(57)【要約】  【解決手段】  本発明は、望ましくない電磁放射線への曝露を低減させる方法および装置に関するものである。前記装置はターゲット・アンテナを使用して、送信中の携帯電話または調理中の電子レンジ等の作動中の放射源からの特定の電磁放射線を捕獲する。前記ターゲット・アンテナは、前記放射源から放射される望ましくない電磁放射線の周波数に同調される。前記装置は前記捕獲された電磁放射線を電流に変換し、熱装置、機械装置または電気装置を動作させることにより収集された電流を消散する。好適な実施形態では、前記電流は電流が供給されると点灯するＬＥＤディスプレイの用途に向けられ、ユーザーに前記装置が作動していることを示すという第二の目的を果たす。  【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動中の放射源から発生する望ましくない電磁放射線への曝露を低減させる方法であって、
ａ）ターゲット・アンテナで前記作動中の放射源から電磁放射線を受信する工程であって、これにより当該ターゲット・アンテナにおいて電流が誘導されるものである、前記電磁放射線を受信する工程と、
ｂ）消散（ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ）アセンブリに前記電流を通電させる工程と、
ｃ）前記電流によって前記消散アセンブリを動作させる工程と
を有する方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記消散アセンブリは、電気装置、機械装置または熱装置の１つ若しくはそれ以上を有するものである。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記消散アセンブリは、発光ダイオードを有するものである。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記ターゲット・アンテナは、前記作動中の放射源から放射される前記電磁放射線の波長に同調されるものである。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、この方法は、さらに、
前記ターゲット・アンテナを前記作動中の放射源に物理的に接続する工程を有するものである。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、前記ターゲット・アンテナは、前記作動中の放射源に電気的に接続されていないものである。
【請求項７】
請求項１記載の方法において、前記作動中の放射源は携帯電話である。
【請求項８】
請求項７記載の方法において、前記携帯電話から発生する電磁放射線は、送信アンテナから放射されるものである。
【請求項９】
請求項８記載の方法において、この方法は、さらに、
前記携帯電話により送信される信号に大きな悪影響を与えることなくＳＡＲ（ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｒａｔｅ：比吸収率）を低減させる工程を有するものである。
【請求項１０】
請求項１記載の方法において、前記作動中の放射源は電子レンジである。
【請求項１１】
作動中の放射源から発生する有害な電磁放射線を低減させる装置であって、
ａ）前記作動中の放射源から放射される電磁放射線を受信するためのターゲット・アンテナと、
ｂ）前記ターゲット・アンテナに接続された消散アセンブリと
を有する装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の装置において、前記消散アセンブリは、電気装置、機械装置または熱装置の１つ若しくはそれ以上を有するものである。
【請求項１３】
請求項１１記載の装置において、前記消散アセンブリは、発光ダイオードを有するものである。
【請求項１４】
請求項１１記載の装置において、前記ターゲット・アンテナは、前記作動中の放射源から放射される電磁放射線の波長に同調されるものである。
【請求項１５】
請求項１１記載の装置において、この方法は、さらに、
前記ターゲット・アンテナを前記作動中の放射源に物理的に接続する工程を有するものである。
【請求項１６】
請求項１１記載の装置において、前記ターゲット・アンテナは、前記作動中の放射源に電気的に接続されていないものである。
【請求項１７】
請求項１１記載の装置において、前記作動中の放射源は携帯電話である。
【請求項１８】
請求項１７記載の装置において、前記携帯電話から発生する電磁放射線は、送信アンテナから放射されるものである。
【請求項１９】
請求項１８記載の装置において、この方法は、さらに、
前記携帯電話が送信する信号に大きな悪影響を与えることなくＳＡＲを低減させる工程を有するものである。
【請求項２０】
請求項１１記載の装置において、前記作動中の放射源は電子レンジである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁放射線を受信するアンテナに関するものである。より具体的には、本発明は、前記作動中の電磁放射線の放射源の周辺に配置され、作動中の放射源から発生する望ましくない電磁放射線を低減させるようになっているアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
作動中に電磁放射線を放射する装置は数多くある。例えば、無線通信装置は送信中に意図的に電磁放射線を発生させる。他の装置においては意図せずに放射される。例えば、電子レンジで調理している場合、電子レンジからマイクロ波が知らないうちに漏れている可能性がある。ハンドヘルドの携帯電話の広範囲な普及および使用により、この種の放射線による潜在的な有害性に関する懸念が高まってきている。ハンドヘルドの携帯電話は、通常、ハウジングから上垂直方向に延びるアンテナを伴う伸長したハウジングを有する。この種の電話を使用する際、ユーザーの頭部が当該携帯電話に隣接して配置されると、前記アンテナが近接されることになる。前記携帯電話により送信が行われる際、前記アンテナは電磁放射線を発生する。この種のアンテナは本明細書においては送信アンテナと呼ぶ。このように、ユーザーが会話をしているとき、前記装置は前記送信アンテナから電磁放射線を発しており、ユーザーの頭部に対し相当量の電磁エネルギーが近距離で直接投射されていることになる。
【０００３】
各携帯電話は、ユーザーが曝される電磁放射線の量に関する政府の特定のガイドラインに準拠しなければならない。人体によって吸収される無線周波数（ＲＦ）の電磁放射線の量は、ＳＡＲあるいは比吸収率として知られている単位で測定される。電話の動作に大きな悪影響を与えることなく前記ＳＡＲを低減させることが望ましい。
【０００４】
前記送信アンテナから発生する電磁エネルギーから人体を保護する試みがなされてきた。例えば、Ｈｕｎｔに対して発行された米国特許第５，６１３，２２１号明細書は、ユーザーの頭部から電磁放射線を排除するために前記送信アンテナとユーザーの頭部の間に設置する伝導性ストリップを開示している。前記送信アンテナの位置または電磁放射線のパターンを変えることにより電磁エネルギー源を人体から遠ざける試みもなされている。例えば、Ｒｉｎｏｔに対して発行された米国特許第６，３５６，７７３号明細書では、前記送信アンテナは電話から取り外され、ユーザーの頭部の上に配置されている。前記送信アンテナとユーザーの頭部との間に絶縁シールドが帽子のように配置されており、それにより放射を防ぎ電磁放射線がユーザーの体を貫通しないようにしている。Ｓｉｍｍｏｎｓに対して発行された米国特許第６，０３１，４９５号明細書では、送信アンテナの両極の間に伝導性ストリップを使用して、ユーザーの頭部から離れてエンドファイア型双方向パターンを生成する。電磁放射線を相殺することにより有害な放射への曝露を低減させる試みがなされている。例えば、Ｈｓｕらに対して発行された米国特許第６，３１４，２７７号明細書では、携帯電話に信号をフィードバックすることにより、吸収性のディレクショナル・シールドで携帯電話から発せられた電磁放射線をキャンセルする携帯電話のアンテナが開示されている。
【０００５】
従って、本発明の目的の１つは、前記放射源に要求される性能に大きな悪影響を与えることなく作動中の放射源からのユーザーに対するＳＡＲを低減させるための方法および装置を提供することにある。特に、本発明の目的は、ユーザーが携帯電話から受ける望ましくない電磁放射線を低減させるための方法および装置を提供することである。本発明のさらなる目的は、放射源に接続することなく、または放射源を再設計することなく、既存の放射源から発生する望ましくない電磁放射線を低減させるための方法および装置を提供することである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、望ましくない電磁放射線への曝露を低減させる方法および装置に関するものである。前記装置は、ターゲット・アンテナを使用して、送信中の携帯電話または調理中の電子レンジ等の作動中の放射源から特定の電磁放射線を捕獲する。前記ターゲット・アンテナは、前記放射源から放射される望ましくない電磁放射線の周波数に同調される。前記装置は前記捕獲された電磁放射線を電流に変換し、熱装置、機械装置または電気装置を動作させることにより収集された電流を消散する。好適な実施形態では、前記電流は十分な電流が供給されると点灯するＬＥＤディスプレイの用途に向けられ、その結果、収集された電流が消費されてユーザーに装置が作動していることを示すという第二の目的を果たす。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明を図示するブロック図である。
【図２】図２は、放射源近くの本発明を図示するブロック図である。
【図３】図３は、外部シェルに本発明を装着した携帯電話の斜視図である。
【図４】図４は、外部ハウジングに本発明を装着した電子レンジの斜視図である。
【図５】図５は、本発明を近くに配置した状態の電子レンジの斜視図である。
【図６】図６は、本発明の好適な１実施形態である、携帯電話に使用するプリント基板のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
１０に示す本発明は、望ましくない電磁放射線を低減させるものである。本発明は、１本のターゲット・アンテナ１４および１つの放散アセンブリ１７を有している。図１を参照。前記ターゲット・アンテナは、近くで作動中の放射源１１の周波数に同調させる。前記ターゲット・アンテナ１４の同調には、放射されている電磁放射線の望ましくない波長に一致させるために、適切な長さのアンテナを選択することが含まれる。前記放射源１１が作動すると、前記放射源は電磁放射線を発する。ターゲット・アンテナ１４が電磁放射線により攻撃されると、前記ターゲット・アンテナ１４において電子の動きが活発となり、電子流（電流）が発生する。何れかの時点において、本電流を前記アンテナから排出する必要がある、さもないと前記アンテナはもはや電磁放射線を吸収しなくなる。本電流は、コンダクタ１２により前記ターゲット・アンテナ１４から排出された後、放散アセンブリ１７へ移動し、前記放散アセンブリは熱装置、機械装置または電気装置を作動させることにより本電流を消費する。小型の放射源については、電流も小さく、前記コンダクタはワイヤまたはプリント基板のリードのようにシンプルなものになるであろう。  大型の放射源の場合は、より大型のコンダクタが必要となるであろう。
【０００９】
ここで使用されているアンテナは電磁エネルギーのレシーバまたはコレクタとして機能する何らかの導体である−本明細書におけるターゲット・アンテナ１４は意図して電磁エネルギーを発するものではない。アンテナには数多くの重要なパラメータがあるが、最も興味深いものの中にはゲイン、放射パターン、バンド幅およびポラライゼーションが含まれている。受信アンテナにおいては、適用した電磁界は、望ましくない電磁放射線を受信するため、前記アンテナの全長にわたって分配される。信号がぶつかるターゲット・アンテナ１４が、受信した電磁放射線の波長と相対する特定の長さを有している場合、誘導電流はより強くなる。前記アンテナの望ましい長さは、良く知られている方程式である（λ）（ｆ）＝ｃを使って決定することができる、その場合、λは入射電磁放射線の波長であり、ｆは入射電磁放射線の周波数である。例えば、２．４ＧＨｚの信号が空中を移動している場合、その信号は約１２ｃｍで１サイクルを完了する。前記信号が１２ｃｍのアンテナまたはその分数の長さ（１／２または１／４または１／１６波長＝それぞれ６または３または０．７５ｃｍ）のアンテナにぶつかった場合、信号がはっきりとした波長の分数でない長さのターゲット・アンテナにぶつかった場合に比べ、その誘導電流はかなり高くなる。
【００１０】
通常、携帯電話およびその他の無線通信技術（ＰＣＳ、Ｇ３またはブルートゥース（登録商標））は、送信中に、ラジオレンジまたはマイクロ波領域またはその両方のレンジにおいて電磁放射線を発する。これらの製品およびその他の民生用製品は、しばしば複数の波長（周波数）を発する。これは、ターゲット・アンテナ１４が一定の周波数レンジにおいて問題なく機能する必要があることを意味している。従って、ターゲット・アンテナが、一般的にアンテナのバンド幅と呼ばれているその周波数レンジの中央で共振することを目標にしなければならない。例えば、好ましい実施形態では、前記装置１０は携帯電話からの有害な放射を低減させるために使用される。好ましい実施形態においては、Ｄｉｇｉ−Ｋｅｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社のパートナンバー３１１−１２３２−１−ＮＤ等の１．８８／２．１ＧＨｚの周波数に同調させた、１００ＭＨｚのバンド幅を持つセラミックＲＦアンテナを使用する。しかしながら、前記アンテナは、前記放射源に適切と考えられる、素材、ゲイン、放射パターン、バンド幅およびポラライゼーションに基づいて製作されてもよい。
【００１１】
携帯電話の送信レベルを弱めることは携帯電話の中継局に送信される信号レベルを弱めるという悪影響がある一方、ユーザーが受ける有害な電磁放射線の量を低減させるというプラスの影響もある。正しいアンテナ１４を選択することにより、送信信号にわずかな影響を与えるだけで、有害な電磁放射線をかなり低減させることができる（送信信号は遠方の中継局により必要なレベルにまで増幅させることができる）。
【００１２】
本発明は、携帯電話での使用に加え、衛星電話、ＢｌａｃｋＢｅｒｒｙｓ（登録商標）および他の電子メール送信装置等のその他の無線通信装置、電子レンジ、ポータブル・ラジオ、音楽プレーヤーおよびビデオ・プレーヤー；車庫およびビルの扉の自動オープナ、警察のレーダーガン、短波およびその他のハムラジオ、テレビまたはその他のブラウン管およびプラズマ・ディスプレイ、送電線；放射性の化学薬品、またはその他のあらゆる放射源といったその他の放射源での使用が可能である。
【００１３】
前記装置１０は、前記放射源１１に何らかの方法で接続されている必要はない。好ましい実施形態では、前記装置１０は、前記放射源１１に電気的に接続されていない。しかしながら、好ましい実施形態では、単に前記装置１０が前記放射源１１から不注意に分離され、意図した機能を停止しないように、前記装置１０は前記放射源１１に物理的に接続されている。例えば、図３が示すように、前記装置１０を携帯電話３０の外部ハウジング３１に接着剤で取り付けてもよい。例えば、ネジ、ピン、圧入または摩擦ばめ等の他のメカニズムを使って前記装置１０を前記放射源１１に取り付けることもできるし、または前記装置１０を前記放射源１１と一体で成型することもできる。代替的に、前記装置１０は、ユーザーが首の回りに紐で付けたり、または衣服にピンまたはクリップで留めたりして身につけることもできる。
【００１４】
図４および図５は、電子レンジ４０との関連における前記装置１０を示している。図４が示すように、前記携帯電話３０の場合と同様に、前記装置１０を前記電子レンジ４０の外部ハウジングに取り付けることができる。または、前記電子レンジ４０が定期的に交換される等の場合は、前記装置１０を前記放射源に取り付けないほうがよいかもしれない。このような場合は、図５が示すように、前記装置を前記放射源から分離してもよい。前記装置１０が物理的に取り付けられているか否かに関わらず、前記装置１０は、望ましくない電磁放射線を捕獲するために一定の距離内に存在しなければならない。本距離は、放射頻度、パワー、電磁放射線が移動する媒体等を含む、数多くの要因によって変わってくる。許容可能な距離２０は、図２において点線記号で示されている。
【００１５】
集めた電流は、電流の１つの若しくはそれ以上のユーザーとして定義されている、あらゆる放散アセンブリ１７を作動するために使用することができる。例えば、前記放散アセンブリ１７は、ブザー、ベルまたは電気エネルギーを音に変換するその他のトランスデューサ；モータまたは電気エネルギーを動きに変換するその他のトランデューサ、ヒータまたは電気エネルギーを熱に変換するその他のトランスデューサ、ランプまたは電気エネルギーを光に変換するその他のトランスデューサの１つ若しくはそれ以上、またはそれらの組み合わせ、であることができる。前記電流は、化学反応を触媒するために使用してもよい。好適な実施形態では、前記電流は電流が供給されると点灯するＬＥＤに振り向けられ、ユーザーに前記装置１０が作動していることを示すという第二の目的を果たすことになる。他の実施形態では、前記電流はＬＣＤディスプレイに振り向けられる。前記放散アセンブリ１７は、前記放射源１１内において、１つ若しくはそれ以上の電流のユーザーを作動するために使用することができる。
【００１６】
図６は、好適な実施形態である、携帯電話に使用されるプリント基板を図示したものである。本実施形態は、携帯電話から携帯タワー（中継基地）または基地局への送信に大きな悪影響を与えることなく、携帯電話のユーザーに対してＳＡＲｓを低減させる効果を有することが判明している。ターゲット・アンテナ１４は、ＬＥＤ１８を駆動するため、キャパシタ１５およびダイオード１６に接続されている。前記キャパシタおよびダイオードは、前記ＬＥＤ１８を駆動するために必要な十分な電圧を発生させるための電圧倍率器の役割を演じる。例えば、この低レベルのアプリケーションにおいては、４つのキャパシタ１５が２つのダイオード１６とともに使用されている。前記ダイオード１６は、約０．２〜０．３Ｖという非常に低い順方向電圧を持つ高周波ＲＦショットキ・ダイオードであることが好ましい。この種のダイオードは、例えば、カリフォルニア州ＳｕｎｎｙｖａｌｅのＡｅｒｏｆｌｅｘ／Ｍｅｔｅｌｉｃｓ社から購入することができる。
【００１７】
キャパシタおよびダイオードの数は、電磁放射線の放射源のレベルに合わせて、必要に応じて増やしたり減らしたりすることができる。例えば、短波ラジオのように高エネルギーを発する放射源からの望ましくない放射を低減させる場合、そのアンテナから排出される電圧そのものが放散アセンブリを駆動するのに十分であるため、キャパシタの数を減らすことができる。
【００１８】
現時点で本発明の好適な実施形態と考えられるものを図示および説明してきたが、当業者であれば、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく様々な変更および修正を行うことが可能であり、且つ本明細書の要素を均等物に置き変えることができることを理解するであろう。従って、本発明は、開示した特定の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲に含まれるすべての実施形態を包含することを意図するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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