらに構成される、請求項１７に記載の無線受信機構成要素。

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