特表 2023-502391 マルチコイルワイヤレス充電デバイスのデジタルｐｉｎｇのロックアウト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-01-24

(54)【発明の名称】マルチコイルワイヤレス充電デバイスのデジタルｐｉｎｇのロックアウト

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/80 20160101AFI20230117BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20230117BHJP

   H02J 50/40 20160101ALI20230117BHJP

   H02J 50/12 20160101ALI20230117BHJP

【ＦＩ】

H02J50/80

H02J7/00 301D

H02J50/40

H02J50/12

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022529004

(86)(22)【出願日】2020-11-19

(85)【翻訳文提出日】2022-07-11

(86)【国際出願番号】 US2020061364

(87)【国際公開番号】W WO2021102188

(87)【国際公開日】2021-05-27

(31)【優先権主張番号】16/952,065

(32)【優先日】2020-11-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/066,315

(32)【優先日】2020-08-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/938,308

(32)【優先日】2019-11-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520310643

【氏名又は名称】アイラ，インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＩＲＡ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001302

【氏名又は名称】特許業務法人北青山インターナショナル

(72)【発明者】

【氏名】ゴッドチャイルド，エリック，ハインデル

【テーマコード（参考）】

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA04

5G503BB01

5G503GB08

5G503GD04

(57)【要約】

ワイヤレス充電のためのシステム、方法および装置が開示されている。充電デバイスは、充電面上に設けられた複数の充電セルと、充電回路と、コントローラとを備える。コントローラは、パッシブｐｉｎｇにより、充電デバイスの表面に近接する物体を検出するように構成されている。また、コントローラは、アクティブｐｉｎｇにより、検出された物体にｐｉｎｇし、充電デバイスからの１または複数のアクティブｐｉｎｇに応答して、物体からｐｉｎｇ応答を受信したか否かを判定するように構成されている。さらに、コントローラは、少なくとも１のコイルから連続して発せられたアクティブｐｉｎｇのカウントが予め設定された数を超えた後、充電デバイスでｐｉｎｇ応答が受信されない場合に、検出された物体のアクティブｐｉｎｇを停止するように構成されている。その結果、アクティブｐｉｎｇに無応答の物体をパッシブｐｉｎｇが検出した場合に、デジタルｐｉｎｇのロックアウトが行われる。
【選択図】図１４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

充電デバイスを動作させる方法であって、
前記充電デバイスの少なくとも１のコイルを使用した少なくとも１のパッシブｐｉｎｇにより、前記充電デバイスの表面に近接する物体を検出するステップと、
前記少なくとも１のコイルからの１または複数のアクティブｐｉｎｇにより、検出された物体にｐｉｎｇするステップと、
前記少なくとも１のコイルからの１または複数のアクティブｐｉｎｇに応答して、物体から前記少なくとも１のコイルでｐｉｎｇ応答を受信したか否かを判定するステップと、
前記少なくとも１のコイルから連続して発せられたアクティブｐｉｎｇのカウントが予め設定された数を超えた後、前記少なくとも１のコイルでｐｉｎｇ応答が受信されない場合に、前記少なくとも１のコイルからのアクティブｐｉｎｇを使用して検出された物体にｐｉｎｇするのを停止するステップとを備えることを特徴とする方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法において、
アクティブｐｉｎｇを使用して検出された物体にｐｉｎｇするのを停止した後に、パッシブｐｉｎｇにより物体が前記充電デバイスの表面に近接しているか否かを周期的に検出するステップと、
物体が前記充電デバイスの表面に近接しているか否かをパッシブｐｉｎｇにより周期的に検出することによって物体が検出されなくなった場合に、連続して発せられたアクティブｐｉｎｇのカウントをリセットするステップとをさらに含むことを特徴とする方法。

【請求項3】

請求項１に記載の方法において、
前記充電デバイスの少なくとも１のコイルを使用した少なくとも１のパッシブｐｉｎｇにより、前記充電デバイスの表面に近接する連続して発せられたアクティブｐｉｎｇのカウントをリセットするステップをさらに含むことを特徴とする方法。

【請求項4】

請求項１に記載の方法において、
前記少なくとも１のコイルからの１または複数のパッシブｐｉｎｇに応答して物体が検出されないとき、連続して発せられたアクティブｐｉｎｇのカウントをリセットするステップをさらに含むことを特徴とする方法。

【請求項5】

請求項１に記載の方法において、
物体が受信デバイスを含み、この受信デバイスが、アクティブｐｉｎｇに応答するように動作可能な少なくとも１の受信コイル部分と、パッシブｐｉｎｇで検出可能であるがアクティブｐｉｎｇに応答しない少なくとも１の部分とを備えることを特徴とする方法。

【請求項6】

充電デバイスであって、
充電回路と、
コントローラとを備え、前記コントローラが、
前記充電デバイスの少なくとも１のコイルを使用した少なくとも１のパッシブｐｉｎｇにより、前記充電デバイスの表面に近接する物体を検出し、
前記少なくとも１のコイルからの１または複数のアクティブｐｉｎｇにより、検出された物体にｐｉｎｇし、
前記少なくとも１のコイルからの１または複数のアクティブｐｉｎｇに応答して、物体から前記少なくとも１のコイルでｐｉｎｇ応答を受信したか否かを判定し、
前記少なくとも１のコイルから連続して発せられたアクティブｐｉｎｇのカウントが予め設定された数を超えた後、前記少なくとも１のコイルでｐｉｎｇ応答が受信されない場合に、前記少なくとも１のコイルからのアクティブｐｉｎｇを使用して検出された物体にｐｉｎｇするのを停止するように構成されていることを特徴とする充電デバイス。

【請求項7】

請求項６に記載の充電デバイスにおいて、
前記コントローラがさらに、
アクティブｐｉｎｇを使用して検出された物体にｐｉｎｇするのを停止した後に、パッシブｐｉｎｇにより物体が前記充電デバイスの表面に近接しているか否かを周期的に検出し、
物体が前記充電デバイスの表面に近接しているか否かをパッシブｐｉｎｇにより周期的に検出することによって物体が検出されなくなった場合に、連続して発せられたアクティブｐｉｎｇのカウントをリセットするように構成されていることを特徴とする充電デバイス。

【請求項8】

請求項６に記載の充電デバイスにおいて、
前記コントローラがさらに、
前記充電デバイスの少なくとも１のコイルを使用した少なくとも１のパッシブｐｉｎｇにより、前記充電デバイスの表面に近接する連続して発せられたアクティブｐｉｎｇのカウントをリセットするように構成されていることを特徴とする充電デバイス。

【請求項9】

請求項６に記載の充電デバイスにおいて、
前記コントローラがさらに、
前記少なくとも１のコイルからの１または複数のパッシブｐｉｎｇに応答して物体が検出されないとき、連続して発せられたアクティブｐｉｎｇのカウントをリセットするように構成されていることを特徴とする充電デバイス。

【請求項10】

請求項６に記載の充電デバイスにおいて、
物体が受信デバイスを含み、この受信デバイスが、アクティブｐｉｎｇに応答するように動作可能な少なくとも１の受信コイル部分と、パッシブｐｉｎｇで検出可能であるがアクティブｐｉｎｇに応答しない少なくとも１の部分とを備えることを特徴とする充電デバイス。

【請求項11】

プロセッサ可読記憶媒体であって、
プロセッサにより実行されると、１または複数のプロセッサに、
前記充電デバイスの少なくとも１のコイルを使用した少なくとも１のパッシブｐｉｎｇにより、前記充電デバイスの表面に近接する物体を検出するステップと、
前記少なくとも１のコイルからの１または複数のアクティブｐｉｎｇにより、検出された物体にｐｉｎｇするステップと、
前記少なくとも１のコイルからの１または複数のアクティブｐｉｎｇに応答して、物体から前記少なくとも１のコイルでｐｉｎｇ応答を受信したか否かを判定するステップと、
前記少なくとも１のコイルから連続して発せられたアクティブｐｉｎｇのカウントが予め設定された数を超えた後、前記少なくとも１のコイルでｐｉｎｇ応答が受信されない場合に、前記少なくとも１のコイルからのアクティブｐｉｎｇを使用して検出された物体にｐｉｎｇするのを停止するステップと
を実行させるコードを含むことを特徴とするプロセッサ可読記憶媒体。

【請求項12】

請求項１１に記載のプロセッサ可読記憶媒体において、
アクティブｐｉｎｇを使用して検出された物体にｐｉｎｇするのを停止した後に、パッシブｐｉｎｇにより物体が前記充電デバイスの表面に近接しているか否かを周期的に検出するステップと、
物体が前記充電デバイスの表面に近接しているか否かをパッシブｐｉｎｇにより周期的に検出することによって物体が検出されなくなった場合に、連続して発せられたアクティブｐｉｎｇのカウントをリセットするステップとを前記１または複数のプロセッサに実行させるコードをさらに含むことを特徴とするプロセッサ可読記憶媒体。

【請求項13】

請求項１１に記載のプロセッサ可読記憶媒体において、
前記充電デバイスの少なくとも１のコイルを使用した少なくとも１のパッシブｐｉｎｇにより、前記充電デバイスの表面に近接する連続して発せられたアクティブｐｉｎｇのカウントをリセットするステップを前記１または複数のプロセッサに実行させるコードをさらに含むことを特徴とするプロセッサ可読記憶媒体。

【請求項14】

請求項１１に記載のプロセッサ可読記憶媒体において、
前記少なくとも１のコイルからの１または複数のパッシブｐｉｎｇに応答して物体が検出されないとき、連続して発せられたアクティブｐｉｎｇのカウントをリセットするステップを前記１または複数のプロセッサに実行させるコードをさらに含むことを特徴とするプロセッサ可読記憶媒体。

【請求項15】

請求項１１に記載のプロセッサ可読記憶媒体において、
物体が受信デバイスを含み、この受信デバイスが、アクティブｐｉｎｇに応答するように動作可能な少なくとも１の受信コイル部分と、パッシブｐｉｎｇで検出可能であるがアクティブｐｉｎｇに応答しない少なくとも１の部分とを備えることを特徴とするプロセッサ可読記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概して、モバイルコンピューティングデバイスのバッテリを含むバッテリのワイヤレス充電に関し、より詳細には、応答しないデバイスがワイヤレス充電デバイス上に置かれたときにワイヤレス充電デバイスによって発せられる繰り返しのｐｉｎｇを防止することに関する。

【0002】

優先権の主張
本出願は、２０２０年１１月１８日に米国特許庁に出願された米国特許出願第１６／９５２，０６５号、２０１９年１１月２０日に米国特許庁に出願された米国仮特許出願第６２／９３８，３０８号、並びに、２０２０年８月１６日に米国特許庁に出願された米国仮特許出願第６３／０６６，３１５号の優先権および利益を主張するものであり、それら出願の内容全体は、すべての適用可能な目的のために、その全体が以下に完全に記載されているかのように、引用により本明細書に援用されるものとする。

【背景技術】

【0003】

ワイヤレス充電システムは、物理的な充電接続を使用せずに、特定のタイプのデバイスが内部バッテリを充電できるようにするために開発されている。ワイヤレス充電を利用できるデバイスには、モバイル処理デバイスおよび／またはモバイル通信デバイスが含まれる。Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍにより規定されたＱｉ規格などの標準規格は、第１のサプライヤによって製造されたデバイスを、第２のサプライヤによって製造された充電器を使って、ワイヤレスで充電することを可能にする。ワイヤレス充電の規格は、デバイスの比較的単純な構成向けに最適化されており、基本的な充電機能を提供する傾向にある。

【0004】

従来のワイヤレス充電システムは、通常「Ｐｉｎｇ」を使用して、受信デバイスがワイヤレス充電用の基地局の伝送コイル上に存在するか、または伝送コイルに近接しているか否かを判定する。伝送コイルは、インダクタンス（Ｌ）を有し、また、キャパシタンス（Ｃ）を有する共振コンデンサが伝送コイルに結合されて、共振ＬＣ回路が得られる。Ｐｉｎｇは、共振ＬＣ回路に電力を供給することによって生成される。送信機が受信デバイスからの応答をリッスンしている間、電力が一定期間印加される。さらに、マルチコイルワイヤレス充電デバイスでは、ｐｉｎｇを使用して、受信デバイスのバッテリを充電するために使用するコイルの最適な組合せを決定することができる。

【0005】

ワイヤレス充電機能の改善は、絶えず複雑化するモバイルデバイスと変化するフォームファクタをサポートするために必要である。例えば、充電デバイスがその表面上の充電式デバイスを検出して位置を特定すること、並びに、ワイヤレス充電動作中に充電式デバイスの取り外しまたは再配置を検出することを可能にする、より高速で低電力の検出技術に対する必要性が存在する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、本明細書に開示の特定の態様に従ってワイヤレス充電デバイスによって提供される充電面上に提供され得る充電セルの一例を示している。

【図2】図２は、本明細書に開示の特定の態様に従ってワイヤレス充電デバイスによって提供される充電面のセグメントの単一の層上に提供される充電セルの配置構成の一例を示している。

【図3】図３は、本明細書に開示の特定の態様に従ってワイヤレス充電デバイスによって提供される充電面のセグメント内に充電セルの複数の層が重ねられている場合の充電セルの配置構成の一例を示している。

【図4】図４は、本明細書に開示の特定の態様に従って構成された充電セルの複数の層を採用する充電デバイスの充電面により提供される電力伝送領域の配置構成を示している。

【図5】図５は、本明細書に開示の特定の態様に係る、充電器基地局に提供され得る無線送信機を示している。

【図6】図６は、本明細書で開示の特定の態様に係る、パッシブｐｉｎｇに対する応答の第１の例を示している。

【図7】図７は、本明細書で開示の特定の態様に係る、パッシブｐｉｎｇに対する応答の第２の例を示している。

【図8】図８は、本明細書に開示の特定の態様に係る、パッシブｐｉｎｇに対する応答において観察された差の例を示している。

【図9】図９は、本明細書に開示の特定の態様に従って適応されるワイヤレス充電器で使用するためのマトリックス多重化スイッチングをサポートする第１のトポロジーを示している。

【図10】図１０は、本明細書に開示の特定の態様に従って適応されるワイヤレス充電器で直流駆動をサポートする第２のトポロジーを示している。

【図11】図１１は、本開示の特定の態様に従って受信デバイスの取り外しを確実に検出するように構成されたマルチコイルワイヤレス充電システムを示している。

【図12】図１２は、本明細書に開示の特定の態様に従って適応されるワイヤレス充電デバイスにおいて実現されるパッシブｐｉｎｇを含む方法を示すフローチャートである。

【図13】図１３は、本明細書に開示の特定の態様に従って実現されるワイヤレス充電デバイスによって採用され得る電力伝送管理手順を示すフローチャートである。

【図14】図１４は、デジタルｐｉｎｇロックアウトの利用を生じさせる可能性のある、ワイヤレス充電デバイスに近接して配置された受信デバイスの状況の一例を示している。

【図15】図１５は、本明細書に開示の態様に従って採用され得るデジタルｐｉｎｇロックアウト手順を示すフローチャートである。

【図16】図１６は、本明細書に開示の特定の態様に従って適応され得る処理回路を採用した装置の一例を示している。

【図17】図１７は、本開示の特定の態様に従って充電デバイスを動作させるための方法を示している。

【発明を実施するための形態】

【0007】

添付の図面に関連して以下に記載される詳細な説明は、様々な構成を説明することを意図しており、本明細書に記載の概念が実施され得る唯一の構成を示すことを意図したものではない。詳細な説明には、様々な概念の完全な理解を提供するための具体的な詳細が含まれている。しかしながら、それらの概念が具体的な詳細なしで実施できることは当業者には明らかであろう。時には、そのような概念を不明瞭にしないために、周知の構造および構成要素をブロック図の形式で示している。

【0008】

次に、ワイヤレス充電システムのいくつかの態様を、様々な装置および方法を参照して提示する。それらの装置および方法は、以下の詳細な説明に記載されるとともに、添付の図面において、様々なブロック、モジュール、コンポーネント、回路、ステップ、プロセス、アルゴリズムなど（総称して「要素」と呼ぶ）によって示される。それら要素は、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェアまたはそれらの任意の組合せを使用して実現することができる。そのような要素がハードウェアとして実現されるか、またはソフトウェアとして実現されるかは、具体的なアプリケーションおよびシステム全体に課される設計上の制約に依存する。

【0009】

例えば、要素、要素の任意の部分、または要素の任意の組合せは、１または複数のプロセッサを含む「処理システム」で実現され得る。プロセッサの例には、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、ステートマシン、ゲートロジック、ディスクリートハードウェア回路、および本開示全体を通して記載される様々な機能を実行するように構成された他の適切なハードウェアが含まれる。処理システムの１または複数のプロセッサは、ソフトウェアを実行することができる。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコードまたはハードウェア記述言語などと呼ばれるかどうかにかかわらず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、プロシージャ、関数などを意味するものとして、広く解釈されるものとする。ソフトウェアは、プロセッサ可読記憶媒体に常駐するようにしてもよい。本明細書でコンピュータ可読媒体とも呼ばれるプロセッサ可読記憶媒体は、例えば、磁気ストレージデバイス（例えば、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気ストリップ）、光ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ））、スマートカード、フラッシュメモリデバイス（例えば、カード、スティック、キードライブ）、近距離無線通信（ＮＦＣ）トークン、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、リムーバブルディスク、搬送波、伝送路、ソフトウェアを格納または伝送するのに適した他の任意の媒体を含むことができる。コンピュータ可読媒体は、処理システムに存在していても、処理システムの外部にあっても、処理システムを含む複数のエンティティに分散していてもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータプログラム製品に具現化されるものであってもよい。一例として、コンピュータプログラム製品は、パッケージ材料内のコンピュータ可読媒体を含むことができる。当業者は、具体的なアプリケーションおよびシステム全体に課せられた全体的な設計上の制約に応じて、本開示全体にわたって提示された記載の機能を実現するための最良の方法を認識するであろう。

【0010】

概要
本開示の特定の態様は、ワイヤレス充電デバイスおよび技術に適用可能なシステム、装置および方法に関するものである。充電セルは、充電デバイスの充電面を提供するために、１または複数の誘導コイルで構成することができ、充電面は、充電デバイスが１または複数の充電式デバイスをワイヤレスで充電することを可能にする。充電されるデバイスの位置は、デバイスの位置を、充電面の既知の位置を中心とする物理的特性の変化に関連付ける検知技術によって検出することができる。位置の検知は、容量性、抵抗性、誘導性、タッチ、圧力、負荷、歪みおよび／または別の適切なタイプの検知を用いて実行することができる。

【0011】

本開示の一態様では、装置が、バッテリ充電電源と、マトリックスに構成された複数の充電セルと、各スイッチがマトリックス内のコイルの横列をバッテリ充電電源の第１の端子に結合するように構成された第１の複数のスイッチと、各スイッチがマトリックス内のコイルの縦列をバッテリ充電電源の第２の端子に結合するように構成された第２の複数のスイッチとを備える。複数の充電セル内の各充電セルは、電力伝送領域を取り囲む１または複数のコイルを含むことができる。複数の充電セルは、複数の充電セル内の充電セルの電力伝送領域が重なることなく、充電デバイスの充電面に隣接して配置することができる。

【0012】

いくつかの実施態様では、装置が、充電面とも呼ばれる。電力は、装置の表面上の任意の位置に配置された受信デバイスにワイヤレスで伝送することができる。デバイスは、任意に規定されたサイズおよび／または形状を有することができ、充電可能とされる個別の配置位置に関係なく配置することができる。複数のデバイスを単一の充電面上で同時に充電することができる。装置は、充電面にわたって１または複数のデバイスの動きを追跡することができる。

【0013】

充電セル
本明細書に開示の特定の態様によれば、充電デバイス内の充電セルを使用して充電面を提供することができ、充電セルが、充電面に隣接して展開される。一例では、充電セルが、ハニカムパッケージ構成に従って、充電面の１または複数の層に展開される。充電セルは、コイルに隣接する充電面に実質的に直交する軸に沿って磁場をそれぞれ誘導することができる１または複数のコイルを用いて実現することができる。本明細書において、充電セルは、１または複数のコイルを有する要素であって、各コイルが、充電セル内の他のコイルによって生成される電磁場に対して加算的であり、共通の軸に沿ってまたは近接して向けられる電磁場を生成するように構成される、要素を指すことができる。

【0014】

いくつかの態様では、充電セルが、共通軸に沿って積み重ねられ、かつ／または充電面に実質的に直交する誘導磁場に寄与するように重なり合うコイルを含む。いくつかの態様では、充電セルが、充電面の規定された部分内に配置され、充電セルに関連する充電面の実質的に直交する部分内の誘導磁場に寄与するコイルを含む。いくつかの態様では、充電セルが、動的に規定された充電セルに含まれるコイルに励磁電流を提供することによって構成可能であってもよい。例えば、充電デバイスは、充電面全体に配置された複数のコイルのスタックを含むことができ、充電デバイスは、充電されるデバイスの位置を検出し、コイルのスタックのいくつかの組合せを選択して、充電されるデバイスに隣接する充電セルを提供することができる。いくつかの例では、充電セルが、単一のコイルを含むか、または単一のコイルとして特徴付けられるものであってもよい。しかしながら、充電セルは、複数の積層されたコイルおよび／または複数の隣接するコイル若しくはコイルのスタックを含むことができることを理解されたい。コイルは、本明細書では、充電コイル、ワイヤレス充電コイル、送信機コイル、伝送コイル、電力伝送コイル、電力送信機コイルなどと呼ばれることがある。

【0015】

図１は、充電デバイスの充電面を提供するように展開および／または構成され得る充電セル１００の一例を示している。本明細書で説明するように、充電面は、１または複数の基板１０６上に設けられた充電セル１００のアレイを含むことができる。１または複数の集積回路（ＩＣ）および／または個別の電子部品を含む回路を、１または複数の基板１０６上に提供することができる。回路は、電流を制御するために使用されるドライバおよびスイッチを含むことができ、その電流は、受信デバイスに電力を伝送するために使用されるコイルに供給される。回路は、本明細書に開示の特定の機能を実行するように構成され得る１または複数のプロセッサおよび／または１または複数のコントローラを含む処理回路として構成することができる。いくつかの実施態様では、処理回路の一部またはすべてを、充電デバイスの外部に提供することができる。いくつかの実施態様では、電源を充電デバイスに結合することができる。

【0016】

充電セル１００は、充電デバイスの外面領域に非常に近接して提供することができ、その上に、１または複数のデバイスを充電のために配置することができる。充電デバイスは、充電セル１００の複数のインスタンスを含むことができる。一例では、充電セル１００が、電力伝送領域１０４に電磁場を生成するのに十分な電流を受け取ることができる、導体、ワイヤまたは回路基板トレースを用いて構築された１または複数のコイル１０２を囲む、実質的に六角形の形状を有している。様々な態様では、いくつかのコイル１０２が、図１に示す六角形の充電セル１００を含む、実質的に多角形である形状を有することができる。他の実施態様では、他の形状を有するコイル１０２を提供することができる。コイル１０２の形状は、製造技術の能力または制限によって、かつ／または、プリント回路基板などの基板１０６上の充電セルのレイアウトを最適化するように、少なくとも部分的に決定され得る。各コイル１０２は、スパイラル構成のワイヤ、プリント回路基板のトレースおよび／または他のコネクタを使用して実現することができる。各充電セル１００は、異なる層のコイル１０２が共通の軸１０８を中心に配置されるように、絶縁体または基板１０６によって分離された２以上の層に跨るようにしてもよい。

【0017】

図２は、本明細書に開示の特定の態様に従って適応され得る充電デバイスの充電面のセグメントの単一層上に設けられた充電セル２０２の配置２００の一例を示している。充電セル２０２は、ハニカムパッケージ構成に従って配置されている。この例では、充電セル２０２が、重なり合うことなく、端と端とを接して配置されている。この配置は、スルーホールまたはワイヤ相互接続なしで提供することができる。充電セル２０２の一部分が重なる配置を含む、他の配置も可能である。例えば、２以上のコイルのワイヤが、ある程度、交互配置されるようにしてもよい。

【0018】

図３は、本明細書に開示の特定の態様に従って適応され得る充電面のセグメント内に複数の層が重ねられている場合の、２つの視点３００、３１０からの充電セルの配置の一例を示している。充電セルの層３０２、３０４、３０６、３０８は、充電面のセグメント内に設けられている。充電セルの各層３０２、３０４、３０６、３０８内の充電セルは、ハニカムパッケージ構成に従って配置されている。一例では、充電セルの層３０２、３０４、３０６、３０８が、４以上の層を有するプリント回路基板上に形成されるようにしてもよい。充電セル１００の配置は、図示のセグメントに隣接する指定された充電領域を完全にカバーするように選択することができる。

【0019】

図４は、本明細書に開示の特定の態様に従って構成された充電セルの複数の層を採用する充電面４００に提供される電力伝送領域の配置を示している。図示の充電面は、充電セルの４つの層４０２、４０４、４０６、４０８から構成され、それらが、図３の充電セルの層３０２、３０４、３０６、３０８に対応し得る。図４では、充電セルの第１の層４０２内の充電セルによって提供される各電力伝送領域が「Ｌ１」と記され、充電セルの第２の層４０４内の充電セルによって提供される各電力伝送領域が「Ｌ２」と記され、充電セルの第３の層４０６内の充電セルによって提供される各電力伝送領域が「Ｌ３」と記され、充電セルの第４の層４０８内の充電セルによって提供される各電力伝送領域が「Ｌ４」と記されている。

【0020】

無線送信機
図５は、充電器基地局に提供することができる無線送信機５００を示している。コントローラ５０２は、調整回路５０８によってフィルタリングまたは他の方法で処理されたフィードバック信号を受信することができる。コントローラは、コンデンサ５１２およびインダクタ５１４を含む共振回路５０６に交流電流を供給するドライバ回路５０４の動作を制御することができる。共振回路５０６は、本明細書ではタンク回路、ＬＣタンク回路またはＬＣタンクとも呼ばれ、共振回路５０６のＬＣノード５１０で測定された電圧５１６は、タンク電圧とも呼ばれる。

【0021】

無線送信機５００は、適合するデバイスが充電面に置かれたか否かを判定するために、充電デバイスによって使用され得る。例えば、充電デバイスは、無線送信機５００を介して間欠的なテスト信号（アクティブｐｉｎｇまたはデジタルｐｉｎｇ）を送信することによって、適合するデバイスが充電面に置かれたことを判定することができ、共振回路５０６は、適合するデバイスがテスト信号に応答するか又はテスト信号の特性を変更するときに、エンコードされた信号を検出または受信することができる。充電デバイスは、規格、慣習、製造者またはアプリケーションによって規定された応答信号を受信した後、少なくとも１の充電セル内の１または複数のコイルを作動させるように構成され得る。いくつかの例では、充電デバイスが適合デバイスの充電に使用する最適な充電セルを見付けることができるように、適合デバイスが、受信した信号強度を伝達することによってｐｉｎｇに応答することができる。

【0022】

パッシブｐｉｎｇ技術は、本明細書に開示の特定の態様に従って適応されたデバイスの充電パッドに近接する受信コイルの存在を識別するために、ＬＣノード５１０で測定または観察された電圧および／または電流を使用することができる。多くの従来のワイヤレス充電器送信機において、ＬＣノード５１０で電圧を測定するための回路、またはＬＣネットワーク内の電流を測定するための回路が提供される。これらの電圧および電流は、電力調整の目的で、またはデバイス間の通信をサポートするために監視することができる。図５に示す例では、ＬＣノード５１０における電圧が監視されるが、短いパルスが共振回路５０６に提供されるパッシブｐｉｎｇをサポートするために、追加的または代替的に電流が監視されることが企図されている。パッシブｐｉｎｇ（初期電圧Ｖ_０）に対する共振回路５０６の応答は、以下のように、ＬＣノード５１０における電圧（Ｖ_ＬＣ）によって示すことができる。

【0023】

本明細書に開示の特定の態様によれば、適合するデバイスを充電するために最適な電磁場を提供するように、１または複数の充電セル内のコイルを選択的に作動させることができる。いくつかの例では、コイルが充電セルに割り当てられ、いくつかの充電セルが他の充電セルと重なるようにしてもよい。後者の例では、充電セルレベルで最適な充電構成を選択することができる。他の例では、充電デバイスの表面上で充電されるデバイスの配置に基づいて充電セルを規定することができる。それらの他の例では、各充電イベントに対して作動されるコイルの組合せが異なることがある。いくつかの実施態様では、充電デバイスが、充電イベント中に作動させる１または複数のセルおよび／または１または複数の予め設定された充電セルを選択することができるドライバ回路を含むことができる。

【0024】

図６は、パッシブｐｉｎｇに対する応答６００が式３に従って減衰する第１の例を示している。時間ｔ＝０における励起パルスの後、電圧および／または電流は、式１で規定される共振周波数で、式３で規定される減衰率で振動していることが分かる。振動の最初のサイクルは、電圧レベルＶ_０で始まり、Ｖ_ＬＣは、Ｑ値とωによって制御されるように、ゼロまで減衰し続ける。図６に示す例は、物体が存在しないか、または充電パッドの近くにないときの典型的な開放または無負荷応答を示している。図６では、Ｑ値が２０であると仮定される。

【0025】

図７は、パッシブｐｉｎｇに対する応答７００が式３に従って減衰する第２の例を示している。時間＝０における励起パルスの後、電圧および／または電流は、式１で規定される共振周波数で、式３で規定される減衰率で振動していることが分かる。振動の最初のサイクルは、電圧レベルＶ_０で始まり、Ｖ_ＬＣは、Ｑ値とωによって制御されるように、ゼロまで減衰し続ける。図７に示す例は、物体が充電パッドに存在するか、または充電パッドの近くにあってコイルに負荷をかける負荷応答を示している。図６において、Ｑ値は、７の値を有することができる。Ｖ_ＬＣは、電圧応答７００において、電圧応答６００よりも高い周波数で振動する。

【0026】

図８は、応答８００、８２０、８４０の差が観察される一連の例を示している。ドライバ回路５０４が、２．５μｓよりも短いパルスを用いて共振回路５０６を励起すると、パッシブｐｉｎｇが開始される。送信機上に置かれた異なるタイプの無線受信機および異物は、送信機のＬＣノード５１０の電圧または共振回路５０６の電流において観察可能な異なる応答をもたらす。これらの差は、Ｖ_０の振動の共振回路５０６の周波数のＱ値の変動を示し得る。表１は、開放状態に関連して充電パッド上に置かれた物体の具体的な例を示している。

表１では、Ｑ値を次のように計算することができる。

ここで、Ｎは、励起から振幅が０．５Ｖ_０を下回るまでのサイクル数である。

【0027】

選択的に作動させるコイル
本明細書に開示の特定の態様によれば、適合するデバイスを充電するために最適な電磁場を提供するように、１または複数の充電セル内の伝送コイルを選択的に作動させることができる。いくつかの例では、伝送コイルが充電セルに割り当てられ、いくつかの充電セルが他の充電セルと重なるようにしてもよい。後者の例では、充電セルレベルで最適な充電構成を選択することができる。他の例では、充電面上で充電されるデバイスの配置に基づいて充電セルを規定することができる。それらの他の例では、各充電イベントに対して作動されるコイルの組合せが異なることがある。いくつかの実施態様では、充電デバイスが、充電イベント中に作動させる１または複数のセルおよび／または１または複数の予め設定された充電セルを選択することができるドライバ回路を含むことができる。

【0028】

図９は、本明細書に開示の特定の態様に従って適応されるワイヤレス充電器で使用するためのマトリックス多重化スイッチングをサポートする第１のトポロジー９００を示している。ワイヤレス充電器は、受信デバイスを充電するために１または複数の充電セル１００を選択することができる。使用されていない充電セル１００は、電流の流れから切り離すことができる。比較的多数の充電セル１００を、対応する数のスイッチを必要とする図２に示すハニカムパッケージ構成で使用することができる。本明細書に開示の特定の態様によれば、充電セル１００を、特定のセルが電力供給されることを可能にする２以上のスイッチに接続された複数のセルを有するマトリックス９０８に論理的に配置することができる。図示のトポロジー９００では、２次元マトリックス９０８が提供され、次元がＸおよびＹ座標によって表される。第１のセットのスイッチ９０６の各々は、セルの縦列における各セルの第１の端子を、ワイヤレス充電中にコイルを作動させるために電流を供給する無線送信機および／または受信機回路９０２に選択的に結合するように構成されている。第２のセットのスイッチ９０４の各々は、セルの横列における各セルの第２の端子を、無線送信機および／または受信機回路９０２に選択的に結合するように構成されている。セルは、その両方の端子が無線送信機および／または受信機回路９０２に結合されているときは、アクティブである。

【0029】

マトリックス９０８の使用により、同調ＬＣ回路のネットワークを動作させるために必要なスイッチングコンポーネントの数を大幅に削減することができる。例えば、Ｎ個の個別に接続されたセルは少なくともＮ個のスイッチを必要とするが、Ｎ個のセルを有する２次元マトリックス９０８は√Ｎ個のスイッチで動作させることができる。マトリックス９０８の使用により、大幅にコストを削減することができ、回路および／またはレイアウトの複雑さを低減することができる。一例では、９セルの態様は、６個のスイッチを使用して３×３マトリックス９０８で実現することができ、３個のスイッチを節約することができる。別の例では、１６セルの態様は、８個のスイッチを使用して４×４マトリックス９０８で実現することができ、８個のスイッチを節約することができる。

【0030】

動作中、少なくとも２のスイッチが、１つのコイルを無線送信機および／または受信機回路９０２に能動的に結合するために閉じられる。複数のコイルを無線送信機および／または受信機回路９０２に容易に接続するために、複数のスイッチを同時に閉じることができる。例えば、受信デバイスに電力を伝送する際に複数の伝送コイルを駆動する動作モードを可能にするために、複数のスイッチを閉じることができる。

【0031】

図１０は、本明細書に開示の特定の態様に従って、各コイルまたは充電セルがドライバ回路１００２によって個別にかつ／または直接駆動される第２のトポロジー１０００を示している。ドライバ回路１００２は、受信デバイスを充電するためにコイルのグループ１００４から１または複数のコイルまたは充電セル１００を選択するように構成することができる。充電セル１００に関連して本明細書に開示した概念は、個々のコイルまたはコイルのスタックの選択的な作動に適用され得ることが理解されよう。使用されていない充電セル１００は、電流を受け取らない。比較的多数の充電セル１００が使用中であってもよく、個々のコイルまたはコイルのグループを駆動するためにスイッチングマトリックスを採用することができる。一例では、第１のスイッチングマトリックスが、充電イベント中に使用される充電セルまたはコイルのグループを規定する接続を構成することができ、第２のスイッチングマトリックス（例えば、図９を参照）が、充電セルおよび／または選択されたコイルのグループを作動させるために使用され得る。

【0032】

マルチコイルワイヤレス充電器からのデバイスの取り外しの検出
図１１に示すように、本開示の特定の態様に従って提供されるマルチコイルワイヤレス充電システム１１００は、充電が進行している間に受信デバイス１１０６の取り外しを確実に検出するように構成することができる。受信デバイスの恣意的および／または予期せぬ取り外しは、接近するデバイス１１０８に対する検出効率の潜在的な喪失に加えて、他の受信デバイス１１０８に対する損傷を引き起こす可能性がある。マルチコイルワイヤレス充電システム１１００は、複数の伝送コイル１１０４_１～１１０４_ｎを含む充電面１１０２を提供する。図示の例では、受信デバイス１１０６が、ｎ番目の伝送コイル（伝送コイル１１０４_ｎ）から充電磁束を受信している間に取り外されている。

【0033】

場合によっては、充電面１１０２は、受信デバイス１１０６が取り外された後も、伝送コイル１１０４_ｎに充電電流を供給し続ける。接近するデバイス１１０８は、充電電流が流れている間、充電面１１０２上に配置される可能性がある。充電電流は、典型的には、受信デバイス１１０６の能力に基づいて設定されており、受信デバイスの能力は、接近するデバイス１１０８の能力とは異なる場合がある。接近するデバイス１１０８が、元の受信デバイス１１０６のために意図された誘導電流のレベルを処理するように設計されていない場合、接近するデバイス１１０８に対する損傷が生じる可能性がある。

【0034】

本開示の特定の態様は、マルチコイルワイヤレス充電システム１１００が、充電面１１０２からの受信デバイス１１０６の取り外しを迅速かつ確実に検出することを可能にする。マルチコイルワイヤレス充電システム１１００は、受信デバイス１１０６の取り外しを検出すると、アクティブな伝送コイル１１０４_ｎへの充電電流の流れを中止することができる。マルチコイルワイヤレス充電システム１１００は、受信デバイス１１０６の取り外しおよび充電電流の中止を検出すると、接近するデバイス１１０８を含む物体を検出するように充電面１１０２を構成することができる。

【0035】

本開示の特定の態様によれば、受信デバイス１１０６の取り外しは、充電回路、または伝送コイル１１０４_１～１１０４_ｎのうちの１または複数の特定の特性を監視することによって検出することができる。特定の例では、伝送コイル１１０４_ｎと受信デバイス１１０６内の受信コイルとの間の電磁結合の変化に起因し得る測定された電気量の変化に基づいて、受信デバイス１１０６の取り外しを検出することができる。

【0036】

一例では、動的推論結合評価（ＤＩＣＥ）を使用して、リアルタイムで結合の質を検出することができる。ＤＩＣＥは、伝送コイルおよび直列共振コンデンサを含む回路における実電力と無効電力との比の評価を含むことができる。送信機のインダクタ・コンデンサ（ＬＣ）回路に蓄積される無効電力の量は、結合係数の影響を大きく受ける。結合係数は、無線送信機のＬＣ回路における相互インダクタンスと漏れインダクタンスとの比を定義する。例えば、無線送信機のＬＣ回路における漏れインダクタンスは、次式で表すことができる。

ここで、Ｌ_Ｔｘは送信機コイルの自己インダクタンスを表し、ｋは結合係数を表している。結合が減少すると結合係数が低くなり、漏れインダクタンスが増加するため、送信機の漏れインダクタンスにより多くの無効エネルギーが蓄積される。漏れインダクタンスに蓄積されたエネルギーは電力伝送に寄与することはなく、漏れインダクタンスにエネルギーが蓄積されると、ＬＣノードにおける電圧が上昇する。

【0037】

１または複数の伝送コイル１１０４_１～１１０４_ｎと受信デバイス１１０６との間の結合の特定の態様は、ＬＣノードで測定される電圧によって特徴付けることができる。ＬＣノードで測定された電圧の測定値は、他の理由で利用できる場合がある。場合によっては、ＬＣノードでの電圧は、パワーエレクトロニクスおよび共振コンデンサを保護するために使用される過電圧インジケータとして監視されることがある。一例では、測定回路が、閾値レベルを超える電圧を検出するように構成された電圧コンパレータを含む。本明細書に開示の特定の態様によれば、測定回路を追加するか、または既存の測定回路を使用して、結合の質によって直接変化するＬＣノードにおける電圧を定量化または比較することができる。

【0038】

マルチコイルワイヤレス充電器からのデバイスの取り外しの検出
図１１に示すように、本開示の特定の態様に従って提供されるマルチコイルワイヤレス充電システム１１００は、充電が進行している間に受信デバイス１１０６の取り外しを確実に検出するように構成することができる。受信デバイスの恣意的および／または予期せぬ取り外しは、接近するデバイス１１０８に対する検出効率の潜在的な喪失に加えて、他の受信デバイス１１０８に対する損傷を引き起こす可能性がある。マルチコイルワイヤレス充電システム１１００は、複数の伝送コイル１１０４_１～１１０４_ｎを含む充電面１１０２を提供する。図示の例では、受信デバイス１１０６が、ｎ番目の伝送コイル（伝送コイル１１０４_ｎ）から充電磁束を受信している間に取り外されている。

【0039】

場合によっては、充電面１１０２は、受信デバイス１１０６が取り外された後も、伝送コイル１１０４_ｎに充電電流を供給し続ける。接近するデバイス１１０８は、充電電流が流れている間、充電面１１０２上に配置される可能性がある。充電電流は、典型的には、受信デバイス１１０６の能力に基づいて設定されており、受信デバイスの能力は、接近するデバイス１１０８の能力とは異なる場合がある。接近するデバイス１１０８が、元の受信デバイス１１０６のために意図された誘導電流のレベルを処理するように設計されていない場合、接近するデバイス１１０８に対する損傷が生じる可能性がある。

【0040】

本開示の特定の態様は、マルチコイルワイヤレス充電システム１１００が、充電面１１０２からの受信デバイス１１０６の取り外しを迅速かつ確実に検出することを可能にする。マルチコイルワイヤレス充電システム１１００は、受信デバイス１１０６の取り外しを検出すると、アクティブな伝送コイル１１０４_ｎへの充電電流の流れを中止することができる。マルチコイルワイヤレス充電システム１１００は、受信デバイス１１０６の取り外しおよび充電電流の中止を検出すると、接近するデバイス１１０８を含む物体を検出するように充電面１１０２を構成することができる。

【0041】

本開示の特定の態様によれば、受信デバイス１１０６の取り外しは、充電回路、または伝送コイル１１０４_１～１１０４_ｎのうちの１または複数の特定の特性を監視することによって検出することができる。特定の例では、伝送コイル１１０４_ｎと受信デバイス１１０６内の受信コイルとの間の電磁結合の変化に起因し得る測定された電気量の変化に基づいて、受信デバイス１１０６の取り外しを検出することができる。

【0042】

パッシブおよびアクティブＰｉｎｇ
図１２は、本明細書に開示の特定の態様に従って適応されたワイヤレス充電デバイスで実施されるパッシブｐｉｎｇを伴う方法を示すフローチャート１２００である。ブロック１２０２において、コントローラは、短い励起パルスを生成することができ、共振回路を含むネットワークに短い励起パルスを提供することができる。ネットワークは、公称共振周波数を有し、短い励起パルスは、ネットワークの公称共振周波数の周期の半分未満の持続時間を有することができる。他の例では、短い励起パルスが、ネットワークの共振周波数の複数の周期に対応する持続時間を有することができる。公称共振周波数は、鉄の物体、非鉄物体および／または充電されるデバイスの受信コイルを含む外部の物体から、共振回路の伝送コイルが隔離されているときに観測され得る。

【0043】

ブロック１２０４において、コントローラは、ネットワークの共振周波数を測定するか、またはパルスに応答するネットワークの共振の減衰を監視することができる。本明細書に開示の特定の態様によれば、デバイスまたは他の物体が伝送コイルに近接して配置されたときに、ネットワークに関連する共振周波数および／またはＱ値が変更され得る。共振周波数は、共振回路の伝送コイルが外部の物体から隔離されているときに観測される公称共振周波数から増加または減少する可能性がある。また、ネットワークのＱ値は、共振回路の伝送コイルが外部の物体から隔離されているときに測定可能な公称Ｑ値に対して増加または減少する可能性がある。本明細書に開示の特定の態様によれば、Ｑ値の差が、公称Ｑ値に関連する遅延に対して、共振回路における振動の振幅の減衰を延長または加速する場合、遅延の期間は、伝送コイルに近接して配置された物体の存在またはタイプを示すことができる。

【0044】

一例では、コントローラは、コンパレータなどを用いてＬＣノード５１０における電圧を示す信号のゼロ交差を検出するように構成された遷移検出回路を使用して、ネットワークの共振周波数を測定することができる。いくつかの例では、ゼロ交差を提供するために、信号から直流（ＤＣ）成分をフィルタリングすることができる。いくつかの例では、コンパレータが、共通の電圧レベルの交差を検出するために、オフセットを使用してＤＣ成分を考慮することができる。検出されたゼロ交差をカウントするために、カウンタを採用することができる。別の例では、コントローラは、ＬＣノード５１０の電圧を示す信号によって閾値電圧を通る交差を検出するように構成された遷移検出回路を使用して、ネットワークの共振周波数を求めることができ、この場合、信号の振幅が、論理回路によって検出および監視することができる電圧の範囲内で固定または制限される。この例では、信号の遷移をカウントするためにカウンタを採用することができる。ネットワークの共振周波数は、他の方法論を用いて測定、推定および／または計算することもできる。

【0045】

別の例では、Ｖ_ＬＣが電圧レベルＶ_０から閾値電圧レベルまで減衰するまでの経過時間を測定するために、タイマまたはカウンタを採用することができる。経過時間は、ネットワークの減衰特性を示すために使用することができる。閾値電圧レベルは、パルスに対する様々な応答８００、８２０、８４０をカウンタまたはタイマが区別できるように、十分な精度を提供するように選択され得る。Ｖ_ＬＣは、検出または測定されたピーク、ピークツーピーク、エンベロープおよび／または整流された電圧レベルによって表すことができる。ネットワークの減衰特性は、他の方法論を用いて測定、推定および／または計算することもできる。

【0046】

ブロック１２０６において、公称共振周波数に対する共振周波数の変化が、伝送コイルに近接する物体の存在を示しているとコントローラが判定した場合、コントローラは、ブロック１２１２において、物体の識別を試みることができる。コントローラがブロック１２０６で共振周波数が公称共振周波数と実質的に同じであると判定した場合、コントローラはブロック１２０８で、共振回路における振動の振幅の減衰特性を考慮することができる。コントローラは、公称共振周波数を中心とする、またはそれを含む規定された周波数範囲内に周波数が留まっている場合に、ネットワークの共振周波数が公称共振周波数と実質的に同じであると判定するようにしてもよい。いくつかの態様では、コントローラは、共振周波数および減衰特性の変化を使用して物体を識別することができる。それらの後者の態様では、コントローラは、共振周波数に関係なく、ブロック１２０８を継続することができ、伝送コイルの近くに配置された物体を識別する際に、追加のパラメータとして共振周波数の変化を使用することができる。

【0047】

ブロック１２０８において、コントローラはタイマを使用することができ、かつ／または初期のＶ_０振幅と減衰特性の評価に使用される閾値振幅との間に経過した共振回路の振動のサイクルをカウントすることができる。一例では、Ｖ_０／２を閾値振幅として選択することができる。ブロック１２１０では、初期Ｖ_０振幅と閾値振幅との間のサイクル数または経過時間を用いて、共振回路における発振振幅の減衰を特徴付け、この特徴付けた減衰を対応する公称減衰特性と比較することができる。ブロック１２１０において、周波数および遅延特性の変化が検出されない場合、コントローラは、物体が伝送コイルに近接して配置されていないと判定して手順を終了することができる。ブロック１２１０において、周波数および／または遅延特性の変化が検出された場合、コントローラは、ブロック１２１２において、物体を識別することができる。

【0048】

ブロック１２１２において、コントローラは、充電面を含む充電パッドに置かれた受信デバイスを識別するように構成され得る。コントローラは、他のタイプの物体、または充電パッド上に最適に配置されていない受信デバイス（例えば、パッシブｐｉｎｇを提供する伝送コイルと位置がずれている受信デバイスなど）を無視するように構成することができる。いくつかの態様では、コントローラは、共振周波数、減衰時間、共振周波数の変化、減衰時間の変化および／またはＱ値の推定値で索引付けされたルックアップテーブルを使用することができる。ルックアップテーブルは、特定のデバイスのタイプを識別する情報、および／または識別されたデバイスまたはタイプのデバイスを充電する際に使用される充電パラメータを提供することができる。

【0049】

パッシブｐｉｎｇは、共振回路９０６のＬＣノード５１０で観測される公称共振周波数の半周期未満であり得る、非常に短い励起パルスを使用する。従来のｐｉｎｇは、１６，０００を超えるサイクルにわたって伝送コイルをアクティブに駆動することができる。従来のｐｉｎｇによって消費される電力および時間は、パッシブｐｉｎｇの電力および時間の使用を数桁上回ることがある。ある例では、パッシブｐｉｎｇは１回のｐｉｎｇで約０．２５μＪを消費し、最大ｐｉｎｇ時間は約１００μｓであるのに対し、従来のアクティブｐｉｎｇは１回のｐｉｎｇで約８０ｍＪを消費し、最大ｐｉｎｇ時間は約９０ｍｓである。この例では、エネルギー散逸が３２０，０００分の１に減少し、１回のｐｉｎｇの時間が９００分の１に減少する可能性がある。他の例では、励起パルスが、共振回路９０６のＬＣノード５１０で観測される公称共振周波数の複数サイクル（ただし、３０サイクル未満）に対応する持続時間を有することができる。一例では、複数サイクルの励起パルスが、１０サイクル未満である持続時間を有する。

【0050】

また、パッシブｐｉｎｇ手順は、静電容量式検知などの別の低電力検知方法論と組み合わせることもできる。静電容量式検知などは、充電面に近接している物体の有無を判定する超低電力の検出方法を提供することができる。静電容量式検知の後、パッシブｐｉｎｇを各コイルで順次または同時に送信することで、潜在的な受信デバイスおよび／または物体がどこに位置するかのより正確なマップを作成することができる。パッシブｐｉｎｇの手順が実行された後、最も可能性の高いデバイスの位置にアクティブｐｉｎｇ（例えば、アクティブデジタルｐｉｎｇ）を提供することができる。デバイスの位置検知、識別および充電のためのアルゴリズムの一例が、図１４に示されている。

【0051】

図１３は、本明細書に開示の特定の態様に従って実現されるワイヤレス充電デバイスにより採用され得る複数の検知および／または問合せ技術を含む電力伝送管理手順を示すフローチャート１３００である。この手順は、定期的に開始することができ、いくつかの例では、ワイヤレス充電デバイスが低電力状態またはスリープ状態を終了した後に開始することができる。ある例では、この手順を、充電パッド上へのデバイスの配置に対する１秒未満の応答を提供するように計算された周波数で繰り返すことができる。手順の最初の実行中にエラー状態が検出された場合に、かつ／または、充電パッドに置かれたデバイスの充電が完了した後に、手順に再び入ることができる。

【0052】

ブロック１３０２では、コントローラが、静電容量式近接検知を使用して初期探索を実行することができる。静電容量式近接検知は、迅速にかつ低消費電力で実行することができる。一例では、静電容量式近接検知を反復的に実行することができ、各反復において１または複数の伝送コイルがテストされる。各反復においてテストされる伝送コイルの数は、コントローラが利用可能な検知回路の数によって決定することができる。ブロック１３０４において、コントローラは、静電容量式近接検知が、伝送コイルの１つに近接する物体の存在または潜在的な存在を検知したか否かを判定することができる。静電容量式近接検知によって物体が検知されなかった場合、コントローラは、ブロック１３２４において、充電デバイスを低電力、アイドルおよび／またはスリープ状態にすることができる。物体が検出された場合には、コントローラは、ブロック１３０６でパッシブｐｉｎｇ検知を開始することができる。

【0053】

ブロック１３０６において、コントローラは、（静電容量式検知が使用されない場合）１または複数Ｎの伝送コイルの近傍にある物体を検出するか、または（静電容量式検知が使用されない場合）その存在を確認するために、かつ／または近接して位置する物体の性質を評価するために、パッシブｐｉｎｇ検知を開始することができる。パッシブｐｉｎｇ検知は、静電容量式近接検知と同程度の電力量を消費するが、それより長い時間に及ぶことがある。一例として、各パッシブｐｉｎｇは、約１００μｓで完了することができ、０．２５μＪを消費する可能性がある。パッシブｐｉｎｇは、静電容量式近接検知によって対象であると識別された各伝送コイルに提供されるようにしてもよい。いくつかの態様では、パッシブｐｉｎｇが、オーバーレイされた伝送コイルを含む、静電容量式近接検知によって対象であると識別された各伝送コイルの近傍の伝送コイルに提供されるようにしてもよい。ブロック１３０８において、コントローラは、パッシブｐｉｎｇ検知が、受信デバイスであり得る伝送コイルの１つに近接する潜在的な充電式デバイスの存在を検出したか否かを判定することができる。潜在的な充電式デバイスが検出されていない場合、Ｎ個のコイルのうちの次のコイルをテストするために、ブロック１３０６において、パッシブｐｉｎｇ検知を継続することができる。パッシブｐｉｎｇ検知は、決定ブロック１３０８で示すように、Ｎ個のコイルすべてがテストされるまで、続けられる。一例において、コントローラは、すべての伝送コイルがテストされた後、パッシブｐｉｎｇ検知を終了する。決定ブロック１３１０で示すように、Ｎ個のコイル（または他の例ではＮ個のうちのコイルの決定されたサブセット）すべてがテストされた後、コントローラは、ブロック１３１２で示すように、物体を検出するすべてのコイルに対してアクティブデジタルｐｉｎｇ検知を開始することができる。他の態様では、アクティブｐｉｎｇの結果が得られた後に、パッシブｐｉｎｇ検知を再開することができる。

【0054】

ブロック１３１２では、コントローラが、アクティブｐｉｎｇを使用して、潜在的な充電式デバイスを問い合わせることができる。アクティブｐｉｎｇは、パッシブｐｉｎｇ検知によって識別された伝送コイルに提供することができる。一例では、標準規定されたアクティブｐｉｎｇの遣り取りは、約９０ｍｓで完了することができ、８０ｍＪを消費する。アクティブｐｉｎｇは、潜在的な充電式デバイスに関連する各伝送コイルに提供することができる。

【0055】

ブロック１３１２において、コントローラはさらに、充電式デバイスを識別および構成することができる。ブロック１３１２で提供されたアクティブｐｉｎｇは、充電式デバイスを識別する情報を含む応答を送信するように、充電式デバイスを促すように構成することができる。いくつかの例では、コントローラは、パッシブｐｉｎｇによって検出された潜在的な充電式デバイスの識別または構成に失敗することがあり、コントローラは、ブロック１３０６において、パッシブｐｉｎｇに基づく探索を再開することができる。ブロック１３１４において、コントローラは、識別された充電式デバイスを充電するために、ベースライン充電プロファイルまたはネゴシエートされた充電プロファイルを使用すべきか否かを判定することができる。ベースラインまたはデフォルトの充電プロファイルは、規格によって規定されたものであってもよい。一例では、ベースラインプロファイルが充電電力を５Ｗに制限する。別の例では、ネゴシエートされた充電プロファイルが、最大１５Ｗで充電を進めることを可能にする。ベースライン充電プロファイルが選択されると、コントローラは、ブロック１３２０において、電力の伝送（充電）を開始することができる。

【0056】

ブロック１３１６において、コントローラは、電力伝送を最適化することができる標準規定のネゴシエーションおよびキャリブレーションプロセスを開始することができる。コントローラは、充電式デバイスとネゴシエートして、ベースライン充電プロファイルのために規定された電力プロファイルとは異なる拡張電力プロファイルを決定することができる。コントローラは、ブロック１３１８において、ネゴシエーションおよびキャリブレーションプロセスが失敗したと判定し、電力伝送管理手順を終了することができる。コントローラは、ブロック１３１８において、ネゴシエーションおよびキャリブレーションプロセスが成功したと判定した場合、ブロック１３２０において、ネゴシエーションプロファイルに従った充電を開始することができる。

【0057】

ブロック１３２２では、コントローラは、充電が正常に完了したか否かを判定することができる。いくつかの例では、電力伝送を制御するためにネゴシエートされたプロファイルが使用されるときに、エラーが検出されることがある。後者の場合、コントローラは、ブロック１３１６において、プロファイルの再ネゴシエートおよび／または再構成を試みることができる。コントローラは、充電が正常に完了したときに、電力伝送管理手順を終了することができる。

【0058】

デジタルＰｉｎｇロックアウト
受信デバイスの一部分（例えば、デバイスの充電コイルに近接していないデバイスのフレーム部分）または受信機ではない他の物体が、マルチコイルパッドの充電面に重なる場合、そのような部分または物体は、デバイス部分または受信機ではない他の物体の検出後に、繰り返し発生するデジタルまたはアクティブｐｉｎｇを引き起こす可能性がある。それらの部分または物体は受信しないため、それらはアクティブまたはデジタルｐｉｎｇに対するｐｉｎｇ応答をもたらすことはない。それらのデジタルｐｉｎｇは、余分な信号ノイズを生成し、電力を浪費する可能性もある。また、デジタルｐｉｎｇの繰り返しが十分に頻繁である場合、それらが、不要で、有害でもある物体の加熱の一因になる可能性もある。このため、本開示はデジタルｐｉｎｇロックアウトプロセスを提供するものであり、このプロセスでは、複数のｐｉｎｇの連続発生を監視し、ｐｉｎｇが、予め設定された時間またはｐｉｎｇのカウントの後に、検出された受信機または物体からｐｉｎｇ応答を受信しない場合（例えば、否定応答（ＮＡＣＫ））に、デジタルｐｉｎｇを停止して（すなわち、物体へのデジタルｐｉｎｇをロックアウトして）、信号ノイズ、無駄な電力、および物体の不要な加熱を回避する。

【0059】

図１４は、ワイヤレス充電デバイス１４００において不要なデジタルｐｉｎｇが発生する可能性がある例示的なシナリオを示している。図示のように、ワイヤレス充電デバイス１４００は、多数の充電コイル（または充電セル）１４０４を含む充電面１４０２を含む。この例では、ＬＰ１～ＬＰ１８とラベル付けされた１８個のコイル１４０４が存在する。

【0060】

また、ワイヤレス充電が可能な電子デバイスなどの受信（Ｒｘ）デバイス１４０６も示されている。しかしながら、他の例では、デバイス１４０６は、パッシブまたはアナログｐｉｎｇで検出可能であるが、ｐｉｎｇ応答または肯定応答（ＡＣＫ）を提供することができない、完全に非受信デバイスの場合もある。さらに、Ｒｘデバイス１４０６がワイヤレス充電が可能なデバイスである場合、デバイス１４０６内のコイル１４０８は、デバイス１４０６に充電エネルギーを供給するために使用されるコイルＬＰ４（１４０４_４とも示される）の１つに近接して配置される可能性がある。さらに、コイル１４０８がコイル１４０４_４からのデジタルまたはアクティブｐｉｎｇを受信して応答することができる領域を示すために、範囲または領域１４１０が示されている。この領域１４１０の外側では、充電デバイス１４００の他のコイルが、受信デバイス１４０６の一部分によって覆われ、その部分は、コイル１４０４からのパッシブまたはアナログｐｉｎｇによって検出されるが、デバイス１４０６のそれらの部分にはコイルまたは他の検知／送信手段が配置されていないため、ｐｉｎｇ応答を受けることはない。パッシブまたはアナログｐｉｎｇによってデバイス１４０６を検知することができるが、ｐｉｎｇ応答を受信することはない充電デバイス１４００の充電コイルの例には、水平線の網掛けで示されたコイルＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ５、ＬＰ７～ＬＰ１０（すなわち、１４０４_１、１４０４_２、１４０４_５、１４０４_７～１４０４_１０）が含まれる。それらのコイル１４０４_１、１４０４_２、１４０４_５、１４０４_７～１４０４_１０の場合、パッシブｐｉｎｇがそれらの部分または物体の存在を検出するため、その後、通常の手順では、図１３に関連して説明したような、それらのコイルを使用してデジタルまたはアクティブｐｉｎｇが発せられる。しかしながら、前述したように、それらのコイルによるアクティブまたはデジタルｐｉｎｇは、システムノイズの増加、電力の浪費、および物体の望ましくない加熱を引き起こす可能性がある。

【0061】

図１５は、受信デバイスまたは物体からｐｉｎｇ応答を受信しないコイルまたは受信しないであろうコイルによるデジタルｐｉｎｇを停止する（すなわち、デジタルｐｉｎｇをロックアウトする）、デバイス１４００などのワイヤレス充電デバイスで実現され得る方法１５００のフロー図を示している。この方法１５００は、図１３の通常の手順で発生し得るノイズ、電力浪費、および加熱を軽減する。具体的に、本方法１５００は、最初に、ブロック１５０２で示すように、少なくとも１のコイル（例えば、１４０４_１）からのアナログｐｉｎｇによって物体が検出されたか否かを判定するステップを含む。物体が検出された場合、フローはブロック１５０４に進み、そのコイルによってデジタルｐｉｎｇが実行される。物体が検出されない場合、フローはブロック１５０６に進み、否定応答（ＮＡＣＫ）カウンタまたは類似の機能がリセットされる。ＮＡＣＫカウンタは、後述するように、コイルによって送信されるデジタルｐｉｎｇの数を制限するために、コイルがデジタルｐｉｎｇ応答を受信しない場合に、各インスタンスをカウントするために使用されることに留意されたい。フローは、ブロック１５０６から方法１５００のスタートに戻って、パッシブまたはアナログｐｉｎｇプロセスが再開され、物体が存在する否かを検出する試みがなされることに留意されたい。

【0062】

ブロック１５０４でデジタルｐｉｎｇが実行された後、決定ブロック１５０８に示すように、デジタルｐｉｎｇに対するｐｉｎｇ応答が物体からコイルで受信されたか否かのチェックが行われる。応答が受信された場合、フローはブロック１５１０に進み、否定応答（ＮＡＣＫ）カウントまたはカウンタがリセットされる。

【0063】

代替的には、ブロック１５１０において、デジタルｐｉｎｇに対して応答が受信されない場合、フローはブロック１５１２に進み、ＮＡＣＫカウントまたはカウンタが１つインクリメントされる。次に、フローは決定ブロック１５１４に進み、ＮＡＣＫカウンタの現在値が、各デジタルｐｉｎｇからの連続する無応答の最大数に対応する予め設定された閾値と比較される。ＮＡＣＫカウントまたはカウンタの現在値が閾値を超えない場合、フローは、スタートに戻って、アナログｐｉｎｇ、ブロック１５０２でのアナログｐｉｎｇによる物体の存在の判定へと進み、アナログｐｉｎｇにより判定されるように物体が依然として存在する場合には、その後のデジタルｐｉｎｇに移行する。

【0064】

ＮＡＣＫカウントまたはカウンタが、ブロック１５１４で判定されるように、予め設定された閾値を超えると（これは最大数の連続する無応答のデジタルｐｉｎｇが送信されたことを意味する）、フローはブロック１５１６に進む。ブロック１５１６では、物体の存在をチェックするために、アナログｐｉｎｇを継続することができる。決定ブロック１５１６（およびアナログｐｉｎｇ）は、物体が移動して検出されなくなるまで、ループを続ける。ブロック１５１６はループを続けるため、無応答の物体が存在し、それがコイルによって検出されている間、デジタルｐｉｎｇは停止またはロックアウトされる。物体が取り除かれると、フローはブロック１５０６に進んで、ＮＡＣＫカウントまたはカウンタがリセットされた後、本方法１５００のスタートに戻る。したがって、本方法１５００は、無応答の物体に対してコイルから発せられる連続するデジタルｐｉｎｇの数を制限する。いくつかの態様では、ＮＡＣＫカウントが、例えば、３に設定されるが、それに限定されるものではなく、それよりも少ない場合または多い場合もある。

【0065】

さらなる態様では、パッシブｐｉｎｇで物体を検出する各コイルに対して本方法１５００を実施することができる。例えば、図１４の受信デバイス１４０６を検出する各コイルＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ５、ＬＰ７～ＬＰ１０（すなわち、１４０４_１、１４０４_２、１４０４_５、１４０４_７～１４０４_１０）など、コイルの各々に対して、本方法１５００を実施することができる。

【0066】

図１６は、バッテリをワイヤレスで充電することを可能にする充電デバイスに組み込むことができる装置１６００のハードウェア実装の一例を示している。いくつかの例では、装置１６００が、本明細書に開示の１または複数の機能を実行することができる。本開示の様々な態様によれば、本明細書に開示の要素、要素の任意の部分、または要素の任意の組合せは、処理回路１６０２を用いて実現することができる。処理回路１６０２は、ハードウェアモジュールおよびソフトウェアモジュールのある組合せによって制御される１または複数のプロセッサ１６０４を含むことができる。プロセッサ１６０４の例には、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＳｏＣ、ＡＳＩＣ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、ステートマシン、シーケンサ、ゲートロジック、ディスクリートハードウェア回路、および本開示全体を通して記載される様々な機能を実行するように構成された他の適切なハードウェアが含まれる。１または複数のプロセッサ１６０４は、特定の機能を実行する専用のプロセッサを含むことができ、ソフトウェアモジュール１６１６の１つによって構成、増強または制御することができる。１または複数のプロセッサ１６０４は、初期化中にロードされたソフトウェアモジュール１６１６の組合せを通じて構成されるものであってもよく、動作中に１または複数のソフトウェアモジュール１６１６をロードまたはアンロードすることによってさらに構成されるものであってもよい。

【0067】

図示の例では、処理回路１６０２が、概してバス１６１０で示されるバスアーキテクチャで実現することができる。バス１６１０は、処理回路１６０２の具体的なアプリケーションおよび全体的な設計上の制約に応じて、任意の数の相互接続バスおよびブリッジを含むことができる。バス１６１０は、１または複数のプロセッサ１６０４およびストレージ１６０６を含む様々な回路をリンクする。ストレージ１６０６は、メモリデバイスおよび大容量ストレージデバイスを含むことができ、本明細書では、コンピュータ可読媒体および／またはプロセッサ可読媒体とも呼ばれる。ストレージ１６０６は、一時的な記憶媒体および／または非一時的な記憶媒体を含むことができる。

【0068】

バス１６１０は、タイミングソース、タイマ、周辺機器、電圧レギュレータおよび電源管理回路などの様々な他の回路もリンクすることができる。バスインターフェース１６０８は、バス１６１０と１または複数のトランシーバ１６１２との間のインターフェースを提供することができる。一例では、標準規定プロトコルに従って、装置１６００が充電デバイスまたは受信デバイスと通信できるようにするために、トランシーバ１６１２を設けることができる。また、装置１６００の性質に応じて、ユーザインタフェース１６１８（例えば、キーパッド、ディスプレイ、スピーカ、マイクロフォン、ジョイスティック）も提供することができ、バス１６１０に直接またはバスインタフェース１６０８を介して通信可能に結合することができる。

【0069】

プロセッサ１６０４は、バス１６１０の管理と、ストレージ１６０６を含むコンピュータ可読媒体に格納されたソフトウェアの実行を含む全体的な処理とを担うことができる。この点において、プロセッサ１６０４を含む処理回路１６０２は、本明細書に開示の方法、機能および技術のいずれかを実現するために使用することができる。ストレージ１６０６は、ソフトウェアの実行時にプロセッサ１６０４によって操作されるデータを格納するために使用することができ、ソフトウェアは、本明細書に開示の方法のいずれか一つを実行するように構成することができる。

【0070】

処理回路１６０２の１または複数のプロセッサ１６０４は、ソフトウェアを実行することができる。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコードまたはハードウェア記述言語などと呼ばれるかどうかにかかわらず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、プロシージャ、関数などを意味するものとして、広く解釈されるものとする。ソフトウェアは、コンピュータ可読形式でストレージ１６０６に存在するようにしても、外部のコンピュータ可読媒体に存在するようにしてもよい。外部のコンピュータ可読媒体および／またはストレージ１６０６は、非一時的なコンピュータ可読媒体を含むことができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、例えば、磁気ストレージデバイス（例えば、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気ストリップ）、光ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ））、スマートカード、フラッシュメモリデバイス（例えば、「フラッシュドライブ」、カード、スティック、キードライブ）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭを含む消去可能ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、レジスタ、リムーバブルディスク、およびコンピュータがアクセスして読み取ることができるソフトウェアおよび／または命令を格納するための他の任意の適切な媒体を含むことができる。また、コンピュータ可読媒体および／またはストレージ１６０６は、例えば、搬送波、伝送ライン、およびコンピュータがアクセスして読み取ることができるソフトウェアおよび／または命令を送信するための他の任意の適切な媒体も含むことができる。コンピュータ可読媒体および／またはストレージ１６０６は、処理回路１６０２に存在していても、プロセッサ１６０４に存在していても、処理回路１６０２の外部にあっても、処理回路１６０２を含む複数のエンティティに分散していてもよい。コンピュータ可読媒体および／またはストレージ１６０６は、コンピュータプログラム製品に具現化されるものであってもよい。一例として、コンピュータプログラム製品は、パッケージ材料内のコンピュータ可読媒体を含むことができる。当業者は、具体的なアプリケーションおよびシステム全体に課せられた全体的な設計上の制約に応じて、本開示全体にわたって提示された記載の機能を実現するための最良の方法を認識するであろう。

【0071】

ストレージ１６０６は、本明細書でソフトウェアモジュール１６１６とも呼ばれる、ロード可能なコードセグメントにおけるソフトウェア、モジュール、アプリケーション、プログラムなどを維持および／または編成することができる。ソフトウェアモジュール１６１６の各々は、処理回路１６０２にインストールまたはロードされて、１または複数のプロセッサ１６０４によって実行されると、１または複数のプロセッサ１６０４の動作を制御するランタイムイメージ１６１４に寄与する命令およびデータを含むことができる。特定の命令は、実行されると、処理回路１６０２に、本明細書に記載の特定の方法、アルゴリズムおよびプロセスに従って機能を実行させることができる。

【0072】

ソフトウェアモジュール１６１６のいくつかは、処理回路１６０２の初期化中にロードされるものであってもよく、それらのソフトウェアモジュール１６１６は、本明細書に開示の様々な機能の実行を可能にするように処理回路１６０２を構成することができる。例えば、いくつかのソフトウェアモジュール１６１６は、プロセッサ１６０４の内部デバイスおよび／または論理回路１６２２を構成することができ、トランシーバ１６１２、バスインターフェース１６０８、ユーザインターフェース１６１８、タイマ、数値演算コプロセッサなどの外部デバイスへのアクセスを管理することができる。ソフトウェアモジュール１６１６は、割り込みハンドラおよびデバイスドライバと相互作用し、処理回路１６０２が提供する様々なリソースへのアクセスを制御する制御プログラムおよび／またはオペレーティングシステムを含むことができる。リソースは、メモリ、処理時間、トランシーバ１６１２へのアクセス、ユーザインタフェース１６１８などを含むことができる。

【0073】

処理回路１６０２の１または複数のプロセッサ１６０４は、多機能であり、それにより、ソフトウェアモジュール１６１６のいくつかがロードされ、異なる機能または同じ機能の異なるインスタンスを実行するように構成される。さらに、１または複数のプロセッサ１６０４は、例えば、ユーザインタフェース１６１８、トランシーバ１６１２およびデバイスドライバからの入力に応答して開始されるバックグラウンドタスクを管理するように適合されるようにしてもよい。複数の機能のパフォーマンスをサポートするために、１または複数のプロセッサ１６０４は、マルチタスク環境を提供するように構成されるようにしてもよく、それにより、複数の機能の各々が、必要に応じて１または複数のプロセッサ１６０４によって提供されるタスクのセットとして実現される。一例では、マルチタスク環境は、異なるタスク間でプロセッサ１６０４の制御を引き渡すタイムシェアリングプログラム１６２０を使用して実現されるものであってもよく、それにより、各タスクは、未処理の動作の完了時かつ／または割り込みなどの入力に応答して、１または複数のプロセッサ１６０４の制御をタイムシェアリングプログラム１６２０に戻す。タスクが１または複数のプロセッサ１６０４の制御を有する場合、処理回路は、制御タスクに関連する機能によって対処される目的のために効果的に特化される。タイムシェアリングプログラム１６２０は、オペレーティングシステム、ラウンドロビンベースで制御を転送するメインループ、機能の優先順位に従って１または複数のプロセッサ１６０４の制御を割り当てる機能、および／または、１または複数のプロセッサ１６０４の制御を処理機能に提供することによって外部イベントに応答する割込み作動メインループを含むことができる。

【0074】

一態様では、装置１６００が、充電回路に結合されたバッテリ充電電源と、複数の充電セルと、１または複数のプロセッサ１６０４に含まれるか又はそれによって実現されるコントローラとを有するワイヤレス充電デバイスを含むか、またはワイヤレス充電デバイスとして作動することができる。複数の充電セルは、充電面を提供するように構成することができる。少なくとも１のコイルは、各充電セルの電荷移動領域を介して電磁場を向けるように構成することができる。コントローラは、受信デバイスが充電面に置かれたときに、充電回路に、充電電流を共振回路へ供給させ、共振回路に関連する電圧若しくは電流レベルの変化若しくは変化率、または受信デバイスに伝送される電力の変化若しくは変化率を検出し、電圧若しくは電流レベルの変化若しくは変化率、または受信デバイスに伝送される電力の変化若しくは変化率が閾値を超えたときに、受信デバイスが充電面から取り除かれていることを判定するよう構成することができる。

【0075】

いくつかの実施態様では、共振回路が伝送コイルを含む。コントローラは、伝送コイルの端子で測定される電圧が閾値電圧レベルを超えたときに、受信デバイスが充電面から取り除かれたことを判定するようにさらに構成することができる。一例では、閾値電圧レベルが、ルックアップテーブルによって保持され、伝送コイルが電磁的に切り離されたときに決定される。別の例では、閾値電圧レベルが、受信デバイスが充電面に最初に配置されたときに決定される。

【0076】

特定の実施態様では、コントローラが、伝送コイルに、ワイヤレス充電デバイスの近傍の（例えば、ワイヤレス充電面上に配置された）電力受信デバイス（例えば、ＰＲｘ）によって受信され得るｐｉｎｇを送信させるようにさらに構成されている。さらに、伝送コイルは、電力受信デバイス（ＰＲｘ）からのＡＳＫ変調応答などのｐｉｎｇ応答を受信するように構成することができる。さらに、共振回路で測定される大きさは、閾値電流レベルよりも小さくなる。一例では、閾値電流レベルが、ルックアップテーブルによって保持され、物体が共振回路のコイルと電磁的に結合されていないときに決定される。別の例では、閾値電流レベルが、受信デバイスが充電面に最初に配置されたときに決定される。

【0077】

いくつかの実施態様では、装置１６００が、充電デバイスの外面に近接して配置された１または複数のセンサを有する。コントローラは、１または複数のセンサから測定値を受信し、測定値の１つが受信デバイスの物理的除去を示すときに、共振回路に関連する電圧または電流レベルを測定するようにさらに構成することができる。

【0078】

いくつかの実施態様では、ストレージ１６０６が命令および情報を保持し、命令が、１または複数のプロセッサ１６０４に、充電デバイスの少なくとも１のコイルを使用して少なくとも１のパッシブｐｉｎｇによって充電デバイスの表面に近接している物体を検出させるように構成されている。具体的に、パッシブまたはアナログｐｉｎｇで物体を検出するこの機能は、例えば、図１５のブロック１５０２のプロセスを含むことができる。

【0079】

さらなる実施態様では、ストレージ１６０６が命令および情報を保持し、命令が、１または複数のプロセッサ１６０４に、少なくとも１のコイルからの１または複数のアクティブｐｉｎｇで、検出された物体にｐｉｎｇさせるように構成されている。具体的に、デジタルまたはアクティブｐｉｎｇのこの機能は、例えば、図１５のブロック１５０４のプロセスを含むことができる。

【0080】

さらに、ストレージ１６０６は、命令および情報を保持し、命令が、１または複数のプロセッサ１６０４に、少なくとも１のコイルからの１または複数のアクティブなｐｉｎｇに応答して、物体からｐｉｎｇ応答を少なくとも１のコイルで受信したか否かを判定させるように構成されている。具体的に、この機能は、例えば、図１５のブロック１５０６のプロセスを含むことができる。

【0081】

さらに、ストレージ１６０６は、命令および情報を保持し、命令が、少なくとも１のコイルから連続して発せられたアクティブｐｉｎｇのカウントが予め設定された数を超えた後、少なくとも１のコイルでｐｉｎｇ応答が受信されない場合、１または複数のプロセッサ１６０４に、少なくとも１のコイルからのアクティブｐｉｎｇにより検出物体にｐｉｎｇするのを停止させるように構成されている。具体的に、この機能は、例えば、図１５のブロック１５１２および１５１４のプロセスを含むことができる。

【0082】

図１７は、本開示の特定の態様に従って充電デバイスを動作させるための方法１７００を示すフローチャートである。この方法１７００は、充電デバイス内のコントローラによって実行することができる。ブロック１７０２において、コントローラは、充電デバイスの少なくとも１のコイルを使用した少なくとも１のパッシブｐｉｎｇにより、充電デバイスの表面に近接している物体を検出することができる。

【0083】

さらに、コントローラは、ブロック１７０４に示すように、少なくとも１のコイルからの１または複数のアクティブｐｉｎｇで、検出された物体にｐｉｎｇすることができる。さらに、コントローラは、ブロック１７０６に示すように、少なくとも１のコイルからの１または複数のアクティブｐｉｎｇに応答して、物体から少なくとも１のコイルでｐｉｎｇ応答を受信したか否かを判定することができる。さらに、コントローラは、ブロック１７０８に示すように、少なくとも１のコイルから連続して発せられたアクティブｐｉｎｇのカウントが予め設定された数を超えた後、少なくとも１のコイルでｐｉｎｇ応答が受信されない場合に、少なくとも１のコイルからのアクティブｐｉｎｇで、検出された物体にｐｉｎｇするのを停止することができる。

【0084】

上述した説明は、当業者が本明細書に記載の様々な態様を実施できるようにするために提供されたものである。これらの態様に対する様々な変更は、当業者には明らかであり、本明細書で規定される一般的な原理は、他の態様に適用することができる。このため、特許請求の範囲は、本明細書に示される態様に限定されることを意図するものではなく、請求項の文言と一致する全範囲が認められるものであり、単数形の要素への言及は、特に明記がなければ、「唯一の」を意味するものではなく、「１または複数」を意味するものとする。特に明記されていない限り、「いくつか」という用語は１または複数を指している。当業者に知られている、または後に当業者に知られるようになる、本開示を通して説明される様々な態様の要素に対するすべての構造的および機能的均等物は、引用により本明細書に明示的に援用されるとともに、特許請求の範囲に含まれることが意図される。さらに、本明細書に開示されているものは、そのような開示が特許請求の範囲に明示的に記載されているか否かにかかわらず、公衆に捧げられることを意図していない。請求項の要素が「のための手段（means for）」という文言を使用して明示的に記載されていない限り、また、方法の請求項の場合には、「のためのステップ（step for）」という文言を使用して記載されていない限りは、何れの請求項の要素も、米国特許法第１１２条第６項の規定に基づいて解釈されるべきではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【国際調査報告】