(57)【要約】システム及び方法は、電磁波スペクトルのテラヘルツ領域で動作する一体型の小型センサを提供することができる。一体型の小型センサはリモートターゲットを検出し、非接触的で非侵襲的手法で動作することができる。生体信号の長期記録が必要とされる生物医学、生理学及び他の設定において一体型の小型センサが使用されるとき、ドップラーレーダー技法や、吸収分光法及びその他のような多くの信号分析技術を用いることができる。
2017535309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁気感知システムであって：
光学モジュール内に一体化されて、テラヘルツ領域のアウトバウンド電磁波信号をリモートターゲットへ送信する、第１の光混合器と；
前記光学モジュール内に一体化されて、前記リモートターゲットから反射する前記アウトバウンド電磁波信号によって生成される前記テラヘルツ領域のインバウンド電磁波信号を検出する、第２の光混合器と；
前記光学モジュールに結合されて、前記インバウンド電磁波信号を処理する、電気モジュールと；
を具備する、システム。
【請求項２】
前記光学モジュールは、前記第１の光混合器を励起するよう第１のレーザ及び第２のレーザを含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１のレーザは、ある周波数の第１の信号を生成するよう第１のレーザドライバ及び第１のレーザダイオードを含む、
請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２のレーザは、ある周波数の第２の信号を生成するよう第２のレーザドライバ及び第２のレーザダイオードを含む、
請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記光学モジュールは、前記第１及び第２のレーザを整列させる３ｄＢ導波管結合器を含む、
請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記光学モジュールは、前記第１及び第２のレーザを整列させる３ｄＢ導波管結合器を含む、
請求項３又は４に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の光混合器は、振動光電流を生成する第１の光伝導性コンポーネントと、前記振動光電流を、前記テラヘルツ領域の前記送信されるアウトバウンド電磁波信号に変換する第１のアンテナとを含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記第２の光混合器は、第２の光伝導性コンポーネント及び第２のアンテナを含み、前記テラヘルツ領域の前記反射されたインバウンド電磁波信号を検出する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記光学モジュールは、前記送信されるアウトバウンド電磁波信号／前記インバウンド電磁波信号をコリメートする／焦点を合わせる第１／第２のレンズを含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記光学モジュールは、前記のターゲットへの前記送信されるアウトバウンド電磁波信号／前記インバウンド電磁波信号をコリメートする／焦点を合わせる第１／第２のレンズを含む、
請求項７又は８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１及び第２のレンズは前記電気モジュールに結合される、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１及び第２のレンズは、別個の成形ユニット又は別個のマイクロ加工ユニットのうちの一方である、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記電気モジュールは、レーザドライバ回路、データ振幅回路、フィルタリング回路及びアナログ−デジタル変換回路を含む、プロセッサを有する集積回路である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第２の光混合器は、吸収分光法を使用して、患者の皮膚及び軟組織に関連付けられる血糖値を決定する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第２の光混合器は、ドップラーレーダー技法を使用して、人の胸部に関連付けられる心拍、呼吸数、心電図活動を決定する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第２の光混合器は、ドップラーレーダー技法を使用して、人の胸部に関連付けられる心拍、呼吸数、心電図活動を決定する、
請求項１３又は１４に記載のシステム。
【請求項１７】
小型リモートセンサであって：
テラヘルツ領域のアウトバウンド電磁波信号をターゲットに送信し、前記ターゲットからの前記テラヘルツ領域の反射されたインバウンド電磁波信号を検出する、光学モジュールと；
前記テラヘルツ領域の前記の送信された電磁波信号と反射された電磁波信号の双方を処理する、電気モジュールと；
前記光学モジュールと前記電気モジュールを接続するカップリングと；
を具備する小型リモートセンサ。
【請求項１８】
カップリング手段は、ワイヤボンディングである、
請求項１７に記載の小型リモートセンサ。
【請求項１９】
カップリング手段は、フリップチップボンディングである、
請求項１７に記載の小型リモートセンサ。
【請求項２０】
前記光学モジュールは、前記テラヘルツ領域の前記送信されるアウトバウンド電磁波信号／前記インバウンド電磁波信号をコリメートする／焦点を合わせる第１／第２のレンズを更に備える、
請求項１７に記載の小型リモートセンサ。
【請求項２１】
センサと相互作用する方法であって：
テラヘルツ領域のアウトバウンド電磁波信号を、一体型の光学モジュールからリモートターゲットへ送信するステップと；
前記リモートターゲットから反射する前記アウトバウンド電磁波信号によって生成される前記テラヘルツ領域のインバウンド電磁波信号を検出するステップと；
前記光学モジュールに結合される一体型の電気モジュールにおいて、前記リモートターゲットから反射される前記アウトバウンド電磁波信号によって生成された、前記テラヘルツ領域の前記インバウンド電磁波信号を処理するステップと；
を備える、方法。
【請求項２２】
第１の光混合器からの出力光電流を光混合することにより、前記の送信されるアウトバウンド電磁波信号を生成するステップ、
を更に備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
第２の光混合器からの入力光電流を光混合することにより、前記の反射されるインバウンド電磁波信号を検出するステップ、
を更に備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
３ｄＢ導波管結合器を使用して、２つの連続波レーザからの出力を整列させることにより、前記の送信されるアウトバウンド電磁波信号を生成するステップ、
を更に備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
コンピューティングシステムによって実行されると、該コンピューティングシステムに：
テラヘルツ領域のアウトバウンド電磁波信号を、一体型の光学モジュールからリモートターゲットへ送信させ；
前記リモートターゲットから反射する前記アウトバウンド電磁波信号によって生成される前記テラヘルツ領域のインバウンド電磁波信号を検出させ；
前記光学モジュールに結合される一体型の電気モジュールにおいて、前記リモートターゲットから反射する前記アウトバウンド電磁波信号によって生成された、前記テラヘルツ領域の前記インバウンド電磁波信号を処理させる；
コンピュータプログラム。
【請求項２６】
請求項２５に記載のコンピュータプログラムを格納する少なくとも１つの非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１４年９月２７日付け出願の米国特許出願第14/499,115号の優先権の利益を主張する。
【０００２】
（技術分野）
実施形態は、一般にテラヘルツセンサに関する。より具体的には、実施形態は、リモートターゲットへのテラヘルツの電磁気スペクトルの電磁波信号を送信及び検出する、一体型の小型センサに関する。
【背景技術】
【０００３】
心電図（ＥＣＧ）測定値をとる従来のアプローチは、患者の皮膚の表面上に水分（例えばＡｇ／ＡｇＣｌ）ベースの電極を取り付けることを要することがある。その後、心臓の活動を、身体の外部のデバイスによって記録又は表示することがある。電極の取付け及び取外しは、患者にとって不都合であり、かつ／又は痛みを伴うことがあるだけでなく、測定を実施する医療専門家にとっても時間のかかることである可能性がある。
【０００４】
同様に、従来の血糖モニタリングソリューションは、血液を採取するために皮膚（典型的には指の上）を刺し、次いでその血液を化学活性の使い捨て試験片に塗布することを要することがある。デバイスは、次いで試験片を分析して、血液内の血糖値を決定することができる。そのようなアプローチは、特定の糖尿病患者には一日に何度も起こることがある皮膚への穿刺を要するので、侵襲的であると考えられることがある。簡潔に言うと、従来のＥＣＧ及び血糖値の技術は、信号を取得するために侵襲的方法、並びに大きくて厄介なセンサを必要とすることがある。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
実施形態の様々な利点は、以下の明細書及び添付の特許請求の範囲を読み、以下の図面を参照することにより当業者に明らかとなるであろう。
【図１】実施形態に係るテラヘルツ感知システムの例のブロック図である。
【図２Ａ】実施形態に係る信号分析アプリケーションの例を示す図である。
【図２Ｂ】実施形態に係る信号分析アプリケーションの例を示す図である。
【図３】実施形態に係る小型のリモートのテラヘルツセンサの例の側面図である。
【図４】実施形態に従って、センサと相互作用する方法の例を示すフローチャートである。
【図５】実施形態に係る閉ループ論理アーキテクチャの例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
次に図１に移ると、テラヘルツ（ＴＨｚ）感知システム１０が図示されている。テラヘルツ感知システム１０では、光学モジュール１４内に一体化される第１の光混合器１２が、電磁気スペクトルのテラヘルツ領域のアウトバウンド電磁波信号２０を送信する。光学モジュール１４は、第１の光混合器１２を励起するよう、第１のレーザ３２及び第２のレーザ３４を含んでよい。この実施形態において、第１のレーザ３２は、第１のレーザドライバ３６及び第１のレーザダイオード３８を用いて、ある周波数の第１の信号４０を生成する。第２のレーザ３４は、第２のレーザドライバ４２及び第２のレーザダイオード４４を含み、ある周波数の第２の信号４６を生成する。第１及び第２のレーザ３２、３４が、２ｘ２  ３ｄＢの導波管結合器４８に対して整列（align）されて、各アーム内の光学ビート信号を生成する。第１のアームを出る光学ビート信号は、第１の光混合器１２を励起する。第１の光混合器１２は、励起されると、振動光電流（oscillating  photocurrent）（図示せず）を生成することができる、第１の伝導性コンポーネント５０を含むことができる。光混合は、高帯域幅の光伝導体でヘテロダイン式の異なる周波数生成を含んでよい。２つの連続波レーザの出力は、第１及び第２の信号４０、４６の間の異なる周波数でテラヘルツ放射線に変換され得る。光混合器は、金属−半導体−金属（ＭＳＭ）インタフェースを有する光伝導性コンポーネント又はp-i-nフォトダイオードのいずれかを含んでよい。ＧａＡｓベースのテラヘルツデバイス（GaAs-based  terahertz  devices）は前者の構成を使用することが多く、一方、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰエミッタはピン（pin）構造を使用する。レーザ照射は、半導体内の電子正孔（electron-hole）のペアを生じることがある。バイアス電圧を印加することにより、「ビート周波数」で振動する光電流を生成することができる。
【０００７】
第１の光伝導性コンポーネント５０に関連付けられる第１のアンテナ５２は、振動光電流（図示せず）を、テラヘルツ領域の送信されるアウトバウンド電磁波信号２０に変換することができる。第１のレンズ５８（図３を参照されたい）は、第１のアンテナ５２及び第１の光混合器１２に関連付けられ、アウトバウンド電磁波信号２０をコリメートして、リモートターゲット１８（図２Ａ及び図２Ｂを参照されたい）へ方向付けることができる。レンズ５８（図３を参照されたい）は、第１の光混合器１２で第１のアンテナ５２の上に直接置かれてよい。加えて、レンズ５８（図３を参照されたい）は、個別の成形ユニット（discrete  molded  unit）又は個別のマイクロ加工ユニット（discrete  micro-machined  unit）のうちの１つとすることができる。図示されるアウトバウンド電磁波信号２０は、リモートターゲット１８（図２Ａ及び図２Ｂを参照されたい）に接触し、テラヘルツ領域内のインバウンド電磁波信号２２として反射される。
【０００８】
第２の光混合器１６は光学モジュール１４に一体化されてよく、テラヘルツ領域のインバウンド電磁波信号２２を検出することができる。テラヘルツ領域のインバウンド電磁波信号２２は、リモートターゲット１８（図２を参照されたい）から反射するアウトバウンド電磁波信号２０によって生成される。第２の光混合器１６は、第２の光伝導性コンポーネント５４及び第２のアンテナ５６を含んでよく、テラヘルツ領域の反射されたインバウンド電磁波信号２２を検出することができる。第２のレンズ（図示せず）は、第２のアンテナ５６に関連付けられてよく、テラヘルツ領域のインバウンド電磁波信号２２に焦点を合わせることができる。
【０００９】
一体型の電気モジュール２４は、光学モジュール１４に結合７２されてよく、テラヘルツ領域のインバウンド電磁波信号２２を処理するプロセッサ６２を含むことができる。電気モジュール２４は集積チップ（integrated  chip）であってよい。アウトバウンド電磁波信号２０をコリメートするのに使用され得るレンズ５８（図３を参照されたい）が電気モジュール２４に結合され、標準の半導体処理を使用して集積チップの裏面内に形成されてよい。電気モジュール２４は、レーザドライバ回路（図示せず）、データ振幅回路６４、フィルタリング回路６６及びアナログ−デジタル変換回路６８を含み、インバウンド電磁波信号２２及びアウトバウンド電磁波信号２０の処理を助けることができる。
【００１０】
図２Ａ〜図２Ｂは、インバウンド電磁波信号２２の検出を助けるよう、様々な科学技術が第２の光混合器１６によって使用され得る様子を例示している。例えば図２Ａは、皮膚及び軟組織がリモートターゲット２８として使用される状況を示している。この実施形態では、第２の光混合器１６（図１）は、吸収分光法を使用して血糖値を検出する。血糖は、糖尿病患者の血液中の糖分の濃度（血糖）を検査する方法である。図２Ａでは、その検出は、テラヘルツ信号が患者の皮膚又は軟組織によって吸収される、吸収分光法に基づく。反射分光法と透過分光法の双方が血糖値を決定するために使用されてよい。図示される検出方法は、毛細血管中の血糖値に対して高い感度を示す。この実施形態では、皮膚又は軟組織との相互作用（interaction）は、リモートで非接触的な方法である。
【００１１】
図２Ｂでは、実施形態は、患者の胸部（chest）がリモートターゲット１８という状況を示している。この例では、第２の光混合器１６（図１）は、ドップラーレーダー（Doppler  radar）技法を用いて、心電図のように心拍、呼吸数、心臓の活動を検出し、その決定を助ける。ＥＣＧは、心拍のようなバイタルの医学的サイン及び心臓疾患の症状の原因を決定するための患者の心臓の電気的活動の記録である。この例では、一体型で小型の電気光学デバイスは、テラヘルツ領域の電磁波を放射し、数センチから数メートルにわたる距離から人のＥＣＧ及び心拍をリモートで検出する。ドップラーレーダー論に基づく検出は、ターゲットの時間変化する位置によって変調される位相で送信信号（transmitted  signal）を反射する、周期的な動きを伴うターゲットを含む。ターゲットが人の胸部であるとき、反射信号は、心拍と呼吸に起因する胸部の変位に関する情報を含むことがある。ＥＣＧだけでなく、呼吸数も胸部の動きから抽出することができる。したがって、心拍や呼吸数のようなバイタルサインを、リモートに非接触的方法で検出することができる。加えて、この実施形態は、バイタルサインの連続的モニタリング又は人の存在の検出のために布や壁等内で具現化されてよい。
【００１２】
図３に移ると、小型のリモートセンサ７０が示されている。センサ７０は、光学モジュール６０ａと電気モジュール６０ｂの双方を有する集積チップ６０（６０ａ、６０ｂ）を含む。光学モジュール６０ａは、以前に説明した光学モジュール１４（図１）と同様の構造及び／又は機能を有してよく、電気モジュール６０ｂも、電気モジュール２４（図１）と同様の構造及び／又は機能を有してよい。図３では、光学モジュール６０ａと電気モジュール６０ｂの双方が、集積チップ６０を形成する基板上に一体化されてよい。光学モジュール６０ａは、ワイヤボンディング（wire  bonding）を使用することにより電気モジュール６０ｂに結合７２されてよい。また、光学モジュール６０ａは、フリップチップボンディング（flip-chip  bonding）技術によって電気モジュール６０ｂに結合されてもよい。光学モジュール６０ａは、レンズ５８及び５９を含み、テラヘルツ領域の送信されたアウトバウンド電磁波２０／受信したインバウンド電磁波２２をコリメート／焦点を合わせることができる。レンズ５８及び５９は、別個のユニットであってもよく、集積チップ６０から分離されてもよい（図示せず）。第１のアンテナ５２は、電気モジュール６０ｂ上に置かれるレンズ５８を通してアウトバウンド電磁波信号２０をコリメートするよう、第１の光伝導性コンポーネント５０と直接関連付けられてよい。図示される電気モジュール６０ｂは、レーザドライバ（図示せず）、振幅６４、フィルタリング６６及びアナログ−デジタル変換６８のための回路を含む。更なる回路の機能ブロックを、プロセッサ６２（図１を参照されたい）のような電気チップ６０ｂに追加して、上述の電気機能を制御してもよい。
【００１３】
図４は、テラヘルツセンサと相互作用する方法９０を列挙する。方法９０は、図１で既に説明したような感知システム１０で実装されてよい。より具体的には、方法９０は、マシン又は非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体内に格納される論理命令のセットの１つ以上のモジュールとして実装されてよく、例えばプログラマブル論理アレイ（ＰＬＡｓ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）、結合プログラム可能論理回路（ＣＰＬＤｓ）のような構成可能なロジック、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、相補型ＭＯＳ（ＩＣＭＯＳ）のような回路技術を使用する固定の機能のハードウェアロジック、あるいはトランジスタ−トランジスタロジック（ＴＴＬ）技術又はこれらの任意の組合せによる、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、ファームウェア、フラッシュメモリ等を含むことができる。
【００１４】
図示される処理ブロック８８は、以前に説明した３ｄＢの導波管結合器を使用することにより、２つの連続波レーザからの出力を整列させる。ブロック８４において、ブロック８８からの出力が第１の光混合器に送信されて光混合され、テラヘルツ領域のアウトバウンド電磁波信号を生成する。ブロック７８において、アウトバウンド電磁波信号がリモートターゲットに送信される。ブロック８６において、アウトバウンド電磁波が、インバウンド電磁波信号としてリモートターゲットから反射されて、第２の光混合器によって光混合される。ブロック８０において、テラヘルツ領域のインバウンド電磁波信号の検出が、電気モジュールに関連付けられる第２の光混合器を使用することにより達成され得る。電気モジュールは、例示のブロック８２において図示されるように、第２の光混合器によって検出されるインバウンド電磁波信号を処理して、識別可能な出力（discernable  output）を生じる。電気モジュールは、適切なデータ振幅、フィルタリング及びアナログ−デジタル変換回路を含み、インバウンド電磁波信号の処理を実行することができる。
【００１５】
図５は、コンピューティングシステム７６を図示している。コンピューティングシステム７６は、インバウンド及びアウトバウンド電磁波信号２２、２０を処理するネットワークの一部であってよい。図示される例では、小型のリモートセンサ７０は、処理のためにＥＣＧコントローラ１００ａを使用して人のＥＣＧ及び心拍を検出し、処理のために血糖コントローラ１００ｂを使用して人の血糖値を検出し、処理のために人の存在コントローラ１００ｃを使用して心拍、呼吸数等の人のバイタルサインの連続的モニタリングをするために使用され得る。小型のリモートセンサ７０からの信号９２は、入出力（ＩＯ）モジュール９４に送信されてよい。図示されるＩＯモジュール９４は、ホストコントローラとして機能し、ロジック９８を含むことができるシステムプロセッサ９６と通信する。意図される目的に応じて、ロジック９８は、ＩＯモジュール９４からの信号を処理するよう、ＥＣＧコントローラ１００ａ、血糖コントローラ１００ｂ又は人の存在コントローラ１００ｃに関与する。ＩＯモジュール９４は、信号処理機能をサポートする１つ以上のハードウェア回路ブロック（例えばスマート振幅器（smart  amplifiers）、アナログ−デジタル変換、集積センサハブ）を含んでよい。システムメモリ９６は、ダブルデータレート（ＤＤＲ）同期動的ランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ、例えばＤＤＲ３  ＳＤＲＡＭ  ＪＥＤＥＣ規格  ＪＥＳＤ７９−３Ｃ，２００８年４月）モジュールを含んでもよい。システムメモリ９６のモジュールは、シングルインラインメモリモジュール（ＳＩＭＭ）、デュアルインラインメモリモジュール（ＤＩＭＭ）、スモールアウトラインＤＩＭＭ（ＳＯＤＩＭＭ）等に組み込まれてもよい。集積メモリコントローラ（ＩＭＣ）１０２を使用してシステムメモリ９６と通信することができる。
【００１６】
付記及び例
例１は、一体型テラヘルツセンサを制御するコンピューティングシステムを含んでよく、光学モジュール内に一体化されて、テラヘルツ領域のアウトバウンド電磁波信号をリモートターゲットに送信する、第１の光混合器と、光学モジュール内に一体化されて、リモートターゲットから反射するアウトバウンド電磁波信号によって生じるテラヘルツ領域のインバウンド電磁波信号を検出する、第２の光混合器と、光学モジュールに結合されて、インバウンド電磁波信号を処理する、電気モジュールとを具備する。
【００１７】
例２は、例１のコンピューティングシステムを含んでよく、光学モジュールは、第１の光混合器を励起するよう第１のレーザ及び第２のレーザを含む。
【００１８】
例３は、例２のコンピューティングシステムを含んでよく、第１のレーザは、ある周波数の第１の信号を生成するよう第１のレーザドライバと第１のレーザダイオードを含む。
【００１９】
例４は、例２のコンピューティングシステムを含んでよく、第２のレーザは、ある周波数の第２の信号を生成するよう第２のレーザドライバと第２のレーザダイオードを含む。
【００２０】
例５は、例２のコンピューティングシステムを含んでよく、光学モジュールは、第１及び第２のレーザを整列させる３ｄＢ導波管結合器を含む、
例６は、例１のコンピューティングシステムを含んでよく、第１の光混合器は、振動光電流を生成する第１の光伝導性コンポーネントと、振動光電流を、テラヘルツ領域の送信されるアウトバウンド電磁波信号に変換する第１のアンテナとを含む。
【００２１】
例７は、例１のコンピューティングシステムを含んでよく、第２の光混合器は、第２の光伝導性コンポーネント及び第２のアンテナを含み、テラヘルツ領域の反射されたインバウンド電磁波信号を検出する。
【００２２】
例８は、例１のコンピューティングシステムを含んでよく、光学モジュールは、送信されるアウトバウンド電磁波信号／インバウンド電磁波信号をコリメートする／焦点を合わせる第１／第２のレンズを含む。
【００２３】
例９は、例８のコンピューティングシステムを含んでよく、第１及び第２のレンズは電気モジュールに結合される。
【００２４】
例１０は、例７又は例８のコンピューティングシステムを含んでよく、第１及び第２のレンズは、別個の成形ユニット又は別個のマイクロ加工ユニットのうちの一方である。
【００２５】
例１１は、例１のコンピューティングシステムを含んでよく、電気モジュールは、レーザドライバ回路、データ振幅回路、フィルタリング回路及びアナログ−デジタル変換回路を含む、プロセッサを有する集積回路である。
【００２６】
例１２は、例１のコンピューティングシステムを含んでよく、第２の光混合器は、吸収分光法を使用して、患者の皮膚及び軟組織に関連付けられる血糖値を決定する。
【００２７】
例１３は、例１のコンピューティングシステムを含んでよく、第２の光混合器は、ドップラーレーダー技法を使用して、人の胸部に関連付けられる心拍、呼吸数、心電図活動を決定する。
【００２８】
例１４は、小型リモートセンサを含んでよく、テラヘルツ領域のアウトバウンド電磁波信号を送信し、ターゲットからのテラヘルツ領域の反射されたインバウンド電磁波信号を検出する光学モジュールと、テラヘルツ領域の送信された電磁波信号と反射された電磁波信号の双方を処理する電気モジュールと、光学モジュールと電気モジュールを接続するカップリングとを具備する。
【００２９】
例１５は、例１４のリモートセンサを含んでよく、カップリング手段は、ワイヤボンディングである。
【００３０】
例１６は、例１３又は例１４のリモートセンサを含んでよく、カップリング手段は、フリップチップボンディングである。
【００３１】
例１７は、例１４のリモートセンサを含んでよく、光学モジュールは、テラヘルツ領域の送信されるアウトバウンド電磁波信号／インバウンド電磁波信号をコリメートする／焦点を合わせる第１／第２のレンズを更に備える。
【００３２】
例１８は、センサと相互作用（interact）する方法を含んでよく、テラヘルツ領域のアウトバウンド電磁波信号を、一体型の光学モジュールからリモートターゲットへ送信するステップと、リモートターゲットから反射するアウトバウンド電磁波信号によって生成されるテラヘルツ領域のインバウンド電磁波信号を検出するステップと、光学モジュールに結合される一体型の電気モジュールにおいて、リモートターゲットから反射されるアウトバウンド電磁波信号によって生成された、テラヘルツ領域のインバウンド電磁波信号を処理するステップを備える。
【００３３】
例１９は、例１８の方法を含んでよく、第１の光混合器からの出力光電流を光混合することにより、送信されるアウトバウンド電磁波信号を生成するステップを更に備える。
【００３４】
例２０は、例１８の方法を含んでよく、第２の光混合器からの入力光電流を光混合することにより、反射されるインバウンド電磁波信号を検出するステップを更に備える
例２１は、例１８の方法を含んでよく、３ｄＢ導波管結合器を使用して、２つの連続波レーザからの出力を整列させることにより、送信されるアウトバウンド電磁波信号を生成するステップを更に備える。
【００３５】
例２２は、コンピューティングシステムによって実行されると、コンピューティングシステムに、テラヘルツ領域のアウトバウンド電磁波信号を一体型の光学モジュールからリモートターゲットへ送信させ、リモートターゲットから反射するアウトバウンド電磁波信号によって生成されるテラヘルツ領域のインバウンド電磁波信号を検出させ、光学モジュールに結合される一体型の電気モジュールにおいて、リモートターゲットから反射するアウトバウンド電磁波信号によって生成されたテラヘルツ領域のインバウンド電磁波信号を処理させる、命令のセットを備える、少なくとも１つの非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体を含んでよい。
【００３６】
例２３は、例２２の少なくとも１つの非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体を含んでよく、命令は、実行されると、第１の光混合器からの出力光電流を光混合することにより、送信されるアウトバウンド電磁波信号を生成する。
【００３７】
例２４は、例２２の少なくとも１つの非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体を含んでよく、命令は、実行されると、第２の光混合器からの入力光電流を光混合することにより、反射されるインバウンド電磁波信号を検出する。
【００３８】
例２５は、例２２の少なくとも１つの非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体を含んでよく、命令は、実行されると、３ｄＢ導波管結合器を使用して、２つの連続波レーザからの出力を整列させることにより、送信されるアウトバウンド電磁波信号を生成する。
【００３９】
したがって、上述の技術は、非接触的方法で、ターゲットから反射されるテラヘルツ領域の電磁波信号のリモート検出を提供することができる。検出はドップラーレーダー論や吸収分光法等に基づくものとすることができ、特に生体信号の長期記録が必要とされるときに生物医学及び生理学的調査の分野を助けることができる。
【００４０】
実施形態は、全てのタイプの半導体集積回路（ＩＣ）チップとの使用に適用可能である。これらのＩＣチップの例には、これらに限定されないが、プロセッサ、コントローラ、チップセットコンポーネント、プログラム可能論理アレイ、メモリチップ、ネットワークチップ、システムオンチップ（ＳｏＣｓ）、ＳＳＤ／ＮＡＮＤコントローラＡＳＩＣ等が含まれる。加えて、図面の一部では、信号導体線が、線で示されている。幾つかは、更なる構成信号経路を示すよう異なっていることがあり、構成信号経路の数を示すよう数字ラベルを有することがあり、かつ／又は主な情報の流れの方向を示すよう１つ以上の端部に矢印を有することがある。しかしながら、これは限定的に解釈されるべきではない。むしろ、そのような付加的詳細は、回路のより容易な理解を促進するため、１つ以上の例示の実施形態に関連して使用されていることがある。全ての表示される信号線は実際には、追加の情報を有しているか否かに関わらず、複数の方向で移動し得る１つ以上の信号を具備し、例えば異なるペアで実装されるデジタル又はアナログ線、光ファイバ線及び／又はシングルエンド線のように、任意の適切なタイプの信号スキームで実装されてよい。
【００４１】
例示のサイズ／モデル／値／範囲が与えられていることがあるが、実施形態は同じものに限定されない。製造技術（例えばフォトリソグラフィ）は時間とともに成熟するので、より小さなサイズのデバイスを製造することが可能であることが予想される。加えて、ＩＣチップ及び他のコンポーネントへの周知の電力／接地接続は、実施形態の特定の側面を曖昧にしないよう、図面及び説明の簡潔性の目的で、図面内に示されていることも示されていないこともある。さらに、配置がブロック図の形式で示されていることがあるが、これは実施形態を曖昧にすることを避けるため、及びそのようなブロック図の配置の実装に関する詳細は、実施形態が実装されることになるプラットフォームに大いに依存すること、すなわち、そのような詳細は、当業者の範囲内にあるべきであることを考慮したものである。例示の実施形態を示すために具体的な詳細（例えば回路）が説明されている場合、実施形態をこれらの具体的な詳細なしに、あるいはそのような具体的な詳細の変形を伴って実施することができることが当業者に明らかであるとする。したがって、説明は、限定ではなく、例示として解釈されるべきである。
【００４２】
本明細書において、「結合される」という用語は、問題となるコンポーネントの間の直接又は間接的な任意のタイプの関係を指すように使用されてよく、電気、機械、流動、光学、電磁気、電気機械又は他の接続に当てはまることがある。加えて、本明細書において、「第１」、「第２」等という用語は、単に議論を容易にするために使用されており、別段の定めがない限り、いかなる特定の時間的又は時系列的な意味も持たない。
【００４３】
本明細書及び特許請求の範囲で使用されるとき、「のうちの１つ以上」という用語で結ばれるアイテムの列挙は、列挙される用語の任意の組合せを意味することがある。例えば「Ａ、Ｂ又はＣのうちの１つ以上」というフレーズは、Ａ、Ｂ、Ｃ；Ａ及びＢ；Ａ及びＣ；Ｂ及びＣ；あるいはＡ、Ｂ及びＣを意味することがある。
【００４４】
当業者には、実施形態の広範な技術を様々な形式で実装することができることが上述の説明から認識されよう。したがって、実施形態はその特定の例との関連で説明されているが、図面、明細書及び以下の特許請求の範囲を検討すると、他の修正が当業者に明らかとなるので、実施形態の実際の範囲はそのように限定されるべきではない。
【図１】
2017535309.tif 000003
【図２Ａ】
2017535309.tif 000004
【図２Ｂ】
2017535309.tif 000005
【図３】
2017535309.tif 000006
【図４】
2017535309.tif 000007
【図５】
2017535309.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月23日(2017.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁気感知システムであって：
光学モジュール内に一体化されて、テラヘルツ領域のアウトバウンド電磁波信号をリモートターゲットへ送信する、第１の光混合器と；
前記光学モジュール内に一体化されて、前記リモートターゲットから反射する前記アウトバウンド電磁波信号によって生成される前記テラヘルツ領域のインバウンド電磁波信号を検出する、第２の光混合器と；
前記光学モジュールに結合されて、前記インバウンド電磁波信号を処理する、電気モジュールと；
を具備する、電磁気感知システム。
【請求項２】
前記光学モジュールは、前記第１の光混合器を励起するよう第１のレーザ及び第２のレーザを含む、
請求項１に記載の電磁気感知システム。
【請求項３】
前記第１のレーザは、ある周波数の第１の信号を生成するよう第１のレーザドライバ及び第１のレーザダイオードを含む、
請求項２に記載の電磁気感知システム。
【請求項４】
前記第２のレーザは、ある周波数の第２の信号を生成するよう第２のレーザドライバ及び第２のレーザダイオードを含む、
請求項２に記載の電磁気感知システム。
【請求項５】
前記光学モジュールは、前記第１及び第２のレーザを整列させる３ｄＢ導波管結合器を含む、
請求項２に記載の電磁気感知システム。
【請求項６】
前記光学モジュールは、前記第１及び第２のレーザを整列させる３ｄＢ導波管結合器を含む、
請求項３又は４に記載の電磁気感知システム。
【請求項７】
前記第１の光混合器は、振動光電流を生成する第１の光伝導性コンポーネントと、前記振動光電流を、前記テラヘルツ領域の前記送信されるアウトバウンド電磁波信号に変換する第１のアンテナとを含む、
請求項１に記載の電磁気感知システム。
【請求項８】
前記第２の光混合器は、第２の光伝導性コンポーネント及び第２のアンテナを含み、前記テラヘルツ領域の前記反射されたインバウンド電磁波信号を検出する、
請求項１に記載の電磁気感知システム。
【請求項９】
前記光学モジュールは、前記送信されるアウトバウンド電磁波信号／前記インバウンド電磁波信号をコリメートする／焦点を合わせる第１／第２のレンズを含む、
請求項１に記載の電磁気感知システム。
【請求項１０】
前記光学モジュールは、前記のターゲットへの前記送信されるアウトバウンド電磁波信号／前記インバウンド電磁波信号をコリメートする／焦点を合わせる第１／第２のレンズを含む、
請求項７又は８に記載の電磁気感知システム。
【請求項１１】
前記第１及び第２のレンズは前記電気モジュールに結合される、
請求項９に記載の電磁気感知システム。
【請求項１２】
前記第１及び第２のレンズは、別個の成形ユニット又は別個のマイクロ加工ユニットのうちの一方である、
請求項９に記載の電磁気感知システム。
【請求項１３】
前記電気モジュールは、レーザドライバ回路、データ振幅回路、フィルタリング回路及びアナログ−デジタル変換回路を含む、プロセッサを有する集積回路である、
請求項１に記載の電磁気感知システム。
【請求項１４】
前記第２の光混合器は、吸収分光法を使用して、患者の皮膚及び軟組織に関連付けられる血糖値を決定する、
請求項１に記載の電磁気感知システム。
【請求項１５】
前記第２の光混合器は、ドップラーレーダー技法を使用して、人の胸部に関連付けられる心拍、呼吸数、心電図活動を決定する、
請求項１に記載の電磁気感知システム。
【請求項１６】
前記第２の光混合器は、ドップラーレーダー技法を使用して、人の胸部に関連付けられる心拍、呼吸数、心電図活動を決定する、
請求項１３又は１４に記載の電磁気感知システム。
【請求項１７】
小型リモートセンサであって：
テラヘルツ領域のアウトバウンド電磁波信号をターゲットに送信し、前記ターゲットからの前記テラヘルツ領域の反射されたインバウンド電磁波信号を検出する、光学モジュールと；
前記テラヘルツ領域の前記の送信された電磁波信号と反射された電磁波信号の双方を処理する、電気モジュールと；
前記光学モジュールと前記電気モジュールを接続するカップリングと；
を具備する小型リモートセンサ。
【請求項１８】
カップリング手段は、ワイヤボンディングである、
請求項１７に記載の小型リモートセンサ。
【請求項１９】
カップリング手段は、フリップチップボンディングである、
請求項１７に記載の小型リモートセンサ。
【請求項２０】
前記光学モジュールは、前記テラヘルツ領域の前記送信されるアウトバウンド電磁波信号／前記インバウンド電磁波信号をコリメートする／焦点を合わせる第１／第２のレンズを更に備える、
請求項１７に記載の小型リモートセンサ。
【請求項２１】
センサと相互作用する方法であって：
テラヘルツ領域のアウトバウンド電磁波信号を、一体型の光学モジュールからリモートターゲットへ送信するステップと；
前記リモートターゲットから反射する前記アウトバウンド電磁波信号によって生成される前記テラヘルツ領域のインバウンド電磁波信号を検出するステップと；
前記光学モジュールに結合される一体型の電気モジュールにおいて、前記リモートターゲットから反射される前記アウトバウンド電磁波信号によって生成された、前記テラヘルツ領域の前記インバウンド電磁波信号を処理するステップと；
を備える、方法。
【請求項２２】
第１の光混合器からの出力光電流を光混合することにより、前記の送信されるアウトバウンド電磁波信号を生成するステップ、
を更に備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
第２の光混合器からの入力光電流を光混合することにより、前記の反射されるインバウンド電磁波信号を検出するステップ、
を更に備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
３ｄＢ導波管結合器を使用して、２つの連続波レーザからの出力を整列させることにより、前記の送信されるアウトバウンド電磁波信号を生成するステップ、
を更に備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
コンピューティングシステムによって実行されると、該コンピューティングシステムに：
テラヘルツ領域のアウトバウンド電磁波信号を、一体型の光学モジュールからリモートターゲットへ送信させ；
前記リモートターゲットから反射する前記アウトバウンド電磁波信号によって生成される前記テラヘルツ領域のインバウンド電磁波信号を検出させ；
前記光学モジュールに結合される一体型の電気モジュールにおいて、前記リモートターゲットから反射する前記アウトバウンド電磁波信号によって生成された、前記テラヘルツ領域の前記インバウンド電磁波信号を処理させる；
コンピュータプログラム。
【請求項２６】
請求項２５に記載のコンピュータプログラムを格納する少なくとも１つの非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体。
【国際調査報告】
2017535309.tif 000009
2017535309.tif 000010
2017535309.tif 000011