TWI292038B - Electric device for detecting intensity of rays - Google Patents

Description

1292038 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 '本發_指-_來_射龍度触置，尤指—種透過一 濾光鏡過渡出特定波長之射線，並藉由一光感測元件產生對應之 電/瓜以及透過-壓控振盪器的高靈敏度，達到精輕即時量測 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，也改變了自缺生離。 由於臭氧層的破壞，近年來，紫外線對人類健康的影響，越來越 被重視。根顧學研究，過量的料線會造成人類皮膚及視力上 的傷害。舉例來說，在受_烈的紫外線輻射後，表皮會生成化 學介質，並槪概職皮，狀局縣管観，皮料現紅斑。 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 外線輻射所朗紅_失得贿，且長期下來，除了引起黑斑外 甚至會誘發皮膚錢’而科學_對紅斑效應的生成原因尚未完 王解釋/月4此外’強烈的紫外線輕射會損傷眼睛組織，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，白内障是世界性首位的致盲病。因此，防止眼睛被紫 外線過㈣，妓陶_撕段。細，目齡了根據 耽象早位所公佈的紫外線預報外，並無可供參考的紫外線測報數 5 1292038 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，一是使用氧化鈦 (Ti〇2)吸收务、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i圖，第i圖為習知 紫外線偵測器100之示意圖。紫外線偵測器1〇〇包含有一光敏電 阻102、一電阻104、及一比較電路106。光敏電阻1〇2為一負向 光敏電阻，亦即紫外線越強其電阻值越低，電流越大，使得 一輸出電壓vuv也越高。因此，藉由比較電路1〇6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i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β)。接下來，於時點 t3時’紫外線停止照射，然而光敏電阻1〇2 f 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 1292038 R0。換句話說，雖然紫外線偵測器100可透過光敏電阻1〇2判斷 紫外線能量，然而光敏電阻102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 關防遵’影響使用者的健康。 【發明内容】 口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。 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 设體、一濾、光鏡、一光感測元件、及一判賴組。該殼體包含一 破孔；該濾洗鏡設置於該破孔上，用以過遽—光線，以使該光線 中-特疋麟通過；該域測元件設浦殼體_餘該破孔的 位置用以接收通過_光鏡的該特定射線，並據以產生一對應 之電〜…謂斷她電連於該光_元件，根據該域測元件產 生之該電流，肋判_特定射線的強度。 種可偵測射線強度的行動通訊裝置 ，其包含 1292038 有一殼體、一行動通訊模組、一影像擷取裝置、一濾光鏡、及一 判斷杈組。該殼體包含一破孔。該行動通訊模組用以執行行動通 afl A〜像拇取裝置设於該破孔上，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 設於該殼體哺毅該綱的位置，用以接收通過該鏡頭的射 線，並據以產生一對應之電流；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。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。 【實施方式】 口月參考第3圖，弟3圖為本發明苐一實施例射線強度偵測聲 置300之示意圖。射線強度偵測裝置300用以偵測特定射線的強 度，其包含有一殼體302、一滤光鏡306、一光感測元件、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I。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 1292038 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 400nm。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I，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 定射線，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光線所產生的電流係為微小的電流值 (例如以毫伏為單位），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〗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400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402、一壓控振盡器404、一 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=3圖之光感測元件3〇8產生的電流1，並在兩端對應地產生一 電壓v至壓控振蘯器404。壓控振盪器、4〇4可輸出一振盪訊號v如 至頻率計算單元傷，並可根據領v敎小，改變振盪訊號Vsin 的顧頻率。頻率計算單元概用以計算紐訊號^的振盪頻 率並將判斷結果輸出至射線強度判斷單元4⑽，則射線強度判斷 9 1292038 • U 了根據振盡訊说Vsin的振盈頻率’參考預設的查詢表以 判斷射線強度。換言之，第4圖之判斷模組4〇〇係根據第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 ’再由壓控振盪器4〇4根據電壓v的大小產生不同頻率的振盪 訊號Vsin。然後，透過頻率計算單元4%，計算出振盪訊號％^的 頻率最後’根據振盪訊號Vsin的振盪頻率，由射線強度判斷單 元408判斷射線強度。 藉由判斷模組400，第3圖之射線強度偵測裝置300可透過 壓控振盛器404的高靈敏度，達到精確量測特定射線強度的目的。 同時’在本發明中，不需使用光敏電阻即可量測射線強度，因此 可縮紐量測時間。此外，射線強度偵測裝置3〇〇另可包含一輸出 杈組、一警示模組、或一校正模組。輸出模組用以根據判斷模組 31〇 (或判斷模組400)的判斷結果，透過螢幕、指示燈等裝置輸 φ 出對應的訊號；警示模組用以於判斷模組310 (或判斷模組400) 所判斷的射線強度大於-預設_，輸出—#示減；校正模組 則用以校正判斷模組310 (或判斷模組4〇〇)。 請參考第5圖，第5圖為本發明第二實施例可個射線強度 的行動通訊裝置500之示意圖。行動通訊裝置5〇〇可為手機、個 人數位助理等具行動通訊之裝置，其包含有一殼體5〇2、一行動通 訊模組504、一影像擷取裝置506、一濾光鏡51〇、及一判斷模組 512。殼體502上包含有一破孔用以設置影像擷取裝置5〇6 ;影像 1292038 ' 擷取裝置506包含有一鏡頭508、一光感測元件（未繪於第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5〇9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 換設置於鏡頭508上，其可過濾光線，以使波長落於一特定範圍 φ 内的特定射線通過該濾光鏡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20〇11111至4〇〇11111 ,因此若要摘測 紫外線的強度，則設定濾光鏡510可通過之射線的波長範圍為 20〇nm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可通過紫外線並濾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 瞻 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4〇6可由行動通訊裝 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504包含有一中央處理器514及一儲存 裝置516。儲存裝置516中存有一程式碼518，中央處理器514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 於攄光鏡510切換至鏡頭508上後，由判斷模組512判斷射線強 度。另外，程式碼518之指令中可另包含根據判斷模組512的判 11 1292038 斷結果’輪出對應之城（如聲音、閃光、數字等），或調整行動 通说裳置5〇〇之螢幕（未!會於第5射）的亮度，達到省電的目 =。另外，程式碼518之指令中更可包含於判斷模組512的判斷 、、。果大於—職值時’輸出_警示訊號’或將相關資訊（如曝釀 時間、曝曬量等）透過行動通訊模組辦傳送至健康管理中心， 以提供醫療機構統計備查。當然，行動通訊裝置$⑻亦可以内建 或外接方式設置_校正模組，以校正撕模組S12的準確度。 如則所述’由於料線無法由肉眼觀查，即使陰天或在室内 仍可㈣到料線的照射’且某些贱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 的1外、線則可適時進行保護，以防止過量紫外線帶來的傷害。 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_復_以致無法即時、快速的制。她之下，本發 明透過遽光鏡過滤、出特定波長之射線，藉㈣感測元件產生對應 之電/瓜並透過壓鎌盪器的高靈敏度，達到精破且即時的量測。 此外’除了_紫外線，只細綺_狀射線的波長範圍， 更換不同㈣光鏡，即可測量其它概的触，如紅外線、輻射 線等。因此，本發明可_隨地測量所在地簡紫外線，且可即 時、快速的制，大缺善習知技術的缺點。 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㈣化與修飾，皆制本㈣之涵蓋範圍。 12 1292038 【圖式簡單說明】 第1圖為習知紫外線偵測器之示意圖。 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襞置之示意圖。 第4圖為本發明一判斷模組之示意圖。 苐5圖為本發明第二實施例可摘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 ⑩ 300 比較電路 射線強度偵測裝置 302、502 殼體 306、510 濾、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 13 1292038 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 14

Claims (1)

1292038 ______ 沙年3月，曰修(更)正替換頁 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； 一濾光鏡，設置於該破孔上，用以過濾一光線，以使該光線中 一特定射線通過； /光感測元件，設於該殼體内對應於該破孔的位置，用以接收

通過该濾光鏡的該特定射線，並據以產生一對應之電 流，以及 -判斷模組’電連於該光感測元件’根據該光感測 疋件產生之該電流，用以判斷該特定射線的強 度’其包含有： ，電阻，連接於該城測元件，該域測元件產 生之電流流經該電阻，以使該電阻兩端產生一 電壓差； .壓控振盪器，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-振盪訊號； t率計算單電連於該壓控減器，^以判 斷δ亥振盪訊5虎的頻率；以及 射線強制料元，電私_料料^ ==率·單元關斷<_，判崎特定射線 15 1292058 —— ?片7_义).轉觀j ， 2· 如凊求項1所述之電子梦f 一一-—U 於一特定範_射線/’其中該特賴線係為一波長落 3· 4. 如凊求項1所述之電子裝置，_斷模組的_果，對應 用以根 顯3所述之f子裝置，其巾該輸出模組可透過一 顯不该判斷模組的判斷結果。 透i 螢幕 5· 如5月求項3所述之雷子奘署廿 p 、置’其中該輸出模組可透過一指示 燈顯不该判斷模組的判斷結果。 6. 2項1所狀㈣置，其樹—警稳，用以根 ^判__觸結果，於雜定射_毅大於-預設 值日守，輸出一警示訊號。 如巧求項1所述之電子裝置，其另包含_校正模組，用以校 正該判斷模組。 行動通訊裝置 °月求項1所述之電子裝置，其係設置於一 内。 種可偵剛射線強度的行動通訊裝置，其包含有： 殼體，包含-破孔； 16 9· 的斗7 Λ! 7 E!修-(史替換頁丨 L I ' :動通訊模組，用以執行行動通訊； W像掏取裝置，設於該破孔上，其包含有： —鏡頭，安裴於該破孔上； 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，其包含有： 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； 一壓控振盪器，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。 1292038 10·如請求項9所述之行動通訊裝置，其中該特定射線係為一波 長落於一特定範圍的射線。 11.如請求項9所述之行動通訊裝置，其中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 該判斷模組判斷波長落於該特定射線的強度。 12·如％求項11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 螢幕的亮度。 α如請求項u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，輪出對應的訊號。 ⑷如請求項u所述之行動通訊裝置，其中該程式碼之指令中 另包含於該觸的峨絲纽1設辦，輸出一警， 示訊號。 V K如請求項9所述之行動通訊裝置，其另包含一校正模組，用 18 1292038 16. 17. Η^一 %年7月）日_更)正替換I 以校正該判斷模組。 如請求項9所述之行動通訊裝置，其係一行動電話。 如請求項9所述之行動通訊裝置，其係一個人數位助理 (Personal Digital Assistant) 〇 、圖式： 19