JP2017512014A - 矯正信号発生器 - Google Patents

Abstract

ＲＦ信号を送信するバッテリ駆動式装置によって生じる電磁場への暴露に起因する人間又は動物の生態に対する潜在的に有害な影響を低減又は排除する矯正装置が、ＲＦ信号を検出して分析するモジュールを含み、このモジュールは、装置のバッテリによって給電を受け、潜在的に有害な放射線の存在が検出されると、この検出によって、矯正信号発生器が作動し、通信のプロトコル及びモード並びに信号を分析して、これらの信号が生物学的影響を引き起こす可能性が高いかどうかを判定し、これに応じて矯正信号を調整する。【選択図】図２

Description

本発明は、電場、磁場及び電磁場からの潜在的に有害な影響から生態系を保護する方法及び装置に関する。本発明は、特に音声及びデータ送信の両方を含む様々な機能のために使用される今日のバッテリ駆動式モバイル電気通信ハンドセットからの潜在的に有害な放射線からの保護に関する。具体的には、本発明は、音声送信中にしばしば見られるような、ハンドセットを身体の、特に頭部の至近距離で使用する際の保護に関する。

全ての電磁放射線は、電場及び磁場の振動から成り、これらの場の特性及び使用は、振動波の毎秒振動回数である周波数によって決まる。周波数は、ヘルツ又はＨｚの単位で測定され、１Ｈｚは毎秒１回の振動、１ｋＨｚは１０００回の振動、１ＭＨｚは１００万回の振動、ＧＨｚは１０億回の振動である。放送ラジオ及びテレビを含む電気通信には、無線周波数帯域を含む３０ＫＨｚ〜３００ＧＨｚの周波数が広く使用されている。

セルラー式モバイルサービスは、政府が許可した周波数で動作し、通常は８７２〜９６０ＭＨｚ、１７１０〜１８７５ＭＨｚ、及び１９２０〜２１７０ＭＨｚの周波数範囲内で動作する。これらの周波数は、３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの範囲を含むマイクロ波周波数帯域内にある。Ｗｉ−Ｆｉ通信は、政府が許可した周波数で動作し、通常は、２．４ＧＨｚ〜５ＧＨｚ ＩＳＭの周波数帯域で動作する。この範囲内における他の用途としては、レーダー、電気通信リンク、衛星通信、気象観測及び内科的ジアテルミーが挙げられる。本発明は、携帯電話機に使用される周波数で動作する装置にとって特に有用である。

無線通信での情報伝達に使用される無線周波は、搬送波と呼ばれる。あらゆるシステムの無線周波数搬送波は、送信機によって正弦波又はその他の標準波形として生成される。搬送波は、その特性が時間的に変化しなければ情報を伝達しない。例えば、音声、音楽又はデジタルデータなどのいずれかの情報を搬送波によって伝達する場合、これらの情報を何らかの形で搬送波に加える必要がある。搬送すべき情報に対して搬送波信号の１又は２以上の特性を変更する処理は、変調として知られている。変調を通じて変更できる搬送波の特性には、例えば、振幅、周波数、位相、又はこれらのいずれかの組み合わせがある。例えば、ＡＭ（振幅変調）送信では、音声又は音楽によって生成されるマイクからの電気信号を用いて搬送波の振幅を変更し、ＲＦ搬送波のサイズ又は振幅が電気変調信号のサイズに常に比例するようにする。ＦＭ（周波数変調）では、搬送波の瞬時周波数が、変調信号の強度に応じた量だけ搬送波周波数から逸脱する。位相変調（ＰＭ）は、搬送波の瞬時位相の変動としての情報を表す変調の形態である。今日の無線通信には、ＦＭ及びＰＭが一般的に使用されている。

携帯電話機（セル式電話機）は、無線通信によって情報（音声メッセージ、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、ダウンロード情報など）を送受信する。電話機から最寄りの基地局に無線周波数信号が送信され、基地局から電話機にわずかに異なる周波数で（電話機のユーザが聞いている発信元からの情報を搬送する）入力信号が送信される。基地局は、携帯電話機を残りの携帯電話機網及び固定電話網にリンクする。基地局に信号が到着すると、通常は光ファイバー網によって信号を主要電話網に送信することができる。

各基地局は、セルとして知られている地理的領域に無線カバレッジを提供する。基地局（ＢＳ）は、発呼者が１つのセルから次のセルに移動した時に呼出しを追跡して転送する移動通信交換局（ＭＳＣ）によって互いに接続される。理想的なネットワークは六角形セルのメッシュで構成され、各セルの中心に基地局が存在すると考えることができる。セルは、携帯電話機のユーザが確実に基地局の範囲内に留まることを確実にするようにエッジ同士が重なり合う。十分な基地局が正しい位置に存在しなければ、携帯電話機は機能しなくなる。携帯電話機を持った人物が１つのセルから別のセルに移動し始めた場合、制御ネットワークが隣接基地局に通信をハンドオーバする。

電場、磁場及び電磁場が生態系に及ぼす影響については対立する意見がある。しかしながら、特定の場が、様々な生体系において様々な生物学的影響を引き起こす可能性があり、これらの影響が人間を含む生態系を損なう恐れがあることを示す証拠は無視することができない。また、今やますます多くの研究が、携帯電話機の使用を脳腫瘍及び不妊症などの深刻な健康問題に関連付けている。また、この有害な影響は長期にわたるものであり、これらの完全な影響は未だ実感されていない可能性もある。国際公開第２００２／０００４６８号では、反応が有害である可能性が認識され、放射線を検出して、一定レベルの放射線を超えた場合に警告を発するシステムが記載されている。しかしながら、この文献では、放射線が潜在的に有害であるかどうかを特定しておらず、状況を是正するための矯正措置も行われていない。

電動装置、特にバッテリ駆動式ハンドヘルド携帯電話機の使用は、世界中で劇的に増加した。このような全ての装置は、人間の健康に様々な程度で影響を及ぼす可能性のある電磁場放出と関連性がある。特に問題なのは、無線周波数（ＲＦ）信号を送信して人間の身体、特に頭部の至近距離で使用される、例えばハンドヘルド式携帯電話機及びその他の個人用通信装置などの装置である。これらの装置は、装置のユーザのＲＦ暴露限度を定める安全規格に基づいて製造されているが、この安全規格が、熱閾値を下回る、すなわち測定可能な加熱を生じ得る、直接的なエネルギー伝達に起因する可能性のあるレベルをはるかに下回る暴露レベルでの影響を十分に考慮していないという可能性が問題になっている。このような低レベルの影響の可能性は、このような暴露の影響を低減及び／又は最小化できるあらゆる対策がこれらの装置のユーザにとって有益であることを示唆する疫学調査及び実験室研究からの実体的証拠によって裏付けられている。実験室の研究では、非熱的レベルのＲＦ暴露から受ける影響の重大性は、ＲＦ信号の変調特性、具体的には低周波エンベロープの振幅変動に依存することも示唆されている。程度の高い規則性を示す信号は、より大きな生物学的影響を与えることが示されている。

今日のモバイル装置は、複雑な通信スキームを用いた幅広いサービスを含む。このような装置の動作では、送信されるＲＦ信号の変調特性が、送信中の情報のタイプが例えば音声であるか、それともデータであるかに大きく依存して大幅に変動し得る。これによって生物学的影響の度合いも変化し得る。従って、矯正システムは、変調の性質を評価して潜在的な生物学的影響の度合いを特定できることが望ましい。さらに、このような矯正システムは、小型であって異なる電話機ハンドセット及び異なるバッテリシステムとの使用に適合可能とすべきである。また、矯正システムは、効果的に動作し、放出された放射線によって決定される必要時にのみ使用され、従ってバッテリ寿命を維持するためにバッテリからの電力をほとんど消費しないことが望ましい。

電磁場の有害な影響から生態系を保護することに関する米国特許第５５４４６６５号には、特定の場が酵素オルニチンデカルボキシラーゼに影響を与えることが記載されている。この特許には、有害な電磁場をオンとオフに切り替え、或いはこのような電磁場に電磁ノイズ場を重ね合わせることによって場が変化した場合、潜在的に有害な影響を低減又は排除することができると記載されている。さらに、この特許には、このような変化により、場の関連する特徴的な特性が５秒未満の間隔で、好ましくは０．１〜１秒の間隔で時間的に変化した場合にのみ影響を低減することができると記載されている。変化できる特徴的な特性は、周波数、位相、方向、波形又は振幅であると言われている。Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ第１４巻、３９５〜４０３頁（１９９３年）及びＢｉｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ第１８巻、３８８〜３９５頁（１９９７年）においても、同様の効果が論じられている。

米国特許第５５４４６６５号では、１９９１年まで遡り、当時市販されていた大型で音声送信のみに使用されるタイプの携帯電話機への応用を含む生体保護スキームの様々な応用が記載されている。ＥＭＸ社は、米国特許第５５４４６６５号に記載されている技術を利用できるような携帯電話機のバッテリの販売を促進してきた。これらのバッテリは、携帯電話機と共に使用すると電磁ノイズ場を形成し、このノイズ場が、電話機の音声送信動作によって生じる局所的ＲＦ場に重なり合うことによって場全体が不規則になり、従って生物学的影響を引き起こす可能性が低下すると言われている。ノイズは、バッテリパックの一部を成すコイルによって生成される。ノイズの活性化は、バッテリから電話機への電流の流れをモニタし、この流れを間接的手段として用いて、生物学的影響を生じる可能性のあるＲＦ場を電話機がいつ送信しているかを特定することによって行われる。この活性化技術は、古い電話機ではそこそこ上手く機能したが、今ではバッテリからの電力を必要としながらもＲＦ場を生じないはるかに多くのアプリケーションを有する新しい電話機では信頼性が低いことが分かった。このようなアプリケーションの使用は、ノイズの誤トリガ及び潜在的に不必要かつ受け入れ難いバッテリ寿命の低下を引き起こすことがある。

英国特許出願公開第２４８２４２１号には、携帯電話機などの個人用通信装置からＲＦ放射がいつ放出されているかを特定するシステムが記載されている。英国特許出願第２４８２４２１号によれば、放射が検出されると、システムは、個人用通信装置内に配置されたＲＦ送信機から、低周波磁場とは対照的な低周波変調ＲＦ混乱場を出力する。信号が生物学的影響を引き起こす可能性があるかどうかの判定は、信号の存在の検出又は信号の分析によってではなく、ＲＦ送信モジュールによって提供される情報に基づいて行われる。これにはコストが掛かり得るとともに、混乱信号の生成は電力を消費する。

本発明者らは、国際公開第２０１２／０４１５１４号において、これらの問題に対処して、ＲＦ信号を送信することによって動作する装置によって形成される電磁場への暴露に起因する人間又は動物の生態に対する潜在的に有害な影響を低減又は排除する処理、装置及びシステムを提供する技術について記載した。この技術は、ＲＦ信号の潜在的に有害な影響を低減又は排除する手段と、ＲＦ場を検知して分析し、その生物学的影響を生じる能力を評価し、この評価の結果に基づいて、測定されたＲＦ信号が人間又は動物の生態に及ぼす潜在的に有害な影響を低減又は排除する手段を作動させる手段とを有する装置を含む。

国際公開第２０１２／０４１５１４号に記載される技術では、局所的なＲＦ場をモニタする受動型無線周波数検出器と、潜在的に有害な生物学的に影響のある場が検出された時に受動型無線周波数検出器によって起動する能動型無線周波数検出器との組み合わせを使用することが好ましい。受動型検出器は、矯正装置を作動させ（オンにし）、矯正制御モジュールを用いて、アンテナが受け取った無線周波数信号の分析を開始する。しかしながら、このシステムでは、必要な期間にわたる装置の動作と、潜在的に有害な信号の検出及び分析、並びに矯正信号の生成との両方のための適切な電力管理が行われない。

国際公開第２００２／０００４６８号 米国特許第５５４４６６５号 英国特許出願公開第２４８２４２１号 国際公開第２０１２／０４１５１４号 米国特許第６２６３８７８号

Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ第１４巻、３９５〜４０３頁（１９９３年） Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ第１８巻、３８８〜３９５頁（１９９７年）

本発明者らは、このような能動回路を、特に非常に多くの機能を有する今日のバッテリ駆動式携帯電話機ハンドセットと共に使用した場合、バッテリによる常時給電によってバッテリが不適切に消費され得ることを発見した。従って、本発明は、ＲＦ場のモニタ、及び必要とされ得るあらゆる矯正を可能にしながらも電力消費を最小限に抑える設計を提供する。

従って、本発明は、バッテリで動作してＲＦ信号を送信する装置によって生じる電磁場への暴露に起因する人間又は動物の生態に対する潜在的に有害な影響を低減又は排除する矯正装置であって、ＲＦ信号を検出して分析する、好ましくは装置のバッテリによって給電されるモジュールを含み、潜在的に有害な放射線の存在が検出されると、この検出モジュールが矯正信号発生器を作動させる矯正装置を提供する。

この設計は、消費電力を最小限に抑えながら、必要時には依然としてＲＦ場のモニタを可能にする。好ましい実施形態では、バッテリの電力消費をモニタする手段を設け、アプリケーションの状態をモニタし、これに応じて最大電力消費を設定する。電力消費は、バッテリが蓄電中の時には最小に設定し、バッテリが電話機に接続されてバッテリ電圧が一定の許容可能レベルを上回る時には若干高めに設定し、ＲＦが発生中であってこれを評価する必要がある時には最大に、ただしできる限り低く設定することができる。全ての場合においてバッテリ電圧を測定し、後者の２つの環境では、バッテリ電圧及びＲＦ信号の両方を測定する。この電力管理制御は、矯正装置の一部を成すマイクロコントローラ内で実行されるソフトウェアによって実装できることが便利である。

本発明によれば、検出モジュールが、ＲＦ信号の低周波エンベロープを測定し、その変動を所定の間隔にわたって、好ましくは約１秒間にわたって追跡するように構成される。その後、これらの測定結果を分析して、矯正信号をオンにする必要性を評価する。低周波エンベロープの振幅変動は、送信プロトコル及び送信される情報に応じて異なる。一般に、音声送信の振幅変動パターンは、データ送信のパターンとは異なり、生物学的影響を引き起こす可能性の高い信号の特徴を示す。さらに、音声送信は、多くの場合にハンドセットが頭部に近いことを示唆し、これによっても生物学的影響の可能性が高まる。従って、潜在的な生物学的影響を判定する際には、通信モードを識別することが有用となり得る。従って、本発明では、検出された信号を分析して通信モードを識別し、必要な矯正信号の性質及びレベルを決定することができる。一例として、この分析は、通信プロトコルを特定し、ＧＳＭ（登録商標）音声通信モードと、３Ｇ又は４Ｇ音声通信モードと、３Ｇ又は４Ｇデータ通信モードとを区別することができる。この区別は、異なる通信モードを検出するようにプログラムされた、マイクロコントローラ内の分析モジュールによって行われることが好ましい。この分析は、ＲＦ信号の強度及び継続時間を特定することもできる。

その後、検知された放射線に従って矯正信号をオンにすることができ、矯正信号の強度は、検知された放射線の性質に合わせて調整することができる。例えば、ＧＳＭ音声通信に関連する矯正信号の強度を１００％とした場合、３Ｇの音声通信では５０％で十分であり、３Ｇのデータ通信では２５％しか必要としなくてよい。マイクロコントローラは、矯正信号発生器に、受け取った信号の分析に従って適切な強度の信号を供給させるようにプログラムすることができる。

検出器は、アンテナであることが好ましい。このアンテナは、電気通信装置の環境内の無線周波数場をモニタする。好ましい実施形態では、信号を増幅してマイクロコントローラに送信し、マイクロコントローラが、アンテナによって識別された信号を受け取って、この信号が生物学的に影響があるかどうかをチェックする。信号が生物学的影響を有すると見なされた場合、マイクロコントローラは、コイルに電流を流し、従って保護信号を生成することによって保護信号を作動させる。

無線周波数信号の振幅は測定が難しく、生物学的影響を有するかどうかの判断が困難になり得る。さらに、（約８００ＭＨｚ〜３ＧＨｚに及ぶ）携帯電話機の全ての動作周波数をカバーするために、多くの場合、広範囲の周波数にわたって場をモニタする必要がある。従って、例えば無線周波数ダイオードによって検出信号を整流し、信号を少なくとも２つのレベル（高振幅及び低振幅）に分割することが好ましい。その後、マイクロコントローラを、低周波エンベロープを示し得る通信プロトコル（ＧＳＭ、３Ｇ、４Ｇ、その他）をモニタできるようにプログラムすることができる。Ｌｉｔｏｖｉｔｚによる米国特許第６２６３８７８号には、低周波変調が身体に対してどれほどの悪影響を引き起こすかが証明されたと記載されている。

本発明者らの好ましい設計では、マイクロコントローラがシステム全体を動作させるとともに、潜在的に有害な信号が存在するかどうかを定期的にチェックするタイマも動作させる。マイクロコントローラは、検出されている無線周波数信号のタイプを認識し、バッテリ電力及び残りのバッテリ寿命をモニタするようにプログラムすることもできる。

従って、本発明は、刺激信号の検出を用いて矯正動作をトリガし、また刺激信号の主な特性を認識して生物学的影響が生じる可能性があるかどうか、従って保護信号が必要であるかどうかを判定するようにプログラムされたマイクロコントローラを使用する。

従って、本発明では、検出された電気通信ハンドセットの動作モードに依存する潜在的に有害な放射線の性質及び強度に従って矯正信号の強度を調整することができる。

好ましい実施形態では、バッテリからの電力消費を最小限に抑えながら潜在的に有害な信号の能動的な（電力による）検出を行うように、検出モジュールのコンポーネント及び矯正信号モジュールへの電源をオン及びオフに切り替えるタイマを用いて電力管理が行われる。タイマは、動作に最小限の電力しか必要とせず、バッテリに直接接続されたものとすべきである。タイマは、バッテリ寿命を保つためのウェイクアップ間隔を有することが好ましく、このウェイクアップ間隔は、矯正信号発生器を作動させるまでに有害な信号が存在するかどうかを、アンテナによって検出されたあらゆる無線周波数信号の分析によって判定できるほど十分に小さくすべきである。

本発明は、消費電力を最小限に抑えながら、必要時にＲＦ場のモニタを行うことができる。好ましい実施形態では、電力消費をモニタする手段を設け、アプリケーション状態をモニタし、上述したようにこれに応じて電力消費を設定する。上述したように、電力管理制御は、マイクロコントローラ内で実行されるソフトウェアによって実装することができ、このようなマイクロコントローラ内には多くの機能を実装することができる。具体的には、マイクロコントローラは、以下のようなパラメータをモニタすることができる。
− バッテリ電圧：バッテリに接続した回路から供給される。
− ＲＦ信号。マイクロコントローラは、電力制御信号、生体保護ノイズ信号などの出力パラメータを制御することができる。ソフトウェアで実装できるさらなる機能としては、以下が挙げられる。
− アプリケーションの状態分類及び電力管理、アプリケーションの状態モニタ及び制御アルゴリズムの実装、ＲＦ信号分類アルゴリズムの実装、矯正生体保護信号発生器の実装。

本発明は、人間又は動物の生態に有害な可能性のあるＲＦ信号を送信することによって動作するほとんどの電子装置に適用することができるが、人間の身体、特に頭部の至近距離で使用される携帯電話機などのバッテリ駆動式個人用通信装置との使用が特に有用である。本発明は、好ましい実施形態において、様々な携帯電話機の設計及びその関連するバッテリ及び付属品との使用に容易に適合できるシステムを提供する。

これまでの研究では、ＲＦ放射線が規則的な、すなわち一定の特性を有して、１０秒を超える時間にわたって継続的に照射された場合に潜在的に有害な影響が生じ、この規則性の期間がわずか１秒に減少した場合、潜在的有害性を大幅に排除できることが分かっている。本発明における潜在的有害性を排除する手段は、潜在的に有害な放射線に電磁ノイズ場を重ね合わせて、時間的に不規則な、すなわち一定の時間的特性を有しておらず、従ってもはや害を及ぼす可能性のない混合場を生じることができる。以下で矯正信号と呼ぶノイズ場の使用が好ましい理由は、電子装置の動作方法を変更せずに電子装置を使用できるからである。

本発明は、バッテリ駆動式個人用通信装置との使用が特に有用である。好ましい実施形態では、ＲＦ信号に重なり合って、不規則な、従って生物学的影響を有していない混合信号を生成する適切な矯正信号を生成する手段によってＲＦ放射線の潜在的に有害な影響が抑制される。あらゆる好適な手段を用いることができるが、これらの手段は、携帯電話機のバッテリからの電力を用いて、主に本質的に磁気である矯正信号場を生じるように作動する誘導コイルを含むことができる。

潜在的に有害な放射線を検知して識別する手段は、いずれかの標準的なＲＦセンサとすることができる。上述のように、電子装置によって放出された特定の放射線を識別し、その放射線が潜在的に有害であると考えられるかどうかを判定するように好適に構成された電子機器を伴うアンテナを使用することが好ましい。アンテナは、既存の電話ハンドセットを大幅に修正する必要なくハンドセット内のいずれかの便利な空間に組み込むことができる銅線などのワイヤであることが好ましい。また、この手段は、使用中の通信モードに従って放射線の性質を（音声、テキスト、データ、その他）区別する手段を含むことができる。装置の選択性を高めるために、受け取った信号は分析前に増幅されることが好ましく、従って検知手段は、好ましいアンテナに加えて増幅器を含むことが好ましい。

本発明のシステムは、装置にほとんど又は全く変更を加えずに既存の携帯電話機ハンドセット又はその他の個人用通信装置に収まる形状とすることができる。例えば、コンポーネントは、ハンドセット内に内蔵されてハンドセットに電力を供給する電話ケース又はバッテリパックに関連し得るようなものとすることができる。好ましいシステムは、ＲＦアンテナ、信号検出モジュール、分析モジュール及び矯正信号作動モジュールを含む電子回路と、矯正信号場を生成するコイルとを含む。信号検出モジュール、分析モジュール、及び信号作動モジュールは、マイクロコントローラを用いて実装することができる。コイルは、ハンドセットのバッテリの周囲に形成することができる。バッテリがリチウムポリマーである場合、コイルをバッテリ内に物理的に圧入して、この部分に適合するのに必要な空間を最小化することができる。或いは、システムをハンドセット内のバッテリと分離することも、或いはハンドセットと分離し、ただしハンドセットが矯正信号を供給するように使用されている間にハンドセットの隣に配置されるように適合することもできる。例えば、コンポーネントは、内部に電子機器を組み込んだ、クレジットカードの寸法及び形状を有するカードなどのカード物品として形成され、カードの縁部周囲に形成された、矯正信号を供給するコイルとを有することができる。

上述したように、システムは、受信信号の分析機能及び矯正信号の制御機能を実行するマイクロコントローラによって管理されることが好ましい。好ましい実施形態では、マイクロコントローラが、システムの動作を監視するとともに、バッテリ残量を検知して、再充電前に電流消費量を最小化する蓄電モードにシステムを遷移させることもできる。

従って、本発明は、具体的には、人間又は動物の生態に対して潜在的に有害なＲＦ送信を行うバッテリ駆動式個人用通信装置に関連する矯正装置を提供し、矯正装置は、ＲＦ送信の存在を検知するバッテリ駆動式センサ手段と、ＲＦ送信を評価して、ＲＦ送信が生物学的影響を引き起こす可能性があるかどうかを判定する信号分析手段と、やはりバッテリによって動作する矯正信号発生器手段とを含み、信号分析手段は、矯正信号発生器手段を作動させるように結合され、信号分析手段は、ハンドセットの近傍に矯正電磁場を定めるように構成される。好ましい実施形態では、バッテリ電力を節約するように電力管理が実装される。好ましい実施形態では、信号分析手段が、適切な矯正信号を作動させるように、音声通信によって生じた信号と、データ通信などの他の形態の通信によって生じた信号とを区別する。具体的には、信号分析は、例えば振幅及びタイミングなどの異なる低周波エンベロープパターンを有する信号同士を区別して、音声が送信されているか、それともデータが送信されているか、さらにはこれらの信号が有害性を引き起こす放射線の可能性の兆候を示すかどうかを識別することができる。また、分析手段は、潜在的に有害な放射線の強度及び／又は継続時間を特定することもできる。

ＲＦセンサは、電子装置によって放出された潜在的に有害と見なされる特定の放射線を検出するように好適に構成されたアンテナであることが好ましい。アンテナは、電話機ハンドセット内のどこに存在してもよく、以下で詳述するような０．８〜２ＧＨｚの領域内のマイクロ波周波数であるセルラーハンドセットの搬送波周波数に応答すべきである。（別個のアンテナの代わりに、矯正場を定めるコイルを、ＲＦ送信を検出するように構成することもできる。）

潜在的に有害な成分を含む可能性のあるＲＦ送信を検出するためのＲＦ検出ステージは、送信信号内の特性が潜在的に有害であることを示す特徴を有しているかどうか判定するために検出されたＲＦ送信を分析するとともに、これに応じて矯正信号を作動させるように構成された信号分析手段を含むことが好ましい。ＲＦ検出ステージは、信号分析手段に作動信号を供給するように構成することができる。検出ステージは、場合によってはタイマの使用を通じてハンドセットのバッテリによって作動し、ハンドセットからのＲＦ放出をモニタし、ＲＦ送信信号を整流して統合するように構成される。検出信号の１又は２以上の遅延版を最新版と比較する。生物学的影響を引き起こす可能性がある有意な時間にわたるＲＦ放射線が存在するかどうかを判定するために、検出信号の振幅及びタイミングを評価する。通常、この処理は、ハンドセットとの間の音声送信中に行われる。このイベントでは、電力制御信号が生成される。検出された信号の強度が低かったとしても、依然として潜在的に健康を損なう可能性があるため、信号の詳細な分析及び有効な使用を可能にするように、能動型検出器と分析モジュールとの間に増幅器を設けることが好ましい。

従って、（増幅されていない）受動型検出モジュール及び（増幅された）能動型検出モジュールにより、広い信号範囲にわたるアンテナ信号の評価が可能になる。次に、やはり矯正信号発生器を制御するマイクロコントローラにロードされたソフトウェアを用いて、受動型及び能動型検出器モジュールの出力を評価することができる。信号分析手段（マイクロコントローラにロードされたソフトウェア）は、検出信号の振幅及びタイミング特性を調べて、送信が音声であるか、それともデータであるか、可能性のある送信プロトコル、例えばＧＳＭであるか、３Ｇであるか、それとも他の一般的に使用されるプロトコルであるか、及び特定のタイプの送信が潜在的に有害であることを示す特徴を含んでいるかどうかを判定する。

信号分析手段は、マイクロコントローラ内の電力制御モジュールに作動信号を供給して、矯正信号発生器（又はその選択部分）への電力の供給を可能にすることができる。矯正制御発生器は、電源及び矯正信号発生器モジュールに制御信号を供給して所望の形の矯正信号を生成する矯正信号制御モジュールを含むことができる。矯正信号制御モジュールは、ＲＦ検出ステージからの出力に応答し、好ましくはマイクロコントローラ内に設けられて、矯正信号発生器モジュールを制御するための１又は２以上のアルゴリズムを実行する。マイクロコントローラは、電力管理及び信号分析動作を実装することもできる。制御モジュールは、検出ステージから連続出力を受け取るまで約１秒間待機した後に、発生器モジュールに電力を供給するように電源装置に要求することにより、約３秒間にわたって矯正信号が生成されることが好ましい。この約１秒間の待機期間は、ＲＦ信号の存在によって生体組織内で反応が引き起こされる可能性がある最低期間を表すという点で重要である。ハンドセットによって生成される、この最低期間に満たない期間の放射線は、いずれも矯正措置の必要がないものと見なされる。便宜的な理由で３秒という期間を選択したが、この理由は、これよりも長いと、不必要な時に矯正場が生成されることがあり、これよりも短いと、回路内での切り替え動作が過剰になる恐れがあるからである。３秒間の最後には、ＲＦ検出ステージからの連続信号が再び存在しない限り、又は存在するまで、制御モジュールがリセットされる。

矯正信号発生器モジュールは、アナログ形態の矯正信号を供給できるようにデジタル−アナログ変換手段及びフィルタ手段を通じて、ハンドセットの近傍に矯正場を定める手段を提供するコイルに結合されたデジタルノイズ発生器を含むことができる。

本発明に特に関連する放射線は、携帯電話機による情報、特に音声情報の送受信時、中でもより多くのＲＦ信号を生じやすい音声情報の送信時、とりわけ一般に電話機が頭部に最も近接し、非常に長時間にわたって送信放射線が生じ、従って有害な生物学的影響が生じる可能性が増す時間である会話の送受信時に携帯電話機によって放出される放射線である。

従って、携帯電話機は、動作中、作動して使用されると直ぐに特定の所定の周波数の潜在的に有害な放射線を発生する。放射線の存在は、本発明のセンサ及び検出手段によって直ちに検知されて分析され、これによって必要時には、一定の潜在的に有害な放射線をランダムの良性波形パターンに変換する矯正信号（ノイズ）発生器手段が作動する。センサ及び検出手段は、潜在的に有害な放射線がもはや生成されなくなった時点を検出し、次に必要になる時点まで矯正信号を停止させることもできる。先行技術に開示されているように、携帯電話機の使用によって生じる放射線の潜在的に有害な影響の相殺は、３０Ｈｚ〜９０Ｈｚの周波数を有する矯正信号を用いて実現できることが好ましい。

実施形態の重要な態様は、携帯電話機自体の構造を変更する必要なく、放射線センサ及び検出器、並びに矯正信号発生器を携帯電話機内に内蔵できる点である。矯正装置は、携帯電話機内で有用となるために、ハンドセットの修正を必要とせずに従来のハンドセット内に収まることが好ましい。従って、矯正装置を小型化することが重要である。また、装置は、様々なハンドセットにおいて使用できるように柔軟かつ容易に適応可能であることが重要である。従って、矯正装置は、ＲＦ信号分析器モジュール及び矯正信号発生器モジュールなどの矯正装置の多くの機能を内蔵して指示するマイクロコントローラを含む。このようなマイクロコントローラを小型アンテナ及び小型矯正信号増幅器と共に使用することにより、様々なハンドセット及び様々なバッテリと共に使用するのに有用な小型システムが提供される。上述したように、アンテナも既存の携帯電話機ハンドセットに収まるように小型にすることができる。銅線が特に有用である。

本発明は、リチウムイオンバッテリなどの携帯電話機のいずれかの電池と共に使用することができるが、リチウムポリマーバッテリなどの軟度の高いバッテリと共に使用すると、本発明のコンポーネント及びコイルを含む回路基板をバッテリケーシングに圧入して、標準的な同等のバッテリに比べてバッテリ容量の減少を最小化したバッテリを提供できるので有利となり得る。

本発明による矯正信号発生器のアーキテクチャの概略図である。 本発明の動作の動作フローチャートである。

本明細書の図１は、本発明による矯正信号発生器のアーキテクチャの概略図である。

この発生器は、アンテナ（１）などの無線周波数信号のための検出器を含み、このアンテナは、無線周波数フロントエンド検出器（２）に検出信号に関する情報を送り込み、この検出器は、通常は携帯電話機ハンドセットのバッテリである電源（４）からマイクロコントローラ（３）からの指示に基づいて給電を受ける。次に、ＲＦフロントエンド内で増幅される信号が、マイクロコントローラ（３）内に存在することができるアナログ／デジタルコンバータ（５）に渡される。次に、マイクロコントローラ（３）内で信号を分析して、放射線の性質を特定し、信号が潜在的に有害な放射線を含むかどうかを評価する。マイクロコントローラは、分析された信号の性質に基づいて、マイクロコントローラ内に実装された信号から成る、矯正信号発生器を作動させる信号を渡し、この信号は、この後に低域通過フィルタ（７）を通過し、通常、低域通過フィルタ（７）の出力は、オーディオ増幅器（８）に供給された後に生体保護場コイル（６）に供給される。全てのコンポーネントは、電源（４）によって給電を受ける。このようにして、マイクロコントローラ内に実装された分析モジュール、制御モジュール及び矯正信号発生モジュールを用いて、アンテナによって検知された放射線に従って生体保護矯正場が設けられる。マイクロコントローラは、電源内の残り充電量を確認し、充電量が少なく再充電を待っている時にシステムを蓄電モードに移行させることを含む電力管理手段（図示せず）を有することもできる。

本発明の動作を本明細書の図２の動作フローチャートによって示す。

図２に示す実施形態では、本発明の矯正装置が、個人用通信装置によって放出される無線周波数（ＲＦ）信号を検出する手段を含む。この検出手段は、信号の電力又は強度を特定して有害な可能性があるかどうかを判定する。信号が弱く、潜在的に有害でないと見なされた場合、検出手段は、一定期間にわたって停止し、その後再び作動して、状況が変化したかどうかを確認する。

一方、信号が潜在的に有害な強度を有すると見なされた場合、複数回の連続する信号測定及び分析を行って、信号のプロトコル（ＧＳＭ、３Ｇ、４Ｇ、その他）及びモード（音声又はデータ）、並びに信号の電力レベル及び信号の継続時間を特定する。この特定により、矯正信号が必要であるかどうかが示される。分析した特徴のいずれか１つ又はいずれかの組み合わせによって矯正信号が不要であるとの判定が示された場合、装置は一定期間にわたって停止し、その後に再び作動して状況が変化したかどうかを確認することができる。

一方、矯正信号が必要であると判定された場合、装置は、信号の分析（プロトコル、モード、電力、継続時間、その他）に基づいて必要な矯正信号の性質及びレベルを決定し、その後に適切な矯正信号の生成を作動させる。好ましい実施形態では、矯正信号発生器が、少なくとも一定期間にわたって矯正信号が供給されることを確実にするタイマを含む。タイマは、検出システム全体がもはや矯正信号が必要ないと決定してから特定の時間後にのみ、矯正信号の供給を停止できるようなものである。これにより、矯正信号が効果的であるように、検出システム全体の決定を過ぎてから矯正信号が一定期間にわたって供給され続けることが確実になる。

上述したようなシステムは、全体的にマイクロプロセッサに含め、アンテナが最初に放射線を特定することによって作動させることができる。マイクロプロセッサは、通信装置内のコンポーネントとして、又はバッテリ又はケースシステムの一部として設けられる。

本発明者らは、上述したシステムにより、矯正信号の供給に使用される通信装置のバッテリ消費を最小限に抑えながら、必要時に効果的な矯正信号を供給できることを発見した。具体的には、潜在的に有害な信号の発生を引き起こすプロトコルを特定し、潜在的に有害な信号の電力レベル及び継続時間をモニタすることにより、必要な保護レベルを決定することができる。例えば、通信装置を頭部に近付けた状態での音声通信は、装置が身体から若干離れた状態のデータ通信よりも高い保護レベルを必要とし得る。これにより、矯正信号を必要なレベルに設定し、バッテリから必要な電力のみを取得するようにすることができる。同時に、タイマにより、矯正信号が十分に効果的な長さにわたって供給されることが確実になる。

Claims (25)

1. ＲＦ信号を送信するバッテリ駆動式装置によって生じる電磁場への暴露に起因する人間又は動物の生態に対する潜在的に有害な影響を低減又は排除する矯正装置であって、
   前記ＲＦ信号を検出して分析するモジュールを含み、
   該モジュールは、前記装置のプロトコル及び／又は動作モードを特定し、潜在的に有害な放射線の存在が検出されると、該検出によって矯正信号発生器を作動させる、ことを特徴とする矯正装置。
2. 前記モジュールは、前記ＲＦ信号の電力レベルを特定する、請求項１に記載の矯正装置。
3. 前記モジュールは、前記ＲＦ信号の継続時間を特定する、請求項１又は２に記載の矯正装置。
4. 前記モジュールは、前記バッテリによって給電を受ける、請求項１〜３のいずれか１項に記載の矯正装置。
5. 前記検出モジュールは、無線周波数検出器によって生成される信号の低周波エンベロープの振幅の時間変動を測定する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の矯正装置。
6. 前記信号は、分析され音声送信とデータ送信とに区別される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の矯正装置。
7. 通信プロトコルの音声通信モードとデータ通信モードとを区別する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の矯正装置。
8. 前記プロトコルは、ＧＳＭ、３Ｇ、４Ｇ及びＷｉ−Ｆｉを含む、請求項７に記載の矯正装置。
9. 前記区別は、異なる通信モードを検出するようにプログラムされたマイクロコントローラによって行われる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の矯正装置。
10. 前記矯正信号は、前記放射線が検知されたことに従ってオンになり、前記矯正信号の強度は、検知された前記放射線の性質に合わせて調整される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の矯正装置。
11. 前記矯正信号の強度は、検知された前記放射線の強度に合わせて調整される、請求項１０に記載の矯正装置。
12. 前記検出モジュールは、アンテナを含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の矯正装置。
13. 前記アンテナによって検出された信号は、マイクロコントローラに伝達される、請求項１２に記載の矯正装置。
14. 前記信号は整流される、請求項１３に記載の矯正装置。
15. 前記信号は、送信前にフィルタ処理される、請求項１４に記載の矯正装置。
16. 検出された前記信号は、分析に必要なレンジが得られるように増幅される、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の矯正装置。
17. 検出間の間隔を制御するタイマが設けられる、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の矯正装置。
18. 前記タイマのオン間隔は、携帯電話機の周波数レンジ内における無線周波数信号の分析を可能にしながらもバッテリ寿命を保つほど十分に短い、請求項１７に記載の矯正装置。
19. ＲＦアンテナと、前記信号検出モジュール、前記分析モジュール、及び矯正信号発生及び作動モジュールを動作させるマイクロコントローラと、矯正信号場を作動させるコイルとを含む、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の矯正装置。
20. システムの前記電力管理は、前記マイクロコントローラを用いてソフトウェアによって実装される、請求項１９に記載の矯正装置。
21. 前記マイクロコントローラは、アプリケーション状態モニタ及び制御アルゴリズムと、ＲＦ信号分類アルゴリズムとを実装する、請求項２０に記載の矯正装置。
22. 請求項１〜２１のいずれかに記載の矯正装置を含む携帯電話機などの、バッテリ駆動式個人用通信装置。
23. 前記矯正装置は、前記個人用通信装置のハンドセットに内蔵される、請求項２２に記載の携帯電話機。
24. 前記矯正装置は、前記ハンドセットに電力を供給するバッテリパック、又は電話機バッテリから電力を引き出す保護ケースに関連する、請求項２２又は２３に記載の携帯電話機。
25. 請求項１〜２１のいずれかに記載の矯正装置を含む個人用通信装置のバッテリ。

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