特許7307146４つの共面アンテナ素子を有する、無線送電のための近接場アンテナ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-03
(45)【発行日】2023-07-11
(54)【発明の名称】４つの共面アンテナ素子を有する、無線送電のための近接場アンテナ
(51)【国際特許分類】
H01Q 9/16 20060101AFI20230704BHJP
H02J 50/20 20160101ALI20230704BHJP
H01Q 19/10 20060101ALI20230704BHJP
H01Q 21/00 20060101ALI20230704BHJP
H01Q 1/22 20060101ALI20230704BHJP
【ＦＩ】
H01Q9/16
H02J50/20
H01Q19/10
H01Q21/00
H01Q1/22 Z
【請求項の数】
22
(21)【出願番号】P 2021500097
(86)(22)【出願日】2018-12-06
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-10-28
(86)【国際出願番号】 US2018064289
(87)【国際公開番号】W WO2020005310
(87)【国際公開日】2020-01-02
【審査請求日】2021-12-01
(31)【優先権主張番号】16/024,636
(32)【優先日】2018-06-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】514160238
【氏名又は名称】エナージャス コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】ホッセイニ，アリスター
【審査官】鈴木 肇
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１６６９２４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００２－３１９８１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１８７４２２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１３－５０１４６１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｑ １／１２－ １／２６
Ｈ０１Ｑ ３／００－１１／２０
Ｈ０１Ｑ １５／００－２５／０４
Ｈ０２Ｊ ５０／００－５０／９０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
反射器と、前記反射器からオフセットされた４つの別個の共面アンテナ素子であって、前記４つの別個の共面アンテナ素子のそれぞれは、それぞれの蛇行パターンに従い、
前記４つの別個の共面アンテナ素子のうちの２つのアンテナ素子は、第１の軸に沿った第１のダイポールアンテナを形成し、
前記４つの別個の共面アンテナ素子のうちの他の２つのアンテナ素子は、前記第１の軸に対して垂直な第２の軸に沿った第２のダイポールアンテナを形成する、４つの別個の共面アンテナ素子と、
前記第１及び第２のダイポールアンテナの少なくとも１つに電磁気信号を供給するように構成された電力増幅器と、
前記第１及び第２のダイポールアンテナの少なくとも１つのインピーダンスを調整するように構成されたインピーダンス調整部品と、
前記電力増幅器、前記インピーダンス調整部品並びに前記第１及び第２のダイポールアンテナに結合された切り替え回路系であって、
（ｉ）前記第１のダイポールアンテナを前記電力増幅器に、且つ前記第２のダイポールアンテナを前記インピーダンス調整部品に切り替え可能に結合するか、又は
（ｉｉ）前記第２のダイポールアンテナを前記電力増幅器に、且つ前記第１のダイポールアンテナを前記インピーダンス調整部品に切り替え可能に結合するように構成される切り替え回路系と、を備える近接場アンテナ。
【請求項2】
前記近接場アンテナの第１の動作モードでは、前記切り替え回路系は、（ｉ）前記第１のダイポールアンテナを前記電力増幅器に、且つ（ｉｉ）前記第２のダイポールアンテナを前記インピーダンス調整部品に結合し、前記近接場アンテナの第２の動作のモードでは、前記切り替え回路系は、（ｉ）前記第２のダイポールアンテナを前記電力増幅器に、且つ（ｉｉ）前記第１のダイポールアンテナを前記インピーダンス調整部品に結合する、請求項１に記載の近接場アンテナ。
【請求項3】
前記近接場アンテナの前記第１の動作モードでは、前記第１のダイポールアンテナは、前記電力増幅器から電磁波を受信し、且つ第１の偏極を有する前記受信された電磁波を放射し、前記近接場アンテナの前記第２の動作のモードでは、前記第２のダイポールアンテナは、前記電力増幅器から電磁波を受信し、且つ前記第１の偏極と異なる第２の偏極を有する前記受信された電磁波を放射する、請求項２に記載の近接場アンテナ。
【請求項4】
前記近接場アンテナからの閾値距離内に位置する無線受電装置は、前記放射された電磁波を収集し、且つ前記無線受電装置に結合された電子装置に給電するか又はそれを充電するために、前記収集された電磁波を使用するように構成される、請求項３に記載の近接場アンテナ。
【請求項5】
前記切り替え回路系及び前記電力増幅器の動作を制御するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項１に記載の近接場アンテナ。
【請求項6】
前記コントローラは、前記切り替え回路系及び前記電力増幅器の動作を、（ｉ）無線受電装置の位置、（ｉｉ）前記無線受電装置の受電アンテナの偏極、及び（ｉｉｉ）前記無線受電装置の空間的配向の１つ又は複数に基づいて制御するように構成される、請求項５に記載の近接場アンテナ。
【請求項7】
前記第１のダイポールアンテナの前記２つのアンテナ素子の第１のもの及び前記切り替え回路系に接続された第１のフィードであって、前記電力増幅器が前記切り替え回路系によって前記第１のダイポールアンテナに切り替え可能に結合されると、前記電力増幅器に由来する電磁気信号を前記第１のダイポールアンテナの前記第１のアンテナ素子に供給するように構成される、第１のフィードと、前記第２のダイポールアンテナの前記他の２つのアンテナ素子の第１のもの及び前記切り替え回路系に接続された第２のフィードであって、前記電力増幅器が前記切り替え回路系によって前記第２のダイポールアンテナに切り替え可能に結合されると、前記電力増幅器に由来する電磁気信号を前記第２のダイポールアンテナの前記第１のアンテナ素子に供給するように構成される、第２のフィードと、をさらに備える、請求項１に記載の近接場アンテナ。
【請求項8】
前記４つの別個の共面アンテナ素子の第１のアンテナ素子は、前記第１のダイポールアンテナの第１のポールであり、前記４つの別個の共面アンテナ素子の第２のアンテナ素子は、前記第１のダイポールアンテナの第２のポールであり、
前記４つの別個の共面アンテナ素子の第３のアンテナ素子は、前記第２のダイポールアンテナの第１のポールであり、及び
前記４つの別個の共面アンテナ素子の第４のアンテナ素子は、前記第２のダイポールアンテナの第２のポールである、請求項１に記載の近接場アンテナ。
【請求項9】
前記第１のダイポールアンテナを形成する前記２つのアンテナ素子は、前記第１の軸に対して垂直な２つのセグメントをそれぞれ含み、前記第２のダイポールアンテナを形成する前記他の２つのアンテナ素子は、前記第１の軸に対して平行な２つのセグメントをそれぞれ含む、請求項１に記載の近接場アンテナ。
【請求項10】
前記４つの別個のアンテナ素子のそれぞれによって従われる前記それぞれの蛇行パターンの第１の端部は、前記近接場アンテナの同じ中央部に接し、前記４つの別個のアンテナ素子のそれぞれによって従われる前記それぞれの蛇行パターンの第２の端部は、前記近接場アンテナの別個の縁に接し、
前記４つの別個のアンテナ素子のそれぞれによって従われる前記それぞれの蛇行パターンの最長寸法を有する部分は、前記近接場アンテナの前記同じ中央部より前記近接場アンテナの前記別個の縁に近い、請求項１に記載の近接場アンテナ。
【請求項11】
前記４つの別個のアンテナ素子のそれぞれによって従われる前記それぞれの蛇行パターンの最短寸法を有する部分は、前記近接場アンテナの前記別個の縁より前記近接場アンテナの前記同じ中央部に近い、請求項１０に記載の近接場アンテナ。
【請求項12】
前記反射器は、銅又は銅合金の固体金属シートである、請求項１に記載の近接場アンテナ。
【請求項13】
前記反射器は、前記第１又は第２のダイポールアンテナによって放射される前記電磁気信号の少なくとも一部を反射するように構成される、請求項１に記載の近接場アンテナ。
【請求項14】
前記４つの別個の共面アンテナ素子は、基板上又はその中に形成される、請求項１に記載の近接場アンテナ。
【請求項15】
前記基板は、所定の透磁率又は誘電率のメタマテリアルを含む、請求項１４に記載の近接場アンテナ。
【請求項16】
前記それぞれの蛇行パターンは、すべて同じである、請求項１に記載の近接場アンテナ。
【請求項17】
前記第１のダイポールアンテナを形成する前記２つのアンテナ素子は、前記２つのアンテナ素子のそれぞれによって従われる前記それぞれの蛇行パターンが互いの鏡像であるように前記第１の軸に沿ってアライメントされる、請求項１６に記載の近接場アンテナ。
【請求項18】
前記第２のダイポールアンテナを形成する前記他の２つのアンテナ素子は、前記他の２つのアンテナ素子のそれぞれによって従われる前記それぞれの蛇行パターンが互いの鏡像であるように前記第２の軸に沿ってアライメントされる、請求項１７に記載の近接場アンテナ。
【請求項19】
受信装置を無線で充電する方法であって、反射器と、
前記反射器からオフセットされた４つの別個の共面アンテナ素子であって、前記４つの別個の共面アンテナ素子のそれぞれは、それぞれの蛇行パターンに従い、（ｉ）前記４つの別個の共面アンテナ素子のうちの２つのアンテナ素子は、第１の軸とアライメントされた第１のダイポールアンテナを形成し、（ｉｉ）前記４つの別個の共面アンテナ素子のうちの別の２つのアンテナ素子は、前記第１の軸に対して垂直な第２の軸とアライメントされた第２のダイポールアンテナを形成する、４つの別個の共面アンテナ素子と、
前記４つの別個の共面アンテナ素子の少なくとも２つに結合された切り替え回路系と、
前記切り替え回路系に結合された電力増幅器と、
前記切り替え回路系に結合されたインピーダンス調整部品と、を備える近接場アンテナを提供することと、
（ｉ）前記第１のダイポールアンテナを前記電力増幅器に、且つ（ｉｉ）前記第２のダイポールアンテナを前記インピーダンス調整部品に結合するように前記切り替え回路系に指示することと、
前記切り替え回路系を介して電磁気信号を前記第１のダイポールアンテナに供給するように前記電力増幅器に指示することと、を含み、
前記電磁気信号は、前記第１のダイポールアンテナに供給されると、前記近接場アンテナからの閾値距離内に位置する無線受電装置によって受信される電磁気信号を前記第１のダイポールアンテナに放射させ、
前記第２のダイポールアンテナのインピーダンスは、前記第２のダイポールアンテナの前記インピーダンスが前記第１のダイポールアンテナのインピーダンスと異なるように前記インピーダンス調整部品によって調整される、方法。
【請求項20】
請求項２～１８のいずれか１項に記載の近接場アンテナをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
反射器、４つの別個の共面アンテナ素子、前記４つの別個の共面アンテナ素子の少なくとも２つに結合された切り替え回路系、前記切り替え回路系に結合された電力増幅器及び前記切り替え回路系に結合されたインピーダンス調整部品を有する近接場アンテナの１つ又は複数のプロセッサによって実行されると、前記近接場アンテナに、（ｉ）第１のダイポールアンテナを前記電力増幅器に、且つ（ｉｉ）第２のダイポールアンテナを前記インピーダンス調整部品に結合するように前記切り替え回路系に指示すること、
前記切り替え回路系を介して電磁気信号を前記第１のダイポールアンテナに供給するように前記電力増幅器に指示すること
を行わせる実行可能命令を格納する非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、
前記電磁気信号は、前記第１のダイポールアンテナに供給されると、前記近接場アンテナからの閾値距離内に位置する無線受電装置によって受信される電磁気信号を前記第１のダイポールアンテナに放射させ、
前記第２のダイポールアンテナのインピーダンスは、前記第２のダイポールアンテナの前記インピーダンスが前記第１のダイポールアンテナのインピーダンスと異なるように前記インピーダンス調整部品によって調整される、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項22】
１つ又は複数のプログラムは、請求項２～１８のいずれか１項に記載の近接場アンテナを実施するための命令をさらに含む、請求項２１に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
技術分野
[0001] 本明細書における実施形態は、概して、近接場無線送電システム（例えば、このようなシステムにおいて使用されるアンテナ、ソフトウェア及び装置）に関し、より具体的には、それぞれの蛇行パターンにそれぞれ従う４つの共面アンテナ素子を有する、無線送電のための近接場アンテナに関する。
[0001] 本明細書における実施形態は、概して、近接場無線送電システム（例えば、このようなシステムにおいて使用されるアンテナ、ソフトウェア及び装置）に関し、より具体的には、それぞれの蛇行パターンにそれぞれ従う４つの共面アンテナ素子を有する、無線送電のための近接場アンテナに関する。
【背景技術】
【0002】
背景
[0002] 従来の充電パッドは、装置を充電するために使用される磁場を生成するために誘導コイルを利用する。ユーザは、通常、充電パッド上の特定の位置に装置を置かなければならず、したがって装置の充電を遮断又は終了することなく装置をパッド上の様々な位置に移動することができない。多くのユーザは、自らの装置の充電を開始するためのパッド上の正確な位置に装置を配置することができない可能性があるため、これは、多くのユーザにとって苛立たしい体験になる。多くの場合、ユーザは、ユーザの装置が正しく配置されたと考え得るが、次に数時間後、ごく僅かな（又は零の）エネルギーが転送されたことが分かって失望することがある。
[0002] 従来の充電パッドは、装置を充電するために使用される磁場を生成するために誘導コイルを利用する。ユーザは、通常、充電パッド上の特定の位置に装置を置かなければならず、したがって装置の充電を遮断又は終了することなく装置をパッド上の様々な位置に移動することができない。多くのユーザは、自らの装置の充電を開始するためのパッド上の正確な位置に装置を配置することができない可能性があるため、これは、多くのユーザにとって苛立たしい体験になる。多くの場合、ユーザは、ユーザの装置が正しく配置されたと考え得るが、次に数時間後、ごく僅かな（又は零の）エネルギーが転送されたことが分かって失望することがある。
【0003】
[0003] 従来の充電パッドは、複数の異なる集積回路にわたって分散される部品も利用する。このような構成は、これらの充電パッドをそのユーザによって望まれるものより遅く動作させる処理遅延を生じる（例えば、無線充電及び無線充電中になされる調整に長い時間がかかる）。
【発明の概要】
【0004】
概要
[0004] したがって、上で同定された問題に対処する無線充電システム（例えば、ＲＦ充電パッド）の必要性がある。この目的を達成するために、単一集積回路上に効率的に配置される部品を含むＲＦ充電パッドについてここで説明する。ここで、単一集積回路は、ＲＦ充電パッドの表面上に位置する受信装置への無線電力の送信に使用するための効率的アンテナ区域を見つけ出すために、アンテナ区域（例えば、グループにまとめられるＲＦ充電パッドの１つ又は複数のアンテナ又はユニットセルアンテナ：本明細書ではアンテナグループとも呼ぶ）を選択的又は連続的に活性化することにより、ＲＦ充電パッドのアンテナを管理する。このようなシステム及びその使用方法は、従来の充電パッドに伴うユーザ不満足を解消することを促進する。例えば、アンテナ区域を選択的に活性化する一方で転送されたエネルギーを監視することにより、このようなシステム及びその使用方法は、装置がＲＦ充電パッド上に置かれ得る任意の時点及び任意の位置においてエネルギー転送が最大化されることを保証することにより、浪費されるＲＦ送電をなくすことを促進し、したがって効率的に受信されない可能性がある無駄な送信をなくす。
[0004] したがって、上で同定された問題に対処する無線充電システム（例えば、ＲＦ充電パッド）の必要性がある。この目的を達成するために、単一集積回路上に効率的に配置される部品を含むＲＦ充電パッドについてここで説明する。ここで、単一集積回路は、ＲＦ充電パッドの表面上に位置する受信装置への無線電力の送信に使用するための効率的アンテナ区域を見つけ出すために、アンテナ区域（例えば、グループにまとめられるＲＦ充電パッドの１つ又は複数のアンテナ又はユニットセルアンテナ：本明細書ではアンテナグループとも呼ぶ）を選択的又は連続的に活性化することにより、ＲＦ充電パッドのアンテナを管理する。このようなシステム及びその使用方法は、従来の充電パッドに伴うユーザ不満足を解消することを促進する。例えば、アンテナ区域を選択的に活性化する一方で転送されたエネルギーを監視することにより、このようなシステム及びその使用方法は、装置がＲＦ充電パッド上に置かれ得る任意の時点及び任意の位置においてエネルギー転送が最大化されることを保証することにより、浪費されるＲＦ送電をなくすことを促進し、したがって効率的に受信されない可能性がある無駄な送信をなくす。
【0005】
[0005] 以下に続く説明では、様々なアンテナ区域を含むＲＦ充電パッドについて言及される。この説明の目的のために、アンテナ区域はＲＦ充電パッドの１つ又は複数の送信アンテナを含み、各アンテナ区域は、いずれのアンテナ区域が無線電力を受信器に最も効率的に転送することができるかを判断するために各アンテナ区域の選択的活性化を可能にする制御集積回路（例えば、ＲＦ送電器集積回路１６０（図１Ａ～図１Ｂ））によって個々にアドレス指定可能であり得る。ＲＦ充電パッドは、本明細書では相互交換可能に近接場充電パッド又はより単純に充電パッドとも呼ばれる。
【0006】
[0006] （Ａ１）いくつかの実施形態では、方法は、無線通信部品（例えば、通信部品２０４、図１Ａ）、それぞれが少なくとも１つのアンテナ素子（例えば、例示的アンテナ区域を図１Ｂに示す）をそれぞれ含む複数のアンテナ区域及び１つ又は複数のプロセッサ（例えば、ＣＰＵ２０２、図１Ｂ、図２Ａ）を含む近接場充電パッドにおいて行われる。本方法は、無線電力受信器が近接場充電パッドの閾値距離内に存在していることを、無線通信部品を介して検出することと、無線電力受信器が近接場充電パッドの閾値距離内に存在していることを検出することに応答して、無線電力受信器が近接場充電パッド上に置かれたかどうかを判断することとを含む。本方法は、無線電力受信器が近接場充電パッド上に置かれたことを判断することに従って、複数のアンテナ区域の少なくとも１つの特定のアンテナ区域により、それぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすという判断がなされるまで、第１の組の伝送特性を有するそれぞれの試験送電信号を複数のアンテナ区域内に含まれるそれぞれのアンテナ素子によって選択的に送信することをさらに含む。特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすことを１つ又は複数のプロセッサが判断すると、本方法は、少なくとも１つの特定のアンテナ区域を使用して複数の追加の送電信号を無線電力受信器に送信することであって、複数の追加の送電信号の各追加の送電信号は第１の組と異なる第２の組の伝送特性を有して送信されることをさらに含む。
【0007】
[0007] （Ａ２）Ａ１の方法のいくつかの実施形態では、無線電力受信器が近接場充電パッドの表面上に置かれたかどうかを判断することは（ｉ）複数のアンテナ区域の各アンテナ区域を使用して試験送電信号を送信すること、（ｉｉ）試験送電信号を送信しながら近接場充電パッドにおける反射電力量を監視すること、（ｉｉｉ）反射電力量が装置検出閾値を満たすと無線電力受信器が近接場充電パッド上に置かれたことを判断することとを含む。
【0008】
[0008] （Ａ３）Ａ２の方法のいくつかの実施形態では、反射電力量は複数のアンテナ区域の各アンテナ区域において測定される。
【0009】
[0009] （Ａ４）Ａ２～Ａ３の方法のいくつかの実施形態では、装置検出閾値は近接場充電パッドの較正プロセス中に規定される。
【0010】
[0010] （Ａ５）Ａ４の方法のいくつかの実施形態では、装置検出閾値は、無線電力受信器と結合されるあるタイプの装置に固有であり、近接場充電パッドの近傍の無線電力受信器を検出した後に１つ又は複数のプロセッサによって選択される（例えば、無線電力受信器は情報のパケットを近接場充電パッドに送信し、この情報のパケットは無線電力受信器と結合される装置のタイプを識別する情報を含む）。
【0011】
[0011] （Ａ６）Ａ１～Ａ５の方法のいくつかの実施形態では、それぞれの試験送電信号を選択的に送信することは複数のアンテナ区域の各アンテナ区域を使用して行われる。加えて、本方法は、複数のアンテナ区域の少なくとも１つの特定のアンテナ区域により、それぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすという判断が行われる前に、（ｉ）各アンテナ区域による送信に基づいて各それぞれのアンテナ区域によるそれぞれの試験送電信号の送信に関連付けられるそれぞれの電力配送パラメータを更新することと、（ｉｉ）無線電力を無線電力受信器に送信するために、それらの関連付けられたそれぞれの電力配送パラメータに基づき、少なくとも１つの特定のアンテナ区域を含む２つ以上のアンテナ区域を選択することとをさらに含む。
【0012】
[0012] （Ａ７）Ａ６の方法のいくつかの実施形態では、本方法は、第１の組の伝送特性を有する追加の試験送電信号を送信するために２つ以上のアンテナ区域のそれぞれを使用することをさらに含む。さらに、特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすという判断は、特定のアンテナ区域が２つ以上のアンテナ区域の他のアンテナ区域と比較して無線電力を無線電力受信器によって効率的に送信していることを特定の電力配送パラメータが示していることを判断することを含む。
【0013】
[0013] （Ａ８）Ａ６～Ａ７の方法のいくつかの実施形態では、特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすという判断はまた、第１の閾値電力量が少なくとも１つの特定のアンテナ区域によって無線電力受信器に転送されることを特定の電力配送パラメータが示すことと、少なくとも１つの特定のアンテナ区域は第１の閾値電力量が無線電力受信器に転送されることを示すそれぞれの電力配送パラメータを有する２つ以上のアンテナ区域の１つのみのアンテナ区域であることとを判断することを含む。
【0014】
[0014] （Ａ９）Ａ６～Ａ８の方法のいくつかの実施形態では、特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすという判断はまた、（ｉ）いかなるアンテナ区域も第１の閾値電力量を無線電力受信器に転送していないことと、（ｉｉ）２つ以上のアンテナ区域の追加のアンテナ区域に関連付けられた追加の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすこととを判断する。加えて、特定の電力配送パラメータは、特定のアンテナ区域によって無線電力受信器に転送される第１の電力量が第２の閾値電力量より大きく且つ第１の閾値電力量未満であることを示し、追加の電力配送パラメータは、追加のアンテナ区域によって無線電力受信器に転送される第２の電力量が第２の閾値電力量より大きく且つ第１の閾値電力量未満であることを示す。
【0015】
[0015] （Ａ１０）Ａ９の方法のいくつかの実施形態では、特定のアンテナグループと追加のアンテナグループとの両方は無線電力受信器に電力を供給するために追加の複数の送電信号を同時に送信するために使用される。
【0016】
[0016] （Ａ１１）Ａ１～Ａ１０の方法のいくつかの実施形態では、電力配送パラメータを判断するために使用される情報が、近接場充電パッドの無線通信部品を介して無線電力受信器によって近接場充電パッドに提供される。
【0017】
[0017] （Ａ１２）Ａ１～Ａ１１の方法のいくつかの実施形態では、第２の組の伝送特性は、特定のアンテナグループによって無線電力受信器に転送される電力の量を増加するために第１の組の伝送特性内の少なくとも１つの特性を調整することによって判断される。
【0018】
[0018] （Ａ１３）Ａ１２の方法のいくつかの実施形態では、少なくとも１つの調整された特性は周波数又はインピーダンス値である。
【0019】
[0019] （Ａ１４）Ａ１～Ａ１３の方法のいくつかの実施形態では、追加の複数の送電信号を送信する間、近接場充電パッドによって無線電力受信器に無線で配送される電力のレベルを判断するために使用される無線電力受信器から受信される情報に基づいて第２の組の伝送特性内の少なくとも１つの特性を調整する。
【0020】
[0020] （Ａ１５）Ａ１～Ａ１４の方法のいくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサは近接場充電パッドの動作を制御するために使用される単一集積回路の部品である。例えば、ここで説明される方法のいかなるものも、図１Ｂに示す高周波（ＲＦ）送電器集積回路１６０の例などの単一集積回路によって管理される。
【0021】
[0021] （Ａ１６）Ａ１～Ａ１５の方法のいくつかの実施形態では、各それぞれの電力配送メトリックは、複数のアンテナグループのそれぞれのアンテナグループによるそれぞれの試験送電信号の送信に基づいて無線電力受信器によって受信される電力量に対応する。
【0022】
[0022] （Ａ１７）Ａ１～Ａ１６の方法のいくつかの実施形態では、本方法は、試験送電信号を送信する前に、無線電力受信器が近接場充電パッドから無線で配送される電力を受信する権限を与えられることを判断することをさらに含む。
【0023】
[0023] （Ａ１８）別の態様では、近接場充電パッドが提供される。いくつかの実施形態では、近接場充電パッドは、無線通信部品、それぞれが少なくとも１つのアンテナ素子をそれぞれ含む複数のアンテナ区域、１つ又は複数のプロセッサ及び１つ又は複数のプロセッサによって実行されると、近接場充電パッドにＡ１～Ａ１７のいずれか一項に記載の方法を行わせる１つ又は複数のプログラムを格納するメモリを含む。
【0024】
[0024] （Ａ１９）さらに別の態様では、近接場充電パッドが提供され、近接場充電はＡ１～Ａ１７のいずれか一項に記載の方法を行う手段を含む。
【0025】
[0025] （Ａ２０）さらに別の態様では、非一時的コンピュータ可読格納媒体が提供される。非一時的コンピュータ可読格納媒体は、１つ又は複数のプロセッサ／コアを有する近接場充電パッド（無線通信部品と、それぞれが少なくとも１つのアンテナ素子をそれぞれ含む複数のアンテナ区域とを含む）によって実行されると、近接場充電パッドにＡ１～Ａ１７のいずれか一項に記載の方法を行わせる実行可能命令を格納する。
【0026】
[0026] 上述のように、無線電力の送信を管理するための部品であって、そのすべてが単一集積回路上に集積化される部品を含む集積回路の必要性もある。このような集積回路及びその使用方法は、従来の充電パッドに伴うユーザ不満足を解消することを促進する。すべての部品（図１Ａ、１Ｂを参照して以下にさらに詳細に論述される）を単一チップ上に含むことにより、このような集積回路は、集積回路における動作をより効率的且つ迅速に（且つとより低遅延で）管理することができ、これにより、これらの集積回路によって管理される充電パッドに伴うユーザ満足感を改善することを促進する。
【0027】
[0027] （Ｂ１）いくつかの実施形態では、集積回路は、（ｉ）集積回路の動作を制御するように構成された処理ユニット、（ｉｉ）処理ユニットに作動可能に結合された電力変換器であって入力電流を高周波エネルギーに変換するように構成された電力変換器、（ｉｉｉ）処理ユニットに作動可能に結合された波形発生器であって高周波エネルギーを使用することにより、複数の送電信号を生成するように構成された波形発生器、（ｉｖ）集積回路と集積回路の外側にある複数の電力増幅器とを結合する第１のインターフェース、及び（ｖ）第１のインターフェースと異なる第２のインターフェースであって集積回路と無線通信部品とを結合する第２のインターフェースを含む。処理ユニットは、（ｉ）集積回路によって制御される近接場充電パッドの送信範囲内に無線電力受信器が存在するという指標を第２のインターフェースを介して受信し、（ｉｉ）指標を受信することに応答して、第１のインターフェースを介して、複数の送電信号の少なくとも一部を複数の電力増幅器の少なくとも１つに提供するようにも構成される。
【0028】
[0028] （Ｂ２）Ｂ１の集積回路のいくつかの実施形態では、処理ユニットは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び暗号化部（例えば、ＣＰＵ下位システム１７０、図１Ｂ）を含む。
【0029】
[0029] （Ｂ３）Ｂ１～Ｂ１のいずれか一項に記載の集積回路のいくつかの実施形態では、入力電流は直流である。代替的に、いくつかの実施形態では、入力電流は交流である。これらの実施形態では、電力変換器は高周波ＤＣ／ＤＣコンバータ又は高周波ＡＣ／ＡＣ変換器である。
【0030】
[0030] （Ｂ４）Ｂ１～Ｂ１のいずれか一項に記載の集積回路のいくつかの実施形態では、無線通信部品は、近接場充電パッドの表面上に置かれる装置から通信信号を受信するように構成されるBluetooth又はWi-Fi無線である。
【0031】
[0031] 上述の問題に対処することを促進し、これにより、ユーザの必要性を満たす充電パッドを提供するために、上述のアンテナ区域は、充電パッドが充電パッドの上の任意の位置に置かれる装置を充電することができるようにエネルギー送信特性（例えば、それぞれのアンテナ素子の導電線のインピーダンス及び周波数）を調整することができる適応型アンテナ素子を含み得る（例えば、ＲＦ充電パッド１００のアンテナ区域２９０（図１Ｂ）はそれぞれ、図３Ａ～図６Ｅ及び図８を参照して以下に説明されるアンテナ１２０の１つ又は複数を含み得る）。
【0032】
[0032] いくつかの実施形態によると、本明細書で説明される高周波（ＲＦ）充電パッドのアンテナ区域は、電子装置のＲＦ受信器にＲＦ信号を送信するための１つ又は複数のプロセッサと通信する１つ又は複数のアンテナ素子を含み得る。いくつかの実施形態では、各それぞれのアンテナ素子は、（ｉ）蛇行線パターンを形成する導電線、（ｉｉ）１つ又は複数のプロセッサによって制御される周波数で導電線を貫流する電流を受信するための導電線の第１の端部における第１の端子、（ｉｉｉ）導電線の第２の端部における第１の端子と異なる第２の端子であって、少なくとも１つのプロセッサによって制御され、第２の端子におけるインピーダンス値を修正することを可能にする部品と結合される第２の端子を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、１つ又は複数のアンテナ素子から電子装置のＲＦ受信器に転送されるエネルギーの量を最適化するために周波数及び／又はインピーダンス値を適応的に調整するように構成される。
【0033】
[0033] 充電パッドがその上の任意の位置に置かれる装置を充電することができるように、エネルギー送信特性（例えば、それぞれのアンテナ素子の導電線のインピーダンス及び周波数）を調整することができる適応型アンテナ素子を含む無線充電システム（例えば、ＲＦ充電パッド）の必要性がある。いくつかの実施形態では、これらの充電パッドは、送信アンテナ素子（本明細書ではＲＦアンテナ素子又はアンテナ素子とも呼ぶ）から、充電される電子装置の受信器に転送されるエネルギーを監視する１つ又は複数のプロセッサを含み、１つ又は複数のプロセッサは、充電パッド上の任意の位置におけるエネルギー転送を最大化するようにエネルギー送信特性を最適化する。いくつかの実施形態は、受信器において受信された電力を１つ又は複数のプロセッサに報告するためのフィードバックループも含み得る。
【0034】
[0034] （Ｃ１）いくつかの実施形態によると、高周波（ＲＦ）充電パッドが提供される。ＲＦ充電パッドは、ＲＦ充電パッドから電子装置のＲＦ受信器に転送されるエネルギーの量を監視するための少なくとも１つのプロセッサを含む。ＲＦ充電パッドは、電子装置のＲＦ受信器にＲＦ信号を送信するための１つ又は複数のプロセッサと通信する１つ又は複数のアンテナ素子も含む。いくつかの実施形態では、各それぞれのアンテナ素子は、（ｉ）蛇行線パターンを形成する導電線、（ｉｉ）１つ又は複数のプロセッサによって制御される周波数で導電線を貫流する電流を受信するための導電線の第１の端部における第１の端子、及び（ｉｉｉ）導電線の第２の端部における第１の端子と異なる第２の端子であって、少なくとも１つのプロセッサによって制御され、第２の端子におけるインピーダンス値を修正することを可能にする部品と結合される第２の端子を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、１つ又は複数のアンテナ素子から電子装置のＲＦ受信器に転送されるエネルギーの量を最適化するために周波数及び／又はインピーダンス値を適応的に調整するように構成される。
【0035】
[0035] （Ｃ２）いくつかの実施形態によると、高周波（ＲＦ）送電を介して電子装置を充電するために使用される方法も提供される。本方法は、少なくとも１つのＲＦアンテナを含む送信器を提供することを含む。本方法はまた、少なくとも１つのＲＦアンテナを介して１つ又は複数のＲＦ信号を送信することと、１つ又は複数のＲＦ信号を介して少なくとも１つのＲＦアンテナからＲＦ受信器に転送されるエネルギーの量を監視することとを含む。本方法は追加的に、少なくとも１つのＲＦアンテナからＲＦ受信器に転送されるエネルギーの量を最適化するために送信器の特性を適応的に調整することを含む。いくつかの実施形態では、特性は、（ｉ）１つ又は複数のＲＦ信号の周波数、（ｉｉ）送信器のインピーダンス、並びに（ｉｉｉ）（ｉ）及び（ｉｉ）の組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのＲＦアンテナはＲＦアンテナのアレイの一部分である。
【0036】
[0036] （Ｃ３）いくつかの実施形態によると、高周波（ＲＦ）充電パッドが提供される。ＲＦ充電パッドは、ＲＦ充電パッドから電子装置のＲＦ受信器に転送されるエネルギーの量を監視するための１つ又は複数のプロセッサを含む。ＲＦ充電パッドは、電子装置のＲＦ受信器にＲＦ信号を送信するための１つ又は複数のプロセッサと通信するように構成された１つ又は複数の送信アンテナ素子も含む。いくつかの実施形態では、各それぞれのアンテナ素子は、（ｉ）蛇行線パターンを形成する導電線、（ｉｉ）１つ又は複数のプロセッサによって制御される周波数で導電線を貫流する電流を受信するための導電線の第１の端部における入力端子、及び（ｉｉｉ）導電線の複数の位置における、入力端子と異なり且つ互いに異なる複数の適応型負荷端子であって、複数の適応型負荷端子の各それぞれの適応型負荷端子は、１つ又は複数のプロセッサによって制御されるように構成されそれぞれの適応型負荷端子におけるそれぞれのインピーダンス値を修正することを可能にするように構成されたそれぞれの部品と結合される、複数の適応型負荷端子を含む。いくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサは、１つ又は複数の送信アンテナ素子から電子装置のＲＦ受信器に転送されるエネルギーの量を最適化するために複数の適応型負荷端子の１つ又は複数において周波数とそれぞれのインピーダンス値の少なくとも１つを適応的に調整するように構成される。
【0037】
[0037] （Ｃ４）いくつかの実施形態によると、高周波（ＲＦ）送電を介して電子装置を充電するために使用される方法も提供される。本方法は、１つ又は複数のＲＦアンテナを含む送信器を含む充電パッドを提供することを含む。いくつかの実施形態では、各ＲＦアンテナは、（ｉ）蛇行線パターンを形成する導電線、（ｉｉ）１つ又は複数のプロセッサによって制御される周波数で導電線を貫流する電流を受信するための導電線の第１の端部における入力端子、及び（ｉｉｉ）導電線の複数の位置における、入力端子と異なり且つ互いに異なる複数の適応型負荷端子であって、複数の適応型負荷端子の各それぞれの適応型負荷端子は、１つ又は複数のプロセッサによって制御されそれぞれの適応型負荷端子におけるそれぞれのインピーダンス値を修正することを可能にするそれぞれの部品と結合される、複数の適応型負荷端子を含む。本方法はまた、１つ又は複数のＲＦアンテナを介して、１つ又は複数のＲＦ信号を送信することと、１つ又は複数のＲＦ信号を介して少なくとも１つ又は複数のＲＦアンテナからＲＦ受信器に転送されるエネルギーの量を監視することとを含む。本方法は追加的に、１つ又は複数のＲＦアンテナからＲＦ受信器に転送されるエネルギーの量を最適化するために送信器の１つ又は複数のプロセッサを使用して送信器の特性を適応的に調整することを含む。いくつかの実施形態では、特性は、（ｉ）１つ又は複数のＲＦ信号の周波数、（ｉｉ）送信器のインピーダンス、並びに（ｉｉｉ）（ｉ）及び（ｉｉ）の組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、送信器のインピーダンスは、送信器の１つ又は複数のプロセッサを使用することにより、１つ又は複数のＲＦアンテナの複数の適応型負荷端子のそれぞれの１つ又は複数の端子において適応的に調整される。
【0038】
[0038] （Ｃ５）いくつかの実施形態によると、非一時的コンピュータ可読記憶媒体が提供される。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、１つ又は複数の送信アンテナ素子を含む高周波（ＲＦ）充電パッドに結合される１つ又は複数のプロセッサによって実行されると、１つ又は複数のプロセッサに、ＲＦ充電パッドから電子装置のＲＦ受信器に転送されるエネルギーの量を監視させ、且つＲＦ信号を電子装置のＲＦ受信器に送信するための１つ又は複数の送信アンテナ素子と通信させる実行可能命令を含む。いくつかの実施形態では、それぞれの送信アンテナ素子は、蛇行線パターンを形成する導電線、１つ又は複数のプロセッサによって制御される周波数で導電線を貫流する電流を受信するための導電線の第１の端部における入力端子及び導電線の複数の位置における、入力端子と異なり且つ互いに異なる複数の適応型負荷端子であって、複数の適応型負荷端子の各それぞれの適応型負荷端子は、１つ又は複数のプロセッサによって制御されるように構成されるとともに各それぞれの適応型負荷端子におけるそれぞれのインピーダンス値を修正することを可能にするように構成されるそれぞれの部品と結合される、複数の適応型負荷端子を含む。１つ又は複数のプロセッサは、１つ又は複数の送信アンテナ素子から電子装置のＲＦ受信器に転送されるエネルギーの量を最適化するために複数の適応型負荷端子の１つ又は複数において周波数とそれぞれのインピーダンス値の少なくとも１つを適応的にさらに調整する。
【0039】
[0039] （Ｃ６）Ｃ１～Ｇ５のいずれか一項のいくつかの実施形態では、周波数は第１の周波数帯内にあり、１つ又は複数の送信アンテナ素子の少なくとも１つは、１つ又は複数のプロセッサによる少なくとも１つの送信アンテナ素子の複数の適応型負荷端子の１つ又は複数の端子におけるそれぞれのインピーダンス値への適応調整に基づいて第２の周波数帯で動作するように構成される。
【0040】
[0040] （Ｃ７）Ｃ１～Ｇ６のいずれか一項のいくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッドは、１つ又は複数のプロセッサと結合される入力回路であって導電線の第１の端部における入力端子に電流を供給するように構成される入力回路を含み、１つ又は複数のプロセッサは、入力回路にその周波数と異なる新しい周波数を有する電流を生成するように指示することにより、その周波数を適応的に調整するように構成される。
【0041】
[0041] （Ｃ８）Ｃ１～Ｇ７のいずれか一項のいくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサは、所定の増分を使用することによって判断される複数の異なる周波数を有する電流を生成させるように給電素子に指示することにより、周波数を適応的に調整するように構成される。
【0042】
[0042] （Ｃ９）Ｃ１～Ｇ８のいずれか一項のいくつかの実施形態では、１つ又は複数の送信アンテナ素子の少なくとも１つの送信アンテナ素子のそれぞれの導電線は、その周波数及び／又は新しい周波数を有するＲＦ信号を少なくとも１つの送信アンテナ素子が効率的に送信することを可能にするそれぞれの蛇行線パターンを有し、それぞれの蛇行線パターンを有するそれぞれの導電線の少なくとも２つの隣接セグメントは互いに異なる幾何学的寸法を有し、それぞれの導電線は、少なくとも１つの送信アンテナ素子がその周波数及び／又は新しい周波数を有するＲＦ信号を送信するように構成される場合には同じままである長さを有する。
【0043】
[0043] （Ｃ１０）Ｃ１～Ｇ９のいずれか一項のいくつかの実施形態では、１つ又は複数の送信アンテナ素子の少なくとも１つの送信アンテナ素子は、入力端子を含む第１のセグメントと第２のセグメントとを有し、少なくとも１つの送信アンテナ素子は、第１のセグメントが第２のセグメントと結合されていない間、その周波数で動作し、第１のセグメントが第２のセグメントと結合されている間、新しい周波数で動作するように構成され、１つ又は複数のプロセッサは、給電素子にその周波数と異なる新しい周波数を有する電流を生成するように指示することと併せて第１のセグメントと第２のセグメントを結合するように構成される。
【0044】
[0044] （Ｃ１１）Ｃ１～Ｇ１０のいずれか一項のいくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサは、第１の送信アンテナ素子を第１の周波数帯で動作させるために周波数及び／又は１つ又は複数の送信アンテナ素子の第１の送信アンテナ素子に関連付けられたそれぞれのインピーダンス値を適応的に調整し、第２の送信アンテナ素子を第１の周波数帯と異なる第２の周波数帯で動作させるために周波数及び／又は１つ又は複数の送信アンテナ素子の第２の送信アンテナ素子に関連付けられたそれぞれのインピーダンス値を適応的に調整するように構成される。
【0045】
[0045] （Ｃ１２）Ｃ１～Ｇ１１のいずれか一項のいくつかの実施形態では、電子装置はＲＦ充電パッドの上面と接触して又はその近くに置かれる。
【0046】
[0046] （Ｃ１３）Ｃ１～Ｇ１２のいずれか一項のいくつかの実施形態では、それぞれの部品は、それぞれの適応型負荷端子を開放状態と短絡状態との間で切り替えるためのそれぞれの適応型負荷端子と結合される機械式リレーであり、インピーダンス値は、開放回路と短絡回路との間で切り替えるために機械式リレーを開放又は短絡することにより、それぞれの送信アンテナ素子のそれぞれの適応型負荷端子においてそれぞれ適応的に調整される。
【0047】
[0047] （Ｃ１４）Ｃ１～Ｇ１３のいずれか一項のいくつかの実施形態では、それぞれの部品は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であり、それぞれのインピーダンス値は、ＡＳＩＣにより、ある範囲の値内に適応的に調整される。
【0048】
[0048] （Ｃ１５）Ｃ１～Ｇ１４のいずれか一項のいくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサは、電子装置のＲＦ受信器に転送されるエネルギーの極大量を判断するために、周波数と、複数の適応型負荷端子の１つ又は複数におけるそれぞれのインピーダンス値とを適応的に調整することにより、周波数及び／又はそれぞれのインピーダンス値を適応的に調整し、且つ最大量のエネルギーが判断されると、ＲＦ受信器に転送される最大量のエネルギーを生じたそれぞれのインピーダンス値を使用することにより、１つ又は複数の送信アンテナ素子のそれぞれにそれぞれの周波数でＲＦ信号をそれぞれ送信させるように構成される。
【0049】
[0049] （Ｃ１６）Ｃ１～Ｇ１５のいずれか一項のいくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサはＲＦ受信器に転送されるエネルギーの量を、電子装置から受信される情報であってＲＦ信号からＲＦ受信器において受信されるエネルギーを識別する情報に少なくとも部分的に基づいて監視する。
【0050】
[0050] （Ｃ１７）Ｃ１～Ｇ１６のいずれか一項のいくつかの実施形態では、受信されたエネルギーを識別する電子装置から受信された情報は無線通信プロトコルを使用することによって送信される。
【0051】
[0051] （Ｃ１８）Ｃ１～Ｇ１７のいずれか一項のいくつかの実施形態では、無線通信プロトコルはBluetoothローエネルギー（ＢＬＥ）である。
【0052】
[0052] （Ｃ１９）Ｃ１～Ｇ１８のいずれか一項のいくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサは、それぞれの適応型負荷端子において検出されるエネルギーの量に少なくとも部分的に基づき、転送されるエネルギーの量を監視する。
【0053】
[0053] したがって、本明細書で説明される原理に従って構成される無線充電システムは、ＲＦ充電パッド上の任意の位置に置かれる電子装置を充電することができ、エネルギー転送が絶えず最適化されることを保証することにより、エネルギーを浪費することを回避することができる。
【0054】
[0054] 加えて、本明細書で説明される原理に従って構成される無線充電システムは、同じ充電送信器上の様々な周波数又は周波数帯においてチューニングされる様々な電子装置を充電することができる。いくつかの実施形態では、単一アンテナ素子を有する送信器は同時に又は異なる時間に複数の周波数又は周波数帯において動作し得る。いくつかの実施形態では、複数のアンテナ素子を有する送信器は同時に複数の周波数又は周波数帯において動作し得る。これは、受信装置内に含まれるアンテナのタイプとサイズのより大きい柔軟性を可能にする。
【0055】
[0055] 別の態様では、動的調整可能送信アンテナが提供される。受信装置がパッド上の任意の位置に置かれることを可能にする充電パッドの設計では、無線周波数ベースの解決策が有望である。無線周波数ベースの解決策において使用される受信アンテナは、様々な偏極を有し得るため、様々な偏極時に送信することができる送信アンテナも、送信アンテナから受信アンテナへの電力の効率的転送を保証するために設計されなければならない。したがって、様々な偏極を使用してエネルギーを送信するように動的に調節され得る送信アンテナの必要性があり、本明細書で論述される実施形態は、この必要性に対処する（例えば、近接場アンテナ２５００に関連する説明及び図面を参照されたい）。
【0056】
[0056] （Ｄ１）いくつかの実施形態によると、近接場アンテナが提供される。近接場アンテナ（例えば、近接場アンテナ２５００、図２５Ａ）は、反射器と、反射器からオフセットされた４つの別個の共面アンテナ素子であって、４つの別個のアンテナ素子のそれぞれは、それぞれの蛇行パターンに従う、４つの別個の共面アンテナ素子とを含む。さらに、４つの共面アンテナ素子の２つのアンテナ素子は、第１の軸に沿った第１のダイポールアンテナを形成し、及び４つの共面アンテナ素子の別の２つのアンテナ素子は、第１の軸に対して垂直な第２の軸に沿った第２のダイポールアンテナを形成する。近接場アンテナは、（ｉ）第１及び第２のダイポールアンテナの少なくとも１つに電磁気信号を供給するように構成された電力増幅器、（ｉｉ）第１及び第２のダイポールアンテナの少なくとも１つのインピーダンスを調節するように構成されたインピーダンス調整部品、及び（ｉｉｉ）電力増幅器、インピーダンス調整部品並びに第１及び第２のダイポールアンテナに結合された切り替え回路系をさらに含む。切り替え回路系は、（Ａ）第１のダイポールアンテナを電力増幅器に、且つ第２のダイポールアンテナをインピーダンス調整部品に切り替え可能に結合するか、又は（Ｂ）第２のダイポールアンテナを電力増幅器に、且つ第１のダイポールアンテナをインピーダンス調整部品に切り替え可能に結合するように構成される。
【0057】
[0057] （Ｄ２）いくつかの実施形態によると、近接場アンテナを使用することにより、無線周波数（ＲＦ）送電を介して電子装置を充電するために使用される方法も提供される。本方法は、Ｄ１の近接場アンテナを提供することを含む。例えば、近接場アンテナは、（ｉ）反射器、（ｉｉ）反射器からオフセットされた４つの別個の共面アンテナ素子であって、４つの別個の共面アンテナ素子のそれぞれは、それぞれの蛇行パターンに従い、（Ａ）４つの共面アンテナ素子の２つのアンテナ素子は、第１の軸とアライメントされた第１のダイポールアンテナを形成し、及び（Ｂ）４つの共面アンテナ素子の別の２つのアンテナ素子は、第１の軸に対して垂直な第２の軸とアライメントされた第２のダイポールアンテナを形成する、４つの別個の共面アンテナ素子、（ｉｉｉ）４つの共面アンテナ素子の少なくとも２つに結合された切り替え回路系、（ｉｖ）切り替え回路系に結合された電力増幅器、及び（ｖ）切り替え回路系に結合されたインピーダンス調整部品を含む。本方法は、（ｉ）第１のダイポールアンテナを電力増幅器に、且つ（ｉｉ）第２のダイポールアンテナをインピーダンス調整部品に結合するように切り替え回路系に指示することをさらに含む。本方法は、切り替え回路系を介して電磁気信号を第１のダイポールアンテナに供給するように電力増幅器に指示することをさらに含む。そうする際、電磁気信号は、第１のダイポールアンテナに供給されると、近接場アンテナからの閾値距離内に位置する無線受電装置によって受信される電磁気信号を第１のダイポールアンテナに放射させる。加えて、第２のダイポールアンテナのインピーダンスは、第２のダイポールアンテナのインピーダンスが第１のダイポールアンテナのインピーダンスと異なるようにインピーダンス調整部品によって調整される。
【0058】
[0058] （Ｄ３）いくつかの実施形態によると、非一時的コンピュータ可読記憶媒体が提供される。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、Ｄ１の近接場アンテナに結合される１つ又は複数のプロセッサによって実行されると、Ｄ１の近接場アンテナに、（Ａ）（ｉ）第１のダイポールアンテナを電力増幅器に、且つ（ｉｉ）第２のダイポールアンテナをインピーダンス調整部品に結合するように切り替え回路系に指示すること、及び（Ｂ）切り替え回路系を介して電磁気信号を第１のダイポールアンテナに供給するように電力増幅器に指示することを行わせる実行可能命令を含む。そうする際、電磁気信号は、第１のダイポールアンテナに供給されると、近接場アンテナからの閾値距離内に位置する無線受電装置によって受信される電磁気信号を第１のダイポールアンテナに放射させる。加えて、第２のダイポールアンテナのインピーダンスは、第２のダイポールアンテナのインピーダンスが第１のダイポールアンテナのインピーダンスと異なるようにインピーダンス調整部品によって調整される。
【0059】
[0059] （Ｄ４）Ｄ１～Ｄ３のいずれかのいくつかの実施形態において、近接場アンテナの第１の動作モードでは、切り替え回路系は、（ｉ）第１のダイポールアンテナを電力増幅器に、且つ（ｉｉ）第２のダイポールアンテナをインピーダンス調整部品に結合する。さらに、近接場アンテナの第２の動作のモードでは、切り替え回路系は、（ｉ）第２のダイポールアンテナを電力増幅器に、且つ（ｉｉ）第１のダイポールアンテナをインピーダンス調整部品に結合する。
【0060】
[0060] （Ｄ５）Ｄ１～Ｄ４のいずれかのいくつかの実施形態において、近接場アンテナの第１の動作モードでは、第１のダイポールアンテナは、電力増幅器から電磁波を受信し、且つ第１の偏極を有する受信された電磁波を放射し、及び近接場アンテナの第２の動作のモードでは、第２のダイポールアンテナは、電力増幅器から電磁波を受信し、且つ第１の偏極と異なる第２の偏極を有する受信された電磁波を放射する。
【0061】
[0061] （Ｄ６）Ｄ１～Ｄ５のいずれかのいくつかの実施形態では、近接場アンテナからの閾値距離内に位置する無線受電装置は、放射された電磁波を収集し、且つ無線受電装置に結合された電子装置に給電するか又はそれを充電するために、収集された電磁波を使用するように構成される。
【0062】
[0062] （Ｄ７）Ｄ１～Ｄ６のいずれかのいくつかの実施形態では、近接場アンテナは、切り替え回路系及び電力増幅器の動作を制御するように構成されたコントローラをさらに含む。
【0063】
[0063] （Ｄ８）Ｄ１～Ｄ７のいずれかのいくつかの実施形態では、コントローラは、切り替え回路系及び電力増幅器の動作を、（ｉ）無線受電装置の位置、（ｉｉ）無線受電装置の受電アンテナの偏極、及び（ｉｉｉ）無線受電装置の空間的配向の１つ又は複数に基づいて制御するように構成される。
【0064】
[0064] （Ｄ９）Ｄ１～Ｄ８のいずれかのいくつかの実施形態では、近接場アンテナは、第１のフィード及び第２のフィードをさらに含む。第１のフィードは、第１のダイポールアンテナの２つのアンテナ素子の第１のもの及び切り替え回路系に接続され、第１のフィードは、電力増幅器が切り替え回路系によって第１のダイポールアンテナに切り替え可能に結合される（例えば、近接場アンテナは、第１の動作モードにある）と、電力増幅器に由来する電磁気信号を第１のダイポールアンテナの第１のアンテナ素子に供給するように構成される。第２のフィードは、第２のダイポールアンテナの他の２つのアンテナ素子の第１のもの及び切り替え回路系に接続され、第２のフィードは、電力増幅器が切り替え回路系によって第２のダイポールアンテナに切り替え可能に結合される（例えば、近接場アンテナは、第２の動作モードにある）と、電力増幅器に由来する電磁気信号を第２のダイポールアンテナの第１のアンテナ素子に供給するように構成される。
【0065】
[0065] （Ｄ１０）Ｄ１～Ｄ９のいずれかのいくつかの実施形態では、４つの別個の共面アンテナ素子の第１のアンテナ素子は、第１のダイポールアンテナの第１のポールであり、及び４つの別個の共面アンテナ素子の第２のアンテナ素子は、第１のダイポールアンテナの第２のポールである。加えて、４つの別個の共面アンテナ素子の第３のアンテナ素子は、第２のダイポールアンテナの第１のポールであり、及び４つの別個の共面アンテナ素子の第４のアンテナ素子は、第２のダイポールアンテナの第２のポールである。
【0066】
[0066] （Ｄ１１）Ｄ１～Ｄ１０のいずれかのいくつかの実施形態では、第１のダイポールアンテナを形成する２つのアンテナ素子は、第１の軸に対して垂直な２つのセグメントをそれぞれ含み、及び第２のダイポールアンテナを形成する他の２つのアンテナ素子は、第１の軸に対して平行な２つのセグメントをそれぞれ含む。別の言い方をすると、第１のダイポールアンテナを形成する２つのアンテナ素子は、第２の軸に対して平行な２つのセグメントをそれぞれ含み、及び第２のダイポールアンテナを形成する他の２つのアンテナ素子は、第２の軸に対して垂直な２つのセグメントをそれぞれ含む。
【0067】
[0067] （Ｄ１１．１）Ｄ１～Ｄ１１のいずれかのいくつかの実施形態では、４つの別個のアンテナ素子のそれぞれは、（ｉ）それぞれの第１の複数のセグメント、及び（ｉｉ）第１の複数のセグメントのそれぞれの間に散在されたそれぞれの第２の複数のセグメントを含む。
【0068】
[0068] （Ｄ１２）Ｄ１～Ｄ１１．１のいずれかのいくつかの実施形態では、第１の複数のセグメント内のセグメントの第１の長さは、アンテナ素子の第１の端部からアンテナ素子の第２の端部まで増加し、及び第２の複数のセグメント内のセグメントの第２の長さは、アンテナ素子の第１の端部からアンテナ素子の第２の端部まで増加する。
【0069】
[0069] （Ｄ１３）Ｄ１～Ｄ１２のいずれかのいくつかの実施形態では、第１の複数のセグメント内のセグメントの第１の長さは、第２の複数のセグメント内のセグメントの第２の長さと異なる。
【0070】
[0070] （Ｄ１４）Ｄ１～Ｄ１３のいずれかのいくつかの実施形態では、第１の複数のセグメント内のセグメントの第１の長さは、第２の複数のセグメント内のセグメントの第２の長さと異なる。
【0071】
[0071] （Ｄ１５）Ｄ１～Ｄ１４のいずれかのいくつかの実施形態では、アンテナ素子の第２の端部方向への、第１の複数のセグメント内のセグメントの第１の長さは、アンテナ素子の第２の端部方向への、第２の複数のセグメント内のセグメントの第２の長さより長い。
【0072】
[0072] （Ｄ１６）Ｄ１～Ｄ１５のいずれかのいくつかの実施形態では、反射器は、銅又は銅合金の固体金属シートである。
【0073】
[0073] （Ｄ１７）Ｄ１～Ｄ１６のいずれかのいくつかの実施形態では、反射器は、第１又は第２のダイポールアンテナによって放射される電磁気信号の少なくとも一部を反射するように構成される。
【0074】
[0074] （Ｄ１８）Ｄ１～Ｄ１７のいずれかのいくつかの実施形態では、４つの別個の共面アンテナ素子は、基板上又はその中に形成される。
【0075】
[0075] （Ｄ１９）Ｄ１８のいくつかの実施形態では、基板は、所定の透磁率又は誘電率のメタマテリアルを含む。
【0076】
[0076] （Ｄ２０）Ｄ１～Ｄ１９のいずれかのいくつかの実施形態では、それぞれの蛇行パターンは、すべて同じである。
【0077】
[0077] （Ｄ２１）Ｄ１～Ｄ２０のいずれかのいくつかの実施形態では、第１のダイポールアンテナを形成する２つのアンテナ素子は、２つのアンテナ素子のそれぞれによって従われるそれぞれの蛇行パターンが互いの鏡像であるように第１の軸に沿ってアライメントされる。
【0078】
[0078] （Ｄ２２）Ｄ１～Ｄ２１のいずれかのいくつかの実施形態では、第２のダイポールアンテナを形成する他の２つのアンテナ素子は、他の２つのアンテナ素子のそれぞれによって従われるそれぞれの蛇行パターンが互いの鏡像であるように第２の軸に沿ってアライメントされる。
【0079】
[0079] （Ｄ２３）Ｄ１～Ｄ２２のいずれかのいくつかの実施形態では、４つの別個のアンテナ素子のそれぞれによって従われるそれぞれの蛇行パターンの第１の端部は、近接場アンテナの同じ中央部に接し、及び４つの別個のアンテナ素子のそれぞれによって従われるそれぞれの蛇行パターンの第２の端部は、近接場アンテナの別個の縁に接する。さらに、４つの別個のアンテナ素子のそれぞれによって従われるそれぞれの蛇行パターンの最長寸法は、近接場アンテナの同じ中央部より近接場アンテナの別個の縁に近い。
【0080】
[0080] （Ｄ２４）Ｄ１～Ｄ２３のいずれかのいくつかの実施形態では、４つの別個のアンテナ素子のそれぞれによって従われるそれぞれの蛇行パターンの最短寸法は、近接場アンテナの別個の縁より近接場アンテナの同じ中央部に近い。
【0081】
[0081] （Ｅ１）いくつかの実施形態によると、近接場アンテナが提供される。近接場アンテナ（例えば、近接場アンテナ２５００、図２５Ａ）は、４つの別個の共面アンテナ素子を含み、各アンテナ素子は、近接場アンテナの別個の象限（例えば、象限２５７０－Ａ～２５７０－Ｄの１つ）を占有する。さらに、４つの別個のアンテナ素子のそれぞれのアンテナ素子の幅は、近接場アンテナの中央部から近接場アンテナのそれぞれの縁まで蛇行的な方式で増加する。４つの別個のアンテナ素子のそれぞれの最長寸法は、近接場アンテナのそれぞれの縁に近く（すなわち隣接する／接する）、逆に４つの別個のアンテナ素子のそれぞれの最短寸法は、近接場アンテナの中央部に近い（すなわち隣接する／接する）。
【0082】
[0082] （Ｅ２）Ｅ１のいくつかの実施形態では、４つの共面アンテナ素子の２つのアンテナ素子は、第１の軸に沿った第１のダイポールアンテナを形成し、及び４つの共面アンテナ素子の別の２つのアンテナ素子は、第１の軸に対して垂直な第２の軸に沿った第２のダイポールアンテナを形成する。
【0083】
[0083] （Ｅ３）Ｅ１、Ｅ２のいずれかのいくつかの実施形態では、第１のダイポールアンテナを形成する２つのアンテナ素子は、２つのアンテナ素子のそれぞれによって従われるそれぞれの蛇行パターンが互いの鏡像であるように第１の軸に沿ってアライメントされる。
【0084】
[0084] （Ｅ４）Ｅ１～Ｅ３のいずれかのいくつかの実施形態では、第２のダイポールアンテナを形成する２つのアンテナ素子は、他の２つのアンテナ素子のそれぞれによって従われるそれぞれの蛇行パターンが互いの鏡像であるように第２の軸に沿ってアライメントされる。
【0085】
[0085] 上述の様々な実施形態は本明細書で説明される任意の他の実施形態と組み合わされ得ることに留意されたい。本明細書において説明される特徴と利点はすべてが包括的であるというわけではない。特に、添付図面、本明細書及び特許請求の範囲に照らして多くの追加機能と利点が当業者には明らかになる。また、本明細書で使用される言語は読み易さと教示的目的のために主として選択されたものであり、本発明の主題を束縛又は制限するように意図されていないことに留意するべきである。
【0086】
図面の簡単な説明
[0086] 本開示がより詳細に理解され得るように、そのいくつかが添付図面に示される様々な実施形態の特徴を参照してより具体的な説明がなされ得る。しかし、添付図面は、本開示の適切な特徴を単に示しており、したがって制限するものと見なされてはならず、本明細書は他の効果的な特徴を認め得る。
[0086] 本開示がより詳細に理解され得るように、そのいくつかが添付図面に示される様々な実施形態の特徴を参照してより具体的な説明がなされ得る。しかし、添付図面は、本開示の適切な特徴を単に示しており、したがって制限するものと見なされてはならず、本明細書は他の効果的な特徴を認め得る。
【図面の簡単な説明】
【0087】
【図1A】[0087]いくつかの実施形態によるＲＦ無線送電システムのブロック図である。
【図1B】[0088]いくつかの実施形態によるＲＦ送電器集積回路及びアンテナ区域を含む例示的ＲＦ充電パッドの部品を示すブロック図である。
【図1C】[0089]いくつかの実施形態によるスイッチに結合されるＲＦ送電器集積回路を含む例示的ＲＦ充電パッドの部品を示すブロック図である。
【図2A】[0090]いくつかの実施形態による例示的ＲＦ充電パッドを示すブロック図である。
【図2B】[0091]いくつかの実施形態による例示的受信装置を示すブロック図である。
【図3A】[0092]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッドの高位ブロック図である。
【図3B】[0093]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッドの一部を示す高位ブロック図である。
【図3C】[0093]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッドの一部を示す高位ブロック図である。
【図3D】[0094]いくつかの実施形態によるＲＦ信号を送信しているアンテナ素子のセクション内のエネルギー流れを示す単純化回路のブロック図である。
【図4】[0095]いくつかの実施形態による２つの端子を有する送信アンテナ素子の概略図である。
【図5】[0096]高周波（ＲＦ）送電を介して電子装置を充電する方法のフローチャートである。
【図6A】[0097]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図6B】[0097]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図6C】[0097]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図6D】[0097]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図6E】[0097]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図7A】[0098]いくつかの実施形態によるＲＦ受信器のアンテナ素子の概略図である。
【図7B】[0098]いくつかの実施形態によるＲＦ受信器のアンテナ素子の概略図である。
【図7C】[0098]いくつかの実施形態によるＲＦ受信器のアンテナ素子の概略図である。
【図7D】[0098]いくつかの実施形態によるＲＦ受信器のアンテナ素子の概略図である。
【図8】[0099]いくつかの実施形態による複数の送信アンテナ素子（又はユニットセル）を有するＲＦ充電パッドの概略図である。
【図9A】[00100]いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化する方法９００を示す流れ図である。
【図9B】[00100]いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化する方法９００を示す流れ図である。
【図10】[00101]いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化するプロセスを示す概要である。
【図11A】[00102]いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化する様々な態様を示す流れ図である。
【図11B】[00102]いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化する様々な態様を示す流れ図である。
【図11C】[00102]いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化する様々な態様を示す流れ図である。
【図11D】[00102]いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化する様々な態様を示す流れ図である。
【図11E】[00102]いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化する様々な態様を示す流れ図である。
【図12】[00103]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッドの複数の適応型負荷を有する送信アンテナ素子の概略図である。
【図13】[00104]いくつかの実施形態による複数の適応型負荷を有する少なくとも１つのＲＦアンテナを使用することにより、高周波（ＲＦ）送電を介して電子装置を充電する方法のフローチャートである。
【図14A】[00105]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の複数の周波数又は周波数帯において動作し得る個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図14B】[00105]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の複数の周波数又は周波数帯において動作し得る個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図14C】[00105]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の複数の周波数又は周波数帯において動作し得る個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図14D】[00105]いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の複数の周波数又は周波数帯において動作し得る個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。
【図15】[00106]いくつかの実施形態によるアンテナ素子の長さを調整することにより、複数の周波数又は周波数帯において動作し得る個々のアンテナ素子の例示的構成を示す図である。
【図16A】[00107]一実施形態による例示的システムの概略図である。
【図16B】[00107]一実施形態による例示的システムの概略図である。
【図17A】[00108]一実施形態による例示的システムの概略図である。
【図17B】[00108]一実施形態による例示的システムの概略図である。
【図17C】[00108]一実施形態による例示的システムの概略図である。
【図17D】[00108]一実施形態による例示的システムの概略図である。
【図18】[00109]一実施形態による例示的システムの概略図である。
【図19】[00110]一実施形態による例示的システムの概略図である。
【図20】[00111]一実施形態による例示的システムの概略図である。
【図21】[00112]一実施形態による例示的システムの概略図である。
【図22】[00113]一実施形態による例示的システムの概略図である。
【図23】[00114]一実施形態による例示的システムの概略図である。
【図24A】[00115]一実施形態による例示的システムの概略図である。
【図24B】[00115]一実施形態による例示的システムの概略図である。
【図25A】[00116]いくつかの実施形態による近接場アンテナの等角図を示す。
【図25B】[00117]いくつかの実施形態による近接場アンテナの別の等角図を示す。
【図25C】[00118]いくつかの実施形態による近接場アンテナの異なる側面図を示す。
【図25D】[00118]いくつかの実施形態による近接場アンテナの異なる側面図を示す。
【図25E】[00119]いくつかの実施形態による近接場アンテナの別の側面図を示す。
【図25F】[00120]いくつかの実施形態による蛇行パターンに従う代表的放射素子を示す。
【図25G】[00121]いくつかの実施形態による近接場アンテナの上面図を示す。
【図25H】[00122]いくつかの実施形態による近接場アンテナの別の上面図を示す。
【図26】[00123]いくつかの実施形態による近接場アンテナの動作を制御するために使用される制御システムのブロック図である。
【図29A】[00126]いくつかの実施形態による近接場アンテナのダイポールアンテナによって放射及び吸収されたエネルギーの集中を示す。
【図29B】[00126]いくつかの実施形態による近接場アンテナのダイポールアンテナによって放射及び吸収されたエネルギーの集中を示す。
【図30】[00127]いくつかの実施形態による無線送電の方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0088】
[00128] 慣習に従って、添付図面に示される様々な特徴は原寸に比例して描かれないことがある。したがって、様々な特徴の寸法は明瞭性のために任意に拡張又は縮小され得る。加えて、添付図面のいくつかは所与のシステム、方法又は装置の部品のすべてを描写しないことがある。最後に、同様の参照符号が本明細書及び図面を通して同様の特徴を表すために使用され得る。
【0089】
実施形態の説明
[00129] その例が添付図面に示される実施形態を次に詳細に参照する。以下の詳細な説明では、様々な説明される実施形態を十分に理解するために多くの具体的詳細が記載される。しかし、様々な説明される実施形態がこれらの特定の詳細無しに実行され得ることは当業者により明らかになる。他の例では、周知の方法、手順、部品、回路及びネットワークは実施形態の態様を不必要に曖昧にしないように詳細に説明されなかった。
[00129] その例が添付図面に示される実施形態を次に詳細に参照する。以下の詳細な説明では、様々な説明される実施形態を十分に理解するために多くの具体的詳細が記載される。しかし、様々な説明される実施形態がこれらの特定の詳細無しに実行され得ることは当業者により明らかになる。他の例では、周知の方法、手順、部品、回路及びネットワークは実施形態の態様を不必要に曖昧にしないように詳細に説明されなかった。
【0090】
[00130] 図１Ａは、いくつかの実施形態によるＲＦ無線送電システムのブロック図である。いくつかの実施形態では、ＲＦ無線送電システム１５０はＲＦ充電パッド（本明細書では近接場（ＮＦ）充電パッド１００又はＲＦ充電パッド１００とも呼ばれる）を含む。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００はＲＦ送電器集積回路１６０（以下にさらに詳細に説明する）を含む。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、図２Ａを参照してより詳細に論述される１つ又は複数の通信部品２０４（例えば、Wi-Fi無線又はBluetooth無線などの無線通信部品）を含む。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、外部ＴＸアンテナアレイ２１０を駆動する際に１つ又は複数の電力増幅器ユニット１０８－１、．．．１０８－ｎの動作を制御するために１つ又は複数の電力増幅器ユニット１０８－１、．．．１０８－ｎにも接続する。いくつかの実施形態では、ＲＦ電力は、ＲＦ無線送電システムがＴＸアンテナアレイ２１０を介してＲＦ電力を１つ又は複数の無線受信装置に送信することを可能にするように切り替え回路を介してＲＦ充電パッド１００において制御及び変調される。例示的電力増幅器ユニットが図３Ａを参照して以下にさらに詳細に論述される。
【0091】
[00131] いくつかの実施形態では、通信部品（群）２０４がＲＦ充電パッド１００と１つ又は複数の通信ネットワーク間の通信を可能にする。いくつかの実施形態では、通信部品（群）２０４は、多様なカスタム又は標準無線プロトコル（例えば、IEEE802.15.4、Wi-Fi、ZigBee、6LoWPAN、Thread、Z-Wave、Bluetooth Smart、ISA100.11a、WirelessHART、MiWiなど）、カスタム又は標準有線プロトコル（例えば、Ethernet、HomePlugなど）及び／又は本明細書の出願日の時点で依然として開発されていない通信プロトコルを含む任意の他の好適な通信プロトコルの任意のものを使用することにより、データ通信することができる。
【0092】
[00132] 図１Ｂは、いくつかの実施形態によるＲＦ送電器集積回路１６０（「集積回路」）のブロック図である。いくつかの実施形態では、集積回路１６０は、ＣＰＵ下位システム１７０、外部装置制御インターフェース、ＤＣ／ＲＦ電力変換器のＲＦ下位セクション及びバス又は相互接続ファブリックブロック１７１などの相互接続部品を介して相互接続するアナログ及びデジタル制御インターフェースを含む。いくつかの実施形態では、ＣＰＵ下位システム１７０は、ＣＰＵ下位システムランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１７４（例えば、メモリ２０６、図２Ａ）内にロードされる又はFLASHから直接実行されるＣＰＵ実行可能コードを含む外部FLASHにデジタル制御インターフェース（例えば、Ｉ２Ｃポート）を介してブートする装置プログラムのための関連読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１７２を有するマイクロプロセッサユニット（ＣＰＵ）２０２を含む。いくつかの実施形態では、ＣＰＵ下位システム１７０は、ＲＦ充電パッド１００から無線で配送される電力を受信しようとする無線電力受信器などの外部装置との通信交換を認証及び保証するために暗号化モジュール又はブロック１７６も含む。
【0093】
[00133] いくつかの実施形態では、ＣＰＵ（図２Ａのメモリ２０６内に示され以下に説明されるものなど）上で走る実行可能命令は、ＲＦ充電パッド１００の動作を管理するために、且つ制御インターフェース（例えば、ＳＰＩ制御インターフェース１７５及びＲＦ送電器集積回路１６０内に含まれる他のアナログ及びデジタルインターフェース）を介して外部装置を制御するために使用される。いくつかの実施形態では、ＣＰＵ下位システムは、ＲＦ局部発振器（ＬＯ）１７７及びＲＦ送信器（ＴＸ）１７８を含むＲＦ送電器集積回路１６０のＲＦ下位セクションの動作も管理する。いくつかの実施形態では、ＲＦ ＬＯ １７７は、ＣＰＵ下位システム１７０からの命令に基づいて調整され、これにより様々な所望の周波数の動作に設定される一方、ＴＸは、実現可能ＲＦ電力レベルを生成するために必要に応じてＲＦ出力を変換、増幅、変調する。
【0094】
[00134] いくつかの実施形態では、ＲＦ送電器集積回路１６０は実現可能ＲＦ電力レベルを（例えば、ＲＦ ＴＸ １７８を介して）任意選択的ビーム形成集積回路（ＩＣ）１０９に提供し、任意選択的ビーム形成集積回路（ＩＣ）１０９は次に、位相シフトされた信号を１つ又は複数の電力増幅器１０８に提供する。いくつかの実施形態では、ビーム形成ＩＣ１０９は、特定の無線電力受信器に送信される電力が最大化される（例えば、送電信号が特定の無線電力受信器において同相で到達する）ことを保証するために特定の無線電力受信器に２つ以上のアンテナ２１０（例えば、各アンテナ２１０は異なるアンテナ区域２９０に関連付けられ得るか、又はそれぞれが単一アンテナ区域２９０に属し得る）を使用することによって送信される送電信号が適切な特性（例えば、位相）を有して送信されることを保証するために使用される。いくつかの実施形態では、ビーム形成ＩＣ１０９はＲＦ送電器ＩＣ１６０の一部を形成する。
【0095】
[00135] いくつかの実施形態では、ＲＦ送電器集積回路１６０は、実現可能ＲＦ電力レベルを１つ又は複数の電力増幅器１０８に（例えば、ＲＦ ＴＸ １７８を介して）直接提供し、したがって位相シフトが必要とされなければ（送電信号を無線電力受信器に送信するために単一アンテナ２１０のみが使用されるときなど）ビーム形成ＩＣ１０９を使用しない（すなわちビーム形成ＩＣをバイパスする）。
【0096】
[00136] 次に、いくつかの実施形態では、１つ又は複数の電力増幅器１０８は、ＲＦ充電パッド１００から無線で配送される電力を受信する権限を与えられた無線電力受信器への送信のためのＲＦ信号をアンテナ区域２９０に提供する。いくつかの実施形態では、各アンテナ区域２９０はそれぞれのＰＡ１０８と結合される（例えば、アンテナ区域２９０－１はＰＡ１０８－１と結合され、アンテナ区域２９０－ＮはＰＡ１０８Ｎと結合される）。いくつかの実施形態では、複数のアンテナ区域がそれぞれ同じ一組のＰＡ１０８と結合される（例えば、すべてのＰＡ１０８が各アンテナ区域２９０と結合される）。アンテナ区域２９０に対するＰＡ１０８の様々な配置及び結合は、無線電力を無線電力受信器に送信するために使用するのに最も効効率的なアンテナ区域２９０を判断するためにＲＦ充電パッド１００が様々なアンテナ区域を連続的又は選択的に活性化することを可能にする（図９Ａ～図９Ｂ、図１０及び図１１Ａ～図１１Ｅを参照して以下にさらに詳細に説明されるように）。いくつかの実施形態では、１つ又は複数の電力増幅器１０８は、ＰＡ１０８によってＲＦ充電パッド１００のアンテナ区域に提供される出力電力をＣＰＵ２０２が測定することを可能にするためにＣＰＵ下位システム１７０とも通信する。
【0097】
[00137] 図１Ｂは、いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００のアンテナ区域２９０が１つ又は複数のアンテナ２１０ＡＮを含み得ることも示す。いくつかの実施形態では、複数のアンテナ区域の各アンテナ区域は１つ又は複数のアンテナ２１０を含む（例えば、アンテナ区域２９０－１は１つのアンテナ２１０－Ａを含み、アンテナ区域２９０Ｎは複数のアンテナ２１０を含む）。いくつかの実施形態では、アンテナ区域のそれぞれに含まれるアンテナの数は、ＲＦ充電パッド１００上の無線電力受信器の位置などの様々なパラメータに基づいて動的に規定される。いくつかの実施形態では、アンテナ区域は、以下にさらに詳細に説明される蛇行線アンテナの１つ又は複数を含み得る。いくつかの実施形態では、各アンテナ区域２９０は、様々なタイプのアンテナ（例えば、蛇行線アンテナ及びループアンテナ）を含み得る一方、他の実施形態では、各アンテナ区域２９０は同じタイプの単一アンテナを含み得る（例えば、すべてのアンテナ区域２９０が１つの蛇行線アンテナを含む）一方、さらに他の実施形態では、アンテナ区域は、同じタイプの単一アンテナを含むいくつかのアンテナ区域と、様々なタイプのアンテナを含むいくつかのアンテナ区域とを含み得る。アンテナ区域は、以下でもさらに詳細に説明される。
【0098】
[00138] いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、「ＲＦ充電パッド１００が許容可能温度範囲内に留まる」ことを保証するためにＣＰＵ下位システム１７０と通信する温度監視回路も含み得る。例えば、ＲＦ充電パッド１００が閾値温度に達したという判断がなされれば、ＲＦ充電パッド１００の動作はＲＦ充電パッド１００が閾値温度を下回るまで一時的に中断され得る。
【0099】
[00139] ＲＦ送電器回路１６０の示された部品（図１Ｂ）を単一チップ上に含むことにより、このような集積回路は、集積回路における動作をより効率的及び迅速に（且つより低い遅延で）管理することができ、これにより、これらの集積回路によって管理される充電パッドに伴うユーザ満足感を改善することを促進する。例えば、ＲＦ送電器回路１６０は、構築するのがより安価であり、より小さい物理的フットプリントを有し、設置するのがより簡単である。さらに且つ図２Ａを参照して以下にさらに詳細に説明されるように、ＲＦ送電器回路１６０は、権限を与えられた受信器のみがＲＦ充電パッド１００（図１Ｂ）から無線で配送される電力を受信することができることを保証するために、セキュア素子モジュール２８２（図２Ｂ）又は受信器１０４と併せて使用されるセキュア素子モジュール２３４（例えば、図１Ｂに示す暗号化ブロック１７６内に含まれる）も含み得る。
【0100】
[00140] 図１Ｃは、いくつかの実施形態による充電パッド２９４のブロック図である。充電パッド２９４は、充電パッド１００（図１Ａ）の一例であるが、充電パッド１００に含まれる１つ又は複数の部品は、論述及び図解を簡単にするために充電パッド２９４に含まれない。
【0101】
[00141] 充電パッド２９４は、ＲＦ送電器集積回路１６０、１つ又は複数の電力増幅器１０８及び複数のアンテナ区域を有する送信機アンテナアレイ２９０を含む。それぞれのこれらの部品のそれぞれは、図１Ａ、１Ｂを参照して上に詳細に説明された。加えて、充電パッド２９４は、電力増幅器１０８とアンテナアレイ２９０との間に配置されると共に、複数のスイッチ２９７－Ａ、２９７－Ｂ、．．．２９７－Ｎを有するスイッチ２９５を含む。スイッチ２９５は、ＲＦ送電器集積回路１６０によって提供される制御信号に応答して、１つ又は複数の電力増幅器１０８と、アンテナアレイ２９０の１つ又は複数のアンテナ区域とを切り替え可能に接続するように構成される。
【0102】
[00142] 上記を達成するために、各スイッチ２９７は、アンテナアレイ２９０の異なるアンテナ区域と結合される（例えば、アンテナアレイ２９０の異なるアンテナ区域への信号経路を提供する）。例えば、スイッチ２９７－Ａは、アンテナアレイ２９０の第１のアンテナ区域２９０－１（図１Ｂ）と結合され得、スイッチ２９７－Ｂは、アンテナアレイ２９０の第２のアンテナ区域２９０－２と結合され得る等である。複数のスイッチ２９７－Ａ、２９７－Ｂ、．．．２９７－Ｎのそれぞれは、閉じられると、それぞれの電力増幅器１０８（又は複数の電力増幅器１０８）とアンテナアレイ２９０のそれぞれのアンテナ区域との間の独自の経路を生成する。スイッチ２９５を通るそれぞれの独自の経路は、ＲＦ信号をアンテナアレイ２９０の特定のアンテナ区域に選択的に提供するために使用される。複数のスイッチ２９７－Ａ、２９７－Ｂ、．．．２９７－Ｎの２つ以上は、同時に閉じられ得、これにより同時に使用され得るアンテナアレイ２９０への複数の独自の経路を生成することに留意するべきである。
【0103】
[00143] いくつかの実施形態では、ＲＦ送電器集積回路１６０は、スイッチ２９５に結合され、且つ複数のスイッチ２９７－Ａ、２９７－Ｂ、．．．２９７－Ｎの動作を制御するように構成される（図１Ａ、１Ｃでは「制御出力」信号として示される）。例えば、ＲＦ送電器集積回路１６０は、他のスイッチを開放に維持する一方、第１のスイッチ２９７－Ａを閉じ得る。別の例では、ＲＦ送電器集積回路１６０は、第１のスイッチ２９７－Ａ及び第２のスイッチ２９７－Ｂを閉じ、他のスイッチを開放に維持し得る（様々な他の組み合わせ及び構成が可能である）。さらに、ＲＦ送電器集積回路１６０は、１つ又は複数の電力増幅器１０８に結合され、且つ好適なＲＦ信号（例えば、「ＲＦ出力」信号）を生成して、このＲＦ信号を１つ又は複数の電力増幅器１０８に提供するように構成される。１つ又は複数の電力増幅器１０８は、したがって、スイッチ２９５内のいずれのスイッチ２９７がＲＦ送電器集積回路１６０によって閉じられるかに依存して、スイッチ２９５を介してＲＦ信号をアンテナアレイ２９０の１つ又は複数のアンテナ区域に提供するように構成される。
【0104】
[00144] さらに例示すると、以下のいくつかの実施形態において説明されるように、充電パッドは、様々なアンテナ区域を使用することにより、試験送電信号及び／又は通常送電信号を（例えば、充電パッド上の受信器の位置に依存して）送信するように構成される。したがって、特定のアンテナ区域が試験信号又は通常送電信号を送信するために選択されると、制御信号が少なくとも１つのスイッチ２９７を閉じさせるためにＲＦ送電器集積回路１６０からスイッチ２９５に送信される。そうする際、少なくとも１つの電力増幅器１０８からのＲＦ信号は、現在閉じられている少なくとも１つのスイッチ２９７によって生成された独自の経路を使用して特定のアンテナ区域に提供され得る。
【0105】
[00145] いくつかの実施形態では、スイッチ２９５は、アンテナアレイ２９０の（例えば、内部の）一部であり得る。代替的に、いくつかの実施形態では、スイッチ２９５は、アンテナアレイ２９０から分離されている（例えば、スイッチ２９５は、別個の部品であり得るか、又は別の部品（電力増幅器１０８など）の一部であり得る）。上記を達成することができる任意のスイッチ設計が使用され得ることに留意するべきであり、図１Ｃに示されたスイッチ２９５の設計は、単に一例である。
【0106】
[00146] 図２Ａは、いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド１００のいくつかの部品を示すブロック図である。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、ＲＦ送電器ＩＣ１６０（及びその中に含まれる図１Ａ～図１Ｂを参照して上に説明したものなどの部品）、メモリ２０６（ＣＰＵ下位システム１７０の一部である非揮発性メモリ２０６などＲＦ送電器ＩＣ１６０の一部として含まれ得る）及びこれらの部品（時に、チップセットと呼ばれる）を相互接続するための１つ又は複数の通信バス２０８を含む。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は１つ又は複数のセンサ２１２（以下に論述される）を含む。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、１つ又は複数の指示灯、サウンドカード、スピーカ、テキスト情報及びエラーコードを表示するための小型ディスプレイなどの１つ又は複数の出力装置を含む。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、ＲＦ充電パッド１００の位置を判断するためのＧＰＳ（全地球測位衛星）又は他の地理的位置受信器などの位置検出装置を含む。
【0107】
[00147] いくつかの実施形態では、１つ又は複数のセンサ２１２は、１つ又は複数の熱放射センサ、環境温度センサ、湿度センサ、ＩＲセンサ、占有センサ（例えば、ＲＦＩＤセンサ）、環境光センサ、動き検出器、加速度計及び／又はジャイロスコープを含む。
【0108】
[00148] メモリ２０６は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＤＲ ＳＲＡＭ又は他のランダムアクセス固体メモリ装置などの高速ランダムアクセスメモリを含み、且つ任意選択的に、１つ又は複数の磁気ディスク記憶装置、１つ又は複数の光ディスク記憶装置、１つ又は複数のフラッシュメモリ装置又は１つ又は複数の他の不揮発性固体記憶装置などの不揮発性メモリを含む。メモリ２０６（又は代替的にメモリ２０６内の不揮発性メモリ）は非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。いくつかの実施形態では、メモリ２０６（又はメモリ２０６の非一時的コンピュータ可読記憶媒体）は、以下のプログラム、モジュール及びデータ構造又はその下位集合又は上位集合を格納する：
・様々な基本システムサービスを扱うための手順とハードウェア依存タスクを行うための手順とを含む動作論理、
・無線通信部品（群）２０４と協力して遠隔装置（例えば、リモートセンサ、送信器、受信器、サーバ、マッピングメモリなど）と結合及び／又は通信するための通信モジュール２１８、
・例えば、ＲＦ充電パッド１００の近傍の物体の有無、速度及び／又は位置決めを判断するためにセンサデータを（例えば、センサ２１２と協力して）取得及び処理するためのセンサモジュール２２０、
・送電信号を生成する（限定しないが、所与の位置にエネルギーのポケットを形成することを含む）及び送信する（例えば、アンテナ区域２９０及びそれぞれに含まれるアンテナ２１０と協力して）ための電力波生成モジュール２２２。電力波生成モジュール２２２は、個々のアンテナ区域により、送電信号を送信するために使用される伝送特性を修正するためにも使用され得る、
・限定しないが以下のものを含むデータベース２２４：
・１つ又は複数のセンサ（例えば、センサ２１２及び／又は１つ又は複数のリモートセンサ）によって受信、検出及び／又は送信されるデータを格納及び管理するためのセンサ情報２２６、
・ＲＦ充電パッド１００及び／又は１つ又は複数の遠隔装置の動作セッティングを格納するための装置セッティング２２８、
・１つ又は複数のプロトコルのプロトコル情報を格納及び管理するための通信プロトコル情報２３０（例えば、ZigBee、Z-Waveなどのカスタム又は標準無線プロトコル及び／又はイーサーネットなどのカスタム又は標準有線プロトコル）、
・マッピングデータを格納及び管理する（例えば、１つ又は複数の送信フィールドをマッピングする）ためのマッピングデータ２３２、
・無線で配送された電力をＲＦ充電パッド１００から受信する権限を無線電力受信器が与えられるかどうかを判断するためのセキュア素子モジュール２３４、
・様々な無線電力受信器に電力を無線で配送するためにいずれのアンテナ区域又は区域群が使用されなければならないかを判断するために、試験送電信号を送信するプロセスと様々なアンテナ区域とを連携させるためのアンテナ区域選択及びチューニングモジュール２３７（図９Ａ～図９Ｂ、図１００及び図１１Ａ～図１１Ｅを参照して以下にさらに詳細に説明されように）。
・様々な基本システムサービスを扱うための手順とハードウェア依存タスクを行うための手順とを含む動作論理、
・無線通信部品（群）２０４と協力して遠隔装置（例えば、リモートセンサ、送信器、受信器、サーバ、マッピングメモリなど）と結合及び／又は通信するための通信モジュール２１８、
・例えば、ＲＦ充電パッド１００の近傍の物体の有無、速度及び／又は位置決めを判断するためにセンサデータを（例えば、センサ２１２と協力して）取得及び処理するためのセンサモジュール２２０、
・送電信号を生成する（限定しないが、所与の位置にエネルギーのポケットを形成することを含む）及び送信する（例えば、アンテナ区域２９０及びそれぞれに含まれるアンテナ２１０と協力して）ための電力波生成モジュール２２２。電力波生成モジュール２２２は、個々のアンテナ区域により、送電信号を送信するために使用される伝送特性を修正するためにも使用され得る、
・限定しないが以下のものを含むデータベース２２４：
・１つ又は複数のセンサ（例えば、センサ２１２及び／又は１つ又は複数のリモートセンサ）によって受信、検出及び／又は送信されるデータを格納及び管理するためのセンサ情報２２６、
・ＲＦ充電パッド１００及び／又は１つ又は複数の遠隔装置の動作セッティングを格納するための装置セッティング２２８、
・１つ又は複数のプロトコルのプロトコル情報を格納及び管理するための通信プロトコル情報２３０（例えば、ZigBee、Z-Waveなどのカスタム又は標準無線プロトコル及び／又はイーサーネットなどのカスタム又は標準有線プロトコル）、
・マッピングデータを格納及び管理する（例えば、１つ又は複数の送信フィールドをマッピングする）ためのマッピングデータ２３２、
・無線で配送された電力をＲＦ充電パッド１００から受信する権限を無線電力受信器が与えられるかどうかを判断するためのセキュア素子モジュール２３４、
・様々な無線電力受信器に電力を無線で配送するためにいずれのアンテナ区域又は区域群が使用されなければならないかを判断するために、試験送電信号を送信するプロセスと様々なアンテナ区域とを連携させるためのアンテナ区域選択及びチューニングモジュール２３７（図９Ａ～図９Ｂ、図１００及び図１１Ａ～図１１Ｅを参照して以下にさらに詳細に説明されように）。
【0109】
[00149] 上記識別された素子（例えば、ＲＦ充電パッド１００のメモリ２０６内に格納されるモジュール）のそれぞれは、前述のメモリ装置の１つ又は複数内に任意選択的に格納され、上述の機能（群）を行うための一組の命令に対応する。様々な実施形態では、上記識別されたモジュール又はプログラム（例えば、命令の組）は、別個のソフトウェアプログラム、手順又はモジュールとして実現される必要は無く、したがって、これらのモジュールの様々な下位集合が任意選択的に組み合わされるか又はそうでなければ再配置される。いくつかの実施形態では、メモリ２０６は上に識別されたモジュール及びデータ構造の下位集合を任意選択的に格納する。
【0110】
[00150] 図２Ｂは、いくつかの実施形態による代表的受信装置１０４（時に、受信器、電力受信器又は無線電力受信器と呼ばれる）を示すブロック図である。いくつかの実施形態では、受信装置１０４は、１つ又は複数の処理ユニット（例えば、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、マイクロプロセッサなど）２５２、１つ又は複数の通信部品２５４、メモリ２５６、アンテナ（群）２６０、電力収集回路２５９及びこれらの部品（時に、チップセットと呼ばれる）を相互接続するための１つ又は複数の通信バス２５８を含む。いくつかの実施形態では、受信装置１０４は、図２Ａを参照して上に説明した１つ又は複数のセンサ２１２などの１つ又は複数のセンサ２６２を含む。いくつかの実施形態では、受信装置１０４は、電力収集回路２５９を介して収集されるエネルギーを格納するためのエネルギー貯蔵装置２６１を含む。様々な実施形態では、エネルギー貯蔵装置２６１は、１つ又は複数の電池、１つ又は複数のキャパシタ、１つ又は複数のインダクタなどを含む。
【0111】
[00151] いくつかの実施形態では、電力収集回路２５９は１つ又は複数の整流回路及び／又は１つ又は複数の電力変換器を含む。いくつかの実施形態では、電力収集回路２５９は、電力波からのエネルギー及び／又はエネルギーポケットからのエネルギーを電気エネルギー（例えば、電気）に変換するように構成された１つ又は複数の部品（例えば、電力変換器）を含む。いくつかの実施形態では、電力収集回路２５９は、ラップトップ又は電話などの結合された電子装置に電力を供給するようにさらに構成される。いくつかの実施形態では、結合された電子装置に電力を供給することは、電気エネルギーをＡＣ形式からＤＣ形式（例えば、電子装置によって使用可能な）に変換することを含む。
【0112】
[00152] いくつかの実施形態では、アンテナ（群）２６０は以下にさらに詳細に説明される蛇行線アンテナの１つ又は複数を含む。
【0113】
[00153] いくつかの実施形態では、受信装置１０４は、１つ又は複数の指示灯、サウンドカード、スピーカ、テキスト情報及びエラーコードを表示するための小型ディスプレイなどの１つ又は複数の出力装置を含む。いくつかの実施形態では、受信装置１０４は、受信装置１０３の位置を判断するためのＧＰＳ（全地球測位衛星）又は他の地理的位置受信器などの位置検出装置を含む。
【0114】
[00154] 様々な実施形態では、１つ又は複数のセンサ２６２は、１つ又は複数の熱放射センサ、環境温度センサ、湿度センサ、ＩＲセンサ、占有センサ（例えば、ＲＦＩＤセンサ）、環境光センサ、動き検出器、加速度計及び／又はジャイロスコープを含む。
【0115】
[00155] 通信部品（群）２５４は受信器１０４と１つ又は複数の通信ネットワーク間の通信を使用可能にする。いくつかの実施形態では、通信部品（群）２５４は、多様なカスタム又は標準無線プロトコル（例えば、IEEE 802.15.4、Wi-Fi、ZigBee、6LoWPAN、Thread、Z-Wave、Bluetooth Smart、ISA100.11a、WirelessHART、MiWiなど）、カスタム又は標準規格有線プロトコル（例えば、Ethernet、HomePlugなど）の任意のもの及び／又は本明細書の出願日の時点で依然として開発されていない通信プロトコルを含む任意の他の好適な通信プロトコルを使用することにより、データ通信することができる。
【0116】
[00156] 通信部品（群）２５４は、例えば、多様なカスタム又は標準無線プロトコル（例えば、IEEE 802.15.4、Wi-Fi、ZigBee、6LoWPAN、Thread、Z-Wave、Bluetooth Smart、ISA100.11a、WirelessHART、MiWiなど）及び／又は多様なカスタム又は標準有線プロトコル（例えば、Ethernet、HomePlugなど）の任意のもの又は本明細書の出願日の時点で依然として開発されていない通信プロトコルを含む任意の他の好適な通信プロトコルを使用することによってデータ通信することができるハードウェアを含む。
【0117】
[00157] メモリ２５６は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＤＲ ＳＲＡＭ又は他のランダムアクセス固体メモリ装置などの高速ランダムアクセスメモリを含み、任意選択的に、１つ又は複数の磁気ディスク記憶装置、１つ又は複数の光ディスク記憶装置、１つ又は複数のフラッシュメモリ装置又は１つ又は複数の他の不揮発性固体記憶装置などの不揮発性メモリを含む。メモリ２５６又は代替的にメモリ２５６内の不揮発性メモリは非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。いくつかの実施形態では、メモリ２５６（又はメモリ２５６の非一時的コンピュータ可読記憶媒体）は、以下のプログラム、モジュール及びデータ構造又はその下位集合又は上位集合を格納する：
・様々な基本システムサービスを扱うための手順とハードウェア依存タスクを行うための手順とを含む動作論理２６６、
・通信部品（群）２５４と協力して遠隔装置（例えば、リモートセンサ、送信器、受信器、サーバ、マッピングメモリなど）と結合及び／又は通信するための通信モジュール２６８、
・例えば、受信器１０３、ＲＦ充電パッド１００又は受信器１０３の近傍の物体の有無、速度及び／又は位置決めを判断するためにセンサデータを（例えば、センサ２６２と協力して）取得及び処理するためのセンサモジュール２７０、
・電力波からのエネルギー及び／又はエネルギーポケットからのエネルギーを（例えば、アンテナ（群）２６０及び／又は電力収集回路２５９と協力して）受信し、エネルギーを（例えば、直流に）任意選択的に変換し（例えば、電力収集回路２５９と協力して）、結合された電子装置にエネルギーを転送し、エネルギーを任意選択的に格納する（例えば、エネルギー貯蔵装置２６１と協力して）ための無線電力受信モジュール２７２、
・限定しないが以下のものを含むデータベース２７４：
・１つ又は複数のセンサ（例えば、センサ２６２及び／又は１つ又は複数のリモートセンサ）によって受信、検出及び／又は送信されるデータを格納及び管理するためのセンサ情報２７６、
・受信器１０３、結合された電子装置２７８及び／又は１つ又は複数の遠隔装置の動作セッティングを格納するための装置セッティング、
・１つ又は複数のプロトコルのプロトコル情報を格納及び管理するための通信プロトコル情報２８０（例えば、ZigBee、Z-Waveなどのカスタム又は標準無線プロトコル及び／又はイーサーネットなどのカスタム又は標準有線プロトコル）、
・識別情報をＲＦ充電パッド１００に提供するためのセキュア素子モジュール２８２（例えば、ＲＦ充電パッド１００は、無線電力受信器１０４が無線で配送された電力を受信する権限を与えられるべきであるかどうかを判断するために識別情報を使用する）。
・様々な基本システムサービスを扱うための手順とハードウェア依存タスクを行うための手順とを含む動作論理２６６、
・通信部品（群）２５４と協力して遠隔装置（例えば、リモートセンサ、送信器、受信器、サーバ、マッピングメモリなど）と結合及び／又は通信するための通信モジュール２６８、
・例えば、受信器１０３、ＲＦ充電パッド１００又は受信器１０３の近傍の物体の有無、速度及び／又は位置決めを判断するためにセンサデータを（例えば、センサ２６２と協力して）取得及び処理するためのセンサモジュール２７０、
・電力波からのエネルギー及び／又はエネルギーポケットからのエネルギーを（例えば、アンテナ（群）２６０及び／又は電力収集回路２５９と協力して）受信し、エネルギーを（例えば、直流に）任意選択的に変換し（例えば、電力収集回路２５９と協力して）、結合された電子装置にエネルギーを転送し、エネルギーを任意選択的に格納する（例えば、エネルギー貯蔵装置２６１と協力して）ための無線電力受信モジュール２７２、
・限定しないが以下のものを含むデータベース２７４：
・１つ又は複数のセンサ（例えば、センサ２６２及び／又は１つ又は複数のリモートセンサ）によって受信、検出及び／又は送信されるデータを格納及び管理するためのセンサ情報２７６、
・受信器１０３、結合された電子装置２７８及び／又は１つ又は複数の遠隔装置の動作セッティングを格納するための装置セッティング、
・１つ又は複数のプロトコルのプロトコル情報を格納及び管理するための通信プロトコル情報２８０（例えば、ZigBee、Z-Waveなどのカスタム又は標準無線プロトコル及び／又はイーサーネットなどのカスタム又は標準有線プロトコル）、
・識別情報をＲＦ充電パッド１００に提供するためのセキュア素子モジュール２８２（例えば、ＲＦ充電パッド１００は、無線電力受信器１０４が無線で配送された電力を受信する権限を与えられるべきであるかどうかを判断するために識別情報を使用する）。
【0118】
[00158] 上に識別された素子（例えば、受信器１０４のメモリ２５６内に格納されたモジュール）のそれぞれは、前述のメモリ装置の１つ又は複数のメモリ装置内に任意選択的に格納され、上述の機能を行うための一組の命令に対応する。上記識別されたモジュール又はプログラム（例えば、命令の組）は、別個のソフトウェアプログラム、手順又はモジュールとして実装される必要は無く、したがって、これらのモジュールの様々な下位集合が任意選択的に組み合わされるか又はそうでなければ様々な実施形態で再配置される。いくつかの実施形態では、メモリ２５６は任意選択的に、上に識別されたモジュール及びデータ構造の下位集合を格納する。さらに、メモリ２５６は任意選択的に、接続装置の装置タイプ（例えば、受信器１０４と結合される電子装置の装置タイプ）を識別するためのモジュールを識別するなどの上に述べなかった追加のモジュール及びデータ構造を格納する。
【0119】
[00159] 次に図３Ａ～図８に移ると、ＲＦ充電パッド１００の様々なアンテナにおいてインピーダンス値（例えば、負荷ピック）を修正するための部品を含むＲＦ充電パッド１００の実施形態が示され、蛇行線パターンを形成する導電線を含むアンテナの説明も、これらの図を参照して提供される。
【0120】
[00160] 図３Ａに示すように、いくつかの実施形態は、ＲＦ充電パッド１００の様々なアンテナにおけるインピーダンス値を修正することを可能にする負荷ピック１０６を含むＲＦ充電パッド１００を含む。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、それぞれが第１の端部におけるそれぞれの電力増幅器切り替え回路１０３と第２の端部におけるそれぞれの適応型負荷端子１０２とによって給電される１つ又は複数のアンテナ素子を含む（１つ又は複数のアンテナ素子の追加の詳細及び説明は図３Ｂ～図３Ｃを参照して以下に提供される）。
【0121】
[00161] いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、中央処理ユニット１１０（本明細書ではプロセッサ１１０とも呼ばれる）も含む（又はそれと通信する）。いくつかの実施形態では、プロセッサ１１０は、図１Ｂに示されＲＦ送電器集積回路１６０の部品として含まれるＣＰＵ２０２などのＲＦ充電パッド１００の動作を管理する責任を負う単一集積回路の部品である。いくつかの実施形態では、プロセッサ１１０は、（例えば、様々なインピーダンス値を生成するために特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又は可変抵抗器であり得る負荷ピック又は適応型負荷１０６と通信することにより）ＲＦ信号周波数を制御するとともに適応型負荷端子１０２のそれぞれにおけるインピーダンス値を制御するように構成される。いくつかの実施形態では、負荷ピック１０６は、開放又は短絡された状態のいずれかに置かれる電気機械スイッチである。
【0122】
[00162] いくつかの実施形態では、電子装置（例えば、ストリーミングメディア装置又はプロジェクタの筐体内に集積化され得る充電パッド１００の上に置かれるリモコンなどの内部又は外部接続部品として受信器１０４を含む装置）は、電池を充電する及び／又は電子装置を直接給電するための充電パッド１００の１つ又は複数のＲＦアンテナ素子から受信器１０４に転送されるエネルギーを使用する。
【0123】
[00163] いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、（図３Ａの電力増幅器（ＰＡ）１０８から）電力を受信するための２つ以上の入力端子と２つ以上の出力又は適応型負荷端子１０２とによって構成される。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００の特定の区域（例えば、充電される電子装置（内部又は外部接続ＲＦ受信器１０４を有する）が、充電パッド上に置かれる場所の下に位置するアンテナ素子を含む区域）における適応型負荷端子１０２が、受信器１０４によって受信される電力を最大化するために最適化される。例えば、内部又は外部接続ＲＦ受信器１０４を有する電子装置が特定の区域１０５（特定の区域１０５は一組のアンテナ素子を含む）内のパッド１００上に置かれたという指標が受信されると、ＣＰＵ１１０は、ＲＦ受信器１０４に転送される電力を最大化するために一組のアンテナ素子を適合化する。一組のアンテナ素子を適合化することは、ＣＰＵ１１０が、負荷ピック１０６に、一組のアンテナ素子に関連付けられる適応型負荷端子１０２の様々なインピーダンス値を試みるように命令することを含み得る。例えば、アンテナ素子における特定の導電線のインピーダンス値はＺ＝Ａ＋ｊＢの複素数値によって与えられる（ここで、Ａは、インピーダンス値の実部であり、Ｂは、虚部であり、例えば０＋ｊ０、１０００＋ｊ０、０＋５０ｊ、２５＋ｊ７５などである）、且つ負荷ピックは、一組のアンテナ素子からＲＦ受信器１０４に転送されるエネルギーの量を最大化するためにインピーダンス値を調整する。いくつかの実施形態では、一組のアンテナ素子を適合化することは、同様に又は代替的に、最大量のエネルギーがＲＦ受信器１０４に転送される周波数が見出されるまで様々な周波数におけるＲＦ信号をＣＰＵ１１０が一組のアンテナ素子に送信させることを含む。いくつかの実施形態では、インピーダンス値及び／又は一組のアンテナ素子が送信する周波数を調整することは、ＲＦ受信器１０４に転送されるエネルギーの量に対する変更を生じさせる。このようにして、ＲＦ受信器１０４に転送されるエネルギーの量が、最大化され（例えば、パッド１００のアンテナ素子によって受信器１０４に送信されるエネルギーの少なくとも７５％を転送するために、いくつかの実施形態では、インピーダンス値及び／周波数を調整することは、送信されるエネルギーの最大９８％が受信器１０４によって受信され得るようにする）、ＲＦ受信器１０４が置かれる可能性があるパッド１００上の任意の特定の点において受信され得る。
【0124】
[00164] いくつかの実施形態では、電力増幅器１０８を含む入力回路は追加的に、入力信号の周波数を変更し得る装置又は同時に複数の周波数で動作し得る発振器又は周波数変調器などの装置を含み得る。
【0125】
[00165] いくつかの実施形態では、ＣＰＵ１１０は、ＲＦ受信器１０４に転送されるエネルギーの量が所定の閾値を横切る（例えば、送信されたエネルギーの７５％以上（最大９８％など）が受信される）と、最大量のエネルギーがＲＦ受信器１０４に転送されていることを判断するか、又は多くのインピーダンス及び／又は周波数値によって送信を試験し、次に、ＲＦ受信器１０４に転送される最大エネルギーを生じるインピーダンス及び周波数の組み合わせを選択することにより（以下の適応化方式を参照して説明されるように）、最大量のエネルギーがＲＦ受信器１０４に転送されていることを判断する。
【0126】
[00166] いくつかの実施形態では、周波数とインピーダンスとのいずれの組み合わせがＲＦ受信器１０４への最大エネルギー転送を生じるかを判断するために、インピーダンス値及び／又は充電パッド１００のＲＦアンテナ（群）１２０から発射されるＲＦ信号の周波数を適応的に調整する適応化方式が採用される。例えば、充電パッド１００に接続されるプロセッサ１１０は、より良い性能のために適応的に最適化することを試みるために、ＲＦ充電パッド１００の所与の場所（例えば、ＲＦ信号を送信するための１つ又は複数のＲＦアンテナ素子を含むＲＦ充電パッド１００の図３Ａの区域１０５などの区域又は領域）において様々な周波数（すなわち許容された動作周波数範囲又は範囲群内の）を試みる。例えば、単純な最適化が、各負荷端子をアースに対して開放／切り離す又は閉じる／短絡するかのいずれかを行い（いくつかの実施形態では、これらの状態間を切り替えるためにリレーが使用される）、また、区域内のＲＦアンテナに様々な周波数で送信させ得る。いくつかの実施形態では、リレー状態（開放又は短絡された）と周波数との組み合わせ毎に、受信器１０４に転送されるエネルギーは、監視され、且つ他の組み合わせを使用する際に転送されるエネルギーと比較される。受信器１０４への最大エネルギー転送を生じる組み合わせが、選択され、且つ１つ又は複数のＲＦ信号を受信器１０４に送信し続けるために使用される。いくつかの実施形態では、上述の適応化方式は、ＲＦ充電パッド１００によって受信器１０４に転送されるエネルギーの量を最大化することを促進するために、図９Ａ～図９Ｂ、図１０、図１１Ａ～図１１Ｅを参照して以下に説明される方法の一部として行われる。
【0127】
[00167] 別の例として、ＩＳＭ帯内の５つの周波数が高周波を送信するためにパッド１００によって利用され、負荷ピック１０６が開放状態と短絡状態との間で切り替わるための電気機械式リレーであれば、適応化方式を採用することは、アンテナ素子１２０毎に又はアンテナ素子群１２０の区域に関し周波数とインピーダンス値との１０個の組み合わせを試みることと、最良性能を生じる（すなわち受信器１０４において受信される最大電力又はパッド１００からＲＦ受信器１０４に転送される最大電力を生じる）組み合わせを選択することとを含むであろう。
【0128】
[00168] 工業、科学及び医療無線バンド（ＩＳＭ帯）は、通信よりもむしろ科学、医療及び工業要件に向けられた高周波（ＲＦ）エネルギーの使用のために国際的に予約された無線帯のグループ又は無線スペクトルの一部を指す。いくつかの実施形態では、すべてのＩＳＭ帯（例えば、４０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、２４ＧＨｚ、６０ＧＨｚ、１２２ＧＨｚ及び２４５ＧＨｚ）が適応化方式の一部として採用され得る。１つの具体例として、充電パッド１００が５．８ＧＨｚ帯において動作していれば、適応化方式を採用することは、ＲＦ信号を送信することと次に所定の増分で周波数を調整することとを含むであろう（例えば、５０ＭＨｚ増分、したがって５．７５ＧＨｚ、５．７５５ＧＨｚ、５．７６ＧＨｚ等々の周波数）。いくつかの実施形態では、所定の増分は、５、１０、１５、２０、５０ＭＨｚ増分又は任意の他の好適な増分であり得る。
【0129】
[00169] いくつかの実施形態では、パッド１００のアンテナ素子１２０は２つの異なる周波数帯（例えば、９１５ＭＨｚの中心周波数を有する第１の周波数帯と５．８ＧＨｚの中心周波数を有する第２の周波数帯）において動作するように構成され得る。これらの実施形態では、適応化方式を採用することは、ＲＦ信号を送信することと、次に第１の周波数帯の第１の閾値に到達するまで第１の所定の増分で周波数を調整することと、次に、第２の周波数帯の第２の閾値に到達するまで第２の所定の増分（第１の所定の増分と同じであっても又はなくてもよい）で周波数を調整することとを含む。例えば、アンテナ素子１２０は、（第１の周波数帯内の）９０２ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、９２８ＭＨＺで、且つ次に（第２の周波数帯内の）５．７９５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、５．８０５ＧＨｚで送信するように構成され得る。複数の周波数で動作することができるアンテナ素子に関するさらなる詳細は図１４Ａ～図１４Ｄ、図１５を参照して以下に提供される。
【0130】
【0131】
[00171] 図３Ｂは、単一ＴＸアンテナ１２０（すべてが図３Ａに示す充電パッド１００を形成するこのようなアンテナ１２０のアレイを含むアンテナ区域の一部であり得る）の概略図を示す。いくつかの実施形態では、ＴＸアンテナ１２０はＴＸアンテナ素子１２０とも呼ばれる。いくつかの環境では、ＲＦ受信ユニット／アンテナ（ＲＸ）（又は内部又は外部接続部品として受信ユニット１０４を含む装置）が、ＴＸアンテナ１２０（図３Ｂに示すように蛇行線配置を形成する導電線を含む）を含むパッド１００の一部の上に置かれる。
【0132】
[00172] いくつかの実施形態では、受信器１０４は、単一ＴＸアンテナ１２０の金属導電線へのダイレクトコンタクトを有さず、ＴＸアンテナ１２０に単に結合される（すなわち近接場区域内で）。
【0133】
[00173] いくつかの実施形態では、ＴＸアンテナ１２０は図３Ｂの１２１（図３Ａの端子１０２のそれぞれの１つであり得る）及び１２３（図３ＡのＰＡ切り替え回路１０３のそれぞれの１つに接続され得る）のラベル付きの２つ以上の端子（又はポート）を有する。いくつかの実施形態では、電力源（電力増幅器又はＰＡからの）は端子１２３に接続され、適応型負荷（例えば、電気機械スイッチ又はＡＳＩＣ）は端子１２１に接続される。いくつかの実施形態では、適応型負荷は、一般的には実部と虚部との両方を有し得る複素インピーダンスとして形成される（すなわち、複素適応型負荷は、能動装置（例えば、トランジスタで作られる集積回路又はチップ）又はインダクタ／キャパシタ及び抵抗器によって形成される受動装置を使用して形成され得る）。いくつかの実施形態では、複素インピーダンスは上に論述したように式Ｚ＝Ａ＋ｊＢ（例えば、０＋ｊ０、１００＋ｊ０、０＋５０ｊなど）によって与えられる。
【0134】
[00174] いくつかの実施形態では、受信器１０４も第３の端子と見なされ得る。浪費エネルギーをなくすために、受信器１０４は、端子１２３から端子１２１方向に移動する誘起電力の最大量（例えば、９８％など７５％以上）を吸収するように構成されるべきである。いくつかの実施形態では、プロセッサ１１０はフィードバックループを介して受信器１０４に接続される（例えば、メッセージを交換するためにBluetoothローエネルギー（ＢＬＥ）によるなど短距離通信プロトコルを使用することにより）。いくつかの代替実施形態では、送信器における受信器からＣＰＵへのフィードバックループは、別個の通信プロトコル及び／又は異なる周波数帯を使用するのではなく、むしろパッド１００によって送信される送電信号と同じ周波数帯を利用し得る。
【0135】
[00175] いくつかの実施形態では、フィードバックループ及び交換されるメッセージは、受信されるエネルギーの量を示すために使用され得るか、又は代替的に又は追加的に受信されるエネルギーの量を前の測定結果と比較した増加又は減少を示し得る。いくつかの実施形態では、プロセッサ１１０は、ある時点で受信器１０４によって受信されるエネルギーの量を監視し、端子１２３から端子１２１に転送される電力を最大化するために適応型負荷を制御／最適化する。いくつかの実施形態では、転送されるエネルギーの量を監視することは、（ｉ）ある時点で受信器１０４によって受信されるエネルギーの量を示す情報を受信器１０４（又は受信器１０４が位置する電子装置の部品）から受信することと、（ｉｉ）端子１２１における導電線内に留まる（受信器１０４によって吸収されるのではなく）エネルギーの量を監視することとの１つ又は両方を含む。いくつかの実施形態では、これらの監視技術の両方が利用される。一方、他の実施形態では、これらの監視技術の一方又は他方が利用される。
【0136】
[00176] いくつかの実施形態では、受信器１０４（すなわち内部又は外部接続部品として受信器１０４を含む電子装置）は、充電パッド１００（すなわちそれぞれのアンテナ素子１２０上の蛇行パターンを形成する導電線を部分的又は完全に覆う）の上の任意の位置に置かれ得、プロセッサ１１０は、転送されるエネルギーの量を監視し、受信器１０４に転送されるエネルギーを最大化するために必要な調整（例えば、インピーダンス及び／又は周波数に対する）を行い続けることになる。
【0137】
[00177] アンテナ素子１２０とその中に含まれる充電パッド１００との動作を示すことを促進するために、図３Ｂに示す送信アンテナ素子１２０は次の２つのセクションに分割される：１）セクション１２５はアンテナ素子１２０の端子１２３で始まり、受信器１０４の端部に伸びる、２）セクション１２７は送信アンテナ素子１２０の残りと端子１２１とによって形成される。これらのブロックは図３Ｃに関し以下により詳細に説明される。セクション１２５、１２７は、説明の目的のために使用される機能表現であり、アンテナ素子を別個のセクションに区分化する特定の実装形態を指定するようには意図されていないことを理解するべきである。
【0138】
[00178] 次に図３Ｃに移ると、ＴＸアンテナ１２０のブロック図が示される。いくつかの実施形態では、セクション１２５、１２７を分割する点から始まり適応型負荷１０６（例えば、端子１２１）へのＴＸアンテナ１２０の接続で終わる実効インピーダンス値（Ｚｅｆｆｅｃｔｉｖｅ）は、ＴＸアンテナ１２０上の受信器１０４の位置と、端子１２１において適応型負荷１０６によって提供される選択された負荷とに基づいて変化することになる。いくつかの実施形態では、選択された負荷は、端子１２３と受信器１０４間で転送されるエネルギーが最大値に達する（例えば、パッド１００のアンテナ素子によって送信されたエネルギーの７５％以上（９８％など）がＲＦ受信器１０４によって受信される）一方、端子１２３から端子１２１へのエネルギー転送がまた最小値のままである（例えば、パッド１００のアンテナ素子によって送信されるエネルギーの２５％未満（２％程度も含む）が、ＲＦ受信器１０４によって受信されず、端子１２１に到達して終わる又は後方反射されて終わる）方法でＺｅｆｆｅｃｔｉｖｅをチューニングするように適応型負荷１０６（図３Ａのプロセッサ１１０と協力して）によって最適化される。
【0139】
[00179] 電気機械スイッチ（例えば、機械式リレー）が開放状態と短絡状態との間で切り替わるために使用される実施形態では、スイッチを特定のアンテナ素子１２０の開放状態から短絡状態（例えば、接地面に短絡される）に移動することは、それぞれの端子１２１におけるその特定のアンテナ素子１２０のインピーダンス値Ｚｅｆｆｅｃｔｉｖｅを０に近い値まで降下させる（又は短絡状態から開放状態に切り替えることは無限大に近い値近くまでインピーダンス値をジャンプさせる）。いくつかの実施形態では、図３Ａを参照して上に論述された周波数適応化方式は、ＲＦ受信器（例えば、図３Ａ～図３Ｃの受信器１０４）に転送されるエネルギーを最大化するためにインピーダンス値とＲＦ信号周波数との様々な組み合わせを試験するために採用される。いくつかの実施形態では、集積回路（ＩＣ又はチップ）が適応型負荷１０６として電気機械スイッチの代わりに使用され得る。このような実施形態では、適応型負荷１０６は、ある範囲の値（０と無限大間など）に沿ってインピーダンス値を調整するように構成される。いくつかの実施形態では、ＩＣは、ＩＣのファームウェア（及び／又はＩＣの動作を制御するＣＰＵ１１０上で実行するファームウェア）によって制御される適応型／再構成可能ＲＦ能動及び／又は受動素子（例えば、トランジスタ及び伝送線路）によって形成され得る。いくつかの実施形態では、ＩＣによって生成され、ファームウェアを介して、且つフィードバックループ（図３Ａを参照して上に論述された）からの情報に基づいて制御されるインピーダンスは、スミスチャートから選択される任意の負荷値をカバーするように変更され得る（又はＩＣは、スミスチャートからの値の一部をカバーするいくつかの負荷を生成するように設計され得る）。いくつかの実施形態では、このＩＣはパッド１００の動作全体を管理するために使用されるＲＦ送電器集積回路１６０（図１Ｂ）と異なる。この他のＩＣは、ＲＦ送電器集積回路１６０と通信して、回路１６０がインピーダンス値に対する調整を制御することも可能にする。スミスチャートは、サンプリングされ得、プロセッサ１１０によってアクセス可能なメモリ内に（例えば、参照テーブルとして）格納され得る、プロセッサ１１０は、試験される様々なインピーダンス値を判断するために、格納されたスミスチャートを使用して参照を行い得る。例えば、集積回路は、受信器１０４に転送されるエネルギーを最適化する値の組み合わせを見つけ出すために、様々なＲＦ伝送周波数と組み合わせて、試験されるインピーダンス値の所定数の複素数値（例えば、５ｊ～１０ｊ、１００＋０ｊ又は０＋５０ｊ）を選択するように構成され得る（最大化されたエネルギー転送の例は上に論述された）。
【0140】
[00180] いくつかの他の実施形態では、１つの適応型負荷１０６を有する図１Ｂの２つ以上のアンテナ素子１２０を有する送信器又は充電パッドが２つ以上の異なる周波数帯内でそれぞれに同時に動作するように構成され得る。例えば、第１のアンテナ素子は第１の周波数又は周波数帯において動作し、第２のアンテナ素子は第２の周波数又は周波数帯において動作し、第３のアンテナ素子は第３の周波数又は周波数帯において動作し、第４のアンテナ素子は第４の周波数又は周波数帯において動作し、４つの周波数帯は互いに異なる。したがって、２つ以上のアンテナ素子１２０を有する送信器がマルチバンド送信器として使用され得る。
【0141】
[00181] 図３Ｄは、いくつかの実施形態によるＲＦ信号を送信しているアンテナ素子のセクション内のエネルギー流れを示す単純化回路のブロック図である。図３Ｄ内の部分１及び部分２への参照は図３Ｂ、３Ｃに示したセクションを指し、特に、部分１はセクション１２５に対応し、部分２はセクション１２７に対応する。
【0142】
[00182] 図３Ｄに示すように、送信アンテナ素子１２０の実効インピーダンス（Ｚｅｆｆｅｃｔｉｖｅ）は、受信器１０４の後ろにある導電線の一部（いくつかの実施形態では、以下にさらに詳細に論述されるように蛇行線パターンを形成する）と適応型負荷（図３Ｂ、３Ｃにおけるセクション１２７としてラベル付けされた）とによって形成される。いくつかの実施形態では、最適化することにより、負荷ＺｅｆｆｅｃｔｉｖｅはＰＡから受信器１０４に転送されるエネルギーが最大化されるようにチューニングされ、導電線内に留まるエネルギーは適応型負荷に到達する時までに最小化される（上に論述したように）。
【0143】
[00183] 図４はいくつかの実施形態による２つの端子を有するアンテナ素子の概略図である。図４に示すように、アンテナ素子１２０の入力すなわち第１の端子（上記図３Ｂ～図３Ｄを参照して端子１２３としても説明した）が電力増幅器１０８に接続され、出力すなわち第２の端子（上記図３Ｂ～図３Ｄを参照して端子１２１として説明した）は、適応型負荷を構成することを可能にする負荷ピック１０６と接続される。別の言い方をすれば、いくつかの実施形態では、アンテナ素子１２０は第１の端子から電力増幅器１０８によって給電され、アンテナ素子１２０は、適応型負荷（例えば、短絡状態と開放状態との間で切り替わる機械式リレー）における第２の端子においても終端される。
【0144】
[00184] いくつかの実施形態では、充電パッド１００（図３Ａ）は、蛇行線パターンを形成する導電線を有する単一層又は多層銅アンテナ素子１２０で作られる。いくつかの実施形態では、これらの層のそれぞれは、その層の１つ（例えば、最下層）として頑強接地面を有する。頑強接地面の一例が、示され、且つ図４に示す送信アンテナ素子用にラベル付けされる。
【0145】
[00185] いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００（及びその中に含まれる個々のアンテナ素子１２０）は、プロジェクタ、ラップトップ又は（ネットワークストリーミングメディアプレーヤ（例えば、ストリーミングテレビ番組及び他のコンテンツを視るためのテレビに接続されるＲＯＫＵ装置）などの）デジタルメディアプレーヤなどの民生電子装置内に埋め込まれる。例えば、ＲＦ充電パッド１００を民生電子装置内に埋め込むことにより、ユーザは、プロジェクタ又はストリーミングメディアプレーヤのリモコンなどの周辺装置をプロジェクタ又はストリーミングメディアプレーヤの上に単純に置くことができ（例えば、プロジェクタ又はストリーミングメディアプレーヤのリモコンはそれぞれの受信器１０４（図７Ａ～図７Ｄに示される受信器１０４の例示的構造など）を含む）、その中に含まれる充電パッド１００は、リモコンに内部又は外部に接続される受信器１０４にエネルギーを送信することができるようになり、このエネルギーはリモコンの充電のために受信器１０４によって収集される。
【0146】
[00186] いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、充電される装置が置かれるスタンドアロン充電装置としてＵＳＢドングル内に含まれ得る。いくつかの実施形態では、アンテナ素子１２０は、充電される装置が、ＵＳＢドングルと接触する様々な位置に置かれ得るようにＵＳＢドングルの上面、側面及び／又は底面近くに置かれ得る（例えば、充電されているヘッドホンは、ＵＳＢドングルの上若しくはその下に位置するか又はＵＳＢドングルの上に張り出す可能性があり、埋め込まれたＲＦ充電パッド１００からＲＦ送信を受信することが依然としてできるであろう）。
【0147】
[00187] いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は、机、椅子、調理台などの家具に一体化され、これにより一体化されたＲＦ充電パッド１００を含む表面の上に容易にＲＦ充電パッド１００を置くことにより、ユーザが自らの装置（例えば、内部又は外部接続部品としてそれぞれの受信器１０４を含む装置）を容易に充電することを可能にする。
【0148】
[00188] 次に図５に移ると、高周波（ＲＦ）送電を介して電子装置を充電する方法５００のフローチャートが提供される。当初、１つ又は複数のＲＦ信号又は波を送信するための少なくとも１つのＲＦアンテナ（すなわちＲＦ電磁波を送信することができるように設計されたアンテナ）（例えば、図３Ｂ～図３Ｄ及び図４のアンテナ素子１２０）を含む送信器が提供される（５０２）。いくつかの実施形態では、ＲＦアンテナ素子のアレイ１２０が、単一面内に互いに隣接して、積層で又はこれらの組み合わせで配置され、こうしてＲＦ充電パッド１００を形成する。いくつかの実施形態では、ＲＦアンテナ素子１２０はそれぞれ、アンテナ入力端子（例えば、図４を参照して上に論述された第１の端子１２３）とアンテナ出力端子（例えば、図４を参照して上に論述された第２の端子１２１）とを含む。
【0149】
[00189] いくつかの実施形態では、受信器（例えば、図３Ａ～図３Ｄの受信器１０４）も提供される（５０４）。受信器は、ＲＦ信号３１０を受信するための１つ又は複数のＲＦアンテナも含む。いくつかの実施形態では、受信器は、内部又は外部接続部品として受信器１０４を含む装置を充電するために１つ又は複数のＲＦ信号を利用可能電力に変換する（３１８）少なくとも１つのレクテナを含む。使用中、受信器１０４は、少なくとも１つのアンテナの近接場高周波距離内に置かれる（５０６）。例えば、受信器は、少なくとも１つのＲＦアンテナ又は少なくとも１つのＲＦアンテナに隣接する表面（充電パッド１００の表面など）の上に置かれ得る。
【0150】
[00190] １つ又は複数のＲＦ信号が次に少なくとも１つのＲＦアンテナを介して送信される（５０８）。次に、本システムは、１つ又は複数のＲＦ信号を介して少なくとも１つのアンテナからＲＦ受信器に転送されるエネルギーの量を判断するために監視される（５１２／５１４）（上に論述されたように）。いくつかの実施形態では、この監視すること（５１２）は送信器において発生する一方、他の実施形態では、監視すること（５１４）は、バックチャネルを介してデータを送信器に送り返す受信器において発生する（例えば、Wi-Fi又はBluetoothを使用することによって無線データ接続全体にわたって）。いくつかの実施形態では、送信器及び受信器はバックチャネルを介してメッセージを交換し、これらのメッセージは、工程５１６においてなされる調整を通知するために送信及び／又は受信されるエネルギーを示し得る。
【0151】
[00191] いくつかの実施形態では、送信器の特性が、少なくとも１つのＲＦアンテナから受信器に転送されるエネルギーの量を最適化することを試みるために工程５１６において適応的に調整される。いくつかの実施形態では、この特性は１つ又は複数のＲＦ信号の周波数及び／又は送信器のインピーダンスである。いくつかの実施形態では、送信器のインピーダンスは調整可能負荷のインピーダンスである。またいくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサも適応型負荷のインピーダンスを制御するように構成される。インピーダンス及び周波数の調整に関するさらなる詳細及び例は上に提供された。
【0152】
[00192] いくつかの実施形態では、送信器は、電源に電気的に結合されるように構成された電力入力と、アンテナに送信される少なくとも１つの電気信号を制御するように構成された少なくとも１つのプロセッサ（例えば、図３Ａ～図３Ｂのプロセッサ１１０）とを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、アンテナに送信される少なくとも１つの信号の周波数を制御するようにも構成される。
【0153】
[00193] いくつかの実施形態では、送信器は、電力入力とアンテナ入力端子間で電気的に結合された電力増幅器（例えば、図３Ａ、３Ｂ、３Ｄ及び図４のＰＡ１０８）をさらに含む。いくつかの実施形態は、アンテナ出力端子（例えば、図３Ａ～図３Ｃ及び図４の端子１２１）に電気的に結合された適応型負荷も含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つのアンテナからＲＦ受信器に転送されるエネルギーの監視された量に基づいて適応型負荷のインピーダンスを動的に調節する。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサはアンテナに送信される少なくとも１つの信号の周波数を同時に制御する。
【0154】
[00194] いくつかの実施形態では、送信器の各ＲＦアンテナは、蛇行線パターンを形成する導電線と、１つ又は複数のプロセッサによって制御される周波数で導電線を貫流する電流を受信するための導電線の第１の端部における第１の端子（例えば、端子１２３）と、導電線の第２の端部における第１の端子と異なる第２の端子（例えば、端子１２１）であって、１つ又は複数のプロセッサによって制御される部品（例えば、適応型負荷１０６）に結合され、導電線のインピーダンス値を修正することを可能にする第２の端子とを含む。いくつかの実施形態では、導電線は多層基板の第１のアンテナ層の上に又はその層内に配置される。またいくつかの実施形態では、第２のアンテナは、多層基板の第２のアンテナ層の上に又はその層内に配置される。最後に、いくつかの実施形態は、多層基板の接地面層の上に又はその層内に配置される接地面も提供する。
【0155】
[00195] いくつかの実施形態では、図５を参照して上に説明した方法は、図９Ａ～図９Ｂ、図１０、図１１Ａ～図１１Ｅを参照して以下に説明される方法と連携して行われる。例えば、インピーダンス値を修正／調整する動作は、無線電力を受信器に送信するためにいずれのアンテナ区域（「判断されたアンテナ区域」）を使用するべきかを判断した後に行われ、且つ次に判断されたアンテナ区域におけるインピーダンス値は、判断されたアンテナ区域内のアンテナにより、最大電力量が受信器に無線で転送されることを保証するように調整される。
【0156】
[00196] 図６Ａ～図６Ｅは、いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。図６Ａ～図６Ｅに示すように、ＲＦ充電パッド１００（図３Ａ）は様々な構造を使用して作られるアンテナ素子１２０を含み得る。
【0157】
[00197] 例えば、図６Ａ～図６Ｂは、それぞれが蛇行線パターンに形成された導電線を含む複数層を含むアンテナ素子１２０の構造の例を示す。各それぞれの層における導電線は、多層アンテナ素子１２０内の他の導電線に対して同じ（図６Ｂ）幅又は異なる（図６Ａ）幅（又は長さ、若しくはトレース寸法、若しくはパターン、若しくは各トレース間隔など）を有し得る。いくつかの実施形態では、蛇行線パターンは、パッド１００（又は個々のアンテナ素子１２０）の様々な位置において可変長及び／又は幅で設計され得、蛇行線パターンは、個々のアンテナ素子１２０又はパッド１００の２つ以上の基板上に印刷され得る。蛇行線パターンのこれらの構成はより多くの自由度を可能にし、したがって、個々のアンテナ素子１２０及びＲＦ充電パッド１００のより広い動作帯域幅及び／又は結合範囲を可能にするより複雑なアンテナ構造が構築され得る。
【0158】
[00198] 追加の例示的構造が図６Ｃ～図６Ｅに提供される。図６Ｃは、スライドカバレッジも有する蛇行線パターンを形成する導電線の複数層を含むアンテナ素子１２０の構造の例を示す（いくつかの実施形態では、それぞれの蛇行線パターンは、それぞれの基板の第１の蛇行線パターンの一部のみが異なる基板の第２の蛇行線パターンと重なる相異なる基板内に置かれ得（すなわちスライドカバレッジ）、この構成は、アンテナ構造の幅全体にわたってカバレッジを拡大することを促進する）。図６Ｄは、蛇行線パターン内の各折り返し点で相異なる長さを有する導電線を含むアンテナ素子１２０の構造の例を示す（いくつかの実施形態では、各折り返し点で相異なる長さを使用することは、アンテナ素子１２０の結合範囲を拡大することを促進し、及び／又はＲＦ充電パッド１００の動作帯域幅を増すことを促進する）。図６Ｅは、２つの隣接蛇行線パターンを形成する導電線を含むアンテナ素子１２０の構造の例を示す（いくつかの実施形態では、２つの隣接蛇行線パターンを形成する導電線を有することが、アンテナ素子１２０の幅を拡大することを促進する）。これらの例のすべては非限定的であり、任意数の組み合わせ及び多層構造が、上述の例構造を使用することによって可能である。
【0159】
[00199] 図７Ａ～図７Ｄは、いくつかの実施形態によるＲＦ受信器のアンテナ素子の概略図である。特に、図７Ａ～図７Ｄは、（ｉ）図７Ａ（単極受信器）及び図７Ｂ（二極受信器）に示す蛇行線パターンを形成する導電線を有する受信器（導電線は頑強接地面又は反射器によって裏付けされても又はされなくてもよい）を含むＲＦ受信器（例えば、図３Ａ～図３Ｄ及び図４の受信器１０４）の構造の例を示す。図７Ｃ～図７Ｄは、二極と蛇行線パターンを形成する導電線とを有するＲＦ受信器の構造の追加例を示す。図７Ａ～図７Ｄに示す構造のそれぞれは、それぞれのＲＦ受信器の様々な結合範囲、結合配向及び／又は帯域を提供するために使用され得る。非限定的例として、図７Ａに示すアンテナ素子が受信器において使用される場合、パッド１００と一方向にのみ結合する非常に小さい受信器が設計／構築され得る。別の非限定的な例として、図７Ｂ～図７Ｄに示すアンテナ素子が受信器において使用される場合、受信器はパッド１００と任意の配向で結合され得る。
【0160】
[00200] アンテナ素子の蛇行線パターンの他の例及び説明が以下に提供される。図８は、いくつかの実施形態による、ＲＦ充電／送信パッドを形成する複数の送信アンテナ素子（又はユニットセル）を有するＲＦ充電パッドの概略図である。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００は隣接アンテナ素子１２０のアレイとして形成される（電池間の距離が最良カバレッジのために最適化され得る）。いくつかの実施形態では、受信器が隣接アンテナ素子１２０間の領域／間隙内に置かれる場合、エネルギー転送を最適化する試み（例えば、図３Ａを参照して上に論述された適応化方式による）は許容可能閾値レベルを越えるエネルギー転送の増加（例えば、７５％以上）を生じない可能性がある。したがって、これらの環境では、隣接アンテナ素子は両方とも、ＲＦ充電パッドの表面上に及び隣接アンテナ素子１２０間のある位置に置かれた受信器に追加のエネルギーを転送するようにＲＦ波を同時に全電力で送信するように構成され得る。
【0161】
[00201] いくつかの実施形態による１つの可能な構成として、ポート（又は端子）グループ＃１は電力を供給し、ポート（又は端子）グループ＃２、＃３は適応型負荷（例えば、短絡回路状態と開回路状態との間で移動する電気機械式リレー）を提供する。好適な構成の別の例として、ポート（又は端子）グループ＃１、＃２、＃３は、（同時に又は必要に応じて一度に１つのグループが切り替えられて）電力増幅器を介して電力を充電パッド１００に供給するためにも使用され得る。
【0162】
[00202] いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１００の各送信アンテナ素子１２０は、上に詳細に説明したように、適応型負荷を支援するために給電（ＰＡ）端子及び１つ又は複数の端子によって制御される別個のアンテナ区域を形成する。いくつかの実施形態では、受信器からのフィードバックが、受信器が置かれるアンテナ区域を判断することを促進し、この判断がその区域を活性化する（例えば、図１Ｃのスイッチ２９５を使用して）。受信器が２つ以上の区域間に（例えば、隣接アンテナ素子１２０間にある領域／間隙に）置かれる環境では、追加の隣接区域が、受信器への十分なエネルギーの転送を保証するために活性化される可能性がある。無線電力を受信器に送信するために使用される区域を判断することに関する追加の詳細は、図９Ａ～図９Ｂ、図１０及び図１１Ａ～図１１Ｅを参照して以下に提供される。
【0163】
[00203] 図９Ａ～図９Ｂは、いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナ区域を選択的に活性化する（例えば、それに関連するアンテナを活性化する）方法９００を示す流れ図である。方法９００の動作は、近接場充電パッド（例えば、図１Ｂ及び図２ＡのＲＦ充電パッド１００）又はその１つ又は複数の部品（例えば、図１Ａ～図１Ｂ及び図２Ａを参照して上に説明したもの）によって行われる。いくつかの実施形態では、方法９００は、コンピュータメモリ又はコンピュータ可読記憶媒体（例えば、図２ＡのＲＦ充電パッド１００のメモリ２０６）内に格納される命令に対応する。
【0164】
[00204] 近接場充電パッドは、１つ又は複数のプロセッサ（例えば、図１ＢのＣＰＵ２０２）、無線通信部品（例えば、図１Ａ及び図２Ａの通信部品（群）２０４）及びそれぞれが少なくとも１つのアンテナ素子（例えば、アンテナ２１０の１つ（図３Ａ～図６Ｅを参照して説明したアンテナ１２０の１つであり得る）をそれぞれ含む複数のアンテナ区域（例えば、図１Ｂのアンテナ区域２９０－１、２９０－Ｎ）を含む（９０２）。いくつかの実施形態では、近接場充電パッドは、それぞれのアンテナ区域内にそれぞれが含まれる異なるアンテナ（又は本明細書ではアンテナ素子とも呼ぶアンテナを含むユニットセル）を含む。例えば、図１Ｂに示すように、アンテナ区域２９０－１はアンテナ２１０－Ａを含む。別の例では、図１Ｂにも示すように、アンテナ区域２９０－Ｎは複数のアンテナを含む。アンテナ区域は、近接場充電パッドが複数のアンテナ区域又はグループを含み、各それぞれの区域／グループが異なるアンテナ素子の少なくとも１つ（例えば、少なくとも１つのアンテナ２１０）を含むように、アンテナグループとも呼ばれ得る。アンテナ区域が任意数のアンテナを含み得ることと、特定のアンテナ区域に関連付けられたアンテナの数が修正又は調整され得ることと（例えば、以下にさらに詳細に論述されるように、近接場充電パッド１００の動作を管理する責任を負うＲＦ送電器集積回路１６０のＣＰＵ下位システム１７０は、様々な時点において各アンテナ区域を動的に規定すること）に留意するべきである。いくつかの実施形態では、各アンテナ区域は同数のアンテナ含む。
【0165】
[00205] いくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサは、近接場充電パッドの動作を制御するために使用される単一集積回路（例えば、図１ＢのＲＦ送電器集積回路１６０）の部品である。いくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサ（近接場充電パッドが埋め込まれている装置の１つ又は複数のプロセッサなど）及び／又は近接場充電パッドの無線通信部品は近接場充電パッドの外側にある。いくつかの実施形態では、無線通信部品は無線送受信器（例えば、無線電力受信器と通信信号を交換するためのBluetooth無線、Wi-Fi無線など）である。
【0166】
[00206] いくつかの実施形態では、本方法は、近接場充電パッドの較正プロセス中に１つ又は複数の装置検出閾値を規定すること（９０４）を含む。いくつかの例では、較正プロセスは、近接場充電パッドを製造した後に行われ、近接場充電パッド上に様々なタイプの装置（例えば、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、接続装置など）を置くことと、試験送電信号を様々なタイプの装置に送信する間にアンテナ区域において検出される最小量の反射電力を測定することとを含む。いくつかの例では、第１の装置固有閾値は、最小量の反射電力の５％以下に対応する値において規定される。いくつかの実施形態では、第２の装置固有閾値は、１つのアンテナ区域も第１の閾値を満たすことができなければ（例えば、無線電力受信器はアンテナ区域間の境界に位置するため）、第２のより高い閾値が、電力を無線電力受信器に送信するために使用される２つ以上のアンテナ区域を見つけ出すために使用され得るようにも（以下にさらに詳細に論述されるように）規定される。いくつかの実施形態では、複数の第１及び第２の装置固有検出閾値は様々なタイプの装置のタイプ毎に規定され、これらの複数の第１及び第２の装置固有検出閾値は、ＲＦ送電器集積回路１６０に関連付けられるメモリ（例えば、図２Ａのメモリ２０６）内に格納され得る。
【0167】
[00207] 方法９００は、無線電力受信器が近接場充電パッドの閾値距離内に存在していることを、無線通信部品を介して検出すること（９０６）も含む。いくつかの例では、この検出は近接場充電パッドがオンされた（例えば、電源を入れられた）後に発生し得る。これらの例では、近接場充電パッドは、無線電力受信器がＮＦ充電パッド１００の閾値距離内に存在しているかどうかを判断するために（例えば、ＮＦ充電パッド１００から離れた閾値距離内（例えば、１～１．５メートル内）に位置する無線電力受信器を走査するために）近接場充電パッド周囲の領域を走査する。近接場充電パッドは、無線電力受信器に関連付けられた無線通信部品（例えば、図２Ｂの通信部品２５４）によって同報通信される信号の走査を行うために無線通信部品（例えば、Bluetooth無線など図２Ａの通信部品（群）２０４）を使用し得る。いくつかの実施形態では、装置検出閾値は、近接場充電パッドの閾値距離内の無線電力受信器を検出した後に１つ又は複数のプロセッサによって（上に論述された複数の第１及び第２の装置検出閾値の中から）選択される。例えば、無線電力受信器の無線通信部品は、装置のタイプを識別する情報（この情報を含むBluetooth又はBluetoothローエネルギー広告信号など）を近接場充電パッドに提供するために使用される。いくつかの実施形態では、エネルギーを節約して近接場充電パッド及びその部品の寿命を延ばすために、無線電力は、無線電力受信器が近接場充電パッドの閾値距離内で検出されるまで送信されない（且つ本明細書で論述される装置検出及びアンテナ選択ンアルゴリズムは開始されない）。
【0168】
[00208] いくつかの実施形態では、検出すること（９０６）は、無線電力受信器が近接場充電パッドから無線で配送される電力を受信する権限を与えられることを保証するために権限ハンドシェークを（例えば、図２Ａ、図２Ｂのセキュア素子モジュール２３４、２８２を使用することによって）行うことも含み、本方法は「無線電力受信器がそのように権限を与えられた」ことを判断する場合に限り動作９０８に進む。このようにして、近接場充電パッドは、権限を与えられた無線電力受信器のみが無線で配送された電力を受信することができることといかなる装置も近接場充電パッドによって送信される電力を食い物にすることができないこととを保証する。
【0169】
[00209] 方法９００は、「無線電力受信器が近接場充電パッドの閾値距離内に存在する」ことを検出することに応答して、無線電力受信器が近接場充電パッド上に置かれたかどうかを判断すること（９１２）をさらに含む。いくつかの実施形態では、これは、複数のアンテナ区域の各アンテナ区域を使用して試験送電信号を送信すること（９０８）と、試験送電信号を送信しながら近接場充電パッドにおける反射電力量を監視すること（９１０）とによって達成される。
【0170】
[00210] いくつかの実施形態では、反射電力量が装置検出閾値を満足しなければ（例えば、反射電力量が試験送電信号によって送信された電力の２０％より大きければ）、無線電力受信器が近接場充電パッドの表面上に置かれていないという判断が行われる（９１２において「いいえ」）。この判断に従って、近接場充電パッドは、工程９１４において複数のアンテナ区域の各アンテナ区域を使用して試験送電信号を送信し続ける（すなわち工程９０８に進む）。いくつかの実施形態では、９０８、９１０における動作は、装置検出閾値が満足されたことが判断されるまで行われる。
【0171】
[00211] いくつかの実施形態では、反射電力量は複数のアンテナ区域の各アンテナ区域において測定される（例えば、各アンテナ区域は、図１Ｂに示されるものようにそれぞれのＡＤＣ／ＤＡＣ／電力検出器に関連付けられ得る）一方、他の実施形態では、反射電力量はＲＦ送電器集積回路１６０の単一部品（例えば、ＡＤＣ／ＤＡＣ／電力検出器）を使用することによって測定され得る。反射電力量が装置検出閾値を満たすと（９１２の「はい」）、無線電力受信器は近接場充電パッド上に置かれたと判断される。例えば、反射電力量は、反射電力量が試験送電信号によって送信される電力の量の２０％以下であると装置検出閾値を満足し得る。このような結果は、試験送電信号によって送信される十分な電力量が無線電力受信器によって吸収／捕捉されたことを示す。
【0172】
[00212] いくつかの実施形態では、他のタイプのセンサ（例えば、図２Ａのセンサ２１２）が、いつ無線電力受信器が近接場充電パッド上に置かれたかを判断することを促進するために近接場充電パッド内に含まれる又はその充電パッドと通信する。例えば、いくつかの実施形態では、１つ又は複数の光センサ（例えば、光がパッドの一部から阻止されると、これは、無線電力受信器がパッド上に置かれたという指標を提供し得る）、１つ又は複数の振動センサ（例えば、振動がパッドにおいて検出されると、これは、無線電力受信器がパッド上に置かれたという指標を提供し得る）、１つ又は複数の歪みゲージ（例えば、パッドの表面における歪みレベルが増加すると、これは、無線電力受信器が表面上に置かれたという指標を提供し得る）、１つ又は複数の熱センサ（例えば、パッドの表面における温度が上昇すると、これは無線電力受信器が表面上に置かれたという指標を提供し得る）及び／又は１つ又は複数の秤量センサ（例えば、パッドの表面上で測定された重量の量が増加すると、これは無線電力受信器が表面上に置かれたという指標を提供し得る）がこの判断を行うことを促進するために利用される。
【0173】
[00213] いくつかの実施形態では、試験送電信号を送信する前に、本方法は、無線電力受信器が近接場充電パッドから無線で配送される電力を受信する権限を与えられることを判断することを含む。例えば、図２Ａ～図２Ｂに示すように、無線電力受信器１０４及び近接場充電パッド１００は、この権限付与プロセスを行うために使用されるセキュア素子モジュール２８２、２３４をそれぞれ含み得、これにより権限を与えられた受信器のみが近接場充電パッドから無線で配送された電力を受信することができることを保証する。
【0174】
[00214] 方法９００は、無線電力受信器が近接場充電パッド上に置かれたことを判断することに従って、第１の組の伝送特性を有するそれぞれの試験送電信号を複数のアンテナ区域内に含まれるそれぞれのアンテナ素子によって選択的に送信すること（９１６）をさらに含む。いくつかの実施形態では、選択的に又は順次送信することは、複数のアンテナ区域の各アンテナ区域を使用すること（９１８）によって行われる。選択的に又は順次送信することは、個々のアンテナ区域に関連付けられた１つ又は複数のアンテナに試験送電信号を一度に送信させるためにアンテナ区域を選択的に活性化するプロセスを指す（例えば、ＲＦ送電器集積回路１６０は、様々なアンテナ区域を選択的に活性化するために１つ又は複数の制御信号をスイッチ２９５に提供する）。
【0175】
[00215] 次に図９Ｂを参照すると、方法９００は、複数のアンテナ区域の少なくとも１つの特定のアンテナ区域による（９１６及び／又は９１８における連続的又は選択的送信動作中の）それぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる特定の給電パラメータが電力配送判断基準を満たすかどうか（例えば、閾値を越える電力量が少なくとも１つの特定のアンテナ区域によって無線電力受信器に転送されることを特定の電力配送パラメータが示すかどうか）を判断すること（９２０）をさらに含む。いくつかの実施形態では、各それぞれの電力配送パラメータは、複数のアンテナグループのそれぞれのアンテナグループによるそれぞれの試験送電信号の送信に基づいて無線電力受信器によって受信される電力の量に対応する。
【0176】
[00216] 特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすことを１つ又は複数のプロセッサが判断すると（９２０の「はい」）、本方法は、少なくとも１つの特定のアンテナ区域を使用することによって複数の追加の送電信号を無線電力受信器に送信すること（９２２）をさらに含み、ここで、複数の追加の送電信号の各追加の送電信号は第１の組と異なる第２の組の伝送特性を有して送信される。いくつかの実施形態では、第２の組の伝送特性は、特定のアンテナグループによって無線電力受信器に転送される電力の量を増加するために第１の組の伝送特性内の少なくとも１つの特性を調整することによって判断される。さらに、いくつかの実施形態では、少なくとも１つの調整された特性は周波数又はインピーダンス値である（且つ周波数及びインピーダンス値は、上に論述された適応化方式を使用することによって調整され得る）。
【0177】
[00217] 上に論述された試験送電信号は、無線電力を無線電力受信器に配送するためにいずれのアンテナ区域が使用されるかを判断することを促進するために使用される。いくつかの実施形態では、これらの試験送電信号は、無線電力受信器又はそれと関連付けられた装置に電力を供給する又はそれを充電するために無線電力受信器によって使用されない。その代りに、複数の追加の送電信号が、電力又は無線電力受信器に電力を供給する又はそれを充電するために使用される。このようにして、近接場充電パッドは、複数の追加の送電信号を送信するのに好適なアンテナ区域が見つけ出されるまで、装置検出段階中（例えば、試験送電信号を送信している間）に資源を節約することができる。したがって、方法９００は、試験信号（すなわち第１の組の伝送特性を有する試験送電信号）を使用することによって無線電力受信器の位置を見つけ出すことができ、次に、近接場充電パッド上の無線電力受信器の位置を所与として送電信号を提供するのに最も適したアンテナ区域からのアンテナを使用することによって送信することができる。図１０を参照して以下にさらに詳細に論述されるように、このプロセスは、アンテナ区域の粗探索（例えば、粗探索は動作９０８～９１８を含み得る）と密探索とを含み得る（例えば、密探索は動作９２０～９３４を含み得る）。
【0178】
[00218] いくつかの実施形態では、電力制御プロセス（図１１Ｅ）がまた、選択されたアンテナ区域を使用することによって無線電力受信器に配送される電力のレベルを最適化することを促進するために使用される（例えば、電力制御は、方法９００中に選択されたアンテナ区域を使用することによって無線電力の送信をチューニングするために動作９２２、９３０又は９３４後に行われ得る）。電力制御プロセスの一部として、近接場充電パッドは、追加の複数の送電信号を送信する間、近接場充電パッドによって無線電力受信器に無線で配送される電力のレベルを判断するために使用される無線電力受信器から受信される情報に基づいて第２の組の伝送特性内の少なくとも１つの特性を調整する。
【0179】
[00219] 動作９２０に戻ると、９１６（及び任意選択的に９１８）における連続的又は選択的送信動作中の試験送電信号の送信に関連付けられる電力配送パラメータのいずれも電力配送判断基準を満足しないことを判断すること（９２０の「いいえ」）に応答して、方法９００は、関連付けられたそれぞれの電力配送パラメータに基づいて２つ以上のアンテナ区域（本明細書では又２＋アンテナ区域として交換可能に参照される）を選択すること（９２４）をさらに含む。これは、無線電力受信器がいかなる特定のアンテナ区域にわたる中心にも来ないと生じ得る（例えば、受信器は２つ以上のアンテナ区域にわたって存在し得る）。例えば、最大電力量をそれぞれの電力配送パラメータに基づいて９１６（及び任意選択的に９１８）において連続的又は選択的送信動作中に無線電力受信器に転送した２つ以上のアンテナ区域が動作９２４において選択される。このようにして、いくつかの実施形態では、最も効率的なアンテナ区域の密探索は、他のアンテナ区域の電力配送パラメータより高い電力配送パラメータとのそれぞれの関連性に基づいて電力を９１６／９１８において動作中に無線電力受信器に最も効率的に送信した２つ以上のアンテナ区域を選択することによって開始される。これらの実施形態では、それぞれの電力配送パラメータはアンテナ区域毎に監視され得（動作９１６／９１８と連携して）、次に、これらの電力配送パラメータ同士は、無線電力の送信に使用する２つ以上のアンテナ区域として複数のアンテナ区域のいずれを選択するべきかを判断するために比較される。
【0180】
[00220] ２つ以上のアンテナ区域を選択した後、本方法は、（ｉ）前の送信に基づいて（例えば、無線電力受信器によって受信された電力のレベルに関する無線電力受信器から受信されたフィードバックに基づいて又は送信後の各アンテナグループにおいて測定された反射電力量に基づいて）、試験送電信号の少なくとも１つの特性（例えば、周波数、インピーダンス、振幅、段階、利得など）を修正することによって試験送電信号を更新すること、及び（ｉｉ）２つ以上のアンテナ区域のそれぞれを使用して、更新された試験送電信号を送信すること（９２６）をさらに含む（例えば、ＲＦ送電器集積回路１６０は、２つ以上のアンテナ区域を活性化するために１つ又は複数の制御信号をスイッチ２９５に提供し得る）。
【0181】
[00221] 方法９００は、２つ以上のアンテナ区域の１つの区域によって更新されたそれぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすかどうかを判断すること（９２８）をさらに含む。２つ以上のアンテナ区域の１つの区域によって更新されたそれぞれの試験送電信号の送信に関連付けられる特定の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすことを判断すること（９２８の「はい」）に応答して、方法９００は、２つ以上のアンテナ区域の１つの区域を使用することにより、複数の追加の送電信号を無線電力受信器に送信すること（９３０）をさらに含み、ここで、複数の追加の送電信号の各追加の送電信号は第１の組と異なる第２の組の伝送特性を有して送信される（例えば、ＲＦ送電器集積回路１６０は、制御信号をスイッチ２９５に提供し得る）。複数の追加の送電信号は電力を無線電力受信器（又は無線電力受信器と結合される電子装置）に無線で配送するために使用される。
【0182】
[00222] いくつかの実施形態では、特定の電力配送パラメータが動作９２０、９２８において電力配送判断基準を満たすという判断は、「第１の閾値電力量が無線電力受信器に転送されることをそれぞれの電力配送パラメータ（少なくとも１つの特定の区域及び／又は２つ以上のアンテナ区域の１つの区域に関連付けられた）が示す」ことを判断することを含み得る。このような判断が動作９２８において行われれば、これは、「区域は、第１の閾値電力量が動作９２６と併せて区域によって無線電力受信器に転送されることを示すそれぞれの電力配送パラメータを有する２つ以上のアンテナ区域の１つのみのアンテナ区域である」ことを示す。
【0183】
[00223] いくつかの実施形態では、電力の第１の閾値量は無線電力受信器によって受信される電力量に対応する（いくつかの環境では、電力の第１の閾値量は代替的に、近接場充電パッドにおいて検出される反射電力量に対応する可能性がある）。上に論述したように、いくつかの実施形態では、較正プロセスは、近接場充電パッドを製造した後に行われ、様々なタイプの装置（例えば、それぞれが無線電力受信器と結合されるスマートフォン、タブレット、ラップトップ、接続装置など）を近接場充電パッド上に置くことと、次に、アンテナグループによる試験信号の様々なタイプの装置への送信後に受信器（又はそれに結合する装置）において受信される最大電力量を測定することとを含む。いくつかの例では、第１の閾値は、最大量の受信電力のある割合に対応する値で規定される（例えば、特定のアンテナ区域によって送信される電力の約８５％以上が受信器によって受信される）。
【0184】
[00224] 上に説明したように、較正プロセスの具現化中、１つのアンテナ区域も第１の閾値を満たすことができなければ（例えば、無線電力受信器がアンテナグループ間の境界に位置し得るため）、第２の閾値がまた、無線電力を無線電力受信器に送信する２つ以上のアンテナ区域を見つけ出すために利用され得るように（以下に論述されるように）、規定される。この第２の閾値は、較正プロセス中に測定される反射電力の最大量の別の割合（例えば、６５％）であり得る。いくつかの実施形態では、第１及び第２の閾値は、較正プロセスを経験する装置の装置毎のそれぞれの装置固有第１及び第２の閾値として判断される。
【0185】
[00225] いくつかの実施形態では、方法９００は（ｉ）２つ以上のアンテナ区域のいずれのアンテナ区域も第１の閾値電力量を無線電力受信器に転送していないことと、（ｉｉ）２つ以上のアンテナ区域の追加のアンテナ区域に関連付けられた追加の電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たすこととを判断すること（９２８の「いいえ」）を含む。例えば、それぞれの電力配送パラメータは、２つ以上の区域の１つの区域によって無線電力受信器に転送される第１の電力量が第２の閾値電力量より大きく且つ第１の閾値電力量未満あることを示し、追加の電力配送パラメータは、追加のアンテナ区域によって無線電力受信器に転送される第２の電力量が第２の閾値電力量より大きく且つ第１の閾値電力量未満であることも示す。換言すれば、２つ以上のアンテナ区域のいずれのアンテナ区域も、第１の閾値電力量を満たすために十分な電力を無線電力受信器に転送することができなければ、本方法は、第２の下側閾値電力量を満たすために十分な電力をアンテナグループの２つが無線電力受信器に転送したかどうかを判断することに進む。例えば、無線電力受信器は２つのアンテナグループ間の境界に位置し得るため、１つのアンテナグループも第１の閾値を満たすことができないが、これらの２つのアンテナグループは第２の閾値電力量を個々に満たすことができる可能性がある。
【0186】
[00226] ２つ以上のアンテナ区域によって更新された試験送電信号の送信に関連付けられる電力配送パラメータが電力配送判断基準を満たす（９３２の「はい」）ことを近接場充電パッドの１つ又は複数のプロセッサが判断すると、本方法は、２つ以上のアンテナ区域を使用して複数の追加の送電信号を無線電力受信器に送信すること（９３４）をさらに含む。このような状況は無線電力受信器が２つの隣接アンテナ区域間に置かれると生じ得る。いくつかの実施形態では、２つ以上のアンテナ区域がそれぞれ、電力を無線電力受信器に提供するために追加の複数の送電信号を同時に送信する。
【0187】
[00227] 図９Ｂにも示すように、２つ以上の区域が、電力配送判断基準を満たす電力配送パラメータを有しなければ（９３２の「いいえ」）、方法９００は、無線電力を受信器に効率的に転送する可能性のあるいかなるアンテナ区域も見つけ出されなかったため、受信器（すなわち再び異なる受信器）の探索を開始するために動作９０６に戻る。いくつかの実施形態では、方法９００は代替的に、様々な特性を有する試験送電信号を送信し始め、次に、２つ以上のアンテナ区域が電力配送判断基準を満たすために十分な無線電力を受信器に配送することをそれらの特性が許容することができるかどうかどうかを判断するために動作９２４に戻り得る。いくつかの実施形態では、方法９００は動作９２４に所定回数（例えば、２回）戻り、２つ以上の区域が、電力配送判断基準を満たす電力配送パラメータを依然として有しなければ、本方法はこの時点で、新しい受信器を探索し始めるために動作９０６に戻る。
【0188】
[00228] いくつかの実施形態では、電力を受信器に無線で配送する（例えば、動作９２２、９３０、９３４において）ために使用されるアンテナ区域を成功裡に見つけ出した後、方法９００は新しい受信器を探索し始めるために動作９０６に戻る。近接場充電パッドは、いくつかの実施形態では、無線電力を複数の受信器に任意の特定の時点で同時に配送することができ、したがって、方法９００全体を再び繰り返すことは、無線電力をこれらの複数の受信器のそれぞれに送信するためにいずれのアンテナ区域を使用するべきかを近接場充電パッドが適切に判断し得るようにする。
【0189】
[00229] いくつかの実施形態では、近接場充電パッドのアンテナ区域のアンテナ区域毎のそれぞれの電力配送パラメータを判断するために使用される情報は、近接場充電パッドの無線通信部品を介して無線電力受信器によって近接場充電パッドに提供される（例えば、受信器は、上に論述された試験送電信号から受信器によって受信される電力の量を判断するために使用される情報を送信する）。いくつかの実施形態では、この情報は近接場充電パッドの無線通信部品と無線電力受信器との間の接続を介して送信され、この接続は、無線電力受信器が近接場充電パッド上に置かれたことを判断すると確立される。
【0190】
[00230] 加えて、いくつかの実施形態では、近接場充電パッドはアンテナ区域を動的に生成又は規定する。例えば、図１Ｂを参照すると、近接場充電パッドは、単一アンテナ２１０－Ａを含むように第１のアンテナ区域２９０－１を規定し得、２つ以上のアンテナ２１０を含むように別のアンテナ区域２９０－Ｎを規定し得る。いくつかの実施形態では、上に論述された方法９００の様々な段階で、アンテナ区域は再規定され得る。例えば、電力配送判断基準を満たす電力配送パラメータを２つ以上のアンテナ区域が有しないという判断に従って（９３２の「いいえ」）、近接場充電パッドは、それぞれが複数のアンテナを含むようにアンテナ区域を再規定し得る（各アンテナ区域に単一アンテナを含ませる代わりに）。このようにして、方法９００は、近接場充電パッド上に置かれた受信器に無線電力を送信するために使用され得る適切なアンテナ区域が見つけ出されることを保証することを促進するためにアンテナ区域を動的に規定することができる。
【0191】
[00231] 図１０は、いくつかの実施形態による近接場充電パッド内の１つ又は複数のアンテナグループを選択的に活性化するプロセス１０００を示す概要である。プロセス１０００における動作のいくつかは図９Ａ～図９Ｂの方法９００を参照して上に説明した動作に対応する又はそれを補完する。図１０に示すように、プロセス１０００は、近接場充電パッド（例えば、ＲＦ充電パッド１００、図１Ａ～図１Ｂ、図２Ａ）が近接場充電パッドの範囲内の、且つその後、近接場充電パッド上の無線電力受信器（例えば、無線電力受信器１０４、図１２Ｂ）を検出すること（１００２）で始まる（動作１００２は図９Ａの動作９０６から動作９１２の「はい」までに対応する）。プロセス１０００は、粗探索を行うこと（１００４）、密探索を行うこと（１００６）、且つ電力制御ルーチンを実行すること（１００８）をさらに含む。プロセス１０００内の各工程は、図１１Ａ～図１１Ｅを参照して以下にさらに詳細に説明される。プロセス１０００は、いくつかの実施形態では、近接場充電パッドが近接場充電パッド上の、且つその後、近接場充電パッドの範囲内の無線電力受信器を検出すること（１００２）で始まることに留意するべきである。
【0192】
[00232] 図１１Ａは、近接場充電パッドの範囲内の、且つその後、近接場充電パッド上（又はいくつかの実施形態では、近接場充電パッド上の、且つその後、近接場充電パッドの範囲の）の無線電力受信器を検出するためのプロセス１００２を詳述するフローチャートである。プロセス１００２は、近接場充電パッドを使用可能にする（１１０２）こと（すなわち近接場充電パッドの電源をオンすること）を含む。その後、近接場充電パッドは、無線電力受信器を走査し（１１０４）、受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）に少なくとも部分的に基づいて近接場充電パッドの範囲内の無線電力受信器を検出する（１１０６）。ＲＳＳＩを取得するために、近接場充電パッドは、無線電力受信器に関連付けられた無線通信部品によって同報通信される信号（例えば、Bluetooth広告信号）を走査するために無線通信部品（例えば、Bluetooth無線などの通信部品（群）２０４、図２Ａ）を使用し得る。近接場充電パッドの範囲内の無線電力受信器を検出することは、方法９００の動作９０６を参照して上にさらに詳細に論述された。
【0193】
[00233] 次に、近接場充電パッドは近接場充電パッド上の無線電力受信器を検出する（１１０８）。いくつかの実施形態では、近接場充電パッドは、無線電力受信器が近接場充電パッド上に置かれたことを判断するまでは無線電力受信器は近接場充電パッド上にあることを動作９０８～９１４を参照して上に論述されたプロセスを使用して確定する。いくつかの実施形態では、動作（１１０８）は、動作（１１０２）前に発生する。
【0194】
[00234] 続いて、近接場充電パッドは、近接場充電パッド上で無線電力受信器を検出することに応答して無線電力受信器との通信チャネルを確定する（１１１０）。
【0195】
[00235] 次に図１１Ｂに移ると、本方法は、近接場充電パッドが粗探索（１００４）を行うプロセス１００４に進む。粗探索１００４を行う際、近接場充電パッドはアンテナ区域（例えば、アンテナ区域２９０－１、図１Ｂ）の電力を使用可能にする（１１２２）ことで始まる。粗探索１００４を行う際、近接場充電パッドは、アンテナ区域（例えば、アンテナ区域２９０－１、図１Ｂ）の電力を使用可能にする（１１２２）ことで始まる。いくつかの実施形態では、アンテナ区域の電力を使用可能にすることは、第１の組の伝送特性（例えば、位相、利得、方向、振幅、偏極及び／又は周波数）を有する試験送電信号を、アンテナ区域に含まれるアンテナ素子によって送信する（例えば、ＲＦ送電器集積回路１６０がアンテナ区域を活性化するために１つ又は複数の制御信号をスイッチ２９５に提供した後に）ことを含む。試験送電信号を送信することは、方法９００の工程９１６～９１８を参照して上にさらに詳細に論述された。
【0196】
[00236] 粗探索１００４を続けることにより、近接場充電パッドは、無線電力受信器によって受信される電力量（「報告された電力」）を記録する（１１２４）。いくつかの実施形態では、報告された電力は、動作１１１０において確定された通信チャネルを介して無線電力受信器によって近接場充電パッドに伝達される。
【0197】
[00237] 近接場充電パッドは、近接場充電パッドのために規定されたすべてのアンテナ区域に関し上記工程（１１２２）、（１１２４）を繰り返す（１１２６）（例えば、ＲＦ送電器集積回路１６０は、すべてのアンテナ区域を選択的に活性化するために１つ又は複数の制御信号をスイッチ２９５に提供する）。その後、いくつかの実施形態では、近接場充電パッドは、報告された電力（例えば、環境に依存して２つ又は３つの区域又はそれより大きい又は少ない数の区域）と設定された閾値（例えば、電力配送判断基準）とに基づいて一組のアンテナ区域を選択する（１１２８）。論述を簡単にするために、一組のアンテナ区域内の各アンテナ区域（例えば、アンテナ区域２９０－１、図１Ｂ）は単一アンテナ２１０を含む。しかし、一組のアンテナ区域を選択する代わりに、近接場充電パッドは、複数のアンテナ２１０を含む単一アンテナ区域を選択する可能性があることも理解するべきである。例えば、図１Ｂに示すように、アンテナ区域２９０－Ｎは複数のアンテナ２１０を含む。加えて、一組のアンテナ区域内の各アンテナ区域は、環境に依存して複数のアンテナも含む可能性がある。
【0198】
[00238] 次に図１１Ｃに移ると、報告された電力に基づいて一組のアンテナ区域を選択した後、近接場充電パッドは密探索プロセスを行う（１００６）。いくつかの実施形態では、密探索１００６は、いずれのアンテナ区域（群）が電力を無線電力受信器に無線で配送するのに最も適するかを近接場充電パッド上の無線電力受信器の位置に基づいて判断するために使用される。密探索を行う（１００６）際、近接場充電パッドは、粗探索を使用することによって選択された一組のアンテナ区域から少なくとも１つのアンテナ区域を選択し（１１３２）、且つ少なくとも１つのアンテナ区域に関して、近接場充電パッドは、利用可能周波数及び／又はインピーダンス全体にわたって掃引する（１１３４）（すなわち少なくとも１つのアンテナ区域によって送電信号の送信をチュ－ニングする）。その後、近接場充電パッドは、無線電力受信器によって報告される受信された電力の量を最大化することを生じるそれらの特性を記録する（１１３６）。いくつかの実施形態では、動作１１３４、１１３６は一組のアンテナ区域内のアンテナ区域毎に繰り返され（１１３８）、近接場充電パッドは、最大電力量を無線電力受信器に配送するアンテナ区域（Ｚ１）を選択する（１１４０）。加えて、近接場充電パッドは、無線電力受信器への最大電力量の配送を実現するためにアンテナ区域Ｚ１による周波数（及び他の伝送特性）並びにリレー位置も記録する。
【0199】
[00239] いくつかの環境又は状況では、アンテナ区域Ｚ１によって無線電力受信器に配送される電力の量は電力の閾値量を満足しない。これらの環境又は状況では、近接場充電パッドは図１１Ｄに示される隣接区域探索を行う（１００７）。いくつかの実施形態では、隣接区域探索１００７は、無線受電器に配送される電力の量を増加するために活性化され得る（例えば、ＲＦ送電器集積回路１６０は、１つ又は複数の制御信号をスイッチ２９５に提供する）、選択されたアンテナ区域Ｚ１の１つ又は複数の隣接区域を識別するために使用される。例えば、これは、無線電力受信器が近接場充電パッドの隣接アンテナ区域間の境界に位置する（例えば、２つのアンテナ区域、３つのアンテナ区域又は４つのアンテナ区域間の交差部に位置する）と、発生し得る。隣接区域探索を行う（１００７）際、近接場充電パッドは選択されたアンテナ区域Ｚ１の隣接アンテナ区域（ＺＡ）を識別する（１１４２）。いくつかの実施形態では、隣接区域（ＺＡ）を識別することは最大５つの隣接区域を識別することを含む。
【0200】
[00240] 次に、近接場充電パッドは、選択されたアンテナ区域Ｚ１と各識別された隣接区域とを対にし（１１４４）、すべてのアンテナチューニング組み合わせにわたって掃引し（１１４６）、すべての利用可能周波数（及び恐らく他の伝送特性）にわたって掃引する（１１４８）。その後、近接場充電パッドは、隣接区域（ＺＡ）の中からアンテナ区域の組み合わせを選択する（１１５０）。例えば、近接場充電パッドは、「選択されたアンテナ区域Ｚ１が、これらのアンテナ区域のいずれかが無線電力受信器に個々に配送することができるものより高い電力量を無線電力受信器に配送する」ことを判断し得る。別の例では、近接場充電パッドは、選択されたアンテナ区域Ｚ１及び２つ（又は３つ）の他の隣接区域が最大電力量を無線電力受信器に配送することを判断し得る。所望の組み合わせのアンテナ区域を選択する際、近接場充電パッドは、無線電力受信器に配送される最大電力量を生成するために使用される伝送特性を記録する。密探索及び隣接区域探索を行うことも、方法９００の工程９２４～９３２を参照して上により詳細に論述された。
【0201】
[00241] 密探索１００６（及び必要に応じ隣接区域探索１００７）を行った後、近接場充電パッドはその例が図１１Ｅに示される電力制御ルーチン（１００８）を実行する。いくつかの実施形態では、電力制御ルーチンは、無線電力受信器と近接場充電パッドとの両方が無線電力受信器に配送されている電力の量を連続的に監視することを可能にする。このようにして、無線送電に対する調整は無線電力受信器から受信されたフィードバックに基づいてなされ得る。例えば、配送された電力が設定閾値未満であれば、無線電力受信器は近接場充電パッドから電力増加を要求し得る。図１１Ｅは、受信器に配送される無線電力の量の増加又は低減を受信器に要求させ得るように使用され得る様々な動作と、配送される無線電力の量の増加又は低減の受信器の要求に応答して、受信器に配送される無線電力の量をいずれの時点で増加又は低減するべきかを判断するために近接場充電パッドによって実行されるプロセスとを示す。
【0202】
[00242] 上述のアンテナ素子１２０（例えば、図１Ｂを参照されたい）は、それぞれのアンテナ素子１２０に沿った様々な場所に結合される複数の適応型負荷端子（例えば、複数の適応型負荷端子１２１）を有するようにも構成され得る。複数の適応型負荷端子を有するアンテナ素子１２０の例は図１２を参照して以下に提供される。図１２は、いくつかの実施形態による、ＲＦ充電パッドの複数の適応型負荷（図３～図８を参照して上に説明したようなこのようなアンテナのアレイの一部であり得る）を有する送信アンテナ素子（ユニットセル）を示す概略図である。いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１２００は１つ又は複数のアンテナ素子１２０１（図３Ｂ、図４、図６Ａ～図６Ｅ、図７Ａ～図７Ｄ及び図８に示すようなアンテナ素子の任意のものであり得る）を含む。各アンテナ素子１２０１は、電力増幅器１２０８に又はアンテナ素子１２０１の第１の端部におけるそれぞれの電力源に接続され得るそれぞれの電力増幅器（ＰＡ）切り替え回路１２０８（図３ＡのＰＡ切り替え回路１０３のそれぞれの１つものであり得る）によって給電される。
【0203】
[00243] いくつかの実施形態では、電力増幅器１２０８を含む入力回路は追加的に、入力信号の周波数を変更し得る装置又は同時に複数の周波数で動作し得る装置（発振器又は周波数変調器など）を含み得る。
【0204】
[00244] いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１２００の各アンテナ素子１２０１は、それぞれのアンテナ素子１２０１内の複数の場所に複数のそれぞれの適応型負荷端子１２０２（例えば、１２０２ａ、１２０２ｂ、１２０２ｃ、．．．１２０２ｎ）を含む。いくつかの実施形態では、アンテナ素子１２０１は蛇行線パターン（図３、図４、図６～図８を参照して上に論述したような）を形成する導電線を含む。いくつかの実施形態では、アンテナ素子１２０１の複数の適応型負荷端子１２０２の各適応型負荷端子は、図１２に示すようにアンテナ素子１２０１の導電性蛇行線上の様々な場所に配置される。
【0205】
[00245] いくつかの実施形態では、蛇行線アンテナ素子１２０１は、１平面内に複数の曲がり角を有する導電線を含む。いくつかの実施形態では、複数の曲がり角は、図１２のアンテナ素子１２０１に示すような方形曲がり角であり得る。いくつかの実施形態では、複数の曲がり角は先の丸い曲がり角であり得る。導電線は、可変幅のセグメント（例えば、第１の幅を有するセグメント１２０６、第１の幅未満である第２の幅を有する短い長さのセグメント１２０７）も有し得る。いくつかの実施形態では、適応型負荷端子１２０２ａの少なくとも１つは短長セグメント（例えば、短長セグメント１２０７）の１つに配置され、別の適応型負荷端子は第１の幅を有するセグメント１２０６の１つのいずれかの箇所に配置される。いくつかの実施形態では、適応型負荷端子１２０２の少なくとも１つは、例えば、幅セグメント上のいずれかの箇所（例えば、蛇行線アンテナ素子１２０１の幅セグメントの中央）に配置される又は接続される。いくつかの実施形態では、最後の適応型負荷端子１２０２ｎは導電線の第２の端部（図３、図４、図６～図８を参照して上に説明したアンテナ素子１２０１の入力端子１２０３における第１の端と反対側）に配置される。いくつかの実施形態では、ある設計及び最適化では、適応型負荷端子は蛇行線アンテナ素子１２０１の第２の端部に必ずしも配置されないが、アンテナ素子１２０１の任意の位置に配置され得る。
【0206】
[00246] いくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１２００は、中央処理ユニット１２１０（本明細書ではプロセッサ１２１０とも呼ばれる）も含む（又はそれと通信する）。いくつかの実施形態では、プロセッサ１２１０は、例えば、適応型負荷端子１２０２の各適応型負荷端子の複数の負荷ピック又は適応型負荷１２１２（例えば、１２１２ａ、１２１２ｂ、１２１２ｃ、．．．１２１２ｎ）と通信することにより、ＲＦ信号周波数を制御するように、且つ適応型負荷端子１２０２のそれぞれにおけるインピーダンス値を制御するように構成される（図３Ａ、３Ｂの負荷ピック又は適応型負荷１０６を参照して上に論述したように）。
【0207】
[00247] いくつかの実施形態では、電子装置（例えば、ストリーミングメディア装置又はプロジェクタの筐体内に一体化され得る充電パッド１２００の上に置かれるリモコンなどの内部又は外部接続部品として受信器１２０４を含む装置）は、電池を充電する及び／又は電子装置を直接給電するために充電パッド１２００の１つ又は複数のＲＦアンテナ素子１２０１から受信器１２０４に転送されるエネルギーを使用する。
【0208】
[00248] いくつかの実施形態では、アンテナ素子１２０１の特定の区域（例えば、充電される電子装置（内部又は外部接続ＲＦ受信器１２０４を有する）が充電パッド上に置かれる場所の下に位置するアンテナ素子１２０１上の区域）又は選択された位置における適応型負荷端子１２０２が、受信器１２０４によって受信される電力を最大化するために最適化される。例えば、ＣＰＵ１２１０は、内部又は外部接続ＲＦ受信器１２０４を有する電子装置がアンテナ素子１２０１上の特定の区域内のパッド１２００上に置かれたという指標を受信すると、ＲＦ受信器１２０４に転送される電力を最大化するために、ＲＦ適応端子１２０２にそれぞれ結合される複数の適応型負荷１２１２（例えば、適応型負荷１２１２ａ、１２１２ｂ、１２１２ｃ、．．．１２１２ｎ）を適合化し得る。一組の適応型負荷１２１２を適合化することは、「ＣＰＵ１２１０が、適応型負荷の１つ又は複数の適応型負荷に、アンテナ素子１２０１の様々な位置に結合される適応型負荷端子１２０２の１つ又は複数の適応型負荷端子の様々なインピーダンス値を試みるように命令する」ことを含み得る。適応型負荷の適合化に関する追加の詳細は、上に提供されたため、簡潔性のために、本明細書では繰り返さない。
【0209】
[00249] アンテナ素子１２０１の導電線の特定の位置／部分における実効インピーダンス値（Ｚｅｆｆｅｃｔｉｖｅ）は、多くの変数によって影響されるため、アンテナ素子１２０１上の様々な場所に結合される適応型負荷端子１２１２の構成を調整することによって操作され得る。いくつかの実施形態では、セクション１２２５（アンテナ素子１２０１の端子１２０３で始まり受信器１２０４の端まで伸びる）とセクション１２２７（送信アンテナ素子１２０１の残りと端末１２０２ｎとによって形成される）とを分割する点から始まりＴＸアンテナ１２０１の適応型負荷１２１２ｎへの接続（例えば、端子１２０２ｎ）において終了する実効インピーダンス値（Ｚｅｆｆｅｃｔｉｖｅ）は、ＴＸアンテナ１２０１上の受信器１２０４の位置に基づいて、且つセクション１２２７内の様々な位置において適応型負荷１２１２によって提供される一組の選択された負荷に基づいて変化することになる。いくつかの実施形態では、選択された負荷は、次のような方法でＺｅｆｆｅｃｔｉｖｅをチューニングするために適応型負荷１２１２（プロセッサ１２１０と協力して）によって最適化される：端子１２０３と受信器１２０４間で転送されるエネルギーが最大値に達する（例えば、パッド１２００のアンテナ素子によって送信されるエネルギーの７５％以上（９８％など）がＲＦ受信器１２０４によって受信される）一方、エネルギー転送がまた、端子１２０３から端子１２０２ｎまで最小値のままであり得る（例えば、パッド１２００のアンテナ素子によって送信されたエネルギーの２５％未満（２％程度も含む）が、ＲＦ受信器１２０４によって受信されず、セクション１２２７内に位置する端子まで到達して終わる又は後方反射されて終わる）。
【0210】
[00250] いくつかの実施形態では、複数の適応型負荷１２１２の選択されたいくつかの適応型負荷１２１２は、アンテナ素子１２０１のインピーダンス及び／又は周波数を調整するためにアンテナ素子１２０１上で使用される（プロセッサにより１２１０）。一例では、図１２を参照すると、適応型負荷端子１２０２ａ、１２０２ｃのみが特定の時点に適応型負荷１２１２ａ、１２１２ｃにそれぞれ接続される一方、適応型負荷端子１２０２ｂ、１２０２ｎは特定の時点に切り離される。別の例では、図１２を参照すると、適応型負荷端子１２０２ａ、１２０２ｎのみが特定の時点に適応型負荷１２１２ａ、１２１２ｎにそれぞれ接続される一方、適応型負荷端子１２０２ｂ、１２０２ｃは特定の時点に切り離される。いくつかの実施形態では、適応型負荷端子１２０２のすべてが特定の時点にそれぞれの適応型負荷１２１２に接続される。いくつかの実施形態では、適応型負荷端子１２０２のいずれも特定の時点にそれぞれの適応型負荷１２１２に接続されない。いくつかの実施形態では、選択された適応型負荷端子１２１２に接続される適応型負荷１２１２のそれぞれのインピーダンス値はエネルギー転送を最適化するために個々に調整される。
【0211】
[00251] 蛇行線アンテナがマルチバンド動作用に最適化される実施形態では、単一アンテナ素子内の複数の適応型負荷構成がまた、上の図３Ｂにおいて説明したように単一アンテナ素子内の単一適応型負荷構成と比較してより広い周波数帯調整を可能にする。単一アンテナ素子内の複数の適応型負荷構成は、単一アンテナ素子上の複数の周波数帯動作をさらに強化する。例えば、複数の適応型負荷端子を有する単一アンテナ素子１２０１は、１つの適応型負荷端子によって構成されるそのアンテナ素子より広い周波数帯で動作することができる。
【0212】
[00252] いくつかの実施形態では、一組の適応型負荷１２１２を調整することは、同様に又は代替的に、最大量のエネルギーがＲＦ受信器１２０４に転送される周波数が見出されるまで様々な周波数でＲＦ信号をＣＰＵ１２１０が一組のアンテナ素子に送信させることを含む。いくつかの実施形態では、例えば、アンテナ素子の１つが第１の周波数でＲＦ信号を送信し、アンテナ素子の別のものは第１の周波数と異なる第２の周波数でＲＦ信号を送信する。いくつかの実施形態では、インピーダンス値及び／又は一組のアンテナ素子が送信する周波数を調整することは、ＲＦ受信器１２０４に転送されるエネルギーの量に対する変更を生じる。このようにして、最大化されるＲＦ受信器１２０４に転送されるエネルギーの量（例えば、パッド１２００のアンテナ素子によって受信器１２０４に送信されるエネルギーの少なくとも７５％を転送するために、且ついくつかの実施形態ではインピーダンス値及び／周波数を調整することが、送信されるエネルギーの最大９８％が受信器１２０４によって受信され得るようにする）は、ＲＦ受信器１２０４が置かれる可能性があるパッド１２００上の任意の特定の点において受信され得る。
【0213】
[00253] いくつかの実施形態では、ＣＰＵ１２１０は、ＲＦ受信器１２０４に転送されるエネルギーの量が所定の閾値を横切る（例えば、送信されたエネルギーの７５％以上（最大９８％など）が受信される）と、又は多くのインピーダンス及び／又は周波数値によって送信を試験し、次に、ＲＦ受信器１２０４に転送される最大エネルギーを生じるインピーダンス及び周波数の組み合わせを選択することにより（上の図３Ａ～図３Ｄの適応化方式を参照しても説明されたように）、最大量のエネルギーがＲＦ受信器１２０４に転送されていると判断する。いくつかの実施形態では、プロセッサ１２１０はフィードバックループを介して受信器１２０４に接続される（例えば、メッセージを交換するためにBluetoothローエネルギー（ＢＬＥ）、Wi-Fi、ZigBee、赤外線ビーム、近接電磁界などの無線通信プロトコルを使用してメッセージを交換することにより）。いくつかの実施形態では、適応化方式は、ＲＦ受信器１２０４に転送されるエネルギーを最大化するために適応型インピーダンス負荷１２１２のインピーダンス値とＲＦ周波数との様々な組み合わせを試験するために採用される。このような実施形態では、適応型負荷１２１２のそれぞれはある範囲の値（０～無限大間でなど）に沿ってインピーダンス値を調整するように構成される。いくつかの実施形態では、適応化方式は、１つ又は複数のＲＦ受信器がアンテナ素子１２０１の１つの上に置かれる場合に採用される。
【0214】
[00254] いくつかの実施形態では、周波数とインピーダンスとのいずれの組み合わせがＲＦ受信器１２０４への最大エネルギー転送を生じるかを判断するために、インピーダンス値及び／又は充電パッド１２００のＲＦアンテナ１２０１から発射されるＲＦ信号の周波数を適応的に調整する適応化方式が採用される。例えば、充電パッド１２００に接続されるプロセッサ１２１０は、アンテナ素子１２０１の様々な位置において様々な選択された組の適応型負荷１２１２を使用することにより（例えば、いくつかの適応型負荷１２１２がより良い性能のために適応的に最適化することを試みることを可能又は無効化することにより）、様々な周波数（すなわち許容された動作周波数範囲又は範囲内の）を試みる。例えば、単純な最適化が、各負荷端子をアースに対して開放する／切り離す又は閉じる／短絡するかのいずれかを行い（いくつかの実施形態では、これらの状態間を切り替えるためにリレーが使用される）、また、ＲＦアンテナ素子１２０１を様々な周波数で送信させ得る。いくつかの実施形態では、リレー状態（開放又は短絡された）と周波数との組み合わせ毎に、受信器１２０４に転送されるエネルギーは、監視され、且つ他の組み合わせを使用する際に転送されるエネルギーと比較される。受信器１２０４への最大エネルギー転送を生じる組み合わせが、選択され、且つ１つ又は複数のアンテナ素子１２０１を使用して１つ又は複数のＲＦ信号を受信器１２０４に送信し続けるために使用される。
【0215】
[00255] いくつかの実施形態では、パッド１２００の複数の適応型負荷１２１２を有する単一アンテナ素子１２０１は、２つ以上の異なる周波数帯（上述のＩＳＭ帯など）（例えば、９１５ＭＨｚの中心周波数を有する第１の周波数帯と５．８ＧＨｚの中心周波数を有する第２の周波数帯）において動作するように構成され得る。これらの実施形態では、適応化方式を採用することは、ＲＦ信号を送信し、次に第１の周波数帯の第１の閾値に到達するまで第１の所定の増分で周波数を調整することと、次に、第２の周波数帯の第２の閾値に到達するまで第２の所定の増分（第１の所定の増分と同じであっても又はなくてもよい）で周波数を調整することとを含み得る。いくつかの実施形態では、単一アンテナ素子は１つ又は複数の周波数帯内の複数の異なる周波数で動作し得る。例えば、単一アンテナ素子１２０１は、９０２ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、９２８ＭＨＺ（第１の周波数帯内の）において、且つ次に５．７９５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、５．８０５ＧＨｚ（第２の周波数帯内の）において送信するように構成され得る。単一アンテナ素子１２０１は、マルチバンドアンテナとして２つ以上の周波数帯において動作し得る。少なくとも１つのアンテナ素子１２０１を有する送信器がマルチバンド送信器として使用され得る。
【0216】
[00256] いくつかの実施形態では、それぞれが複数の適応型負荷１２１２を有する複数のアンテナ素子１２０１は、特定の送信パッドが同時に２つ以上の異なる周波数帯においてそれぞれ動作することを可能にするように特定の送信パッド内で構成され得る。例えば、特定の送信パッドの第１のアンテナ素子１２０１は第１の周波数又は周波数帯において動作し、特定の送信パッドの第２のアンテナ素子１２０１は第２の周波数又は周波数帯において動作し、特定の送信パッドの第３のアンテナ素子１２０１は第３の周波数又は周波数帯において動作し、特定の送信パッドの第４のアンテナ素子１２０１は第４の周波数又は周波数帯において動作し、４つの周波数帯は互いに異なる。このようにして、特定の送信パッドは複数の異なる周波数帯において動作するように構成される。
【0217】
[00257] いくつかの実施形態では、本明細書で説明される送信器は、１つの周波数又は周波数帯において無線電力を送信し、別の周波数又は周波数帯においてデータを送信しこのデータを受信器と交換し得る。
【0218】
[00258] 様々な周波数で動作する様々なアンテナ素子は、小型装置がより高い周波数によって充電され、大型装置が同じ充電パッド上でより低い周波数によって充電されると、エネルギー転送効率を最大化し得る。例えば、移動式電話などのより高い電力量を必要とする装置は、より大きいアンテナを含むためにより多くの空間も有し得、したがって９００ＭＨｚのより低い周波数を好適な周波数帯にする。比較として、イヤホンなどの小型装置は、小電力量を必要とし、したがってより長いアンテナに利用可能なより小さい空間も有し得、したがって２．４又は５．８ＧＨｚのより高い周波数を好適な周波数帯にする。この構成は、受信装置内に含まれるアンテナのタイプ及びサイズのより大きい柔軟性を可能にする。
【0219】
[00259] 次に図１３に移ると、いくつかの実施形態に従って、複数の適応型負荷を有する少なくとも１つのＲＦアンテナを使用することにより、高周波（ＲＦ）送電を介して電子装置を充電する方法１３００のフローチャートが提供される。当初、１つ又は複数のＲＦ信号又は波を送信するための少なくとも１つのＲＦアンテナ（例えば、図３～図８をさらに含む上の図１２に関して説明したアンテナ素子１２０１）（すなわちＲＦ電磁波を送信するように設計され送信することができるアンテナ）を含む送信器を含む充電パッドが工程１３０２において提供される。いくつかの実施形態では、ＲＦアンテナ素子のアレイ１２０１が、単一面内に互いに隣接して、積層で又はこれらの組み合わせで配置され、こうしてＲＦ充電パッド１２００（図６Ａ～図６Ｅ、図７Ａ～図７Ｄ及び図８を参照して説明したような）を形成する。いくつかの実施形態では、ＲＦアンテナ素子１２０１はそれぞれ、アンテナ入力端子（例えば、図１２を参照して上に論述された第１の端子１２０３）及び複数のアンテナ出力端子（例えば、図１２を参照して上に論述された複数の適応型負荷端子１２０２）を含む。いくつかの実施形態では、アンテナ素子１２０１は蛇行線配置を形成する導電線（図３～図４及び図６～図１２に示すような）を含む。複数の適応型負荷端子１２０２はアンテナ素子１２０１の導電線の様々な場所に配置される。
【0220】
[00260] いくつかの実施形態では、送信器は、電力入力とアンテナ入力端子間に電気的に結合された電力増幅器（例えば、図１２のＰＡ１２０８）をさらに含む。いくつかの実施形態は、複数のアンテナ出力端子に電気的に結合されたそれぞれの適応型負荷１２１２ａ、１２１２ｂ、１２１２ｃ、．．．１２１２ｎ（例えば、図１２の適応型負荷端子１２０２）も含む。いくつかの実施形態では、送信器は、電源に電気的に結合されるように構成された電力入力と、アンテナに送信される少なくとも１つの電気信号を制御するように構成された少なくとも１つのプロセッサ（例えば、図１２のプロセッサ１２１０、図３Ａ～図３Ｂのプロセッサ１１０）とを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、アンテナに送信される少なくとも１つの信号の周波数及び／又は振幅を制御するようにも構成される。
【0221】
[00261] いくつかの実施形態では、送信器の各ＲＦアンテナは、蛇行線パターンを形成する導電線と、１つ又は複数のプロセッサによって制御される周波数で導電線を貫流する電流を受信するための導電線の第１の端部における第１の端子（例えば、端子１２０３）と、導電線の複数の場所において第１の端子と異なる複数の適応型負荷端子（例えば、端子１２０２）であって、１つ又は複数のプロセッサによって制御されるそれぞれの部品（例えば、図１２の適応型負荷１２１２）に結合され、導電線のインピーダンス値を修正することを可能にする、複数の適応型負荷端子とを含む。いくつかの実施形態では、導電線は多層基板の第１のアンテナ層の上に又はその層内に配置される。またいくつかの実施形態では、第２のアンテナは、多層基板の第２のアンテナ層の上に又はその層内に配置される。最後に、いくつかの実施形態は、多層基板の接地面層の上に又はその層内に配置される接地面も提供する。
【0222】
[00262] いくつかの実施形態では、受信器（例えば、図１２を参照した受信器１２０４）も提供される（図３も参照して説明したように）。受信器は、ＲＦ信号を受信するための１つ又は複数のＲＦアンテナも含む。いくつかの実施形態では、受信器は、１つ又は複数のＲＦ信号を、内部又は外部接続部品として受信器１２０４を含む装置を充電するために利用可能な電力に変換する少なくとも１つのレクテナを含む（図５を参照した工程５０４、５０６、５１０、５１４、５１８も参照されたい）。使用中、受信器１２０４は、送信器又は充電パッドの少なくとも１つのアンテナの近接場高周波距離内に置かれる。例えば、受信器は、少なくとも１つのＲＦアンテナ１２０１又は少なくとも１つのＲＦアンテナ１２０１に隣接する表面（充電パッド１２００の表面など）の上に置かれ得る。
【0223】
[00263] 工程１３０４において、次に、１つ又は複数のＲＦ信号が少なくとも１つのＲＦアンテナ１２０１を介して送信される。
【0224】
[00264] 次に、本システムは、１つ又は複数のＲＦ信号を介して少なくとも１つのアンテナ１２０１から１つ又は複数のＲＦ受信器に転送されるエネルギーの量を判断するために工程１３０６において監視される（上に論述されたように）。いくつかの実施形態では、この監視すること（１３０６）は送信器において発生する一方、他の実施形態では、監視すること（１３０６）は、バックチャネルを介してデータを送信器に送り返す受信器において発生する（例えば、Wi-Fi又はBluetoothを使用することによって無線データ接続全体にわたって）。いくつかの実施形態では、送信器及び受信器はバックチャネルを介してメッセージを交換し、これらのメッセージは、工程１３０８においてなされた調整を通知するために、送信及び／又は受信されるエネルギーを示し得る。
【0225】
[00265] いくつかの実施形態では、工程１３０８では、送信器の特性が、少なくとも１つのＲＦアンテナ１２０１から受信器に転送されるエネルギーの量を最適化することを試みるように適応的に調整される。いくつかの実施形態では、この特性は１つ又は複数のＲＦ信号の周波数及び／又は送信器のインピーダンスである。いくつかの実施形態では、送信器のインピーダンスは調整可能負荷のインピーダンスである。またいくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサがまた、選択された一組の複数の適応型負荷１２１２のインピーダンスを制御するように構成される。インピーダンス及び周波数の調整に関するさらなる詳細及び例は上に提供された。
【0226】
[00266] いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサ（例えば、図１２のＣＰＵ１２１０）が、少なくとも１つのアンテナ１２０１からＲＦ受信器に転送されるエネルギーの監視された量に基づいて適応型負荷のインピーダンスを動的に調節する。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのプロセッサが、アンテナに送信される少なくとも１つの信号の周波数を同時に制御する。
【0227】
[00267] いくつかの実施形態では、パッド１２００の複数の適応型負荷１２１２を有する単一アンテナ素子１２０１は、同時に又は相異なる時間に２つ以上の異なる周波数帯（上述のＩＳＭ帯など）（例えば、９１５ＭＨｚの中心周波数を有する第１の周波数帯と５．８ＧＨｚの中心周波数を有する第２の周波数帯）において動作するように１つ又は複数のプロセッサによって動的に調整され得る。これらの実施形態では、適応化方式を採用することは、ＲＦ信号を送信し、次に第１の周波数帯の第１の閾値に到達するまで第１の所定の増分で周波数を調整することと、次に、第２の周波数帯の第２の閾値に到達するまで第２の所定の増分（第１の所定の増分と同じであっても又はなくてもよい）で周波数を調整することとを含む。例えば、単一アンテナ素子１２０１は、９０２ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、９２８ＭＨＺ（第１の周波数帯内の）において、且つ次に５．７９５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、５．８０５ＧＨｚ（第２の周波数帯内の）において送信するように構成され得る。単一アンテナ素子１２０１はマルチバンドアンテナとして２つ以上の周波数帯において動作し得る。少なくとも１つのアンテナ素子１２０１を有する送信器がマルチバンド送信器として使用され得る。
【0228】
[00268] いくつかの実施形態では、充電パッド又は送信器は、図１２において説明したような複数の適応型負荷を有するアンテナ素子１２０１の１つ又は複数のアンテナ素子と、図３Ａ～図３Ｄに説明したような１つの適応型負荷を有する１つ又は複数のアンテナ素子１２０とを含み得る。
【0229】
[00269] 図１４Ａ～図１４Ｄは、いくつかの実施形態によるＲＦ充電パッド内の複数の周波数又は周波数帯において動作し得る個々のアンテナ素子の様々な構成を示す概略図である。図１４Ａ～図１４Ｄに示すように、ＲＦ充電パッド１００（図３Ａ～図３Ｂ）又はＲＦ充電パッド１２００（図１２）は、可変物理的寸法を有する導電線素子を有するように構成されたアンテナ素子１２０（図３Ｂ）又は１２０１（図１２）を含み得る。
【0230】
[00270] 例えば、図１４Ａ～図１４Ｄは、アンテナ素子の様々な部分において様々な蛇行線パターンに形成された導電線をそれぞれが含むアンテナ素子の構造の例を示す。アンテナ素子の様々な部分又は場所における導電線は、アンテナ素子内の他の導電線と異なる幾何学的寸法（幅、長さ又はトレース寸法若しくはパターン、各トレース間隔など）を有し得る。いくつかの実施形態では、蛇行線パターンは、パッド（又は個々のアンテナ素子）の様々な位置において可変長及び／又は幅で設計され得る。蛇行線パターンのこれらの構成はより多くの自由度を可能にし、したがって、個々のアンテナ素子及びＲＦ充電パッドのより広い動作帯域幅及び／又は結合範囲を可能にする、より複雑なアンテナ構造が構築され得る。
【0231】
[00271] いくつかの実施形態では、本明細書で説明されたアンテナ素子１２０、１２０１は、図１４Ａ～図１４Ｄに示された形状の任意のものを有し得る。いくつかの実施形態では、図１４Ａ～図１４Ｄに示すアンテナ素子のそれぞれは、導電線の一端に入力端子（図１Ｂの１２３又は図１２の１２０３）を、且つ導電線の別の端又は複数の場所に上述のような適応型負荷（図１Ｂの１０６又は図１２の１２１２ａ－ｎ）を有する少なくとも１つの適応型負荷端子（図１Ｂの１２１又は図１２の１２０２ａ－ｎ）を有する。
【0232】
[00272] いくつかの実施形態では、図１４Ａ～図１４Ｄに示すアンテナ素子のそれぞれは２つ以上の異なる周波数で又は２つ以上の異なる周波数帯で動作し得る。例えば、単一アンテナ素子は、いずれの周波数がアンテナ素子のそれぞれの入力端子において提供されるかに依存して、第１の時点に９１５ＭＨｚの中心周波数を有する第１の周波数帯で、且つ第２の時点に５．８ＧＨｚの中心周波数を有する第２の周波数帯で動作し得る。さらに、図１４Ａ～図１４Ｄに示す蛇行線パターンの形状はアンテナ素子が複数の異なる周波数で効率的に動作することを可能にするように最適化される。
【0233】
[00273] いくつかの実施形態では、図１４Ａ～図１４Ｄに示すアンテナ素子のそれぞれは、重畳され得る３つ以上の異なる周波数を入力端子が供給されると、同時に２つ以上の異なる周波数又は２つ以上の異なる周波数帯において動作し得る。例えば、単一アンテナ素子は、９１５ＭＨｚの第１の中心周波数を有する周波数帯と５．８ＧＨｚの中心周波数を有する第２の周波数帯との両方が導電線の入力端子において提供されると９１５ＭＨｚの中心周波数を有する第１の周波数帯と５．８ＧＨｚの中心周波数を有する第２の周波数帯とにおいて同時に動作し得る。さらに別の例では、単一アンテナ素子は１つ又は複数の周波数帯内の複数の異なる周波数で動作し得る。
【0234】
[00274] いくつかの実施形態では、アンテナ素子の動作周波数は、受信器アンテナ寸法、周波数又は受信器負荷及び充電パッド上の適応型負荷に従って、上に説明したように１つ又は複数のプロセッサ（図３Ａ～図３Ｂの１１０又は図１２の１２１０）によって適応的に調整され得る。
【0235】
[00275] いくつかの実施形態では、導電線の様々な部分において様々な蛇行パターンを有する図１４Ａ～図１４Ｄに示すアンテナ素子のそれぞれは、より対称的な蛇行線構造（例えば、図３Ｂ、図４、図６Ａ～図６Ｂ又は図８）と比較して複数の周波数でより効率的に動作し得る。例えば、導電線の様々な部分において様々な蛇行パターンを有する図１４Ａ～図１４Ｄに示すアンテナ素子の様々な動作周波数におけるエネルギー転送効率は、より対照的な対称蛇行線構造素子より少なくとも約５％、いくつかの例では少なくとも６０％だけ改善され得る。例えば、より対照的な蛇行線構造アンテナ素子は、より対照的な蛇行線構造アンテナ素子が設計された周波数以外の新しい周波数で動作する一方、送信されたエネルギーの６０％以下を受信装置に転送することができる可能性がある（例えば、より対照的な蛇行線構造アンテナ素子が９００ＭＨｚで動作するように設計され、次に５．８ＧＨｚの周波数を有する信号を送信すれば、より対照的な蛇行線構造アンテナ素子は６０％のエネルギー転送効率を実現することができる可能性がある）。対照的に、様々な蛇行パターンを有するアンテナ素子（例えば、図１４Ａ～図１４Ｄに示すもの）は、様々な周波数で動作する一方で８０％以上のエネルギー転送効率を実現することができる可能性がある。このようにして、図１４Ａ～図１４Ｄに示すアンテナ素子の設計は、単一アンテナ素子が様々な周波数でより効率的な動作を実現することができることを保証する。
【0236】
[00276] 図１５は、いくつかの実施形態によるアンテナ素子の長さを調整することにより、複数の周波数又は周波数帯において動作し得る個々のアンテナ素子の例示的構成を示す図である。
【0237】
[00277] 図１５に示すようないくつかの実施形態では、ＲＦ充電パッド１５００の１つ又は複数の送信アンテナ素子の少なくとも１つの送信アンテナ素子１５０２（図３～図８と図１３～図１４に説明したような）は、第１の導電性セグメント１５０４（アンテナ素子１２０、１２０１の上に説明したもの任意のものなどの蛇行導電線の第１の部分）と、第２の導電性セグメント１５０６（アンテナ素子１２０、１２０１の上に説明したもの任意のものなどの蛇行導電線の第２の部分）とを有する。いくつかの実施形態では、第１の導電性セグメントは入力端子（図３Ｂの１２３又は図１２の１２０３）を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの送信アンテナ素子１５０２は、第１の導電性セグメント１５０４が第２の導電性セグメント１５０６と結合されていない間、第１の周波数（例えば、２．４ＧＨｚ）において動作するように構成される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの送信アンテナ素子１５０２は、第１の導電性セグメントが第２の導電性セグメントと結合されている間、第１の周波数と異なる第２の周波数（例えば、９００ＭＨｚ）において動作するように構成される。
【0238】
[00278] いくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサ（図３Ａ～図３Ｂの１１０又は図１２の１２１０）は、給電素子（図３Ａ～図３Ｂでは１０８として且つ図１２では１２０８として説明したような）に第１の周波数（例えば、２．４ＧＨｚ）と異なる第２の周波数（例えば、９００ＭＨｚ）を有する電流を生成するように指示することと連携して第１のセグメントと第２のセグメントとの結合を引き起こすように構成され、これによりアンテナ素子１５０２が第２の周波数でより効率的に動作することを可能にする。１つ又は複数のプロセッサは、給電素子に第２の周波数の代わりに第１の周波数を有する電流を生成するように指示することと連携して、第１の導電性セグメントからの第２の導電性セグメントの減結合を引き起こすようにも構成され得、これによりアンテナ素子１５０２が再び第１の周波数でより効率的に動作することを可能にする。いくつかの実施形態では、１つ又は複数のプロセッサは、受信器（例えば、ＲＸ１０４又は１２０４）から受信された情報（受信器が動作するように構成された周波数を識別する）に基づいてこれらの導電性セグメントの結合（又は減結合）を引き起こすべきかどうかを判断するように構成される（例えば、より長い受信アンテナを有する大型装置に関し、この周波数は９００ＭＨｚであり得る一方、小型受信アンテナを有する小型装置に関し、この周波数は２．４ＧＨｚであり得る）。
【0239】
[00279] いくつかの実施形態では、図１５で説明した結合は、２つの接続点の間又は２つの異なるセグメントの間に位置する導電線をバイパスする一方、単一アンテナ素子１５０２の２つの異なるセグメント同士を直接接続することによって実施され得る。いくつかの実施形態では、結合は、アンテナ素子１５０２の３つ以上の異なるセグメント間で実施され得る。単一蛇行線アンテナ素子１５０２の様々な部分又はセグメント同士の結合は、アンテナ素子１５０２の導電線のサイズ又は長さを実効的に変更し、したがって単一アンテナ素子１５０２が様々な周波数で動作することを可能にし得る。単一アンテナ素子１５０２は、マルチバンドアンテナとして２つ以上の周波数帯でも動作し得る。
【0240】
[00280] 図１６Ａは、例示的近接場電力転送システム１６００の概略図の上面斜視図を示す。図１６Ｂは、例示的近接場電力転送システム１６００の概略図の底面斜視図を示す。電力転送システム１６００は、上面１６０１、底面１６０２及び側壁１６０３を含み得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム１６００の部品を含む筐体は、電磁波が通過するための最小の妨害を生成する材料で構築され得る。他の実施形態では、筐体の様々な部分は、透磁率及び誘電率などの様々な電磁的性質を有する材料によって構築され得る。例えば、上面１６０１は、電磁波が最小の妨害で通過することを許容し得る一方、側壁１６０３は、減衰、吸収、反射又は当技術分野で知られた他の技術によって電磁波を妨害し得る。
【0241】
[00281] 電力転送システム１６００は、第２の電力転送システム（図示せず）に隣接する場合にＲＦエネルギーを放射し、したがって電力を転送し得る。したがって、電力転送システム１６００は、送電器として機能するように「送信側」にあり得るか、又は受電器として機能するように「受信側」にあり得る。電力転送システム１６００が送信器に関連付けられるいくつかの実施形態では、電力転送システム１６００（又は電力転送システム１６００の下位部品）は、送信器装置内に組み込まれ得るか、又は送信器装置に外的に有線接続され得る。同様に、電力転送システム１６００が受信器に関連付けられるいくつかの実施形態では、電力転送システム１６００（又は電力転送システム１６００の下位部品）は、受信器装置内に組み込まれ得るか、又は受信器装置に外的に有線接続され得る。
【0242】
[00282] 基板１６０７は、上面１６０１、側壁１６０３及び底面１６０２間に画定される空間内に配置され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム１６００は、筐体を含まない可能性があり、基板１６０７は、上面１６０１、側壁１６０３及び底面１６０２を含み得る。基板１６０７は、吸収、反射、絶縁することができるか又はそうでなければ電流を通す電線路を収容することができる任意の材料（メタマテリアルなど）を含み得る。メタマテリアルは、望ましい透磁率及び誘電率を生じるように設計される広範なクラスの合成材料であり得る。透磁率及び誘電率の少なくとも一方は、電力転送要求及び／又は政府規則の準拠制約に基づき得る。本明細書において開示されるメタマテリアルは、放射を受信又は生成し得、且つ薄い反射器としての役割を果たし得る。
【0243】
[00283] アンテナ１６０４は、上面１６０１上又はその下に構築され得る。電力転送システム１６００が送電器に関連付けられる場合、アンテナ１６０４は、電磁波を送信するために使用され得る。代替的に、電力転送システム１６００が受電器に関連付けられる場合、アンテナ１６０４は、電磁波を受信するために使用され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム１６００は、送受信器として動作し得、アンテナ１６０４は、電磁波を送信することと受信することとの両方を行い得る。アンテナ１６０４は、金属、合金、メタマテリアル及び合成物などの材料で構築され得る。例えば、アンテナ１６０４は、銅又は銅合金で作製され得る。アンテナ１６０４は、電力転送要件に基づいて様々な形状を有するように構築され得る。図１６Ａ、図１６Ｂに示される例示的システム１６００では、アンテナ１６０４は、互いに密接して配置されるアンテナセグメント１６１０を含む螺旋形状で構築される。アンテナセグメント１６１０を貫流する電流は、互いに反対方向であり得る。例えば、アンテナセグメント１６１０ｂ内の電流が図１６Ａの左から右に流れていれば、アンテナセグメント１６１０ａ、１６１０ｃのそれぞれのアンテナセグメントの電流は、右から左に流れ得る。電流の反対方向流れは、電力転送システム１６００の遠距離場における電磁放射の相互相殺を生じる。換言すれば、仮想線１６１５の左側の１つ又は複数のアンテナセグメント１６１０によって生成される遠距離場電磁放射は、仮想線１６１５の右側の１つ又は複数のアンテナセグメント１６１０によって生成される遠距離場電磁放射によって相殺される。したがって、電力転送システム１６００の遠距離場において、電力の漏洩がない可能性がある。しかし、このような相殺は、電力転送システム１６００の電力の転送が発生し得る近接場活性区域内で発生しない可能性がある。
【0244】
[00284] 電力転送システム１６００は、底面１６０２に又はその上に接地面１６０６を含み得る。接地面１６０６は、金属、合金及び合成物などの材料によって形成され得る。一実施形態では、接地面１６０６は、銅又は銅合金によって形成され得る。いくつかの実施形態では、接地面１６０６は、固体シートの材料で構築され得る。他のいくつかの実施形態では、接地面１６０６は、ループ、螺旋、メッシュなどの形状で配置された材料ストリップを使用して構築され得る。電力供給線（図示せず）をアンテナに運ぶビア１６０５は、接地面１６０６を貫通し得る。電力供給線は、電流をアンテナ１６０４に供給し得る。いくつかの実施形態では、接地面１６０６は、アンテナ１６０４に電気的に接続され得る。いくつかの実施形態では、接地面１６０６は、アンテナ１６０４に電気的に接続されない可能性がある。このような実装のために、接地面１６０６からビア１６０５を絶縁する絶縁領域１６０８は、ビア１６０５と接地面１６０６との間に構築され得る。いくつかの実施形態では、接地面１６０６は、アンテナ１６０４によって生成される電磁波の反射器としての役割を果たし得る。換言すれば、接地面は、電力転送システム１６００の底面を越える電磁気伝搬を、底面を越えて形成される透過像を相殺及び／又は反射することによって許容しない可能性がある。接地面によって電磁波を反射することは、上面１６０１から又はそれに向かってアンテナ１６０４によって送信される電磁波を強化し得る。したがって、底面１６０２からの電磁力の漏洩がない可能性がある。
【0245】
[00285] したがって、アンテナ１６０４及び接地面１６０６の結果として、電力転送システム１６００によって送信又は受信される電磁波は、システム１６００の近接場内に蓄積する。システム１６００の遠距離場への漏洩が最小化される。
【0246】
[00286] 図１７Ａは、本開示の一実施形態による例示的近接場電力転送システム１７００の上面斜視図を概略的に示す。いくつかの実施形態では、電力転送システム１７００は、送電器の一部であり得るか又はそれに関連付けられ得る。他のいくつかの実施形態では、電力転送システム１７００は、受電器の一部であり得るか又はそれに関連付けられ得る。電力転送システム１７００は、上面１７０１、底面（図示せず）及び側壁１７０３によって画定される筐体を含み得る。いくつかの実施形態では、筐体は、電磁波が通過するための最小の妨害を生成する材料で構築され得る。他のいくつかの実施形態では、筐体の様々な部分は、透磁率及び誘電率などの様々な電磁的性質を有する材料によって構築され得る。例えば、上面１７０１は、電磁波が最小の妨害で通過することを可能にし得る一方、側壁１７０３は、減衰、吸収、反射又は当技術分野で知られた他の技術によって電磁波を妨害し得る。
【0247】
[00287] 基板１７０７は、上面１７０１、側壁１７０３及び底面１７０２間に画定される空間内に配置され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム１７００は、筐体を含まない可能性があり、基板１７０７は、上面１７０１、側壁１７０３及び底面１７０２を含み得る。基板１７０７は、吸収、反射、絶縁することができるか又はそうでなければ電流を通す電線路を収容することができる任意の材料（メタマテリアルなど）を含み得る。メタマテリアルは、望ましい透磁率及び誘電率を生じるように設計される広範なクラスの合成材料であり得る。透磁率及び誘電率の少なくとも一方は、電力転送要求及び／又は政府規則の準拠制約に基づき得る。本明細書において開示されるメタマテリアルは、放射を受信し得るか若しくは放射を生成し得るか又は薄い反射器としての役割を果たし得る。
【0248】
[00288] アンテナ１７０４は、上面１７０１上又はその下に構築され得る。電力転送システム１７００が送電器の一部であるか又はそれに関連付けられる場合、アンテナ１７０４は、電磁波を送信するために使用され得る。代替的に、電力転送システム１７００が受電器の一部であるか又はそれに関連付けられる場合、アンテナ１７０４は、電磁波を受信するために使用され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム１７００は、送受信器として動作し得、アンテナ１７０４は、電磁波を送信することと受信することとの両方を行い得る。アンテナ１７０４は、金属、合金、メタマテリアル及び合成物などの材料で構築され得る。例えば、アンテナ１７０４は、銅又は銅合金で作製され得る。アンテナ１７０４は、電力転送要件に基づいて様々な形状を有するように構築され得る。図１７Ａに示される例示的システム１７００では、アンテナ１７０４は、互いに密接して配置されるアンテナセグメントを含む螺旋形状で構築される。信号供給線（図示せず）は、ビア１７０５を介してアンテナ１７０４に接続され得る。
【0249】
[00289] 図１７Ｂは、例示的送電システム１７００の側面図を概略的に示す。示されるように、上側金属層は、アンテナ１７０４を形成し得、下側金属層は、接地面１７０６を形成し得る。基板１７０７は、上側金属層と下側金属層との間に配置され得る。基板１７０７は、ＦＲ４、メタマテリアル又は当技術分野で知られた任意の他の材料などの材料を含み得る。メタマテリアルは、望ましい透磁率及び誘電率を生じるように設計される広範なクラスの合成材料であり得る。透磁率及び誘電率の少なくとも一方は、電力転送要求及び／又は政府規則の準拠制約に基づく必要があり得る。本明細書において開示されるメタマテリアルは、放射を受信し得るか若しくは又は放射を生成し得るか又は薄い反射器としての役割を果たし得る。
【0250】
[00290] 図１７Ｃは、アンテナ１７０４の上面斜視図を概略的に示す。アンテナ１７０４は、ビア１７０５を通り抜ける供給線（図示せず）の接続点１７０９を含む。図１７Ｄは、接地面１７０６の側面斜視図を概略的に示す。一実施形態では、接地面１７０６は、固体金属層を含む。他のいくつかの実施形態では、接地面１７０６は、ストライプ、メッシュ及び格子などの構造を含み得、完全には固体ではない可能性がある。接地面１７０６は、ビア１７０５が貫通するソケット１７０９も含み得る。ソケット１７０９の周囲で、接地面１７０６は、ソケット１７０９を接地面１７０６の残りから絶縁するために絶縁領域１７１０も含み得る。いくつかの実施形態では、接地面は、ビアを通り抜ける線への電気的接続を有し得、絶縁領域１７１０は、必要とされない可能性がある。
【0251】
[00291] 図１８は、本開示の一実施形態による例示的近接場電力転送システム１８００の上面斜視図を概略的に示す。いくつかの実施形態では、電力転送システム１８００は、送電器の一部であり得るか又はそれに関連付けられ得る。他のいくつかの実施形態では、電力転送システム１８００は、受電器の一部であり得るか又はそれに関連付けられ得る。電力転送システム１８００は、上面１８０１、底面（図示せず）及び側壁１８０３によって画定される筐体を含み得る。いくつかの実施形態では、筐体は、電磁波が通過するための最小の妨害を生成する材料で構築され得る。他のいくつかの実施形態では、筐体の様々な部分は、透磁率及び誘電率などの様々な電磁的性質を有する材料によって構築され得る。例えば、上面１８０１は、電磁波が最小の妨害で通過することを可能にし得る一方、側壁１８０３は、減衰、吸収、反射又は当技術分野で知られた他の技術によって電磁波を妨害し得る。
【0252】
[00292] 基板１８０７は、上面１８０１、側壁１８０３及び底面１８０２間に画定される空間内に配置され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム１８００は、筐体を含まない可能性があり、基板１８０７は、上面１８０１、側壁１８０３及び底面１８０２を含み得る。基板１８０７は、吸収、反射、絶縁することができるか又はそうでなければ電流を通す電線路を収容することができる任意の材料（メタマテリアルなど）を含み得る。メタマテリアルは、望ましい透磁率及び誘電率を生じるように設計される広範なクラスの合成材料であり得る。透磁率及び誘電率の少なくとも一方は、電力転送要求及び／又は政府規則の準拠制約に基づき得る。本明細書において開示されるメタマテリアルは、放射を受信又は送信し得、且つ薄い反射器としての役割を果たし得る。
【0253】
[00293] アンテナ１８０４は、上面上又はその下に構築され得る。電力転送システム１８００が送電器の一部であるか又はそれに関連付けられる場合、アンテナ１８０４は、電磁波を送信するために使用され得る。代替的に、電力転送システム１８００が受電器の一部又はそれに関連付けられる場合、アンテナ１８０４は、電磁波を受信するために使用され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム１８００は、送受信器として動作し得、アンテナ１８０４は、電磁波を送信することと受信することとの両方を行い得る。アンテナ１８０４は、金属、合金、メタマテリアル及び合成物などの材料で構築され得る。例えば、アンテナ１８０４は、銅又は銅合金で作製され得る。アンテナ１８０４は、電力転送要件に基づいて様々な形状を有するように構築され得る。図１８に示す例示的システム１８００では、アンテナ１８０４は、第１の蛇行ポール１８０９ａ及び第２の蛇行ポール１８０９ｂを含むダイポールの形状で構築される。第１の蛇行ポール１８０９ａへの第１の電力供給線（図示せず）は、第１のビア１８０５ａによって運ばれ得る。第２の蛇行ポール１８０９ｂへの第２の電力供給線（図示せず）は、第２のビア１８０５ｂによって運ばれ得る。第１の電力供給線は、電流を第１の蛇行ポール１８０９ａに供給し得、第２の電力供給線は、電流を第２の蛇行ポール１８０９ｂに供給し得る。第１の蛇行ポール１８０９ａは、互いに密接して配置されたアンテナセグメント１８１０を含み、第２の蛇行ポール１８０９ｂは、互いに密接して配置されたアンテナセグメント１８１１を含む。隣接アンテナセグメント１８１０、１８１１を貫流する電流は、互いに反対方向であり得る。例えば、アンテナセグメント１８１０ｂ内の電流が図１８の左から右に流れていれば、アンテナセグメント１８１０ａ、１８１０ｃのそれぞれの電流は、右から左に流れ得る。電力転送システム１８００の任意数のアンテナセグメント１８１０にわたる電流の反対方向流れは、電力転送システム１８００によって生成される遠距離場電磁放射の相互相殺を生じる。追加的に又は代わりに、第１のポール１８０９ａのアンテナセグメント１８１０によって生成される遠距離場電磁放射は、第２のポール１８０９ｂのアンテナセグメント１８１１によって生成される電磁放射によって相殺され得る。遠距離場相殺は、任意数のセグメント１８１０、１８１１にわたって及び／又は任意数のポール１８０９にわたって発生し得ることを理解するべきである。したがって、電力転送システム１８００の遠距離場において、電力の漏洩がない可能性がある。しかし、このような相殺は、電力転送システム１８００の電力の転送が発生し得る近接場活性区域内で発生しない可能性がある。
【0254】
[00294] 電力転送システム１８００は、底面又はその上に接地面（図示せず）を含み得る。接地面は、金属、合金及び合成物などの材料によって形成され得る。一実施形態では、接地面は、銅又は銅合金によって形成され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、固体シートの材料で構築され得る。他のいくつかの実施形態では、接地面は、ループ、螺旋、メッシュなどの形状で配置された材料ストリップを使用して構築され得る。電力供給線をアンテナに運ぶビア１８０５は、接地面を貫通し得る。いくつかの実施形態では、接地面は、アンテナに電気的に接続され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、アンテナ１８０４に電気的に接続されない可能性がある。このような実装のために、接地面からビア１８０５を絶縁する絶縁領域がビア１８０５と接地面との間に構築され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、アンテナ１８０４によって生成される電磁波の反射器としての役割を果たし得る。換言すれば、接地面は、電力転送システム１８００の底面を越える電磁気伝搬を、底面を越えて形成される透過像を相殺及び／又は反射することによって許容しない可能性がある。接地面によって電磁波を反射することは、上面１８０１から又はそれに向かってアンテナ１８０４によって送信される電磁波を強化し得る。したがって、底面からの電磁力の漏洩がない可能性がある。
【0255】
[00295] 図１９は、本開示の一実施形態による例示的近接場電力転送システム１９００の上面斜視図を概略的に示す。いくつかの実施形態では、電力転送システム１９００は、送電器の一部であり得るか又はそれに関連付けられ得る。他のいくつかの実施形態では、電力転送システム１９００は、受電器の一部であり得るか又はそれに関連付けられ得る。電力転送システム１９００は、上面１９０１、底面（図示せず）及び側壁１９０３によって画定される筐体を含み得る。いくつかの実施形態では、筐体は、電磁波が通過するための最小の妨害を生成する材料で構築され得る。他のいくつかの実施形態では、筐体の様々な部分は、透磁率及び誘電率などの様々な電磁的性質を有する材料によって構築され得る。例えば、上面１９０１は、電磁波が最小の妨害で通過することを可能にし得る一方、側壁１９０３は、減衰、吸収、反射又は当技術分野で知られた他の技術によって電磁波を妨害し得る。
【0256】
[00296] 基板１９０７は、上面１９０１、側壁１９０３及び底面１９０２間に画定される空間内に配置され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム１９００は、筐体を含まない可能性があり、基板１９０７は、上面１９０１、側壁１９０３及び底面１９０２を含み得る。基板１９０７は、吸収、反射、絶縁することができるか又はそうでなければ電流を通す電線路を収容することができる任意の材料（メタマテリアルなど）を含み得る。メタマテリアルは、望ましい透磁率及び誘電率を生じるように設計される広範なクラスの合成材料であり得る。透磁率及び誘電率の少なくとも一方は、電力転送要求及び／又は政府規則の準拠制約に基づき得る。本明細書において開示されるメタマテリアルは、放射を受信し得るか若しくは放射を生成し得るか又は薄い反射器としての役割を果たし得る。
【0257】
[00297] アンテナ１９０４は、上面１９０１上又はその下に構築され得る。電力転送システム１９００が送電器の一部であるか又はそれに関連付けられる場合、アンテナ１９０４は、電磁波を送信するために使用され得る。代替的に、電力転送システム１９００が受電器の一部であるか又はそれに関連付けられる場合、アンテナ１９０４は、電磁波を受信するために使用され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム１９００は、送受信器として動作し得、アンテナ１９０４は、電磁波を送信することと受信することとの両方を行い得る。アンテナ１９０４は、金属、合金及び合成物などの材料で構築され得る。例えば、アンテナ１９０４は、銅又は銅合金で作製され得る。アンテナ１９０４は、電力転送要件に基づいて様々な形状を有するように構築され得る。図１９に示す例示的システム１９００では、アンテナ１９０４は、互いに密接して配置されるループセグメント１９１０を含むループの形状で構築される。隣接ループセグメント１９１０を貫流する電流は、互いに反対方向であり得る。例えば、第１のループセグメント１９１０ａ内の電流が図１９の左から右に流れていれば、第２のループセグメント１９１０ｂ内の電流は、右から左に流れ得る。電流の反対方向流れは、電力転送システム１９００の遠距離場における電磁放射の相互相殺を生じる。したがって、電力転送システム１９００の遠距離場において、電力の漏洩がない可能性がある。しかし、このような相殺は、電力転送システム１９００の電力の転送が発生し得る近接場活性区域では発生しない可能性がある。
【0258】
[00298] 電力転送システム１９００は、底面又はその上に接地面（図示せず）を含み得る。接地面は、金属、合金、メタマテリアル及び合成物などの材料によって形成され得る。一実施形態では、接地面は、銅又は銅合金によって形成され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、固体シートの材料で構築され得る。他のいくつかの実施形態では、接地面は、ループ、螺旋、メッシュなどの形状で配置された材料ストリップを使用して構築され得る。アンテナに電力供給線（図示せず）を運ぶビア１９０５は、接地面を貫通し得る。電力供給線は、アンテナ１９０４に電流を提供し得る。いくつかの実施形態では、接地面１０６は、アンテナに電気的に接続され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、アンテナ１９０４に電気的に接続されない可能性がある。このような実装のために、接地面からビア１９０５を絶縁する絶縁領域がビア３０５と接地面との間に構築され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、アンテナ１９０４によって生成される電磁波の反射器としての役割を果たし得る。換言すれば、接地面は、電力転送システム３００の底面を越える電磁気伝搬を、底面を越えて形成される透過像を相殺及び／又は反射することによって許容しない可能性がある。接地面によって電磁波を反射することは、上面１９０１から又はそれに向かってアンテナ１９０４によって送信される電磁波を強化し得る。したがって、底面からの電磁力の漏洩がない可能性がある。
【0259】
[00299] 図２０は、本開示の一実施形態による例示的近接場電力転送システム２０００の上面斜視図を概略的に示す。いくつかの実施形態では、電力転送システム２０００は、送電器の一部であり得るか又はそれに関連付けられ得る。他のいくつかの実施形態では、電力転送システム２０００は、受電器の一部であり得るか又はそれに関連付けられ得る。他のいくつかの実施形態では、電力転送システム２０００は、電力送受信器の一部であり得るか又はそれに関連付けられ得る。電力転送システム２０００は、上面２００１、底面（図示せず）及び側壁２００３によって画定される筐体を含み得る。いくつかの実施形態では、筐体は、電磁波が通過するための最小の妨害を生成する材料で構築され得る。他のいくつかの実施形態では、筐体の様々な部分は、透磁率及び誘電率などの様々な電磁的性質を有する材料によって構築され得る。例えば、上面２００１は、電磁波が最小の妨害で通過することを可能にし得る一方、側壁２００３は、減衰、吸収、反射又は当技術分野で知られた他の技術によって電磁波を妨害し得る。
【0260】
[00300] 基板２００７は、上面２００１、側壁２００３及び底面２００２間に画定される空間内に配置され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム２０００は、筐体を含まない可能性があり、基板２００７は、上面２００１、側壁２００３及び底面２００２を含み得る。基板２００７は、吸収、反射、絶縁することができるか又はそうでなければ電流を通す電線路を収容することができる任意の材料（メタマテリアルなど）を含み得る。メタマテリアルは、望ましい透磁率及び誘電率を生じるように設計される広範なクラスの合成材料であり得る。透磁率及び誘電率の少なくとも一方は、電力転送要求及び／又は政府規則の準拠制約に基づき得る。本明細書において開示されるメタマテリアルは、放射を受信若しくは送信し得るか又は薄い反射器としての役割を果たし得る。
【0261】
[00301] アンテナ２００４は、上面２００１上又はその下に構築され得る。電力転送システム２０００が送電器の一部であるか又はそれに関連付けられる場合、アンテナ２００４は、電磁波を送信するために使用され得る。代替的に、電力転送システム２０００が受電器の一部であるか又はそれに関連付けられる場合、アンテナ２００４は、電磁波を受信するために使用され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム２０００は、送受信器として動作し得、アンテナ２００４は、電磁波を送信することと受信することとの両方を行い得る。アンテナ２００４への電力供給線（図示せず）は、ビア２００５によって運ばれ得る。電力供給線は、電流をアンテナ２００４に提供し得る。アンテナ２００４は、金属、合金、メタマテリアル及び合成物などの材料で構築され得る。例えば、アンテナ２００４は、銅又は、銅合金で作製され得る。アンテナ２００４は、電力転送要件に基づいて様々な形状を有するように構築され得る。図２０に示す例示的システム２０００では、アンテナ２００４は、互いに密接して配置されるアンテナセグメント２０１０を含む同心ループの形状で構築される。図２０に示すように、単一同心ループは、アンテナセグメント２０１０の２つを含み得る。例えば、最内ループは、ループを２つの半分にほぼ分割する仮想線２０１２の右に第１のアンテナセグメント２０１０ｃを、且つ対応する第２のアンテナセグメント２０１０ｃ’を仮想線２０１２の左に含み得る。隣接アンテナセグメント２０１０を貫流する電流は、互いに反対方向であり得る。例えば、アンテナセグメント２０１０ａ’、２０１０ｂ’、２０１０ｃ’内の電流が図２０の左から右に流れていれば、アンテナセグメント２０１０ａ、２０１０ｂ、２０１０ｃのそれぞれのアンテナセグメント内の電流は、右から左に流れ得る。電流の反対方向流れは、電力転送システム２０００の遠距離場において電磁放射の相互相殺を生じる。したがって、電力転送システム２０００の遠距離場への電力の転送がない可能性がある。しかし、このような相殺は、電力転送システム２０００の電力の転送が発生し得る近接場活性区域内で発生しない可能性がある。当業者は、遠距離場における電磁放射の相殺及び近接場内のこのような相殺の欠如が、互いに反対方向に流れる電流によって生成される時変電場及び磁場のマクスウェル方程式の１つ又は複数の解によって決定付けられることを理解することになる。当業者は、近接場活性区域が電力転送システム２０００の極近傍内の電磁力の存在によって画定されることをさらに理解するべきである。
【0262】
[00302] 電力転送システム２０００は、底面又はその上に接地面（図示せず）を含み得る。接地面は、金属、合金及び合成物などの材料によって形成され得る。一実施形態では、接地面は、銅又は銅合金によって形成され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、固体シートの材料で構築され得る。他のいくつかの実施形態では、接地面は、ループ、螺旋、メッシュなどの形状で配置された材料ストリップを使用して構築され得る。アンテナに電力供給線を運ぶビア２００５は、接地面を貫通し得る。いくつかの実施形態では、接地面は、アンテナに電気的に接続され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、アンテナ２００４に電気的に接続されない可能性がある。このような実装のために、接地面からビア２００５を絶縁する絶縁領域がビア２００５と接地面との間に構築され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、アンテナ２００４によって生成される電磁波の反射器としての役割を果たし得る。換言すれば、接地面は、電力転送システム２０００の底面を越える電磁気伝搬を、底面を越えて形成される透過像を相殺及び／又は反射することによって許容しない可能性がある。接地面によって電磁波を反射することは、上面２００１から又はそれに向かってアンテナ２００４によって送信される電磁波を強化し得る。したがって、底面からの電磁力の漏洩がない可能性がある。
【0263】
[00303] 図２１は、本開示の一実施形態による例示的近接場電力転送システム２１００の上面斜視図を概略的に示す。いくつかの実施形態では、電力転送システム２１００は、送電器の一部であり得るか又はそれに関連付けられ得る。他のいくつかの実施形態では、電力転送システム２１００は、受電器の一部であり得るか又はそれに関連付けられ得る。電力転送システム２１００は、上面２１０１、底面（図示せず）及び側壁２１０３によって画定される筐体を含み得る。いくつかの実施形態では、筐体は、電磁波が通過するための最小の妨害を生成する材料で構築され得る。他のいくつかの実施形態では、筐体の様々な部分は、透磁率及び誘電率などの様々な電磁的性質を有する材料によって構築され得る。例えば、上面２１０１は、電磁波が最小の妨害で通過することを可能にし得る一方、側壁２１０３は、減衰、吸収、反射又は当技術分野で知られた他の技術によって電磁波を妨害し得る。
【0264】
[00304] 基板２１０７は、上面２１０１、側壁２１０３及び底面２１０２間に画定される空間内に配置され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム２１００は、筐体を含まない可能性があり、基板２１０７は、上面２１０１、側壁２１０３及び底面２１０２を含み得る。基板２１０７は、吸収、反射、絶縁することができるか又はそうでなければ電流を通す電線路を収容することができる任意の材料（メタマテリアルなど）を含み得る。メタマテリアルは、望ましい透磁率及び誘電率を生じるように設計される広範なクラスの合成材料であり得る。透磁率及び誘電率の少なくとも一方は、電力転送要求及び／又は政府規則の準拠制約に基づき得る。本明細書において開示されるメタマテリアルは、放射を受信若しくは送信し得るか又は薄い反射器としての役割を果たし得る。
【0265】
[00305] アンテナ２１０４は、上面２１０１上又はその下に構築され得る。電力転送システム２１００が送電器の一部であるか又はそれに関連付けられる場合、アンテナ２１０４は、電磁波を送信するために使用され得る。代替的に、電力転送システム２１００が受電器の一部であるか又はそれに関連付けられる場合、アンテナ２１０４は、電磁波を受信するために使用され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム２１００は、送受信器として動作し得、アンテナ２１０４は、電磁波を送信することと受信することとの両方を行い得る。アンテナ２１０４は、金属、合金及び合成物などの材料で構築され得る。例えば、アンテナ２１０４は、銅又は銅合金で作製され得る。アンテナ２１０４は、電力転送要件に基づいて様々な形状を有するように構築され得る。図２１に示す例示的システム２１００では、アンテナ２１０４は、モノポールの形状で構築される。ビア２１０５は、電力供給線（図示せず）をアンテナ２１０４に運び得る。電力供給線は、電流をアンテナ２１０４に提供し得る。
【0266】
[00306] 電力転送システム２１００は、底面又はその上に接地面（図示せず）を含み得る。接地面は、金属、合金及び合成物などの材料によって形成され得る。一実施形態では、接地面は、銅又は銅合金によって形成され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、固体シートの材料で構築され得る。他のいくつかの実施形態では、接地面は、ループ、螺旋、メッシュなどの形状で配置された材料ストリップを使用して構築され得る。電力供給線をアンテナ２１０４に運ぶビア２１０５は、接地面を貫通し得る。いくつかの実施形態では、接地面は、アンテナに電気的に接続され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、アンテナ２１０４に電気的に接続されない可能性がある。このような実装のために、接地面からビア２１０５を絶縁する絶縁領域がビア２１０５と接地面との間に構築され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、アンテナ２１０４によって生成される電磁波の反射器としての役割を果たし得る。換言すれば、接地面は、電力転送システム２１００の底面を越える電磁気伝搬を、底面を越えて形成される透過像を相殺及び／又は反射することによって許容しない可能性がある。接地面によって電磁波を反射することは、上面２１０１から又はそれに向かってアンテナ２１０４によって送信される電磁波を強化し得る。したがって、底面からの電磁力の漏洩がない可能性がある。
【0267】
[00307] 図２２は、本開示の一実施形態による例示的近接場電力転送システム２２００の上面斜視図を概略的に示す。いくつかの実施形態では、電力転送システム２２００は、送電器の一部であり得るか又はそれに関連付けられ得る。他のいくつかの実施形態では、電力転送システム２２００は、受電器の一部であり得るか又はそれに関連付けられ得る。電力転送システム２２００は、上面２２０１、底面（図示せず）及び側壁２２０３によって画定される筐体を含み得る。いくつかの実施形態では、筐体は、電磁波が通過するための最小の妨害を生成する材料で構築され得る。他のいくつかの実施形態では、筐体の様々な部分は、透磁率及び誘電率などの様々な電磁的性質を有する材料によって構築され得る。例えば、上面２２０１は、電磁波が最小の妨害で通過することを可能にし得る一方、側壁２２０３は、減衰、吸収、反射又は当技術分野で知られた他の技術によって電磁波を妨害し得る。
【0268】
[00308] 基板２２０７は、上面２２０１、側壁２２０３及び底面２２０２間に画定される空間内に配置され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム２２００は、筐体を含まない可能性があり、基板２２０７は、上面２２０１、側壁２２０３及び底面２２０２を含み得る。基板２２０７は、吸収、反射、絶縁することができるか又はそうでなければ電流を通す電線路を収容することができる任意の材料（メタマテリアルなど）を含み得る。メタマテリアルは、望ましい透磁率及び誘電率を生じるように設計される広範なクラスの合成材料であり得る。透磁率及び誘電率の少なくとも一方は、電力転送要求及び／又は政府規則の準拠制約に基づき得る。本明細書において開示されるメタマテリアルは、放射を受信若しくは送信し得るか又は薄い反射器としての役割を果たし得る。
【0269】
[00309] アンテナ２２０４は、上面２２０１上又はその下に構築され得る。電力転送システム２２００が送電器の一部であるか又はそれに関連付けられる場合、アンテナ２２０４は、電磁波を送信するために使用され得る。代替的に、電力転送システム２２００が受電器の一部であるか又はそれに関連付けられる場合、アンテナ２２０４は、電磁波を受信するために使用され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム２２００は、送受信器として動作し得、アンテナ２２０４は、電磁波を送信することと受信することとの両方を行い得る。アンテナ２２０４は、金属、合金及び合成物などの材料で構築され得る。例えば、アンテナ２２０４は、銅又は銅合金で作製され得る。ビア２２０５は、電力供給線（図示せず）をアンテナに運び得る。電力供給線は、電流をアンテナ２２０４に提供し得る。アンテナ２２０４は、電力転送要件に基づいて様々な形状を有するように構築され得る。図２２に示す例示的システム２２００では、アンテナ２２０４は、互いに密接して置かれたアンテナセグメント２２１０を含むモノポールの形状で構築される。隣接アンテナセグメント２２１０を貫流する電流は、互いに反対方向であり得る。例えば、アンテナセグメント２２１０ｂ内の電流が図２２の左から右に流れていれば、アンテナセグメント２２１０ａ、２２１０ｃのそれぞれのアンテナセグメントの電流は、右から左に流れ得る。電流の反対方向流れは、電力転送システム２２００の遠距離場における電磁放射の相互相殺を生じる。したがって、電力転送システム２２００の遠距離場において、電力の転送がない可能性がある。しかし、このような相殺は、電力転送システム２２００の電力の転送が発生し得る近接場活性区域内で発生しない可能性がある。当業者は、遠距離場における電磁放射の相殺及び近接場内のこのような相殺の欠如が、互いに反対方向に流れる電流によって生成される時変電場及び磁場のマクスウェル方程式の１つ又は複数の解によって決定付けられることを理解することになる。当業者は、近接場活性区域が電力転送システム２２００の極近傍内の電磁力の存在によって画定されることをさらに理解するべきである。電力転送システム２２００は、底面又はその上に接地面（図示せず）を含み得る。接地面は、金属、合金及び合成物などの材料によって形成され得る。一実施形態では、接地面は、銅又は銅合金によって形成され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、固体シートの材料で構築され得る。他のいくつかの実施形態では、接地面は、ループ、螺旋、メッシュなどの形状で配置された材料ストリップを使用して構築され得る。アンテナに電力供給線を運ぶビア２２０５は、接地面を貫通し得る。いくつかの実施形態では、接地面は、アンテナに電気的に接続され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、アンテナ２２０４に電気的に接続されない可能性がある。このような実装のために、接地面からビア２２０５を絶縁する絶縁領域がビア２２０５と接地面との間に構築され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、アンテナ２２０４によって生成される電磁波の反射器としての役割を果たし得る。換言すれば、接地面は、電力転送システム２２００の底面を越える電磁気伝搬を、底面を越えて形成される透過像を相殺及び／又は反射することによって許容しない可能性がある。接地面によって電磁波を反射することは、上面２２０１から又はそれに向かってアンテナ２２０４によって送信される電磁波を強化し得る。したがって、底面からの電磁力の漏洩がない可能性がある。
【0270】
[00310] 図２３は、本開示の一実施形態による例示的近接場電力転送システム２３００の上面斜視図を概略的に示す。いくつかの実施形態では、電力転送システム２３００は、送電器の一部であり得るか又はそれに関連付けられ得る。他のいくつかの実施形態では、電力転送システム２３００は、受電器の一部であり得るか又はそれに関連付けられ得る。電力転送システム２３００は、上面２３０１、底面（図示せず）及び側壁２３０３によって画定される筐体を含み得る。いくつかの実施形態では、筐体は、電磁波が通過するための最小の妨害を生成する材料で構築され得る。他のいくつかの実施形態では、筐体の様々な部分は、透磁率及び誘電率などの様々な電磁的性質を有する材料によって構築され得る。例えば、上面２３０１は、電磁波が最小の妨害で通過することを可能にし得る一方、側壁２３０３は、減衰、吸収、反射又は当技術分野で知られた他の技術によって電磁波を妨害し得る。
【0271】
[00311] 基板２３０７は、上面２３０１、側壁２３０３及び底面２３０２間に画定される空間内に配置され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム２３００は、筐体を含まない可能性があり、基板２３０７は、上面２３０１、側壁２３０３及び底面２３０２を含み得る。基板２３０７は、吸収、反射、絶縁することができるか又はそうでなければ電流を通す電線路を収容することができる任意の材料（メタマテリアルなど）を含み得る。メタマテリアルは、望ましい透磁率及び誘電率を生じるように設計される広範なクラスの合成材料であり得る。透磁率及び誘電率の少なくとも一方は、電力転送要求及び／又は政府規則の準拠制約に基づき得る。本明細書において開示されるメタマテリアルは、放射を受信若しくは送信し得るか又は薄い反射器としての役割を果たし得る。
【0272】
[00312] アンテナ２３０４は、上面２３０１上又はその下に構築され得る。電力転送システム２３００が送電器の一部であるか又はそれに関連付けられる場合、アンテナ２３０４は、電磁波を送信するために使用され得る。代替的に、電力転送システム２３００が受電器の一部であるか又はそれに関連付けられる場合、アンテナ２３０４は、電磁波を受信するために使用され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム２３００は、送受信器として動作し得、アンテナ２３０４は、電磁波を送信することと受信することとの両方を行い得る。アンテナ２３０４は、金属、合金及び合成物などの材料で構築され得る。例えば、アンテナ２３０４は、銅又は銅合金で作製され得る。アンテナ２３０４は、電力転送要件に基づいて様々な形状を有するように構築され得る。図２３に示す例示的システム２３００では、アンテナ２３０４は、第１の螺旋状ポール２３２０ａ及び第２の螺旋状ポール２３２０ｂを含むハイブリッドダイポールとして構築される。第１の螺旋状ポール２３２０ａに電流を供給する第１の電力供給線は、第１のビア２３０５ａを介して設けられ得、第２の螺旋状ポール２３２０ｂに電流を供給する第２の電力供給線は、第１のビア２３０５ｂを介して設けられ得る。螺旋状ポール２３２０のそれぞれの螺旋状ポール内のアンテナセグメントは、螺旋状ダイポール２３２０によって生成される遠距離場における電磁放射を互いに相殺し得、これにより遠距離場への電力の転送を低減する。例えば、第１の螺旋状ポール２３２０ａ内のアンテナセグメントは、互いに生成される遠距離場電磁放射を相殺し得る。加えて又は選択的に、第１の螺旋状ポール２３２０ａの１つ又は複数のアンテナセグメントによって生成される遠距離場放射は、第２の螺旋状ポール２３２０ｂの１つ又は複数のアンテナセグメントによって生成される遠距離場放射によって相殺され得る。当業者は、遠距離場における電磁放射の相殺及び近接場内のこのような相殺の欠如が、互いに反対方向に流れる電流によって生成される時変電場及び磁場のマクスウェル方程式の１つ又は複数の解によって決定付けられることを理解することになる。
【0273】
[00313] 電力転送システム２３００は、底面又はその上に接地面（図示せず）を含み得る。接地面は、金属、合金及び合成物などの材料によって形成され得る。一実施形態では、接地面は、銅又は銅合金によって形成され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、固体シートの材料で構築され得る。他のいくつかの実施形態では、接地面は、ループ、螺旋、メッシュなどの形状で配置された材料ストリップを使用して構築され得る。アンテナに電力供給線を運ぶビア２３０５は、接地面を貫通し得る。いくつかの実施形態では、接地面は、アンテナに電気的に接続され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、アンテナ２３０４に電気的に接続されない可能性がある。このような実装のために、接地面からビア２３０５を絶縁する絶縁領域がビア２３０５と接地面との間に構築され得る。いくつかの実施形態では、接地面は、アンテナ２３０４によって生成される電磁波の反射器としての役割を果たし得る。換言すれば、接地面は、電力転送システム２３００の底面を越える電磁気伝搬を、底面を越えて形成される透過像を相殺及び／又は反射することによって許容しない可能性がある。接地面によって電磁波を反射することは、上面２３０１から又はそれに向かってアンテナ２３０４によって送信される電磁波を強化し得る。したがって、底面からの電磁力の漏洩がない可能性がある。
【0274】
[00314] ハイブリッドアンテナ２３０４が広帯域及び／又は多周波帯設計のために必要とされ得る。例えば、非ハイブリッド構造は、第１の周波数において且つ送信器と受信器との間の第１の距離において高効率であり得るが、他の周波数及び距離では非効率であり得る。ハイブリッドアンテナ２３０４などのより複雑な構造を取り込むことで、一定範囲の周波数及び距離に沿った高効率を可能にし得る。
【0275】
[00315] 図２４Ａ、２４Ｂは、本開示の一実施形態による例示的近接場電力転送システム２４００の上面斜視図及び側面斜視図をそれぞれ概略的に示す。いくつかの実施形態では、電力転送システム２４００は、送電器の一部であり得るか又はそれに関連付けられ得る。他のいくつかの実施形態では、電力転送システム１００は、受電器の一部であり得るか又はそれに関連付けられ得る。電力転送システム２４００は、上面２４０１、底面２４０２及び側壁２４０３によって画定される筐体を含み得る。いくつかの実施形態では、筐体は、電磁波が通過するための最小の妨害を生成する材料で構築され得る。他のいくつかの実施形態では、筐体の様々な部分は、透磁率及び誘電率などの様々な電磁的性質を有する材料によって構築され得る。例えば、上面２４０１は、電磁波が最小の妨害で通過することを可能にし得る一方、側壁２４０３は、減衰、吸収、反射又は当技術分野で知られた他の技術によって電磁波を妨害し得る。
【0276】
[00316] 基板２４０７は、上面２４０１、側壁２４０３及び底面２４０２間に画定される空間内に配置され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム２４００は、筐体を含まない可能性があり、基板２４０７は、上面２４０１、側壁２４０３及び底面２４０２を含み得る。基板２４０７は、吸収、反射、絶縁することができるか又はそうでなければ電流を通す電線路を収容することができる任意の材料（メタマテリアルなど）を含み得る。メタマテリアルは、望ましい透磁率及び誘電率を生じるように設計される広範なクラスの合成材料であり得る。透磁率及び誘電率の少なくとも一方は、電力転送要求及び／又は政府規則の準拠制約に基づき得る。本明細書において開示されるメタマテリアルは、放射を受信若しくは送信し得るか又は薄い反射器としての役割を果たし得る。
【0277】
[00317] 電力転送システムは、上面２４０１上又はその下に構築され得る階層アンテナ２４０４を含み得る。電力転送システム２４００が送電器の一部であるか又はそれに関連付けられる場合、アンテナ２４０４は、電磁波を送信するために使用され得る。代替的に、電力転送システム２４００が受電器の一部であるか又はそれに関連付けられる場合、アンテナ２４０４は、電磁波を受信するために使用され得る。いくつかの実施形態では、電力転送システム２４００は、送受信器として動作し得、アンテナ２４０４は、電磁波を送信することと受信することとの両方を行い得る。アンテナ２４０４は、金属、合金及び合成物などの材料で構築され得る。例えば、アンテナ２４０４は、銅又は銅合金で作製され得る。アンテナ２４０４は、電力転送要件に基づいて様々な形状を有するように構築され得る。図２４Ａ、２４Ｂに示される例示的システム２４００では、アンテナ２４０４は、レベル０階層アンテナ２４０４ａ及びレベル１階層アンテナ２４０４ｂを有する階層的螺旋構造で構築される。階層アンテナ２４０４のそれぞれは、アンテナセグメントを含み得、アンテナセグメントは、遠距離場放射を相殺するために反対方向に流れる電流を有する。例えば、レベル＿０階層アンテナ２４０４ａ内のアンテナセグメントは、互いに生成される遠距離場電磁放射を相殺し得る。加えて又は別の方法では、レベル＿０階層アンテナ２４０４ａの１つ又は複数のアンテナセグメントによって生成される遠距離場放射は、レベル＿１階層アンテナ２４０４ｂの１つ又は複数のアンテナセグメントによって生成される遠距離場放射によって相殺され得る。アンテナへの電力供給線（図示せず）は、ビア２４０５を介して運ばれる。電力供給線は、電流をアンテナ２４０４に供給し得る。
【0278】
[00318] 電力転送システム２４００は、底面２４０２に又はその上に接地面２４０６を含み得る。接地面２４０６は、金属、合金及び合成物などの材料によって形成され得る。一実施形態では、接地面２４０６は、銅又は銅合金によって形成され得る。いくつかの実施形態では、接地面２４０６は、固体シートの材料で構築され得る。他のいくつかの実施形態では、接地面２４０６は、ループ、螺旋、メッシュなどの形状で配置された材料ストリップを使用して構築され得る。アンテナに電力供給線を運ぶビア２４０５は、接地面２４０６を貫通し得る。いくつかの実施形態では、接地面２４０６は、アンテナ２４０４の１つ又は複数に電気的に接続され得る。いくつかの実施形態では、接地面２４０６は、アンテナ２４０４に電気的に接続されない可能性がある。このような実装のために、接地面２４０６からビア２４０５を絶縁する絶縁領域２４０８がビア２４０５と接地面２４０６との間に構築され得る。いくつかの実施形態では、接地面２４０６は、アンテナ２４０４によって生成される電磁波の反射器としての役割を果たし得る。換言すれば、接地面は、電力転送システム２４００の底面を越える電磁気伝搬を、底面を越えて形成される透過像を相殺及び／又は反射することによって許容しない可能性がある。接地面によって電磁波を反射することは、上面２４０１から又はそれに向かってアンテナ２４０４によって送信される電磁波を強化し得る。したがって、底面２４０２からの電磁力の漏洩がない可能性がある。いくつかの実施形態では、複数の接地面（階層アンテナ２４０４毎の接地面）が存在し得る。いくつかの実施形態では、階層アンテナは、複数のビアを介して運ばれる様々な電力供給線を有する。
【0279】
[00319] 階層アンテナ２４０４は、広帯域及び／又は多周波帯設計のために必要とされ得る。例えば、非階層構造は、第１の周波数において且つ送信器と受信器との間の第１の距離において高効率であり得るが、他の周波数及び距離では非効率であり得る。階層アンテナ２４０４などのより複雑な構造を取り込むことで、一定範囲の周波数及び距離に沿った高効率を可能にし得る。
【0280】
[00320] 図２５Ａ～図２５Ｈは、いくつかの実施形態による代表的近接場アンテナ２５００の様々な図を示す。代表的近接場アンテナ２５００及びその様々な部品は、原寸に比例して描かれない可能性があることに留意するべきである。さらに、いくつか特徴例が示されるが、様々な他の特徴は、簡潔性のために且つ本明細書において開示される実施例の適切な態様を曖昧にしないように示されない。いくつかの例では、近接場アンテナ２５００は、「クワッドポールアンテナ素子」と呼ばれる。いくつかの実施形態では、近接場アンテナ２５００は、充電パッド１００の一部である、例えば、近接場アンテナ２５００の１つ又は複数がアンテナ区域２９０（図１Ｂ）のそれぞれに含まれる。いくつかの実施形態では、近接場アンテナ２５００は、アンテナ区域のそれぞれに含まれる１つのみのアンテナであるが、他のいくつかの実施形態では、近接場アンテナ２５００は、本明細書において説明される他のアンテナと共にそれぞれのアンテナ区域に含まれ得る。さらに他の実施形態では、近接場アンテナ２５００は、アンテナ区域のいくつかのアンテナ区内に１つのみのアンテナとして含まれ得る一方、他のアンテナ区域は、本明細書において説明される他のタイプのアンテナのみを含み得る。
【0281】
[00321] 図２５Ａは、いくつかの実施形態による近接場アンテナ２５００の等角図を示す。示されるように、近接場アンテナ２５００は、反射器２５０４からオフセットされた（例えば、Ｚ軸に沿ってオフセットされた）基板２５０６を含み、したがってギャップが反射器２５０４と基板２５０６との間に形成される。このような配置では、反射器２５０４は、第１の面（例えば、第１の水平面：底面）を画定し、基板２５０６は、第１の面からオフセットされた第２の面（例えば、第２の水平面：上面）を画定する。いくつかの実施形態では、基板２５０６は、誘電体で作製されるが、他の実施形態では、基板２５０６は、絶縁、反射、吸収することができるか又はそうでなければ電流を通す電線路を収容することができる他の材料で作製される。メタマテリアルは、望ましい透磁率及び誘電率を生じるために設計される広範なクラスの合成材料である。透磁率及び誘電率の少なくとも一方は、電力転送要求及び／又は政府規則の準拠制約に基づき得る。様々な実施形態では、本明細書において開示されるメタマテリアルは、放射を受信及び送信するために及び／又は反射器として使用され得る。
【0282】
[00322] いくつかの実施形態では、反射器２５０４は、金属板（例えば、銅、銅合金など）であるが、他のいくつかの実施形態では、反射器２５０４は、メタマテリアルである。反射器２５０４は、近接場アンテナ２５００によって放射されるいくつか電磁気信号を反射するように構成される。換言すれば、反射器２５０４は、近接場アンテナ２５００の底面を越える電磁気伝搬を、近接場アンテナ２５００によって放射される電磁気信号を反射することによって許容しない可能性がある。加えて、反射器２５０４によって電磁気信号を反射することは、基板２５０６から又はそれに向かって近接場アンテナ２５００のアンテナ素子によって送信される電磁気信号のいくつかの電磁気信号を方向転換し得る。いくつかの例では、反射器２５０４は、近接場アンテナ２５００の遠距離場利得を低減する。いくつかの実施形態では、反射器２５０４は、近接場アンテナ２５００によって放射されるいくつか電磁気信号も相殺する。
【0283】
[00323] 基板２５０６は、４つの別個の共面アンテナ素子（本明細書では「放射素子」とも呼ぶ）をさらに含み、４つの別個のアンテナ素子のそれぞれは、それぞれの蛇行パターンに従う。４つの別個の共面アンテナ素子は、それぞれ基板の別個の象限を占有し得る。共面アンテナ素子は、共面アンテナ素子のそれぞれの第１の面が基板２５０６の上面と共面となり、共面アンテナ素子のそれぞれの第２の表面（それぞれの第１の面と反対側の）が基板２５０６の底面と共面となるように基板２５０６内に埋め込まれ得る。それぞれの蛇行パターンは、４つの別個の共面アンテナ素子のそれぞれの実効長を増加するために使用され、したがってアンテナ２５００の外形寸法を低減する一方、アンテナ２５００のより低い共振周波数を生じる。
【0284】
[00324] いくつかの実施形態では、それぞれの蛇行パターンは、すべて同じであるが、他のいくつかの実施形態では、それぞれの蛇行パターンの１つ又は複数は、異なる。４つの別個の共面アンテナ素子のそれぞれは、複数の連続（及び／又は隣接）セグメントを含み、これについて図２５Ｆを参照して以下に論述される。いくつかの実施形態では（図示せず）、複数のセグメント内の各セグメントの形状は、ほぼ同じである（例えば、それぞれは、長方形又は他の形状である）。代替的に、いくつかの他の実施形態では、複数のセグメント内の少なくとも１つのセグメントの形状は、複数のセグメント内の他のセグメントの形状と異なる。様々な組み合わせの形状がそれぞれのアンテナ素子のセグメントを形成するために使用され得、図２５Ａに示される形状は、単に例示であることに留意するべきである。さらに、いくつかの実施形態では、基板２５０６は、含まれず、４つの別個の共面アンテナ素子は、型打ち金属で作製される（すなわち、放射素子は、反射器２５０４の上の開放空間内に着座する）。
【0285】
[00325] ４つの別個の共面アンテナ素子は、第１の放射素子２５０２－Ａ、第２の放射素子２５０２－Ｂ、第３の放射素子２５０２－Ｃ及び第４の放射素子２５０２－Ｄとして図２５Ａに示される。第１の放射素子２５０２－Ａ及び第２の放射素子２５０２－Ｂは、併せて、第１の軸（例えば、Ｘ軸）に沿って配置された（例えば、第１の軸を中心とする）第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａを構成（すなわち形成）する。換言すれば、第１の放射素子２５０２－Ａは、第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａの第１のポールであり、第２の放射素子２５０２－Ｂは、第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａの第２のポールである。第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａは、点線によって指示される。
【0286】
[00326] 加えて、第３の放射素子２５０２－Ｃ及び第４の放射素子２５０２－Ｄは、併せて、第１の軸に対して垂直な第２の軸（例えば、Ｙ軸）に沿って配置された第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂを構成（すなわち形成）する。換言すれば、第３の放射素子２５０２－Ｃは、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂの第１のポールであり、第４の放射素子２５０２－Ｄは、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂの第２のポールである。第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂは、一点鎖線によって指示される。
【0287】
【0288】
[00328] 示されるように、近接場アンテナ２５００は、基板２５０４の中央領域に取り付けられる第１のフィード２５０８－Ａ及び第２のフィード２５０８－Ｂをさらに含む。第１のフィード２５０８－Ａは、第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａを形成する第１及び第２の放射素子２５０２－Ａ、２５０２－Ｂに接続される。具体的には、第１のフィード２５０８－Ａは、コネクタ２５１２－Ａを介して第２の放射素子２５０２－Ｂに、且つ内部ダイポールコネクタ２５１０－Ａを介して第１の放射素子２５０２－Ａに接続される（図２５Ｃ）。第１のフィード２５０８－Ａは、電力増幅器（例えば、電力増幅器１０８、図２６）に由来する電磁気信号を第１及び第２の放射素子２５０２－Ａ、２５０２－Ｂに供給するように構成される。
【0289】
[00329] 第２のフィード２５０８－Ｂは、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂを形成する第３及び第４の放射素子２５０２－Ｃ、２５０２－Ｄに接続される。具体的には、第２のフィード２５０８－Ｂは、コネクタ２５１２－Ｂを介して第４の放射素子２５０２－Ｄに、且つ内部ダイポールコネクタ２５１０－Ｂを介して第３の放射素子２５０２－Ｃに接続される（図２５Ｃ）。第２のフィード２５０８－Ｂは、電力増幅器に由来する電磁気信号を第３及び第４の放射素子２５０２－Ｃ、２５０２－Ｄに供給するように構成される。４つの放射素子は、無線受電装置に給電するか又はそれを充電するために使用される供給された電磁気信号（例えば、無線周波電力波）を放射するように構成される。
【0290】
[00330] いくつかの実施形態では、以下に詳細に説明するように、４つの放射素子は、同時に放射しない。代わりに、無線受電装置に関する情報に基づき、第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａが電磁気信号を供給されるか、又は第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂが電磁気信号を供給されるかのいずれかである。
【0291】
[00331] 第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａによって放射される電磁気信号は、第１の偏極を有し、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂによって放射される電磁気信号は、第１の偏極に対して垂直な第２の偏極を有する。偏極の差異は、第１及び第２のダイポールアンテナ２５０１－Ａ、２５０１－Ｂの配向に少なくとも部分的に起因する。例えば、第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａは、第１の軸（例えば、Ｘ軸）に沿って配置され、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂは、第１の軸に対して垂直である第２の軸（例えば、Ｙ軸）に沿って配置される。したがって、いくつかの例では、電磁気信号は、その偏極が無線受電装置の受電アンテナの偏極に整合するダイポールアンテナに供給される。ダイポールアンテナの１つを電磁気信号供給源（すなわち電力増幅器１０８）に選択的に結合する過程は、方法３０００において（図３０）説明される。
【0292】
[00332] 以下の論述を簡単にするために、基板２５０６及び放射素子２５０２－Ａ～２５０２－Ｄは、適切な場合、「放射器２５０７」とまとめて呼ばれる。
【0293】
[00333] 図２５Ｃ～図２５Ｄは、近接場アンテナ２５００の様々な側面図を示す。ここで、図２５Ｄの側面図は、図２５Ｃの側面図に対して９０度回転される。いくつかの実施形態又は状況では、第１のフィード２５０８－Ａは、コネクタ２５１２－Ａによって第２の放射素子２５０２－Ｂに、且つ内部ダイポールコネクタ２５１０－Ａによって第１の放射素子２５０２－Ａに接続される（図２５Ｂは、内部ダイポールコネクタ２５１０－Ａも示す）。いくつかの実施形態又は状況では、第２のフィード２５０８－Ｂは、コネクタ２５１２－Ｂによって第４の放射素子２５０２－Ｃに、且つ内部ダイポールコネクタ２５１０－Ｂによって第３の放射素子２５０２－Ｃに接続される（図２５Ｂは、内部ダイポールコネクタ２５１０－Ｂも示す）。
【0294】
[00334] 図２５Ｅは、いくつかの実施形態による近接場アンテナ２５００の別の側面図を示す。示されるように、第１及び第２のフィード２５０８－Ａ、２５０８－Ｂは、放射器２５０７に対してほぼ垂直である。例えば、フィード２５０８－Ａ、２５０８－Ｂのそれぞれは、それぞれの垂直軸に沿って配置されるが、アンテナ２５０７は、水平軸／面に沿って配置される。さらに、第１及び第２のフィード２５０８－Ａ、２５０８－Ｂは、第１の端部においてアンテナ２５０７に接続され、第１の端部に対向する第２の端部においてプリント回路基板２５１４及び接地面２５１６に接続される。いくつかの実施形態では、プリント回路基板２５１４及び接地板２５１６は、反射器２５０４を構成する。代替的に、いくつかの実施形態では、反射器２５０４は、プリント回路基板２５１４及び接地面２５１６からオフセットされる（例えば、アンテナ２５０７とプリント回路基板２５１４との間に配置される）別個の部品である。この配置では、反射器２５０４は、開口（図示せず）を画定し得、第１及び第２のフィード２５０８－Ａ、２５０８－Ｂは、前記開口を貫通し得る。
【0295】
[00335] 拡大図２５２０に示すように、第１のフィード２５０８－Ａは、シールド２５２２－Ａによって収容された（すなわち囲まれた）供給線２５２４－Ａ（例えば、導電性金属線）を含む。供給線２５２４－Ａは、金属蒸着２５２６－Ａによってプリント回路基板２５１４の金属トレース（例えば、通信バス２０８（図２６））に接続される。さらに、シールド２５２２－Ａは、接地面２５１６と接触し、これにより第１のダイポール２５０１－Ａを接地する。
【0296】
[00336] 同様に、第２のフィード２５０８－Ｂは、シールド２５２２－Ｂによって収容された供給線２５２４－Ｂを含む。供給線２５２４－Ｂは、金属蒸着２５２６－Ｂによってプリント回路基板２５１４の金属トレース（図示せず）に接続される。さらに、シールド２５２２－Ｂは、接地面２５１６と接触し、これにより第２のダイポール２５０１－Ｂを接地する。図２６を参照して以下に説明するように、プリント回路基板２５１４の金属トレースは、１つ又は複数の電力増幅器１０８、インピーダンス調整部品２６２０及びスイッチ（本明細書では「切り替え回路系」とも呼ぶ）２６３０を含む近接場アンテナ２５００の１つ又は複数の追加部品（図２５Ａ～図２５Ｈに図示せず）に接続され得る。
【0297】
[00337] 図２５Ｅに示さないが、誘電体が各フィード内のシールドから供給線を分離（例えば、２つの部品を電気的に絶縁）し得る。加えて、別の誘電体は、シールドを保護するために各フィード内のシールドを囲み得る（すなわち、第１及び第２のフィード２５０８－Ａ、２５０８－Ｂは、同軸ケーブルであり得る）。金属蒸着２５２６－Ａ、２５２６－Ｂの特定の形状は、いくつかの実施形態では変わり得ることにも留意するべきであり、図２５Ｅに示す形状は、簡単に示すために使用される例である。
【0298】
[00338] 図２５Ｆは、いくつかの実施形態による蛇行パターンに従う代表的放射素子２５５０を示す。示されるように、代表的放射素子２５５０は、（ｉ）第１の複数のセグメント２５６０－Ａ～２５６０－Ｄ、及び（ｉｉ）第１の複数のセグメント２５６０－Ａ～２５６０－Ｄ間に散在された第２の複数のセグメント２５６２－Ａ～２５６２－Ｃ（点線によって分離される）を含む。いくつかの実施形態では、第１の複数のセグメント２５６０－Ａ～２５６０－Ｄ及び第２の複数のセグメント２５６２－Ａ～２５６２－Ｃは、連続セグメントである。代替的に、他のいくつかの実施形態では、第１の複数のセグメント２５６０－Ａ～２５６０－Ｄ及び第２の複数のセグメント２５６２－Ａ～２５６２－Ｃは、隣接セグメントである（例えば、隣接セグメントの端部が互いに当接する）。図２５Ｆのセグメントを分離する図示された境界（例えば、点線）は、例示目的のためにのみ使用される１つの例示的組の境界に過ぎず、当業者は、（本開示を読むと）他の境界（及びセグメント描写）が本開示の範囲内であることを認識することになる。
【0299】
[00339] 示されるように、第１の複数のセグメント２５６０－Ａ～２５６０－Ｄ内のセグメントの長さは、放射素子２５５０の第１の端部２５６４から放射素子２５５０の第２の端部２５６６まで増加する。いくつかの実施形態では、示されないが、第２の複数のセグメント２５６２－Ａ～２５６２－Ｃ内のセグメントの長さは、放射素子２５５０の第１の端部２５６４から放射素子２５５０の第２の端部２５６６まで増加する。代替的に、いくつかの他の実施形態では、第２の複数のセグメント２５６２－Ａ～２５６２－Ｃ内のセグメントの長さは、放射素子２５５０の第１の端部２５６４から放射素子２５５０の第２の端部２５６６までほぼ同じままである。示された実施形態では、第１の複数のセグメント２５６０－Ａ～２５６０－Ｄの長さは、第２の複数のセグメント２５６２－Ａ～２５６２－Ｃの長さと異なる。さらに、放射素子２５５０の第２の端部２５６６に向かう第１の複数のセグメント２５６０－Ａ～２５６０－Ｄの長さは、放射素子２５５０の第２の端部２５６６に向かう第２の複数のセグメント２５６２－Ａ～２５６２－Ｃの長さより長い。
【0300】
[00340] いくつかの実施形態では、放射素子の形状は、いくつかの重要な利点を提供する。例えば、図２５Ｆに示す代表的放射素子２５５０の特定の形状は、以下の利点を提供する：（ｉ）形状は、２つの垂直方向に配置されたダイポールが小領域に嵌り、且つ基板２５０６の４象限（各対の象限は、互いに垂直である）を占有することを可能にし、及び（ｉｉ）隣接放射素子のセグメント間の幅及びギャップ（すなわち象限間の間隔）は、放射素子の小型形状因子を依然として維持する一方、近接場アンテナ２５００を所望の周波数にチューニングするために変更され得る。上記（ｉ）を示すために、図２５Ａを参照すると、第１及び第２の放射素子２５０２－Ａ、２５０２－Ｂは、Ｙ軸に沿った近接場アンテナの側部を含む第１の対の象限を占有する。さらに、第３及び第４の放射素子２５０２－Ｃ、２５０２－Ｄは、Ｘ軸に沿った近接場アンテナの側部を含む第２の対の象限を占有する。したがって、基板２５０６の第１及び第２の対の象限は、互いに垂直なＮＦアンテナの側部を含む（例えば、この特徴は、各放射素子の幅が近接場アンテナ２５００の中央部から近接場アンテナ２５００のそれぞれの側まで増加することによって部分的に容易にされる）。
【0301】
[00341] 図２５Ｇは、いくつかの実施形態による代表的近接場アンテナ２５００の上面図を示す。近接場アンテナ２５００の寸法は、ＮＦアンテナ２５００の他の特徴の中でも、近接場アンテナ２５００の動作周波数、近接場アンテナ２５００の放射効率及び近接場アンテナ２５００によって生成される結果として得られる放射パターン（例えば、放射パターン２８００、図２８Ａ）に影響を与え得る。一例として、約９１８ＭＨｚで動作する近接場アンテナ２５００以下の寸法（約）を有する：Ｄ１＝９．３ｍｍ、Ｄ２＝１２．７ｍｍ、Ｄ３＝２３．７ｍｍ、Ｄ４＝２７ｍｍ、Ｄ５＝３２ｍｍ、Ｄ６＝３７．５ｍｍ、Ｄ７＝１０．６ｍｍ、Ｄ８＝５．１ｍｍ、Ｄ９＝１０．６ｍｍ、Ｄ１０＝５．５ｍｍ、Ｄ１１＝２．１ｍｍ及びＤ１２＝２８ｍｍ。さらに、反射器２５０４は、幅６５ｍｍ、高さ６５ｍｍ及び０．２５ｍｍの厚さを有し得る。
【0302】
[00342] 図２５Ｈは、いくつかの実施形態による代表的近接場アンテナ２５００の別の上面図を示す。示されるように、４つの別個の共面アンテナ素子は、それぞれ基板２５０６の別個の象限を占有する（例えば、一点鎖線によって区切られた象限２５７０－Ａ～２５７０－Ｄの１つを占有する）。さらに、（ｉ）４つの別個のアンテナ素子のそれぞれによって従われるそれぞれの蛇行パターンの第１の端部２５６４は、近接場アンテナ２５００の中央部２５７４（点線）に接し、（ｉｉ）４つの別個のアンテナ素子のそれぞれによって従われるそれぞれの蛇行パターンの第２の端部２５６６は、近接場アンテナ２５００の縁２５７２Ａ～２５７２Ｄの１つに接する。このような配置では、４つの別個のアンテナ素子のそれぞれ（例えば、セグメント２５６０－Ｄ）によって従われるそれぞれの蛇行パターンの最長寸法は、近接場アンテナ２５００の中央部２５７４より近接場アンテナの別個の縁２５７２に近い。さらに、４つの別個のアンテナ素子のそれぞれによって従われるそれぞれの蛇行パターンの最短寸法は、近接場アンテナ２５００の別個の縁２５７２より近接場アンテナ２５００の中央部２５７４に近い。したがって、４つの別個のアンテナ素子の各アンテナ素子の幅は、近接場アンテナ２５００の中央部２５７４から近接場アンテナ２５００のそれぞれの縁２５７２まで蛇行的な方式で増加する。さらに、いくつかの実施形態では、それぞれの蛇行パターンの最長寸法は、別個の縁２５７２と平行する。
【0303】
[00343] 図２７に示すように、近接場アンテナ２５００（反射器を含む場合）は、最小遠距離場利得を有するほぼ一様な放射パターン２７００を生成する。上に提供される寸法は、専ら例示的目的のために使用され、当業者は、（本開示を読むと）様々な他の寸法が状況により受容可能放射特性を取得するために使用される可能性があることを理解することになる。
【0304】
[00344] 図２６は、いくつかの実施形態による近接場アンテナ２５００のいくつかの部品の動作を制御するために使用される制御システム２６００のブロック図である。制御システム２６００は、充電パッド１００（図１Ａ）の一例であり得るが、充電パッド１００に含まれる１つ又は複数の部品は、論述及び図解を簡単にするために制御システム２６００に含まれない。
【0305】
[00345] 制御システム２６００は、ＲＦ送電器集積回路１６０、１つ又は複数の電力増幅器１０８、インピーダンス調整部品２６２０及び第１及び第２のダイポールアンテナ２５０１－Ａ、２５０１－Ｂを含む近接場アンテナ２５００を含む。これらの部品のそれぞれは、上に詳細に説明され、インピーダンス調整部品２６２０は、以下にさらに詳細に説明される。
【0306】
[00346] インピーダンス調整部品２６２０は、ＲＦ終端器又は負荷であり得、第１及び第２のダイポールアンテナ２５０１－Ａ、２５０１－Ｂの少なくとも１つのダイポールアンテナのインピーダンスを調整するように構成される。別の言い方をすると、インピーダンス調整部品２６２０は、ダイポールアンテナのインピーダンスを変更し、これにより２つのダイポールアンテナ間のインピーダンス不整合を生成するように構成される。２つのダイポールアンテナ間のインピーダンス不整合を生成することにより、２つのダイポールアンテナ間の相互結合は、実質的に低減される。インピーダンス調整部品２６２０は、アンテナを調整する部品の一例であることに留意するべきである。様々な他のアンテナ調整部品は、２つのダイポールの一方が他のダイポールの伝送周波数にチューニングされないことを保証するためにアンテナの様々な他の特徴（例えば、各ダイポールのそれぞれのアンテナ素子の長さなど）を調整するために（例えば、放射素子のいずれかの放射素子の実効長を変更するために）使用される可能性がある。
【0307】
[00347] 制御システム２６００は、その中に１つ又は複数のスイッチ（図示せず）を有するスイッチ２６３０（本明細書では「切り替え回路系」とも呼ぶ）も含む。スイッチ２６３０は、ＲＦ送電器集積回路１６０から電気信号（例えば、「制御出力」信号）の形式で１つ又は複数の命令を受信したことに応答して、第１及び第２のダイポールアンテナ２５０１－Ａ、２５０１－Ｂをインピーダンス調整部品２６２０及び少なくとも１つの電力増幅器１０８にそれぞれ（逆も同様）切り替え可能に結合するように構成される。例えば、スイッチ２６３０は、１つ又は複数のスイッチを介して第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａをインピーダンス調整部品２６２０に、且つ第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂを少なくとも１つの電力増幅器１０８に結合し得る（又は逆も同様）。
【0308】
[00348] 上に論述された切り替えを達成するために、スイッチ２６３０は、別個の信号経路を（例えば、その中の１つ又は複数のスイッチを介して）第１及び第２のダイポールアンテナ２５０１－Ａ、２５０１－Ｂに提供する。スイッチのそれぞれは、閉じられると、ｉ）それぞれの電力増幅器１０８（又は複数の電力増幅器１０８）とそれぞれのダイポールアンテナとの間、又は（ｉｉ）インピーダンス調整部品２６２０とそれぞれのダイポールアンテナとの間のいずれかに独自の経路を生成する。別の言い方をすると、スイッチ２６３０を通る独自の経路のいくつかは、ＲＦ信号をダイポールアンテナ２５０１－Ａ、２５０１－Ｂの１つに選択的に提供するために使用され、スイッチ２６３０を通る独自の経路のいくつかは、ダイポールアンテナ２５０１－Ａ、２５０１－Ｂの１つのダイポールアンテナのインピーダンスを調整する（すなわちダイポールアンテナ２５０１－Ａ、２５０１－Ｂを離調する）ために使用される。切り替え回路系の２つ以上のスイッチが同時に閉じられ得、これにより同時に使用され得る近接場アンテナ２５００への複数の独自の経路を生成することに留意するべきである。
【0309】
[00349] 示されるように、ＲＦ送電器集積回路１６０は、バス２０８を介してスイッチ２６３０に結合される。ＲＦ送電器集積回路１６０は、その中の１つ又は複数のスイッチの動作を制御するように構成される（図１Ａ、１Ｃ、２６では「制御出力」信号として示される）。例えば、ＲＦ送電器集積回路１６０は、それぞれの電力増幅器１０８と第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａとを接続するスイッチ２６３０内の第１のスイッチを閉じ得、且つインピーダンス調整部品２６２０と第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂとを接続するスイッチ２６３０内の第２のスイッチを閉じ得、逆も同様である。さらに、ＲＦ送電器集積回路１６０は、１つ又は複数の電力増幅器１０８に結合され、且つ好適なＲＦ信号（例えば、「ＲＦ出力」信号）の生成を引き起こすと共に、このＲＦ信号を１つ又は複数の電力増幅器１０８に提供することを引き起こすように構成される。１つ又は複数の電力増幅器１０８は、したがって、切り替え回路系２６３０内のいずれのスイッチ（又はスイッチ群）が閉じられるかに依存して、スイッチ２６３０を介してＲＦ信号をダイポールアンテナの１つに（例えば、ＲＦ送電器集積回路１６０からの受信された命令に基づいて）提供するように構成される。
【0310】
[00350] いくつかの実施形態では、ＲＦ送電器集積回路１６０コントローラは、スイッチ２６３０及び１つ又は複数の電力増幅器１０８の１つの電力増幅器の動作を、（ｉ）近接場アンテナ２５００の近くの（又はその上の）無線受電装置の位置、（ｉｉ）無線受電装置の受電アンテナの偏極、及び（ｉｉｉ）無線受電装置の空間的配向の１つ又は複数に基づいて制御するように構成される。いくつかの実施形態では、ＲＦ送電器集積回路１６０は、ＲＦ送電器集積回路１６０が、（ｉ）無線受電装置の位置、（ｉｉ）無線受電装置の受電アンテナの偏極、及び（ｉｉｉ）無線受電装置からの無線受電装置の空間的配向を判断することを可能にする情報を受信する。例えば、無線受電装置は、上記のそれぞれを指示する（例えば、１つ又は複数の通信信号内のデータは無線受電装置の位置、偏極及び／又は配向を指示する）１つ又は複数の通信信号を近接場アンテナ２５００の通信ラジオに送信し得る。さらに、図１Ａに示すように、無線通信部品２０４（すなわち近接場アンテナ２５００の通信ラジオ）がＲＦ送電器集積回路１６０に接続される。したがって、無線通信部品２０４によって受信されたデータがＲＦ送電器集積回路１６０に運ばれ得る。
【0311】
[00351] いくつかの実施形態では、第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａは、第１の偏極を有する電磁気信号（例えば、水平方向に偏極された電磁気信号）を放射するように構成され得、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂは、第２の偏極を有する電磁気信号（例えば、垂直方向に偏極された電磁気信号）を放射するように構成され得る（逆も同様）。さらに、無線受電装置の受電アンテナが、第１の偏極を有する電磁気信号を受信するように構成されれば、ＲＦ送電器集積回路１６０は、第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａを１つ又は複数の電力増幅器１０８に接続し、且つスイッチ２６３０を介してインピーダンス調整部品２６２０と第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂとを接続する。このようにして、近接場アンテナ２５００によって放射される電磁気信号は、標的装置の偏極に整合する偏極を有し、これにより無線受電装置に転送されるエネルギーの効率を増加させる。
【0312】
[00352] いくつかの実施形態では、スイッチ２６３０は、近接場アンテナ２５００の（例えば、内部の）一部分であり得る。代替的に、いくつかの実施形態では、スイッチ２６３０は、近接場アンテナ２５００から分離されている（例えば、スイッチ２６３０は、別個の部品であり得るか、別の部品（電力増幅器１０８など）の一部であり得る）。上記を達成することができる任意のスイッチ設計が使用され得ることに留意するべきである。
【0313】
[00353] 図２７は、後方反射器２５０４を含む（すなわち放射アンテナ素子の後ろに金属反射器がある）場合に近接場アンテナ２５００によって生成される放射パターン２７００を示す。図示された放射パターン２７００は、（ｉ）第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａが１つ又は複数の電力増幅器１０８によって電磁気信号を供給され、且つ（ｉｉ）近接場アンテナ２５００が反射器２５０４を含む場合に近接場アンテナ２５００によって生成される。示されるように、放射パターン２７００は、Ｘ軸及びＹ軸に沿って生成されたより高集中のＥＭエネルギーを有し（且つＺ軸に沿った放射零を有し）、全体的トーラス形状を形成する。したがって、電磁場集中は、ＮＦアンテナ２５００に近いところにあり、遠距離場利得は、最小化される（例えば、ＥＭ場集中は、放射器２５０７及び反射器２５０４（図２５Ｅ）に近いところに位置する）。示さないが、放射パターン２７００は、Ｘ軸とアライメントされた方向に偏極される。
【0314】
[00354] したがって、反射器２５０４を取り込むことにより、放射パターン２７００は、放射パターン２８００に対してＸ軸を中心として９０度回転される（図２８Ａ、以下に論述される）。加えて、反射器２５０４を取り込むことにより、遠距離場利得を大幅に低減する放射零がＺ軸に沿って形成され、近接場アンテナ２５００によって放射されるエネルギーは、近接場アンテナ２５００から近接場距離内に集中される。再び、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂは、第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａが電磁気信号を供給される場合にインピーダンス調整部品２６２０に接続され得る。
【0315】
[00355] 図２８Ａ～図２８Ｃは、反射器２５０４を含まない近接場アンテナ２５００の実施形態によって生成される様々な放射パターンを示す。図２８Ａに示す放射パターン２８００は、第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａが１つ又は複数の電力増幅器１０８によって電磁気信号を供給された場合に近接場アンテナ２５００によって生成される。示されるように、放射パターン２８００は、Ｚ軸及びＸ軸に沿って生成されるより高集中のＥＭエネルギーを有し（且つＹ軸に沿って放射零を有し）、且つ全般的トーラス形状を形成する。このパターン２８００は、アンテナ素子が反射器なしに近接場アンテナ２５００の外方に／それに対して垂直方向に放射することを示す。示さないが、放射パターン２８００は、第１の方向に偏極（例えば、Ｘ軸とアライメント）される。さらに、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂは、第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａが１つ又は複数の電力増幅器１０８によって電磁気信号を供給される場合にインピーダンス調整部品２６２０に接続され得る。
【0316】
[00356] 図２８Ｂに示す放射パターン２８１０は、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂが１つ又は複数の電力増幅器１０８によって電磁気信号を供給される場合に近接場アンテナ２５００によって生成される（すなわち、第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａは、電磁気信号を供給されず、代わりにインピーダンス調整部品２６２０に接続され得る）。図２８Ｂは、Ｚ軸及びＹ軸に沿って生成されるより高集中のＥＭエネルギーを有し（且つＸ軸に沿って放射零を有し）、且つまた全般的トーラス形状を形成する放射パターン２８１０を示す。示さないが、放射パターン２８１０は、第２の方向に偏極（例えば、Ｘ軸とアライメント）される。したがって、第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａは、第１の方向に偏極された放射パターン２８００を生成するように構成され、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂは、第１の方向に対して垂直な第２の方向に偏極された放射パターン２８１０を生成するように構成される。このようにして、第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａは、第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａによって生成される電磁気信号の偏極が無線受電装置の受電アンテナの偏極に整合する場合に供給される。代替的に、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｄは、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂによって生成される電磁気信号の偏極が無線受電装置の受電アンテナの偏極に整合する場合に供給される。
【0317】
[00357] 図２８Ｃは、第１及び第２両方のダイポールアンテナが１つ又は複数の電力増幅器１０８によって電磁気信号を供給されどちらのダイポールアンテナもインピーダンス調整部品２６２０に接続されない場合に生成された放射パターン２８２０を示す。示されるように、放射パターン２８２０は、Ｚ軸、Ｘ軸及びＹ軸に沿って生成される（且つ放射零がＸ軸とＹ軸との間に形成される）より高集中のＥＭエネルギーを有し、全般的トーラス形状を形成する。
【0318】
[00358] 図２９Ａ、２９Ｂは、いくつかの実施形態による近接場アンテナ２５００のダイポールアンテナによって放射され、且つ吸収されたエネルギーの集中を示す。
【0319】
[00359] 特に、図２９Ａは、第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａのインピーダンスが第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂのインピーダンスにほぼ整合する場合のダイポールアンテナ２５０１－Ａ、２５０１－Ｂによって放射され、且つ吸収された結果として得られるエネルギーの集中を示す。図２９Ｂは、第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａのインピーダンスが第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂのインピーダンスと異なる場合（ダイポールアンテナの１つをインピーダンス調整部品２６２０に接続することによって実現される）の近接場アンテナ２５００のダイポールアンテナ２５０１－Ａ、２５０１－Ｂによって放射され、且つ吸収された結果として得られるエネルギーの集中を示す。別の言い方をすると、第１及び第２のダイポールアンテナ２５０１－Ａ、２５０１－Ｂは、ダイポールアンテナの１つがインピーダンス調整部品２６２０に接続された結果として意図的に離調される。
【0320】
[00360] 隣接アンテナ素子間のインピーダンス不整合の欠如は、隣接アンテナ素子間の実質的相互結合に至る。「相互結合」は、１つのアンテナ素子（又は１つのアンテナダイポール）が放射している場合にエネルギーが別の直近のアンテナ素子（又はアンテナダイポール）によって吸収されていることを指す。密集したアンテナ素子を有するアンテナ（又はアンテナアレイ）は、通常、隣接アンテナ素子間の望ましくない相互結合（放射効率に対するアンテナの能力を制限する）に直面する（この問題は、アンテナ素子が直近に一緒に置かれる場合及びアンテナ素子が小型である場合に特に深刻である）。
【0321】
[00361] 例えば、図２９Ａを参照すると、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂは、１つ又は複数の電力増幅器１０８によって電磁気信号を供給され、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂに沿った彩色は、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂによって放射されたエネルギーの様々な集中を表す。ここで、赤は、高集中に対応し、緑は、中間集中に対応し、及び青は、低集中に対応する。図２９Ａの第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａは、独立に放射していないが、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂによって放射されたある量のエネルギーは、２つのダイポールアンテナ間の相互結合の結果として第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａにおいて吸収される。この相互結合のために、近接場アンテナ２５００の放射効率は、最適化されない（例えば、ＮＦアンテナ２５００は、送信しようとするエネルギーの５０％以下を転送することができるのみであり得る）。
【0322】
[00362] 対照的に、図２９Ｂを参照すると、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂは、１つ又は複数の電力増幅器１０８によって電磁気信号を供給される。加えて、第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａは、インピーダンス調整部品２６２０に結合され、これにより２つのダイポールアンテナ間の意図的インピーダンス不整合を生成する。このような構成では、図２９Ｂの第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａは、第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂによって放射されるエネルギーよりはるかに少ない（第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａが、図２９Ａにおいて吸収していたエネルギーの量と比較して）エネルギーを吸収する。したがって、図２９Ｂの近接場アンテナ２５００の放射効率は、図２９Ａの近接場アンテナ２５００の放射効率より高い（例えば、ＮＦアンテナ２５００は、現在送信しようとするエネルギーの９０％以上のエネルギーを放射することができ得る）。
【0323】
操作方法
[00363] 図３０は、いくつかの実施形態による無線送電の方法３０００を示す流れ図である。方法３０００の操作（例えば、工程）は、近接場アンテナ（例えば、近接場アンテナ２５００、図２５Ａ）に関連付けられたコントローラ（例えば、ＲＦ送電器集積回路１６０、図１Ａ、２６）によって行われ得る。図３０に示す操作の少なくともいくつかは、コンピュータメモリ又はコンピュータ可読記憶媒体（例えば、充電パッド１００のメモリ２０６、図２Ａ）内に格納される命令に対応する。
[00363] 図３０は、いくつかの実施形態による無線送電の方法３０００を示す流れ図である。方法３０００の操作（例えば、工程）は、近接場アンテナ（例えば、近接場アンテナ２５００、図２５Ａ）に関連付けられたコントローラ（例えば、ＲＦ送電器集積回路１６０、図１Ａ、２６）によって行われ得る。図３０に示す操作の少なくともいくつかは、コンピュータメモリ又はコンピュータ可読記憶媒体（例えば、充電パッド１００のメモリ２０６、図２Ａ）内に格納される命令に対応する。
【0324】
[00364] 方法３０００は、反射器（例えば、反射器２５０４、図２５Ａ）と、反射器からオフセットされた４つの別個の共面アンテナ素子（例えば、放射素子２５０２－Ａ～２５０２－Ｄ、図２５Ａ）とを含む近接場アンテナを提供すること（３００２）を含む。４つの別個のアンテナ素子は、それぞれの蛇行パターン（図２５Ｆに示す蛇行パターンなど）に従う。さらに、（ｉ）４つの共面アンテナ素子の２つのアンテナ素子は、第１の軸（例えば、Ｘ軸、図２５Ａ）とアライメントされた第１のダイポールアンテナ（例えば、ダイポールアンテナ２５０１－Ａ、図２５Ａ）を形成し、（ｉｉ）４つの共面アンテナ素子の別の２つのアンテナ素子（例えば、ダイポールアンテナ２５０１－Ｂ、図２５Ａ）は、第１の軸に対して垂直な第２の軸（例えば、Ｙ軸、図２５Ａ）とアライメントされた第２のダイポールアンテナを形成する。いくつかの実施形態では、それぞれの蛇行パターンは、すべて同じである。
【0325】
[00365] いくつかの実施形態では、４つの別個の共面アンテナ素子の第１のアンテナ素子（例えば、第１の放射素子２５０２－Ａ）は、第１のダイポールアンテナの第１のポールであり、４つの別個の共面アンテナ素子の第２のアンテナ素子（例えば、第２の放射素子２５０２－Ｂ）は、第１のダイポールアンテナの第２のポールである。さらに、４つの別個の共面アンテナ素子の第３のアンテナ素子（例えば、第３の放射素子２５０２－Ｃ）は、第２のダイポールアンテナの第１のポールであり得、４つの別個の共面アンテナ素子の第４のアンテナ素子（例えば、第４の放射素子２５０２－Ｄ）は、第２のダイポールアンテナの第２のポールであり得る。第１のダイポールアンテナを形成する２つのアンテナ素子は、第１の軸に対して垂直な２つのセグメントをそれぞれ含み得、第２のダイポールアンテナを形成する他の２つのアンテナ素子は、第１の軸に平行な２つのセグメントをそれぞれ含み得る。例えば、図２５Ａを参照すると、第１及び第２の放射素子２５０２－Ａ、２５０２－Ｂは、Ｘ軸に対して垂直な２つのセグメント（例えば、セグメント２５６０－Ｃ、２５６０－Ｄ、図２５Ｆ）をそれぞれ含み、第３及び第４の放射素子２５０２－Ｃ、２５０２－Ｄは、Ｘ軸に対して平行な２つのセグメント（例えば、セグメント２５６０－Ｃ、２５６０－Ｄ、図２５Ｆ）をそれぞれ含む。このような配置では、第１のダイポールアンテナを形成する２つのアンテナ素子は、第１の偏極を有する電磁気信号を放射するように構成され、第２のダイポールアンテナを形成する２つのアンテナ素子は、第１の偏極に対して垂直な第２の偏極を有する電磁気信号を放射するように構成される。
【0326】
[00366] いくつかの実施形態では、４つの別個のアンテナ素子のそれぞれは、（ｉ）第１の複数のセグメント、及び（ｉｉ）第１の複数のセグメントのそれぞれの間に散在された第２の複数のセグメントを含む。例えば、図２５Ｇを参照すると、第２の複数のセグメント２５６２Ａ～２５６２Ｃは、第１の複数のセグメント２５６０Ａ～２５６０Ｄ間に散在される。このような実施形態では、図２５Ｆ、２５Ｇに示すように、第１の複数のセグメント内のセグメントの第１の長さは、アンテナ素子の第１の端部からアンテナ素子の第２の端部まで増加する。各アンテナ素子の「第１の端部」は、図２５Ｆに示す第１の端部２５６４に対応し、各アンテナ素子の第１の端部は、近接場アンテナ２５００の中央部２５７４（図２５Ｈ）に近いことに留意するべきである。さらに、各アンテナ素子の「第２の端部」は、図２５Ｆに示す第２の端部２５６６に対応し、各アンテナ素子の第２の端部２５６６は、近接場アンテナ２５００の縁２５７２（図２５Ｈ）方向に延伸する。したがって、簡単に言えば、４つの別個のアンテナ素子のそれぞれのアンテナ素子の幅は、近接場アンテナ２５００の中央部から近接場アンテナ２５００のそれぞれの縁まで蛇行的な方式で増加する。
【0327】
[00367] いくつかの実施形態では、第２の複数のセグメント内のセグメントの第２の長さもアンテナ素子の第１の端部からアンテナ素子の第２の端部まで増加する一方、他の実施形態では、第２の複数のセグメント内のセグメントの第２の長さは、図２５Ｆに示すようにほぼ同じままである。加えて、第１の複数のセグメント内の１つ又は複数のセグメントの第１の長さは、第２の複数のセグメント内のセグメントの第２の長さと異なる。いくつかの実施形態では、アンテナ素子の第２の端部に向かう第１の複数のセグメントの第１の長さは、アンテナ素子の第２の端部に向かう第２の複数のセグメントの第２の長さより長い。例えば、セグメント２５６０－Ｃ、２５６０－Ｄの長さは、セグメント２５６２－Ｂ、２５６２－Ｃの長さよりかなり長い。放射素子のセグメントは、図２５Ｆ、２５Ｇを参照して上にさらに詳細に論述された。
【0328】
[00368] いくつかの実施形態では、４つの別個のアンテナ素子のそれぞれによって従われるそれぞれの蛇行パターンの第１の端部は、近接場アンテナの同じ中央部（例えば、中央部２５７４、図２５Ｈ）に接し、４つの別個のアンテナ素子のそれぞれによって従われるそれぞれの蛇行パターンの第２の端部は、近接場アンテナの別個の縁（例えば、縁２５７２の１つ、図２５Ｈ）に接する。さらに、４つの別個のアンテナ素子のそれぞれによって従われるそれぞれの蛇行パターンの最長寸法は、近接場アンテナの同じ中央部よりも近接場アンテナの別個の縁に近い可能性がある。加えて、４つの別個のアンテナ素子のそれぞれによって従われるそれぞれの蛇行パターンの最短寸法は、近接場アンテナの別個の縁より近接場アンテナの同じ中央部に近い可能性がある。
【0329】
[00369] いくつかの実施形態では、４つの別個の共面アンテナ素子は、基板上又はその中に形成される。例えば、図２５Ａと２５Ｂに示すように、４つの別個の共面アンテナ素子の対向する第１及び第２の面は、基板２５０６の対向する第１及び第２の面に曝され且つそれと共面をなす。アンテナ素子が保護されるように誘電体（例えば、熱可塑性又は熱硬化性重合体）が４つの別個の共面アンテナ素子の上に蒸着され得る（誘電体の特性に依存して可視であってもなくてもよい）ことに留意するべきである。いくつかの実施形態では、基板は、所定の透磁率又は誘電率のメタマテリアルを含み得る。メタマテリアル基板は、近接場アンテナの性能を全体として増加させ得る（例えば、普通の誘電体で作製される基板と比較して放射効率を増加させ得る）。
【0330】
[00370] 近接場アンテナは、４つの共面アンテナ素子の少なくとも２つに結合された切り替え回路系（例えば、スイッチ２６３０、図２６）をさらに含む。例えば、近接場アンテナは、対向する第１及び第２の端を有する第１のフィード（例えば、フィード２５０８－Ａ）を含み得、第１のフィードの第１の端は、第１のダイポールアンテナを構成する２つのアンテナ素子の第１のアンテナ素子に接続され、第１のフィードの第２の端は、切り替え回路系に（例えば、プリント回路基板２５１４上に蒸着される金属トレースを介して）接続される（図２５Ｅ）。加えて、近距離場アンテナは、対向する第１及び第２の端を有する第２のフィード（例えば、フィード２５０８－Ｂ）を含み得、第２のフィードの第１の端は、第２のダイポールアンテナを構成する２つのアンテナ素子の第１のアンテナ素子に接続され、第２のフィードの第２の端は、切り替え回路系に（例えば、プリント回路基板２５１４上に蒸着される金属トレース（例えば、バス２０８）を介して）接続される。フィード及びプリント回路基板は、図２５Ｅを参照して上にさらに詳細に論述された。
【0331】
[00371] 近距離場アンテナは、切り替え回路系に（例えば、金属トレースを介して）結合された電力増幅器（例えば、電力増幅器１０８、図２６）及び切り替え回路系に（例えば、金属トレースを介して）結合されたインピーダンス調整部品（例えば、部品２５２０、図２６）も含む。近距離場アンテナは、切り替え回路系及び電力増幅器の動作を制御するように構成されたコントローラ（例えば、ＲＦ送電器集積回路１６０、図１Ａ、２６）も含み得る。コントローラは、金属トレースを介して切り替え回路系及び電力増幅器に接続され得る。電力増幅器、インピーダンス調整部品及びコントローラは、図２６を参照して上にさらに詳細に論述された。
【0332】
[00372] 方法３０００は、（ｉ）第１のダイポールアンテナを電力増幅器に、且つ（ｉｉ）第２のダイポールアンテナをインピーダンス調整部品に結合する（逆も同様）ことを切り替え回路系に指示すること（３００４）をさらに含む。例えば、図２６を参照すると、ＲＦ送電器集積回路１６０は、切り替え回路系２６３０内の１つ又は複数の第１のスイッチを閉じてそれぞれの電力増幅器１０８と第１のダイポールアンテナ２５０１－Ａとを接続させる「制御出力」信号を切り替え回路系２６３０に送信し得る。「制御出力」信号はまた、切り替え回路系２６３０内の１つ又は複数の第２のスイッチを閉じて、インピーダンス調整部品２６２０と第２のダイポールアンテナ２５０１－Ｂとを接続させる。いくつかの実施形態では、切り替え回路系２６３０は、第１及び第２の切り替え回路を含むことに留意するべきである。このような実施形態では、第１の切り替え回路は、第１のダイポールアンテナを電力増幅器に、且つ第２のダイポールアンテナインピーダンス調整部品に接続するために閉じられる。さらに、第２の切り替え回路は、第１のダイポールアンテナをインピーダンス調整部品に、且つ第２のダイポールアンテナを電力増幅器に接続するために閉じられる。切り替え回路系２６３０の制御動作は、図２６を参照して上にさらに詳細に論述された。
【0333】
[00373] コントローラによって生成され提供される１つ又は複数の信号は、無線受電装置（例えば、受信器１０４、図２Ｂ）から受信される情報に基づき得る。例えば、コントローラは、それぞれが無線受電装置から受信され得る無線受電装置の位置情報、（ｉｉ）無線受電装置の受電アンテナの偏極情報、及び／又は（ｉｉｉ）無線受電装置の配向情報を受信し得る。さらに、１つ又は複数の電気信号は、この受信情報に基づき得る。別の言い方をすると、コントローラは、（ｉ）無線受電装置の位置（位置情報によって指示される）、（ｉｉ）無線受電装置の受電アンテナの偏極（偏極情報によって指示される）、及び（ｉｉｉ）無線受電装置の配向（配向情報によって指示される）の１つ又は複数に基づいて切り替え回路系及び電力増幅器の動作を制御するように構成され得る。
【0334】
[00374] 図２６を参照して上に説明したように、切り替え回路系は、ＲＦ送電器集積回路１６０から１つ又は複数の電気信号（例えば、「制御出力」信号）を受信することに応答して、第１及び第２のダイポールアンテナ２５０１－Ａ、２５０１－Ｂをインピーダンス調整部品２６２０及び電力増幅器１０８のそれぞれに切り替え可能に結合するように構成される（逆も同様）。さらに、いくつかの実施形態では、切り替え回路系は、近接場アンテナが第１の動作モードにある場合、第１のダイポールアンテナを電力増幅器に、且つ第２のダイポールアンテナをインピーダンス調整部品に切り替え可能に結合するように構成され得る。さらに、切り替え回路系は、近接場アンテナが第１の動作モードと異なる第２の動作モードにある場合、第２のダイポールアンテナを電力増幅器に、且つ第１のダイポールアンテナをインピーダンス調整部品に切り替え可能に結合するように構成され得る。
【0335】
[00375] 方法３０００は、切り替え回路系を介して電磁気信号を第１のダイポールアンテナに供給するように電力増幅器に指示すること（３００６）をさらに含む。例えば、図２６を参照すると、ＲＦ送電器集積回路１６０は、「ＲＦ出力」信号を電力増幅器に送信する。電力増幅器は、受信された「ＲＦ出力」信号を増幅し（必要に応じて）、次に増幅されたＲＦ信号を、切り替え回路系を介して第１のダイポールアンテナに提供し得る。電磁気信号は、第１のダイポールアンテナに供給されると、近接場アンテナからの閾値距離内に位置する無線受電装置によって受信される電磁気信号を第１のダイポールアンテナに放射させる。無線受電装置は、受信されると、無線受電装置に結合された電子装置に給電するか又はそれを充電するために、放射された電磁気信号からのエネルギーを使用し得る。加えて、第２のダイポールアンテナは、インピーダンス調整部品に接続されており、第１のダイポールアンテナは、接続されていないため、第２のダイポールアンテナのインピーダンスは、第１のダイポールアンテナのインピーダンスと異なるように調整される（インピーダンス調整部品により）。このような配置では、第１のダイポールアンテナ及び第２のダイポールアンテナは、離調される（例えば、第１のダイポールアンテナの動作周波数は、第２のダイポールアンテナの動作周波数と異なる）。
【0336】
[00376] いくつかの実施形態では、方法３０００は、第１のダイポールアンテナによって放射された電磁気信号の少なくとも一部を反射器によって反射することをさらに含む。加えて、いくつかの実施形態では、方法３０００は、第１のダイポールアンテナによって放射された電磁気信号の少なくとも一部を反射器によって相殺することをさらに含む。
【0337】
[00377] これらの例のすべては非限定的であり、任意数の組み合わせ及び多層構造が、上述の例構造を使用することによって可能である。
【0338】
[00378] 当業者が本開示を読みながら容易に理解するように、別の実施形態は、様々な実施形態において組み合わされる又はそうでなければ再配置される図１～図３０の実施形態を含む上記実施形態の様々な下位集合も含む。
【0339】
[00379] 本明細書における本発明の説明に使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的とするものであり、本発明を制限するようには意図されていない。本発明の説明と添付の特許請求の範囲において使用されるように、文脈が明示しない限り単数形の定冠詞と不定冠詞は複数形も同様に含むように意図されている。本明細書で使用される用語「及び／又は」は、関連リストアイテムの１つ又は複数のリストアイテムの全ての可能な組み合わせに言及し且つ包含することも理解されることになる。用語「含む」は、本明細書で使用される場合、記載された機能、工程、動作、素子及び／又は部品の存在を明示するが、１つ又は複数の他の機能、工程、動作、素子、部品及び／又はこれらのグループの存在又は追加を排除するものではないこともさらに理解されることになる。
【0340】
[00380] 第１、第２などの用語は様々な素子を説明するために本明細書で使用されるが、これらの素子はこれらの用語によって限定されるべきではないことも理解されることになる。これらの用語は１つの素子を別の素子から区別するためにのみ使用される。例えば、「第１の領域」のすべての発生が一貫して改称され且つ第２の領域のすべての発生が一貫して改称される限り、本明細書の意味を変更することなく、第１の領域は第２の領域と称せられる可能性があり、同様に第２の領域は第１の領域と称せられる可能性がある。第１の領域と第２の領域は両方とも領域であるが同じ領域ではない。
【0341】
[00381] これまでの説明は、説明を目的として、特定の実施形態を参照して行われた。しかし、上記例示的論述は、網羅的であること又は本発明を開示された正確な形式に限定することを意図するものではない。上記教示を考慮することによって多くの修正形態及び変形形態が可能である。実施形態は、本発明の原理及び実用化について最も良く説明するために、及びこれにより当業者が本発明及び企図される特定の使用に適するような様々な修正を有する様々な実施形態を最も良く利用できるようにするために選択され説明された。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図11E】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図14D】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図17A】
【図17B】
【図17C】
【図17D】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24A】
【図24B】
【図25A】
【図25B】
【図25C】
【図25D】
【図25E】
【図25F】
【図25G】
【図25H】
【図26】
【図27】
【図28A】
【図28B】
【図28C】
【図29A】
【図29B】
【図30】