[发明专利]具有集成的电磁辐射传感器的无线通信设备

说明书

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。

技术领域

本发明一般涉及无线通信设备。更具体地，本发明涉及包含额外传感器和检测器的移动通信设备。

背景技术

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。存在许多发明，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。这些发明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。这些和其他的发明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。本发明涉及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，其也是本发明的主题。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。