具有集成的电磁辐射传感器的无线通信设备制造技术

一种手持移动通信设备1，例如智能电话，包含用来测量来自在不同光谱范围内的电磁辐射（EMR）外部源的信号的传感器和信号调节模块。它们包括监测造成潜在健康危害或可能干扰各种电子设备的电磁辐射的检测器30。其他集成的电磁辐射传感器包括用于监测用户阳光下暴露的紫外线检测的光电二极管16和用于非接触测量人体或无生命物体的温度的热红外检测器15。这个检测器与数字相机16和模式识别信号处理的结合允许在特定位置处精确地非接触地测量温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请权利要求要求2011年9月17日申请的美国临时专利申请号61/627,070的优先权，以及2011年11月22日申请的美国非临时专利申请号13/303,054的优先权。在前相关申请的公开内容通过引用全部包含在本文中。
本专利技术一般涉及无线通信设备。更具体地，本专利技术涉及包含额外传感器和检测器的移动通信设备。
技术介绍
大多数无线通信设备(例如蜂窝或移动电话)包含额外的非通信功能，例如成像(照片和视频)、个人备忘录（personal planners）、游戏等。存在许多专利技术，它们尝试在这些额外功能中包含对例如温度这样的外部信号的测量和/或监测功能。这些专利技术通过作为参考包含在本文中的下面的选择来例证说明。授予Bae等的美国专利号7,947,222教导了在测量生物传感器的响应时对环境温度的补偿。授予Shen的美国专利公开号2007/0129105描述了具有嵌入到移动通信设备中的长形耳用探针的接触式耳温计。这些和其他的专利技术表明无线通信设备实际上是多功能工具，其用途要比仅仅发射和接收声信号广泛的多。存在所述设备通过利用其组件和额外传感器间的协同作用可以执行许多额外的功能。在许多传感器中，这些传感器可包括用于监测来源于外部源的电磁辐射（EMR）的传感器。EMR形成电磁场（EMF）。该场的频谱可能非常广阔，其范围从电场和磁场的恒定等级到很长波长的交变电磁场，波长大约从6×106米(对应50Hz频率)到紫外线并进一步到X射线。本专利技术涉及EMF频谱三个相当广的部分。一部分是波长从约为5×106米到2.5厘米，也就是从50Hz的非常低频到大约120GHz的低频高频，其包含由高压电线、电动马达和发电机、荧光灯、无线路由和蜂窝电话产生的电磁辐射。这些EMF产生所谓的可能对人类有负面影响并干扰电子设备的低频和射频电磁场污染。人类受到强电磁场影响可能增加得严重疾病例如癌症、生殖功能丧等的危险。受到电磁场干扰的电子设备可能出故障。另一部分频谱是范围从大约3×10-6到15×10-6米的被称为热红外电磁辐射的中远红外光谱，其也是本专利技术的主题。非接触红外测温仪在这个范围内工作。电磁辐射频谱的第三部分是具有波长在200×10-9到400×10-9米范围内的紫外(UV)线。紫外线监测对测量个人暴露在阳光辐射的等级的健康原因可能有用。授予Jeunehomme等的美国专利号3,971,943对本领域公知的自立式紫外线监测仪例证，其在此包含在本文中作为参考。存在许多涉及非接触温度测量的专利，其利用从物体表面被动发射热(红外)辐射的手段进行。在热辐射的红外(IR)范围内操作的典型传感器是热电堆或是热电体，其通过授予Beynon的美国专利号为4,986,672的工业非接触温度计和授予Fraden的美国专利号为4,854,730的医用红外温度计例证。当从被测人的表面(皮肤)测量温度时，期望从其推断出内体(核心)温度用于诊断目的。从体表面温度计算出核心体温的算法是本领域公知的，授予Yarden的美国专利公开号2007/0282218对其例证。上述所有的专利和公开在此被包含在本文中作为参考。在红外范围内利用电磁辐射的手段对温度进行远程测量时，重要的是在物体表面寻找在此处温度应该被测量的合适位置以及从该位置到红外传感器的最佳距离。寻找想要的距离的一种公知的方法是将接近传感器并入红外温度计，授予Hollander等的美国专利号7,611,278对此例证，该专利在此被包含在本文中作为参考。然而，将接近传感器并入移动通信设备的代价和复杂性连同接近传感器无法确定红外传感器的合适位置使得希望找到可替代的解决方案。检测用于创建温度不同于其周围环境的物体的热图像的热电磁辐射是本领域公知的。授予Thiele等人的美国专利号7,977,634对热成像相机例证，该专利在此并入本文作为参考。热图像可能被用于许多应用，包括医疗(例如皮下炎症的检测)、科学研究、安全、监视等。本专利技术的主题的另一电磁辐射测量系统，其被用于监测电磁场污染。电磁场在现在生活中，尤其是在工作场所和家里的无处不在的性质，引起了电磁辐射对健康的潜在、尤其是长期影响的正当关注。放射这种辐射的设备包括计算机、计算机终端、平板计算机、电话、路由器、电视、各种Wi-Fi和蓝牙设备。儿童和青少年暴露于移动电话和移动电子平板计算机达到如此的级别以至于在若干国家，通过已经采用的或拟议的法制来限制儿童使用这些设备。一方面，移动通信设备的普遍存在性质使其成为测量周围环境电磁辐射等级的最自然的候选者。虽然有许多专业设备被专门设计用来测量电磁场的等级，但是移动通信设备已经拥有允许执行另一有用功能的大部分需要组件，另一有用功能是：测量和提醒用户周围电磁场的潜在危险等级，并且同时指出其工作场所和生活区中这种等级较低的地方，从而使用户在工作场所和家中都能对电子设备的安置做出明智的决定。授予Audetv的美国专利公布2010/0125438并入本文作为参考，其教导了一种为每个有潜在保健应用的用户测量电磁场能量等级和保存这种测量值历史记录的方法。仪器、系统和用户图形接口连同通信系统一起被教导。因此这个专利技术需要特定的自立仪器，该仪器可能是昂贵的并且不方便随身携带。授予Morales的美国专利号5,592,148教导了一种测距设备，该设备发出由各种不同设备产生的电磁场信号的报警输出。授予Johnston的美国专利号6,906,663例证了本领域公知的利用自立式仪器对宽频电磁场信号进行可靠检测的大多数关键组件，该专利并入本文作为参考，其教导了天线、功率计、信号均衡器和其他组件。因此，本专利技术的一个目标是结合内置数字照片相机、非接触温度计和模式识别算法的功能，用于引导用户对移动通信设备的正确定位，从而确保获得可靠温度测量的最佳条件。本专利技术的另一个目标是利用移动通信设备的无线能力检测和测量电磁场信号，用于评估周围环境辐射等级的目的。且本专利技术的另一个目标是把紫外线检测器与移动通信设备结合/集成。通过优选实施例的上述描述，本专利技术的进一步目标将显而意见。
技术实现思路
移动通信设备包含一个或多个传感装置，用于接收和处理不同光谱范围的电磁场信号。不同光谱范围需要不同类型的传感器。采用天线检测在低频和射频范围内的电磁辐射污染，可能采用用于移动通信的同一天线。对于紫外线范围，使用特殊光电二极管，而对于非接触温度测量，则由热电堆检测电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动通信设备，其包括计算装置和输出装置，还包括含有用于从外表面接收红外光谱范围内的电磁辐射的非接触温度传感器的模块，所述非接触温度传感器生成信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.17 US 61/627,070;2011.11.22 US 13/303,0541.一种移动通信设备，其包括计算装置和输出装置，还包括含有用
于从外表面接收红外光谱范围内的电磁辐射的非接触温度传感器的模
块，所述非接触温度传感器生成信号。
2.根据权利要求1所述的移动通信设备，还包括：
-生成所述外表面的数字图像的数字摄影相机，和
-连接到非接触温度传感器用于接收和调节所述信号的信号调节
器，其中所述计算装置被连接到所述信号调节器，且适于根据由所述非
接触温度传感器生成的信号来计算所述外表面的温度。
3.根据权利要求1所述的移动通信设备，其中所述外表面是人的头
部的一部分。
4.根据权利要求3所述的移动通信设备，其中所述计算装置适合于把
所述人的头部的一部分的表面温度转换成所述人的内部温度。
5.根据权利要求2所述的移动通信设备，其中所述计算装置还适合
于通过利用所述数字摄影相机产生的所述数字图像来计算所述模块与所
述外表面之间的最佳距离。
6.根据权利要求2所述的移动通信设备，其中所述计算装置存有预定
义模板，所述计算装置适合于匹配所述数字图像与所述模板，用于计算
所述模块与所述外表面之间的距离。
7.根据权利要求6所述的移动通信设备，其中所述模板具有脸部标记
的形状，所述标记是眉毛，或鼻子，或眼睛轮廓，或耳朵。
8.一种移动通信设备，其包括计算装置和输出装置，还包括接收和测
量电磁辐射的幅度的模块，其中所述电磁辐射通过不是所述移动通信设

\t备的部分的源生成，所述模块包括适合于在射频范围内操作的至少一个
天线。
9.一种通过移动通信设备在选定位置处测量电磁辐射幅度的方法，其
包括以下步骤：
-提供一种移动通信设备，其包括外壳、具有第一视场的数字成像传
感器、计算装置、给操作员传送信息的输出装置，所述传感器用于生成
所述选定位置的数字图像；
-将响应于在选定光谱范围内的所述电磁辐射的强度的模块并入到外
壳中；
-将所述外壳放置在所述选定位置的附近；
-所述模块生成表示所述电磁辐射的信号；
-处理所述信号，以提取关于所述选定位置处所述电磁辐射的强度的
信息；
-发送所述信息到给所述操作员传送所述信息的输出设备。
10.根据权利要求9所述的测量电磁辐射幅度的方法，还包括以下步
骤：
-在所述模块中安置至少一个具有第二视场的热电堆，其中所述第一
视场比所述第二视场宽，且所述热电堆在所述第二视场中生成表示所述
选定位置的温度的信号。
11.根据权利要求10所述的测量电磁辐射幅度的方法，还包括以下步
骤：
-移动所述外壳来对准在所述选定位置处的所述数...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·弗里丹，D·平特索瓦，
申请(专利权)人：弗拉登公司，
类型：发明
国别省市：美国;US