(57)【要約】      （修正有）【課題】短距離の磁気結合共振システムによる効率的な無線電力伝送を提供する。【解決手段】装置は、例えば表面上での短い距離から、または長い距離からまたは長い距離上でのいずれか一方で、磁気結合共振を使用することで無線で電力が供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力が供給されるべきデバイスが位置される第１の表面を含み、前記第１の表面上の前記デバイスに第１の効率の電力伝送で電力を供給し、前記第１の表面上にない他のデバイスに、前記第１の効率よりも低い第２の効率の電力伝送で電力を供給する磁気結合共振システムを含み、
前記デバイスのそれぞれは、前記第１の表面に隣接した送信アンテナと少なくとも１つのデバイスの受信アンテナとの間で磁気結合共振を用いて前記電力を受けるシステム。
【請求項２】
前記システムは前記第１の表面上の最高効率のためにチューニングされる請求項１のシステム。
【請求項３】
前記送信アンテナは前記パッドの材料の厚さに関してチューニングされる請求項１のシステム。
【請求項４】
前記第１の表面上にない前記デバイスは、前記第１の表面から数インチ離れている請求項１のシステム。
【請求項５】
前記第１の表面上にない前記デバイスは、前記第１の表面から数フィート離れている請求項１のシステム。
【請求項６】
前記第１の表面はデスクトップコンポーネントへ統合される請求項１のシステム。
【請求項７】
前記デスクトップコンポーネントはモニタの台(base)である請求項６のシステム。
【請求項８】
前記デスクトップコンポーネントはランプの台である請求項６のシステム。
【請求項９】
前記デスクトップコンポーネントはモニタの台である請求項６のシステム。
【請求項１０】
前記第１の表面は前記第１の表面中のアンテナのコイルと平行である請求項１のシステム。
【請求項１１】
人の接近を検知して、前記人の接近の検知に応じて伝送を終了することを可能にするデバイスをさらに含む請求項１のシステム。
【請求項１２】
前記デバイスは、人の接近を検知するためにオンに切り替えられ、連続的に電力を送るためにオフに切り替えられる請求項１１のシステム。
【請求項１３】
磁気結合共振を用いてデバイスに電力を供給する磁気結合共振システムと、
人の接近を検知し、かつ前記人の接近の検知に応じて伝送を終了することを可能にする、前記磁気結合共振システムに結合されたデバイスとを含むシステム。
【請求項１４】
前記デバイスは、人の接近を検知するためにオンに切り替えられ、連続的に電力を送るためにオフに切り替えられる請求項１３のシステム。
【請求項１５】
前記磁気結合共振システムは、充電されるべきデバイスが位置され、前記第１の表面上のデバイスへ第１の効率の電力伝送で電力を供給する第１の表面を含み、
前記デバイスのそれぞれは、前記第１の表面に隣接した送信アンテナと、少なくとも１つのデバイス中の受信アンテナとの間で磁気結合共振を用いて前記電力を受け請求項１３のシステム。
【請求項１６】
前記磁気結合共振システムは、前記第１の表面上にない他のデバイスに、前記第１の効率よりも低い第２の効率の電力伝送で電力をさらに供給する請求項１５のシステム。
【請求項１７】
前記システムは前記第１の表面上の最高効率のためにチューニングされる請求項１６のシステム。
【請求項１８】
前記送信アンテナは前記パッドの材料の厚さに関してチューニングされる請求項１６のシステム。
【請求項１９】
前記第１の表面上にない前記デバイスは前記第１の表面から１２インチ未満離れている請求項１６のシステム。
【請求項２０】
前記第１の表面上にない前記デバイスは前記第１の表面から３フィート未満離れている請求項１６のシステム。
【請求項２１】
前記第１の表面はデスクトップコンポーネントへ統合される請求項１６のシステム。
【請求項２２】
前記デスクトップコンポーネントはモニタの台である請求項２１のシステム。
【請求項２３】
前記デスクトップコンポーネントはランプの台である請求項２１のシステム。
【請求項２４】
前記デスクトップコンポーネントはモニタの台である請求項２１のシステム。
【請求項２５】
前記第１の表面は前記第１の表面の中でアンテナのコイルと平行である請求項１６のシステム。
【請求項２６】
電力が提供されるべきデバイスが位置される第１の表面に接して前記第１のデバイスを置くことによって磁気結合共振システムを使用することで、無線で第１のデバイスに第１の電力供給することと、なお、前記第１の電力を供給することは、前記第１の表面上のデバイスへ第１の効率の電力伝送で電力を供給することであり、
前記第１の効率よりも低い第２の効率の電力伝送で、前記第１表面上にない第２のデバイスに無線で第２の電力供給することとを備え、
前記第２のデバイスのそれぞれは、前記第１の表面に隣接した送信アンテナと、少なくとも１つのデバイス中の受信アンテナとの間の磁気結合共振を用いて前記電力を受ける方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
本願は、全内容が参照によってこのようにして組込まれた２００８年４月２１日出願の仮出願６１/０４６，７５７からの優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
我々の前の出願および仮出願は、開示の全内容がこのようにして参照によって組込まれ、トランスミッタとレシーバとの間での無線の電力伝送について記述した２００８年１月２２日出願の「無線装置および方法」と題された米国特許出願番号１２/０１８，０６９を含む一方で、これに制限されない。
【０００３】
送信アンテナおよび受信アンテナには共振アンテナが好適であり、それらは、例えば、共振の１０％、共振の１５％、あるいは共振の２０％以内で十分に共振する。アンテナは、アンテナ用の利用可能空間が制限されうるモバイルのハンドヘルドデバイスにそれ自体が適合できるように小さなサイズでありうる。実施例は、電力が送受されている特定の特性および環境のための高性能アンテナについて記述する。
【０００４】
１つの実施例は、移動(travelling)電磁波の形で空きスペースへエネルギーを送るのではなく、送電側のアンテナの近距離場（near field）にエネルギーを貯えることにより、２本のアンテナ間で効率的な電力伝送を使用する。この実施例は、アンテナの線質係数(quality factor)(Ｑ)を増加させる。これは、放射抵抗(Ｒｒ)および損失抵抗(Ｒｌ)を減らすことができる。
【０００５】
発明者は、このシステムによって引き起こされた解決法(solutions)の多くが、ある距離にわたる電力送出(power delivery)、例えば、電力トランスミッタからレシーバまで数インチまたは数フィートにわたる電力送出を含むことに気付いた。我々の同時係争中の出願で開示された技術は、合理的な効率、例えば３〜５フィートの間、および、例えば５から４０％までの効率での電力の送出を可能にする。
【発明の概要】
【０００６】
しかしながら、多くのユーザおよび／またはメーカーは、より高い電力送出効率を実際に好み、この電力送出を、短距離で進んで受け入れることが気づかれた。例えば、９０％以上効率的な電力送出解決法が使用するのにはそれほど便利でなくても、多数が、その電力送出解決法を好むだろう。発明者は、ある距離をおいての電力送出に使用されている共振(resonant)が、密接な接触状況の中で使用された場合に、非常に高い効率を生むために実際に使用されうることに気づいた。
【０００７】
態様は、電力が供給されるべきデバイスを受け入れる、第１のパッド(pad)表面を含む磁気結合共振システムを記述する。デバイスは、磁気結合共振を使用して、パッド表面上のデバイスに、第１の効率の電力伝送で電力を供給する。電力は、第１の表面上にない他のデバイス、例えば１２インチ未満か３フィート未満パッドから遠く離れたデバイスに、第１の効率より低い第２の効率の電力伝送で供給される。
【０００８】
デバイスおよびパッドは、それぞれ、コイルによって形成された誘導子(inductor)の形状をなすアンテナ、および、別個のコンデンサ(separate capacitor)を備え、適切な周波数に同調された磁気共鳴回路を使用することができる。
【０００９】
本願は、無線デスクトップを形成するためのこれらの技術の使用を開示する。無線デスクトップは、通信端末、携帯電話、あるいはコンピュータベースの周辺デバイスのような個人の電子デバイスを充電するために使用することができ、これらの充電されたデバイスは、無線エネルギー伝達技術を使用して、無線で、電力供給または再充電のどちらかが行われ、あるいは、電力供給および再充電の両方が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、無線で電力供給されるアイテムと共に無線デスクトップを示す。
【図２】図２は等価回路を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、パッド上の展開式ではない単一のレシーバを示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、パッド上の展開式の単一のレシーバを示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、パッド上の展開式ではない単一のレシーバを示す。
【図３Ｄ】図３Ｄは、パッド上の展開式の単一のレシーバを示す。
【図３Ｅ】図３Ｅは、パッド上の展開式ではない単一のレシーバを示す。
【図３Ｆ】図３Ｆは、パッド上の展開式の単一のレシーバを示す。
【図４】図４は、単一のレシーバに関する効率を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、多数のレシーバとパッドを示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、多数のレシーバとパッドを示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、多数のレシーバとパッドを示す。
【図５Ｄ】図５Ｄは、多数のレシーバとパッドを示す。
【図６】図６は、多数のレシーバに関する伝達効率を示す。
【図７】図７は、無給電を用いた共面磁界結合を示す。
【図８】図８は、デスクトップ無給電(desktop parasitic)を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施例は磁界アンテナを使用することで、結合磁気共鳴を使用する。実施例はどんな周波数でも動作しうるが、２つの実施例が、ＬＦ(例えば１３５ｋＨｚ)、あるいはＨＦ(例えば１３.５６ＭＨｚ)のいずれかで、ただし短い距離をおいて動作しうる。１つの実施例は、アンテナとして、コンデンサと直列のループコイルを使用する。１つの実施例では、レシーバ部(例えば携帯デバイス)は、パッド上に直接置かれることが意図される。この実施例では、トランスミッタとレシーバの間に比較的小さな一定距離がある。その一定距離は、例えば、パッドの材料およびハウジング(housing)の材料の厚さによって定められうる。これは、トランスミッタを形成するコイルと、レシーバを形成するコイルとの間で、１センチメートル未満すなわち１０ミリメートル未満でありうる。この距離は一定となるであろう。それにより、パッドに対して押しつけられた場合、アイテムはアンテナから常に同じ距離にある。
【００１２】
その一定距離は、パッドの形状寸法(geometry)および充電されるアイテムの形状寸法に依存する。実施例では、アンテナは、その一定距離をおいて最大のレスポンスを持つようにチューニングされうる。このチューニング、並びに、本明細書に記述された他のチューニング動作は、算出されて、例えば、試行錯誤で最適化されうる。
【００１３】
しかしながら、他の近接充電システムと異なり、このシステムは、ある距離、例えばアンテナから数インチまたは数フィートをおいて位置するアイテムもまた充電することができる。アンテナは、ある距離をおいて充電する場合にはそれほど効率的ではないが、その距離をおいても依然として電力を供給するだろう。それは、極めて特定の一定距離および／または配向(orientation)以外では基本的に少しも充電を供給しない純誘導システム(pure inductive systems)とは異なり、充電パッドに直接置かれていないアイテムの充電を可能にする。
【００１４】
これは特定の利点を生み、それは、充電パッド上にデバイスを配置する際の精度をより少なく使用する能力を含む。デバイスがパッドから離れて置かれた場合であっても、それは、近接からより低レベルで、依然として充電を受けるだろう。このより低いレベルの充電は、例えば、デバイスがパッドに正確に置かれていない場合でさえ、例えば、０.０５ワットと０.２５ワットの間でありうる。
【００１５】
デスクトップ空間を効率的に利用し、かつデスクトップ配線を減らすために、電力トランスミッタ／電力ベース(power base)のアンテナは、デスクトップに通常存在するホストデバイスに組み入れられうる。実施例は、そのホストデバイスがＰＣモニタかランプのいずれかを含んでいるとして記述するが、それは、プリンタ、スキャナ、ファックス装置、電話、ルータなどのような他のアイテムでありうる。
【００１６】
トランスミッタユニットは、このホストデバイスに既存する１１０/２３０
ＶＡＣ電源から直接電力供給されうるため、余分な電力コードや電力接続を要しない。
【００１７】
１つの実施例において、図１に示されるように、送信アンテナは、ＰＣモニタ画面１００の台座１０４、あるいは、卓上スタンド１１０の台座１１２に埋め込まれている。台座は、対称的な磁界を生成する円形のワイヤループアンテナを収容するために円盤状でありうる。この磁界は、アンテナループの平面において、机上のどんな位置でもほとんど垂直に分極される(polarized)。この実施例は、無線電力供給可能(wireless-power-enabled)なデバイスに統合されたアンテナループの共面配向に有利である。すなわち、最良の電力伝達は、受けるデバイスのループコイルが、送るデバイスのループコイルに対して実質的に平行な平面に方向付けられた場合に得られるだろう。充電台 (charging base)の表面は、コイルと実質的に平行でありうるため共面関係が維持されうる。図７は、共面動作がどのようにデスクトップ上のすべてのアイテムにまで及ぶかを示す。
【００１８】
この共面配向は、通常の方法で配置されると、例えば、キーボード、マウスデバイス、および、携帯電話、ＭＰ３プレーヤ、ＰＤＡなどのような他の多くの電子デバイスへ統合されたワイヤループアンテナに使用されうる。しかしながら、これは他のアプリケーションにも使用されうる。
【００１９】
別の実施例では、図１に示されるように、デスクトップ上に１つを超える電力ベースがありうる。電力は、受けるデバイスに最も近いベース、あるいは多数の異なる電源から供給される。
【００２０】
それぞれの電力ベースは、ワイヤループアンテナにデバイスを直接置ためのエリアをさらに提供しうる。これは、最も強い結合をもたらすため、高性能で高い電力伝送を可能にする。この近い近接結合(close proximity coupling)は、例えば、充電コイルに隣接する表面１０５の提供によりに達成される。この実施例では、１つを超えるデバイスが、そのような充電パッドの表面１０５に置かれうる。これは、送るためにより大きなコイルを許可するという他の利点を持ち、それは、さらに、改善された効率を提供する。
【００２１】
キーボードまたはコンピュータマウスのような、バッテリの自律性が長い低電力デバイスは、近接結合で充電するために、電力ベースの近接か周辺に置かれうる。これらのデバイスに対する利用可能な電力および伝達効率は一定距離の結合の場合よりも低いだろう。
【００２２】
しかしながら、これらのデバイスは、絶えず充電され、断続的に使用されうる。従って、これらのデバイスは連続的な充電を要しない。１つの実施例において、多数のデバイスは単一デバイスよりもシステムに大量に負荷をかけるため、充電の量は、他のデバイスが充電パッドにさらに置かれる場合、減少しうる。
【００２３】
電力ベースの周囲の磁界強度は、安全臨界レベル(safety critical level)未満が好ましいだろう。電力ベースは、人が接近している場合に磁界強度を自動的に縮小する機能をさらに提供しうる。この機能は、赤外線またはマイクロ波の人物検出１０８を使用しうる。これは、近接検出器、例えばユーザの接近によってアクティブにされうるものでありうる。
【００２４】
第１の実施例は手動で近接検出器を作動させる。磁界が在る状態で不快に感じる人は、この機能をつける(turn on)ことができる。この機能は、さらに、人が近くにいる間、周囲のデバイスに対して、電力の受け入れを停止させるだろう。これは、例えば、人の存在を検知するために、ＩＲ検知器を使用しうる。
【００２５】
別の実施例では、近接検出器は常にアクティブされ、コードレス電話機、デジカム(digicam)などの他のデバイスが、充電ステーション(charging station)に置かれた場合に、この機能は自動的に切られる。これにより、無線電力レシーバおよびそのアンテナに、再充電ステーション(recharging station)の不可欠な部分を作ることができる。充電ステーションは、ポータブルデバイス自体以外に効率的な電力レシーバを統合するためのより多くのエリアおよび／またはスペースを提供しうる。例えば、これは、ここに記述されるように、電気的な接触、あるいは、無線技術あるいは無線の無給電アンテナを使用することで、使用しうる。充電ステーション自体は、トランスミッタと、充電を受け取るポータブルデバイスとの結合を改善する電力継電器あるいは無給電アンテナとして構成および使用されうる。
【００２６】
図１に示される実施例では、ユーザの「デスクトップ」上に多くの異なる電気的に作動されるデバイスがあり、それらはユーザが仕事に毎日使用するアイテムでありうる。そのような１つのアイテムはＰＣのためのモニタ１００である。これは、ＡＣコンセントに差し込まれた１１０Ｖ接続１０２によって供給される電力で作動する。１１０Ｖ接続１００は、モニタの動作に電力を供給するのみならず、さらに、モニタの台に統合された無線表面(wireless surface)１０４にも電力を供給する。充電パッドは、詳細にここに記述される技術を使用しうる。
【００２７】
無線近接充電は、台の上に平坦面を形成するエリア１０５内で可能でありうる。この実施例によれば、無線近接充電は、より長い距離の接続にわたっても適切に作動することができるが、短距離接続に関して特にチューニングされうる。表面１０５は、１０７のような携帯電話およびＰＤＡなどのデバイスが表面に置かれうるように大きさが調整されうる。充電はエリア１０５に対して最適化されているが、充電は他のエリアで依然として実行される。
【００２８】
この実施例では、さらに、卓上スタンド１１０の一部として別の充電台がある。これは、エリア１１３を備えた充電台１１２をその上に形成する。１０４の充電台でのように、充電は、磁気結合共振を使用して、１１４のようなアイテムのすぐ近くの近接充電を実行するために最適化される。それは、充電台から遠く離れているアイテムをさらに充電しうる。
【００２９】
充電台上で１１４のようなアイテムを充電することに加えて、アイテムの一方または両方は、無線充電が可能な遠隔デバイスに結合された磁気共鳴出力電力を生成する。これらの遠隔デバイスは、例えば、伝送の周波数と同じ周波数に共振する磁気共鳴アンテナを含みうる。実施例では、これは、１３.５６ＭＨｚ、１３５Ｋｈｚ、あるいは任意の他の周波数でありうる。
【００３０】
充電されるデバイスは、ディジタルカメラ１２１、無線マウス１２２および無線キーボード１２３を含みうる。これらのデバイスの各々は、例えば、バッテリを含み、それはデバイスの作動によって充電される。
【００３１】
重要な特徴は、すぐ近くの充電が高効率で実行されうること、あるいは、長距離充電がより低効率で実行されうることである。
【００３２】
図２は、電力伝送システムの等価回路を示し、効率が算出されるやり方を示す。電源２００部分は、電源２０５、例えばＡＣソケットを含む。電源２０５は等価損失抵抗（equivalent loss resistance）２１０を有する。損失抵抗２１０は抵抗と電力変換損失をモデル化する。あるいは、電源は、例えば電源からの電力がある他の周波数あるいはある他の電力値に変更される場合に、変換エレクトロニクス(conversion electronics)のいくつかの部分を含みうる。
【００３３】
電源２０５は、端子(terminals)２１５を介してアンテナ部２２０に接続される。アンテナは誘導子(inductor)２３０および直列キャパシタンス(capacitance)２３５を含む。
【００３４】
誘導子とキャパシタンスのＬＣ定数は、実質的に、電源２０５の周波数になるようにチューニングされる。アンテナは損失抵抗値２３５をさらに示しており、それは、内部損失、外部損失および放射損失を含む送信アンテナ損失を表す無給電値(parasitic value)である。
【００３５】
磁界２５０はアンテナ２３０の周辺で生成される。これは、レシーバのアンテナ２４０に結合される。アンテナ２３０の場合のように、アンテナ２４０は誘導子２４２、コンデンサ２４４を含む。誘導子とコンデンサは、受け取られる受信周波数と共振する回路を形成する。
【００３６】
受信アンテナ損失は直列抵抗２４６によって示される。入力電力Ｐｒは端子２４８経由で負荷２６０に接続される。負荷２６０は、さらに、直列抵抗として示された受信電力損失２６２を含み、それはシステムの損失としてモデル化されうる。
【００３７】
これらの損失は、直列抵抗損失と同様に電力変換損失も含みうる。
【００３８】
別のシステムは、様々な異なるシナリオ(scenarios)で最高効率を得ることを試みうる。例えば、１つのシナリオでは、送信アンテナは、無負荷のレシーバの面前で、動作周波数で共振を得るようにキャパシタンスを変更することによりチューニングされうる。無負荷のレシーバシナリオでは、負荷の抵抗は無限である。負荷のあるレシーバはこの抵抗を変更する。レシーバ測定は、無負荷のトランスミッタの面前において、あるいは、多数のトランスミッタの場合にキャパシタンスなどを変更するように受信アンテナをチューニングすることによって、行なわれることができる。
【００３９】
異なる値は測定されることができる。キャパシタンス調節は、例えば無負荷の、適度に負荷のある(例えば単一負荷)、または、高い負荷のあるシステムのために利用可能でありうる。異なるキャパシタンスは、最も高い効率値を生成するため、かつ、その値で作動するために動的に切り替えられうる。
【００４０】
図３Ａ−３Ｆは、充電の異なるシナリオを示す。図３Ａは、大型の充電パッド３０５上の従来のＰＤＡ ３００を示す。この実施例では、これは、直径が２６cmでありうる低周波の充電パッドでありうる。別の実施例は、展開式のアンテナ部３１５を含むＰＤＡ ３１０を使用しうる。展開式のアンテナ部３１５は、結合効率を改善するために、デバイスの本体から離れて折りたたまれうるループアンテナを含みうる。
【００４１】
図３Ｃは、パッド３２０はＰＤＡ３００と実質的に同じサイズである小さなパッドの実施例を示す。この実施例では、パッドは６×９cmでありうる。図３Ｂは、このパッドが、展開式の実施例とどのように使用されうるかを示し、この場合、降り蓋(flap)３１５はパッド３２０の真上にフィットする。中型のパッドは、図３Ｅおよび３Ｆに示される。この実施例では、中型のパッド３３０はそれ上にＰＤＡ３００を含むか、あるいは、展開式の平面を備えた展開式のＰＤＡ３１０を含む。中型のパッドは、この実施例では直径１８cmでありうる。
【００４２】
これらのデバイスの効率結果が図４に示され、それは、異なるサイズのパッドにどのように異なるサイズのデバイスを置くことができるかを示す。６つの状況のうちの５つは、効率が８０％以上である。大型のパッドと、電話内の統合レシーバとによって生成された最低の効率ですら、５０％の伝達効率であった。
【００４３】
図５Ａ−５Ｄの中で示される別の実施例は、すべてが同じパッド上にある多数のレシーバを使用しうる。このパッド、特に大型および中型のパッドは、物理的に多数の異なる電話を保持するのに十分に大きいサイズを持つので、多数の異なるデバイスはすべてパッド上に置かれうる。
【００４４】
図５Ａ−５Ｄは、これらの異なる実施例を示す。図５Ａでは、パッド３０５は、４００、４０２および４０４として示される、３台のＰＤＡ電話／デバイスをその上に含むが、このパッドは、より多数またはより少数のデバイスを含みうる。
【００４５】
図５Ｂの実施例では、デバイスは展開式のアンテナを持し、デバイス５１０、５１２および５１４は、パッドに接し、且つ、電話の本体から離れたその展開式の面に加えて、各々パッド上のＰＤＡを表わす。
【００４６】
図５Ｃは、パッド上に２台の電話４００、４０２を有する中型のパッド３３０を示し、図５Ｂはパッド上に２つの展開式５１０と５１２を有するこの同じパッドを示す。
【００４７】
図６は、同様にほとんどの効率が８０％以上である、このシステムの測定された効率を示す。
【００４８】
システムの効率ηaは、端子２４８を介す受信電力で割られた、端子２１５を介す入力電力として、すなわちηａ＝Ｐｒ／Ｐｔとして算出されうる。
【００４９】
図８に示される別の実施例は、エネルギー源とエネルギーシンク(sink)との間の結合を改善する無給電アンテナとして電力継電器を形成する。エネルギー源は、共振アンテナ８１０から作成され、それは共振コンデンサと誘導子でありうる。同じ周波数で共振しうる無給電アンテナ８００が使用されうる。この無給電アンテナは、示されるようなデスクトップエリア８２０の大部分をカバーするために拡張されうる。そのような無給電ループは、机の下に組み込まれるか、デスクトップ表面に組み込まれるか、あるいは、例えば、デスクマットのような平面ストラクチャーとして机の表面に置かれうるかのいずれかでありうる。無給電デバイスは、１つの小さなアクティブ電力ベースによって励磁される(excited)ことができ、そのエリアで無線デスクトップ電力供給および充電の性能および効率を劇的に改善するために使用されうる。
【００５０】
しかしながら、小さな電力ベースからの誘導の励磁は、それがいずれの部分の統合も要求しないため、便利な解決法でありうる。無給電アンテナがデスクトップへ非可視に統合される場合、これは特に実現する。図８は電力ベースとレシーバデバイスの間の結合を改善する大きな無給電ループを示す。無給電ループは机の表面全体をカバーすることができ、その机の表面の至る所にホットゾーン(hot zone)を提供することができる。無給電アンテナは、この実施例の中で、デスクトップエリア全体への電力の受動的な循環 を供給する。
【００５１】
別の実施例の中で、同じ種類のアンテナは、さらに、トランスミッタユニットから直接駆動されうる。
【００５２】
一般のストラクチャーおよび技術と、より一般的な目的を実行するための異なる方法を達成するために使用されうるより特定の実施例とが、ここに記述される。
【００５３】
少しの実施例しか上で詳細に開示されていないが、他の実施例も可能であり、発明者は、これらが本明細書に含まれることを意図する。本明細書は、別の方法で達成されるより一般的な目標を達成するために特定の例を記述する。この開示は、典型的であることが意図され、請求項は、当業者が予測可能でありうる任意の修正案または代案をカバーすることが意図される。
【００５４】
さらに、発明者は、用語「〜のための手段（means for ）」を使用するそれらの請求項のみが米国特許法第１１２条第６項に従って解釈されることが企図されると意図する。さらに、本明細書からの制限は、それらの制限が明白に請求項に含まれない限り、いずれの請求項の中にも読取られないことを企図する。
【００５５】
特定の数値がここに言及されている場合、ある異なる範囲が特に言及されない限り、本出願の教示の範囲内で、その値が２０％増減しうることは考慮されるべきである。特定の論理的な意味が使用される場合、反対の論理的な意味もまた含まれると考えられる。
【図１】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
2015047067.tif 000014
【図６】
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【図７】
2015047067.tif 000016
【図８】
2015047067.tif 000017
【図２】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年11月4日(2014.11.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デスクトップコンポーネント上に位置され、デスクトップ上に位置されるように構成される充電台と、
前記充電台に位置され、平面の周りに巻きつけられた送信コイルを含む送信機と、ここにおいて、前記送信機は、無線場を介して、前記送信コイルから第１の受信機に、電力を無線で伝送するように構成される、
前記周辺デバイスが前記デスクトップ上に位置される場合に、前記デスクトップ上に位置されるように構成され、前記送信機から受信された電力を、前記第１の受信機とは異なる少なくとも１つの周辺デバイスに中継するように構成される、電力継電器
を備える、無線電力送信システム。
【請求項２】
前記電力中継器は、前記送信機よりも大きい、請求項１の無線電力送信システム。
【請求項３】
前記周辺デバイスは、前記送信機よりも前記電力中継器により近く位置される、請求項１の無線電力送信システム。
【請求項４】
前記送信機は、前記無線場を介して、前記送信コイルから、前記充電台の外に位置された第２の受信機に、電力を無線で伝送するようにさらに構成され、ここにおいて、前記第２の受信機は、受信機コイルを含み、前記送信機は、前記第２の受信機の前記受信機コイルが、前記充電台における前記送信機の前記送信コイルと平行な平面に方向付けられる場合に、前記第２の受信機に最大電力を伝送するように構成される、請求項１の無線電力送信システム。
【請求項５】
前記電力中継器は、無給電アンテナを備え、前記無給電アンテナは、無給電アンテナのコイルを含む、請求項１の無線電力送信システム。
【請求項６】
前記充電台は、前記第１の受信機と前記送信機との間の一定の距離を維持するように構成される材料から形成され、前記送信機は、その一定の距離で最大の応答を有するようにチューニングされる、請求項１の無線電力送信システム。
【請求項７】
前記送信コイルは、前記充電台の材料の厚さに基づいてチューニングされる、請求項１の無線電力送信システム。
【請求項８】
前記デスクトップコンポーネントは、モニタ、ランプ、または電話充電器を備える、請求項１の無線電力送信システム。
【請求項９】
人の接近を検知するように構成されるデバイスをさらに備え、前記送信機は、前記人の接近を検知すると無線電力の伝送を終了するように構成される、請求項１の無線電力送信システム。
【請求項１０】
前記デバイスは、前記人の接近を検知するためにオンに切り替えられ、連続的に電力を送るためにオフに切り替えられる請求項９の無線電力送信システム。
【請求項１１】
前記周辺デバイスは、キーボード、コンピュータマウス、または携帯用電子機器（ＰＥＤ）の少なくとも１つを備える、請求項１の無線電力送信システム。
【請求項１２】
前記電力中継器は、前記周辺デバイスが前記デスクトップ内に位置される場合に、前記周辺デバイスを少なくとも部分的に囲むように構成されるループを備える、請求項１の無線電力送信システム。
【請求項１３】
無線で電力を伝送する方法であって、
無線場を介して、電力を、デスクトップコンポーネント上に位置されデスクトップ上に位置されるように構成される充電台上に位置される受信機に、無線で伝送することと、ここにおいて、前記送信機は、前記充電台に位置され、平面の周りに巻きつけられた送信コイルを含む、
前記周辺デバイスが前記デスクトップ上に位置される場合に、前記デスクトップ上に位置されるように構成される電力中継器において、前記送信機から受信された電力を、前記受信機とは異なる少なくとも１つの周辺デバイスに中継することと、
を備える、方法。
【請求項１４】
前記電力中継器は前記送信機よりも大きく、前記周辺デバイスは前記送信機よりも前記電力中継器により近く位置され、前記電力中継器は前記周辺デバイスが前記デスクトップ内に位置される場合に、前記周辺デバイスを少なくとも部分的に囲むように構成されるループを備える、請求項１３の方法。
【請求項１５】
前記充電台は、前記第１の受信機と前記送信機との間の一定の距離を維持するように構成される材料から形成され、前記送信機は、その一定の距離で最大の応答を有するようにチューニングされる、請求項１３の方法。
【請求項１６】
前記周辺デバイスは、キーボード、コンピュータマウス、または携帯用電子機器（ＰＥＤ）の少なくとも１つを備える、請求項１３の方法。
【請求項１７】
無線で電力を伝送するための装置であって、
送信機において、電力を、デスクトップコンポーネント上に位置されデスクトップ上に位置されるように構成される充電台上に位置される受信機に、無線で伝送する手段と、前記伝送する手段は、前記充電台に位置され、平面の周りに巻きつけられた送信コイルを含む、
前記周辺デバイスが前記デスクトップ上に位置される場合に、前記伝送する手段から受信された電力を、前記受信機とは異なる少なくとも１つの周辺デバイスに中継する手段と、前記中継する手段は、前記デスクトップ上に位置されるように構成される、
を備える、装置。
【請求項１８】
前記中継する手段は前記伝送する手段よりも大きく、前記周辺デバイスは前記伝送する手段よりも前記中継する手段により近く位置され、前記中継する手段は前記周辺デバイスが前記デスクトップ内に位置される場合に、前記周辺デバイスを少なくとも部分的に囲むように構成されるループを備える、請求項１７の装置。
【請求項１９】
前記周辺デバイスは、キーボード、コンピュータマウス、または携帯用電子機器（ＰＥＤ）の少なくとも１つを備える、請求項１７の装置。
【請求項２０】
前記伝送する手段は送信機を備え、前記中継する手段は電力中継器を備える、請求項１８の装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
特定の数値がここに言及されている場合、ある異なる範囲が特に言及されない限り、本出願の教示の範囲内で、その値が２０％増減しうることは考慮されるべきである。特定の論理的な意味が使用される場合、反対の論理的な意味もまた含まれると考えられる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
電力が供給されるべきデバイスが位置される第１の表面を含み、前記第１の表面上の前記デバイスに第１の効率の電力伝送で電力を供給し、前記第１の表面上にない他のデバイスに、前記第１の効率よりも低い第２の効率の電力伝送で電力を供給する磁気結合共振システムを含み、
前記デバイスのそれぞれは、前記第１の表面に隣接した送信アンテナと少なくとも１つのデバイスの受信アンテナとの間で磁気結合共振を用いて前記電力を受けるシステム。
［Ｃ２］
前記システムは前記第１の表面上の最高効率のためにチューニングされるＣ１のシステム。
［Ｃ３］
前記送信アンテナは前記パッドの材料の厚さに関してチューニングされるＣ１のシステム。
［Ｃ４］
前記第１の表面上にない前記デバイスは、前記第１の表面から数インチ離れているＣ１のシステム。
［Ｃ５］
前記第１の表面上にない前記デバイスは、前記第１の表面から数フィート離れているＣ１のシステム。
［Ｃ６］
前記第１の表面はデスクトップコンポーネントへ統合されるＣ１のシステム。
［Ｃ７］
前記デスクトップコンポーネントはモニタの台(base)であるＣ６のシステム。
［Ｃ８］
前記デスクトップコンポーネントはランプの台であるＣ６のシステム。
［Ｃ９］
前記デスクトップコンポーネントはモニタの台であるＣ６のシステム。
［Ｃ１０］
前記第１の表面は前記第１の表面中のアンテナのコイルと平行であるＣ１のシステム。
［Ｃ１１］
人の接近を検知して、前記人の接近の検知に応じて伝送を終了することを可能にするデバイスをさらに含むＣ１のシステム。
［Ｃ１２］
前記デバイスは、人の接近を検知するためにオンに切り替えられ、連続的に電力を送るためにオフに切り替えられるＣ１１のシステム。
［Ｃ１３］
磁気結合共振を用いてデバイスに電力を供給する磁気結合共振システムと、
人の接近を検知し、かつ前記人の接近の検知に応じて伝送を終了することを可能にする、前記磁気結合共振システムに結合されたデバイスとを含むシステム。
［Ｃ１４］
前記デバイスは、人の接近を検知するためにオンに切り替えられ、連続的に電力を送るためにオフに切り替えられるＣ１３のシステム。
［Ｃ１５］
前記磁気結合共振システムは、充電されるべきデバイスが位置され、前記第１の表面上のデバイスへ第１の効率の電力伝送で電力を供給する第１の表面を含み、
前記デバイスのそれぞれは、前記第１の表面に隣接した送信アンテナと、少なくとも１つのデバイス中の受信アンテナとの間で磁気結合共振を用いて前記電力を受けＣ１３のシステム。
［Ｃ１６］
前記磁気結合共振システムは、前記第１の表面上にない他のデバイスに、前記第１の効率よりも低い第２の効率の電力伝送で電力をさらに供給するＣ１５のシステム。
［Ｃ１７］
前記システムは前記第１の表面上の最高効率のためにチューニングされるＣ１６のシステム。
［Ｃ１８］
前記送信アンテナは前記パッドの材料の厚さに関してチューニングされるＣ１６のシステム。
［Ｃ１９］
前記第１の表面上にない前記デバイスは前記第１の表面から１２インチ未満離れているＣ１６のシステム。
［Ｃ２０］
前記第１の表面上にない前記デバイスは前記第１の表面から３フィート未満離れているＣ１６のシステム。
［Ｃ２１］
前記第１の表面はデスクトップコンポーネントへ統合されるＣ１６のシステム。
［Ｃ２２］
前記デスクトップコンポーネントはモニタの台であるＣ２１のシステム。
［Ｃ２３］
前記デスクトップコンポーネントはランプの台であるＣ２１のシステム。
［Ｃ２４］
前記デスクトップコンポーネントはモニタの台であるＣ２１のシステム。
［Ｃ２５］
前記第１の表面は前記第１の表面の中でアンテナのコイルと平行であるＣ１６のシステム。
［Ｃ２６］
電力が提供されるべきデバイスが位置される第１の表面に接して前記第１のデバイスを置くことによって磁気結合共振システムを使用することで、無線で第１のデバイスに第１の電力供給することと、なお、前記第１の電力を供給することは、前記第１の表面上のデバイスへ第１の効率の電力伝送で電力を供給することであり、
前記第１の効率よりも低い第２の効率の電力伝送で、前記第１表面上にない第２のデバイスに無線で第２の電力供給することとを備え、
前記第２のデバイスのそれぞれは、前記第１の表面に隣接した送信アンテナと、少なくとも１つのデバイス中の受信アンテナとの間の磁気結合共振を用いて前記電力を受ける方法。
【外国語明細書】
2015047067000001.pdf