(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】2024-11-15
(54)【発明の名称】充電式電子機器用の無線トランシーバ
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20241108BHJP
H02J 7/34 20060101ALI20241108BHJP
H02J 50/20 20160101ALI20241108BHJP
【ＦＩ】
H02J7/00 301D
H02J7/34 D
H02J50/20
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024525887
(86)(22)【出願日】2022-12-02
(85)【翻訳文提出日】2024-06-28
(86)【国際出願番号】 US2022080839
(87)【国際公開番号】W WO2023102540
(87)【国際公開日】2023-06-08
(31)【優先権主張番号】63/285,095
(32)【優先日】2021-12-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/308,100
(32)【優先日】2022-02-09
(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】515213630
【氏名又は名称】オシア インク．
(74)【代理人】
【識別番号】110000659
【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ゼイン，ハテム イブラヒム
【テーマコード（参考）】
5G503
【Ｆターム（参考）】
5G503AA01
5G503BA01
5G503BB01
5G503DA07
5G503DA18
5G503GB09
(57)【要約】
既存の充電式電子機器または新設計の充電式電子機器の動作および／またはバッテリの充電に無線電力信号を使用することを可能にするための無線トランシーバ、ならびに関連の方法およびコンピュータ可読媒体。本技術による無線トランシーバを利用する方法は、回路によって、回路による無線電力信号の受信に応答して誘起される電圧に関連した出力電力が、回路に結合した別の回路の電力要件を満たすか否かを判定するステップを含むことができる。出力電力が電力要件を満たす場合、第１の電流を回路から別の回路および回路に結合したバッテリに伝送することができる。あるいは、出力電力が電力要件を満たさない場合、第２の電流を回路から別の回路に伝送することができ、第３の電流をバッテリから別の回路に伝送することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の回路によって、該第１の回路による無線電力信号の受信に応答して誘起される電圧に関連した出力電力が、該第１の回路に結合した第２の回路の電力要件以上であるか否かを判定することを含む方法。
【請求項2】
前記出力電力が前記電力要件以上であるとの判定において、前記第１の回路から前記第２の回路および前記第１の回路に結合したエネルギー貯蔵装置に第１の電流を伝送することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記出力電力が前記電力要件未満であるとの判定において、前記第１の回路から前記第２の回路に第２の電流を伝送すること、および
前記エネルギー貯蔵装置から前記第２の回路に第３の電流を伝送すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記第１の回路によって、前記第２の回路が外部電源から第４の電流を受け取っていると判定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記第１の回路によって、前記第２の回路から前記第４の電流を受け取ること、および前記第１の回路によって、前記第４の電流を前記エネルギー貯蔵装置に伝送すること
をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記第１の回路の１つ以上の構成設定に従い、前記第４の電流、ならびに前記第１、第２、および第３の電流のうちの少なくとも１つを、前記第２の回路および前記エネルギー貯蔵装置への伝送のために分配することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記第１の回路によって、前記無線電力信号の受信に応答して前記電圧を誘起するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記誘起するステップは、第１の電圧を誘起することを含み、本方法は、前記第１の電圧を誘起後に第２の電圧に変換することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記無線電力信号の受信に応答して視覚インジケータを作動させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
前記第１の回路によって、無線電力トランスミッタ（ＷＰＴ）から前記無線電力信号を受信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項11】
前記第１の回路によって、前記ＷＰＴに高周波（ＲＦ）信号を送信することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記受信するステップは、前記ＷＰＴへの前記ＲＦ信号の送信に応答して前記無線電力信号を受信することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記第１の回路によって、前記第２の回路に対して前記エネルギー貯蔵装置をエミュレートすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項14】
前記第１の回路を、前記第２の回路および前記エネルギー貯蔵装置へと両者の間に結合させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項15】
前記第１の回路にアンテナを結合させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項16】
前記第１の回路を、前記第２の回路の少なくとも一部分を収容するハウジングの内部に配置することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項17】
無線電力信号を受信し、前記無線電力信号の受信に応答して電圧を誘起する
ように構成された回路と、
前記回路に結合し、
前記誘起された電圧に関連した出力電力が、前記回路に結合する別の回路の電力要件以上であるか否かを判定する
ように構成されたコントローラと
を備える装置。
【請求項18】
前記コントローラは、前記出力電力が前記電力要件以上であると判定される場合に、前記回路から前記別の回路および前記回路に結合するエネルギー貯蔵装置へと第１の電流を伝送させるようにさらに構成されている、請求項１７に記載の装置。
【請求項19】
前記コントローラは、前記出力電力が前記電力要件未満であると判定される場合に、前記回路から前記別の回路へと第２の電流を伝送させ、
前記エネルギー貯蔵装置から前記別の回路へと第３の電流を伝送させる
ようにさらに構成されている、請求項１７に記載の装置。
【請求項20】
前記コントローラは、前記別の第２の回路が外部電源から第４の電流を受け取っていると判定するようにさらに構成されている、請求項１７に記載の装置。
【請求項21】
前記コントローラは、前記エネルギー貯蔵装置へと前記第４の電流を伝送させるようにさらに構成されている、請求項２０に記載の装置。
【請求項22】
前記コントローラは、前記回路の１つ以上の構成設定に従い、前記第４の電流、ならびに前記第１、第２、および第３の電流のうちの少なくとも１つを、前記別の回路および前記エネルギー貯蔵装置への伝送のために分配させるようにさらに構成されている、請求項２１に記載の装置。
【請求項23】
前記回路は、前記無線電力信号の受信に応答して前記電圧を誘起するための手段をさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項24】
前記誘起するための手段は、第１の電圧を誘起するように構成され、本装置は、前記第１の電圧を第２の電圧に変換するための手段をさらに備える、請求項２３に記載の装置。
【請求項25】
前記回路による前記無線電力信号の受信に応答して作動するように構成された視覚インジケータをさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項26】
前記回路に結合し、無線電力トランスミッタ（ＷＰＴ）から前記無線電力信号を受信するように構成されたアンテナをさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項27】
前記ＷＰＴに高周波（ＲＦ）信号を送信するための手段をさらに備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項28】
前記コントローラは、前記アンテナに、前記ＷＰＴへの前記ＲＦ信号の送信に応答して前記無線電力信号を受信させるようにさらに構成されている、請求項２７に記載の装置。
【請求項29】
前記回路は、前記アンテナを受信モードと送信モードとの間で切り替えるための前記コントローラに結合した手段をさらに備える、請求項２７に記載の装置。
【請求項30】
前記別の回路の少なくとも一部分とのインターフェースのための前記コントローラに結合した１つ以上の入力／出力ポートをさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項31】
前記別の回路に対して前記エネルギー貯蔵装置をエミュレートするための手段をさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項32】
前記回路の少なくとも一部分は、可撓プリント回路基板として形成されている、請求項１７に記載の装置。
【請求項33】
前記回路を前記第２の回路および前記エネルギー貯蔵装置に結合させるための手段をさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項34】
プログラム命令を格納した１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記プログラム命令は、少なくとも１つのプロセッサによって実行されるときに、
第１の回路による無線電力信号の受信に応答して誘起される電圧に関連した出力電力が、前記第１の回路に結合した第２の回路の電力要件以上であるか否かを判定すること
を機械に実行させる、１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項35】
前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるときに、前記出力電力が前記電力要件以上であると判定される場合に、前記第１の回路に、前記第２の回路および前記第１の回路に結合したエネルギー貯蔵装置に第１の電流を伝送させること
を前記機械にさらに実行させる、請求項３４に記載の１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項36】
前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるときに、前記出力電力が前記電力要件以上であると判定される場合に、前記第１の回路に、
前記第２の回路に第２の電流を伝送させること、および
前記エネルギー貯蔵装置から前記第２の回路に第３の電流を伝送させること
を前記機械にさらに実行させる、請求項３４に記載の１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項37】
前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるときに、前記第２の回路が外部電源から第４の電流を受け取っていると判定すること
を前記機械にさらに実行させる、請求項３４に記載の１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項38】
前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるときに、前記第４の電流を前記第２の回路から前記エネルギー貯蔵装置へと伝送させること
を前記機械にさらに実行させる、請求項３７に記載の１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項39】
前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるときに、前記第１の回路の１つ以上の構成設定に従い、前記第４の電流、ならびに前記第１、第２、および第３の電流のうちの少なくとも１つを、前記別の回路および前記エネルギー貯蔵装置への伝送のために分配すること
を前記機械にさらに実行させる、請求項３８に記載の１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項40】
前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるときに、前記回路に、該回路による前記無線電力信号の受信に応答して前記電圧を誘起させること
を前記機械にさらに実行させる、請求項３８に記載の１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項41】
前記回路に電圧を誘起させるために前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるときに、前記プログラム命令は、前記回路に第１の電圧を誘起させること、および
前記回路に前記第１の電圧を第２の電圧に変換させること
を前記機械にさらに実行させる、請求項４０に記載の１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項42】
前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるときに、前記回路による前記無線電力信号の受信に応答して視覚インジケータを作動させること
を前記機械にさらに実行させる、請求項３４に記載の１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項43】
前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるときに、前記回路に、無線電力トランスミッタ（ＷＰＴ）からの前記無線電力信号を受信させること
を前記機械にさらに実行させる、請求項３４に記載の１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項44】
前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるときに、前記回路に、前記ＷＰＴへと高周波（ＲＦ）信号を送信させること
を前記機械にさらに実行させる、請求項３４に記載の１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項45】
前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるときに、前記回路に、前記ＷＰＴへの前記ＲＦ信号の送信に応答して前記無線電力信号を受信させること
を前記機械にさらに実行させる、請求項４４に記載の１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項46】
前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるときに、前記回路に、前記第２の回路に対して前記エネルギー貯蔵装置をエミュレートさせること
を前記機械にさらに実行させる、請求項３４に記載の１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２２年２月９日に出願された米国仮特許出願第６３／３０８，１００号および２０２１年１２月２日に出願された米国仮特許出願第６３／２８５，０９５号の利益を主張し、これらの各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２２年２月９日に出願された米国仮特許出願第６３／３０８，１００号および２０２１年１２月２日に出願された米国仮特許出願第６３／２８５，０９５号の利益を主張し、これらの各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
現時点において、多種多様な充電式電子機器が、産業界および消費者によって使用されている。ユーザは、これらの機器のバッテリの充電に関して、壁または車両の電源コンセントの利用可能性に大きく依存している。無線電力ベースの充電システムが、多数の特殊な使用事例および毎日の使用事例において充電式電子機器に関する信頼性およびユーザ体験の両方を向上させることができる。
【0003】
無線電力レシーバの試験および充電式電子機器の既存の設計および新たな設計への統合は、困難である可能性があり、したがって、工業製品および消費者製品の両方の市場への無線充電の適応を遅らせる可能性がある。ラップトップコンピュータにおけるＷｉ－Ｆｉインターネット接続に関しても、同様のロードマップおよびタイムラインに直面した。当初は、Ｗｉ－Ｆｉトランシーバを内蔵したラップトップは存在せず、無線インターネットは、ＰＣＭＣＩＡカードおよび適切なドライバソフトウェアによってのみ提供可能であった。後に、無線インターネット機能をオプションの機能としてラップトップに持たせることができるようになり、これにより、Ｗｉ－Ｆｉ ＰＣＭＣＩＡカードと同様のコンポーネントが、ユーザによってスロットに挿入されるのではなく、機器の本体に組み込まれることとなった。現時点においては、ほとんどのすべてのラップトップコンピュータに、Ｗｉ－Ｆｉ無線インターネットのために必要なすべてのハードウェアおよびソフトウェアがすでに組み込まれており、実際に、今日の多くのラップトップは、そのようなやり方でなければインターネットに接続することができず、有線接続（例えば、イーサネットケーブル）は、何らかの追加のハードウェア機能でのユーザによる適応を除き、利用できないかもしれない。
【0004】
したがって、上述の問題を克服するとともに、さらなる利点も提供する技術が、必要とされている。いくつかの先行または関連の機器、システム、および方法、ならびにそれらに関連する制限について本明細書で提供される例は、例示であって、排他的ではないように意図される。既存のシステムまたは先行のシステムの他の制限は、以下の詳細な説明を検討することで、当業者にとって明らかになるであろう。
【発明の概要】
【0005】
本技術による無線トランシーバ、ならびに関連の方法、プロセス、およびコンピュータ可読媒体は、既存の充電式電子機器または新設計の充電式電子機器の動作および／またはバッテリの充電に、無線電力信号を使用することを可能にする。開示される装置、システム、プロセス、方法、ならびにソフトウェアまたはファームウェアの実施形態は、広範囲の充電式電子機器の無線電力信号に基づく動作の好都合な適応を加速させることができる。
【0006】
特定の実施形態においては、装置が、無線電力信号を受信し、無線電力信号の受信に応答して電圧を誘起するように構成された回路を含むことができる。装置は、回路に結合したコントローラをさらに含むことができる。コントローラは、誘起された電圧に関連した出力電力が、回路に結合する別の回路の電力要件以上であるか否かを判定するように構成されてよい。コントローラによって出力電力が電力要件以上であると判定される場合に、コントローラは、回路から別の回路および回路に結合するエネルギー貯蔵装置へと第１の電流を伝送させるようにさらに構成されてよい。あるいは、コントローラによって出力電力が電力要件未満であると判定される場合に、コントローラは、回路から別の回路へと第２の電流を伝送させ、エネルギー貯蔵装置から別の回路へと第３の電流を伝送させるようにさらに構成されてよい。
【0007】
特定の実施形態においては、方法が、第１の回路によって、第１の回路による無線電力信号の受信に応答して誘起される電圧に関連した出力電力が、第１の回路に結合した第２の回路の電力要件以上であるか否かを判定するステップを含むことができる。出力電力が電力要件以上であると判定される場合、本方法は、第１の回路から第２の回路および第１の回路に結合したエネルギー貯蔵装置に第１の電流を伝送するステップを含むことができる。あるいは、出力電力が電力要件未満であると判定される場合、本方法は、第１の回路から第２の回路に第２の電流を伝送するステップ、およびエネルギー貯蔵装置から第２の回路に第３の電流を伝送するステップを含むことができる。
【0008】
特定の実施形態においては、１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体が、命令を格納することができ、命令は、少なくとも１つのプロセッサによって実行されるときに、第１の回路による無線電力信号の受信に応答して誘起される電圧に関連した出力電力が、第１の回路に結合した第２の回路の電力要件以上であるか否かを判定することを、機械に実行させる。機械が出力電力が電力要件以上であると判定する場合、プログラム命令は、第１の回路に、第２の回路および第１の回路に結合したエネルギー貯蔵装置に第１の電流を伝送させることを、機械にさらに実行させる。あるいは、機械が出力電力が電力要件未満であると判定する場合、プログラム命令は、第２の回路に第２の電流を伝送すること、およびエネルギー貯蔵装置から第２の回路に第３の電流を伝送することを、機械にさらに実行させる。
【0009】
本明細書において図示され、説明され、特許請求される本技術の実施形態は、少なくとも以下の好都合な技術的効果を提供する回路およびその制御方式を提供する。（ａ）高周波（ＲＦ）無線電力信号を用いた動作および電池の充電を可能にするために、無線トランシーバを既存の充電式電子機器に後付けすることができ、あるいは新たな設計に初めから統合することができるという技術的効果。（ｂ）無線トランシーバが、充電式電子機器の動作およびその１つ以上の電池の充電に使用するために、無線電力信号から由来する電源を含む複数の異なるＤＣ電源からの電流を受信、中継、および分配することができる回路を含むという技術的効果。（ｃ）無線トランシーバが、充電式電子機器が使用する既存の電源によって動作することができ、これに加え、あるいは代えて、無線電力信号によっても動作することができるという技術的効果。（ｄ）無線トランシーバが、既存の充電式電子機器のハウジングへの挿入を容易にできるサイズを有し、少なくとも部分的に可撓プリント回路基板（ＰＣＢ）として形成されてよいという技術的効果。（ｅ）充電式電子機器の回路およびその少なくとも１つの電池へと両者の間に結合した無線トランシーバが、機器の既存の回路および電池ならびに機器の既存のソフトウェアまたはファームウェアのいずれの変更も必要とせずに、少なくとも１つの電池をエミュレートするように制御される回路を、無線トランシーバが有するという技術的効果。（ｆ）本開示を検討することで当業者であれば容易に理解および認識できるようなその他の技術的効果。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本開示の特定の実施形態による無線給電環境のブロック図である。
【図2】本開示の特定の実施形態による無線送電システムのブロック図である。
【図3】先行技術において知られた実施形態による充電式電子機器の回路図である。
【図4】本開示の特定の実施形態による無線トランシーバの回路図である。
【図6】本開示の特定の実施形態による無線送電システムと無線トランシーバとの間の例示的な動作を示すシーケンス図である。
【図7】本開示の特定の実施形態による無線トランシーバを動作させるためのプロセスの状態図である。
【図8】本開示の特定の実施形態による無線トランシーバを動作させる方法のフローチャートである。
【図9】本開示の特定の実施形態による無線電力レシーバを有するコンピュータ機器のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
特定の実施形態の以下の詳細な説明において、本明細書の一部を形成し、例示的な実施形態を図示によって示している添付の図面を参照する。本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書の実施形態および実施例の特徴を組み合わせ、交換し、あるいは取り除くことができ、他の実施形態を利用または生成することができ、構造的変更を行うことができることも、理解されたい。
【0012】
種々の実施形態によれば、本明細書に記載の方法および機能を、コンピュータプロセッサまたはコントローラ上で実行される１つ以上のソフトウェアプログラムとして実装することができる。これらに限られるわけではないが、特定用途向け集積回路、プログラマブルロジックアレイ、システムオンチップ（ＳｏＣ）、回路ロジック、および他のハードウェアデバイスを含む専用ハードウェア実装も同様に、本明細書に記載の回路、機能、プロセス、および方法を実装するように構築することができる。方法および機能は、モジュールまたはエンジンによって実行されてもよく、それらの両方とも、特定のタスクまたはジョブを実行するように構成されたコンピュータ機器の１つ以上の物理的なコンポーネント（例えば、ロジック、回路、プロセッサ、コントローラ、など）を含むことができ、あるいは実行時にプロセッサに特定のタスクまたはジョブを実行させることができる命令を含むことができ、あるいはこれらの任意の組み合わせであってよい。さらに、本明細書に記載の方法は、実行時に本方法をプロセッサに実行させる命令を含むコンピュータ可読記憶媒体またはメモリデバイスとして実装されてもよい。
【0013】
図１を参照すると、無線給電環境のブロック図が示されており、全体として１００で指し示されている。環境１００は、１つ以上の無線送電システム（ＷＰＴＳ）１０１ａ～ｎ（「無線給電システム」、「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、１つ以上の無線電力伝送回路１０３ａ、１０３ｂ、または１０３ｃ（本明細書において、「クライアント」、「無線電力レシーバ」、およびそれらの複数形としても呼ばれる）を有する無線給電環境１００内の機器１０２ａ、１０２ｂ、または１０２ｃなどのさまざまな充電式電子機器へと、無線での給電を提供することができる。無線電力レシーバは、１つ以上の無線送電システム１０１ａ～１０１ｎから無線電力を受信および処理するように構成される。
【0014】
図１の例に示されるように、充電式電子機器１０２ａ～１０２ｎは、携帯電話機、テレビリモコン、または無線ゲームコントローラなどの機器を含むことができる。さらに、充電式電子機器１０２ａ～１０２ｃは、無線電力レシーバ（例えば、１０３ａ、１０３ｂ、または１０３ｃ）を介して電力を受け取ることができる任意の機器またはシステムであってよい。
【0015】
各々の無線送電システム１０１は、無線機器１０２ａ～１０２ｃに無線電力を届けることができる複数のアンテナ１０４ａ～ｎ（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）を含むことができる。いくつかの実施形態において、アンテナは、アダプティブフェーズドＲＦアンテナである。無線送電システム１０１は、コヒーレントな送電信号を無線電力レシーバ１０３ａ～１０３ｃへと届けるための適切な位相を決定することができる。アレイは、お互いに対する特定の位相で複数のアンテナから信号（例えば、連続波またはパルス送電信号）を放射するように構成される。「アレイ」という用語の使用は、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と理解される。すなわち、アンテナアレイは、特定の「アレイ」形態または幾何学的形状で構成される必要はない。さらに、本明細書において使用されるとき、「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、信号の生成、受信、および送信のための関連回路および周辺回路を含み得る。いくつかの実施形態において、ＷＰＴＳ １０１は、１つ以上のアンテナまたはトランシーバを介したデータ通信のための内蔵Ｗｉ－Ｆｉハブを有することができる。
【0016】
図１の例に示されるように、ＷＰＴＳ １０１ａ～１０１ｎの各々は、ＷＰＴＳ １０１ａの給電アンテナ１０４ａ～１０４ｎなど、複数の給電アンテナを有することができる。給電アンテナ１０４ａを、無線給電環境１００において無線高周波（ＲＦ）電力の供給をもたらすように構成することができる。これに代え、あるいは加えて、いくつかの実施形態においては、給電アンテナ１０４ａ～１０４ｎのうちの１つ以上が、無線給電に加え、あるいは代えて、データ通信のために構成されてもよい。１つ以上のデータ通信アンテナを、無線電力レシーバ１０３ａ～１０３ｃ、充電式電子機器１０２ａ～１０２ｃ、またはこれらの組み合わせとデータ通信を送信および受信するように構成することができる。そのようなデータ通信は、任意の無線データ通信技術を介して実施されてよい。
【0017】
各々の無線電力レシーバ１０３ａ～１０３ｃは、無線送電システム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）を含むことができる。同様に、各々の無線送電システム１０１ａ～１０１ｎは、お互いに対する特定の位相で連続波または離散（パルス）信号を放射することができる１つ以上のアンテナまたはアンテナ組を有するアンテナアレイを含む。無線送電システム１０１ａ～１０１ｎの各々は、コヒーレントな信号を無線電力レシーバ１０３ａ～１０３ｃへと届けるための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においては、コヒーレントな信号を、コヒーレントな信号がビーコン（または、較正）信号を送信した特定の無線電力レシーバに電力を届けるように位相調整されるように、アレイの各々のアンテナで受信したビーコン（または、較正）信号の複素共役を計算することによって決定することができる。
【0018】
図示されていないが、例えば充電式電子機器、無線送電システム、などの環境の各々のコンポーネントは、例えばデータ通信同期モジュールなどの制御および同期機構を含むことができる。ＷＰＴＳ １０１ａ～１０１ｎを、例えば、無線送電システムを建物内の標準的なＡＣ電源または一次ＡＣ電源に接続する電源コンセントまたは供給源などの電源に接続することができる。これに代え、あるいは加えて、ＷＰＴＳ １０１ａ～１０１ｎのうちの１つ以上が、バッテリによって動作しても、例えば太陽電池などの他の機構を介して動作してもよい。
【0019】
無線電力レシーバ１０３ａ～１０３ｃおよび無線送電システム１０１ａ～１０１ｎを、マルチパス無線給電環境１００で動作するように構成することができる。すなわち、無線電力レシーバ１０３ａ～１０３ｃおよびＷＰＴＳ １０１ａ～１０１ｎを、無線給電環境１００内でビーコン（または、較正）信号を送信し、無線電力を受信し、あるいはデータを受信するために、例えば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することができる。反射物体１０６を、何らかの物体がＷＰＴＳ １０１と無線電力レシーバ１０３との間の見通し線を遮っているかどうかにかかわらず、多方向信号通信に利用することができる。
【0020】
本明細書において説明されるとおり、各々の充電式電子機器１０２ａ～１０２ｃは、環境１００内の別の機器、サーバ、または他のシステムとの接続を確立させることができる任意のシステム、機器、またはそれらの任意の組み合わせであってよい。いくつかの実施形態において、充電式電子機器１０２ａ～１０２ｃは、ユーザにデータを提示するためのディスプレイまたは他の出力機能を含むことができ、ユーザからデータを受信するための入力機能を含むことができ、あるいは両方を含むことができる。例として、充電式電子機器１０２は、これらに限られるわけではないが、ビデオゲームコントローラ、サーバ、デスクトップコンピュータ、コンピュータクラスタ、ノートブック、ラップトップコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、携帯電話機、スマートフォンなどのモバイルコンピュータ機器、ワイヤレスマウスまたはワイヤレスキーボードなどのコンピュータ周辺機器、器具、アラーム、時計、ビデオドアベル、玩具、監視またはセキュリティシステムコンポーネント、などであってよい。限定ではなく例として、充電式電子デバイス１０２は、時計、ネックレス、リング、あるいは顧客が装着し、もしくは顧客に埋め込まれる他の電子機器などの任意のウェアラブル電子機器であってもよい。充電式電子機器１０２の他の例として、これらに限られるわけではないが、安全センサ（例えば、火災または一酸化炭素）、電動歯ブラシ、電気シェーバーまたはバリカン、電子ドアロックおよびハンドル、電灯スイッチコントローラ、電気シェーバー、などが挙げられる。
【0021】
ＷＰＴＳ １０１および無線電力レシーバ１０３ａ～１０３ｃの各々は、データチャネルを介した通信のためのデータ通信モジュールを含むことができる。これに代え、あるいは加えて、無線電力レシーバ１０３ａ～１０３ｃは、それぞれのデータ通信モジュールを介して無線送電システムと通信するように充電式電子機器１０２ａ～１０２ｃに指示することができる。
【0022】
無線電力レシーバ１０３ａ～１０３ｃは、第１の帯域を専用の逆指向性の無線電力伝送（ＷＰＴ）チャネルとして使用することができる一方で、第２の帯域を通信チャネルとして使用することができるデュアルバンド技術を実装することができる。例えば、通信チャネル（ノード）は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）などの低エネルギー互換通信方式を実装することができる。
【0023】
図２が、本開示の特定の実施形態による無線送電システム２００のブロック図を示している。無線送電システム２００は、本明細書において、無線給電システムまたは無線電力トランスミッタ（ＷＰＴ）とも呼ばれる。無線給電システム２００は、マスタバスコントローラ（ＭＢＣ）ボード２０１と、アンテナアレイボード２５０を含む複数のメザニンボード２０３とを含むことができるプリント回路基板（ＰＣＢ）などの１つ以上の回路基板を含むことができる。ＭＢＣ基板２０１は、制御回路２１０、外部データインターフェース（Ｉ／Ｆ）２１５、外部電力インターフェース（Ｉ／Ｆ）２２０、通信ブロック２３０、およびプロキシ２４０を含むことができる。メザニンボード２０３（または、アンテナアレイボード２５０）は、各々が複数の送電アンテナ２６０Ａ～２６０Ｎを含むことができる。いくつかの実施形態において、ＭＢＣボード２０１またはメザニンボード２０３のコンポーネントの一部または全部は、数量が異なっていても、省略されてもよく、さらには、追加のコンポーネントが加えられてもよい。例えば、いくつかの実施形態においては、通信ブロック２３０およびプロキシ２４０の一方のみが含まれてもよい。
【0024】
制御回路２１０（あるいは、より簡潔には「コントローラ」２１０）を、ハードウェア回路（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、ソフトウェア、コンピュータ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、またはこれらの任意の組み合わせ）によって実装することができ、ＭＢＣ基板２０１のコンポーネントならびにメザニンボード２０３に制御およびインテリジェンスを提供するように構成することができる。制御回路２１０は、１つ以上のプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、メモリユニット、インターフェース回路、などを含むことができ、無線給電システム２００の種々のデータおよび電力通信能力を指揮および制御することができる。通信ブロック２３０は、クロック同期のためのベースクロック信号などのデータキャリア周波数におけるデータ通信を指揮することができる。同様に、プロキシブロック２４０は、本明細書で説明されるように、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。特定の実施形態において、本明細書のデータ通信のいずれも、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（商標）、ＺｉｇＢｅｅ（商標）、などの任意の短距離無線技術（これらの組み合わせまたは変種を含む）によって実装することができる。さらなる実施形態においては、データ通信を、低電力通信プロトコル、低帯域幅通信プロトコル、または低電力と低帯域幅の両方を提供するプロトコルを介して実装することができる。
【0025】
いくつかの実施形態において、制御回路２１０は、モノのインターネット（ＩｏＴ）機器などの機器に関するデータ集約を容易にし、あるいは他の方法で可能にすることもできる。いくつかの実施形態において、無線電力レシーバ（例えば、１０３）は、無線電力レシーバが組み込まれた機器に関するＩｏＴ情報についてアクセス、追跡、または別の方法で取得することができ、そのＩｏＴ情報をデータ接続を介して無線送電システム３００に提供することができる。このＩｏＴ情報を、ローカルであってよく、イントラネット（例えば、プライベートネットワーク）またはエクストラネット（例えば、インターネットクラウドベースの）上のサーバに基づいてもよいデータ収集システム（図示せず）へと外部データインターフェース２１５を介して提供することができ、データを集約し、処理し、あるいは他の方法で利用することができる。例えば、データ収集システムは、受信したデータを処理して、地理、無線送電システム、環境、機器、などのさまざまな要因にわたる傾向を識別することができる。いくつかの実施形態においては、集約データまたは集約データから決定された傾向データを使用して、リモート更新または他の更新を介して機器の動作を改善することができる。これに代え、あるいは加えて、いくつかの実施形態においては、集約データを、第三者データ消費者に提供することができる。特定の例において、無線送電システムは、ＩｏＴデバイスのためのゲートウェイまたはイネーブラとして機能することができ、ＩｏＴ情報は、無線電力レシーバが組み込まれた機器の能力に関する情報、機器の使用情報、機器の電力レベル、機器または無線電力レシーバ自体によって取得された情報（例えば、センサなどを介して）、あるいはこれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【0026】
外部電力インターフェース２２０を、外部電力を受け取り、無線給電システム２００のさまざまなコンポーネントに電力を供給するように構成することができる。いくつかの実施形態において、外部電力インターフェース２２０は、外部直流（ＤＣ）電源を受け取るように構成されてよい。他の実施形態において、外部電力インターフェース２２０は、交流（ＡＣ）電力を受け取り、内蔵のＡＣ／ＤＣコンバータ回路を介してＤＣ電力に変換することができる。無線給電システム２００の電力要件に基づいて、他の構成も可能である。
【0027】
動作中、ＭＢＣ基板２０１は、電源から電力を受け取って動作するときの無線送電システム２００を制御することができる。次いで、ＭＢＣ基板２０１は、送電アンテナ素子２６０Ａ～２６０Ｎのうちの１つ以上を作動させることができ、作動した送電アンテナ素子２６０Ａ～２６０Ｎは、デフォルトの発見モードに入り、無線送電システム２００の範囲内の利用可能な無線電力レシーバ（例えば、１０３ａ、１０３ｂ、または１０３ｃ）を識別することができる。無線電力レシーバ１０３が発見されると、作動したアンテナ素子２６０Ａ～２６０Ｎは、電源を入れ、列挙し、（随意により）較正することができる。制御回路２１０、ＭＢＣ基板２０１内の別の回路、またはこれらの組み合わせは、充電式電子機器１０２のトランスミッタまたはトランシーバからの高周波（ＲＦ）信号（例えば、ビーコン信号）の検出を判定することができる。例えば、ＭＢＣ基板２０１の検出回路またはモジュールが、所定の時間および／または周波数において、充電式電子機器１０２に組み込まれ、あるいは他の様態で関連付けられた無線電力レシーバ１０３から送信されたビーコン信号を検出することができる。そのようなビーコン信号は、例えば後述のように、充電式電子機器１０２のエネルギー貯蔵装置（例えば、Ｌｉ－ｉｏｎまたはＮｉＭＨ電池）の充電を促進すべく無線電力レシーバ１０３への無線電力信号の送信をもたらすプロセスを開始するように、無線給電システム２００を促すことができる。
【0028】
ＭＢＣボード２０１は、アンテナアレイボード２５０を介してディスカバリ信号を生成することができる。ディスカバリ信号を、アクティベーション信号またはインタロゲーション信号と呼ぶこともできる。いくつかの実施形態において、ディスカバリ信号は、パルス列変調信号または低レベルインタロゲーション信号であってよい。一般に、ディスカバリ信号は、無線電力レシーバ１０３に関して空間を捜索（あるいは、インタロゲート）、空間内のレシーバ１０３が、例えばビーコン信号によって返答（または、応答）することができる。
【0029】
ＷＰＴシステム２００は、無線電力レシーバ１０３からのビーコン信号を検出するために、アンテナ２６０Ａ～２６０Ｎまたは専用アンテナなどの１つ以上のアンテナを監視することができる。そのようなＲＦ信号が無線電力レシーバ１０３から受信されると、制御回路２１０は、受信信号がデータ通信コンポーネントを含むか、ビーコンコンポーネントを含むか、あるいは両方を含むかを判定することができる。データ通信コンポーネントが存在する場合、制御回路２１０は、信号の通信部分を復号し、データを処理することができる。いくつかの例において、信号の通信部分によって提供されるデータは、システムレベル監視データ（例えば、エネルギー貯蔵レベルなど）であってよく、あるいは無線電力レシーバ１０３を有し、もしくは無線電力レシーバ１０３に他の態様で関連付けられた充電式電子機器１０２の目的または機能に関連するデータ（例えば、センサデータまたはＩｏＴデバイスに関するデータ）であってよい。
【0030】
制御回路２１０は、例えばビーコンコンポーネントからの位相データ抽出を実行することによって、クライアント機器の範囲および位置を決定することができる。例えば、ＷＰＴ ２００は、例えば米国特許第１０，３９６，６０２号または米国特許第１０，４４７，０９２号に記載されているような位相に基づく判定システムを実装することができ、これらの米国特許は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。クライアントの範囲および位置に基づいて、制御回路２１０は、アンテナ２６０Ａ～２６０Ｎのうちの１つ以上を使用し、専用の逆指向性リンクチャネルを介して、無線電力レシーバ１０３への無線給電を確立させることができる。いくつかの実施形態においては、プロキシアンテナ素子２４０が、特定の範囲内の無線電力レシーバ１０３にディスカバリ信号をブロードキャストすることができる。本明細書で説明されるように、ディスカバリ信号は、無線給電が利用可能であることを無線電力レシーバ１０３に示すことができる。
【0031】
図３が、先行技術において知られた実施形態による充電式電子機器３００の回路図を示している。種々の電気的および機械的コンポーネントが、ハウジング３０１によって定められた内部キャビティの内側に少なくとも部分的に配置されてよい。充電式電子機器３００の回路３０２および／または他の電子コンポーネントは、機器３００のユーザの利益のための機能を提供し、あるいは他の態様で提供を容易にすることができる。例えば、これに限られるわけではないが、充電式電子機器３００が電動歯ブラシとして具現化される場合、回路３０２は、少なくとも１つのスイッチおよびモータコントローラを含むことができ、回路３０２は、ＤＣモータなどのコンポーネント３１２に動作可能に結合して、電動歯ブラシのブラシヘッドを動かすためのトルクをもたらすことができる。別の例として、充電式電子機器３００が無線オーディオスピーカとして具現化される場合、回路３０２は、少なくとも１つのスイッチおよびスピーカドライバを含むことができ、回路３０２は、スピーカなどのコンポーネント３１２に動作可能に結合して、電磁力によってスピーカの機械的部分に動きを導き、音楽などの可聴音を生成することができる。機器３００にそのような機能を提供するために、回路３０２は、ＷＰＴ ２００のコントローラ２１０に関して図２を参照して上述したような１つ以上の種類のコンポーネントとして具現化されてよいコントローラ３１４を含むことができ、あるいは他の態様でそのようなコントローラに動作可能に結合することができる。
【0032】
充電式電子機器３００は、ハウジング３０１の内側に少なくとも部分的に配置されたエネルギー貯蔵装置３０４を含むことができる。エネルギー貯蔵装置３０４は、例えば、これらに限られるわけではないがＬｉイオンまたはＮｉＭＨ電池セルを含む充電式電池として具体化されてよい。エネルギー貯蔵装置３０４は、ポート３０６または同様の接続手段によって充電回路３１０に電気的に結合でき、あるいは結合可能であってよい。そのように接続されると、電圧（Ｖｂａｔ）がポート３０６ａとポート３０６ｂとの間に誘導される。充電回路３１０は、ハウジング３０１の外部空間からアクセス可能な入力ポート３０８に動作可能に結合できる。入力ポート３０８を使用して、充電回路３１０を、６０Ｈｚ（または、５０Ｈｚ）でＡＣ電力を供給する壁コンセントなどの外部電源３１６に電気的に結合させることができる。一実施形態において、入力ポート３０８は、ＵＳＢ、ＵＳＢ－Ｃ、またはマイクロＵＳＢの設計であってよい。別の実施形態において、入力ポート３０８は、標準的な筒状の雄／雌の設計であってよい。いずれの場合も、機器３００のユーザは、例えば、電源コードの一端の適切なコネクタをポート３０８に挿入し、電源コードの他端を変圧器付きプラグへと壁コンセントに挿入することができる。変圧器は、最終的に、ＡＣ電力を整流し、あるいは他の態様でＤＣ電力に変換して、所定の電圧（例えば、５Ｖ）の電流を外部電源３１６から充電回路３１０に伝送することができる。充電回路３１０は、エネルギー貯蔵装置３０４を充電するための別の電流の伝送に使用するために、ＤＣ電力を別の電圧（例えば、Ｌｉイオン電池セルの場合の３．７～４．２ＶのＶｂａｔ）にさらに変換および／または調整することができる。さらに、充電回路３１０は、外部電源３１６および／またはエネルギー貯蔵装置３０４からのＤＣ電力を、回路３０２および回路３０２に結合したコンポーネント３１２を動作させるためのさらに別の電流の伝送に使用するためのさらに別の電圧（例えば、３．３ＶのＶｄｅｖ）に変換および／または調整することができる。いくつかの実施形態において、回路３０２は充電回路３１０を含む。
【0033】
図４が、本開示の特定の実施形態による無線トランシーバ４００の回路図である。無線トランシーバ４００は、第１の回路４０１を含む。第１の回路４０１は、図１および図２に関して図示および上述した無線電力レシーバ１０３の例示的な実装形態であってよい。第１の回路４０１は、充電式電子機器３００のエネルギー貯蔵装置３０４および回路３０２（本明細書において、「第２の回路」とも呼ばれる）へと、両者の間に結合し、あるいは結合可能である。この目的のために、第１の回路４０１を第２の回路３０２およびエネルギー貯蔵装置３０４に結合させるための任意の適切な手段が使用されてよい。例えば、限定はされないが、第１の回路４０１を第２の回路３０２に電気的に結合させるために第１のポート４０２ａが使用されてよく、第１の回路４０１をエネルギー貯蔵装置３０４に電気的に結合させるために第２のポート４０２ｂが使用されてよい。
【0034】
一実施形態においては、無線トランシーバ４００を第２の回路３０２およびエネルギー貯蔵装置３０４に交互に結合させたり、切り離したりする手段を、第１および第２のポート４０２ａおよび４０２ｂに電気的に結合させることができる。例えば、限定はされないが、スイッチ（図示せず）を、第１および第２のポート４０２ａおよび４０２ｂへと両者の間に結合させることができ、機器３００のユーザがハウジング３０１の外側からスイッチにアクセスすることが可能であってよい。したがって、この例において、機器３００のユーザは、ＷＰＴ ２００が利用できないとき（例えば、無線トランシーバ４００を有する無線スピーカをＷＰＴ ２００が存在しない辺鄙なキャンプ場で使用する場合）など、無線トランシーバ４００の機能を選択的に無効にすることができる。
【0035】
このように第１の回路４０１を第２の回路３０２およびエネルギー貯蔵装置３０４へと両者の間に接続することは、迅速に、充電式電子機器３０２の既存の回路にほとんどまたは全く変更を必要とせずに達成可能である。さらに、例えば充電式電子機器３００のハウジング３０１へと適合および組み込みを可能にし、あるいは他の形態で容易にするように、第１の回路４０１の少なくとも一部分を可撓プリント回路基板（ＰＣＢ）として形成することができる。さらに、第１の回路４０１は、後述のように、無線トランシーバ４００の機能のためのアンテナ４１０を含んでも、含まなくてもよい。アンテナ４１０は、第１の回路４０１に統合されても、第１の回路４０１に結合し、もしくは結合可能な別個のコンポーネントであってもよい。
【0036】
いくつかの実施形態においては、充電式電子機器３００の既存のアンテナが、本技術による無線トランシーバ４００の機能の少なくとも一部のために利用されてもよい。しかしながら、いくつかの充電式電子機器３００は、動作のために自身の既存のアンテナを使用するかもしれない。機器３００の機能とのＲＦ干渉の可能性を排除し、あるいは少なくとも最小化するために、無線トランシーバ４００のアンテナ４１０は、第１の回路４０１から充分に離して「基板外」に配置されてもよい。さらに、無線トランシーバ４００は、充電式電子機器３００の動作ＲＦ周波数とは充分に異なるＲＦ周波数でＷＰＴ ２００によって送信されて第１の回路４０１によって受信される無線電力信号を利用することができる。無線電力信号の周波数を機器３００の動作周波数とは別個の周波数にすることに代え、あるいは加えて、ＲＦ干渉を、第１の回路４０１がＷＰＴ ２００からの無線電力信号を受信していない時間の間にのみ機器３００が必要な無線信号を送信または受信する時間方式によって、排除または最小化してもよい。別の例において、第１の回路４０１は、充電式電子機器３００がオフであるときにのみ無線電力信号を使用してエネルギー貯蔵装置３０４が充電されるように制御されてもよい。
【0037】
したがって、無線トランシーバ４００は、既存の充電式電子機器３００への後付け、または新たな設計への組み込みのいずれにも好適である。したがって、本技術は、ほとんどあらゆる充電式電子機器３００が無線充電を好都合に利用することを可能にできる。本技術の発明者は、本明細書で開示される無線トランシーバ４００および関連技術が、多種多様な技術分野および産業分野ならびに消費者用途において、充電式電子機器３００の既存の設計および新規の設計の両方への無線充電の適応を加速させると確信する。
【0038】
第１の回路４０１は、少なくとも１つのアンテナ４１０を含んでも、少なくとも１つのアンテナ４１０に結合しても、少なくとも１つのアンテナ４１０に結合可能であってもよい。アンテナ４１０は、デュアルバンドアンテナであってよく、あるいは複数のアンテナを含んでもよい。いくつかの実施形態において、第１の回路４０１は、データ送信機能ならびに電力およびデータ受信機能を提供する単一のアンテナ４１０（例えば、デュアルバンドアンテナ）を含んでもよい。
【0039】
アンテナ４１０は、スイッチ４１２に結合し、あるいは結合可能である。スイッチは、図４に示されるように、２つのラインを介してコントローラ４０４に結合する。スイッチ４１２の状態を、コントローラ４０４によって、制御線４１６上を伝送される制御信号によって制御することができる。コントローラ４０４は、ＷＰＴ ２００のコントローラ２１０に関して図２を参照して上述したような１つ以上の種類のコンポーネントとして具現化されてよい。コントローラ４０４がコンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、などであり、あるいはこれらを含む実施形態において、コントローラ４０４は、メモリ記憶装置４２８（本明細書において、メモリ４２８とも呼ばれる）を含んでも、メモリ記憶装置４２８に結合しても、メモリ記憶装置４２８に結合可能であってもよい。メモリ４２８は、本技術に従って本明細書に記載のプロセスおよび方法を実施し、あるいは他の様態で可能化または容易化するためのコントローラ４０４によって実行可能なプログラム命令を例えばファームウェアまたはソフトウェアとして格納するための１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、および／またはフラッシュ型）を含むことができる。
【0040】
第１の状態にあるスイッチ４１２は、コントローラ４０４に結合した電力増幅器４０８にアンテナ４１０を結合させる。コントローラ４０４は、通信モジュール４０６を含み、あるいは通信モジュール４０６に関連付けられるか、あるいは通信モジュール４０６に結合する。通信モジュール４０６は、ＷＰＴ ２００を含むであろう無線給電環境４３０へとアンテナ４１０を使用して送信されるＲＦ信号（例えば、ビーコン）を生成するためのコントローラ４０４の制御下の回路を含む。電力増幅器４０８は、このＲＦ信号を増幅して、環境４３０への送信を容易にし、したがってＷＰＴ ２００による受信も容易にすることができる。第２の状態のスイッチ４１２は、アンテナ４１０を、受信中の無線電力信号に応答して電圧を誘起する手段４１４（例えば、ＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４）に結合させる。スイッチ４１２が第２の状態にある状態で、第１の回路４０１は、アンテナ４１０を利用して、ＷＰＴ ２００が環境４３０へと送信した無線電力信号を受信する。無線電力信号は、アンテナ４１０から、受信中の無線電力信号に応答して電圧（Ｖｒｅｃ）を誘起するＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４に渡される。
【0041】
いくつかの実施形態において、コントローラ４０４および／または通信モジュール４０６は、トランシーバ４００が組み込まれ、あるいは他の様態で関連付けられた充電式電子機器３００と通信し、あるいは他の様態でそのような充電式電子機器３００から機器情報（例えば、ＩｏＴ情報、クライアントＩＤ、または電力緊急度インジケータ）を導出することができる。図示されていないが、いくつかの実施形態において、無線電力レシーバ３００は、無線トランシーバ４００による機器情報の取得を可能にする機器３００との（有線または無線の）１つ以上のデータ接続を有することができる。そのような接続は、コントローラ４０４ならびにコントローラ３１４および／または第２の回路３０２の少なくとも一部分へと両者の間に結合した１つ以上のポート４２４を含むことができる。これに代え、あるいは加えて、機器３００の情報を、例えば１つ以上のセンサ（図４には示されていない）を介して、コントローラ４０４、第１の回路４０１、および／またはトランシーバ４００の他のコンポーネントによって決定または推測することができる。機器情報として、限定はされないが、無線トランシーバ４００が関連付けられた機器３００の能力に関する情報、機器３００の使用情報、機器３００のエネルギー貯蔵装置３０４の電力レベル、機器３００によって取得または推測された情報、あるいはこれらの任意の組み合わせが挙げられる。
【0042】
いくつかの実施形態においては、クライアント識別（ＩＤ）モジュール（図示せず）が、無線給電環境４３０内の無線トランシーバ４００を一意に識別することができるクライアントＩＤを記憶することができる。例えば、クライアントＩＤを、通信が確立された際に、１つ以上の無線送電システム２００に送信することができる。いくつかの実施形態において、無線トランシーバ４００は、無線給電環境４３０内の１つ以上の他の無線トランシーバ４００をそれぞれのクライアントＩＤに基づいて受信および識別することが可能であってよい。クライアントＩＤを表すデータを、コントローラ４０４および／または通信モジュール４０６による使用のためにメモリ４２８に記憶することができる。
【0043】
第１の回路４０１は、電力変換器４１８（例えば、降圧／昇圧）およびジャンクション回路４２０を含んでよい。ジャンクション回路４２０は、ＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４および電力変換器４１８に結合し、第２のポート４０２ｂによってエネルギー貯蔵装置３０４に結合する。電力変換器４１８は、コントローラ４０４に結合し、第１のポート４０２ａによって第２の回路３０２に結合する。無線電力信号がアンテナ４１０を介して第１の回路４０１のＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４によって受信されているとき、ＤＣ電流４３２がジャンクション回路４２０へと伝送される。ジャンクション回路４２０は、ＤＣ電流４３２を例えばエネルギー貯蔵装置３０４を充電するためのＶｂａｔのＤＣ電流４３４に変換および／または調整するための回路を含むことができる。
【0044】
ジャンクション回路４２０からエネルギー貯蔵装置３０４へのＤＣ電流４２４の伝送に加え、あるいは代えて、ジャンクション回路４２０は、Ｖｂａｔ（または、別の電圧）のＤＣ電流４３６を電力変換器４１８に中継することができる。電力変換器４１８は、図３を参照して上述したように、ＤＣ電流４３６を、例えば第２の回路３０２による使用のためにＶｏｕｔ（または、別の電圧）のＤＣ電流４３８に変換および／または調整するための回路を含むことができる。図示の実施形態において、コントローラ４０４は電力変換器４１８に結合している。したがって、コントローラ４０４は、Ｖｏｕｔを検知および測定し、それに応じて、Ｖｏｕｔを所定の電圧または所定の電圧範囲内に維持するように、電力変換器４１８のパラメータ（例えば、スイッチング周波数）を調整することができる。同様に、第１のポート４０２ａおよびコントローラ４０４に結合した電力コンバータ４１８において、コントローラ４０４は、第２の回路３０２が入力ポート３０８を介して電流４４０を受け取っていると判定することもできる。
【0045】
他の実施形態では、ジャンクション回路４２０は、電力変換器４１８のコンポーネントおよび機能の少なくとも一部を含むことができ、代わりに、コントローラ４０４は、ジャンクション回路４２０に動作可能に結合してもよい。そのような例において、コントローラ４０４は、Ｖｏｕｔおよび／またはＶｂａｔを検知および測定し、それに応じて、Ｖｏｕｔおよび／またはＶｂａｔをそれぞれの所定の電圧またはそれぞれの所定の電圧範囲内に維持するように、ジャンクション回路４２０のパラメータ（例えば、スイッチ周波数）を調整することができる。同様に、ジャンクション回路４２０が第１のポート４０２ａおよびコントローラ４０４に結合した例において、コントローラ４０４は、第２の回路３０２が入力ポート３０８を介して電流４４０を受け取っていると判定することができる。
【0046】
さらに、無線トランシーバ４００は、無線電力信号が第１の回路４０１によって受信されていることを充電式電子機器３００のユーザに示すためのコントローラ４０２に結合した手段４２２を含んでもよい。手段４２２は、装置３００のハウジング３０１の外部からユーザが見て取ることができるＬＥＤライト４２２を含むことができ、あるいはそのようなＬＥＤライト４２２として具現化されてよい。手段４２２は、第１の回路４０１に含まれてよく、あるいは手段４２２は、第１の回路４０１に結合しても、結合可能であってもよい。一実施形態において、ＬＥＤライト４２２は、無線電力信号が第１の回路４０１によって受信されているときに通電（例えば、点灯）されてよく、ＬＥＤライト４２２は、無線電力信号が第１の回路４０１によって受信されていないときに非通電に（例えば、消灯）されてよい。別の実施形態において、ＬＥＤライト４２２は、無線電力信号が第１の回路４０１によって受信されているときに第１の色（例えば、緑色）に通電および点灯されてよく、ＬＥＤライト４２２は、無線電力信号が第１の回路４０１によって受信されていないときに第２の色（例えば、オレンジ色）に通電および点灯されてよい。
【0047】
無線トランシーバ４００は、無線トランシーバ４００の少なくとも一部分（例えば、コントローラ４０４および／または第１の回路４０１のコンポーネント）を別の回路の少なくとも一部分（例えば、コントローラ３１４および／または第２の回路３０２のコンポーネント）とインターフェースさせるためのコントローラ４０２に結合した手段４２４をさらに含んでよい。手段４２４は、１つ以上の汎用入力／出力（ＧＰＩＯ）ポート４２４を含むことができ、あるいはそのようなポートとして具現化されてよい。手段４２４は、第１の回路４０１に含まれてよく、あるいは手段４２４は、第１の回路４０１に結合しても、結合可能であってもよい。一実施形態においては、機器３００のコンポーネント３１２が、上述したように、インジケータ４２２と同様の機能を含むことができる。そのような実施形態において、インジケータ４２２の使用に代え、あるいは加えて、コンポーネント３１２が、無線電力信号が第１の回路４０１によって受信されているか否かをユーザに示す少なくとも１つのＬＥＤライトを含んでもよい。別の実施形態において、充電回路３１０は、コントローラ３１４に動作可能に結合し、コントローラ３１４の制御下にある。この実施形態において、コントローラ４０４を、ＧＰＩＯポート４２４の少なくとも１つによってコントローラ３１４に結合させることができる。コントローラ４０４は、コントローラ３１４に制御信号を送信して、充電回路３１０の機能の少なくとも一部を交互に有効化および無効化するようにコントローラ３１４に指示することができる。
【0048】
図５Ａ～図５Ｈが、本開示の特定の実施形態による図４に示した無線トランシーバ（例えば、第１の回路４０１）と共に使用することができるジャンクション回路（例えば、回路４２０）およびその動作状態の回路図である。ジャンクション回路４２０は、複数の切り替え可能ノード４８０を含むことができ、そのようなノードの切り替え状態は、コントローラ４０４によって回路４２０に送信される制御信号によって制御可能である。さらに、ジャンクション回路４２０は、１つ以上のデジタルおよび／またはアナログ電圧計（４８２、４８４、および／または４８６）を含んでもよく、そのうちの１つ以上を、Ｖｒｅｃ、Ｖｂａｔ、およびＶｏｕｔのうちの１つ以上を表すデータを符号化する信号を受信するためにコントローラ４０４に動作可能に結合させることができる。第１の回路４０１のより大きな文脈において、ジャンクション回路４２０は、異なる電圧を有してよい電力の流れのラインの交差部にある。例えば、限定ではないが、図５Ａ～図５Ｈに線４８８、４９０、４９２、および４９４として示されている種々のラインの電圧は、少なくとも部分的に、ジャンクション回路４２０の種々の切り替え可能ノード４８０の切り替え状態のコントローラ４０４による制御の基礎を形成することができる。他の実施形態において、ノード４８０の制御は、コントローラ４２０からの制御信号に依存しなくてもよく、代わりに、あるいは加えて、電圧計４８２、４８４、および／または４８６から直接のフィードバックレシーバに従って自動化されてもよい。図５Ａ～図５Ｈにおいては、ラインを流れる電流が存在しないことが「Ｘ」で示されている。
【0049】
図５Ａを参照すると、ジャンクション回路４２０の第１の動作状態が存在でき、図４を参照して上述したように、ＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４は、無線電力の受信の結果として、ライン４８８上でＶｒｅｃの電流（Ｉｒｅｃ）を送信する。第１の動作状態において、装置３０２は、エネルギー貯蔵装置３０４（例えば、機器の電池）の充電に使用するためのライン４９４上の追加の電流（Ｉｉｎ）を提供しない。したがって、電池３０４に流れる電流（Ｉｃｈａｒｇｅ）はＩｒｅｃに等しい。Ｖｂａｔの電流Ｉｏｕｔを、機器の電子装置（例えば、第２の回路３０２）に動作のためにライン４９０で供給することができる。
【0050】
図５Ｂを参照すると、ジャンクション回路４２０の第２の動作状態が存在でき、ＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４は、無線電力が受信されていないため、ライン４８８上でのＶｒｅｃのＩｒｅｃの送信を行わない。第２の動作状態において、第２の回路３０２は、電池３０４の充電に使用するために入力ポート３０８を介して電力を受け取ってよい。この場合、電流Ｉｉｎが、電池４０２の充電に使用するためにライン４９４上を流れることができる。したがって、電池３０４に流れる電流ＩｃｈａｒｇｅはＩｉｎに等しい。Ｖｂａｔの電流Ｉｏｕｔを、機器の電子装置の動作のために第２の回路３０２へとライン４９０で供給することができる。
【0051】
図５Ｃを参照すると、ジャンクション回路４２０の第３の動作状態が存在でき、ＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４および第２の回路３０２の両方が、エネルギー貯蔵装置３０４の充電に使用するための電流（それぞれ、ライン４９４上のＩｉｎおよびライン４８８上のＩｒｅｃ）を提供する。したがって、電池３０４に流れる電流Ｉｃｈａｒｇｅは、Ｉｉｎ＋Ｉｒｅｃに等しい。Ｖｂａｔの電流Ｉｏｕｔを、機器の電子装置の動作のために第２の回路３０２へとライン４９０で供給することができる。
【0052】
図５Ｄを参照すると、ジャンクション回路４２０の第４の動作状態が存在でき、ＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４および第２の回路３０２のどちらも、エネルギー貯蔵装置３０４の充電に使用するための電流ｉｎおよびＩｒｅｃを提供しない。したがって、ジャンクション回路４２０の第４の動作状態において、電流Ｉｃｈａｒｇｅが電池３０４に流れることがない。Ｖｂａｔの電流Ｉｏｕｔを、機器の電子装置の動作のために第２の回路３０２へとライン４９０で供給することができ、したがって、電流ＩｉｎおよびＩｒｅｃがジャンクション回路４２０に流れていないそのような時間の間に、エネルギー貯蔵装置３０４の充電状態が枯渇する。
【0053】
図５Ｅを参照すると、ジャンクション回路４２０の第５の動作状態が存在でき、ＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４は、無線電力の受信の結果として、ライン４８８上でＶｒｅｃの電流Ｉｒｅｃを送信するが、エネルギー貯蔵装置３０４を充電するための追加の電流を提供するための第２の回路３０２からのライン４９４上の電流Ｉｉｎは流れていない。第５の動作状態において、第２の回路３０２を有する電子機器は、電源オフであってよく、あるいは電源オン状態にある場合と比較して電力消費を少ししか必要としない状態（例えば、スリープモード）であってよい。したがって、電池３０４に流れる電流ＩｃｈａｒｇｅはＩｒｅｃに等しく、電流Ｉｏｕｔはゼロであるか、あるいは第２の回路３０２がライン４９０からＶｂａｔで必要なアンペア数を引き出す場合と比較して無視できる量である。
【0054】
図５Ｆを参照すると、ジャンクション回路４２０の第６の動作状態が存在でき、ＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４は、ライン４８８上でのＶｒｅｃの電流Ｉｒｅｃの送信を行わないが、エネルギー貯蔵装置３０４を充電するための追加の電流を提供するために第２の回路３０２からライン４９４上を電流Ｉｉｎが流れる。第６の動作状態において、第２の回路３０２を有する電子機器は、電源オフであってよく、あるいは電源オンの場合と比較して電力消費を少ししか必要としない状態（例えば、スリープモード）であってよい。したがって、電池３０４に流れる電流ＩｃｈａｒｇｅはＩｉｎに等しく、電流Ｉｏｕｔはゼロであるか、あるいは第２の回路３０２がライン４９０からＶｂａｔで必要な電流を引き出す場合と比較して無視できる量である。
【0055】
図５Ｇを参照すると、ジャンクション回路４２０の第７の動作状態が存在でき、ＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４および第２の回路３０２の両方が、エネルギー貯蔵装置３０４の充電を促進するためにそれぞれライン４８８上およびライン４９４上の電流ＩｒｅｃおよびＩｉｎを送信する。第７の動作状態において、第２の回路３０２を有する電子機器は、電源オフであってよく、あるいは電源オンの場合と比較して電力消費を少ししか必要としない状態（例えば、スリープモード）であってよい。したがって、電池３０４に流れる電流ＩｃｈａｒｇｅはＩｒｅｃ＋Ｉｉｎに等しく、電流Ｉｏｕｔはゼロであるか、あるいは第２の回路３０２がライン４９０からＶｂａｔで必要な電流を引き出す場合と比較して無視できる量である。
【0056】
図５Ｈを参照すると、ジャンクション回路４２０の第８の動作状態が存在でき、ＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４および第２の回路３０２のどちらも、エネルギー貯蔵装置３０４の充電を促進するためのライン４８８上およびライン４９４上のそれぞれの電流ＩｒｅｃおよびＩｉｎを送信しない。第８の動作状態において、第２の回路３０２を有する電子機器は、電源オフであってよく、あるいは電源オンの場合と比較して電力消費を少ししか必要としない状態（例えば、スリープモード）であってよい。したがって、電流Ｉｏｕｔ、Ｉｃｈａｒｇｅ、およびＩｉｎはすべて０である。
【0057】
図５Ａ～図５Ｈに示される実施形態においては、Ｉｏｕｔが最初にジャンクション回路４２０から電力変換器４１８に送信され、したがって、Ｖｂａｔを、後の第２の回路３０２への送信のために必要なとおりに、ライン４９２上のＶｏｕｔに変更することができる。例えばＶｂａｔと第２の回路３０２が必要とするＶｏｕｔとが等しいか、あるいは互いに所定の許容誤差の範囲内である他の実施形態においては、第１の回路４０１は電力変換器４１８を含まなくてもよい。
【0058】
図６が、本開示の特定の実施形態による無線送電システム（例えば、ＷＰＴ ２００）と無線トランシーバ（例えば、無線トランシーバ４００）との間の例示的な動作を示すシーケンス図である。最初に、ＷＰＴ ５１０と無線トランシーバ５２０との間でディスカバリ信号５３０を介して通信を確立させることができる。ディスカバリ信号５３０は、無線トランシーバ５２０に電力を供給することができるパルス間隔変調信号であってよい。次いで、５３５において、ＷＰＴ ５１０は、無線トランシーバ５２０からの応答に耳を傾けることができ、これは、ビーコン信号などのＲＦ信号を監視することを含むことができる。
【0059】
無線トランシーバ５２０がディスカバリ信号を受信すると、無線トランシーバ５２０は、エネルギー貯蔵装置３０４の充電レベルまたは他の動作状態に応じて、（５４０における）ＲＦ（例えば、ビーコン）信号、（５５０における）データ通信信号、または両方を送り返すことができる。ＷＰＴ ５１０は、無線トランシーバ５２０からの送信信号を受信し、それに応答して、（５６０において）無線電力信号を無線トランシーバ５２０へと送信することができる。いくつかの実施形態において、データ通信信号５５０は、図６に示されるように、無線電力信号が無線トランシーバ５２０へと送信された後にＷＰＴ ５１０へと送信されてもよい。無線電力信号５６０は、第１の帯域における逆指向性リンクを介して提供されてよく、データ通信信号は、第２の帯域において提供されてよく、両者はデュアルバンドアンテナ（例えば、アンテナ４１０）を介して送信または受信されてよい。無線電力信号５６０は、ＷＰＴ ５１０によってビーコン信号５４０から決定された範囲および位置に基づくことができる。
【0060】
ＷＰＴ ５１０は、無線トランシーバ５２０からビーコン信号５４０を受信し、複数のアンテナ４１０における信号の受信の位相（または、方向）を検出または他の態様で測定することができる。いくつかの実施形態において、ＷＰＴ ５１０は、ビーコン信号５４０について測定された位相の複素共役を決定することができ、複素共役を使用して送信位相を決定し、無線電力信号の送信を無線トランシーバ５２０へと届け、あるいは他の態様で向けるようにアンテナ４１０を構成することができる。
【0061】
図７が、本開示の特定の実施形態による無線トランシーバ（例えば、無線トランシーバ４００）を動作させるためのプロセス６００の状態図である。プロセス６００を、本技術に従って、本明細書で説明されるように、トランシーバ４００およびそのさまざまなコンポーネントによって実施することができる。プロセス６００は、開始状態６０２で開始することができ、開始状態６０２によって、エネルギー貯蔵装置３０４および第２の回路３０２へと両者の間に無線トランシーバ４００を結合させた充電式電子機器３００が、最初にオンにされる。いくつかの実施形態においては、これに代え、あるいは加えて、プロセス６００を、装置３００がオフにされているような時間中であっても開始させることができる。
【0062】
開始状態６０２から、プロセス６００は、論理分岐６０４に進むことができ、論理分岐６０４において、コントローラ４０４は、無線電力信号がＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４によって受信されているか否かを判定する。論理分岐６０４の目的に関して、無線電力信号がＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４によって受信されていない場合、プロセス６００は、論理分岐６０６に進むことができる。論理分岐６０６において、コントローラ４０４は、ＤＣ電力が充電式電子機器３００の入力ポート３０８を介して受信されているか否かを判定することができる。論理分岐６０６の目的に関して、ＤＣ電力が入力ポート３０８において受信されていない場合、プロセス６００は、動作６１０に進むことができる。動作６１０において、コントローラ６１０は、第１の回路４０１に、利用可能な電池電力をエネルギー貯蔵装置３０４から第１および第２のポート４０２ａおよび４０２ｂを介して第２の回路３０２に伝送させることができる。動作６１０から、プロセス６００は、論理分岐６１２に進むことができ、論理分岐６１２において、コントローラ４０４は、充電式電子機器３００がオンであるか否かを判定することができる。一実施形態において、論理分岐６１２の目的に関して、コントローラ４０４が機器３００がオンであると判定した場合、プロセス６００は、開始状態６０２に戻ることができ、そうでない場合、プロセス６００は終了状態６１４に進むことができる。別の実施形態において、プロセス６００は、論理分岐６１２および終了状態６１２を含まなくてもよく、代わりに、プロセス６００は、充電式電子機器３００がオンであるか否かにかかわらず、動作６１０から開始状態６０２に戻ることができる。
【0063】
論理分岐６０６の目的に関して、ＤＣ電力が入力ポート３０８において受信されている場合、プロセス６００は、動作６０８に進むことができる。動作６０８において、コントローラ６１０は、第１の回路４０１に、入力ポート３０８からの電力を第１および第２のポート４０２ａおよび４０２ｂを介してエネルギー貯蔵装置３０４へと伝送させることができる。動作６０８から、プロセス６００は、開始状態６０２に戻ることができる。
【0064】
論理分岐６０４の目的に関して、無線電力信号がＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４によって受信されている場合、プロセス６００は、論理分岐６１６に進むことができる。論理分岐６１６において、コントローラ４０４は、ＤＣ電力が充電式電子機器３００の入力ポート３０８を介して受信されているか否かを判定することができる。論理分岐６１６の目的に関して、ＤＣ電力が入力ポート３０８において受信されている場合、プロセス６００は、動作６１８に進むことができる。動作６１８において、コントローラ６１０は、第１の回路４０１に、ＤＣ電力をＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４および入力ポート６０８の少なくとも一方からエネルギー貯蔵装置３０４へと伝送させることができる。
【0065】
一実施形態においては、動作６１８の目的に関して、ＤＣ電力がＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４および入力ポート６０８の一方または両方から伝送されるかどうかが、コントローラ４０４による使用のためにメモリ４２８に格納されてよい少なくとも１つのユーザ構成設定によって決定される。一例において、構成設定は、無線トランシーバ４００を充電式電子機器３００の第２の回路３０２およびエネルギー貯蔵装置３０４へと両者の間に設置する前に、コントローラ４０４による使用のためにメモリ４２８に格納されてよい。別の例において、構成設定は、無線トランシーバ４００を充電式電子機器３００の第２の回路３０２およびエネルギー貯蔵装置３０４へと両者の間に設置した後に、コントローラ４０４による使用のためにメモリ４２８に格納されてよい。そのような例において、構成設定は、ハウジング３０１の外部からメモリ４２８に格納されるようにデータを送信するための手段（図示せず）によって適当なときに変更可能であってよい。動作６１８から、プロセス６００は、開始状態６０２に戻ることができる。
【0066】
論理分岐６１６の目的に関して、ＤＣ電力が入力ポート３０８において受信されていない場合、プロセス６００は、論理分岐６２０に進むことができる。論理分岐６２０において、コントローラ４０４は、ＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４のＤＣ出力電力（例えば、ＶｒｅｃのＰｏｕｔ）が、充電式電子機器３００の第２の回路３０２が必要とするＤＣ電力以上であるか否か（あるいは、それより大きいか否か）を判定することができる。論理分岐６２０の目的に関して、ＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４のＤＣ出力電力が、機器３００の第２の回路３０２が必要とするＤＣ電力以上である（あるいは、それよりも大きい）場合、プロセス６００は動作６２４に進むことができる。動作６２４において、コントローラ６１０は、第１の回路４０１に、ＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４からのＤＣ電力を第２の回路３０２およびエネルギー貯蔵装置３０４の両方に伝送させることができる。動作６２４から、プロセス６００は、開始状態６０２に戻ることができる。
【0067】
論理分岐６２０の目的に関して、ＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４のＤＣ出力電力が、機器３００の第２の回路３０２が必要とするＤＣ電力未満（あるいは、以下）である場合、プロセス６００は動作６２２に進むことができる。動作６２２において、コントローラ６１０は、第１の回路４０１に、ＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４およびエネルギー貯蔵装置３０４の両方からのＤＣ電力を第２の回路３０２に伝送させることができる。動作６２４から、プロセス６００は、開始状態６０２に戻ることができる。
【0068】
図８が、本開示の特定の実施形態による無線トランシーバ（例えば、無線トランシーバ４００）を動作させる方法７００のフローチャートである。方法７００を、本技術に従って、本明細書で説明されるように、トランシーバ４００およびそのさまざまなコンポーネントによって実施することができる。方法７００は、無線電力信号を受信する第１の回路４０１に応答して誘起される電圧（例えば、Ｖｒｅｃ）に関連する出力電力が、第１の回路４０１に結合した機器３００（例えば、その第２の回路３０２）の電力要件以上であるか否かを（例えば、コントローラ４０４および／または第１の回路４０１によって）判定するステップ７０２を含んでよい。
【0069】
判定ステップ７０２において例えばコントローラ４０４によって判定された結果４０３に応じて、方法７００は、２つの選択肢としてのステップに進むことができる。前述の出力電力が機器３００の電力要件以上である（例えば、電力要件を満たす）との判定７０２において、方法７００は、第１の回路４０１から第１の回路４０１に結合した第２の回路３０２およびエネルギー貯蔵装置３０４へと第１の電流を伝送するステップ７０４を含むことができる。あるいは、前述の出力電力が機器３００の電力要件未満である（例えば、電力要件を満たさない）との判定７０２において、方法７００は、第１の回路４０１から第２の回路３０２へと第２の電流を伝送するステップ７０６、およびエネルギー貯蔵装置３０４から第２の回路３０２へと第３の電流を伝送するステップ７０８を含むことができる。いくつかの実施形態においては、方法７００において、２つの伝送ステップ７０６および７０８を順次に実行することができる。他の実施形態においては、方法７００において、２つの伝送ステップ７０６および７０８を同時に実行することができる。
【0070】
方法７００は、上述のとおりのステップ７０２、７０４、および７０６を容易にする目的のための種々の追加のステップを含むことができる。方法７００は、（例えば、送信モードにおいてアンテナ４１０を介して第１の回路４０１によって）ＲＦ（例えば、ビーコン）信号をＷＰＴ ２００に送信するステップ７０８を含むことができる。さらに、方法７００は、（例えば、受信モードにおいてアンテナ４１０を介して第１の回路４０１によって）ＷＰＴ ２００から無線電力信号を受信するステップ７１０を含むことができる。方法７００のいくつかの実施形態において、無線電力信号は、無線トランシーバ４００によってＷＰＴ ２００に送信（７０８）されるＲＦ信号に応答して、ＷＰＴ ２００から無線トランシーバ４００によって受信（７１０）されてよい。一例において、方法７００は、無線電力信号の受信（７１０）に応答して視覚インジケータ（例えば、ＬＥＤライト４２２）を作動させるステップ７１１をさらに含むことができる。
【0071】
方法７００は、（例えば、アンテナ４１０を介する）無線電力信号の受信（７１０）に応答して（例えば、第１の回路４０１のＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４によって）電圧を誘起するステップ７１２をさらに含むことができる。いくつかの実施形態において、方法７００の誘起するステップ７１２は、第１の電圧の誘起（７１４）を含むことができる。一例において、方法７００は、誘起するステップ７１４の後に、（例えば、第１の回路４０１の電力変換器４１８によって）第１の電圧を第２の電圧に変換するステップ７１６をさらに含んでもよい。
【0072】
一実施形態において、方法７００は、第２の回路３０２が（例えば、入力ポート３０８を介して）外部電源から第４の電流を受け取っていると（例えば、コントローラ４０４および／または第１の回路４０１によって）判定するステップ７１８をさらに含んでもよい。実施形態において、第４の電流が第２の回路３０２によって受け取られる場合、方法７００は、第２の回路３０２から第４の電流を（例えば、第１の回路４０１によって）受け取るステップ７２０を含んでもよい。方法７００において、第４の電流の第１の回路４０１による受け取り（７２０）の後に、第４の電流は、第１の回路４０１によってエネルギー貯蔵装置３０４に伝送（７２２）されてもよい。
【0073】
方法７００は、第２の回路３０２、エネルギー貯蔵装置３０４、および第１の回路４０１のＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４についてＤＣ電流を分配するステップ７２４をさらに含んでよい。一実施形態において、方法７００の分配ステップ７２４は、第２の回路３０２およびエネルギー貯蔵装置３０４への伝送ならびに／あるいは第２の回路３０２およびエネルギー貯蔵装置３０４からの受信のために、前述の第４の電流、ならびに前述の第１、第２、および第３の電流のうちの少なくとも一つを分配することを含んでよい。方法７００において、分配ステップ７２４は、メモリ４２８に記憶されてよい第１の回路４０１の前述の構成設定に従って（例えば、少なくとも部分的にコントローラ４０４によって）実施されてよい。種々の分配（７２４）されたＤＣ電流のうちの１つ以上は、１つ以上の他の分配（７２４）されたＤＣ電流の電圧とは異なる電圧に関連付けられてよい。
【0074】
再び図４および図７を参照すると、いくつかの実施形態においては、第１の回路４０１のジャンクション回路４２０の回路が、方法７００の分配ステップ７２４に必要な機能を少なくとも部分的に実装してもよい。図４に示されるように、ジャンクション回路４２０は、第１の回路４０１内の電力の流れのラインの交差部に位置する。充電式電子機器３００の第２の回路３０２およびエネルギー貯蔵装置３０４へと両者の間に結合した第１の回路４０１において、ジャンクション回路４２０は、電力の３つの供給源、すなわち入力ポート３０８、エネルギー貯蔵装置３０４、および第１の回路４０１のＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４から、電流を受け取り、中継することができる。したがって、ジャンクション回路４２０は、コントローラ４０４および／または電力変換器４１８によって提供される機能と共に、エネルギー貯蔵装置３０４の充電、第２の回路３０２の動作、およびコントローラ４０４などの第１の回路４０１のコンポーネントへの必要な電力の供給に使用するために、種々のＤＣ電流を分配（７２４）することができる。
【0075】
分配ステップ７２４に関連する上述の構造および機能は、方法７００におけるエミュレートステップ７２６をさらに可能にする。第１の回路４０１を第２の回路３０２およびエネルギー貯蔵装置３０４へと両者の間に結合させた無線トランシーバ４００において、第１の回路４０１は、第２の回路３０２に対してエネルギー貯蔵装置３０４をエミュレート（７２６）する。例えば、限定はされないが、コントローラ４０４は、電力変換器４１８およびジャンクション回路４２０などの第１の回路４０１のさまざまな他のコンポーネントと共に、第１の回路のＶｏｕｔを、充電式電子機器３００が元々動作するように設計されたＶｂａｔの所定の許容誤差の範囲内に維持することができる。とくには、本技術のこの特徴は、とりわけ、無線トランシーバ４００をほとんどあらゆる充電式電子機器３００に後付けすることを可能にすることで、機器３００の既存の回路またはソフトウェア／ファームウェアの変更を必要とせずに、１つ以上のＷＰＴ ２００からの無線電力信号を使用する無線充電能力を効果的に提供する。同一または同様の理由で、本技術の無線トランシーバ４００は、無線電力信号を用いた動作および充電を可能にするために、ほとんどあらゆる充電式電子機器３００の新たな設計に初めから効果的かつ効率的に統合することが可能である。
【0076】
したがって、充電式電子機器３００に関して利用可能な電力レベルが、エネルギー貯蔵装置３０４および／または入力ポート３０８からのＤＣ電力の利用可能性によってのみ決定付けられるのではなく、本技術ならびに関連の装置、プロセス、および方法は、少なくとも（例えば、ＲＦ整流器／エネルギーハーベスタ４１４からの）第３のＤＣ電力源が、機器３００の動作および／またはエネルギー貯蔵装置３０４の充電に利用可能であることを可能にする。
【0077】
図９が、本開示の特定の実施形態による無線電力レシーバ８１０を有するコンピュータ機器８００のブロック図を示している。コンピュータ機器８００は、携帯電話機（または、スマートフォン）、タブレットコンピュータデバイス、デスクトップコンピュータデバイス、ラップトップコンピューティングデバイス、ウェアラブルコンピューティングデバイス、または本明細書の種々の実施形態による無線充電が適用可能な任意の他のコンピューティングデバイスなど、無線電力レシーバ８１０を有する任意の形態のコンピュータを含む。無線電力レシーバ８１０は、無線トランシーバ４００、第１の回路４００、コントローラ４０４、またはこれらの任意の組み合わせとして実装されてよい。さらに、無線電力レシーバ８１０は、本技術に従って、無線トランシーバ４００およびその種々のコンポーネントに関して本明細書で説明される方法および機能のいずれかを実行および実施することができる。
【0078】
さまざまなインターフェースおよびモジュールがコンピュータ機器８００に示され、あるいはコンピュータ機器８００に結合しているが、コンピュータ機器８００は、本明細書に記載の機能を実行するために、そのようなモジュールまたは機能のすべてを必要とするわけではない。多くの実施形態において、さまざまなコンポーネントは、それぞれのコンピュータ機器の動作に含まれず、あるいは必要ではないと理解される。例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）無線機、セルラ無線機、ＳＩＭカード、カメラ、および加速度計などのコンポーネント、ならびに他のコンポーネントは、コンピュータ機器のいくつかの実装形態に含まれなくてもよい。さらに、示されているコンポーネントまたはモジュールのうちの１つ以上が、組み合わせられても、取り除かれてもよい。
【0079】
例えば、無線電力レシーバ８１０が実装される場合、電池、電力管理モジュール、またはその両方は、例えばコンピュータ機器８００のすべての電力管理機能が無線電力レシーバ８１０に組み込まれている場合など、いくつかの実施形態においては冗長であり得る。さらに、無線電力レシーバ８１０を介して一定の電力を受け取る実施形態において、電池は不要かもしれない。
【0080】
本明細書において図示され、説明され、特許請求される本技術の実施形態は、少なくとも以下の好都合な技術的効果を提供する回路およびその制御方式を提供する。（ａ）高周波（ＲＦ）無線電力信号を用いた動作および電池の充電を可能にするために、無線トランシーバを既存の充電式電子機器に後付けすることができ、あるいは新たな設計に初めから統合することができるという技術的効果。（ｂ）無線トランシーバが、充電式電子機器の動作およびその１つ以上の電池の充電に使用するために、無線電力信号から由来する電源を含む複数の異なるＤＣ電源からの電流を受信、中継、および分配することができる回路を含むという技術的効果。（ｃ）無線トランシーバが、充電式電子機器が使用する既存の電源によって動作することができ、これに加え、あるいは代えて、無線電力信号によっても動作することができるという技術的効果。（ｄ）無線トランシーバが、既存の充電式電子機器のハウジングへの挿入を容易にできるサイズを有し、少なくとも部分的に可撓プリント回路基板（ＰＣＢ）として形成されてよいという技術的効果。（ｅ）充電式電子機器の回路およびその少なくとも１つの電池へと両者の間に結合した無線トランシーバが、機器の既存の回路および電池ならびに機器の既存のソフトウェアまたはファームウェアのいずれの変更も必要とせずに、少なくとも１つの電池をエミュレートするように制御される回路を、無線トランシーバが有するという技術的効果。（ｆ）本開示を検討することで当業者であれば容易に理解および認識できるようなその他の技術的効果。
【0081】
本明細書に記載の実施形態の例示は、種々の実施形態の構造の全体的な理解を提供することを意図している。例示は、本明細書に記載の構造または方法を利用する装置およびシステムの要素および特徴のすべての完全な説明として役立つことを意図するものではない。多くの他の実施形態が、本開示を検討することで当業者にとって明らかであろう。他の実施形態が、本開示から利用および導出可能であり、本開示の範囲から逸脱することなく、構造的および論理的な置換および変更を行うことが可能である。さらに、特定の実施形態を本明細書において図示および説明したが、同一または同様の目的を達成するように設計された任意の後続の構成が、示された特定の実施形態の代わりに使用されてもよいことを理解されたい。
【0082】
本開示は、種々の実施形態のありとあらゆる後の適合または変形を網羅することを意図している。上記の実施形態の組み合わせを行うことができ、本明細書に具体的には記載されていない他の実施形態が、説明を検討することで当業者にとって明らかであろう。さらに、図は単なる表現であり、縮尺どおりに描かれていない場合がある。図中の特定の比率は、誇張されている場合があり、他の比率は低減されている場合がある。したがって、本開示および図面は、例示的なものであり、限定的なものではないとみなされるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図5G】
【図5H】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【国際調査報告】