KR20170036079A - 통합 테라헤르츠 센서 - Google Patents
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Abstract
시스템 및 방법은 전자기 스펙트럼의 테라헤르츠 영역에서 동작하는 통합 소형 센서를 제공할 수 있다. 통합 소형 센서는 원격 표적을 검출하고, 비접촉, 비외과적 방식으로 동작할 수 있다. 통합 소형 센서가 생체 신호의 장기간 기록이 필요한 생명 의학, 생리학 및 기타 환경에서 사용될 때, 도플러 레이더 기술, 흡수 분광학 등과 같은 다양한 신호 분석 기술이 사용될 수 있다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2014년 9월 27일에 출원된 미국 정식 특허 출원 제14/499,115호에 대한 우선권의 이익을 주장한다.
기술 분야
실시예는 일반적으로 테라헤르츠 센서에 관한 것이다. 특히, 실시예는 테라헤르츠 전자기 스펙트럼의 전자기파 신호를 원격 표적으로 송신 및 검출하는 통합 소형 센서에 관한 것이다.
심전도(ECG) 측정을 행하기 위한 통상적인 접근법은 환자의 피부의 표면에 습식(예를 들어, Ag/AgCl) 기반 전극을 부착하는 것을 포함할 수 있다. 이어서, 심장 활동이 신체 외부의 장치에 의해 기록되거나 표시될 수 있다. 전극의 부착 및 제거는 환자에게 불편하고/하거나 고통스러울 뿐만 아니라 측정을 관리하는 의료 전문가에게 시간 소모적일 수 있다.
유사하게, 통상적인 혈당 모니터링 솔루션은 피부를 (통상적으로 손가락에서) 뚫어 혈액을 채취한 다음에 화학적으로 활성인 일회용 테스트 스트립에 혈액을 도포하는 것을 포함할 수 있다. 이어서, 장치가 혈액 안의 당 레벨을 결정하기 위해 테스트 스트립을 분석할 수 있다. 그러한 접근법은 특정 당뇨병 환자에게 하루에 여러 번 발생할 수 있는 피부 뚫기를 포함하므로 외과적인(invasive) 것으로 간주될 수 있다. 간단히 말하면, 통상적인 ECG 및 혈당 기술은 부피가 크고 어색한 센서뿐만 아니라 신호를 획득하기 위한 외과적 방법을 요구할 수 있다.
실시예의 다양한 이점은 다음의 명세서 및 첨부된 청구 범위를 판독함으로써 그리고 다음의 도면을 참조함으로써 이 분야의 기술자에게 명백해질 것이다. 도면에서:
도 1은 실시예에 따른 테라헤르츠 감지 시스템의 예의 블록도이다.
도 2a-2b는 실시예에 따른 신호 분석 애플리케이션의 예를 도시한다.
도 3은 실시예에 따른 소형 원격 테라헤르츠 센서의 예의 측면도이다.
도 4는 실시예에 따른 센서와 상호 작용하는 방법의 예의 흐름도이다.
도 5는 실시예에 따른 폐루프 논리 아키텍처의 예의 흐름도이다.
도 1은 실시예에 따른 테라헤르츠 감지 시스템의 예의 블록도이다.
도 2a-2b는 실시예에 따른 신호 분석 애플리케이션의 예를 도시한다.
도 3은 실시예에 따른 소형 원격 테라헤르츠 센서의 예의 측면도이다.
도 4는 실시예에 따른 센서와 상호 작용하는 방법의 예의 흐름도이다.
도 5는 실시예에 따른 폐루프 논리 아키텍처의 예의 흐름도이다.
이제, 도 1을 참조하면, 광학 모듈(14)에 통합된 제1 광 혼합기(12)가 전자기 스펙트럼의 테라헤르츠 영역에서 아웃바운드 전자기파 신호(20)를 전송하는 테라헤르츠(THz) 감지 시스템(10)이 도시되어 있다. 광학 모듈(14)은 제1 광 혼합기(12)를 여기하기 위한 제1 레이저(32) 및 제2 레이저(34)를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 제1 레이저(32)는 제1 레이저 구동기(36) 및 제1 레이저 다이오드(38)를 이용하여 주파수를 갖는 제1 신호(40)를 생성한다. 제2 레이저(34)는 주파수를 갖는 제2 신호(46)를 생성하기 위한 제2 레이저 구동기(42) 및 제2 레이저 다이오드(44)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 레이저(32, 34)는 2x2 3dB 도파관 커플러(48)에 정렬되어 각각의 암(arm)에서 광학 비트 신호(optical beat signal)를 생성할 수 있다. 제1 암으로부터 나오는 광학 비트 신호는 제1 광 혼합기(12)를 여기한다. 제1 광 혼합기(12)는 여기될 때 진동 광 전류(미도시)를 생성할 수 있는 제1 전도성 컴포넌트(50)를 포함할 수 있다. 광 혼합은 고대역폭 광 도체에서의 헤테로다인 차이(heterodyne difference) 주파수 생성을 포함할 수 있다. 2개의 연속파 레이저의 출력은 제1 신호(40)와 제2 신호(46) 간의 차이 주파수에서 테라헤르츠 방사선으로 변환될 수 있다. 광 혼합기는 금속-반도체-금속(MSM) 계면을 갖는 광 전도성 컴포넌트 또는 p-i-n 광 다이오드를 포함할 수 있다. GaAs 기반 테라헤르츠 장치는 종종 이전의 구성을 사용하는 반면, InGaAs/InP 이미터는 pin 구조를 사용한다. 레이저 조사는 반도체 내에 전자-정공 쌍을 생성할 수 있다. 게다가, 바이어스 전압의 인가는 "비트 주파수"에서 진동하는 광 전류를 생성할 수 있다.
제1 광 전도성 컴포넌트(50)와 관련된 제1 안테나(52)는 진동 광 전류(도시되지 않음)를 테라헤르츠 영역의 전송된 아웃바운드 전자기파 신호(20)로 변환할 수 있다. 제1 렌즈(58)(도 3 참조)는 제1 안테나(52) 및 제1 광 혼합기(12)와 연관되어 아웃바운드 전자기파 신호(20)를 시준하여 원격 표적(18)(도 2a 및 도 2b 참조)으로 지향시킬 수 있다. 렌즈(58)(도 3 참조)는 제1 광 혼합기(12)에서 제1 안테나(52) 상에 직접 배치될 수 있다. 또한, 렌즈(58)(도 3 참조)는 개별 성형 유닛 또는 개별 마이크로머시닝 유닛 중 하나일 수 있다. 도시된 아웃바운드 전자기파 신호(20)는 원격 표적(8)(도 2a 및 도 2b 참조)과 접촉하고, 테라헤르츠 영역에서 인바운드 전자기파 신호(22)로서 다시 반사된다.
원격 표적(18)(도 2 참조)으로부터 반사되는 아웃바운드 전자기파 신호(20)에 의해 생성되는 테라헤르츠 영역의 인바운드 전자기파 신호(22)를 검출하기 위해 제2 광 혼합기(16)가 광학 모듈(14)에 통합될 수 있다. 제2 광 혼합기(16)는 테라헤르츠 영역에서 인바운드 반사 전자기파 신호(22)를 검출하기 위한 제2 광 전도성 컴포넌트(54) 및 제2 안테나(56)를 포함할 수 있다. 제2 렌즈(도시되지 않음)가 제2 안테나(56)와 연관되어 테라헤르츠 영역의 인바운드 전자기파 신호(22)를 포커싱할 수 있다.
통합 전기 모듈(24)이 광학 모듈(14)에 결합(72)될 수 있으며, 테라헤르츠 영역의 인바운드 전자기파 신호(22)를 처리하는 프로세서(62)를 포함할 수 있다. 전기 모듈(24)은 통합 칩일 수 있다. 아웃바운드 전자기파 신호(20)를 시준하는 데 사용될 수 있는 렌즈(58)(도 3 참조)는 전기 모듈(24)에 결합될 수 있고, 표준 반도체 프로세스를 사용하여 통합 칩의 뒷면에 형성될 수 있다. 전기 모듈(24)은 인바운드 및 아웃바운드 전자기파 신호(22, 20)의 처리를 보조하기 위한 레이저 구동기 회로(도시되지 않음), 데이터 증폭 회로(64), 필터링 회로(66) 및 아날로그/디지털 변환 회로(68)를 포함할 수 있다.
도 2a-2b는 인바운드 전자기파 신호(22)의 검출을 돕기 위해 제2 광 혼합기(16)에 의해 다양한 과학 기술이 사용될 수 있음을 보여준다. 예로서, 도 2a는 피부 및 연질 조직이 원격 표적(28)으로 사용되는 상황을 나타낸다. 이 실시예에서, 제2 광 혼합기(16)(도 1)는 흡수 분광학을 사용하여 혈당 레벨을 검출한다. 혈당은 당뇨병 환자의 혈액 내의 당(혈당) 농도를 테스트하는 방법이다. 도 2a에서, 검출은 테라헤르츠 신호가 환자의 피부 또는 연질 조직에 의해 흡수되는 흡수 분광학에 기초한다. 반사 및 투과 분광학 양자가 혈당 레벨을 결정하는 데 사용될 수 있다. 도시된 검출 접근법은 모세 혈관 내의 혈당 레벨에 대한 높은 감도를 나타낸다. 이 실시예에서, 피부 또는 연질 조직과의 상호 작용은 원격적이며, 비접촉 방식이다.
도 2b에서, 실시예는 환자의 흉부가 원격 표적(18)인 상황을 설명한다. 이 예에서, 제2 광 혼합기(16)(도 1)는 도플러 레이더 기술을 사용하여, 심전도에서와 같이 심박수, 호흡수 및 심장 활동을 검출하고 그 결정을 돕는다. ECG는 심박수와 같은 생명 의학 징후 및 심장 질환 증상의 원인을 결정하기 위한 환자 심장의 전기적 활동의 기록이다. 이 예에서, 통합 소형 전기-광학 장치는 테라헤르츠 영역의 전자기파를 방출하여 수 센티미터에서 수 미터 범위의 거리에서 사람의 ECG 및 심박수를 원격 검출한다. 도플러 레이더 이론에 기초하는 검출은 표적의 시변 위치에 의해 변조된 위상을 갖는 전송 신호를 반사하는 주기적인 움직임을 갖는 표적을 포함한다. 표적이 사람의 흉부일 때, 반사 신호는 심장 박동 및 호흡으로 인한 흉부 변위에 대한 정보를 포함할 수 있다. ECG뿐만 아니라 호흡수도 흉부의 움직임으로부터 추출할 수 있다. 따라서, 심박수 및 호흡수와 같은 생명 징후는 원격적으로 그리고 비접촉 방식으로 검출될 수 있다. 또한, 이 실시예는 생명 징후의 연속 모니터링을 위해 또는 휴먼 프레즌스(human presense) 검출을 위해 직물, 벽 등에 내장될 수 있다.
이제, 도 3을 참조하면, 센서(70)가 광학 모듈(60a) 및 전기 모듈(60b) 양자를 갖는 통합 칩(60)(60a, 60b)을 포함하는 소형 원격 센서(70)가 도시되어 있다. 광학 모듈(60a)은 광학 모듈(14)(도 1)의 구조 및/또는 기능과 유사한 구조 및/또는 기능을 가질 수 있고, 전기 모듈(60b)은 전술한 전기 모듈(24)(도 1)의 구조 및/또는 기능과 유사한 구조 및/또는 기능을 가질 수 있다. 도 3에서, 광학 및 전기 모듈(60a, 60b) 양자는 기판 상에 통합되어 통합 칩(60)을 형성할 수 있다. 광학 모듈(60a)은 와이어 본딩을 이용하여 전기 모듈(60b)에 결합(72)될 수 있다. 광학 모듈(60a)은 또한 플립-칩 본딩 기술에 의해 전기 모듈(60b)에 결합될 수 있다. 광학 모듈(60a)은 테라헤르츠 영역의 송신 아웃바운드/수신 인바운드 전자기파 신호(20, 22)를 시준/포커싱하기 위한 렌즈(58, 59)를 포함할 수 있다. 렌즈(58, 59)는 또한 개별 유닛일 수 있고, 통합 칩(60)으로부터 분리(도시되지 않음)될 수 있다. 제1 안테나(52)는 제1 광 전도성 컴포넌트(50)와 직접 연관되어, 전기 모듈(60b) 상에 배치된 렌즈(58)를 통해 아웃바운드 전자기파 신호(20)를 시준할 수 있다. 도시된 전기 모듈(60b)은 레이저 구동기(도시되지 않음) 및 데이터 증폭(64), 필터링(66) 및 아날로그/디지털 변환(68)을 위한 회로를 포함한다. 전술한 전기적 기능을 제어하기 위한 프로세서(62)(도 1)와 같은 더 많은 회로 기능 블록이 전기 칩(60b)에 추가될 수 있다.
도 4는 테라헤르츠 센서와 상호 작용하는 방법(90)을 열거한다. 방법(90)은 도 1에서 전술한 것과 같은 감지 시스템(10)에서 구현될 수 있다. 구체적으로, 방법(90)은 기계 또는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장된 논리 명령어의 세트 내의 하나 이상의 모듈로서 구현될 수 있으며, 예를 들어, PLA(programmable logic array), FPGA(Field Programmable Gate Array), CPLD(Complex Programmable Logic Device)와 같은 구성 가능 논리에서, 예로서 ASIC(application specific integrated circuit), ICMOS(complementary metal oxide semiconductor) 또는 TTL(transistor-transistor logic) 기술과 같은 회로 기술을 이용하는 고정 기능 하드웨어 논리에서 또는 이들의 임의 조합에서 RAM(random access memory), ROM(read only memory), PROM(programmable ROM), 펌웨어, 플래시 메모리 등을 포함할 수 있다.
도시된 처리 블록 88은 앞서 논의된 3dB 도파관 커플러를 사용하여 2개의 연속파 레이저로부터의 출력을 정렬한다. 블록 84에서, 블록 88로부터의 출력은 테라헤르츠 영역의 아웃바운드 전자기파 신호를 생성하기 위해 제1 광 혼합기로 전송되어 광 혼합된다. 블록 78에서, 아웃바운드 전자기파 신호는 원격 표적으로 전송된다. 블록 86에서, 아웃바운드 전자기파는 인바운드 전자기파 신호로서 원격 표적으로부터 다시 반사되어 제2 광 혼합기에 의해 광 혼합된다. 테라헤르츠 영역의 인바운드 전자기파 신호의 검출은 전기 모듈과 관련된 제2 광 혼합기를 사용함으로써 블록 80에서 달성될 수 있다. 전기 모듈은 도시된 블록 82에 도시된 바와 같이 제2 광 혼합기에 의해 검출된 인바운드 전자기파 신호를 처리하여 식별 가능한 출력을 생성한다. 전기 모듈은 인바운드 전자기파 신호의 처리를 수행하기 위한 적절한 데이터 증폭, 필터링 및 아날로그/디지털 변환 회로를 포함할 수 있다.
도 5는 인바운드 및 아웃바운드 전자기파 신호(22, 20)를 처리하는 네트워크의 일부일 수 있는 컴퓨팅 시스템(76)을 도시한다. 도시된 예에서, 소형 원격 센서(70)는 처리를 위해 ECG 제어기(100a)를 사용하여 사람의 ECG 및 심박수를 검출하고, 처리를 위해 혈당 제어기(100b)를 사용하여 사람의 혈당 레벨을 검출하고, 처리를 위해 휴먼 프레즌스 제어기(100c)를 사용하여 심박수 및 호흡수와 같은 사람의 생명 징후를 지속적으로 모니터링하는 데 사용될 수 있다. 소형 원격 센서(70)로부터의 신호(92)는 입출력(IO) 모듈(94)로 전송될 수 있다. 도시된 IO 모듈(94)은 호스트 제어기로서 기능하고, 논리(98)를 포함할 수 있는 시스템 프로세서(96)와 통신한다. 의도된 목적에 따라, 논리(98)은 ECG 제어기(100a), 혈당 제어기(100b) 또는 휴먼 프레즌스 제어기(100c)와 연계하여 IO 모듈(94)로부터 신호를 처리할 수 있다. IO 모듈(94)은 신호 처리 기능을 지원하기 위한 하나 이상의 하드웨어 회로 블록(예로서, 스마트 증폭기, 아날로그/디지털 변환, 통합 센서 허브)을 포함할 수 있다. 시스템 메모리(96)는 DDR(double data rate) SDRAM(synchronous dynamic random access memory, 예를 들어, DDR3 SDRAM JEDEC Standard JESD79-3C, April 2008) 모듈을 포함할 수 있다. 시스템 메모리(96)의 모듈은 SIMM(single inline memory module), DIMM(dual inline memory module), SODIMM(small outline DIMM) 등에 통합될 수 있다. IMC(integrated memory controller)(102)는 시스템 메모리(96)와 통신하는 데 사용될 수 있다.
추가 노트 및 예:
예 1은 통합 테라헤르츠 센서를 제어하기 위한 컴퓨팅 시스템으로서, 테라헤르츠 영역의 아웃바운드 전자기파 신호를 원격 표적으로 송신하기 위해 광학 모듈에 통합된 제1 광 혼합기, 상기 원격 표적으로부터 반사되는 상기 아웃바운드 전자기파 신호에 의해 생성되는 테라헤르츠 영역의 인바운드 전자기파 신호를 검출하기 위해 상기 광학 모듈에 통합된 제2 광 혼합기, 및 상기 인바운드 전자기파 신호를 처리하기 위해 상기 광학 모듈에 결합된 전기 모듈을 포함하는 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있다.
예 2는 예 1의 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있으며, 상기 광학 모듈은 상기 제1 광 혼합기를 여기하기 위한 제1 레이저 및 제2 레이저를 포함한다.
예 3은 예 2의 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있으며, 상기 제1 레이저는 주파수를 갖는 제1 신호를 생성하기 위한 제1 레이저 구동기 및 제1 다이오드를 포함한다.
예 4는 예 2의 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있으며, 상기 제2 레이저는 주파수를 갖는 제2 신호를 생성하기 위한 제2 레이저 다이오드 및 제2 레이저 구동기를 포함한다.
예 5는 예 2의 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있으며, 상기 광학 모듈은 상기 제1 및 제2 레이저를 정렬하는 3dB 도파관 커플러를 포함한다.
예 6은 예 1의 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있으며, 상기 제1 광 혼합기는 진동 광 전류를 생성하는 제1 광 전도성 컴포넌트 및 상기 진동 광 전류를 테라헤르츠 영역의 상기 송신 아웃바운드 전자기파 신호로 변환하는 제1 안테나를 포함한다.
예 7은 예 1의 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있으며, 상기 제2 광 혼합기는 테라헤르츠 영역의 상기 인바운드 반사 전자기파 신호를 검출하기 위한 제2 광 전도성 컴포넌트 및 제2 안테나를 포함한다.
예 8은 예 1의 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있으며, 상기 광학 모듈은 상기 송신 아웃바운드/인바운드 전자기파 신호를 시준/포커싱하기 위한 제1 및 제2 렌즈를 포함한다.
예 9는 예 8의 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 렌즈는 상기 전기 모듈에 결합된다.
예 10은 예 7 또는 8의 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 렌즈는 개별 성형 유닛 또는 개별 마이크로머시닝 유닛 중 하나이다.
예 11은 예 1의 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있으며, 상기 전기 모듈은 레이저 구동기 회로, 데이터 증폭 회로, 필터링 회로 및 아날로그/디지털 변환 회로를 포함하는 프로세서를 갖는 통합 칩이다.
예 12는 예 1의 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있으며, 상기 제2 광 혼합기는 흡수 분광학을 이용하여 환자의 피부 및 연질 조직과 관련된 혈당 레벨을 결정한다.
예 13은 예 1의 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있으며, 상기 제2 광 혼합기는 도플러 레이더 기술을 이용하여 사람의 흉부와 관련된 심박수, 호흡수 및 심전도 활동을 결정한다.
예 14는 테라헤르츠 영역의 아웃바운드 전자기파 신호를 송신하고 표적으로부터 테라헤르츠 영역의 인바운드 반사 전자기파 신호를 검출하는 광학 모듈, 테라헤르츠 영역의 상기 송신 및 반사 전자기파 신호 양자를 처리하기 위한 전기 모듈, 및 상기 광학 모듈과 상기 전기 모듈을 접속하는 커플링을 포함하는 소형 원격 센서를 포함할 수 있다.
예 15는 예 14의 원격 센서를 포함할 수 있으며, 상기 커플링은 와이어 본딩이다.
예 16은 예 13 또는 14의 원격 센서를 포함할 수 있으며, 상기 커플링은 플립-칩 본딩이다.
예 17은 예 14의 원격 센서를 포함할 수 있으며, 상기 광학 모듈은 테라헤르츠 영역의 상기 송신 아웃바운드/인바운드 전자기파 신호를 시준/포커싱하기 위한 제1 및 제2 렌즈를 더 포함한다.
예 18은 센서와 상호작용하기 위한 방법으로서, 통합 광학 모듈로부터 원격 표적으로 테라헤르츠 영역의 아웃바운드 전자기파 신호를 송신하는 단계, 상기 원격 표적으로부터 반사된 상기 아웃바운드 전자기파 신호에 의해 생성된 테라헤르츠 영역의 인바운드 전자기파 신호를 검출하는 단계, 및 상기 원격 표적으로부터 반사된 상기 아웃바운드 전자기파 신호에 의해 생성된 테라헤르츠 영역의 상기 인바운드 전자기파 신호를 상기 광학 모듈에 결합된 통합 전기 모듈에서 처리하는 단계를 포함하는 방법을 포함할 수 있다.
예 19는 예 18의 방법을 포함할 수 있으며, 제1 광 혼합기로부터의 출력 광 전류를 광 혼합함으로써 상기 송신 아웃바운드 전자기파 신호를 생성하는 단계를 더 포함한다.
예 20은 예 18의 방법을 포함할 수 있으며, 제2 광 혼합기로부터의 입력 광 전류를 광 혼합함으로써 상기 반사 인바운드 전자기파 신호를 검출하는 단계를 더 포함한다.
예 21은 예 18의 방법을 포함할 수 있으며, 3dB 도파관 커플러를 사용하여 2개의 연속파 레이저로부터의 출력을 정렬함으로써 상기 송신 아웃바운드 전자기파 신호를 생성하는 단계를 더 포함한다.
예 22는 컴퓨팅 시스템에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨팅 시스템으로 하여금, 통합 광학 모듈로부터 원격 표적으로 테라헤르츠 영역의 아웃바운드 전자기파 신호를 송신하고, 상기 원격 표적으로부터 반사된 상기 아웃바운드 전자기파 신호에 의해 생성된 테라헤르츠 영역의 인바운드 전자기파 신호를 검출하고, 상기 원격 표적으로부터 반사된 상기 아웃바운드 전자기파 신호에 의해 생성된 테라헤르츠 영역의 상기 인바운드 전자기파 신호를 상기 광학 모듈에 결합된 통합 전기 모듈에서 처리하게 하는 명령어의 세트를 포함하는 적어도 하나의 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함할 수 있다.
예 23은 예 22의 적어도 하나의 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함할 수 있으며, 상기 명령어는 실행될 때 제1 광 혼합기로부터의 출력 광 전류를 광 혼합함으로써 상기 송신 전자기파 신호를 생성한다.
예 24는 예 22의 적어도 하나의 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함할 수 있으며, 상기 명령어는 실행될 때 제2 광 혼합기로부터의 입력 광 전류를 광 혼합함으로써 상기 반사 인바운드 전자기파 신호를 검출한다.
예 25는 예 22의 적어도 하나의 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함할 수 있으며, 상기 명령어는 실행될 때 3dB 도파관 커플러를 사용하여 2개의 연속파 레이저로부터의 출력을 정렬함으로써 상기 송신 아웃바운드 전자기파 신호를 생성한다.
따라서, 전술한 기술은 표적으로부터 반사된 테라헤르츠 영역의 전자기파 신호의 비접촉 방식의 원격 검출을 제공할 수 있다. 검출은 특히 생체 신호의 장기간 기록이 필요할 때 생명 의학 감지 및 생리학 연구 영역을 지원하기 위해 도플러 레이더 이론, 흡수 분광학 등에 기초할 수 있다.
실시예는 모든 타입의 반도체 집적 회로(IC) 칩과 함께 사용하기 위해 적용 가능하다. 이러한 IC 칩의 예는 프로세서, 제어기, 칩셋 컴포넌트, 프로그래머블 논리 어레이, 메모리 칩, 네트워크 칩, SoC(System on Chip), SSD/NAND 제어기 ASIC 등을 포함하지만 이에 국한되지는 않는다. 또한, 도면의 일부에서, 신호 도체 라인은 라인으로 표시된다. 일부는 더 많은 구성 신호 경로를 나타내기 위해 상이할 수 있고, 다수의 구성 신호 경로를 나타내기 위해 숫자 라벨을 가질 수 있고/있거나, 주요 정보 흐름 방향을 나타내기 위해 하나 이상의 끝에 화살표를 가질 수 있다. 그러나 이것은 제한 방식으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 그러한 부가된 세부 사항은 회로의 더 쉬운 이해를 용이하게 하기 위해 하나 이상의 예시적인 실시예와 관련하여 사용될 수 있다. 임의의 표시된 신호 라인은 추가 정보의 유무를 불문하고 실제로 여러 방향으로 이동할 수 있는 하나 이상의 신호를 포함할 수 있으며, 임의의 적합한 타입의 신호 체계, 예를 들어 차동 쌍으로 구현된 디지털 또는 아날로그 라인, 광섬유 라인 및/또는 단일 종단 라인으로 구현될 수 있다.
예시적인 크기/모델/값/범위가 주어질 수 있지만, 실시예는 이것으로 한정되지 않는다. 제조 기술(예를 들어, 포토리소그래피)이 시간이 지남에 따라 성숙함에 따라, 더 작은 크기의 장치가 제조될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 도시 및 설명의 간략화를 위해 그리고 실시예의 특정 양태를 모호하게 하지 않기 위해, IC 칩 및 다른 컴포넌트에 대한 잘 알려진 전원/접지 접속은 도면 내에 도시되거나 도시되지 않을 수 있다. 또한, 배열은 실시예를 모호하게 하지 않기 위해 블록도 형태로 도시될 수 있으며, 이는 또한 그러한 블록도 배열의 구현에 관한 세부 사항이 실시예가 구현될 플랫폼에 크게 의존한다는 사실, 즉, 그러한 세부 사항이 이 분야의 기술자의 이해 범위 내에 충분히 있어야 한다는 사실을 고려한 것이다. 특정 세부 사항(예를 들어, 회로)이 예시적인 실시예를 설명하기 위해 설명되는 경우, 실시예는 이러한 특정 세부 사항 없이 또는 이들의 변형을 이용하여 실시될 수 있다는 것이 이 분야의 기술자에게 명백해야 한다. 따라서, 설명은 제한이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다.
용어 "결합"은 본 명세서에서 해당 컴포넌트 사이의 직접 또는 간접적인 임의 타입의 관계를 지칭하는 데 사용될 수 있으며, 전기, 기계, 유체, 광학, 전자기, 전기 기계 또는 기타 접속에 적용될 수 있다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 단지 설명을 용이하게 하기 위해 본 명세서에서 사용될 수 있으며, 달리 지시되지 않는 한은 특정한 시간적 또는 연대학적 의미를 갖지 않는다.
본원 및 청구 범위에서 사용된 바와 같이, "하나 이상의"라는 용어에 의해 연결된 항목의 리스트는 열거된 용어의 임의의 조합을 의미할 수 있다. 예를 들어, "A, B 또는 C 중 하나 이상"이라는 문구는 A, B, C; A 및 B; A 및 C; B 및 C; 또는 A, B 및 C를 의미할 수 있다.
이 분야의 기술자는 실시예의 광범위한 기술이 다양한 형태로 구현될 수 있다는 것을 상기 설명으로부터 알 수 있을 것이다. 따라서, 실시예가 그의 특정 예와 관련하여 설명되었지만, 실시예의 진정한 범위는 그에 한정되지 않으며, 이는 도면, 명세서 및 다음의 청구 범위를 고찰할 때 다른 변경이 이 분야의 기술자에게 명백해질 것이기 때문이다.
Claims (25)
- 전자기 감지 시스템으로서,
테라헤르츠 영역의 아웃바운드 전자기파 신호를 원격 표적으로 송신하기 위한, 광학 모듈에 통합된 제1 광 혼합기(photomixer)와,
상기 원격 표적으로부터 반사되는 상기 아웃바운드 전자기파 신호에 의해 생성되는 테라헤르츠 영역의 인바운드 전자기파 신호를 검출하기 위한, 상기 광학 모듈에 통합된 제2 광 혼합기와,
상기 인바운드 전자기파 신호를 처리하기 위한, 상기 광학 모듈에 결합된 전기 모듈을 포함하는
전자기 감지 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 광학 모듈은 상기 제1 광 혼합기를 여기하기 위한 제1 레이저 및 제2 레이저를 포함하는
전자기 감지 시스템.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제1 레이저는 주파수를 갖는 제1 신호를 생성하기 위한 제1 레이저 다이오드 및 제1 레이저 구동기를 포함하는
전자기 감지 시스템.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제2 레이저는 주파수를 갖는 제2 신호를 생성하기 위한 제2 레이저 다이오드 및 제2 레이저 구동기를 포함하는
전자기 감지 시스템.
- 제 2 항에 있어서,
상기 광학 모듈은 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저를 정렬하는 3dB 도파관 커플러(waveguide coupler)를 포함하는
전자기 감지 시스템.
- 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 광학 모듈은 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저를 정렬하는 3dB 도파관 커플러를 포함하는
전자기 감지 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1 광 혼합기는 진동 광 전류(oscillating photocurrent)를 생성하는 제1 광 전도성 컴포넌트(photoconductive component)와, 상기 진동 광 전류를 테라헤르츠 영역의 상기 송신된 아웃바운드 전자기파 신호로 변환하는 제1 안테나를 포함하는
컴퓨팅 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제2 광 혼합기는 테라헤르츠 영역의 상기 인바운드 반사 전자기파 신호를 검출하기 위한 제2 광 전도성 컴포넌트 및 제2 안테나를 포함하는
컴퓨팅 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 광학 모듈은 상기 송신된 아웃바운드/인바운드 전자기파 신호를 시준/포커싱하기 위한 제1/제2 렌즈를 포함하는
컴퓨팅 시스템.
- 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 광학 모듈은 상기 표적에 대해 상기 송신된 아웃바운드/인바운드 전자기파 신호를 시준/포커싱하기 위한 제1/제2 렌즈를 포함하는
컴퓨팅 시스템.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈는 상기 전기 모듈에 결합되는
컴퓨팅 시스템.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈는 개별 성형 유닛(discrete molded unit) 또는 개별 마이크로머시닝 유닛(discrete micro-machined unit) 중 하나인
컴퓨팅 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전기 모듈은 레이저 구동기 회로, 데이터 증폭 회로, 필터링 회로 및 아날로그-디지털 변환 회로를 포함하는 프로세서를 갖는 통합 칩인
컴퓨팅 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제2 광 혼합기는 흡수 분광학(absorption spectroscopy)을 이용하여 환자의 피부 및 연질 조직과 관련된 혈당 레벨을 결정하는
컴퓨팅 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제2 광 혼합기는 도플러 레이더 기술을 이용하여 사람의 흉부와 관련된 심박수, 호흡수 및 심전도 활동을 결정하는
컴퓨팅 시스템.
- 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 제2 광 혼합기는 도플러 레이더 기술을 이용하여 사람의 흉부와 관련된 심박수, 호흡수 및 심전도 활동을 결정하는
컴퓨팅 시스템.
- 소형 원격 센서로서,
테라헤르츠 영역의 아웃바운드 전자기파 신호를 표적으로 송신하고, 상기 표적으로부터 테라헤르츠 영역의 인바운드 반사 전자기파 신호를 검출하기 위한 광학 모듈과,
테라헤르츠 영역의 상기 송신된 전자기파 신호 및 상기 반사된 전자기파 신호 양자를 처리하기 위한 전기 모듈과,
상기 광학 모듈과 상기 전기 모듈을 접속하는 커플링 수단을 포함하는
소형 원격 센서.
- 제 17 항에 있어서,
상기 커플링 수단은 와이어 본딩(wire bonding)인
소형 원격 센서.
- 제 17 항에 있어서,
상기 커플링 수단은 플립-칩 본딩(flip-chip bonding)인
소형 원격 센서.
- 제 17 항에 있어서,
상기 광학 모듈은 테라헤르츠 영역의 상기 송신된 아웃바운드/인바운드 전자기파 신호를 시준/포커싱하기 위한 제1/제2 렌즈를 더 포함하는
소형 원격 센서.
- 센서와 상호작용하는 방법으로서,
통합 광학 모듈로부터 원격 표적으로 테라헤르츠 영역의 아웃바운드 전자기파 신호를 송신하는 단계와,
상기 원격 표적으로부터 반사된 상기 아웃바운드 전자기파 신호에 의해 생성된 테라헤르츠 영역의 인바운드 전자기파 신호를 검출하는 단계와,
상기 원격 표적으로부터 반사된 상기 아웃바운드 전자기파 신호에 의해 생성된 테라헤르츠 영역의 상기 인바운드 전자기파 신호를 상기 광학 모듈에 결합된 통합 전기 모듈에서 처리하는 단계를 포함하는
방법.
- 제 21 항에 있어서,
제1 광 혼합기로부터의 출력 광 전류를 광 혼합함으로써 상기 송신된 아웃바운드 전자기파 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는
방법.
- 제 21 항에 있어서,
제2 광 혼합기로부터의 입력 광 전류를 광 혼합함으로써 상기 반사된 인바운드 전자기파 신호를 검출하는 단계를 더 포함하는
방법.
- 제 21 항에 있어서,
3dB 도파관 커플러를 사용하여 2개의 연속파 레이저로부터의 출력을 정렬함으로써 상기 송신된 아웃바운드 전자기파 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는
방법.
- 컴퓨팅 시스템에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨팅 시스템으로 하여금,
통합 광학 모듈로부터 원격 표적으로 테라헤르츠 영역의 아웃바운드 전자기파 신호를 송신하고,
상기 원격 표적으로부터 반사된 상기 아웃바운드 전자기파 신호에 의해 생성된 테라헤르츠 영역의 인바운드 전자기파 신호를 검출하고,
상기 원격 표적으로부터 반사된 상기 아웃바운드 전자기파 신호에 의해 생성된 테라헤르츠 영역의 상기 인바운드 전자기파 신호를 상기 광학 모듈에 결합된 통합 전기 모듈에서 처리하게 하는 명령어의 세트를 포함하는
적어도 하나의 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108051868A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-05-18 | 欧必翼太赫兹科技(北京)有限公司 | 太赫兹人体安检成像系统 |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108606800A (zh) * | 2016-12-12 | 2018-10-02 | 陈凯柏 | 智能居家照顾的健康装置 |
| US20170105632A1 (en) * | 2014-03-12 | 2017-04-20 | Kaipo Chen | Smart home-care health device |
| US9459201B2 (en) | 2014-09-29 | 2016-10-04 | Zyomed Corp. | Systems and methods for noninvasive blood glucose and other analyte detection and measurement using collision computing |
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| CN105919601A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-09-07 | 武汉美迪威斯无线传感医学设备有限公司 | 一种无创血糖检测装置及方法 |
| IL253252B (en) * | 2016-07-28 | 2021-05-31 | Neteera Tech Ltd | Terahertz detector in Simos technology |
| CN106264509A (zh) * | 2016-08-16 | 2017-01-04 | 深圳欧德蒙科技有限公司 | 一种心率测量装置和方法 |
| CN106333663A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-01-18 | 深圳欧德蒙科技有限公司 | 一种血压监测方法和装置 |
| CN106707288B (zh) * | 2017-01-19 | 2023-07-04 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种太赫兹差频源远距离主动探测系统 |
| CN108732139B (zh) * | 2017-04-20 | 2021-01-05 | 清华大学 | 一种太赫兹波通讯方法 |
| CN108731825B (zh) * | 2017-04-20 | 2020-04-14 | 清华大学 | 一种太赫兹波波长检测方法 |
| CN107595289B (zh) * | 2017-09-19 | 2021-04-27 | 佛山市丈量科技有限公司 | 非接触式呼吸通气量检测方法、装置、介质及计算机设备 |
| CN107595260B (zh) * | 2017-09-19 | 2021-04-27 | 佛山市丈量科技有限公司 | 非接触式体征检测方法、装置、存储介质及其计算机设备 |
| EP3505887B1 (en) | 2017-12-29 | 2022-11-09 | IMEC vzw | Detector device with photoconductive body |
| CN109691999A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-04-30 | 深圳瀚维智能医疗科技有限公司 | 呼吸频率检测方法、装置、存储介质及计算机设备 |
| CN110057776B (zh) * | 2019-05-10 | 2021-10-15 | 南开大学 | 一种基于波导结构的集成式太赫兹共焦成像装置及成像方法 |
| EP3964811A1 (en) | 2020-09-07 | 2022-03-09 | Imec VZW | A circuit for optoelectronic down-conversion of thz signals |
| CN116346150A (zh) * | 2021-12-24 | 2023-06-27 | 华为技术有限公司 | 可穿戴检测设备和检测方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009265106A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-11-12 | Emcore Corp | 統合デュアルレーザモジュールを備えた、テラヘルツ周波数領域分光計 |
| KR20120030186A (ko) * | 2010-09-17 | 2012-03-28 | 한국전자통신연구원 | 주파수 가변형 테라헤르츠 송수신기들 및 듀얼 파장 레이저의 제작 방법 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002065677A (ja) * | 2000-08-29 | 2002-03-05 | Toto Ltd | 心肺機能監視装置 |
| US6831301B2 (en) | 2001-10-15 | 2004-12-14 | Micron Technology, Inc. | Method and system for electrically coupling a chip to chip package |
| KR20070034169A (ko) | 2005-09-23 | 2007-03-28 | 삼성전자주식회사 | 테라헤르츠파를 이용한 혈중 성분 농도 측정 장치 및 방법 |
| EP2227136B1 (en) | 2007-12-19 | 2017-08-30 | Koninklijke Philips N.V. | Apparatus, method and computer program for measuring properties of an object |
| US8604433B2 (en) * | 2008-05-19 | 2013-12-10 | Emcore Corporation | Terahertz frequency domain spectrometer with frequency shifting of source laser beam |
| JP5210087B2 (ja) * | 2008-08-14 | 2013-06-12 | 富士フイルム株式会社 | 光超音波断層画像化装置 |
| WO2010030238A1 (en) | 2008-09-15 | 2010-03-18 | Nanyang Technological University | A method for detecting heartbeat and/or respiration |
| US9279723B2 (en) * | 2010-08-19 | 2016-03-08 | Novatrans Group Sa | Terahertz spectroscopy system and method |
| KR101381235B1 (ko) * | 2010-08-31 | 2014-04-04 | 한국전자통신연구원 | 이중 모드 반도체 레이저 및 이를 이용한 테라헤르츠파 장치 |
| JP5337132B2 (ja) * | 2010-10-29 | 2013-11-06 | エムコア コーポレイション | 光源レーザビームの周波数をシフトするテラヘルツ周波数領域の分光計 |
| EP2457507B1 (de) * | 2010-11-24 | 2020-01-01 | eesy-innovation GmbH | Armband mit einer Erfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Blutbildparameters |
| JP6169614B2 (ja) * | 2012-01-23 | 2017-07-26 | ザ・リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・ミシガンＴｈｅ Ｒｅｇｅｎｔｓ Ｏｆ Ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｏｆ Ｍｉｃｈｉｇａｎ | プラズモン電極を有する光伝導装置 |
| US9553678B2 (en) * | 2012-05-31 | 2017-01-24 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Interconnection apparatus and method using terahertz waves |
| KR101907966B1 (ko) * | 2012-12-14 | 2018-10-16 | 한국전자통신연구원 | 테라헤르츠파 발생 모듈 및 그것을 포함하는 테라헤르츠파 검출 장치 |
| CN103346840B (zh) * | 2013-06-19 | 2016-06-01 | 中国科学院半导体研究所 | 一种产生多倍频低噪声微波信号的装置 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009265106A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-11-12 | Emcore Corp | 統合デュアルレーザモジュールを備えた、テラヘルツ周波数領域分光計 |
| KR20120030186A (ko) * | 2010-09-17 | 2012-03-28 | 한국전자통신연구원 | 주파수 가변형 테라헤르츠 송수신기들 및 듀얼 파장 레이저의 제작 방법 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108051868A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-05-18 | 欧必翼太赫兹科技(北京)有限公司 | 太赫兹人体安检成像系统 |
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