JP3173637U - 高周波輻射検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電話やその他のパーソナル通信機器の内部に組み込まれ、もしくはこれに近接して配され、ＲＦ伝播の人間や動物の生命に及ぼす潜在的に有害な影響を補償するための装置を提供する。
【解決手段】この装置は送受話器により生じる放射の存在に応答するアンテナと、この放射の存在を確認する手段を含み、放射の存在を確認する手段は、補償信号生成手段を起動するために接続されており、この補償信号生成手段は、送受話器の近辺に電磁場を生じさせるためのコイルに対してノイズ信号を供給するために配置され、ＲＦ伝播の潜在的に有害な影響を阻止する。
【代表図】図１

Description

本考案は、電場、磁場、電磁場の生体系に対する潜在的に有害な影響から生体系を保護するための方法および装置に関する。

電場、磁場、電磁場の生体系に対する影響に関しては見解が対立している。しかしながら、ある種の場が人間を含む生体系に損傷を与える、という少なからぬ証拠がある。有害な影響は長期にわたる可能性もあり、その全体のインパクトはまだ認識されていない。

世界中で電子的に動作する機器の使用が劇的に増加している。そのような機器は全て電磁場の放出を伴っており、度合いは変わるものの、人間の健康に影響を及ぼすおそれがある。特に、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を送出し、人体に近接して用いられる機器についての関心が高く、例として携帯電話やその他のパーソナル通信機器が挙げられる。問題とされているのは、これらの製品の製造の際に準拠し、これらの機器のユーザに対するＲＦ被ばく限度を定めている安全基準が、熱的閾値以下、すなわち観測可能な加熱を生じさせ直接的なエネルギー移動に帰することができるようなレベル以下の被ばくレベルの影響について、適切に説明していないのではないかという点である。そのような低レベルの影響の可能性は、疫学的研究や研究機関の調査の実質的証拠により支持されており、このような被ばくの影響を最小化できるいかなる手段もこれらの機器のユーザにとって利益となるであろうという提言がなされている。

特許文献１は電磁場の有害な影響からの生体系の保護に関し、ある種の場が酵素オルニチンデカルボキシラーゼに影響するとしている。この特許では仮に有害な電磁場を、オン・オフの切り替えやこの電磁場に電磁ノイズ場を重ね合わせることによって変更することができれば 潜在的に損害を与える影響を減らし、除去することが可能である、としている。さらにこの特許文献１では、こういった変更が電磁場の関連する特徴的な特性を５秒以内の間隔で、好ましくは０．１秒から１秒の間隔で時間変化させた場合にのみこの影響を減少できる、としている。変更可能な特徴的な特性として、周波数や位相、波形、振幅が言及されている。類似する効果は非特許文献１及び非特許文献２でも議論されている。

特許文献１はさらに、この生体保護案の携帯電話への応用も含む、様々な応用について触れている。ＥＭＸ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは特許文献１に記載された技術を実用化した携帯電話のバッテリーに力を入れている。携帯電話に使用された場合、これらのバッテリーは局所的なＲＦ場に重ね合わせるノイズ電磁場を発生させ、これにより全体の場を不規則にして生物学的影響を生じさせないようにしている。このノイズはバッテリーパックの一部を形成するコイルによって生成される。ノイズの活性化はバッテリーから電話機への電流の流れをモニターすることで行われ、このモニターは電話機が通話モードで送出しているか判定する間接的手段として使われている。このような活性化技術は古い型の電話機ではよく動作するが、バッテリーパワーを要するゲームやその他のエンターテインメント・アプリケーションといったアプリケーションを有している新しい型の電話機では頼りにならないことが示されている。そして、誤ってノイズ機能を動作させることによって、潜在的に受け入れ難いバッテリー寿命の低下を引き起こしてしまう。

米国特許第５５４４６６５号明細書

「Ｔｈｅ ｒｏｌｅ ｏｆ ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｔｉｍｅ ｉｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｍｉｃｒｏｗａｖｅｓ ｏｎ ｏｒｎｉｔｈｉｎｅ ｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ」、バイオエレクトロマグネティクス（Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ）、米国、ワイリー−リス（Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ）、１９９３年、第１４巻、第５号、Ｐ．３９５−４０３ 「Ｔｈｅ ｒｏｌｅ ｏｆ ｔｅｍｐｏｒａｌ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｎ ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｅｆｆｅｃｔｓ」、バイオエレクトロマグネティクス（Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ）、米国、ワイリー−リス（Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ）、１９９７年、第１８巻、第５号、Ｐ．３８８−３９５

この本考案は上述の問題を克服するものである。

本考案は、ＲＦ信号を送出することによって動作するパーソナル通信機器によって生成される電磁場に被ばくすることにより引き起こされる、人間や動物の生命に対して潜在的に有害な影響を減らしまたは除去するための方法、装置、システムを提供するものであり、ＲＦ信号を送出する電子機器と、前記ＲＦ信号の前記潜在的に有害な影響を減らしまたは除去する手段と、前記潜在的に有害なＲＦ信号を検知可能な手段であって、前記ＲＦ信号の人間や動物の生命に対する潜在的に有害な影響を減らしまたは除去する手段を起動する手段を含む。

以前の研究では、ＲＦ輻射はもしも規則的なもの、つまり一定の特性を有するものを、１０秒以上の間連続して適用すると潜在的に有害な影響をもたらし、もしもこの規則的な状態の時間を１秒以内にまで減らせば、潜在的な害は実質的に除去されるとしている。本考案における潜在的な害を除去する手段は、ノイズ電磁場を潜在的に有害な輻射に重ね合わせて、時間的に不規則な複合場、すなわち時間的に一定の特性を有さない場を生成してもよく、これによってもはや害を生じさせる可能性がなくなる。このノイズ場の使用を以下、補償信号と称する。この方法は電子機器をその動作方法を変更することなく使用することができ、好ましい。

こういった応用に限定されるものではないが、本考案は特にバッテリーで動作するパーソナル通信機器に有用である。好ましい実施形態においては、ＲＦ輻射の潜在的に有害な影響は、ＲＦ信号に重ね合わせて不規則な複合信号として生命に対する影響を有さないようにする補償信号を生成する手段によって阻止される。いかなる適当な手段も使用することができるが、補償信号場を生成するためにバッテリーからの電源を利用して起動する誘導コイルと、自然界にもともと存在する磁場からなる手段を用いても良い。

潜在的に有害な輻射を感知し、検知する手段は、例えばアンテナのような標準的なＲＦセンサーと付随する検知電子機器でよく、この手段は 特に電子機器から発せられ潜在的に有害と考えられる特定の輻射を検知するのに適したものである。

好ましくは、本考案の装置は、存在する携帯電話送受話器やその他のパーソナル通信機器の中に、装置の改変をほとんどすること無く収まるようになっている本質的に単一のコンポーネントであるのがよい。ＲＦセンサーはこのコンポーネントの一部をなすアンテナであってもよい。しかしながら、補償信号場を生成するためのコイルはこのコンポーネントに接続する別の部材とする必要があり、送受話器のバッテリーの周囲に形成すると良い。バッテリーはリチウムポリマーであり、送受話器の内部に空間を確保する必要を無くすために、この構成部分は物理的にバッテリーの内部に押し込まれてもよい。あるいは、このコンポーネントは送受話器から分離してもよいが、送受話器が使用中に補償信号を供給できるように送受話器の隣に配置するのがよい。例えば、コンポーネントはクレジットカードの寸法や形状を有し、カード内部に電子部品を集積したチップと、カード縁部にそって形成され補償信号を供給するためのコイルを有するカード装置状に形成してもよい。

本考案の装置は自身の電源を有していてもよく、送受話器のバッテリーから電源供給を受けてもよい。

それゆえ本考案は、より詳細には、人間や動物の生命に潜在的に有害なＲＦ送出を行うパーソナル通信機器と連携する補償装置であって、前記補償装置は、前記ＲＦ送出の存在を感知するセンサー手段と、前記輻射の存在を確認する検知手段と、補償信号生成手段を有し、前記検知手段は前記補償信号生成手段を起動するために接続されており、前記補償信号生成手段は前記送受話器近辺の補償電磁場を確立するために配置されていることを特徴とする補償装置である。

前記センサー手段は例えばアンテナであって、電子機器から放出され、潜在的に有害と考えられている特定の輻射を適切に検知するＲＦセンサーでよい。このようなセンサーは好ましくは 携帯電話送受話器のキャリア波周波数、すなわち０．８ＧＨｚから２ＧＨｚの帯域のマイクロ波周波数に応答可能なアンテナであり、詳細は以下に述べる。また、分離するアンテナの代わりに、補償場を確立するためのコイルでＲＦ伝播を検知するようにしてもよい。このようにする利点はアンテナ部品が無くなることであるが、これに伴う欠点として、例えば二重化システムのように、コイルを二通りの動作に対応させるようにする必要がある。また例えば、装置の中の大きな電流揺らぎを感知するといった、ＲＦ伝播の生成を感知する他の方法は理論的には採用できるが、これらは装置の妨げになったり、改修が必要になるであろう。これは特に携帯電話送受話器の場合更に困難となる。その上、携帯電話送受話器は多くの種類があり、特にアンテナは送受話器のあらゆる場所に配置されたり、あるいは送受話器そのものを構成している場合もある。

感知された輻射を検知するための前記検知手段は、パッシブ検知ステージとそれに続くアクティブ検知ステージとからなるようにしてよい。パッシブ検知ステージは送受話器からのＲＦ放射をモニターしたり、ＲＦ検知信号を調整したり総和を求めたりするようになっている。送受話器が通話に用いられている（通話モードにある）ことを示すＲＦ輻射が有意なほど持続しているか否か判定するために、検知信号を遅延させたものを一つ又は複数、現在のものと比較するのが好ましい。このイベントで、電源制御信号が生成される。パッシブ検知ステージは受信した信号の強度に依存しており、この動作のための電源を必要とせず、このため電源を消費することなく継続して動作可能である。以下に述べるように、感知したＲＦ信号が検知のために十分な強度を有するようにするために、補償場を確立するためのコイルはさらにＲＦ放出を感知するようにしてもよく、検知手段に追加の信号を供給するようにしてもよい。

より正確な検知を行うため、電源を必要とするトランジスタのような部品を使用したアクティブ検知ステージを利用してもよい。アクティブ検知ステージはパッシブ検知ステージによる電源制御信号の生成に対応して起動され、動作に電源を必要とする回路を含む。能動的部品を使用することにより、パワー増幅やアンテナ信号のより正確なサンプリングが可能となる。アクティブ検知器ステージの回路部品はパッシブ検知器ステージと似た機能を実行するようにしてもよく、すなわち、アンテナ信号の総和や平均を閾値と比較するようにしてもよい。通話送出が行われているか否か判定する目的で、アンテナ信号のより正確で信頼性の高い検知のため、追加の信号処理を付け加えてもよい。アクティブ検知器ステージは連続する時間間隔におけるアンテナ信号の検知を行い、通話モード信号が存在するか否かに対応する二つの状態のうちどちらかの値をとり得る信号を生成する。アクティブステージにおける信号検知間隔は１００ｍｓにするのが好ましい。このため、このアクティブ検知器の出力は連続する検知間隔におけるアンテナ信号の状態、すなわち通話モード／非通話モードを示すパルス列となる。アクティブ検知器の出力は補償信号制御モジュールを介して補償信号生成器を起動するために用いられる。

パッシブ検知ステージの電源制御信号は電源制御手段に送られ、アクティブ検知ステージと補償信号生成手段の起動のために電源のスイッチをオンにするようになっている。補償制御生成手段は、補償信号制御モジュールを含んでもよく、この補償信号制御モジュールは補償信号の望ましい形を生成するために、制御信号を電源に供給し、制御信号を補償信号生成モジュールに供給する。補償信号生成モジュールはＲＦ検知ステージからの出力に反応し、好ましくは補償信号生成モジュールを制御するための一つ又は複数のアルゴリズムを実行するマイクロコントローラを有している。また好ましくは、制御モジュールは検知ステージからの連続した出力を受信するまで約１秒間待ち、そして生成モジュールに対して電源供給を行うよう電源ユニットに要求して、補償信号が約３秒間生成されるようにする。この１秒間の待ち時間は、通話送出信号の存在が生体組織の反応を引き起こす可能性のある期間の最小値を表しており、重要である。電源管理のため、送受話器によりこの最小期間以下の期間だけ生成されるいかなる輻射も、補償行動を必要としないものとみなす。３秒の期間は便宜上選択されたものであって、これより長い期間では補償場が不要なときにも補償場が生成されてしまうかもしれず、これより短い期間では回路内で過剰な切り替え操作が起こる可能性がある。３秒の期間の終わりに、ＲＦ検知ステージからの連続信号が再び存在しない限り、もしくは連続信号が再び存在するようになるまで、制御モジュールはリセットされる。

補償信号生成モジュールは、例えば米国特許第５５４４６６５号明細書に開示されているようなデジタルノイズ生成器を含んでも良い。このデジタルノイズ生成器は、補償信号をアナログ形式で供給するために、デジタルアナログ変換手段やフィルター手段を通じて、送受話器の近辺の補償場を確立するための手段を提供するコイルに接続される。

本考案の補償装置のブロック図である。 図１の実施形態のパッシブＲＦ検知ステージのブロック図である。 第１図の補償信号生成器と制御モジュールの動作方法を示すフローチャート図である。 携帯電話送受話器内に収めるための補償装置の平面図と断面図である 携帯電話送受話器に隣接して配置されるための、クレジットカード寸法を有した補償装置の平面図と断面図である。 図１の変形例を示す図１に類似するブロック図である。

本考案の実施形態を図面を参照してあくまでも例として説明する。

全ての電磁輻射は電場と磁場の振動からなり、その周波数、すなわち１秒あたりの波が振動する回数がその特性を決め、それらによって用途が定められる。周波数はヘルツ若しくはＨｚで測定され、１秒当たり１Ｈｚは１回振動することを、１ｋＨｚは１０００回、１ＭＨｚは百万回、そしてＧＨｚは十億回振動することをさす。３０ｋＨｚと３０ＧＨｚの間の周波数はラジオ放送やテレビ放送を含む電気通信に広く用いられ、ラジオ周波数帯を構成している。

携帯電話サービスは政府により認可された周波数で稼動しており、典型的には８７２−９６０ＭＨｚ、１７１０−１８７５ＭＨｚ、１９２０−２１７０ＭＨｚの周波数帯域内で稼動している。これらの周波数は３００ＭＨｚから３００ＧＨｚの範囲を含むマイクロ波周波数帯の範囲内にある。この範囲内の他の応用としてはレーダーや電気通信リンク、衛星通信、天気観測、内科的ジアテルミーが含まれる。本考案は人間や動物の生命に対して潜在的に有害ないかなる周波数の波にも使用できるが、携帯電話に用いられる周波数帯で動作する機器について特に有用である。

無線周波は 無線通信で情報を伝播するために用いられ、キャリア波という。いかなるシステムの無線周波数キャリア波も送信機によってサイン波又は規則的な波形で生成される。キャリア波はその特性が時間変化をしない場合、発話、音楽又はデジタル化データといった情報を伝達せず、このような情報は何らかの方法で付加されなければならない。伝達する情報に関して、キャリア信号の一つ若しくはそれ以上の特性を変化させる過程は、変調として知られている。変調を通じて変化し得るキャリア波の特性は例えば振幅、周波数、位相、そしてこれらの組み合わせがある。例としてＡＭ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）放送のためには、発話や音楽によって生じるマイクロホンからの電気信号がキャリア波の振幅を変化させるために使われ、常にＲＦキャリア波の大きさや振幅が電気変調信号の大きさに比例して作られるようになっている。ＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の場合は、キャリアの瞬間周波数がキャリア周波数から変調信号の強度に依存した分だけ変移する。位相変調（ＰＭ、Ｐｈａｓｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）は情報をキャリア波の瞬間位相を変動させることによって情報を表す変調の一形式である。ＦＭやＰＭは今日の無線通信において一般的に使用されている。

携帯電話は無線通信によって情報（ボイスメッセージ、テキストメッセージ、電子メール、ファックス、コンピュータデータ、情報のダウンロードなど）を送信し、また受信する。無線周波数信号は電話機から最寄の基地局へと送信され、（電話機ユーザが聞いている情報源から情報を運ぶ）受信信号は基地局から電話機へと若干異なる周波数で送られる。基地局は携帯電話を他の携帯電話や固定電話のネットワークに接続している。 一旦信号が基地局へ到達すると、信号は通常光ファイバーネットワークによって主電話ネットワークへと送信される。

各基地局はセルとして知られる地理的エリアを無線でカバーしている。基地局（ＢＳ、ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ）は互いに移動通信交換局（ＭＳＣ、ｍｏｂｉｌｅ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｃｅｎｔｅｒ）によって接続されており、移動通信交換局は通話を追跡し、通話者がセルから次のセルへと移動したとき、通話を転送する。理想的なネットワークは基地局がその中心にある六角形のセルの網として描かれ得る。携帯電話ユーザが常に基地局からの範囲内にいるように、セルは縁の部分で重なり合っている。正しい場所に十分な基地局がなければ、携帯電話は機能しない。ある人が携帯電話を持って動き始め、あるセルから出て別のセルへと入った場合、制御ネットワークは通信を近隣の基地局へとハンドオーバーする。

本考案が特に関係する輻射は、携帯電話が情報を送受信するときに携帯電話により送出される輻射であり、特に携帯電話が頭部に最も近接し、送出される輻射が有意の時間長にわたって生じる通話時の輻射に関する。

動作時に携帯電話は使用のために起動され、即座に特定の周波数の潜在的に有害な輻射を生成する。この輻射の存在はすぐに本考案のセンサー手段や検知手段によって感知され、これらのセンサーや検知手段は、一定の潜在的に有害な輻射をランダムで無害な波のパターンに変換する補償信号（ノイズ）生成手段を起動する。センサー手段や検知手段はまた、潜在的に有害な輻射がもはや生成されていないときを検知し、補償信号を次回必要とされるときまで非活性化する。補償信号の周波数の選択は電気機器の性質やこの機器が生じる潜在的に有害な波の周波数に依存する。しかし、われわれは携帯電話の使用により生じた潜在的に有害な輻射の効果を打ち消すためには、周波数が３０Ｈｚから９０Ｈｚの範囲にある補償信号が特に有用であることを発見した。

実施形態において重要な点は、携帯電話自身の構造を変更する必要もなく、放射センサーと検知器、そして補償信号生成器を携帯電話の中に組み込むことができるということである。われわれはセンサーや検知器、補償信号生成器を含み、小型化された印刷回路を使用して電話機のバッテリーに組み込むことでこれを達成できることを発見した。本考案はリチウムイオンバッテリーのような携帯電話に使用されるいかなるバッテリーセルにも使用可能であるが、リチウムポリマーバッテリーのようにより軟らかいバッテリーと使用する方が、本考案のコンポーネントを含む印刷回路基板とコイルをバッテリーケーシングに押し付けることで、標準的な同等のバッテリーに比べてバッテリー容量の減少を最小限にすることができ、有利である。

送受信器のバッテリー３の表面に押し込まれて位置決めされるコイル２と、これに接続され、ＲＦ感知アンテナと補償装置の電子部品を組み込んだ単一コンポーネント４を含む補償装置の概略図を図４に示す。ユニット４は電源として送受信器のバッテリーに接続されてもよく、代わりに自身の電源を組み込んでもよい。

補償装置の他の実施形態を図５に示す。これはクレジットカードに似た形をしたものであり、例えば携帯電話のホルダーやジャケットに置いて、携帯電話に近接して配されるようにしたものである。これはプラスチック基板５と、この基板の周縁に沿って配されたコイル６と、これに組み込まれる、装置の電子機器及びＲＦ送出を感知するアンテナとを有する単一コンポーネント７とを含んでいる。バッテリー８は電源を供給する。

本考案はいかなる携帯電話にも応用可能であるが、ＧＳＭプロトコルに準拠した携帯電話とともに用いると特に有益である。この場合、ＲＦ信号の振幅が超低周波数（ＥＬＦ、ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の振動周波数で規則的に振動するため、変調されていないＲＦ信号に比べて測定可能な生物学的反応をより生じさせやすいとされている。ＧＳＭ信号はパルス幅０．５７７ｍｓ、パルス反復レート４．６１５ｍｓのパルスバースト又はこれと同等の２１７Ｈｚの周波数によって送出される。このため、これらの信号は生物学的影響を引き起こすと考えられる。ＣＤＭＡ信号はＧＳＭのような規則的パターンを使用して送出されることもそうでないこともある。このため、生物学的影響を完全には無視できないものの、ＧＳＭのＲＦ信号にさらされた結果と比べ、その影響ははっきりとは言い難いであろう。

この実施形態は携帯電話が通話モードで動作中にＲＦ信号を送出する際、ＥＬＦノイズ磁場を生成する装置を開示する。これは、通話モードのＲＦ信号の存在を電話機に直接干渉する必要のない非接触手段によって感知する点において、公知技術とははっきりと異なる。また、ＥＬＦ刺激に対する生物学的細胞のある種の応答特性を補う特別な点を組み込んだ、補償信号を活性化する手段を含む点においても、公知技術とははっきりと異なる。本実施形態に記載された装置の典型的な応用は、例えば電話機に電源を供給するバッテリーパック内のように、電話機の近傍に配置するものである。この装置は 補償信号がオンされる必要があるときは電力消費が増加するが、通常は非常に低い電力消費で継続して動作する。

図１はこの好ましい実施形態の主要なコンポーネントを表したブロック図である。四つの主要なモジュール、ＲＦ信号検知モジュール２０、電源制御モジュール２２、電源２４、補償信号制御モジュール２６、補償信号生成モジュール２８が図中に特定されている。

ＲＦ信号検知モジュール２０はアンテナ３０を含み、このアンテナ３０はパッシブＲＦ検知器３２に直接接続され、またアクティブＲＦ検知器３４に直接接続されている。このアンテナはいかなる一般的な携帯電話の周波数でも動作するように同調されるのがよい。この周波数は例えば８９０−９６０ＭＨｚ、１７１０−１８８０ＭＨｚ（ＧＳＭ／ＤＣＳ）、８２５−８９４ＭＨｚ、１８２０−１９９０ＭＨｚ（ＣＤＭＡ／ＰＣＳ）を含む。またはこのアンテナは携帯電話の周波数帯（約８００から２０００ＭＨｚ）内で動作可能なようにワイドバンドアンテナを使用しても良い。アンテナは例えばＭＤ１５０６のような商用の既製品チップアンテナやカスタムメイドの印刷回路基板アンテナを実装しても良い。パッシブＲＦ検知器は電話機からのＲＦ放出を継続的にモニターし、より多くの電源を消費する他のコンポーネントを起動する制御信号を送出する役割を果たすものである。図２にさらに詳細に示されている。好ましい実施形態において、パッシブＲＦ検知器は外部電源を必要とせず、アンテナ２０からの受信信号の強度や後述するコイル８４からの信号にも依存している。図２を参照して、パッシブＲＦ検知器フロントエンド３６はシングルダイオード検知器やデュアルダイオード検知器で実装される。全波整流ができるデュアルダイオード検知器の構成が、パッシブＲＦ検知器の他のコンポーネントに電源を供給するためにも使用できるため、好ましい。このアプローチはパッシブＲＦ検知器を起動するためにも頻繁に用いられる。例えば、ＨＳＭＳ−２８２２又はＨＳＭＳ−２８６Ｃショットキーダイオードのペアを直列に接続することで、この用途に使用することもできる。パッシブＲＦ検知器は好ましくは通話モードでのＲＦ信号のみを検知するようにすべきである。しかしながら、これではスタンバイモードにおいて送出されたＲＦ信号も検知し得る。このため、通話モードでの信号を検知したということを確実にするため、継続的な測定値を比較することが必要となる。これは例えばＲＦフロントエンド出力のサンプリングについて、各サンプルを次から遅延時間ｔだけ遅らせるように三回サンプリングし、この３つのサンプルを比較することによって実装することができる。もしもこの３つのサンプルが互いに所定の閾値におさまっていれば、ＲＦ信号は通話モード信号であろうと判定される。サンプリングは時間間隔Ｔｉ（好ましくは５０ｍｓから１００ｍｓの間）にわたる信号を積算することで行うとともに、継続的なサンプルについても同じ時間Ｔｉだけ遅延させて行うべきである。これは図２に示す第一及び第二の遅延素子３８、４０と、コンパレータ又は閾値ユニット４８に接続された第一、第二、第三の積算器４２、４４、４６で実装される。回路４２はフロントエンド３６に直接接続され、回路４４は第一の遅延素子３８を介してフロントエンド３６に接続され、回路４６は第一の遅延素子３８と第二の遅延素子４０を介してフロントエンド３６に接続される。パッシブＲＦ信号検知器のユニット４８は３つのオン／オフ制御信号のうち１つ（全オン／オフ制御）を、電源ユニット２４のスイッチをオンするために、電源制御モジュールに向けて生成する。

電源ユニット２４は電源制御モジュール２２を介してアクティブＲＦ検知器３４に電源を供給する。検知器３４は直接アンテナ３０に接続されている。アクティブＲＦ検知器３４は通話モード信号が検知されたとき起動される。この検知器は通話モード信号のより正確で安定した測定をねらったものである。商用の既製品を使用して実装することができる。パッシブＲＦ検知器のように、サンプリングは時間間隔Ｔｉａ、好ましくは５０ｍｓのオーダーの時間間隔で、信号を積算することにより実行するべきである。オン又はオフ信号を生成するために、二つの連続した測定結果を平均して固定した閾値と比較するべきである。アクティブＲＦ検知器の出力は、連続した１００ｍｓ間隔でアップデートされるオン／オフ値の列となる。アクティブＲＦ検知器の機能はパッシブＲＦ検知器を用いて実装しても良い。しかし、この考え方では、通話モードの誤検知を最低限に抑えるために注意深い調整が必要となるだろう。アクティブＲＦ検知器３４の出力は補償信号制御モジュール２６に入力される。モジュール２６はパッシブＲＦ検知器３２からの制御信号に応じて電源２４から電源制御モジュール２２を介して電源供給を受ける。

電源制御モジュール２２は三つの電源制御信号を含んでおり、一つはパッシブＲＦ検知器からの、全てのアクティブ・コンポーネントのためのもの（全オン／オフ制御Ｐ）５０であり、二つは補償信号制御モジュールからのものであり、このうち一つはアクティブＲＦ検知器３４のためのもの（アクティブオン／オフ制御）５２で、もう一つは全てのアクティブ・コンポーネントのためのもの（全オン／オフ制御Ａ）５４である。信号５２、５４はＯＲゲートを通って電源２４に入力され、全てのアクティブ・コンポーネントのためのこれらの信号の何れかがオンであれば、電源制御モジュール２２は電源により電源供給される全てのコンポーネントを起動する信号を発するようにする。補償信号制御モジュール２６は以下に述べるように、アクティブＲＦ検知器３４の電力消費を低減するため、無効化回路５８を介して有効化／無効化信号（アクティブオン／オフ制御）５２を送出する。好ましい実施形態においては、電源は携帯電話のバッテリーセルであるが、例えば予備バッテリーのような他の電源も使用可能である。

補償信号制御モジュール２６はＲＦ検知モジュール２０からの入力に基づいた補償信号の活性化を制御する規則を組み込んでいる。このモジュールはハードウェアとして実装しても良いが、例えばマイクロコントローラを使用してソフトウェアによって実装するのが最も容易である。図３に補償信号制御モジュールのための動作フローチャート図を示す。取得及び比較ブロック６０はＲＦ検知モジュールの出力と同期して、１００ｍｓの時間間隔を置いた継続的なサンプルの値を読み取る。読み取りは１ｓよりも大きな時間間隔にわたって行われるが、１ｓのオーダーが好ましい。もしも全ての値が６２でオンであれば、時間間隔Ｔｐで補償信号がＯＮになるよう、信号が補償信号生成モジュール２８に送られる（６４、６６）。Ｔｐは好ましくは３ｓのオーダーである。より短い時間（１００ｍｓをこえる）の場合、より頻繁にＲＦ信号を検知する必要が生じる。より長い時間の場合、電源消費が増大して受け入れ難いレベルに達する可能性がある。補償信号がオンになる最初の２ｓ（もしくはＴｐ＞１ｓの場合のＴｐ−１ｓ）の間、電源消費を低減するため、アクティブＲＦ検知器の電源制御信号はオフに設定される（アクティブオン／オフ制御 オフ）。６８、７０、７２のように、この２ｓの間隔の終わりに取得及び比較ブロックがリセットされ、補償信号の状態を判別するチェックサイクルが繰り返される。取得及び比較ブロックにおいて測定された値の何れかがオフであった場合、７４、７６に示すように、全てのアクティブ・コンポーネントに対する電源制御信号はオフに設定される（全オン／オフ制御 オフ）。そして装置は電話機からのＲＦ信号をパッシブモードでモニターする状態に復帰する。

補償信号生成モジュール２８は、米国特許５５４４６６５号や関連する特許に既に記載されているように、アナログ回路やアナログ／デジタル混合回路を用いた電磁ノイズとして実装される。本願の目的のために、好ましい実施形態はデジタル部分にマイクロコントローラを用いたアナログ／デジタル混合アプローチを採用する。これは、補償信号制御モジュールの好ましい実施形態もまた、両方の機能を果たすように用いられ得るマイクロコントローラを使用しているため、都合がよい。好ましい実施形態において、デジタルノイズ生成器８０は、クロック信号を入力される、適切に接続されたシフトレジスタ列からなる擬似ランダムノイズ生成器として実装することができる。出力ビットとクロック周波数は所望のシークエンス繰り返し周波数を得るために選択される。例えば、４ｋＨｚのクロックレートと１８段のシフトレジスタシーケンスの場合、約１分間の繰り返し周期が得られる。デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）と適切に選択されたバンドパスフィルター（ＢＰフィルター）を用いることで、適当なノイズ信号を得ることができる。例として、３ビットＤＡＣと３０−９０Ｈｚバンドパスフィルタは米国特許第５５４４６６５号の明細書を満たすようなノイズ補償信号を生成する。補償信号生成器を完成させるため、標準的な設計の音声信号増幅器と適当な寸法のコイル８４を用いることができる。好ましい実施形態において、コイルは巻数が１００以上の多重コイルであって３０オームより小さい抵抗値を有するものにすべきである。コイルの抵抗と巻数の条件を満たすために、例えば、ＡＷＧ３６やＡＷＧ３７の銅線を用いることができる。

本実施形態において、コイル８４は送受話器からのＲＦ送出を感知するようになっており、検知器３２に入力された感知信号強度を増幅するためにパッシブＲＦ検知器３２への導線８６に信号を送る。このような構成は感知した送出信号と補償ノイズ信号が効果的に隔離され得るようにする必要がある。このような隔離の必要性を避けるため、図１の実施形態の改変例を図６に示す。

図６において、図１と同様の部分については同じ符号が付されている。ウェイクアップアンテナと称する追加のコイル９０は導線の物理的なコイル又は実施形態の電子部品の印刷回路板上にトレースされたコイルからなる。コイル９０の作用は検知器３２に入力される感知信号の強度を増幅することである。

本考案は、人間や動物の生命に潜在的に有害となり得るＲＦ信号を送出することで動作するほとんどの電子機器に適用することができるが、携帯電話のように人体に近接して使用されるようなパーソナル通信機器では特に有用である。

２、６・・・コイル
３・・・電話バッテリー
４、７・・・電子機器
５・・・プラスチック基板
８・・・バッテリー
２０・・・ＲＦ信号検知モジュール
２２・・・電源制御モジュール
２４・・・電源
２６・・・補償信号制御モジュール
２８・・・補償信号生成モジュール

本考案はいかなる携帯電話にも応用可能であるが、ＧＳＭ（登録商標）プロトコルに準拠した携帯電話とともに用いると特に有益である。この場合、ＲＦ信号の振幅が超低周波数（ＥＬＦ、ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の振動周波数で規則的に振動するため、変調されていないＲＦ信号に比べて測定可能な生物学的反応をより生じさせやすいとされている。ＧＳＭ（登録商標）信号はパルス幅０．５７７ｍｓ、パルス反復レート４．６１５ｍｓのパルスバースト又はこれと同等の２１７Ｈｚの周波数によって送出される。このため、これらの信号は生物学的影響を引き起こすと考えられる。ＣＤＭＡ信号はＧＳＭ（登録商標）のような規則的パターンを使用して送出されることもそうでないこともある。このため、生物学的影響を完全には無視できないものの、ＧＳＭ（登録商標）のＲＦ信号にさらされた結果と比べ、その影響ははっきりとは言い難いであろう。

Claims (23)

1. ＲＦ信号を送出することによって動作するパーソナル通信機器によって生成される電磁場に被ばくすることにより引き起こされる、人間や動物の生命に対して潜在的に有害な影響を減らしまたは除去するための装置であって、
   前記パーソナル通信機器と連携して、前記ＲＦ送出の前記潜在的に有害な影響を減らしまたは除去する手段と、
   前記潜在的に有害なＲＦ送出を検知する手段であって、前記ＲＦ信号の人間や動物の生命に対する潜在的に有害な影響を減らしまたは除去する手段を起動する手段を備えた装置。
2. 人間や動物の生命に潜在的に有害なＲＦ送出を行うパーソナル通信機器と連携する補償装置であって、前記補償装置は、
   前記ＲＦ送出の存在を感知するセンサー手段と、
   前記輻射の存在を確認する検知手段と、
   補償信号生成手段を有し、
   前記検知手段は前記補償信号生成手段を起動するために接続されており、前記補償信号生成手段は前記送受話器近辺の補償電磁場を確立するために配置されている補償装置。
3. 前記補償装置は携帯電話送受話器内に配置される請求項２記載の補償装置。
4. 前記補償装置は、前記送受話器のバッテリー付近に配置される単一コンポーネントからなり、前記単一コンポーネントは前記センサー手段、前記検知手段、そして前記補償場生成手段を含む請求項３記載の補償装置。
5. 前記補償装置は、前記補償電磁場を確立するためのコイルを前記バッテリー付近に有し、前記コイルは前記補償場生成手段に接続されている請求項４記載の補償装置。
6. 前記補償装置は携帯電話送受話器に隣接して配置されるようになっている請求項２記載の補償装置。
7. 前記補償装置は二次元のカードの形態である請求項６記載の補償装置。
8. 前記センサー手段は、前記送受話器からのＲＦ送出に反応するアンテナを有している請求項３乃至７の何れか１項に記載の補償装置。
9. 前記センサー手段は、前記送受話器からのＲＦ送出を感知するためのコイルを有する請求項３乃至８の何れか１項に記載の補償装置。
10. 前記検知手段は、人間や動物の生命に潜在的に有害な影響を有し得る周波数で現れる一連のパルスとして放出される輻射を検知するように配置されている請求項２乃至９の何れか１項に記載の補償装置。
11. 前記検知手段は、検知された送出信号を所定時間間隔にわたって積算する第一の積算手段と、前記検知された送出信号を前記所定時間間隔にわたって積算する第二の積算手段に対して前記検知された送出信号を与える時間遅延手段と、前記第一と第二の積算手段からの積算値を閾値と比較する手段又は前記送出が有意の持続時間を有しているか否か判別するための比較手段とを含む検知ステージを有する請求項１０記載の補償装置。
12. 前記検知ステージは、動作用電源を得るために前記受信するＲＦ送出信号を整流するフロントエンドを有するパッシブ検知ステージであって、前記ＲＦ送出を継続的にモニターするようになっているパッシブ検知ステージを有する請求項１１記載の補償装置。
13. 前記パッシブ検知ステージは、前記送出が有意な時間長であるという判別に応答して、前記検知手段のアクティブ検知ステージの電源をオンに切り替えるための電源オン信号を開始するように配置され、前記アクティブ検知ステージは前記検出された送出信号を受信するように接続され、そして検知された送出信号を所定時間間隔にわたって積算する第一の積算手段と、前記検知された送出信号を前記所定時間間隔にわたって積算する第二の積算手段に対して前記検知された送出信号を与える時間遅延手段と、前記送出が有意の持続時間を有しているか否か判別するために前記第一と第二の積算手段からの積算値を閾値と比較する手段又は比較手段とを含み、肯定的な判別に応じて前記補償信号生成手段を起動する請求項１１又は請求項１２の何れか１項に記載の補償装置。
14. 前記検知ステージは、前記第一の時間遅延手段に接続され、前記検知された送出信号を所定時間間隔にわたって積算する第三の積算手段に対して前記検知された送出信号を与える第二の時間遅延手段と、前記第一、第二、第三の積算手段からの積算値と前記閾値と比較する手段または比較手段を有する請求項１１、請求項１２、又は請求項１３の何れか１項に記載の補償装置。
15. 前記有意の持続時間は約１００ミリ秒である請求項１１乃至１４の何れか１項に記載の補償装置。
16. 前記補償信号生成装置は、前記検知手段に応答する補償信号制御手段と、補償信号生成器と、前記装置付近に補償場を確立する手段とを有し、前記補償信号制御手段は、前記検知手段からの出力を、前記送受信器からの放射が潜在的に有害である可能性を示すのに十分な長さの第一の所定時間モニターするモニター手段を含み、続いて前記補償制御手段が第二の所定時間の間補償場を確立するための前記補償信号生成器に対して、電源供給する請求項２乃至１５の何れか１項に記載の補償装置。
17. 前記補償信号制御手段は、一旦起動されると、電源消費を低減するために、前記検知手段の少なくとも一部を無効化するようになっている請求項１６記載の補償装置。
18. 前記第一の所定時間の終わりに、前記補償信号制御手段は前記モニター手段をリセットし、前記検知手段からのさらなる出力を待つ請求項１６又は１７に記載の補償装置。
19. 前記補償信号生成手段はデジタルノイズ生成器を含み、このデジタルノイズ生成器はアナログ形式の補償信号を供給するため、デジタル−アナログ変換手段とフィルター手段を通じて接続されている請求項１乃至１８の何れか１項に記載の補償装置。
20. 前記補償信号制御手段及び／又は前記補償信号生成器は、前記補償信号制御手段及び／又は前記補償信号生成器の機能を実行するアルゴリズムをコード化されたマイクロコントローラを有する請求項１６乃至１９の何れか１項に記載の補償装置。
21. 前記補償装置は電源を制御するための電源制御手段を含み、前記検知手段は前記補償信号生成手段に電源を供給するため、有効化信号を前記電源制御手段に送る請求項１６乃至２０の何れか１項に記載の補償装置。
22. 前記補償信号制御手段は前記補償信号生成器に対して電源を供給するため、有効化信号を前記電源制御手段に送る請求項２１記載の補償装置。
23. 前記補償装置は装置付近に補償場を確立するための手段を含み、この補償場を確立するための手段は、補償電磁場を確立するためのコイルを含む請求項１乃至２３の何れか１項に記載の補償装置。

Images