特許 5782183 デュアル・モード・ワイヤレス通信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5782183

(24)【登録日】2015年7月24日

(45)【発行日】2015年9月24日

(54)【発明の名称】デュアル・モード・ワイヤレス通信装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/38 20150101AFI20150907BHJP

   H04M 1/00 20060101ALI20150907BHJP

   H04R 3/00 20060101ALI20150907BHJP

   H04R 1/10 20060101ALI20150907BHJP

【ＦＩ】

   H04B1/38

   H04M1/00 R

   H04R3/00 310

   H04R1/10 101A

   H04R1/10 101B

【請求項の数】40

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2014-513656(P2014-513656)

(86)(22)【出願日】2012年5月30日

(65)【公表番号】特表2014-526154(P2014-526154A)

(43)【公表日】2014年10月2日

(86)【国際出願番号】US2012039951

(87)【国際公開番号】WO2012166774

(87)【国際公開日】20121206

【審査請求日】2015年5月22日

(31)【優先権主張番号】13/118,693

(32)【優先日】2011年5月31日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】13/118,700

(32)【優先日】2011年5月31日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】508178054

【氏名又は名称】フェイスブック，インク．

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】マグワイア、ヤエル ジー．

【審査官】 石川 雄太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１９７７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９２９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５３０４８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １／３８−１／５８

Ｈ０４Ｍ １／００

Ｈ０４Ｒ １／１０

Ｈ０４Ｒ ３／００

Ｈ０２Ｊ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＲＦ信号を受信するように構成され、かつ前記ＲＦ信号から得た出力データ信号を提供するように構成されるＲＦインターフェースと、
前記出力データ信号を受信するように構成され、かつ前記出力データ信号に基づいて出力アナログ信号を提供するように構成される論理回路と、
前記ＲＦインターフェースに結合され、かつ前記ＲＦ信号から得た直流動作電力を前記ＲＦインターフェースおよび前記論理回路に提供するように構成される電力回路と、
第１のインピーダンス整合トランスの巻数比を調節するように構成可能な複数のスイッチを有し、前記論理回路に結合される入力部を有し、および出力部を有する前記第１のインピーダンス整合トランスであって、前記第１のインピーダンス整合トランスは、前記論理回路から前記出力アナログ信号を受信するように構成され、かつ前記出力アナログ信号を前記出力アナログ信号より低電圧かつ高電流の変換済み出力アナログ信号に変換するように構成される、前記第１のインピーダンス整合トランスと、
前記第１のインピーダンス整合トランスの出力部に結合され、前記変換済み出力アナログ信号を前記第１のインピーダンス整合トランスの出力部から受信するように構成され、および前記出力アナログ信号に基づいて出力オーディオ信号を生成するように構成される第１のトランスデューサと、を備える、ワイヤレス装置。

【請求項2】

入力オーディオ信号を受信するように構成され、かつ前記入力オーディオ信号に基づいて入力アナログ信号を前記論理回路に提供するように構成される、第２のトランスデューサをさらに備え、
前記論理回路は、前記入力アナログ信号を受信するように構成され、かつ前記入力アナログ信号に基づいて入力データ信号を前記ＲＦインターフェースに提供するようにさらに構成され、
前記ＲＦインターフェースは、前記入力データ信号を受信するように構成され、かつ前記入力データ信号に基づいて前記ＲＦ信号を変調するようにさらに構成される、請求項１に記載のワイヤレス装置。

【請求項3】

前記第２のトランスデューサに結合される入力部と、前記論理回路に結合される出力部とを有する第２のインピーダンス整合トランスをさらに備える、請求項２に記載のワイヤレス装置。

【請求項4】

前記論理回路は、前記第２のインピーダンス整合トランスの出力部に結合される入力部を有するアナログ−デジタル変換器を備える、請求項３に記載のワイヤレス装置。

【請求項5】

前記ワイヤレス装置は着用可能なヘッドセットとして構成され、
前記第１のトランスデューサは、イヤフォン、ヘッドフォン、または前記着用可能なヘッドセットのスピーカを含み、
前記第２のトランスデューサは、前記着用可能なヘッドセットのマイクロフォンを含む、請求項２に記載のワイヤレス装置。

【請求項6】

前記論理回路は、前記第１のインピーダンス整合トランスの入力部に結合される出力部を有するデジタル−アナログ変換器を備える、請求項１に記載のワイヤレス装置。

【請求項7】

イメージをキャプチャするように構成され、かつ前記イメージに関するデータを前記論理回路に提供するように構成されるイメージセンサをさらに備える、請求項１に記載のワイヤレス装置。

【請求項8】

前記ワイヤレス装置は、テキストデータを受信するように構成され、かつ前記テキストデータに関連するデータを基地局に提供するように構成される、請求項１に記載のワイヤレス装置。

【請求項9】

前記ワイヤレス装置は一意のアドレスを有し、前記ワイヤレス装置は、バックスキャタ通信を使用してデータを基地局に送信するように構成される、請求項１に記載のワイヤレス装置。

【請求項10】

前記基地局は、前記ＲＦ信号を使用してデータを前記ワイヤレス装置に送信するように構成される、請求項９に記載のワイヤレス装置。

【請求項11】

ワイヤレス装置であって、
ＲＦ信号を受信するように構成され、かつ前記ＲＦ信号から得た出力データ信号を提供するように構成されるＲＦインターフェースと、
前記出力データ信号を受信するように構成され、かつ前記出力データ信号に基づいて出力アナログ信号を提供するように構成される論理回路と、
前記ＲＦインターフェースに結合され、かつ前記ＲＦ信号から得た直流動作電力を前記ＲＦインターフェースおよび前記論理回路に提供するように構成される電力回路と、
第１のインピーダンス整合トランスの巻数比を調節するように構成可能な複数のスイッチを有し、前記論理回路に結合される入力部を有し、および出力部を有する前記第１のインピーダンス整合トランスであって、前記第１のインピーダンス整合トランスは、前記論理回路から前記出力アナログ信号を受信するように構成され、かつ前記出力アナログ信号を前記出力アナログ信号より低電圧かつ高電流の変換済み出力アナログ信号に変換するように構成される、前記第１のインピーダンス整合トランスと、
前記第１のインピーダンス整合トランスの出力部に結合され、前記変換済み出力アナログ信号を前記第１のインピーダンス整合トランスの出力部から受信するように構成され、および前記出力アナログ信号に基づいて出力オーディオ信号を生成するように構成される第１のトランスデューサと、を備える、前記ワイヤレス装置と、
少なくとも１つのネットワーク接続と１つのＲＦトランシーバとを有する基地局であって、
前記ＲＦトランシーバは、前記ＲＦ信号を生成するように構成され、かつ前記ワイヤレス装置からバックスキャタ通信を受信するように構成され、
前記ワイヤレス装置は、バックスキャタ通信を使用してデータを前記基地局に通信す
るように構成される、前記基地局と、を備える、ワイヤレス通信システム。

【請求項12】

前記ワイヤレス装置は、入力オーディオ信号を受信するように構成され、かつ前記入力オーディオ信号に基づいて入力アナログ信号を前記論理回路に提供するように構成される、第２のトランスデューサをさらに備え、
前記論理回路は、前記入力アナログ信号を受信するように構成され、かつ前記入力アナログ信号に基づいて入力データ信号を前記ＲＦインターフェースに提供するようにさらに構成され、
前記ＲＦインターフェースは、前記入力データ信号を受信するように構成され、かつ前記入力データ信号に基づいて前記ＲＦ信号を変調するようにさらに構成される、請求項１１に記載のワイヤレス通信システム。

【請求項13】

前記ワイヤレス装置は、前記第２のトランスデューサに結合される入力部と、前記論理回路に結合される出力部とを有する第２のインピーダンス整合トランスをさらに備える、請求項１２に記載のワイヤレス通信システム。

【請求項14】

前記論理回路は、前記第２のインピーダンス整合トランスの出力部に結合される入力部を有するアナログ−デジタル変換器を備える、請求項１３に記載のワイヤレス通信システム。

【請求項15】

前記ワイヤレス装置は着用可能なヘッドセットとして構成され、
前記第１のトランスデューサは、イヤフォン、ヘッドフォン、または前記着用可能なヘッドセットのスピーカを含み、
前記第２のトランスデューサは、前記着用可能なヘッドセットのマイクロフォンを含む、請求項１２に記載のワイヤレス通信システム。

【請求項16】

前記論理回路は、前記第１のインピーダンス整合トランスの入力部に結合される出力部を有するデジタル−アナログ変換器を備える、請求項１１に記載のワイヤレス通信システム。

【請求項17】

前記ワイヤレス装置は、イメージをキャプチャするように構成され、かつ前記イメージに関するデータを前記論理回路に提供するように構成されるイメージセンサをさらに含む、請求項１１に記載のワイヤレス通信システム。

【請求項18】

各々が一意のアドレスを有する複数のワイヤレス装置をさらに備え、
各ワイヤレス装置は、前記ＲＦ信号から得た直流動作電力を提供するように構成され、
前記基地局は、前記複数のワイヤレス装置の各々からバックスキャタ通信を受信するように構成される、請求項１１に記載のワイヤレス通信システム。

【請求項19】

前記基地局は、前記ＲＦ信号を使用してデータを前記ワイヤレス装置の各々に送信するように構成される、請求項１８に記載のワイヤレス通信システム。

【請求項20】

前記ワイヤレス装置は、テキストデータを受信するように構成され、かつ前記テキストデータに関連するデータを前記基地局に提供するようにさらに構成される、請求項１１に記載のワイヤレス通信システム。

【請求項21】

ワイヤレス装置のＲＦインターフェースが、ＲＦ信号を受信し、かつ前記ＲＦ信号から得た出力データ信号を提供する工程と、
前記ワイヤレス装置の論理回路が、前記出力データ信号を受信し、かつ前記出力データ信号に基づいて出力アナログ信号を提供する工程と、
前記ワイヤレス装置の電力回路が、前記ＲＦ信号から得た直流動作電力を前記ＲＦインターフェースおよび前記論理回路に提供する工程と、
前記ワイヤレス装置の第１のインピーダンス整合トランスであって、その第１のインピーダンス整合トランスの巻数比を調節するように構成可能な複数のスイッチを有する前記第１のインピーダンス整合トランスが、前記論理回路から前記出力アナログ信号を受信し、かつ前記出力アナログ信号を前記出力アナログ信号より低電圧かつ高電流の変換済み出力アナログ信号に変換する工程と、
前記ワイヤレス装置の第１のトランスデューサが、前記変換済み出力アナログ信号を前記第１のインピーダンス整合トランスから受信し、かつ前記出力アナログ信号に基づいて出力オーディオ信号を生成する工程と、を含む、方法。

【請求項22】

前記ワイヤレス装置の第２のトランスデューサが、入力オーディオ信号を受信し、かつ前記入力オーディオ信号に基づいて入力アナログ信号を前記論理回路に提供する工程と、
前記ワイヤレス装置の前記論理回路が、前記入力アナログ信号を受信し、かつ前記入力アナログ信号に基づいて入力データ信号を前記ＲＦインターフェースに提供する工程と、
前記ワイヤレス装置の前記ＲＦインターフェースが、前記入力データ信号を受信し、かつ前記入力データ信号に基づいて前記ＲＦ信号を変調する工程と、をさらに含む、請求項２１に記載の方法。

【請求項23】

前記ワイヤレス装置は、前記第２のトランスデューサの出力部に結合される入力部と、前記論理回路に結合される出力部とを有する第２のインピーダンス整合トランスを備える、請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

前記論理回路は、前記第２のインピーダンス整合トランスの出力部に結合される入力部を有するアナログ−デジタル変換器を備える、請求項２３に記載の方法。

【請求項25】

前記ワイヤレス装置は着用可能なヘッドセットとして構成され、
前記第１のトランスデューサは、イヤフォン、ヘッドフォン、または前記着用可能なヘッドセットのスピーカを含み、
前記第２のトランスデューサは、前記着用可能なヘッドセットのマイクロフォンを含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項26】

前記論理回路は、前記第１のインピーダンス整合トランスに結合される出力部を有するデジタル−アナログ変換器を備える、請求項２１に記載の方法。

【請求項27】

前記ワイヤレス装置のイメージセンサが、イメージをキャプチャし、かつ前記イメージに関するデータを前記論理回路に提供する工程をさらに含む、請求項２１に記載の方法。

【請求項28】

前記ワイヤレス装置が、テキストデータを受信する工程と、
前記ワイヤレス装置が、前記テキストデータに関連するデータを基地局に提供する工程と、をさらに含む、請求項２１に記載の方法。

【請求項29】

前記ワイヤレス装置は一意のアドレスを有し、前記方法は、
前記ワイヤレス装置が、バックスキャタ通信を使用してデータを基地局に送信する工程をさらに含む、請求項２１に記載の方法。

【請求項30】

前記基地局は、前記ＲＦ信号を使用してデータを前記ワイヤレス装置に送信するように構成される、請求項２９に記載の方法。

【請求項31】

基地局が、ＲＦ信号を生成する工程と、
ワイヤレス装置のＲＦインターフェースが、ＲＦ信号を受信し、かつ前記ＲＦ信号から得た出力データ信号を提供する工程と、
前記ワイヤレス装置の論理回路が、前記出力データ信号を受信し、かつ前記出力データ信号に基づいて出力アナログ信号を提供する工程と、
前記ワイヤレス装置の電力回路が、前記ＲＦ信号から得た直流動作電力を前記ＲＦインターフェースおよび前記論理回路に提供する工程と、
前記ワイヤレス装置の第１のインピーダンス整合トランスであって、前記第１のインピーダンス整合トランスの巻数比を調節するように構成可能な複数のスイッチを有する前記第１のインピーダンス整合トランスが、前記論理回路から前記出力アナログ信号を受信し、かつ前記出力アナログ信号を前記出力アナログ信号より低電圧かつ高電流の変換済み出力アナログ信号に変換する工程と、
前記ワイヤレス装置の第１のトランスデューサが、前記変換済み出力アナログ信号を前記第１のインピーダンス整合トランスから受信し、かつ前記出力アナログ信号に基づいて出力オーディオ信号を生成する工程と、
前記ワイヤレス装置が、バックスキャタ通信を使用してデータを基地局に通信する工程と、
前記基地局が、前記ワイヤレス装置から前記バックスキャタ通信を受信する工程と、を含む、方法。

【請求項32】

前記ワイヤレス装置の第２のトランスデューサが、入力オーディオ信号を受信し、かつ前記入力オーディオ信号に基づいて入力アナログ信号を前記論理回路に提供する工程と、
前記ワイヤレス装置の前記論理回路が、前記入力アナログ信号を受信し、かつ前記入力アナログ信号に基づいて入力データ信号を前記ＲＦインターフェースに提供する工程と、
前記ワイヤレス装置の前記ＲＦインターフェースが、前記入力データ信号を受信し、かつ前記入力データ信号に基づいて前記ＲＦ信号を変調する工程と、をさらに含む、請求項３１に記載の方法。

【請求項33】

前記ワイヤレス装置は、前記第２のトランスデューサの出力部に結合される入力部と、前記論理回路に結合される出力部とを有する第２のインピーダンス整合トランスを備える、請求項３２に記載の方法。

【請求項34】

前記論理回路は、前記第２のインピーダンス整合トランスの出力部に結合される入力部を有するアナログ−デジタル変換器を備える、請求項３３に記載の方法。

【請求項35】

前記ワイヤレス装置は着用可能なヘッドセットとして構成され、
前記第１のトランスデューサは、イヤフォン、ヘッドフォン、または前記着用可能なヘッドセットのスピーカを含み、
前記第２のトランスデューサは、前記着用可能なヘッドセットのマイクロフォンを含む、請求項３２に記載の方法。

【請求項36】

前記論理回路は、前記第１のインピーダンス整合トランスに結合される出力部を有するデジタル−アナログ変換器を備える、請求項３１に記載の方法。

【請求項37】

前記ワイヤレス装置のイメージセンサが、イメージをキャプチャし、かつ前記イメージに関するデータを前記論理回路に提供する工程をさらに含む、請求項３１に記載の方法。

【請求項38】

前記ワイヤレス装置が、テキストデータを受信する工程と、
前記ワイヤレス装置が、前記テキストデータに関連するデータを前記基地局に提供する工程と、をさらに含む、請求項３１に記載の方法。

【請求項39】

前記基地局が、複数のワイヤレス装置のうちの１つを選択する工程であって、各ワイヤレス装置は一意のアドレスを有し、前記ＲＦ信号から得た直流動作電力を提供するように構成される、前記選択する工程と、
前記基地局が、前記複数のワイヤレス装置のうちの前記１つからバックスキャタ通信を受信する工程と、をさらに含む、請求項３１に記載の方法。

【請求項40】

前記基地局が、前記ＲＦ信号を使用してデータを前記基地局から前記ワイヤレス装置の各々に送信する工程と、をさらに含む、請求項３９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、デュアル・モード・ワイヤレス通信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話やブルートゥースヘッドセットなどの現在の通信装置は、動作するためのバッテリ電力を必要とする。ユーザは、これらの装置を動作させるために、バッテリを頻繁に再充電しなければならない。無線周波数識別（ＲＦＩＤ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術によれば、バックスキャタ通信技法を使用して、ワイヤレスＲＦＩＤタグはバッテリなしで単純な識別データを送信することができる。ＲＦＩＤリーダは、無線周波数（ＲＦ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）波を使用して、給電およびＲＦＩＤタグとの通信を行い、ＲＦＩＤタグがＲＦＩＤリーダに少量のデータを伝送して、タグの識別情報を伝達する。

【図面の簡単な説明】

【0003】

【図1】本発明の態様に応じた、基地局および複数のワイヤレス通信装置の略図。

【図2】本発明の態様に応じた、ワイヤレス通信装置の動作方法のフローチャート。

【図3】本発明の態様に応じた、ワイヤレス通信装置のいくつかの構成要素を示すブロック図。

【図4】本発明の態様に応じた、イヤフォンに接続された回路の概略図。

【図5】本発明の態様に応じた、オーディオ出力装置に給電する方法のフローチャート。

【図6】本発明の態様に応じた、マイクロフォンに接続された回路の概略図。

【図7】本発明の態様に応じた、オーディオ入力を受信する方法のフローチャート。

【図8A】本発明の態様に応じた、トランスの上面概略図。

【図8B】本発明の態様に応じた、トランスの側面斜視図。

【図8C】本発明の態様に応じた、トランスコアおよび巻線の分解図。

【図9】本発明の態様に応じた、受信機に送信された信号の経路を示す基地局の概略図。

【図10】本発明の態様に応じた、ワイヤレス通信装置のブロック図。

【図11】本発明の態様に応じた、デュアル・モード・ワイヤレス通信装置におけるデータを送受信する方法のフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0004】

一態様によれば、バッテリなしで動作するワイヤレス通信装置が提供される。別の態様によれば、バッテリから電力を引き込まずにいくつかの通信機能を実行できるワイヤレス通信装置が提供される。別の態様によれば、現在の通信装置よりも大幅に少ない最小限のバッテリ電力を使用していくつかの通信機能を実行できるワイヤレス通信装置が提供される。

【0005】

一実施形態によれば、ワイヤレス装置は、ＲＦ信号を受信するように構成され、かつＲＦ信号から得た出力データ信号を提供するように構成されるＲＦインターフェースと、出力データ信号を受信して出力アナログ信号を提供するように構成された論理回路と、ＲＦインターフェースに結合され、かつＲＦ信号から得られた直流（ＤＣ）動作電力をＲＦインターフェースおよび論理回路に提供するように構成される電力回路と、を備える。このワイヤレス装置は、論理回路に結合された入力を有し、かつ出力を有する第１のインピーダンス整合トランスと、第１のインピーダンス整合トランスの出力に結合され、かつ出力アナログ信号に基づいてオーディオ信号を生成するように構成される第１のトランスデュ
ーサと、を備える。

【0006】

一実施形態によれば、このワイヤレス装置は、入力オーディオ信号を受信して入力アナログ信号を論理回路に提供するように構成される第２のトランスデューサを備え得る。論理回路は、入力アナログ信号を受信して該入力アナログ信号に基づいてＲＦインターフェースに入力データ信号を提供するように構成され得る。ＲＦインターフェースは、入力データ信号を受信して入力データ信号に基づいてＲＦ信号を変調するように構成され得る。一実施形態によれば、このワイヤレス装置は、第２のトランスデューサと論理回路との間に結合された第２のインピーダンス整合トランスも備え得る。別の実施形態によれば、第１のインピーダンス整合トランスは複数のスイッチを備え得る。これらのスイッチは、第１のインピーダンス整合トランスの巻数比を調節するように構成可能であり得る。別の実施形態によれば、論理回路は、第１のインピーダンス整合トランスに結合された出力を有するデジタル−アナログ変換器を備え得る。論理回路は、第２のトランスデューサに結合された入力を有するアナログ−デジタル変換器を備え得る。

【0007】

一実施形態によれば、このワイヤレス装置は着用可能なヘッドセットとして構成され得る。別の実施形態によれば、このワイヤレス装置は、イメージをキャプチャして該イメージに関するデータを論理回路に提供するように構成されるイメージセンサを備え得る。

【0008】

別の実施形態では、ワイヤレス通信システムは、ワイヤレス装置と、少なくとも１つのネットワーク接続を有する基地局と、ＲＦ信号を生成してバックスキャタ通信を使用してワイヤレス装置と通信するように構成されたＲＦトランシーバと、を備える。ワイヤレス装置は、ＲＦ信号からワイヤレス装置のための動作電力を生成するように構成される。ワイヤレス装置はまた、オーディオ信号を受信してバックスキャタ通信を使用してオーディオ信号に関連するデータを基地局に通信するようにも構成される。

【0009】

一実施形態によれば、このワイヤレス通信システムのワイヤレス装置は、ワイヤレス装置内において信号を処理するように構成される論理回路と、オーディオ出力信号を生成するように構成される第１のトランスデューサと、入力オーディオ信号を受信して入力アナログ信号を論理回路に提供するように構成される第２のトランスデューサと、を備え得る。論理回路は、ＲＦ信号からデータを受信して出力アナログ信号を第１のトランスデューサに提供するように構成され得る。

【0010】

各種実施形態によれば、ワイヤレス装置は、論理回路と第１のトランスデューサとの間に結合された第１のインピーダンス整合トランスを備え得る。ワイヤレス装置は、第２のトランスデューサと論理回路との間に結合された第２のインピーダンス整合トランスを備え得る。論理回路は、第１のインピーダンス整合トランスに結合された出力を有するデジタル−アナログ変換器を備え得る。論理回路は、第２のトランスデューサに結合された入力を有するアナログ−デジタル変換器を備え得る。

【0011】

一実施形態によれば、ワイヤレス装置は、着用可能なヘッドセットとして構成される。別の実施形態によれば、ワイヤレス装置は、イメージをキャプチャして該イメージに関するデータを論理回路に提供するように構成されるイメージセンサを備える。

【0012】

一実施形態によれば、ワイヤレス通信は、各々が一意なアドレスを有する複数のワイヤレス装置を含んでおり、各々が、ＲＦ信号から動作電力を生成するように構成される。基地局は、ワイヤレス装置の各々からバックスキャタ通信を受信するように構成され得る。一実施形態によれば、基地局は、ＲＦ信号を使用してワイヤレス装置の各々にデータを送信するように構成され得る。

【0013】

一実施形態では、ワイヤレス装置を動作させる方法は、ワイヤレス装置においてＲＦ信号を受信する工程と、ＲＦ信号から得られた出力データ信号を生成する工程と、第１のインピーダンス整合装置を使用して出力データ信号を出力アナログ信号に変換する工程と、ワイヤレス装置のための直流動作電力をＲＦ信号から得る工程と、出力アナログ信号に基づいて出力オーディオ信号を生成するように、インピーダンス整合装置の出力に結合されたワイヤレス装置の第１のトランスデューサを使用する工程と、を含む。

【0014】

一実施形態によれば、ワイヤレス装置を動作させる方法は、ワイヤレス装置の第２のトランスデューサを使用して入力オーディオ信号を受信する工程と、入力オーディオ信号に基づいて入力データ信号を生成する工程と、入力データ信号に基づいてＲＦ信号を変調する工程と、を含み得る。別の実施形態によれば、この方法は、ワイヤレス装置のイメージセンサを使用してイメージをキャプチャして、該イメージに関するデータをＲＦ信号源に提供することを含み得る。

【0015】

ワイヤレス装置を動作させる方法の一実施形態によれば、入力データ信号を生成する工程は、第２のトランスデューサの出力に結合された入力を有する第２のインピーダンス整合トランスを使用する工程を含み得る。別の実施形態によれば、第１のインピーダンス整合トランスを使用する工程は、複数のスイッチを、第１のインピーダンス整合トランスの巻数比を調節するように構成する工程を含み得る。さらなる実施形態によれば、出力データ信号を出力アナログ信号に変換する工程は、第１のインピーダンス整合トランスに結合されたデジタル−アナログ変換器を使用することを含み得る。別の実施形態によれば、入力データ信号を生成することは、第２のトランスデューサに結合されたアナログ−デジタル変換器を使用することを含み得る。

【0016】

一実施形態では、ワイヤレス装置と基地局との間の通信を提供する方法が、基地局からＲＦ信号を生成する工程と、ワイヤレス装置においてＲＦ信号を受信する工程と、ＲＦ信号からワイヤレス装置の動作電力を得る工程と、ワイヤレス装置においてオーディオ入力信号を受信する工程と、オーディオ入力信号に基づいてＲＦ信号を変調して変調済みＲＦ信号を生成するようにワイヤレス装置を使用する工程と、変調されたＲＦ信号を基地局において受信する工程と、を含む。

【0017】

ワイヤレス装置と基地局との間の通信を提供する方法の一実施形態によれば、ワイヤレス装置は、オーディオ出力信号を生成するように構成された第１のトランスデューサと、オーディオ入力信号を受信するように構成された第２のトランスデューサと、を備え得る。この方法は、ＲＦ信号からデータを受信する工程と、受信データに基づいて第１のトランスデューサに出力信号を提供する工程と、をさらに含み得る。

【0018】

ワイヤレス装置と基地局との間の通信を提供する方法の一実施形態によれば、この方法は、第１のトランスデューサの入力において第１のインピーダンス整合装置を使用する工程を含み得る。別の実施形態では、この方法は、第２のトランスデューサの出力において第２のインピーダンス整合装置を使用する工程を含み得る。別の実施形態によれば、この方法は、第１のインピーダンス整合トランスに結合されたデジタル−アナログ変換器を使用して出力アナログ信号に出力データ信号を変換することを含み得る。さらなる実施形態では、この方法は、第２のトランスデューサに結合されたアナログ−デジタル変換器を使用することを含み得る。

【0019】

ワイヤレス装置と基地局との間の通信を提供する方法の一実施形態によれば、この方法は、ワイヤレス装置のイメージセンサを使用してイメージをキャプチャする工程と、該イメージに関するデータを基地局に提供する工程と、を含み得る。別の実施形態によれば、この方法は、ワイヤレス装置によってテキストデータを受信する工程と、該テキストデー
タに関連するデータを基地局に提供する工程と、を含み得る。

【0020】

ワイヤレス装置と基地局との間の通信を提供する方法の一実施形態によれば、この方法は、各々が一意なアドレスを有し、かつ各々がＲＦ信号から動作電力を生成するように構成された複数のワイヤレス装置を提供する工程を含み得る。この方法は、それらのワイヤレス装置のうちの１つの一意なアドレスを使用して基地局によってワイヤレス装置のうちの１つを選択する工程と、それらのワイヤレス装置のうちの１つからバックスキャタ通信を受信する工程と、を含み得る。一実施形態によれば、この方法は、ＲＦ信号を使用して基地局からワイヤレス装置の各々にデータを送信する工程を含み得る。

【0021】

一実施形態では、ワイヤレス通信装置は、ワイヤレス通信装置を第１の動作モードにおいて動作させるための電力を提供するように構成されるバッテリと、該バッテリに結合され、かつ第１の動作モードのにおいてバッテリ電力で動作するように構成される処理部と、ＲＦ信号を受信して第２の動作モードにおいてＲＦ信号からワイヤレス通信装置の動作電力を生成するように構成されるＲＦインターフェースと、を備える。ワイヤレス通信装置は、利用可能なＲＦ電力を検出して第１の動作モードから第２の動作モードに入るように構成される。

【0022】

一実施形態によれば、ワイヤレス通信装置は、第１の動作モードにおいて、携帯電話、タブレット型コンピュータ、またはノート型コンピュータとして機能するように構成され得る。別の実施形態によれば、ワイヤレス通信装置は、第２の動作モードにおいて処理部がスリープモードに入るように構成され得る。ワイヤレス装置は、メモリ装置のフィル状態を検出して、該フィル状態に基づいて処理部をスリープモードからアクティブモードに変更し、およびメモリ装置とのデータ転送を行うようにさらに構成され得る。フィル状態は、メモリがフルである、メモリが空である、あるいはメモリが選択された割合でフルまたは空であることを表し得る。

【0023】

別の実施形態によれば、ワイヤレス通信装置のＲＦインターフェースは、第２の動作モードにおいてＲＦ信号からデータを受信するように構成され得る。ワイヤレス通信装置は、メモリ装置にデータを記憶するように構成され得る。別の実施形態では、ＲＦインターフェースが、ＲＦ信号を変調してバックスキャタ通信にＲＦ信号を提供するように構成され得る。別の実施形態によれば、ワイヤレス通信装置は、メモリからデータを読み出してＲＦ信号を変調することによって出力メッセージをＲＦ信号源に提供するように構成され得る。別の実施形態では、ワイヤレス通信装置は、メモリからデータを読み出してＲＦ信号を変調することによって出力メッセージをＲＦ信号源に提供するように構成され得る。

【0024】

一実施形態では、ワイヤレス通信装置により通信する方法は、ワイヤレス通信装置に備えられたバッテリによって供給される動作電力を使用して第１の動作モードにおいてワイヤレス通信装置を動作させる工程と、ＲＦ信号の存在を検出する工程と、該検出に応答して、ＲＦ信号から得られた動作電力を使用して第２の動作モードにおいてワイヤレス通信装置を動作させる工程と、を含む。

【0025】

一実施形態によれば、ワイヤレス通信装置による通信方法は、第１の動作モードにおいて、ワイヤレス通信装置を携帯電話、タブレット型コンピュータ、またはノート型コンピュータとして動作させることを含み得る。別の実施形態によれば、この方法は、メモリのストアレベルが限界に達したと検出する工程と、ワイヤレス通信装置のプロセッサを非アクティブ状態からアクティブ状態に変更する工程と、を含み得る。別の実施形態では、この方法が、第２の動作モードにおいてワイヤレス通信装置内のデータをＲＦ信号から抽出する工程と、該データをワイヤレス通信装置のメモリに記憶する工程と、を含み得る。

【0026】

一実施形態によれば、ワイヤレス通信装置による通信方法は、プロセッサを使用してメモリからデータを移す工程を含み得る。別の実施形態では、この方法が、メモリからデータを読み出す工程と、ＲＦ信号を変調することによってワイヤレス通信装置から出力メッセージを提供する工程と、を含み得る。別の実施形態によれば、この方法は、ＲＦ信号源とのバックスキャタ通信を提供するようにワイヤレス通信装置によってＲＦ信号を変調する工程を含み得る。

【0027】

ワイヤレス通信装置による通信方法の一実施形態によれば、ＲＦ信号を変調する工程は、ワイヤレス通信装置の識別データによってＲＦ信号を変調することを含み得る。別の実施形態では、ＲＦ信号源は、少なくとも１つのネットワーク接続を有する基地局であり得る。この方法は、基地局において識別データを受信して、識別データをネットワーク接続を通じて少なくとも１つの遠隔装置に提供する工程を含み得る。別の実施形態によれば、この方法は、ワイヤレス通信装置に対するメッセージをネットワーク接続を通じて遠隔装置から基地局において受信する工程と、該メッセージをワイヤレス通信装置に提供するようにＲＦ信号を変調する工程と、を含み得る。

【0028】

ワイヤレス通信装置による通信方法の一実施形態によれば、このＲＦ信号源は、少なくとも１つのネットワーク接続を有する基地局であり得る。この方法は、基地局においてワイヤレス装置からデータを受信して、該データをネットワーク接続を通じて遠隔装置に提供する工程と、を含み得る。別の実施形態によれば、この方法は、メモリからデータを読み出す工程と、ＲＦ信号を変調することによってワイヤレス通信装置から出力メッセージを提供する工程と、を含み得る。

【0029】

一実施形態では、ワイヤレス通信システムは、ワイヤレス装置と、少なくとも１つのネットワーク接続を有する基地局と、ＲＦ信号を生成してバックスキャタ通信を使用してワイヤレス装置と通信するように構成されるＲＦトランシーバと、を備える。ワイヤレス装置は、ワイヤレス装置を第１の動作モードにおいて動作させるための電力を提供するように構成されるバッテリと、該バッテリに結合され、かつ第１の動作モードにおいてバッテリ電力で動作するように構成される処理部と、基地局からＲＦ信号を受信して第２の動作モードにおいてＲＦ信号からワイヤレス装置の動作電力を生成するように構成されるＲＦインターフェースと、を備える。ワイヤレス装置は、利用可能なＲＦ電力を検出して第１の動作モードから第２の動作モードに入るように構成される。

【0030】

一実施形態によれば、ワイヤレス通信システムは、第１の動作モードにおいて、携帯電話、タブレット型コンピュータ、またはノート型コンピュータとして機能するように構成され得る。別の実施形態によれば、ワイヤレス装置は、第２の動作モードにおいて処理部がスリープモードに入るように構成され得る。このワイヤレス装置は、メモリ装置のフィル状態を検出し、該フィル状態に基づいて処理部をスリープモードからアクティブモードに変更し、およびメモリ装置とのデータ転送を行うように構成され得る。

【0031】

一実施形態によれば、ワイヤレス通信システムのＲＦインターフェースは、第２の動作モードにおいてＲＦ信号からデータを受信するように構成され得る。ワイヤレス装置は、メモリ装置にデータを記憶するように構成され得る。別の実施形態によれば、ＲＦインターフェースは、データを基地局に提供するためにＲＦ信号を変調するように構成され得る。別の実施形態では、このワイヤレス装置は、メモリからデータを読み出してＲＦ信号を変調することによって出力メッセージをＲＦ信号源に提供するように構成され得る。別の実施形態では、このＲＦインターフェースは、ワイヤレス装置の識別データによってＲＦ信号を変調するように構成され得る。

【0032】

一実施形態によれば、ワイヤレス通信システムの基地局は、識別データを受信して該識
別データをネットワーク接続を通じて少なくとも１つの遠隔装置に提供するように構成され得る。別の実施形態によれば、基地局は、ワイヤレス装置に対するメッセージをネットワーク接続を通じて遠隔装置から受信して該メッセージをワイヤレス装置に提供するためにＲＦ信号を変調するようにさらに構成され得る。別の実施形態では、基地局は、基地局においてワイヤレス装置からデータを受信して該データをネットワーク接続を通じて遠隔装置に提供するように構成され得る。別の実施形態によれば、ＲＦインターフェースは、第２の動作モードにおいてＲＦ信号からデータを受信するように構成され得る。ワイヤレス装置は、メモリ装置にデータを記憶するように構成され得る。

【0033】

添付の図面は、一定の縮尺で描くことを目的としていない。これらの図面には、さまざまな数字で図示されている各々の同一またはほぼ同一の構成要素が、同様の数字によって表されている。明瞭化のため、すべての構成要素がすべての図面に明記されているとは限らない。

【0034】

本発明の実施形態は、以下の説明に記載した、あるいは図面に示した構成の詳細および構成要素の配置に限定されない。本発明の実施形態は、さまざまな方法で実践あるいは実施することができる。また、本明細書で使用されている言い回しおよび用語は、説明上のものであり、限定的なものとみなすべきでない。本明細書において「含む」、「備える」、「有する」、「含有する」、「伴う」、およびこれらの語の変化形が使用されている場合には、以降に列記された要件およびそれらの均等物、ならびに追加要件を備えるものとする。

【0035】

本発明の少なくともいくつかの実施形態は、ある実施例では、バッテリなしで動作可能な低電力ワイヤレス通信装置を提供し、他の実施例では、ワイヤレス通信装置はバッテリを備えているものの、複数の動作モードを有しており、少なくともその一部は、バッテリからの電力引き込みをまったく必要としないか、またはほとんど必要としない。各種実施例におけるワイヤレス通信装置は、コードレス電話システム、携帯または有線電話、携帯無線機などのＲＦ通信システム、オーディオ音楽プレーヤ、リモコン、デスクトップ、ラップトップ、タブレット型コンピュータなどのコンピュータシステムなど、異なる数種類の装置において動作可能なマイクロフォンおよび／またはスピーカを有するワイヤレスヘッドセットとハンドセットとを含む。他の実施例では、携帯電話、カメラ、テレビ・ゲーム・コントローラ、スマートフォン、タブレット型コンピュータ、および１つまたは複数の有線または無線ネットワークへの接続を備え得る基地局と無線ネットワークを通じて通信する他の装置として動作するワイヤレス通信装置が提供される。少なくともある実施例では、ワイヤレス装置は、そのワイヤレス装置に対する入力データを含むことも含まないこともあるＲＦ信号から給電される。さらに、少なくともある実施例では、ワイヤレス通信装置は、基地局または他のワイヤレス装置と通信するようにバックスキャタ通信技法を利用する。

【0036】

図１は、本発明の一実施形態に応じた通信システム１００の略図である。通信システム１００は、基地局１０２と複数のワイヤレス通信装置１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄとを含む。基地局１０２は、ワイヤレス通信装置によって受信されるＲＦ信号１０６を送信する。

【0037】

一実施形態によれば、基地局１０２は電源に接続されている。電源は電気コンセントであり得る。基地局１０２はまた、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、セルラネットワークまたは公衆交換電話網（ＰＳＴＮ：Ｐｕｂｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）など、１つまたは複数の有線または無線ネットワークに結合するための１つまたは複数のネットワークインターフェースも備え得
る。

【0038】

各種実施形態によれば、ワイヤレス通信装置１０４ａ〜１０４ｄには、１つまたは複数の携帯電話、ｉＰｈｏｎｅ、ヘッドフォン、ヘッドセット（マイクロフォンおよびイヤフォンを含む）、音楽プレーヤ、ｉＰｏｄ、携帯情報端末、ｉＰａｄ、ラップトップ、コンピュータ、またはカメラが含まれ得る。

【0039】

一実施形態によれば、ワイヤレス通信装置１０４ａ〜１０４ｄは、受信したＲＦ信号を、ワイヤレス通信装置１０４ａ〜１０４ｄの内部構成要素に給電するための直流電圧に変換する。一実施例では、ワイヤレス通信装置１０４ａ〜１０４ｄがバッテリを備えておらず、ＲＦ信号が唯一の電源である。

【0040】

別の実施形態によれば、基地局１０２はＲＦトランシーバを含み、バックスキャタ変調技法を用いてワイヤレス通信装置１０４ａ〜１０４ｄと通信する。トランシーバは、振幅変調または位相変調を使用してワイヤレス通信装置１０４ａ〜１０４ｄに送信する。いくつかの実施形態では、振幅変調がＤＳＢ−ＡＳＫ（両側波帯振幅シフトキーイング（ｄｏｕｂｌｅ ｓｉｄｅｂａｎｄ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ））、ＰＲＡＳＫ（位相逆転振幅シフトキーイング（ｐｈａｓｅ ｒｅｖｅｒｓａｌ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ））またはＳＳＢ−ＡＳＫ（単側波帯振幅シフトキーイング（ｓｉｎｇｌｅ ｓｉｄｅｂａｎｄ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ））である。ワイヤレス通信装置１０４ａ〜１０４ｄは、バックスキャタ変調によって通信に応答する。さまざまな実施形態において、基地局１０２は、第２世代ＧＳ１を含む１つまたは複数のＲＦＩＤ通信規格に応じて動作し得る。

【0041】

図２は、一実施形態に応じたワイヤレス通信装置の動作方法１５０のフローチャートである。ブロック１５２において、図１のワイヤレス通信装置１０４ａ〜１０４ｄなどのワイヤレス通信装置は、基地局付近に配置される。ブロック１５４において、ワイヤレス通信装置は基地局からＲＦ信号を受信する。ブロック１５６において、ワイヤレス通信装置はワイヤレス通信装置の構成要素に給電するためにＲＦ信号を直流電圧に変換する。ブロック１５８において、ワイヤレス通信装置はＲＦ信号からのデータを基地局から受信する。

【0042】

ブロック１５２において、ワイヤレス通信装置は、基地局によって放射されたＲＦ信号の強度がワイヤレス通信装置に給電する強度として十分に足りるように基地局に対し近距離に存在しており、特定の通信装置の機能に応じて、基地局からのデータ受信と基地局へのデータ送信とを開始することができる。一実施例によれば、ワイヤレス通信装置は、基地局から約２フィート（約６０センチメートル）〜約６０フィート（約１８メートル）の距離に存在し得る。他の実施例では、ワイヤレス通信装置と基地局との間の距離は、約１インチ（約２．５センチメートル）〜５フィート（１．５メートル）、約１フィート（約３０センチメートル）〜約１０フィート（約３メートル）、約２フィート（約６０センチメートル）〜約１０フィート（約３メートル）、約２フィート（約６０センチメートル）〜約２０フィート（約６メートル）、約５フィート（約１．５メートル）〜約２０フィート（約６メートル）、および約５フィート（約１．５メートル）〜約３０フィート（約９メートル）である。他の実施形態では、使用されるＲＦ通信技術に応じて他の距離でもよい。

【0043】

上記のとおり、ブロック１５４において、ワイヤレス通信装置は基地局からＲＦ信号を受信する。一実施例では、基地局はＲＦ信号を連続的に放射し、ワイヤレス通信装置が基地局に十分近いエリアに入ると、そのワイヤレス通信装置はＲＦ信号を受信し始める。

【0044】

ブロック１５６において、ワイヤレス通信装置は、ＲＦ信号を少なくとも１つの直流電圧に変換する。一実施形態では、ワイヤレス通信装置は、起動するために十分なエネルギーを受け取った後、ブロック１５８においてＲＦ信号からデータの受信も開始し得る。データを含むＲＦ信号は、電力を提供するＲＦ信号とは異なる送信元を有し得るか、同じ基地局から送信されたものであり得る。１つの特徴によれば、ワイヤレス通信装置は、複数の基地局を含むエリアで動作しており、複数の基地局からのＲＦ信号がワイヤレス通信装置に給電する。ワイヤレス通信装置は、バックスキャタ変調を用いてデータの送信元基地局に応答し得る。一実施形態では、ワイヤレス通信装置に給電するＲＦ信号を放射している基地局がデータの送信元基地局でもあり、この基地局は、所定時に一方向で行われるデータ通信に対して同時に動作する送信機および受信機を備える。

【0045】

一実施形態によれば、ＲＦ信号は約８４０ＭＨｚ〜約９６０ＭＨｚの周波数で送信される。別の実施形態では、ＲＦ信号が約２．４０３ＧＨｚ〜約２．４８３ＧＨｚ（ＷｉＦｉ用に使用される）のＩＳＭ周波数帯域において送信される。さらなる実施形態では、ＲＦ信号が約４９１５ＭＨｚ〜約５８２５ＭＨｚ（ＷｉＦｉ用に使用される）５ＧＨｚ Ｕ−ＮＩＩ周波数帯域において送信される。別の実施形態によれば、ＲＦ信号はＵＭＴＳ／ＬＴＥ周波数帯域において送信され、その周波数は、約８００ＭＨｚ、約８５０ＭＨｚ、約９００ＭＨｚ、約１５００ＭＨｚ、約１７００ＭＨｚ、約１８００ＭＨｚ、約１９００ＭＨｚまたは約２１００ＭＨｚであり得る。

【0046】

図３は、本発明の一実施形態に応じたワイヤレス通信装置のいくつかの構成要素を示すブロック図２００である。構成要素は、アナログＲＦインターフェース２０２と、デジタル制御ブロック２０４と、センサブロック２０６と、を含む。

【0047】

アナログＲＦインターフェース２０２は、アンテナパッド２１０ａおよび２１０ｂと、電圧調整器２１２と、整流器２１４と、復調器２１６と、変調器２１８と、を含む。また、バッテリなど、直流電力の追加電源がワイヤレス装置に含まれる場合には、電圧入力２２０ａも含み得る。

【0048】

デジタル制御ブロック２０４は、アナログＲＦインターフェース２０２からの電圧入力２２２を含み、バッテリなど、直流電力の追加電源がワイヤレス装置に含まれる場合には、電圧入力２２０ｂも備え得る。各種実施形態において、デジタル制御ブロック２０４は、衝突回避技術と、読み出し／書き込み制御と、アクセス制御と、センサインターフェース制御と、ＲＦインターフェース制御と、を備え得る。一実施例では、デジタル制御ブロック２０４は有限状態機械を備える。別の実施例では、デジタル制御ブロック２０４はプロセッサを備える。他の実施形態では、デジタル制御ブロックは、本明細書に記載された機能を実行するように構成および／またはプログラムされたいくつかの論理回路とプロセッサとを備え得る。１つの特徴によれば、デジタル制御ブロック２０４は、基地局から受信したデジタル・データ・パケットをアナログ信号に変換する。別の機能によれば、デジタル制御ブロック２０４は、基地局に伝達するようにアナログ信号をデジタル・データ・パケットに変換する。

【0049】

センサブロック２０６は、オーディオ出力部２３０とオーディオ入力部２５０とを備える。他の実施形態では、センサブロック２０６はオーディオ出力部２３０とオーディオ入力部２５０との両方を備えていない場合がある。他の実施形態では、センサブロック２０６は、カメラ部２４０、テレビ・ゲーム・コントローラ部、テキスティングインターフェースのうち１つまたは複数を含み得る。バッテリなど、直流電力の追加電源がワイヤレス装置に含まれる場合、センサブロック２０６は電圧入力２２０ｃも備え得る。

【0050】

オーディオ出力部２３０は、デジタル−アナログ変換器２３２と、電圧・電流変換モジ
ュール２３４と、オーディオ出力装置２３６と、を備える。オーディオ出力部については、図４でさらに詳しく説明する。他の実施形態では、オーディオ出力部２３０の構成要素が他の機能ブロックに位置し得る。

【0051】

オーディオ入力部２５０は、オーディオ入力装置２６０と、電圧・電流変換モジュール２５４と、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ：ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２５２と、を備える。一実施形態によれば、サンプルホールド回路２５４はＡＤＣ２５２に統合される。別の実施形態によれば、オーディオ入力部２５０はサンプルホールド回路２５４を備えていない。オーディオ入力部２５０について、図６においてさらに詳しく説明する。他の実施形態では、オーディオ出力部２３０の構成要素が他の機能ブロックに位置し得る。

【0052】

一態様によれば、センサブロック２０６は、デジタル制御ブロック２０４からデジタルデータを受信する。たとえば、センサブロック２０６は、デジタル制御ブロック２０４からデジタルオーディオ出力データを受信し得る。一実施形態によれば、センサブロック２０６は、デジタル制御ブロック２０４にデジタルデータを送信する。たとえば、センサブロック２０６は、デジタル化されたオーディオ入力データをデジタル制御ブロック２０４に送り得る。別の実施例では、センサブロック２０６は、デジタル写真など、デジタル化された光学データをデジタル制御ブロック２０４に送る。

【0053】

一実施形態によれば、センサブロック２０６は、デジタルオーディオ出力データを圧縮形式で受信し、ローカル状態機械またはプロセッサを使用して復号する。デジタル制御ブロック２０４は、デジタル化されたオーディオ入力を受信してもよく、状態機械またはプロセッサを使用してデータを圧縮または符号化してもよい。ＲＦプロトコルは、圧縮または非圧縮データの通過を許可するための特定の命令または状態機械操作を有し得る。符号化／復号化アルゴリズムの各種実施例は、ＬＰＣ（線形予測符号化（Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ Ｃｏｄｉｎｇ））と、ＣＥＬＰ（符号励起線形予測（Ｃｏｄｅ Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ））と、ＳＡＤＶＱ（連続適応差分ベクトル量子化（Ｓｅｒｉａｌ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｖｅｃｔｏｒ Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ））と、ＡＣＥＬＰ（代数符号励起線形予測（Ａｌｇｅｂｒａｉｃ Ｃｏｄｅ Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ））と、圧縮感知技法と、を含む。他のアルゴリズムも使用され得る。

【0054】

１つの特徴によれば、アナログＲＦインターフェース２０２は、デジタル制御ブロック２０４の構成要素に給電するために、直流電圧２２２をデジタル制御ブロック２０４に供給する。いくつかの実施形態によれば、アナログＲＦインターフェース２０２は、基地局からデジタル制御ブロック２０４に受信データを送信する。

【0055】

別の特徴によれば、デジタル制御ブロック２０４は、センサブロック２０６からアナログＲＦインターフェース２０２にデータを送る。各種実施例で、このデータは、マイクロフォン２６０からのオーディオ入力データと、カメラ２４４からの光学データと、キーボードまたはキーパッドからのテキスト入力と、を表し得る。

【0056】

一態様によれば、アナログＲＦインターフェース２０２、デジタル制御ブロック２０４、およびセンサブロック２０６は、最小限の量の電力を使用するように設計される。たとえば、一実施形態のデジタル制御ブロック２０４は、最小限の電力を引き込む有限状態機械を備える。同様に、センサブロック２０６の構成要素は、電力使用を最小限に抑えるように設計される。代表的なアナログＲＦインターフェース２０２およびデジタル制御ブロック２０４は、約１０μＷまたはそれ以下の電力を使用する。

【0057】

図４は、オーディオ出力部２３０の一実施形態の概略図である。オーディオ出力部２３０は、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ：ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−ａｎａｌｏｇ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２７２と、インピーダンス整合器２７８と、トランス２７４と、イヤフォン２７６と、を備える。ＤＡＣ２７２はインピーダンス整合器２７８に接続されており、ＤＡＣ２３２の出力がインピーダンス整合器２７８に入力される。インピーダンス整合器２７８はトランス２７４に接続されており、インピーダンス整合器２７８の出力がトランス２７４に入力される。ＤＡＣ２７２、インピーダンス整合器２７８、およびトランス２７４は、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ：ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）またはＣＭＯＳの副しきい値に必要とされる高電圧を磁気駆動式のイヤフォンの低電圧要件に変換することによって、オーディオ出力信号をイヤフォン２７６に送信する際に最小限の電力を消費するように設計される。

【0058】

一実施形態では、ＤＡＣ２７２はパルス幅変調器と、ローパスフィルタまたは低損失バンドパスフィルタと、電圧入力２８０と、デジタルコントロール２８２と、を備える。１つの特徴によれば、パルス幅変調器を含むＤＡＣ２７２は、ナイキスト周波数の少なくとも約２倍に相当するクロック周波数を有する。クロック周波数がナイキスト周波数の約２倍より大きい場合には、そのパルスを記述するためのオーバーサンプリング要因が存在する。一実施例では、８ｋＨｚオーディオ信号に８ビットのタイミング分解能を用いた場合、２．０４８メガサンプル／秒（ＭＳＰＳ）（Ｆｓ＊２＾Ｎ）のサンプリングレートである。ＬＣタンク回路または高次数フィルタは、約８ｋＨｚに同調される。フィルタは、ローパスフィルタまたはバンドパスフィルタであり得る。

【0059】

別の実施形態では、ＤＡＣ２７２は、デルタシグマ変調器と、ローパスフィルタまたは低損失バンドパスフィルタと、を備える。１つの特徴によれば、ＤＡＣ２７２はデルタシグマ変調器を備えており、オーバーサンプリング比はダイナミックレンジ（ビット）の平方根である。一実施例では、８ビットキロサンプル／秒（ｋＳＰＳ）のシグマデルタＤＡＣには６４ｋＳＰＳの１ビットサンプルが使用されており、一次ローパスフィルタ、二次ローパスフィルタ、または三次ローパスフィルタは約８ｋＨｚに同調される。いくつかの実施形態では、デルタシグマ変調器が一次、二次または三次であり得る。一実施形態では、低損失ローパスフィルタが単極のインダクタ−キャパシタ対によって実装され得る。別の実施形態では、インダクタがトランスの１つの脚（ｌｅｇ）であり得る。

【0060】

他の実施例では、ＤＡＣ２７２は別の低電力デジタル−アナログ変換器であり得る。一実施例では、ＤＡＣ２７２は、約０．７Ｖの最大動作電圧で約５．７ｎＡ〜約１８０ｎＡの最大電流を有する。ヘッドフォン２７６などのイヤフォンまたはヘッドフォンに給電するためのオーディオ電力は、等式（１）を用いて定められ得る。

【0061】

【数1】

式中、Ｐ_{ａｕｄｉｏ}はオーディオ電力であり、ＳＰＬ_{ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ}は会話の音圧レベルであり、ＳＰＬ_{ｈｅａｄｐｈｏｎｅ}は１ｍＷの電力から生成された音圧レベル（ＳＰＬ）である。一実施例では、ＳＰＬ_{ｈｅａｄｐｈｏｎｅ}が１２４ｄＢ ＳＰＬ／ｍＷであることから、ヘッドフォンは１μＷを使用して９４ｄＢ ＳＰＬを生成する。ヘッドフォンの電圧は、等式（２）を用いて決定され得る。

【0062】

【数2】

式中、Ｖ_{ｈｅａｄｐｈｏｎｅ}はヘッドフォンの最大電圧であり、Ｒ_{ｈｅａｄｐｈｏｎｅ}はヘッドフォンの抵抗である。一実施形態では、トランス２３４の巻数比は、等式（３）を用いて決定され得る。

【0063】

【数3】

式中、Ｎ_{ｔｕｒｎｓ}は、インダクタの二次コイルの巻数に対するインダクタの一次コイルの巻数の比であり、Ｄ２ＡＶ_ｍａｘはＤＡＣ２７２の最大電圧である。一実施形態では、ＤＡＣ２７２における電流は、等式（４）を用いて決定され得る。

【0064】

【数4】

式中、Ｄ２ＡＩ_ｍａｘはＤＡＣ２７２の電流である。なお、これらの等式ではトランスの効率が１００％であることを想定している。他の実施形態では、Ｄ２ＡＶ_ｍａｘおよびＤ２ＡＩ_ｍａｘは、これらの等式から計算される値より高い場合がある。

【0065】

別の実施例によれば、ＤＡＣ２７２は、バックコンバータ、またはパルス幅変調を使用するステップダウンＤＣ−ＤＣコンバータを含む。本実施例では、エネルギーがインダクタに記憶され、デジタル電子機器ソースからのエネルギーの大半がオーディオ生成イヤフォン２３６へと転送され、システムの効率を高める。

【0066】

一実装形態によれば、ＤＡＣ２７２はさらにキャパシタを備え、そのキャパシタは、選択されたレベルまで充電され、その後コンパレータへと放電される。コンパレータは、電圧パルスのタイミングを決定して、より高い周波数のパルス幅変調スイッチングを許容する。一実施例では、ＤＡＣ２７２は、８ｋＨｚのスイッチング周波数およびオーバーサンプリング比３２のシグマデルタ変調を使用する。別の実施例では、ＤＡＣは、１ビットにおいてスイッチング周波数２５６ｋＨｚのシグマデルタ変調を使用する。

【0067】

トランス２７４はインピーダンストランスである。インピーダンストランス２７４は、ＤＡＣ２７２から受け取ったアナログ信号を低電圧、高電流の信号に変換する。各種実施例において、トランス２７４は、約４１０：１、約８４０：１、または約４１０：１〜約８４０：１の巻数比を有する。トランス２７４の具体的な設計は、イヤフォンの特徴に基づいて選択されたものであり、イヤフォンの入力インピーダンスと整合する出力インピーダンスを提供する。

【0068】

トランス２７４の一実施形態は、フェライト磁心を有する既製の小型トランスである。１つの特徴によれば、フェライト磁心を有する小型トランスは非常に効率的である。別の実施形態では、トランス２７４は、基板上のプレーナ型の磁気材料と、ＤＡＣ側において多数の巻数を提供するエッチングが施された多層コイルとを用いた半導体の製作技法を用
いて製作される。ＤＡＣ側の巻数は、たとえば、約４００、約５００、約６００、約７００、約８００、約８５０、または約９００であり得る。反対側の多層コイルは、電気−音圧装置（イヤフォン）における少ない巻数（例えば１、２または３以上）を提供する。

【0069】

半導体トランス２７４の一実施形態では、トランス２７４に給電する複数のアームがあり、各々がＣＭＯＳスイッチを有する。ＣＭＯＳスイッチは、ＤＡＣ側において選択された巻数において切り替わるように使用され得る。１つの特徴によれば、ＣＭＯＳスイッチは、イヤフォンの固定インピーダンスに対する効率を最大限に高めるように使用され得る。一実施形態では、起動に際し巻数比が決定されることができ、スイッチの構成は不揮発性メモリに記憶される。別の実施形態では、スイッチの構成が事前に完了している。

【0070】

いくつかの実施形態によれば、イヤフォン２７６は、イヤフォン、またはヘッドフォン、スピーカ、または別のオーディオ出力装置など他の電気音響トランスデューサを備え得る。イヤフォンの電力要件は、１メートル離れて人が会話する場合において一般に約５ｎＷ〜約３００ｎＷの間において変動する。たとえば、Ｕｌｔｉｍａｔｅ Ｅａｒｓ ７ Ｐｒｏは約８ｎＷの電力を使用し、Ｋｌｉｐｓｃｈ Ｘ５は約３２ｎＷの電力を使用し、アップルのインイヤー型イヤフォンは約２６０ｎＷの電力を使用する。これらの計算は、十分な音圧レベルを生成するための電力要件に基づく。圧力は、インピーダンスおよび速度と相関性がある。

【0071】

【数5】

式中、ｐは標準気圧から２０℃への圧力変化であり、Ｚは標準温度における空気の特性インピーダンスであり、ｖは空気中の粒子の二乗平均速度平方根である。速度ｖは、圧力ｐおよびＷ／ｍ^２単位において表される音の強度Ｊと相関性がある。

【0072】

【数6】

したがって

【0073】

【数7】

である。

【0074】

約１メートルの距離で行われる通常の会話は、約４０ｄＢ〜約６０ｄＢ ＳＰＬの音圧レベルを有する。この音が０．７×０．７ｃｍ^２の孔を有する外耳道を伝わる必要がある場合、イヤフォンは約４８０ｐＷを使用して７０ｄＢ（１メートルの距離における通常の会話の音圧レベルの少なくとも１０倍）の音圧レベルを生成する。例えば、Ｕｌｔｉｍａｔｅ Ｅａｒｓ ７ Ｐｒｏ（ＵＥ７ Ｐｒｏ）ヘッドフォンは、１ｋＨｚの入力電力１ｍＷに対して、１２４ｄＢ ＳＰＬの感度と１７．５Ωのインピーダンスとを有する。したがって、これらのヘッドフォンは動作するために、１チャネル当たり４．０ｎＷの電力
を使用して、２６０μＶｒｍｓの電圧を生成する。さらに、等式（ｌ）〜（４）によれば、Ｕｌｔｉｍａｔｅ Ｅａｒｓ ７ Ｐｒｏヘッドフォンの場合、トランスの一次巻線は２６５２巻を有し、０．７ＶのＤＡＣ２７２は最大電流５．６８ｎＡを有する。別の実施例では、モデルＭＡ８５０Ｇ／Ｂなどアップルのインイヤー型ヘッドフォンは、１ｋＨｚにおいて１０９ｄＢ ＳＰＬ／ｍＷの感度と２３Ωのインピーダンスとを有する。そのため、これらのヘッドフォンは１チャネル当たり１３０ｎＷを使用して、１．７０ｍＶｒｍｓの電圧を生成する。さらに、等式（ｌ）〜（４）によれば、アップルのインイヤー型ヘッドフォンの場合、トランスの一次巻線は４１１巻を有し、０．７ＶのＤＡＣ２７２は最大電流１８０ｎＡを有する。

【0075】

図５は、本発明の一実施形態に応じた、オーディオ出力装置に給電する方法のフローチャートである。一実施例では、オーディオ出力装置は図４のイヤフォン２７６である。ブロック３０２において、ワイヤレス通信装置のアナログＲＦインターフェースが基地局からＲＦ信号を受信する。アナログＲＦインターフェースは、図３のインターフェース２０２であり得る。アナログＲＦインターフェースは、ＲＦ信号を復調して入力データ信号を生成して、その入力データ信号をデジタル制御ブロック２０４に送信する。ブロック３０４において、デジタル制御ブロックは、たとえば圧縮表現からデータを復号することによって任意に信号を処理する。ブロック３０６において、デジタル−アナログ変換器はデジタル信号をアナログ信号に変換する。デジタル−アナログ変換器は、図４で説明したＤＡＣ２７２であり得る。一実施形態によれば、アナログ信号は、約０ボルトからＣＭＯＳの論理しきい値レベルまたは論理副しきい値レベルまで変動する動的な電圧範囲を有する。各種実施形態で、電圧は約０．７Ｖ、約１．８Ｖ、または約０．７Ｖ〜約１．８Ｖであり得る。ブロック３０８において、トランスがアナログ信号を、高電流を有する低電圧アナログ信号に変換する。１つの特徴によれば、トランスは最小限の電力損失で信号を変換する。電力損失は、従来の大型トランスの場合、１０〜２０パーセントであり、８０〜９０パーセントの効率というのが典型的である。各種実施例によれば、このトランスの効率は、約９９パーセント、約９５パーセント、約９０パーセント、約８０パーセント、または約９０パーセント〜約９９パーセントである。トランスは、図４に記載されたトランス２７４であり得る。ブロック３１０において、低電圧アナログ信号はオーディオ出力装置に出力される。ブロック３１２において、出力された電気信号は音圧に変換される。

【0076】

一実施形態において、受信信号は、ワイヤレス通信装置に電力を提供し、かつ、データを含む。別の実施形態では、受信信号は、チャネルを通じて音声データを送信するために特別に設計されたパケットである。別の実施形態では、受信信号がワイヤレス通信装置に電力を提供し、異なる信号がデータを提供する。

【0077】

図６は、オーディオ入力部２５０の概略図であり、本発明の一実施形態に応じたマイクロフォン２９０と、バッファ２９８と、トランス２９６と、サンプルホールド回路２９４と、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２９２と、を備える。一実施形態によれば、オーディオ入力部２５０は、たとえばバッファ２９８およびトランス２９６に接続された可変ゲインアンプも備え得る。一実施形態によれば、サンプルホールド回路２９４はＡＤＣ２９２の一部であり、別の実施形態では、オーディオ入力部２５０がサンプルホールド回路２９４を備えていない。別の実施形態では、バッファ２９８が低ノイズアンプであり得る。一実施例では、トランス２９６がインピーダンストランスであり、電流を減少させることによって電圧を増幅する。別の実施形態では、オーディオ出力部２５０がバッファ２９８を備えておらず、バッファ２９８の機能はトランス２９６において実装される。一実施例では、トランスは、図８Ａに示すトランス３７０または図８Ｂおよび図８Ｃに示すトランス３９０などの半導体トランスである。一実施形態では、トランスは、オーディオ出力部２３０において使用されるトランス２７４である。一実施例では、図８Ａに示すトランス３７０など単一のトランスは、オーディオ出力装置２３０とオーディオ入力装置２５
０との両方において使用され、１つまたは複数のスイッチを、トランスの巻数比を調節するように装置ごとに適宜繰り返して使用することができる。

【0078】

アナログ−デジタル変換器２９２は、出力信号２６２を有する。マイクロフォン２９０、バッファ２９８、可変ゲインアンプ２９６、サンプルホールド回路２９４、およびアナログ−デジタル変換器２９２は、ワイヤレス通信装置の要素であり、マイクロフォン２９０からワイヤレス通信装置のデジタル制御ブロックにオーディオ入力信号を送信するに際し最小限の電力を消費するように設計される。

【0079】

マイクロフォン２９０は、音圧差を電気エネルギーに変換するオーディオトランスデューサを含む。一実施例では、マイクロフォン２９０はエレクトレットマイクロフォンであり、エレクトレットＭＥＭＳマイクロフォンであり得る。別の実施例では、マイクロフォン２９０はダイナミックマイクロフォンである。１つの特徴によれば、マイクロフォン２９０は、０ボルトバイアスで動作する。マイクロフォンの使用電力は約１０ｐＷ〜約２００ｐＷであり得る。等式８〜１１を用いて計算され得る。特に、圧力場の電力は、等式８を用いて定められ得る。

【0080】

【数8】

式中、ｐは圧力であり、Ｚは空気の音響インピーダンスであり、Ａはマイクロフォンの孔の面積である。空気Ｚの音響インピーダンスは、等式９を用いて定められ得る。

【0081】

【数9】

式中、ρは媒体（ここでは空気）の密度であり、ｃは音速である。一実施例によれば、空気が２０℃の場合、空気の密度は１．１８４ｋｇ／ｍ^３であり、音速は３４６．１ｍ／秒であり、インピーダンスＺは約４０９．８Ｐａ ｓ／ｍである。なお、６０ｄＢ ＳＰＬは１ｍの距離（ｒ_１）において２．０・１０^−３パスカルである。一実施例では、マイクロフォンと口（ｒ_２）との間の距離がわずか約１／３メートルであるため、送信された信号のＳＰＬはこの値を上回る。特に圧力は、ｒ_１／ｒ_２の比において増大する。容量センサの電力は、等式１０を使用して定められ得る。

【0082】

【数10】

式中、Ｃは静電容量であり、Ｖは電圧であり、ｆは周波数である。孔に入るすべての音声電力が、等式１１に示すとおりに電気エネルギーに変換されるものと想定して、電圧対圧力の比を計算するために等式１０が使用され得る。

【0083】

【数11】

一実施例によれば、「マイクロフォン用途向け薄膜テフロン（登録商標）エレクトレット技術（Ａ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｅｆｌｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｅｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）」固体センサ、アクチュエータおよびマイクロシステムズワークショップ、ヒルトンヘッド、１９９６年、ｐｐ．２３５〜２３８（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｕｄｉｏｃｉｒｃｕｉｔ．ｃｏｍ／Ａ−ＰＤＦ／ＡＡ−Ｍａｔｅｒｉａｌｓ−ＭＡＴ／Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ−ＭＥ／９４１−ＤＵＰ−Ｔｅｆｌｏｎ−ｅｌｅｃｔ−Ａ−Ａ０１．ｐｄｆ）の中でＴ．Ｙ．シュー（Ｔ．Ｙ．Ｈｓｕ）、Ｗ．Ｈ．シェ（Ｗ．Ｈ．Ｈｓｉｅｈ）、Ｙ．−Ｃ．タイ（Ｙ．−Ｃ．Ｔａｉ）、およびＫ．フルタニ（Ｋ．Ｆｕｒｕｔａｎｉ）が述べているように、このマイクロフォンは、カルテクＭＥＭＳマイクロフォンである。マイクロフォンの孔の面積Ａは、１２×１０^−６ｍ^２（各側３．５ｍｍ）である。等式８〜１１を使用して、入力周波数ｆが２５０Ｈｚの場合、マイクロフォンは約１３ｐＷの電力を使用すると推定される。

【0084】

別の実施例では、マイクロフォンがブリュエル・ケアー４９５３エレクトレットマイクロフォンである。マイクロフォンの孔の面積Ａは、１２７×１０^−６ｍ^２（直径１／２インチ（１．３センチメートル））である。等式８〜１１を使用して、入力周波数ｆが２５０Ｈｚの場合、マイクロフォンは約１４０ｐＷの電力を使用すると推定される。

【0085】

一実施形態によれば、マイクロフォンによって生成されるピーク電圧は、約９００μＶ〜約１．０ｍＶである。
マイクロフォン２９０からの信号は、低ノイズアンプ２９８に送信される。低ノイズアンプ２９８は、信号を増幅し、トランス２９６に送信する。一実施形態によれば、バッファ２９８は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）の電圧レベルを動作させる低ノイズ・トランスインピーダンス・アンプである。ＣＭＯＳの電圧レベルは、約０．７Ｖ、約１．８Ｖ、または約０．７Ｖ〜約１．８Ｖであり得る。

【0086】

一実施形態では、可変ゲインアンプが信号の振幅を増幅するように使用され、その信号をアナログ−デジタル変換器２９２に出力し得る。一実施形態では、アナログ−デジタル変換器はサンプルホールド回路２９４であり、一体型ＡＤＣ２９２が後続する。別の実施形態では、アナログ−デジタル変換器２９２は、シグマデルタ・アナログ−デジタル変換器などのパルス密度コンバータであり得る。別の実施形態では、アナログ−デジタル変換器２９２は、デルタ符号化されたＡＤＣであり得る。別の実施形態では、アナログ−デジタル変換器２９２は逐次比較型ＡＤＣである。サンプルホールド回路２９４は、信号の電圧をサンプリングして、所定の期間一定レベルに保持する。その期間は約１００ｎｓ〜約１００μｓであってもよく、約１００ｎｓ、約２５０ｎｓ、約５００ｎｓ、約７５０ｎｓ、約１μｓ、１０μｓ、２５μｓ、５０μｓ、約７５μｓ、または約１００μｓでもよい。サンプルホールド回路２９４は、その信号をＡＤＣ２９２に出力する。

【0087】

一実施例によれば、バッファ２９８、トランス２９６、およびアナログ−デジタル変換器２９２は、１１ｆＪ／ステップ基準に基づき、約２４７ナノワットの電力を使用する。他の実施例によれば、バッファ２９８および可変ゲインアンプは、約３３７ｎＷの電力または約５８４ｎＷの電力を使用する。他の実施例では、バッファ２９８および可変ゲインアンプの電力使用量は、約２００ｎＷ、約２５０ｎＷ、約３００ｎＷ、約３５０ｎＷ、約４００ｎＷ、約４５０ｎＷ、約５００ｎＷ、約５５０ｎＷ、約６００ｎＷ、約７５０ｎＷ、または１０００ｎＷである。

【0088】

一実施形態によれば、ＡＤＣ２９２に入力される信号は、約９０μＶ〜約１．０ｍＶの電圧を有し、ＡＤＣ２９２のフロントエンドゲインは約４０ｄＢ以上である。一実施形態では、ＡＤＣ２９２がスイッチ−キャパシタ直接変換二分探索配列を使用する。１つの特徴によれば、これによってＡＤＣ２９２による電力消費量が最小化される。一実施例では、ＡＤＣ２９２が逐次比較型ＡＤＣであり、具体的には、約３．６μＷの電力を使用して最大８ｋＳ／秒の音声をキャプチャする４５０ｎＷ、１２ビット、１ｋＳ／秒の逐次比較型（ＳＡＲ）ＡＤＣであり得る。別の実施例では、ＡＤＣ２９２は、約４６．９２ｄＢのＳＮダイナミックレンジを有する７．５ビットのＥＮＯＢ（有効ビット数）、７．７５μＷ設計である。この設計は、０．１８μｍ ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）において実装され得る。約５００ｋＳ／秒で動作し、８６ｆＪ／変換ステップの性能指数（ＦＯＭ：Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ）を有する。

【0089】

図７は、本発明の一実施形態に応じたオーディオ入力の受信方法３５０のフローチャートである。ブロック３５２において、たとえばマイクロフォンによってオーディオ入力が受信される。オーディオ入力は音圧差であり得る。ブロック３５４において、音圧差が電気エネルギーに変換される。ブロック３５６において、この信号は、電圧と電流とを生成するために任意にバッファされ得る。ブロック３５８において、受信信号は、より高い電圧および低い電流を有する信号へと任意に変換され得る。一実施形態では、信号の振幅は、たとえば可変ゲインアンプによって増幅されてもよい。一実施形態によれば、インピーダンス変換回路は、電流と電圧を変換し（ブロック３５６において）、電圧信号の振幅を増幅する。ブロック３６０において、信号の電圧が任意にサンプリングされ、所定の期間保持される。ブロック３６２において、アナログ信号がデジタル信号に変換される。一実施形態によれば、ブロック３６２におけるアナログ信号からデジタル信号への変換は、信号の電圧をサンプリングすることと、所定の期間それを保持することと、を含む。デジタル信号は、ワイヤレス通信装置のデジタル制御ブロックに出力される。任意に、ブロック３６４において出力信号がプロセッサによって処理される。ブロック３６６において、出力信号がバックスキャタトランシーバに送出される。バックスキャタトランシーバは、たとえば基地局または別のＲＦ受信機であり得る。

【0090】

図８Ａは、本発明の一実施形態に応じた一次巻線３７２と、二次巻線３７４と、スイッチモジュール３７６と、コア３７８と、を含むトランス３７０の概略図である。１つの特徴によれば、トランス３７０は微細加工トランスであり、加工用基板は、シリコンまたは微細加工に適した別の選択材料であり得る。一次巻線３７２および二次巻線３７４は、コア３７８に巻かれる。一次巻線３７２は、一次電流３８４を有する。一次電流３８４は、スイッチモジュール３７６および一次巻線３７２を通じて流れる。二次巻線３７４は、二次電流３８６を有する。

【0091】

１つの特徴によれば、一次巻線３７２を通過する電流３８４は磁場を生成し、変化する磁場は、一次巻線３７２の両端間に印加される電圧３８０を誘導する。二次巻線３７４を通過する電流３８６は、二次巻線３７４の両端間に印加される電圧３８８を誘導する。１つの特徴によれば、一次巻線３７２全体に印加される電圧３８０は、二次巻線３８６全体に印加される電圧３８８より高い。

【0092】

スイッチモジュール３７６は一次巻線３７２に接続されており、１つまたは複数のスイッチ３８２ａ〜３８２ｉを備え得る。スイッチモジュール３７６は、一次巻線３７２の巻数を調節するように使用され得る。一実施例では、スイッチモジュール３７６の最も左のスイッチ３８２ａが閉じているとき、一次巻線３７２が８４０巻きを有する。別の実施例では、最も右のスイッチ３８２ｉのみが閉じているとき、一次巻線３７２が４１０巻きを有する。典型的な実施形態では、スイッチ３８２ａ〜３８２ｉのうち１つのみが一度に閉
じる。一実施形態によれば、スイッチ３７６はＳＰ９Ｔスイッチである。

【0093】

１つの特徴によれば、コア３７８は磁気材料で構成される。たとえば、コア３７８はシリコン面上における強磁性合金である得る。別の実施例では、コア３７８は、ミノ（Ｍｉｎｏ）ら著、「マイクロ切換コンバータ用途のための新たなプレーナマイクロトランス（Ａ ｎｅｗ ｐｌａｎａｒ ｍｉｃｒｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｆｏｒ ｕｓｅ ｉｎ
ｍｉｃｒｏｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ）」、磁気学（Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ）、ＩＥＥＥトランザクション、第２８巻（４）、ｐｐ．１９６９〜７３（２００２年）に記載されているようなＣｏＺｒＲｅ合金であり得る。

【0094】

図８Ｂは、本発明の一実施形態に応じた一次巻線３９２、二次巻線３９４、およびコア３９８を含むトランス３９０の側面斜視図である。一次巻線３９２および二次巻線３９４は、コア３９８に巻かれる。図８Ｃは、本発明の一実施形態に応じた一次巻線３９２の一部を示すトランス３９０のコア３９８の分解図である。一実施例では、一次巻線３９２は８４０巻を有し、二次巻線３９４は１巻を有する。別の実施例では、一次巻線３９２は４１０巻を有し、二次巻線３９４は１巻を有する。１つの特徴によれば、コア３７８はシリコン上において構成され、強磁性合金製である。

【0095】

図９は、上記ワイヤレス通信装置と合わせて使用され得る基地局４００の概略図である。基地局４００は、受信機と、モデムおよびマイクロプロセッサ４０２と、復調器４０４と、電力検出器４０６と、マイクロプロセッサ４０８と、カプラ４１０と、スイッチ４１２と、アンテナポート４１４ａ〜４１４ｃと、デジタル制御ブロック４１６と、を備える。この略図は、１つまたは複数のワイヤレス通信装置から受信機４０２までのバックスキャタ信号４２０の経路を示す。基地局４００は、電源が投入されると、基地局４００自体の範囲内に存在するワイヤレス通信装置に給電する。電力検出器４０６はマイクロプロセッサ４０８に接続されており、受信機レベルに入るＲＦ電力を基地局で監視する。別の実施形態では、別の電力検出器は、送信された信号のＲＦ電力レベルを監視する。

【0096】

カプラ４１０は、デジタル制御ブロックによって制御されるスイッチ４１２によって送信機と基地局４００の受信機とをアンテナポートに結合するように使用される。このカプラは、バックスキャタＲＦ信号を、復調器４０４を含む受信機に提供する。復調器４０４は、信号からデータを除去するために入力ＲＦ信号を復調する。送信機は、デジタル−アナログ変換器およびローパスフィルタから発信され得るアナログベースバンド信号と、アンテナによってワイヤレス通信装置に送されるＡＭ復調されたＲＦ信号を生成する変調器（Ｉ＆Ｑミキサ）と、を備える。

【0097】

図１０は、本発明の一実施形態に応じた、ＲＦトランシーバ４５２とオーディオ出力装置４５４とを含むワイヤレス通信装置４５０のブロック図である。通信装置４５０はまた、オーディオ入力装置４５６と、カメラ４５８と、プロセッサ４６４と、メモリ４６６と、バッテリ４６０と、ユーザインターフェース４６２と、を備え得る。ユーザインターフェースは、キーボードとディスプレイとを含み得る。ワイヤレス通信装置は処理部も備える。１つの特徴によれば、ワイヤレス通信装置４５０は、ＲＦ信号によって受動的に給電される。たとえば、ＲＦ信号は、ＲＦトランシーバ４５２と、オーディオ出力装置４５４、オーディオ入力装置４５６、およびカメラ４５８のうちの１つまたは複数と、を受動的に給電し得る。

【0098】

一実施形態では、ワイヤレス通信装置４５０は、携帯電話や多機能電話などのデュアル・モード・ワイヤレス通信装置とバッテリ４６０とを備える。第１のモードでは、ワイヤレス通信装置４５０はＲＦ信号を使用して受動的に給電し、バッテリ４６０から直流電力を引き込まない。第１のモードでは、ワイヤレス通信装置４５０の機能が制限されており
、第１のモードの一実施形態では、デュアル・モード・ワイヤレス通信装置が基地局と通信し、バッテリから電力を引き込むことなく、電子メールメッセージ、ウェブコンテンツ、テキストメッセージ、通話などのメッセージを引き続き受信することができる。第２のモードでは、ワイヤレス通信装置４５０がバッテリから電力を引き込み、その種の典型的なワイヤレス通信装置の全機能を実行することができる。

【0099】

別の実施形態では、第１のモードでは、ワイヤレス通信装置４５０はＲＦ信号を使用して動作し、バッテリ４６０から最小限の直流電力を引き込む。このモードは、バッテリ補助受動モードとみなされ得る。第１のモードでは、ワイヤレス通信装置４５０の機能が制限され、第１のモードの一実施形態では、デュアル・モード・ワイヤレス通信装置が基地局と通信し、バッテリから電力を引き込むことなく、電子メールメッセージ、ウェブコンテンツ、テキストメッセージ、通話などのメッセージを引き続き受信することができる。第２のモードでは、ワイヤレス通信装置４５０がバッテリから電力を引き込み、その種の典型的なワイヤレス通信装置の全機能を実行することができる。

【0100】

一実施形態によれば、ワイヤレス通信装置は携帯電話であり、ＲＦ信号は、ワイヤレス通信装置が呼を受信していることを示す指示を携帯電話に提供する。携帯電話が呼を受信していることを示す指示を受信すると携帯電話がスリープ状態から復帰し、その呼を受信することができる。

【0101】

図１１は、本発明の一実施形態に応じたデュアル・モード・ワイヤレス通信装置におけるデータを送受信する方法５００のフローチャートである。方法５００は、バッテリから電力を引き込むことなく実行可能なバックスキャタ方法５０２を含む。バックスキャタ方法５０２は、現在の通信装置よりも大幅に少ないバッテリ電力を使って実行されることもある。ブロック５０４において、ワイヤレス通信装置は、ＲＦ信号を探索することによって、利用可能なバックスキャタ接続が存在するか否かを決定する。利用可能なバックスキャタ接続が存在しない場合、ワイヤレス通信装置は、ＷｉＦｉ、３Ｇ、４Ｇまたは他のＷＬＡＮ＼ＷＡＮ接続など別の接続を使用して、ワイヤレス通信装置自体のバッテリ駆動モードにおいて動作する。バックスキャタ接続が利用可能である場合には、ブロック５０６において基地局との接続を確立し、利用可能なデータが存在するか否かを決定する。一実施例では、データが１つまたは複数の電子メールメッセージを表す。このデータは、サーバからダウンロード、またはワイヤレス通信装置からサーバにアップロード可能であり得る。各種実施形態において、データは、ＴＣＰ／ＩＰ（伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ））やＵＤＰ／ＩＰ（ユーザ・データグラム・プロトコル／インターネットプロトコル（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）））などのプロトコルを改変することによって送信され得る。別の実施形態では、データは、ＳＭＴＰ（シンプル・メール・トランスファ・プロトコル（Ｓｉｍｐｌｅ Ｍａｉｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ））、ＨＴＭＬ（ハイパー・テキスト・マークアップ言語（Ｈｙｐｅｒ Ｔｅｘｔ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ））、ＳＭＳ（ショート・メッセージ・サービス（Ｓｈｏｒｔ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ））、ＩＭ（インスタントメッセージング（Ｉｎｓｔａｎｔ Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ））、電話情報またはボイスメールなどパケット化されたデータとして、ワイヤレスチャネルを通じて直接送信される。

【0102】

ブロック５０８において、ワイヤレス通信装置がデータの受信または送信を行い、それによって先入れ先出し（ＦＩＦＯ：ｆｉｒｓｔ−ｉｎ ｆｉｒｓｔ ｏｕｔ）キューをフルにするか、または空にする。一実装形態によれば、ブロック５１０において、ワイヤレス通信装置は、データを受信しているＦＩＦＯがフルか否かを決定する。データを受信しているＦＩＦＯがフルの場合、ワイヤレス通信装置はブロック５１８において、ＦＩＦＯ
を空にするためにプロセッサをスリープ状態から復帰させる。データを受信しているＦＩＦＯがフルでない場合には、ブロック５１２において、データ転送が完了しているか否かを決定する。データ転送が完了していない場合、方法はブロック５０８に戻り、受信するデータを増やす。一実施例によれば、ＦＩＦＯにおけるデータの量は、ＦＩＦＯのフィル状態である。本実施例では、ＦＩＦＯが空であれば、フィル状態はＦＩＦＯが空であることを表し、ＦＩＦＯがフルであれば、フィル状態はＦＩＦＯがフルであることを表す。一実施例では、フィル状態は、ＦＩＦＯに残っている空き容量の量または割合を表す。

【0103】

別の実装形態では、ブロック５１０において、ワイヤレス通信装置は、データを送信しているＦＩＦＯが空か否かを決定する。データを送信しているＦＩＦＯが空の場合、ブロック５１８において、ワイヤレス通信装置はＦＩＦＯをフルにするようにプロセッサをスリープ状態から復帰させる。データを受信しているＦＩＦＯが空でない場合には、ブロック５１２において、ワイヤレス通信装置はデータ転送が完了しているか否かを決定する。データ転送が完了していない場合には、方法はブロック５０８に戻り、送信するデータを増やす。ＦＩＦＯは、完全に受動的なオーディオモードにおいて使用され得るか、または他のタイプのデータに対して使用され得る。一実施形態によれば、完全に受動的なオーディオモードは、ＦＩＦＯを使用することなく機能する。

【0104】

１つの特徴によれば、方法５００は、利用可能であれば、バックスキャタ方法５０２を用いてデュアル・モード・ワイヤレス通信装置を使用することによってバッテリ電力を維持する。ワイヤレス通信装置は、方法５０２を実行するに際し、バッテリから電力を一切引き込まずに、スリープモードに入りメッセージを引き続き受信することができ、バッテリの寿命を格段に延ばすことができる。

【0105】

上記実施形態では、ワイヤレス通信装置はローカル基地局と通信する。一実装形態では、施設は、その施設内の至るところに分散したいくつかの基地局を備え得る。ワイヤレス装置のユーザは、施設内を移動しながら、ユーザの位置に基づいてさまざまな基地局に接続し得る。基地局は、複数のワイヤレス通信装置の各々との通信を調整するために、ＷｉＦｉ、３Ｇ、４Ｇなどの有線またはワイヤレス技術を用いて互いに通信し得る。また、各々の基地局は、１つ以上のワイヤレス通信装置に対して動作し得る。

【0106】

上記のとおり、本発明の実施形態は、装置がバッテリ電力を一切使用せずに、または特定の動作モードにおいて動作できるようにすることによって、ワイヤレス通信装置における重要な利点を提供する。

【0107】

以上、少なくとも一実施形態のいくつかの態様について説明してきたが、当業者であれば、各種変更形態、修正形態、および改良形態が容易に想到し得るものと理解されるべきである。かかる変更形態、修正形態、および改良形態は、本開示の一部であるものと意図され、かつ本発明の範囲内であるものと意図される。したがって、先述の説明と図面は例示目的に過ぎず、本発明の範囲は、添付の請求項およびそれらの均等物の適切な構成から決定されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9】

【図10】

【図11】