JP2012500619A - ポータブルワイヤレス電力充電のためのワイヤレス電力送信 - Google Patents

Abstract

例示的な実施形態は、ワイヤレス電力転送に向けられる。ポータブルワイヤレス電力充電器は、受信機を含むワイヤレス受電デバイスにワイヤレス電力を結合する磁気近傍界を発生させるように構成されているアンテナを備える。アンテナは実質上、充電パッドの周辺部に配置される。ポータブルワイヤレス電力充電器は、入力電力を充電パッドに結合する給電ケーブルをさらに備える。

Description

合衆国法典第３５部第１１９条に基づく優先権の主張

本出願は、２００８年８月１９日に出願され、その開示が、その全体において参照によりここに組み込まれている、“ワイヤレスデスクトップｖ３”と題する米国仮特許出願６１／０９０，１８０と、２００８年１０月９日に出願され、その開示が、その全体において参照によりここに組み込まれている、“結合共振構造によるワイヤレス電力送信”と題する米国仮特許出願６１／１０４，２２５と、２００８年１２月２１日に出願され、その開示が、その全体において参照によりここに組み込まれている、“玩具電気ビークルモデルのワイヤレス再充電”と題する米国仮特許出願６１／１３９，６１１とに対する、合衆国法典第３５部第１１９条に基づく優先権を主張する。

分野

本発明は一般に、ワイヤレス充電に関し、より詳細には、ポータブルワイヤレス充電システムに関連するデバイス、システムおよび方法に関する。

背景

一般に、ワイヤレス電子デバイスのような、各受電デバイスは、自己のワイヤードの充電器と、通常は交流（ＡＣ）電源差し込み口である電力源とを必要とする。このようなワイヤード構成は、多くのデバイスが充電を必要とするときに厄介になる。

送信機と、充電すべき電子デバイスに結合された受信機との間で、無線による電力送信またはワイヤレス電力送信を使用するアプローチが展開されている。受信アンテナは、放射された電力を収集し、デバイスに電力供給するか、または、デバイスのバッテリーを充電するために、放射電力を使用可能な電力に整流する。

ワイヤレスエネルギー送信は、送信アンテナおよび受信アンテナ間の結合と、電力供給すべき、または、充電すべきホスト電子デバイスに組み込まれている整流回路とに基づいていてもよい。短所が、送信アンテナが実質的に固定されたインフラストラクチャに統合されているときに認識されるか、または、短所は、実質的に自然に生成される携帯性の問題である。さらに、送信アンテナのまわりの、ワイヤレス電子デバイスのユーザ対話エリアでのＡＣ電力源の並置は、不必要な安全上の懸念を生成させる。それゆえに、ワイヤレス電力供給および充電システム中での送信機のフレキシブルな配置に対応するワイヤレス充電構成を提供する必要がある。

図１は、ワイヤレス電力送信システムの簡略化したブロック図を図示する。 図２は、ワイヤレス電力送信システムの簡略化した概略図を図示する。 図３は、例示的な実施形態にしたがった、ループアンテナの概略図を図示する。 図４は、例示的な実施形態にしたがった、ワイヤレス電力送信システムの機能ブロック図を図示する。 図５は、例示的な実施形態にしたがった、受動エネルギーリレーを含むワイヤレス電力送信システムの機能ブロック図を図示する。 図６は、例示的な実施形態にしたがった、ワイヤレス電力送信システムにおける送信機および受信機の近接結合を図示する。 図７は、例示的な実施形態にしたがった、ワイヤレス電力送信システムにおける送信機および受信機の近傍結合を図示する。 図８Ａは、例示的な実施形態にしたがった、ワイヤレスデスクトップとして構成されているワイヤレス電力送信システムを図示する。 図８Ｂは、図８Ａ中で図示されているワイヤレス電力送信システムに関係付けられている、さまざまな送信アンテナ、受信アンテナおよび受動エネルギーリレーアンテナのカッタウェイ図を図示する。 図９は、別の例示的な実施形態にしたがった、ワイヤレスデスクトップとして構成されているワイヤレス電力送信システムを図示する。 図１０は、例示的な実施形態にしたがった、ワイヤレス電力パッドとして構成されているワイヤレス電力送信システムを図示する。 図１１は、別の例示的な実施形態にしたがった、ワイヤレス電力パッドとして構成されているワイヤレス電力送信システムを図示する。 図１２は、さらに別の実施形態にしたがった、ワイヤレス電力パッドとして構成されているワイヤレス電力送信システムを図示する。 図１３は、例示的な実施形態にしたがった、ワイヤレス電力を送信するための方法のフローチャートを説明する。

詳細な説明

語“例示的な”は、ここでは、“例、事例、または、例示として役割を果たす”ことを意味するように使用する。“例示的な”としてここで説明する何らかの実施形態は、必ずしも、他の実施形態より好ましい、あるいは、他の実施形態より利点があるものとして解釈すべきではない。

添付の図面に関連して下記で述べる詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態の説明として意図されており、本発明を実施できる唯一の実施形態を表すことを意図していない。この説明全体を通して使用する用語“例示的な”は、“例、事例、または、例示として役割を果たす”ことを意味し、必ずしも、他の例示的な実施形態より好ましい、あるいは、他の例示的な実施形態より利点があるものとして解釈すべきではない。詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態の完全な理解を提供する目的のために、特定の詳細を含んでいる。これらの特定の詳細がなくても、本発明の例示的な実施形態を実施できることは、当業者にとって明白だろう。いくつかの事例では、ここで提示されている例示的な実施形態の新規性を不明瞭にすることを避けるために、よく知られている構造およびデバイスを、ブロック図の形態で示している。

用語“ワイヤレス電力”は、ここでは、電界や、磁界や、電磁界に関係する何らかの形態のエネルギーを、または、そうでないならば、物理的な電磁導体を使用することなく、送信機から受信機に送信される何らかの形態のエネルギーを意味するように使用する。システム中の電力変換は、ここでは、例えば、移動体電話機や、コードレス電話機や、ｉＰｏｄ（登録商標）や、ＭＰ３プレイヤーや、ヘッドセット等を含むデバイスをワイヤレスに充電することを説明する。一般的に、ワイヤレスエネルギー転送の１つの基礎となる原理は、例えば３０ＭＨｚを下回る周波数を使用する磁気結合共振（すなわち、共振誘導）を含んでいる。しかしながら、例えば、１３５ｋＨｚ（ＬＦ）を下回るようなまたは１３．５６ＭＨｚ（ＨＦ）におけるような、比較的高い放射レベルにおいてライセンス免除の動作が可能である周波数を含む、さまざまな周波数を用いることができる。無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムにより通常使用されるこれらの周波数において、システムは、欧州におけるＥＮ３００３３０、または、米国におけるＦＣＣパート１５規格のような、干渉および安全標準規格に準拠しなければならない。例として、限定ではないが、ここでは、“ＬＦ”がｆ₀＝１３５ｋＨｚのことを指し、“ＨＦ”がｆ₀＝１３．５６ＭＨｚのことを指す場合に、略語ＬＦおよびＨＦを使用する。

図１は、さまざまな例示的な実施形態にしたがった、ワイヤレス電力送信システム１００を示している。エネルギー転送を提供するための磁界１０６を発生させるために、送信機１０４に入力電力１０２が提供される。受信機１０８は、磁界１０６に結合しており、そして、出力電力１１０に結合されている（示していない）デバイスにより蓄電または消費する出力電力１１０を発生させる。送信機１０４および受信機１０８の双方は、距離１１２だけ離れている。１つの例示的な実施形態では、送信機１０４および受信機１０８は、相互共振関係にしたがって構成されており、受信機１０８の共振周波数と送信機１０４の共振周波数とが一致しているときに、そして、受信機１０８が、磁界１０６の“近傍界”中に位置するとき、送信機１０４と受信機１０８との間の送信損失は、最小である。

送信機１０４はさらに、エネルギー送信のための手段を提供するために、送信アンテナ１１４を備え、受信機１０８はさらに、エネルギーの受信または結合のための手段を提供するために、受信アンテナ１１８を備えている。送信アンテナおよび受信アンテナは、それらに関係付けられることになるアプリケーションおよびデバイスにしたがって、サイズが決められる。述べているように、電磁波中のエネルギーのほとんどを遠方界に伝播するというよりむしろ、送信アンテナの近傍界中のエネルギーの大部分を受信アンテナに結合することにより、効率的なエネルギー転送が生じる。この近傍界において、送信アンテナ１１４と受信アンテナ１１８との間で結合を確立することができる。この近傍界結合が生じることがある、アンテナ１１４および１１８の周囲のエリアは、ここでは、結合モード領域として呼ばれる。

図２は、ワイヤレス電力送信システムの簡略化された概略図を示している。入力電力１０２により駆動される送信機１０４は、発振器１２２と、電力増幅器１２４と、フィルタおよび整合回路１２６とを備えている。発振器は、所望の周波数を発生させるように構成されており、所望の周波数は、調整信号１２３に応答して調整され得る。制御信号１２５に応答する増幅量で、電力増幅器１２４により、発振器信号を増幅することができる。高調波または他の望ましくない周波数をフィルタアウトし、送信機１０４のインピーダンスを送信アンテナ１１４に整合させるために、フィルタおよび整合回路１２６を備えていてもよい。

受信機１０８は、ＤＣ電力出力を発生させて、図２で示されているようなバッテリー１３６を充電するために、または、受信機に結合されている（示していない）デバイスに電力供給するために、整合回路１３２と整流器および切り替え回路１３４とを備えていてもよい。整合回路１３２は、受信機１０８のインピーダンスを受信アンテナ１１８に整合させるために備えられていてもよい。

図３で示されているように、例示的な実施形態で使用するアンテナは、“ループ”アンテナ１５０として構成することができ、ここでは、“磁気”アンテナ、“共振”アンテナ、または、“磁気共振アンテナ”として呼ぶこともある。空芯を、または、フェライトコアのような物理的なコアを備えるように、ループアンテナを構成することができる。さらに、空芯ループアンテナにより、コアエリア内で他のコンポーネントの配置が可能になる。加えて、送信アンテナ１１４（図２）の結合モード領域をより効率的にする送信アンテナ１１４（図２）の平面内での、受信アンテナ１１８（図２）の配置が、空芯ループにより、さらに容易に可能になる。

述べているように、送信機１０４と受信機１０８との間で、共振が一致またはほぼ一致している間に、送信機１０４と受信機１０８との間でエネルギーの効率的な転送が生じる。しかしながら、送信機１０４と受信機１０８との間で共振が一致していないときでさえ、より低い効率性においてエネルギーを転送することができる。エネルギーの転送は、送信アンテナから自由空間中へとエネルギーを伝播するというよりむしろ、送信アンテナの近傍界から、この近傍界が確立されている近隣中に存在する受信アンテナへとエネルギーを結合することにより生じる。

ループアンテナの共振周波数は、インダクタンスおよびキャパシタンスに基づくものである。ループアンテナ中のインダクタンスは、一般的に、ループにより生成されるインダクタンスであるのに対し、キャパシタンスは、一般的に、所望の共振周波数において共振構造を生成させるために、ループアンテナのインダクタンスに加えられる。非限定的な例として、キャパシタ１５２およびキャパシタ１５４をアンテナに加えて、正弦波または擬似正弦波の信号１５６を発生させる共振回路を生成させてもよい。したがって、より大きな直径のループアンテナに対しては、ループの直径またはインダクタンスが増加するにつれて、共振を起こすのに必要とされるキャパシタンスのサイズは減少する。さらに、ループアンテナの直径が増加するにつれて、近傍界の効率的なエネルギー転送エリアは、“近傍”結合されているデバイスに対して増加する。当然、他の共振回路も可能である。別の非限定的な例として、キャパシタは、ループアンテナの２つの端子間にパラレルに配置してもよい。加えて、送信アンテナに対しては、ループアンテナ１５０に共振信号１５６を入力してもよいことを、当業者は認識するだろう。

本発明の例示的な実施形態は、互いの近傍界中にある２つのアンテナ間で電力を結合することを含んでいる。述べているように、近傍界は、電磁界が存在するが、アンテナから離れて、伝播または放射しない、アンテナの周囲のエリアである。それらは、通常、アンテナの物理的な体積に近い体積に限定される。本発明の例示的な実施形態では、アンテナを囲む可能性がある環境のほとんどは誘電性であり、したがって、電界への影響に比べて磁界への影響が少ないので、単一巻または多重巻のループアンテナのようなアンテナを、送信（Ｔｘ）アンテナシステムおよび受信（Ｒｘ）アンテナシステムの双方に対して使用する。さらに、（例えば、ダイポールおよびモノポールの）“電気”アンテナ、あるいは、磁気および電気アンテナの組み合わせとして支配的に構成されているアンテナも考えられる。

先に述べた遠方界および誘導アプローチにより許容されるよりも著しく遠い距離にある小型Ｒｘアンテナに対して、良好な結合効率（例えば、＞１０％）を達成するために、十分低い周波数において、および、十分大きいアンテナサイズによって、Ｔｘアンテナを動作させることができる。Ｔｘアンテナのサイズが正しく決められている場合、駆動されているＴｘループアンテナの結合モード領域内（すなわち、近傍界または強結合レジーム中）に、ホストデバイス上のＲｘアンテナが配置されているときに、高い結合効率（例えば、３０％）を達成することができる。

ここで開示するさまざまな例示的な実施形態は、異なる電力変換アプローチに基づいている異なる結合変形体と、デバイスポジショニングの柔軟性を含む送信距離（例えば、実質的にゼロ距離における、充電パッドソリューションに対する極めて“近接”な結合、または、短距離ワイヤレス電力ソリューションに対する“近傍”結合）とを識別する。極めて近接な結合の適用（すなわち、結合係数が一般にｋ＞０．１である強結合レジーム）は、一般に、アンテナのサイズに依存して、ミリメートルまたはセンチメートルのオーダーで、短距離または非常に短距離にわたって、エネルギー転送を提供する。近傍結合の適用（すなわち、結合係数が一般にｋ＜０．１である疎結合レジーム）は、一般に、アンテナのサイズに依存して、１０ｃｍから２ｍの範囲中の距離にわたって、比較的に低い効率において、エネルギー転送を提供する。

ここで説明するように、“近接”結合と“近傍”結合とは、異なる整合アプローチを必要としてもよく、電力源／シンクをアンテナ／結合ネットワークに整合させる異なる方法として考えることができる。さらに、さまざまな例示的な実施形態は、システムパラメータと、設計ターゲットと、構成の変形体と、ＬＦおよびＨＦの双方の適用に対する、ならびに、送信機および受信機に対する仕様とを提供する。例えば、特定の電力変換アプローチに、より良く整合するように、これらのパラメータおよび仕様のうちのいくつかを必要に応じて変化させることができる。システム設計パラメータは、さまざまな優先度およびトレードオフを含んでいてもよい。特に、送信機および受信機のサブシステム考慮事項は、回路に関する高い送信効率の低い複雑性を含んでいてもよく、これは結果として低コストの実現になる。

図４は、例示的な実施形態にしたがった、送信機と受信機との間の直接的な界結合に対して構成されているワイヤレス電力送信システムの機能ブロック図を図示する。ワイヤレス電力送信システム２００は、送信機２０４および受信機２０８を備えている。エネルギー転送を提供する直接的な界結合ｋ２０６によって、ほとんど非放射性である界を発生させるために、送信機２０４に入力電力Ｐ_TXinが提供される。受信機２０８は直接に、非放射性界２０６に結合しており、そして、出力ポート２１０に結合されているバッテリーまたは負荷２３６により蓄電あるいは消費する出力電力Ｐ_RXoutを発生させる。送信機２０４および受信機２０８の双方は、ある距離だけ離れている。１つの例示的な実施形態では、送信機２０４および受信機２０８は、相互共振関係にしたがって構成されており、受信機２０８の共振周波数ｆ₀と、送信機２０４の共振周波数とが一致しているときに、そして、受信機２０８が、送信機２０４により発生される放射界の“近傍界”中に位置している間、送信機２０４と受信機２０８との間の送信損失は最小である。

送信機２０４はさらに、エネルギー送信のための手段を提供するために、送信アンテナ２１４を備え、受信機２０８はさらに、エネルギー受信のための手段を提供するために、受信アンテナ２１８を備えている。送信機２０４はさらに、ＡＣ−ＡＣ変換器として少なくとも部分的に機能する送信電力変換ユニット２２０を備えている。受信機２０８はさらに、ＡＣ−ＤＣ変換器として少なくとも部分的に機能する受信電力変換ユニット２２２を備えている。

図５は、例示的な実施形態にしたがった、送信機、受動エネルギーリレーおよび受信機間の、間接的な界結合に対して構成されているワイヤレス電力送信システムの機能ブロック図を図示する。ワイヤレス電力送信システム３００は、送信機３０４と、受動エネルギーリレー（寄生共振タンクまたは受動共振タンク）３１２と、受信機３０８とを備えている。受動エネルギーリレー３１２にエネルギー転送を提供する界結合ｋ３０６によって、ほとんど非放射性である界を発生させるために、送信機３０４に入力電力Ｐ_TXinが提供され、受動エネルギーリレー３１２は、受信機３０８への界結合３０７によって、ほとんど非放射性である界を発生させる。受信機３０８は、受動エネルギーリレー３１２により発生される非放射性界に結合しており、そして、出力ポート３１０に結合されているバッテリーまたは負荷３３６により蓄電あるいは消費する出力電力Ｐ_RXoutを発生させる。

送信機３０４、受動エネルギーリレー３１２および受信機３０８のそれぞれは、ある距離だけ離れている。１つの例示的な実施形態では、送信機３０４および受動エネルギーリレー３１２は、相互共振関係にしたがって構成されており、受動エネルギーリレー３１２の共振周波数ｆ₀と、送信機３０４の共振周波数とが一致しているときに、そして、受動エネルギーリレー３１２が、送信機３０４により発生される放射界の“近傍界”中に位置している間、送信機３０４と受動エネルギーリレー３１２との間の送信損失は最小である。さらに、受動エネルギーリレー３１２および受信機３０８は、相互共振関係にしたがって構成されており、受信機３０８の共振周波数ｆ₀と、受動エネルギーリレー３１２の共振周波数とが一致しているときに、そして、受信機３０８が、受動エネルギーリレー３１２により発生される放射界の“近傍界”中に位置している間、受動エネルギーリレー３１２と受信機３０８との間の送信損失は最小である。

送信機３０４はさらに、エネルギー送信のための手段を提供するために、送信アンテナ３１４を備え、受動エネルギーリレー３１２はさらに、受動的にエネルギーをリレーする手段を提供するために、寄生タンク３１６を備え、受信機３０８はさらに、エネルギー受信のための手段を提供するために、受信アンテナ３１８を備えている。送信機３０４はさらに、ＡＣ−ＡＣ変換器として少なくとも部分的に機能する送信電力変換ユニット３２０を備えている。受信機３０８はさらに、ＡＣ−ＤＣ変換器として少なくとも部分的に機能する受信電力変換ユニット３２２を備えている。

したがって、高い共振構造（すなわち、高Ｑアンテナ）は、図４におけるように、直接に、または、図５におけるように、１つ以上の受動エネルギーリレーを介して、少なくとも１つのエネルギー源から少なくとも１つのエネルギーシンクにエネルギーを転送する。さらに、結合は、電界または磁界によるものであってもよく、磁界は、システムの近隣中に通常存在しているような非金属のオブジェクトと、より低い相互作用を示す。述べたように、共振構造は、（波長と比較して）電気的に小さく、それゆえに、電磁波および電力損失に関して、実質上非放射である。

エネルギーの送信は、実質上高調波である、実質上変調されていない非パルスの高周波数搬送波により、単一の周波数で発生してもよい。さらに、周波数選択は、特に医療デバイスなどのような安全およびセキュリティが重要なデバイスに関して、高感度無線および非無線システムへの、および、本技術を組み込むであろうホストデバイスへの、有害な干渉の危険の低減を含むさまざまな要因に基づいていてもよい。付加的な周波数選択の要因は、非常に高いＱ共振システムの使用を可能にする周波数選択と、短距離デバイスへの電力搬送波送信に専用の（例えば、６．７８ＭＨｚにおける、および、１３．５６ＭＨｚにおける）ＩＳＭ周波数バンド中の非常に狭い周波数マスクに適合する周波数選択とを含んでいてもよい。

一般に、受信または送信アンテナが、都合良く方向が合わせられるという条件で、受信機へのエネルギー転送は、送信アンテナから見られるすべての方向／角度に作用する。結合磁気共振（すなわち、共振誘導）の１つの実現は、リアクターとしてループ／コイルと、アンチリアクターとしてキャパシタとを有する共振Ｌ−Ｃタンク回路を形成する、容量装荷型の、電気的伝導性を有する、単一巻または多重巻のループを使用する。ループコイルは、強磁性体の、または、フェリ磁性の材料を含んでいてもよい。他の構成はまた、例えば、受信機において、動作周波数での磁気機械システム共振を含んでもよい。

図６は、例示的な実施形態にしたがった、送信アンテナおよび受信アンテナ間の第１の結合変形体の機能ブロック図を図示する。図６の結合変形体３５０は、“近傍”結合変形体を図示し、“近傍”結合に対して使用される高Ｑ共振タンク回路に結合するために使用することができる。結合変形体３５０は、電力変換回路と整合するようにインピーダンスを変換し、これは結果として、改善されたまたは高い転送効率になる。特に、結合変形体３５０は、共振周波数で共振するように構成されている送信アンテナ３５２と、同じ共振周波数で共振するように構成されている受信アンテナ３５４とを備えている。

送信アンテナ３５２は、キャパシタＣ₁とインダクタＬ₁とを含む高Ｑタンク共振器３５６を備えている。受信アンテナ３５４は、キャパシタＣ₂とインダクタＬ₂とを含む高Ｑタンク共振器３５８を備えている。近傍結合の適用（すなわち、結合係数が一般にｋ＜０．１である疎結合レジーム）は、一般に、アンテナのサイズに依存して、１０ｃｍから２ｍの範囲中の距離にわたって、比較的に低い効率において、エネルギー転送を提供する。

図７は、例示的な実施形態にしたがった、送信アンテナおよび受信アンテナ間の第２の結合変形体の機能ブロック図を図示する。図７の結合変形体３８０は、例示的な実施形態にしたがった、“近接”結合変形体を図示している。結合変形体３８０は、結合された直列タンク回路を備え、結合された直列タンク回路は、図６の送信アンテナ３５２および受信アンテナ３５４を含み、送信アンテナ３５２は、キャパシタＣ₁とインダクタＬ₁とを含む高Qタンク共振器３５６を備え、受信アンテナ３５４は、キャパシタＣ₂とインダクタＬ₂とを含む高Qタンク共振器３５８を備えている。極めて近接な結合の適用（すなわち、結合係数が一般にｋ＞０．１である強結合レジーム）は、一般に、アンテナのサイズに依存して、ミリメートルまたはセンチメートルのオーダーで、短距離または非常に短距離ｄにわたって、エネルギー転送を提供する。

一般に、共振誘導にしたがうワイヤレス電力転送は、最適負荷抵抗を決定することにより改善され、結果として、所定のアンテナパラメータ（例えば、無負荷のQファクタ、Ｌ−Ｃ比、および、送信機源インピーダンス）に対して最大の転送効率を生じる。最適負荷は、結合係数ｋに依存する。逆に、所定の負荷抵抗に対して効率を最大にする、最適な受信Ｌ−Ｃ比または負荷変換が存在する。

例示的な計算として、最適な負荷抵抗により負荷がかけられるときに結果として生じるＱファクタは、最適負荷Ｑと呼ばれる。疎結合レジーム（近傍）において、最適負荷受信Ｑは一般に、より低いが、無負荷の受信Ｑの半分に近い。一方、強結合レジーム（近接）において、最適負荷Ｑは、無負荷の受信Ｑよりも実質上低い。

それゆえに、最適負荷、低い効率、アンテナの直径よりも大きいが近傍界範囲λ／２πよりも小さい距離を仮定する、近傍変形体に対して、アンテナの送信効率は、おおよそ次のように、距離の関数として表現できる。

ここで、ｒ_A,tおよびｒ_A,rは、それぞれ、送信アンテナおよび受信アンテナの相当半径を表し、Ｑ_tおよびＱ_rは、それぞれ、送信アンテナおよび受信アンテナの無負荷のＱファクタを表す。代替として、次のように、効率を結合係数ｋおよび無負荷のＱファクタの関数として表してもよい。

等式１は、送信アンテナの半径、受信アンテナの半径またはその両方を増加させることにより、あるいは、Ｑファクタを増加させることにより、距離の効果（６乗）を打ち消すことができることを示している。ある程度まで、そして、上述の仮定が維持する限り、小さい受信アンテナの低い性能は、大きな送信アンテナにより補うことができ、大きな送信アンテナは、長距離またはワイドエリアのシステムにとって有益である。等式１はまた、磁界強度が、送信アンテナからの距離を増加させることにより、急速に減少すること（エバネセント界）を示し、このことは、放射線被曝および干渉に関して望ましい。

等式１は、周波数の関数ではないことから、等式１は、最適周波数の決定因ではない。周波数決定に対して、１つの選択プロセスは、最も高いＱ値を達成できる周波数に基づいていてもよい。さまざまな寄与要因は、アンテナ形成の要因制約条件、統合問題および環境効果を含んでいてもよい。

それゆえに、最適負荷および高効率を仮定する、近接変形体に対して、次のように、アンテナの送信効率は、おおよそ、結合係数および無負荷のＱの関数として表現できる。

等式３は、無負荷の高Ｑ値が、さらに、強結合レジームにおいて（例えば、充電パッドソリューションにおいて）１００％に近い効率に相関することを示している。効率は、送信アンテナポートにおける電力入力に対する、受信アンテナポートにおける電力出力の比として定義されており、アンテナは、共振に対するアンチリアクター、結合および何らかのインピーダンス変換を含むことに注目すべきである。

表１は、結合磁気共振を使用する電気エネルギーのワイヤレス転送のための候補周波数として識別されている例示的な周波数帯域をリスト表示する。これらの周波数帯域は、例えば、短距離デバイス（例えば、ＲＦＩＤシステム）に対して現在必要とされているような比較的に高い放射レベルにおいてライセンス免除の使用が可能である。これらの例示的な周波数帯域およびそれらの最大の許容放射レベルは、ＥＣＣによりＥＮ３００３３０［１］中で、および、対応するＦＣＣ規格中で規定されている。磁界結合に主として基づいているシステムに対して、磁界強度は、一般に適用を制限する。

一例として、ＬＦにおける、発生される磁界強度は、同じ条件の下で同じ量の電力を転送するＨＦ２における磁界強度よりも１０倍（２０ｄＢ）高いかもしれない。これは、規格により反映されているように思われないが、帯域ＬＦおよびＨＦ２は、エネルギーを転送するそれらのポテンシャルに関してほぼ同等である。これは、ＨＦ２が適用を制限する距離が、界が１０年毎に２０ｄＢだけ減衰する遠方界ゾーン（ｄ＞λ／２π）中にすでにあり、一方、ＬＦ測定距離は、減衰率が１０年毎に６０ｄＢである近傍界中にあるという事実により説明できる。実際上の注意として、ＨＦは、電子デバイスへの、特に小型デバイス（ヘッドセット、ＭＰ３プレイヤーなど）への磁気共振の統合に関して、向上した適用を示すことが見出されている。さらに、ＬＦに対して、高磁界強度レベルにおけるライセンス免除の使用に対して、１１９ｋＨｚ未満のさらなる帯域が存在する。非共振誘導または準共振誘導のシステムにより主として使用されるこれらの帯域は、結合磁気共振に対して、そして、特に集積アンテナ性能に関してあまり好ましくないと考えられる。

ワイヤレス電力送信のさまざまな適用が提案されている。ワイヤレス電力送信の１つの適用は、２００９年１月１１日に出願され、本出願の譲受人に譲渡され、その開示が、全体として参照により明白にここに組み込まれている、“ワイヤレスデスクトップＩＴ環境”と題する米国特許出願第１２／３５１，８４５号中に開示されている。

図８Ａは、ワイヤレスデスクトップとして構成されているワイヤレス電力送信システムを図示し、図８Ｂは、ワイヤレス電力送信システム４００に関係付けられている、さまざまな送信アンテナ、受信アンテナ、受動エネルギーリレーアンテナのカッタウェイ図を図示する。ワイヤレス電力送信システム４００は、電力を伝導するワイヤード接続による相互接続なしに、パーソナル電子デバイス（ＰＥＤ）および周辺デバイスにワイヤレス電力を提供する、送信機および受信機を備える。１つの例示的な実施形態において、ワイヤレスエネルギー転送は、例えば、ＬＦのうちの１つ（例えば、１３５ｋＨｚ）において、または、ＨＦ（例えば、１３．５６ＭＨｚ）において、アンテナ（ループコイル）動作を使用する結合磁気共振に基づいている。

ワイヤレス電力送信システム４００は、より効率的にデスクトップ空間を利用し、送信および受信アンテナをワイヤレスデスクトップのさまざまな物理的要素に組み込むことにより、デスクトップの配線を低減させる。一例として、送信アンテナ４０２は、ホストデバイス（モニター）４０６の台座４０４のような、デスクトップ上に通常存在する何らかの適切なホストデバイスに統合されていてもよい。同様に、送信アンテナ４０８は、ホストデバイス（ランプ）４１２の台座４１０に統合されていてもよい。送信アンテナ４０２、４０８を含む（示していない）送信機は、このホストデバイス４０６、４１２中にすでに存在しているワイヤード電力インターフェース４１４、４１６を通じて１１０／２３０ＶＡＣ電源から直接電力供給されてもよく、それゆえに、余分のワイヤード電力インターフェース４１４、４１６を必要としない。

１つの例示的な実施形態において、送信アンテナ４０２、４０８は、モニター４０６またはランプ４１２の台座４０４、４１２中に埋め込まれている。台座４０４、４１０は、噴水型の磁界４１８、４２０を発生させる円形のワイヤループアンテナ４０２、４０８を埋め込む円盤型のものであってもよい。界４１８、４２０は一般に、ワイヤレス電力によりイネーブルにされるデバイス４３４、４３６中に統合されている受信アンテナ４２２−４３２の共面方向を支持する、受信アンテナ４２２−４３２の平面内中のデスクトップ上の任意の位置において垂直に偏向されていてもよい。デバイスがデスクトップ上でデバイスの慣習の方向に置かれている場合、共面方向は、キーボードデバイス４３６、マウスデバイス４３４に統合され、ＰＥＤ４３８（例えば、移動電話機、ＭＰ３プレイヤー、ＰＤＡなど）のような他の多くの電子デバイスに統合されているワイヤレスループアンテナに対して、より適切であると考えられる。

一般に、デスクトップ上に、送信アンテナを含む１つより多い送信機があってもよく、電力は、支配的である送信アンテナから受信されるであろう。さらに、台座４０４、４１０のようなベース中の送信アンテナ４０２、４０８は、“電力ベース”４４０、４４２を形成して、送信アンテナ４０２、４０８上に直接ＰＥＤ４３８のようなデバイスを置くエリアを提供してもよく、これは、改善された結合を結果として生じさせ、それゆえに、高効率での高電力転送（極めて近接な結合）を可能にする。一般的に、パッドのエリアおよび送信機の設計に依存して、１つより多いデバイスを、電力ベースのようなものの上に置いてもよい。

キーボード４３６またはコンピュータマウス４３４のような長いバッテリー持続時間を有する低電力デバイスは、電力ベースの近接または近傍（近接結合または近傍結合）中に置いてもよい。さらに、これらのデバイスに対する利用可能な電力および転送効率は、他のデバイスが追加として電力ベース上に置かれるときにより低くなり、結果として、ワイヤレス電力送信システムにさらに負荷をかけるであろう。

電力ベースの近傍における磁界強度は、安全限界レベル未満であるが、電力ベースは、人間が近づいている場合に、磁界強度を自動的に低減させる機能を追加として提供してもよい。この機能は、赤外線またはマイクロ波の人間検出を使用してもよく、磁界の存在下で不快を感じるユーザにより作動できる。この機能を作動させた場合、その近傍中のデバイスは本質的に、人間がいない間に電力を受信するだろう。

図９は、ワイヤレスデスクトップとして構成されているワイヤレス電力送信システムを図示する。ワイヤレス電力送信システム４５０は、共振構造を拡張してデスクトップエリアのより大きな部分をカバーするために、受動エネルギーリレー（寄生アンテナ）４５２を含んでいる。受動エネルギーリレー４５２は、例えば、デスクの下で構成されていてもよく、または、デスク表面に統合されていてもよく、あるいは、代わりに、デスクマットのようなフラット構造の形態で、デスクの表面上に構成されていてもよい。

ワイヤレス電力送信システム４５０は、送信アンテナ４５６を含む送信機４５４をさらに備えており、送信アンテナ４５６はさらに、図８Ａの電力ベース４４０、４４２に統合されていてもよい。送信機４５４により励振されるときに受動エネルギーリレー４５２は、ワイヤレスデスクトップの電力供給および充電に関して、かなりの性能および効率の向上を提供できる。送信機４５４による受動エネルギーリレー４５２の励振は、他の周辺デバイスに供給すべき何らかのメインのＡＣ電源の統合を必要としないことにより、利便性および安全上の利益を提供する。

図１０は、例示的な実施形態にしたがった、ワイヤレス電力パッドとして構成されているワイヤレス電力送信システムを図示する。ワイヤレス電力送信システム５００は、電力を伝導するワイヤード接続による相互接続なしに、パーソナル電子デバイス（ＰＥＤ）および周辺デバイスを含むワイヤレス受電デバイスにワイヤレス電力を提供する、送信機および１つ以上の受信機を備えている。１つの例示的な実施形態において、ワイヤレスエネルギーの転送は、例えば、ＬＦのうちの１つ（例えば、１３５ｋＨｚ）において、または、ＨＦ（例えば、１３．５６ＭＨｚ）において、アンテナ（ループコイル）動作を使用する結合磁気共振に基づいている。

ワイヤレス電力送信システム５００は、ここではワイヤレス受電コンピュータマウスとして図示されている、受信機１０８（図２）を含むワイヤレス受電デバイス５０２に対するワイヤレス電力供給／充電の構成を図示する。ワイヤレス電力送信システム５００は、給電ケーブル５１０により、互いに結合されている送信回路５０６および送信アンテナ５０８を含む送信機５０４をさらに備えている。送信アンテナ５０８は、ポータブルマット５１０のようなポータブルの基板に統合されていてもよく、数ミリメートルの厚さを有していてもよい。送信アンテナ５０８およびポータブルマット５１０は、ポータブル電力ベース５１２を形成する。ポータブル電力ベース５１２は、“充電パッド”またはワイヤレス電力“マウスパッド”として知られているかもしれない。送信アンテナ５０８は実質上、充電パッドの充電エリアの周辺部に配置されている。

送信アンテナ５０８は、送信電力変換回路２２０（図４）を含む送信回路５０６により駆動される。送信回路５０６は、ＡＣ−高周波数ＡＣ変換器、あるいは、パーソナルコンピュータまたは関連する周辺装置からのような、従来から利用可能なＵＳＢポートから給電ケーブル５１４によるワイヤード接続を通じてＤＣ供給されてもよいＤＣ−高周波数ＡＣ変換器を含んでいてもよい。送信回路５０６はまた、（示していない）マウスワイヤレスデータリンクに対するトランシーバ／受信機を組み込んでいてもよい。

図１１は、別の例示的な実施形態にしたがった、ワイヤレス電力パッドとして構成されているワイヤレス電力送信システムを図示する。ワイヤレス電力送信システム５５０は、電力を伝導するワイヤード接続による相互接続なしに、パーソナル電子デバイス（ＰＥＤ）および周辺デバイスを含むワイヤレス受電デバイスにワイヤレス電力を提供する、送信機および１つ以上の受信機を備える。１つの例示的な実施形態において、ワイヤレスエネルギーの転送は、例えば、ＬＦのうちの１つ（例えば、１３５ｋＨｚ）において、または、ＨＦ（例えば、１３．５６ＭＨｚ）において、磁界アンテナ（ループコイル）動作を使用する結合磁気共振に基づいている。

ワイヤレス電力送信システム５５０は、ここではワイヤレス受電コンピュータマウスとして図示されている、受信機１０８（図２）を含むワイヤレス受電デバイス５５２に対するワイヤレス電力供給／充電の構成を図示する。ワイヤレス電力送信システム５５０は、送信回路５５６と、送信回路５５６と統合されている送信アンテナ５５８とを含む送信機５５４をさらに備えている。ワイヤレス電力送信システム５５０は、送信機５５４により励振される受動エネルギーリレー（寄生アンテナ）５６４をさらに備える。受動エネルギーリレー５６４は、ポータブルマット５６０のようなポータブルの基板に統合されていてもよく、数ミリメートルの厚さを有していてもよい。受動エネルギーリレー５６４およびポータブルマット５６０は、ポータブル電力ベース５６２を形成する。ポータブル電力ベース５６２は、“充電パッド”またはワイヤレス電力“マウスパッド”として知られているかもしれない。受動エネルギーリレー５６４（例えば、磁気共振アンテナ）は実質上、充電パッドの充電エリアの周辺部に配置されている。

ワイヤレス電力送信システム５５０において、給電ケーブル５６６によるワイヤード接続が送信機５５４に提供され、送信機５５４は、共振の励振を生じさせて、動作可能な電力ベース５６２を形成するために、ポータブルマット５６０上に置かれる。さらに、電力ベース５６２は、電力ベース５６２の外部の別の送信機から励振されてもよい。送信機５５４はまた、ＵＳＢプラグインの構成で構成されていてもよい。送信機５５４はまた、デバイス（例えば、マウス）５５２のワイヤレスデータリンクに対する（示していない）トランシーバ／受信機を組み込んでいてもよい。

図１２は、さらに別の例示的な実施形態にしたがった、ワイヤレス電力パッドとして構成されているワイヤレス電力送信システムを図示する透視図である。ワイヤレス電力送信システム６００は、電力を伝導するワイヤード接続による相互接続なしに、パーソナル電子デバイス（ＰＥＤ）および周辺デバイスを含むワイヤレス受電デバイスにワイヤレス電力を提供する、送信機および１つ以上の受信機を備える。１つの例示的な実施形態において、ワイヤレスエネルギーの転送は、例えば、ＬＦのうちの１つ（例えば、１３５ｋＨｚ）において、または、ＨＦ（例えば、１３．５６ＭＨｚ）において、磁界アンテナ（ループコイル）動作を使用する結合磁気共振に基づいている。

ワイヤレス電力送信システム６００は、ここではワイヤレス受電／充電式のノベルティまたは玩具として図示されている、受信機１０８（図２）を含むワイヤレス受電デバイス６０２に対するワイヤレス電力供給／充電の構成を図示する。ワイヤレス電力送信システム６００は、給電ケーブル６１０により互いに結合されている送信回路６０６および送信アンテナ６０８を含む送信機６０４をさらに備えている。送信アンテナ６０８は、ポータブルマット６２２のようなポータブルの基板に統合されていてもよく、数ミリメートルの厚さを有していてもよい。送信アンテナ６０８およびポータブルマット６２２は、ポータブル電力ベース６１２を形成する。ポータブル電力ベース６１２は、“充電パッド”として知られているかもしれない。送信アンテナ６０８は実質上、充電パッドの充電エリアの周辺部に配置されている。

送信アンテナ６０８は、送信電力変換回路２２０（図４）を含む送信回路６０６により駆動される。送信回路６０６は、ＡＣ主電源により供給されるＡＣ−高周波数ＡＣ変換器、あるいは、パーソナルコンピュータまたは関連する周辺装置からのような、従来から利用可能なＵＳＢポートからＤＣ供給されてもよいＤＣ−高周波数ＡＣ変換器を備えていてもよい。

ワイヤレス受電デバイス６０２は、受信アンテナ６１４と受信機回路６１８とを含む受信機６１６をさらに備えていてもよい。受信アンテナは、有利にも、ワイヤレス受電デバイス６０２上に位置して、送信アンテナ６０８との好適な近接結合を提供してもよい。受信アンテナ６１４は、充電パッドとの、ワイヤレス受電デバイス６０２の物理インターフェース（例えば、ヘリコプターのランディングスキッド）のあたりに実質上形成されていてもよい。さらに、整流器１３４（図２）を含む受信機回路６１８は、受信アンテナ６１４のキャパシタＣ₂を有するアセンブリ上に配置されていてもよい。受信機回路６１８はまた、給電ケーブル６２０がワイヤレス受電デバイス６０２にＤＣ電力を提供することが可能になるように、有利に位置していてもよい。飛行ビークルへの適用のような、デバイスの重量が問題であるワイヤレス受電デバイスに関して、より高い周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）は、より低い周波数の実施形態と比べてより軽い重量の構成を可能にする。

図１３は、例示的な実施形態にしたがった、ワイヤレス電力を送信するための方法のフローチャートを説明する。ワイヤレス電力を送信するための方法７００は、ここで記述したさまざまな構造および回路によりサポートされる。方法７００は、給電ケーブルを通して共振周波数信号を結合するためのステップ７０２を含む。方法７００は、給電ケーブルを通して受信した共振周波数信号に応答して、ワイヤレス受電デバイスへのワイヤレス電力の結合のためのアンテナを含む充電パッドのまわりに磁気近傍界を発生させるためのステップ７０４をさらに含む。

当業者は、さまざまな異なる技術および技法のいずれかを使用して制御情報および信号を表してもよいことを理解するだろう。例えば、先の説明全体を通して参照した、データ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボルおよびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁気の粒子、光学界または光の粒子、あるいはこれらの何らかの組み合わせにより、表してもよい。

ここで開示した実施形態に関連して説明した、さまざまな実例となる論理的ブロック、モジュール、回路、および、アルゴリズムステップが、電子ハードウェアとして実現されてもよく、コンピュータソフトウェアにより制御されてもよく、あるいは双方の組み合わせたものであってもよいことを当業者はさらに理解するだろう。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、さまざまな例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、および、ステップを一般的にこれらの機能性に関して上述した。このような機能性がハードウェアあるいはソフトウェアとして実現および制御されるか否かは、特定の応用および全体的なシステムに課せられた設計の制約に依存する。当業者は、それぞれの特定の応用に対して方法を変化させて、説明してきた機能性を実現してもよいが、このような構成の決定は、本発明の例示的な実施形態の範囲からの逸脱を生じさせるものとして解釈すべきではない。

ここで開示した実施形態に関連して説明した、さまざまな実例となる論理的ブロック、モジュール、および、回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェアコンポーネント、あるいは、ここで説明した機能を実行するために設計されたこれらの何らかの組み合わせで、制御されてもよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよいが、代替実施形態では、プロセッサは、何らかの従来のプロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、または、状態機械であってもよい。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組み合わせとして、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアを備えた１つ以上のマイクロプロセッサ、あるいは、他の任意のそのような構成として実現してもよい。

ここで開示した実施形態に関連して説明した方法またはアルゴリズムの制御ステップは、ハードウェアで、プロセッサにより実行されるソフトウェアモジュールで、あるいは、２つを組み合わせたもので、直接的に具現化してもよい。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的プログラム可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラム可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーブバルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または、技術的に知られている他の何らかの形態の記憶媒体中に存在していてもよい。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合されている。代替実施形態では、記憶媒体はプロセッサに一体化していてもよい。プロセッサおよび記憶媒体は、ＡＳＩＣ中に存在していてもよい。ＡＳＩＣは、ユーザ端末中に存在していてもよい。代替実施形態では、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末中のディスクリートコンポーネントとして存在していてもよい。

１つ以上の例示的な実施形態では、説明した制御機能は、ハードウェアで、ソフトウェアで、ファームウェアで、または、これらの任意の組み合わせで実現してもよい。ソフトウェアで実現した場合、機能は、１つ以上の命令またはコードとして、コンピュータ読取可能媒体上に記憶してもよく、あるいは、１つ以上の命令またはコードとして、コンピュータ読み取り可能媒体上に送信してもよい。コンピュータ読み取り可能媒体は、１つの場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を促進する何らかの媒体を含むコンピュータ記憶媒体および通信媒体の双方を含む。記憶媒体は、コンピュータによりアクセスできる何らかの利用可能な媒体であってもよい。例として、これらに限定されないが、このようなコンピュータ読み取り可能媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶デバイス、あるいは、コンピュータによりアクセスでき、命令またはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを運ぶまたは記憶するために使用できる他の何らかの媒体を含むことができる。また、あらゆる接続は、コンピュータ読み取り可能媒体と適切に呼ばれる。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブルや、光ファイバケーブルや、撚り対や、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）や、あるいは、赤外線、無線、および、マイクロ波のような、ワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または、他の遠隔ソースから送信される場合には、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、撚り対、ＤＳＬ、あるいは、赤外線、無線、および、マイクロ波のような、ワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。ここで使用するようなディスク（ｄｉｓｋおよびｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、および、ブルーレイ（登録商標）ディスク（ＢＤ）を含むが、一般的に、ディスク（ｄｉｓｋ）は、データを磁気的に再生する一方で、ディスク（ｄｉｓｃ）はデータをレーザによって光学的に再生する。先のものを組み合わせたものもまた、コンピュータ読み取り可能媒体の範囲内に含められるべきである。

開示した例示的な実施形態の先の説明は、当業者が本発明を製作または使用できるように提供した。これらの例示的な実施形態に対するさまざまな修正は、当業者に容易に明らかとなり、本発明の精神または範囲から逸脱することなく、ここで定義した一般的な原理を他の実施形態に適用してもよい。したがって、本発明は、ここで示した実施形態に限定されることを意図しておらず、ここで開示した原理および新規的特徴と合致する最も広い範囲に一致すべきである。

Claims (21)

1. ポータブルワイヤレス電力充電器において、
   受信機を含むワイヤレス受電デバイスへのワイヤレス電力の結合のために磁気近傍界を発生させるように構成されているアンテナを含む充電パッドと、
   入力電力を前記充電パッドに結合する給電ケーブルとを具備し、
   前記アンテナは実質上、前記充電パッドの周辺部に配置されているポータブルワイヤレス電力充電器。
2. 前記アンテナは、ワイヤレス電力受信機に直接結合する前記磁気近傍界を発生させるように構成されている送信アンテナを含む請求項１記載のポータブルワイヤレス電力充電器。
3. 前記送信アンテナを駆動するように構成され、前記給電ケーブルにより前記充電パッドから隔てられている送信回路をさらに具備し、前記給電ケーブルは、前記送信回路と前記送信アンテナとの間で共振周波数信号を結合するように構成されている請求項２記載のポータブルワイヤレス電力充電器。
4. 前記アンテナは、寄生共振タンクを備える請求項１記載のポータブルワイヤレス電力充電器。
5. 送信アンテナをさらに具備し、
   前記送信アンテナは、前記送信アンテナから前記寄生共振タンクへのワイヤレス電力の送信のために、前記送信アンテナと前記寄生共振タンクとの間で磁気近傍界を発生させるように構成されている請求項４記載のポータブルワイヤレス電力充電器。
6. 前記送信アンテナは、前記送信アンテナのまわりで発生された近傍界に応答して前記寄生共振タンクを共振させるように位置している請求項５記載のポータブルワイヤレス電力充電器。
7. 前記送信アンテナを駆動するように構成され、前記給電ケーブルにより前記充電パッドから隔てられている送信回路をさらに具備し、前記給電ケーブルは、前記送信回路と前記送信アンテナとの間で共振周波数信号とは異なる信号を結合するように構成されている請求項５記載のポータブルワイヤレス電力充電器。
8. 前記アンテナは、実質上変調されていない無線周波数（ＲＦ）のうちの１つにおいて共振するように構成されている請求項１記載のポータブルワイヤレス充電器。
9. 前記実質上変調されていないＲＦは、１１９ｋＨｚないし１３５ｋＨｚの第１の周波数帯域と、６．７６５ＭＨｚないし６．７９５ＭＨｚの第２の周波数帯域と、１３．５５３ＭＨＺないし１３．５６７ＭＨｚの第３の周波数帯域とのうちの少なくとも１つを含む請求項８記載のポータブルワイヤレス充電器。
10. 電源電力は、前記給電ケーブルにより前記充電パッドから隔てられている請求項１記載のポータブルワイヤレス充電器。
11. 前記充電パッドは、ワイヤレス受電コンピュータマウスとして構成されているワイヤレス受電デバイスにワイヤレスに電力供給するマウスパッドとして構成されている請求項１記載のポータブルワイヤレス充電器。
12. 前記充電パッドは、ワイヤレス受電／充電式ノベルティとして構成されているワイヤレス受電デバイスにワイヤレスに電力供給するように構成されている請求項１記載のポータブルワイヤレス充電器。
13. ワイヤレス電力送信システムにおいて、
    ポータブルワイヤレス電力充電器と、
    受信アンテナを含む受信機を備えているワイヤレス受電デバイスとを具備し、
    前記ポータブルワイヤレス電力充電器は、
    磁気近傍界を発生させるように構成されているアンテナを含む充電パッドと、
    前記充電パッドに入力電力を結合する給電ケーブルとを備え、
    前記アンテナは実質上、前記充電パッドの周辺部に配置され、
    前記受信アンテナは、前記充電パッドとの、前記ワイヤレス受電デバイスの物理インターフェースのまわりに実質上形成されているワイヤレス電力送信システム。
14. ワイヤレス電力を送信するための方法において、
    給電ケーブルにより共振周波数信号を結合することと、
    前記給電ケーブルにより受信した前記共振周波数信号に応答して、ワイヤレス受電デバイスへのワイヤレス電力の結合のためのアンテナを含む充電パッドのまわりに磁気近傍界を発生させることとを含む方法。
15. 磁気近傍界を発生させることは、前記共振周波数信号に応答して、送信アンテナから磁気近傍界を発生させることを含む請求項１４記載のワイヤレス電力を送信するための方法。
16. 磁気近傍界を発生させることは、前記共振周波数信号に応答して、送信アンテナにより単独に励振された寄生共振タンクから磁気近傍界を発生させることを含む請求項１４記載のワイヤレス電力を送信するための方法。
17. 給電ケーブルにより共振周波数信号を結合することは、電源電力に結合された回路から前記アンテナを空間的に隔てることをさらに含む請求項１４記載のワイヤレス電力を送信するための方法。
18. ポータブルワイヤレス電力充電器において、
    給電ケーブルにより共振周波数信号を結合する手段と、
    前記給電ケーブルにより受信した前記共振周波数信号に応答して、ワイヤレス受電デバイスへのワイヤレス電力の結合のためのアンテナを含む充電パッドのまわりに磁気近傍界を発生させる手段とを具備するポータブルワイヤレス電力充電器。
19. 前記磁気近傍界を発生させる手段は、前記共振周波数信号に応答して、送信アンテナから磁気近傍界を発生させる手段を備える請求項１８記載のポータブルワイヤレス電力充電器。
20. 前記磁気近傍界を発生させる手段は、前記共振周波数信号に応答して、送信アンテナにより単独に励振された寄生共振タンクから磁気近傍界を発生させる手段を備える請求項１８記載のポータブルワイヤレス電力充電器。
21. 前記給電ケーブルにより共振周波数信号を結合する手段は、電源電力に結合された回路から前記アンテナを空間的に隔てる手段をさらに備える請求項１８記載のポータブルワイヤレス電力充電器。

Images