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羅姆公司(ROHM)致力於將「超摩爾法則」(More than Moore)型半導體技術應用於感測器開發,為此公佈了能在醫療、建築等領域發揮作用的傳感技術。這些技術均利用攝影元件和感測器讀取紅外線、X光等不同波長的光波來進行分析。多數技術採用的是已知原理,除了羅姆之外,還有其他企業也在推進實用化,但羅姆希望運用半導體技術,在不遠的將來,把上述技術推廣到貼近生活的消費類產品之中。
該公司正在開發能實現人體可視化的攝影元件(圖像感測器)(圖1),使用的是波長大於可見光的近紅外線(NIR)。近紅外線具有能穿透人體3cm左右的性質。該器件的原理是,照射近紅外線LED後,使用專用攝影元件(使用化合物CIGS膜製成的元件)拍攝反射光;通過改變近紅外線的波長,獲取圖像,然後進行圖像處理,使需要顯像的血管等更加鮮明地呈現出來。如果能清晰地拍攝血管,就有可能用於高精度的生物認證(圖2)。
近紅外線攝影技術還能在環境測量中發揮作用,獲得不受大氣擴散影響、晃動和模糊較少的圖像(圖3)。
近紅外線也能拍攝到癌細胞。使用波長1.2μm的近紅外線並借助拉曼散射效應,就能識別出癌細胞。
能看見魚刺,還能看出漏雨的建材
羅姆正在開發的使用X光的攝影技術能夠獲得比現有X光裝置精度更高、更加鮮明的透視圖像。透視魚的時候,甚至能看到10μm的魚刺(圖4,5)。通過把攝影元件製成半導體晶片,不僅提高了精細度,還便於壓縮成本,而且容易對獲取的數據進行高速、大量地圖像處理。該公司之前已經面向研究機構等特定客戶提供了此類晶片,目前正在面向乳腺癌檢查裝置推進開發。
除此之外,羅姆還在開發把不同波長的光波感應集成到1枚晶片的感測器。把對紫外線、可見光、紅外線等不同區域的光線做出反應的感測器元件結合到一起(圖6)。這種感測器是將光譜儀單晶片化製成的半導體器件,體積小、耗電量低,而且投入量產後容易壓縮成本。
該公司還開發出了兆赫波收發模組(圖7,8)。兆赫波具備穿透多種物質的性質,而且不同物質對兆赫波的反射特性各不相同。使用該模組作為感測器能夠測量木材的含水量,以及木材中的水分使其材質發生了何種變化,有望用於確定建材漏雨的位置以及因結露而受潮的部分。
把心理壓力變成客觀數據
羅姆不僅開發醫用器件,還開發並銷售醫療設備,Banalyst就是其中之一(圖9,10)。Banalyst只需抽取被測者的微量血液,即可在5~6分鐘的時間內完成多個項目(HbA1c,CRP,hsCRP)的檢查,還可使用唾液檢查。
過去依靠問診確認的心理壓力水準也可以表現為客觀的定量值。檢測心理壓力和緊張程度使用的方法是,用綠色光線照射指尖等部位流過的血液,檢測其反射光(圖11)。因為綠色光線會吸收血液中的血紅蛋白,所以,血流狀態發生變化時,反射波的強弱也會發生改變,由此可以測得脈搏,除了緊張、心理壓力水準之外,還可以推測是否存在血管劣化、動脈硬化等疾病。(記者:三宅 常之,Tech-On!)
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