本发明专利技术的各个实施例涉及用于UV指数检测的半导体集成器件以及相关的校准系统和方法。一种用于检测UV指数的集成器件(1)被设置有：光检测器(2)，根据检测到的UV辐射，生成检测量(Ipuvd)；以及处理级(6)，耦合至光检测器(2)，并且根据检测量(Ipuvd)在输出处提供UV指数的检测值(UVdet)。处理级(6)基于调节因子(Gtrim)对检测量(Ipuvd)进行处理，以在输出处提供UV指数的检测值(UVdet)；并且进一步被设置有：调节级(4)，耦合至处理级(6)，用于对调节因子(Gtrim)的值进行调节。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及用于检测UV指数的半导体集成器件，并且还设及相关的校准系统和 方法。本说明将明确地但不失一般性地参考：包含在便携式电子设备中的该器件的使用，便 携式电子设备诸如例如为智能手机、平板电脑、PDA(个人数据助理）、数字音频播放器、照 相机或者摄影机等）；或者包含在可穿戴式电子设备中的该器件的使用，可穿戴式电子设 备诸如例如为智能电子手环或者手表等。
技术介绍
暴露于自然光（太阳光）或者人造光源，设及承受一定剂量的紫外福射。 已知的是，紫外福射覆盖了波长被包括在lOOnm与400nm之间的运部分电磁光谱， 并且主要分为：UVA福射（在315皿至400皿范围内）；UVB福射（在280皿至315皿范围 内）；W及UVC福射（在lOOnm至280nm范围内）。 一般而言，UV光线的穿透程度W及由此对人类的危害，随着波长减小而增加，因而 随着频率增加而增加。 阳〇化]太阳UV福射的通用指数，简称UV指数（或者UVI:叫tra-VioletIndex)，提供了 对来自源的UV福射水平的指示。通常，UV指数指到达地球表面的太阳福射，但是也可W指 任何紫外福射源。 为了提高人们对过度暴露于UV福射（具体地是源自太阳福射的UV福射）的风险 的认知，提出了UV指数，并且已经在世界卫生组织、联合国环境规划署扣肥巧、世界气象组 织、W及国际非电离福射防护委员会（ICNIR巧之间的协作背景下得W发展。 事实上已知，UV福射是众多健康问题的共同原因，运些健康问题包括：烧伤，甚至 皮肤癌；视力损害，甚至白内障风险；免疫抑制。 UV指数的值通常分组为暴露等级，与暴露等级相关联的是指示对人类的危害的色 标，如下表所概括的。 更详细的，已经将uv指数公式化，w对光谱的多种波长进行加权，从而考虑到每 种频率特有的生物效应。具体地，运是对UV福射诱导红斑反应的能力的测量结果，并且是 通过经由所谓的"红斑作用光谱"对UV福射的每种频率进行加权得到的。 W11]UV指数（无量纲参数）通过W下表达式给出：U1 其中Ελ是与UV福射相关联的光谱福照度（即，每单位面积的入射到表面上的福 射功率），W测量单位W/ (m2 ·nm)表示；k是等于40m7w的常数；W及S。,（λ)是前面提及 的红斑作用光谱。 阳014] 具体地，在图1中图示了如国际照明委员会（ere)定义的、通过使用McKinlay,Α. F.和Diffey，B.L.描述的方法而获得的、红斑作用光谱的图线，并且通过W下表达式给出： 在实践中，红斑作用光谱Sw(A)基于波长的范围针对与UV福射关联的能量定义 了加权函数。 阳017] 图2W示例的方式示出了如ASTMG173-03标准所定义的、在晴天在海平面处测量 的、太阳福射的光谱福照度Ελ。 阳01引在图2中再次出现了红斑作用光谱Sm(λ)的图线，并且进一步地将与UVB和UVA福射关联的区域进行了高亮。如可W注意到的，与太阳福射关联的UVC福射被地球的大气 吸收。 如今已知有许多种检测设备提供对UV指数的测量。 具体地，科学实验室设备，例如包括光谱仪，能够通过下列操作来得到UV指数的 准确测量结果：针对每种波长来测量UV福射的光谱贡献；然后通过后处理、通过采用上述 等式山来计算UV指数的值。 也存在非科学设备，其提供具有更高近似度的测量值，并且通常基于光检测器具 体地是在紫外范围内操作的光敏二极管的使用。 为了提高测量的准确度，必须将滤光系统与光检测器关联，该滤光系统通常包括 石英滤光器和特氣龙散射器，从而使得光检测器的频率响应接近于红斑作用光谱Sw(λ) 的加权图线。 图3W示例的方式示出了关联有石英滤光器的UV光敏二极管的光学响应（实 线），叠加在红斑作用光谱s^a)的图线（虚线）上。 然而，上面的已知类型的检测设备并不适合于集成在便携式或者可穿戴式设备 中。就运点而言，事实上已知的趋势是：将新的检测功能并入到现今的便携式或者可 穿戴式电子设备中，W向用户提供不断增加的信息量。 同样已知的是，将检测设备集成在便携式/可穿戴式电子设备中，必须满足在成 本、尺寸、和电能消耗的水平方面的严格要求。 考虑到上述检测设备通常成本太高并且生产过程复杂，所W上述检测设备并不满 足运些要求。此外，可能上述检测设备的尺寸也与集成在便携式或者可穿戴式电子设备中 不兼容。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种用于UV指数检测的方案，具有诸如能够在需要时集 成在便携式或者可穿戴式电子设备中的特性。 根据本专利技术，如在随附权利要求书中定义的，提供了检测器件W及相关联的校准 系统和方法。【附图说明】 为了更好地理解本专利技术，现在仅通过非限制性示例的方式并且参考附图，对本发 明的优选实施例进行描述，其中： 图1是关于根据波长的红斑作用光谱的图线的曲线图； 图2是关于太阳UV福射的光谱福照度的曲线图； 图3是关于被适当滤光W接近红斑作用光谱的、光敏二极管的响应的曲线图； 图4示出了光检测器的响应的图线、红斑作用光谱的图线和光谱福照度的图线， 其中将被曲线包围的面积进行了高亮； 图5是表示在UV指数与由光检测器检测到的电流之间存在的线性关联性 (correlation)的曲线图； 图6是UV指数检测器件和相关联的校准系统的总体框图； 图7是由图6的校准系统执行的操作的流程图；[003引图8是图6的检测器件的电路框图； 图9a和图9b是检测器件的封装体的相应配置的示意图； 图10是检测器件的光敏二极管的响应的曲线图； 图11是受到太阳光线照射的、检测器件的封装体的示意图； 图12是关于检测器件的光敏二极管的视场的曲线图； 图13是包含检测器件的便携式/可穿戴式电子设备的总体框图。【具体实施方式】 本方案来源于由本申请人进行如下实现：假设由UV福射源发射的福射的根据波 长的图案是恒定的（具体地该图案被视作对应的光谱福照度），并且假设使用光检测器来 检测UV福射，那么随着所发射的福射强度的变化，可W经由线性比例因子而将光检测器的 响应关联（correlate)至UV指数。 W45] 为了阐明在上面已经提到的内容，可W对图4进行参考，其图示了：表示为Suydud。 的、根据波长的、光检测器（具体地是UV光敏二极管）的响应的图线，;上文已经图示了的、 红斑作用光谱Sm(λ)的图线；W及与UV福射相关联的光谱福照度Ελ的图线。 在相同的图4中，还表示了面积Aid和面积Auvd，面积Aid是对乘积ΕΛSer(λ)进行 积分的结果，面积Auyd是对乘积EiS。、dude进行积分的结果。 如将清楚呈现的，面积Auyd表示在检测UV福射时由光检测器有效地生成的根据其 频率响应的电流Ipwd;而面积Aid表示电流Ipid，该电流Ipid应被具有与红斑作用光谱SW(λ) 图线相对应的频率响应的光敏二极管理想地检测到、并且因此根据上面等式而表示UV 指数的值。 W48] 因此，可W根据W下线性比例关系而确定关联因子Gwm，该关联因子Gwm与上述面 积相联系、并且因此与上述电流相联系： 阳049] Ipuvd=Gtrim·Ipid 具体地，鉴于关于由源发射的UV福射波长的该图案不变，具体地该图案被视作对 应的光谱福照度，发现随着所发射的UV福射的强度的变化，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种集成器件(1)，用于检测紫外(UV)辐射的UV指数，所述器件包括：光检测器(2)，被配置为根据检测到的所述UV辐射，生成电检测量(Ipuvd)；以及处理级(6)，耦合至所述光检测器(2)，并且被配置为，基于所述电检测量(Ipuvd)，在输出处提供所述UV指数的检测值(UVdet)，所述器件的特征在于：所述处理级(6)被配置为，基于调节因子(Gtrim)，对所述检测量(Ipuvd)进行处理，以在所述输出处提供所述UV指数的所述检测值(UVdet)；以及所述器件进一步包括调节级(4)，耦合至所述处理级(6)，并且被配置为对所述调节因子(Gtrim)的值进行调节。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G·斯皮内拉，M·萨皮恩扎，G·布鲁诺，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT
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