根據市調機構IHS iSuppli統計，2013年無線充電市場規模僅約2億美元，但未來4年將呈40倍成長，2018年達到80億美元。而全球無線充電接收器及發送器市場，可望從2013年的2,500萬個成長到2023年的17億個。目前全球包括的WPC（Wireless Power Consortium），PMA（Power Matters Alliance），以及A4WP（Alliance for Wireless Power）的三大無線充電陣營，正積極的各顯所能，企圖在這個80億美元的市場占得一席之地。其中，A4WP主要是由英特爾、高通、三星帶頭成立。但是，目前無線充電尚未普及，不僅僅是技術上的問題，其中更包含了檯面下的政治因素。

目前無線充電主流的技術有磁共振及磁感應兩種，但是仍有當多問題需要克服，例如，如何支援不同陣營之間傳送器的問題，因此有部分業者要求，提供WPC的Qi加上PMA磁感應標準的無線充電發射器及接收器。

此外，陣營之間也開始展開合縱連橫的策略聯盟，就像PMA在2014年1月與第三個無線充電陣營A4WP簽訂合作備忘錄，透過A4WP的共振式充電技術，補足WPC只有磁感應技術的不足。

電流磁效應存在影響健康疑慮

但是，由於大多的無線充電，大多都是利用線圈的電流磁效應產生磁場，再透過電子產品內的線圈產生感應電流，再將電流接續至電池的原理來產生電力。

但是由於利用發送電磁產生效應的方式，一直讓市場上出現會對健康產生影響疑慮，並且為了不會對於健康產生任何影響，目前各無線充電裝置的研發人員，都會將所發送出來的磁場能量減至最低，在傳送距離方面，僅僅幾毫米到幾十公分，如此一來，卻又大大限縮了無線充電可以隨時隨地充電的期待性，只能將支援電流磁效應充電的電子產品，擺置在特定的機構上進行充電，而無法達到隨時隨地的理想。因此，除了電流磁效應充電技術之外，全球的工程師也都竭盡所能的開發更新、更安全、更方便的無線充電技術。

紅外線波長的應用，不僅僅可以作為通訊、農業栽植、醫療、監視照明，現在還已經發展出可以用來作為電子產品的充電介質。以色列Wi-Charge在3年前取得專利之後，便開始向全世界發表利用紅外線來進行充電的技術，不僅僅為充電這個動作帶來更多便利性，並且也達到了更加安全的充電方式。

Wi-Charge只有單純的利用了傳送器（Transmitter）與接收器（Receiver）這兩個單元結構，再加上太陽能充電的概念，就可以在連接上傳統的AC?DC電源或者是USB，就可以達到100平方米的範圍內，都夠在使用單一個傳送器（Transmitter）下，提供無線充電的能力。而接收器（Receiver） 的部分，則是需要內建在各個電子產品的機構設計內，或者是設計成手機的保護套，然後再透過Micro-USB或Lightning標準的連接器，讓Android以及iPhone手機進行充電（圖1）。

圖1 : 透過紅外線與發電單元可以消除電磁波充電的健康疑慮（source：Wi-Charge）

紅外線無線充電傳送距離長達10公尺

當內建有該接收器機制的電子產品進入到傳送器的涵蓋範圍內時，傳送器能夠自動辨識並且配對連接，而傳送距離長達10公尺。當完成識別之後，傳送器就會發送出特定波長的紅外線。而接收器在接受來自傳送器所發送的紅外線，並且利用內建的太陽能模組來進行發電，達到不需要線纜的無線充電。

由於傳送器是必須發現以及成功辨識接收器的存在，才會對該特定角度發出紅外線，所以並不會有電力浪費的情況發生。而當電子產品的電池充電達到滿載時，接收器就會停止充電的動作，不至於發生過度充電的情況。此外，當該區域內有數個支援Wi-Charge的電子設備或產品，也都能夠藉由該單一傳送器，進行同時充電。

Wi-Charge是利用LED和反射鏡的原理，讓紅外線形成類似雷射光束，再透過接收器上的發電單元和電源電路，來產生電子產品或電池所需要電力（圖2）。具體而言是，利用2片反射鏡包圍著LED，從LED所放射出來的光子，透過2片鏡子的重複反射，形成較窄的光束（為奈米光束）（圖3）。

圖2 : 從LED所放射出來的光子，透過2片鏡子的重複反射。（source：Wi-Charge）

圖3 : 讓LED所放射出來的光子形成較窄的奈米光束（source：Wi-Charge）

之後，光束再透過一片半透明的反射鏡，來形成類似雷射的光束，再利用這些類似雷射的光束，照射在接收器的發電單元上進而產生電力（圖4）。

圖4 : 透過一片半透明的反射鏡，來形成類似雷射的光束，進而讓接收器產生電力（source：Wi-Charge）

不過，如果只是單純的利用這樣的原理會出現一些問題，那就是這些類似雷射的光束如果沒有直接照射在接收器上的話，就會出現發電無效的狀態，因此會產生受限於傳送器和接收器彼此間相對角度的缺點。

因此，對於這樣的問題點，Wi-Charge有2個改善的方式，第一是在機構上又多加了一片半透明的鏡子，來擴大光束的寬度，但是這僅僅能擴大部分發送寬度，當在處於平行相對位置的傳送器與接收器中間，暫時出現障礙物的話，還是會有遮擋住紅外線的行進路線（圖5），而無法持續產生電力。

第二，更進一步的，Wi-Charge將傳送器和接收器所使用的鏡片的反射面改為具有曲面型態，透過這些曲面的鏡片，就能夠再一次的擴大傳送角度和接收的角度，而不受限必須傳送器和接收器處在平行的位置才能夠進行發電。

圖5 : 當傳送器與接收器中間，出現障礙物的話，會出現無法續持續發電的缺點。（source：Wi-Charge）

透過這樣的改善，讓此一技術的使用者，只要一進入傳送器的涵蓋範圍後，就能夠立即讓支援此一技術的電子產品開始進行充電（圖6）。

圖6 : 透過這樣的改善可以讓使用者無需考慮角度問題，在毫無麻煩下，讓電子產品自動充電。（source：Wi-Charge）

家中安裝了紅外線充電的傳送器時，當回到家之後，只要把支援Wi-Charge充電的手機或電子產品隨意一放，就可以自動進行充電，根本無須在意手機或電子產品的擺放角度。

與前述電流磁效應充電所不同的是，由於Wi-Charge並非是使用磁場效應，因此就不存在電磁波對健康傷害的疑慮，而是遵循著雷射產品的國際安全規範「IEC 60825-1」中第一級的標準而開發。此外，如果使用者將手或身體覆蓋在接收器上的話，機構也會自動停止充電的動作，這也體現了另一層次的充電安全性。

根據光學領域的資料，紅外線的範圍占了太陽光光譜的50%，也是屬於自然光的一種，因此根據分析研究，紅外線的安全性比高頻高了500倍，更比超音波高出了3000倍。

因為是紅外線領域，無須取得FCC的許可

目前，Wi-Charge將此一技術應用在LED燈泡之中，在燈泡內安裝「分布式共振器」，就可以像Wi-Fi一樣，在10公尺內收到訊號都可以充電，有點類似遙控器的紅外線，只不過強度高上百倍。只要在Wi-Charge傳送器的範圍內，無論是在使用中或是待機狀態，便能自動且持續地接收來自燈泡中的紅外線，而在燈泡內安裝Wi-Charge系統，就像更換燈泡一樣簡單，充電速度甚至可達到一般的充電器速度。目前，Wi-Charge的發射器模組尺寸約為17mmx17mm，未來將計畫把尺寸縮減至10 mm平方以下。

Wi-Charge利用這項技術所開發的產品，已經獲得美國食品藥品監督管理局（Food and Drug Administration, FDA）的核准，這表示該產品距離上市更近了一步。Wi-Charge的創始人之一莫爾（Ori Mor）表示，基於歷史原因，在美國與紅外線相關的裝置是由FDA審核，而非聯邦通信委員會（Federal Communications Commission, FCC）。而採用電流磁效應的無線充電，並非是紅外線領域，這樣就必須取得FCC的許可。而電流磁效應的無線充電比Wi-Fi和藍牙，需要消耗更多電力，所以要達到FCC的要求相信是蠻較困難的。預計在今年就會有第一代產品上市。

每個傳送器可以在10公尺的範圍內對數個終端設備配對，並且可以傳輸高達3W的功率，足以為智慧型手機充電。Wi-Charge在市場布局的方面，計畫將從商用公共場所開始，例如在咖啡館這樣的公共場所當中，部署多個發射器，以保持對所有客戶的設備充電，從而免去使用雜亂的電線進行充電。

然而，如果發射機和接收機連接中斷，系統將需要一些時間來重新配對並且鎖定，當然電源效率或許不如線纜或者電池更好，但優點是用戶無需在特定的位置為設備充電。將來，用戶可以使用其技術來無線為家庭安全攝影機等設備供電。

Wi-Charge獲得CES2018最佳創新獎

在2018年，Wi-Charge在CES展覽會現場展示了3款Wi-Charge傳送器產品，從外觀看起來，這3款Wi-Charge傳送器是再普通不過的LED照明產品（圖7），但是如果把這款看起來相當普通的照明燈具安裝在天花板上，並且將支援Wi-Charge技術的手機、筆記型電腦或電子產品靠近其光罩範圍內，馬上就可以發現手機或電子產品開始自動充電，此時這3款照明燈具搖身一變立刻成為無線充電的電力傳送主角。

此外，Wi-Charge在現場也將接收器裝在小火車上，而不斷行進的小火車就是接收來自LED燈具上的紅外線而產生電力，只要當手放在小火車上方，遮住來自LED燈具上的紅外線，小火車就會馬上停下來（圖8）。Wi-Charge更以這項技術獲得CES2018的最佳創新獎。

圖7 : Wi-Charge在展覽會現場展示了3款內建傳送器的LED照明燈具（source：iPhone Mania）

圖8 : 當手放在小火車上方，遮住來自LED燈具上的紅外線，小火車就會馬上停下來。（source：iPhone Mania）