TW200817657A - Electric device for detecting intensity of rays - Google Patents

Description

200817657 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係指一種用來偵測射線強度的裝置，尤指一種透過一 濾光鏡過濾出特定波長之射線，並藉由一光感測元件產生對應之 電流，以及透過一壓控振盪器的高靈敏度，達到精確且即時量測 的射線強度偵測裝置。 【先前技術】 • · .、 科技的發展，造就了舒適的生活環境，也改變了自然生態。 由於臭氧層的破壞’近年來，料線對人類健康的影響，越來越 被重視。根據科學研究’過量的紫外線會造成人類皮膚及視力上 的傷害。舉例來說’在受到強烈的料線輻概，表皮會生成化 學介質，並釋放擴散到真皮’引起局部血管擴張，皮膚出現紅斑。 醫學研究發現’紫外線所造成的紅斑與灼傷形成的紅斑不同紫 外線輻射所致的紅斑消失得很慢，且長期下來，除了引起黑斑外 甚至會誘發皮膚錢，而科學家們對紅喊應的生成原因尚未完 全解釋清楚。此外’強朗料_射會損傷眼睛組織，導致結 膜炎’損害角膜、晶狀體’是白内障的主要誘因。據統計，在眼 科疾病中’的障是世界性錄賴盲病。耻，防止眼睛被紫 外線過量照射，是獅白_的有效手段。然而，目前除了根據 氣象單位所讀的料線驗外，並無可供參考的料線測報數 200817657 據。再者，雖然強烈紫外線主要來自直射的太陽光，但由於紫外 線無法由肉眼觀查，因此即使陰天或在室内仍可能受到紫外線的 照射。除此之外，某些燈光亦可能潛藏過量紫外線，長期照射同 樣會影響人體健康。因此，若能隨時隨地測量所在地點的紫外線， 則可適時進行保護，以防止過量紫外線帶來的傷害。 在習知技術中’紫外線偵測器可分為兩種，一是使用氧化欽 (Ti〇2)吸收紫外線能量，進而改變銀離子顏色以判斷紫外線的 強度，但此種方式無法準確判斷紫外線的強度。或者，以光敏電 阻根據不同強度之紫外線能量改變電阻值，再比較所產生之電壓 以判斷紫外線的強度。舉例來說，請參考第1圖，第1圖為習知 紫外線偵測器100之示意圖。紫外線偵測器100包含有一光敏電 阻102、一電阻104、及一比較電路1〇6。光敏電阻1〇2為一負向 光敏電阻，亦即紫外線強度越強其電阻值越低，電流越大，使得 一輸出電壓vuv也越高。因此，藉由比較電路106比較輸出電壓 Vuv與一參考電壓Vref，可判斷紫外線的強度。 請繼續參考第2圖，第2圖為第1圖之光敏電阻1〇2之電阻 值變化示意圖。當光敏電阻102未被照射紫外線時，其電阻值維 持R0。若於時點tl時，光敏電阻102開始被照射紫外線，則光敏 電阻102的電阻值開始下降至Rs (於時點〇)。接下來，於時點 t3時’紫外線停止照射，然而光敏電阻1〇2需一段時間才能回復 至初始狀態，因此於時點t4時，光敏電阻1〇2的電阻值才回復至 200817657 R0。換句話說，雖然紫外線偵測器100可透過光敏電阻102判斷 紫外線能量，然而光敏電阻的回復時間長（時點t3至時點t4)， 因此紫外線偵測器100無法做即時的量測。 簡言之，習知技術除了無法準確量測紫外線的強度外，另受 限於光敏電阻的回復時間以致無法即時、快速的量測。由於紫外 線無法由肉眼觀查，因此習知技術無法適時提醒使用者以進行相 關防護，影響使用者的健康。 【發明内容】 • _ - · 因此，本發明之主要目的即在於提供一種用來偵測射線強度 的電子裝置。 又 本發明揭露一種用來偵測射線強度的電子裝置，其包含有一 殼體、一濾光鏡、一光感測元件、及一判斷模組。該殼體包含一 破孔；該濾光鏡設胁触孔上，用闕m以使該光線 中-特定射線通過；該光制元件設於該殼體_應於該破孔的 位置’㈣接收通過該濾光鏡的鋪定射線，並據以產生一對應 之電流，·該判斷模組電連於該光感測元件，根據該光感測元件產 生之該電流，用以判斷該特定射線的強度。 本發明另揭露-種可偵測射線強度的行動通訊裝置，其包含 200817657 有一殼體、一行動通訊模組、一影像擷取裝置、一濾光鏡、及— 判斷模組。該殼體包含一破孔。該行動通訊模組用以執行行動通 訊。該影像擷取裝置設於該破孔上，包含有一鏡頭、一光感測元 件、及一影像處理電路。該鏡頭安裝於該破孔上；該光感測元件 設於該殼體内對應於該鏡頭的位置，用以接收通過該鏡頭的射 線，並據以產生一對應之t流；該影像處理電路，用以根據該光 感測元件產生之該電流，輸出影像。該遽光鏡可切換設置於該鏡 頭上，用以過濾一光線，以使該光線中一特定射線通過。該判斷 模組電連於遠光感測元件，根據該光感測元件產生之該電流，用 以判斷該特定射線的強度。 【實施方式】 · 請參考第3圖，第3圖為本發明第一實施例射線強度偵測裝 置300之示意圖。射線強度憤測裝置30Q用以偵測特定射線的強 度，其包含有一殼體302、一濾光鏡306、一光感測元件308、及 一判斷模組310。殼體302上設有一破孔304,用以設置濾、光鏡 3〇6。濾光鏡306可過濾光線，以使波長落於一特定範圍内的特定 射線通過該濾光鏡306，如紫外線、紅外線等。如第3圖所示，光 感測元件308設於殼體302内對應於破孔304的位置，用以接收 通過濾光鏡306的射線，並據以產生一電流〗。判斷模組31〇則根 據光感測元件308產生之電流I，判斷射線的強度$舉例來說，紫 外線的波長範圍為200nm至400nm，因此若要偵測紫外線的強 200817657 度，則設定濾光鏡306可通過之射線的波長範圍為2〇〇11111至 40Onm。如此一來’濾光鏡306可通過紫外線並濾掉紫外線以外的 射線，光感測元件308的特性係為，接收到不同強度或不同波長 的光線，會反應出不同大小的電流。因此，本發明係依照通過濾 光鏡306之不同強度的紫外線產生不同大小的電流〗，以輸入至判 斷模組310，從而判斷出紫外線的強度。 因此，射線強度偵測裝置300係透過濾光鏡306，過濾出特 疋射線，再透過光感測元件308，根據該射線產生不同大小的電流 I。由於一般光感測元件依據先線所產生的電流係為微小的電流值 (例如以耄伏為單位），所以需要在判斷模組中先放大該光感測元件 輸入的電流值，再對放大後的電流(或電壓)進行判斷。換句話說， 判斷模組310根據電流I的大小，判斷射線的強度。其中，判斷模 組310的實現不限於任何形式的電路，只要能根據電流丨的大小， 判斷出射線的強度即可。舉例來說，請參考第4圖，第4圖為本 發明一實施例判斷模組4〇〇之示意圖。判斷模組4〇〇用以實現第3 圖中判斷模組310，其包含有一電阻4〇2、一壓控振盪器4〇4、— 頻率計算單元406、及一射線強度判斷單元4〇8。電阻4〇2用以接 收第3圖之光感》則元件3〇8產生的電流I，並在兩端對應地產生一 電壓V至壓控振魅姻。壓控振盪器侧可輸出—振盪訊號^ 至頻率計算單元，並可根據親ν的大小，改魏盪訊號ν如 的振盈頻率。頻率计算單元條用以計算振盡訊號的振盪頻 率，並將判斷結果輸出至射線強度判斷單元4〇8，則射線強度判斷 200817657 單元備可根據振盪訊號Vsin的振勤脖，參考預設的查詢表以 判斷射線強度。換言之’第4圓之判斷模組働係根據第3圖之 光感測元件308產生之電流I的大小，由電阻4〇2產生對應的電壓 V ’再由壓控振盪|§ 404根據電壓v的大小魅不隨率的振盘 汛號vsin。然後’透過頻率計算單元4〇6，計算出振盪訊號v命的 頻率。最後，根據振舰號Vsin_邊頻率，由射線強度判斷單 元408判斷射線強度。 藉由判斷模組400 ’帛3圖之射線強度偵測裝置3〇〇可透過 壓控振蘯器綱的高靈敏度，達到精確量測特賴線強度的目的。 同時’在本發日月中’不需使用光敏電阻即可量測射線強度，因此 可縮短量測時間。此外，射線強度_裝置獅.另可包含一輸出 模組、-警不模組、或-校正模組。輸出模組用以根據判賴組 310 (或判斷模組400)的判斷結果，透過螢幕、指示燈等裝置輸 出對應的訊號；警示模組用以於判斷模組31〇 (或判斷模組4〇〇) 所判斷的射_度大於-職_，糾—警祕號；校正模組 則用以校正判斷模組310 (或判斷模組4〇〇)。 明參考第5圖’第5圖為本發明第二貪施例可摘測射線強度 的行動通訊錢500之示意圖。行動通訊裳f 5⑻可為手機、個 人數位助_具行騎訊之錢，其包含有—殼體观、一行動通 訊模組504、一影像操取裝査506、一濾光鏡51〇、及一判斷模組 512。殼體5〇2上包含有—破孔用以設置影像操取裝置5〇6 ;影像 200817657 擷取裝置506包含有一鏡碩508、一光感測元件（未緣於第5圖 中）、及一影像處理電路509，鏡頭508設於殼體502之破孔上， 用以將影像投射至光感測元件上；光感測元件的特性係為，接收 到不同強度或不同波長的光線，會反應出不同大小的電流（每一 像素中，對應於紅、藍、綠光的電流）；影像處理電路509則根據 光感測元件產生之電流，輸出影像。另一方面，濾光鏡51〇可切 換&又置於鏡頭508上，其可過濾、光線，以使波長落於一特定範圍 内的特疋射線通過该濾光鏡510，如紫外線、紅外線、輻射線等。 舉例來說’紫外線的波長範圍為2〇〇nm至400nm，因此若要偵測 紫外線的強度，則設定濾光鏡51〇可通過之射線的波長範圍為 200nm至400nm。在此情形下，當濾光鏡51〇設置於鏡頭5〇8上 時，濾光鏡510可通過紫外線並遽掉紫外線以外的射線，則通過 鏡頭508投射至光感測元件上的射線即為紫外線。然後，透過判 斷模組512，以根據光感測元件產生之電流判斷紫外線的強度。判 斷模組512可根據第4圖所示之判斷模組4〇〇實現；其中，判斷 模組400之壓控振盪器404及頻率計算單元可由^動通訊裝 置500之收發機中相關電路以多工共用方式取代。 此外，行動通訊模組5〇4包含有一中央處理$別及一儲存 ^置516。儲存裝置5财存有一程式碼518，中央處理器训可 執行程式碼518。程式碼518包含執行測量射線指令之步驟，用以 於濾光鏡510切換至鏡頭5〇8上後， 声。Μ “ 傻_斷板組512 _射線強 另外，程式碼518之指令中可另包含根據判斷模組512的判 200817657 以提供醫療機構統計備查。當然、，行動通訊裝置亦可以内建 或外接方式設置-校正模組，峨正觸· 512的準確度。 斷結果，齡對應之峨（如聲音、·、數字等），物整行動 通訊裝置5G0之螯幕（糖於第5财)的亮度，達到省電的目 的。另外’程式碼M8之指令中更可包含於判斷模組512的判斷 結果大於-麟值時，輸出—衫峨，麵嶋訊（如曝釀 時間、曝Μ等）透過行動軌傳送雜康管理中、， 如前所述，由於料線無法由肉眼魅，即使陰天或在室内 仍可能受到紫外線的照射’且某些燈光亦可能潛藏過量紫外線， 長期照射同樣會影響人體健康。因此，若能_隨棚量所在地 點的紫外線，則可適時進行賴，爾止過量料線帶來的傷害。 然而，習知技術除了無法準確量測紫外線的強度外，另受限於光 敏電阻的回復時間以致無法即時、快速的量測。相較之下，本發 明透過遽紐财㈣妓長之射線’藉自域測元件產生對應 之電流，並透壓控振盈器的高靈敏度，達到精確且即時的量測。 此外，除了制紫外線’只要根據所需量測之射_波長範圍， 更換不同的滤光鏡’即可測量其它射線的強度，如紅外線、韓射 線等。因此’本發明可隨日|隨_量所在地點的紫外線，且可即 時、快速的量測’大幅改善習知技術的缺點。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範 圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 200817657 【圖式簡單說明】 第1圖為習知紫外線偵測P之示意圖。 第2圖為第1圖之光敏電阻之電阻值變化示意圖。 第3圖為本發明第一實施例射線強度偵測裝置之示意圖。 第4圖為本發明一判斷模組之示意圖。 第5圖為本發明第二實施例可偵測射線強度的行動通訊裝置之示 意圖。 【主要元件符號說明】 100 紫外線偵測器 102 光敏電阻 104、402 電阻 • * . · 106 比較電路 300 射線強度偵測裝置 302 、 502 殼體 306、510 滤光鏡 308 光感測元件 310、400、512 判斷模組 404 壓控振盪器 406 頻率計算單元 408 射線強度判斷單元 200817657 500 行動通訊裝置 504 行動通訊模組 506 影像擷取裝置 508 鏡頭 509 影像處理電路 514 中央處理器 516 儲存裝置 518 程式碼

Claims (1)

1. 200817657 十、申請專利範圍： 1· 一種用來偵測射線強度的電子裝置，其包含有： 一殼體，包含一破孔；‘ 一滤光鏡，$又置於4破孔上v用以過滤一光線，以使該光線中 一特定射線通過； 一光感測元件，設於該殼體内對應於該破孔的位置，用以接收 通過該濾光鏡的該特定射線，並據以產生一對應之電 流；以及 一判斷模組’電連於該光感測元件，根據該光感測元件產生之 該電流，用以判斷該特定射線的強度。 2·如請求項1所述之電子裝置，其中該判斷模組包含有： 一電阻’連接於該光感測元件，該光感測元件產生之電流流經 該電阻，以使該電阻兩端產生一電壓差； 一壓控振蘯器’電連於該電阻之兩端，用以根據該電阻兩端之 該電壓差，產生一振盪訊號； 一頻率計算單元，電連於該壓控振盪器，用以判斷該振盪訊號 的頻率；以及 一射線強度判斷單元，電連於該頻率計算單元，用以根據該頻 率計算單元所判斷之頻率，判斷該特定射線的強度。 3·如請求項1所述之電子裝置，其中該特定射線係為一波長落 15 200817657 於一特定範圍的射線。 4. 如請求項1所述之電子裝置 據该判斷拉組的判斷結果， 其另包含一輸出模組，用以根 輪出對應的訊號。 5. 如請求項4所述之電子裝置， 顯示該判斷模組的判斷結果。 其中該輸出模組可透過一螢幕 6. 如請求項4所述之電子農置 燈顯示該判斷模組的判斷結 ’其中該輪出模組可透過一指示 果。 如請求項1所述之電子裝置，其另包含-警賴組，用以根 據該判斷模_觸結果，_特定齡_度大於-預設 值時，輸出一警示訊號。 8. 如請求項1所述之雷早p罢 ^ ^ . / 电于衮置，其另包含一校正模組，用以校 正該判斷模組。 如明求項1所述之電子裝置，其係設置於_行動通訊裝置内。 10· 一種可债測射線強度的行動通訊裝置，其包含有： 一殼體，包含一破孔； —行動通訊模組，用以執行行動通訊；、 —影像擷取裝置，設於該破孔上，其包含有二 16 200817657 一鏡頭，安裝於該破孔上； 一光感測元件，設於該殼體内對應於該鏡頭的位置，用以 接收通過該鏡頭的射線，並據以產生一對應之電流； 以及 一影像處理電路，用以根據該光感測元件產生之該電流， 輸出影像； 一濾光鏡，可切換設置於該鏡頭上，用以過濾一光線，以使該 光線中一特定射線通過；以及 一判斷模組，電連於該光感測元件，根據該光感測元件產生之 該電流，用以判斷該特定射線的強度。 11·如請求項10所述之行動通訊裝置，其中該判斷模組包含有： -電阻，連接於誠制元件，該光制元件產生之電流流經 該電阻，以使該電阻兩端產生一電壓差； -壓控振魅，電連於該電阻之兩端，用以根據該電阻兩端之 该電壓差，產生一振盪訊號； 頻率计算單兀，電連於該壓控振蘯$，、用以判斷該振蓋訊號 的頻率；以及

   [頻率計算單元，用以根據該頻 ’判斷該特定射線的強度。 長落於一特定範圍的射線 12.如請求項1G所述之行動通訊裝置，其中該特定射線係為一波 17 200817657 J3·如請求項i〇所遽之行動通訊裝置，其令該行動通訊模組包含 有·· 一中央處理器；以及 一儲存裝置’用以儲存一程式碼，該程式碼之指令中包含於接 到一測量射線指令，且該濾光鏡切換至該鏡頭上時，由 邊判斷模組判斷波長落於該特定射線的強度。 如清求項13所述之行動通訊裝置，其中該程式碼之指令中另 包含根據該判斷模組的判斷結果，調整該行動通訊裝置之螢 幕的免度。 • · · . ' 如晴求項13所述之行動通訊裝置，其中該程式碼之指令中另 包含根據該判斷模組的判斷結果，輸出對應的訊號。 16·如請求項13所述之行動通訊裝置，其中該程式碼之指令中另 包含於该判斷模組的判斷結果大於一預設值時，輸出一警示 訊號。 17·如請求項10所述之行動通訊裝置，其另包含一校正模組，用 以校正該判斷模組。 18*如請求項10所述之行動通訊裝置，.其係一行動電話。 18 200817657 19. 如請求項10所述之行動通訊裝置，其係一個人數位助理 (Personal Digital Assistant) 〇 十一、圖式： 19