本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2013年10月30日，申請(qǐng)?zhí)枮?01380064064.1，最早優(yōu)先權(quán)日為2012年11月8日，發(fā)明名稱(chēng)為“基于電路的光電鑷子”的進(jìn)入國(guó)家階段的pct申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

背景技術(shù)：

光電子微流體器件(例如，光電鑷子(oet)器件)利用光學(xué)感應(yīng)的介電泳(dep)來(lái)操控液體介質(zhì)中的物體(例如細(xì)胞、顆粒等)。圖1a和圖1b說(shuō)明簡(jiǎn)單oet器件100的例子，該器件用于操控腔體104中的液體介質(zhì)106中的物體108，其可以在上電極112、側(cè)壁114、光導(dǎo)材料116、和下電極124之間。如圖所示，電源126可以施加到上電極112和下電極124。圖1c示出簡(jiǎn)化等效電路，其中，腔體104中的介質(zhì)106的阻抗由電阻器142表示，并且光導(dǎo)材料116的阻抗由電阻器144表示。

光導(dǎo)材料116基本上是電阻性的，除非由光照射。當(dāng)不被光照時(shí)，光導(dǎo)材料116的阻抗(即圖1c的等效電路中的電阻器144)比介質(zhì)106的阻抗(即圖1c中的電阻器142)大。因此，施加到電極112、124的功率的大部分壓降跨過(guò)光導(dǎo)材料116(即圖1c的等效電路中的電阻器144)，而不是跨過(guò)介質(zhì)106(即圖1c的等效電路中的電阻器142)。

可以通過(guò)用光136照射區(qū)域134，在光導(dǎo)材料116的區(qū)域134處建立虛擬電極132。當(dāng)用光136照射時(shí)，光導(dǎo)材料116變成導(dǎo)電的，并且照射區(qū)域134處的光導(dǎo)材料116的阻抗明顯下降。因此，照射區(qū)域134處的光導(dǎo)材料116的照射阻抗(即圖1c的等效電路中的電阻器144)會(huì)明顯地減小，例如減小到小于介質(zhì)106的阻抗。在照射區(qū)域134處，大部分的壓降126現(xiàn)在跨過(guò)介質(zhì)106(圖1c中的電阻器142)，而不是跨過(guò)光導(dǎo)材料116(圖1c中的電阻器144)。結(jié)果是一般從照射區(qū)域134到上電極112上的相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的介質(zhì)106中的非均勻的電場(chǎng)。該非均勻的電場(chǎng)可以在介質(zhì)106中的鄰近物體108上導(dǎo)致dep力。

類(lèi)似于虛擬電極132的虛擬電極可以通過(guò)由不同且移動(dòng)的模式的光照射光導(dǎo)材料116，而以任何期望的模式選擇性地產(chǎn)生和移動(dòng)。因此，介質(zhì)106中的物體108可以選擇性地在介質(zhì)106中被操縱(例如移動(dòng))。

一般來(lái)說(shuō)，光導(dǎo)材料116的未照射的阻抗必須大于介質(zhì)106的阻抗，并且光導(dǎo)材料116的照射阻抗必須小于介質(zhì)106的阻抗。如圖所示，介質(zhì)106的阻抗越低，所需的光導(dǎo)材料116的照射阻抗越低。由于諸如典型的光導(dǎo)材料的自然特性和對(duì)可作為實(shí)際情況引導(dǎo)到光導(dǎo)材料116的區(qū)域134上的光136的強(qiáng)度的限制等這些因素，所以對(duì)可作為實(shí)際情況達(dá)到的照射阻抗有更低的限制。因此，在圖1a和圖1b的類(lèi)似oet器件100的oet器件中，難以使用相對(duì)低的阻抗介質(zhì)106。

為了應(yīng)對(duì)上述情況，美國(guó)專(zhuān)利no.7,956,339在類(lèi)似于圖1a和圖1b的光導(dǎo)材料116的層中使用光電晶體管，以響應(yīng)于類(lèi)似于光136的光，而選擇性地建立低阻抗，該低阻抗使得從腔體104到下電極124的電連接局部化。照射的光電晶體管的阻抗可以低于光導(dǎo)材料116的照射阻抗，并且因此由光電晶體管構(gòu)造的oet器件能夠使用比圖1a和圖1b的oet器件低的阻抗介質(zhì)106。然而，光電晶體管對(duì)于以上討論的現(xiàn)有技術(shù)中的oet器件的缺陷沒(méi)有有效的解決方案。例如，在光電晶體管中，用于阻抗調(diào)制的光吸收和電放大通常耦合，并且因此會(huì)抑制兩者獨(dú)立的最優(yōu)化。

本發(fā)明的實(shí)施例解決現(xiàn)有技術(shù)中的oet器件的上述問(wèn)題和/或其它問(wèn)題，以及提供其它優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一些實(shí)施例中，一種微流體裝置可以包括電路基板、腔體、第一電極、第二電極、開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)和感光元件。介電泳(dep)電極可以位于電路基板的表面上的不同位置處。腔體被配置為容納在電路基板的表面上的液體介質(zhì)。第一電極可以與介質(zhì)電接觸，并且第二電極可以與介質(zhì)電絕緣。開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)中的每個(gè)可以位于dep電極中不同的相應(yīng)的一個(gè)與第二電極之間，并且每個(gè)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)可以在其中停用相應(yīng)的dep電極的截止?fàn)顟B(tài)和其中激活相應(yīng)的dep電極的導(dǎo)通狀態(tài)之間可切換。感光元件中的每個(gè)可以被配置為提供用于根據(jù)引導(dǎo)到感光元件上的光束來(lái)控制開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)中不同的相應(yīng)的一個(gè)的輸出信號(hào)。

在一些實(shí)施例中，一種控制微流體裝置的過(guò)程可以包括：將交流(ac)功率施加到微流體裝置的第一電極和第二電極，其中，第一電極與微流體裝置的電路基板的內(nèi)表面上的腔體中的介質(zhì)電接觸，以及第二電極與介質(zhì)電絕緣。該過(guò)程還可以包括激活電路基板的內(nèi)表面上的介電泳(dep)電極，其中，dep電極是內(nèi)表面上的與介質(zhì)電接觸的多個(gè)dep電極中的一個(gè)。dep電極可以通過(guò)將光束引導(dǎo)到電路基板中的感光元件上而激活，響應(yīng)于光束從感光元件提供輸出信號(hào)，以及響應(yīng)于輸出信號(hào)，將電路基板中的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)從其中dep電極被停用的截止?fàn)顟B(tài)切換到其中dep電極被激活的導(dǎo)通狀態(tài)。

在一些實(shí)施例中，一種微流體裝置可以包括電路基板和配置為容納布置在電路基板的內(nèi)表面上的液體介質(zhì)的腔體。該微流體裝置還可以包括用于響應(yīng)于引導(dǎo)到內(nèi)表面的第二區(qū)域上的光束，激活電路基板的內(nèi)表面的第一區(qū)域處的介電泳(dep)電極的裝置，其中第二區(qū)域與第一區(qū)域隔開(kāi)。

附圖說(shuō)明

圖1a說(shuō)明簡(jiǎn)化的現(xiàn)有技術(shù)的oet器件的透視圖。

圖1b示出圖1a的oet器件的側(cè)視截面圖。

圖1c是圖1a的oet器件的等效電路圖。

圖2a是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的簡(jiǎn)化oet器件的透視圖。

圖2b示出圖2a的oet器件的側(cè)視截面圖。

圖2c是圖2a的oet器件的電路基板的內(nèi)表面的頂視圖。

圖3是圖2a的oet器件的等效電路圖。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的oet器件的部分側(cè)視截面圖，其中，圖2a-2c的感光元件包括光電二極管并且開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)包括晶體管。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的oet器件的部分側(cè)視截面圖，其中，圖2a-2c的感光元件包括光電二極管并且開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)包括放大器。

圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的oet器件的部分側(cè)視截面圖，其中，圖2a-2c的感光元件包括光電二極管并且開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)包括放大器和開(kāi)關(guān)。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的具有顏色檢測(cè)器元件的oet器件的部分側(cè)視截面圖，

圖8說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的具有指示器元件的oet器件的部分側(cè)視截面圖，該指示器元件用于指示dep電極是否被激活。

圖9說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的具有多個(gè)電源的oet器件的部分側(cè)視截面圖，該電源連接到多個(gè)額外的電極。

圖10說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的操作類(lèi)似于圖2a-2c和圖4-9的器件的oet器件的過(guò)程的例子。

具體實(shí)施方式

本說(shuō)明書(shū)描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例和應(yīng)用。然而，本發(fā)明并不局限于這些示例性實(shí)施例和應(yīng)用，或不局限于示例性實(shí)施例或應(yīng)用在本文中所描述或操作的方式。此外，附圖可以示出簡(jiǎn)化的或部分的視圖，并且為了更加清楚，附圖中的元件的尺寸可以擴(kuò)大或不成比例。此外，作為在本文中使用的術(shù)語(yǔ)“在…上”、“附加到”、或“耦合到”，一個(gè)元件(例如材料、層、基板等)可以“在…上”、“附加到”、或“耦合到”另一個(gè)元件，而無(wú)論是否是一個(gè)元件直接地“在…上”、“附加到”、或“耦合到”另一個(gè)元件或者在該一個(gè)元件和另一個(gè)元件之間具有一個(gè)或多個(gè)間隔元件。此外，如果提供了方向(例如，以上、以下、頂、底、側(cè)、上、下、之下、之上、較上、較下、水平、垂直、“x”、“y”、“z”等)，則其是相對(duì)的、且僅僅以例子的方式并且是為了容易示例和討論而提供的，而不是限制性的。此外，在參考元件列表(例如元件a、b、c)時(shí)，這樣的參考旨在包括列出的元件自身、非所有列出的元件的任何組合、和/或所有列出元件的組合中的任何一個(gè)。

如在本文中所使用地，“基本上”意味著對(duì)于期望的目的是足以實(shí)現(xiàn)的。術(shù)語(yǔ)“多個(gè)”意味著多于一個(gè)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，介電泳(dep)電極可以由開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)限定在光電鑷子(oet)器件中，該開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)將電路基板內(nèi)表面上的導(dǎo)電端子連接到功率電極。開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)可以在其中相應(yīng)的dep電極不是有效的“截止”狀態(tài)和其中相應(yīng)的dep電極是有效的“導(dǎo)通”狀態(tài)之間切換。每個(gè)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的狀態(tài)可以由連接到開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)但與其間隔開(kāi)的感光元件控制。圖2a-2c說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的這樣的微流體oet器件200的例子。

如圖2a-2c所示，oet器件200可以包括腔體204，用于容納液體介質(zhì)206。oet器件200也可以包括電路基板216、第一電極212、第二電極224和交流(ac)電源226，其可以連接到第一電極212和第二電極224。

第一電極212可以定位在器件200中，以與腔體204中的介質(zhì)206電接觸(并且因此電連接到其上)。在一些實(shí)施例中，第一電極212整個(gè)或一部分可以透光，以使得光束250能夠通過(guò)第一電極212。與第一電極212相反地，第二電極224可以定位在器件200中，以與腔體204中的介質(zhì)206電絕緣。例如，如圖所示，電路基板216可以包括第二電極224。例如，第二電極224可以包括電路基板216上或電路基板216中的一個(gè)或多個(gè)金屬層。雖然在圖2b中示例為電路基板216內(nèi)的層，但是可選擇地，第二電極224也可以是電路基板216的表面218上的金屬層的一部分。無(wú)論如何，這種金屬層可以包括板、金屬跡線圖案等。

電路基板216可以包括具有相對(duì)高的阻抗的材料。例如，該電路基板216的阻抗一般可以大于腔體204中的介質(zhì)206的電阻抗。例如，該電路基板216的阻抗可以是腔體204中的介質(zhì)206的阻抗的兩倍、三倍、四倍、五倍、或更多倍。在一些實(shí)施例中，該電路基板216可以包括無(wú)摻雜的、具有相對(duì)高電阻抗的半導(dǎo)體材料。

如圖2b所示，電路基板216可以包括互連以形成電路的電路元件(例如，控制模塊240，這將在下面討論)。例如，這種電路可以是在電路基板216的半導(dǎo)體材料中形成的集成電路。因此，電路基板216可以包括不同材料的多個(gè)層，例如非摻雜半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體材料的摻雜區(qū)域、金屬層、電絕緣層等，諸如在形成集成到半導(dǎo)體材料中的微電子電路領(lǐng)域中一般已知的。例如，如圖2b所示，電路基板216可以包括第二電極224，它可以是電路基板216的一個(gè)或多個(gè)金屬層的一部分。在一些實(shí)施例中，該電路基板216可以包括對(duì)應(yīng)于例如互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)集成電路技術(shù)、雙極集成電路技術(shù)或雙mos集成電路技術(shù)的許多已知半導(dǎo)體技術(shù)中的任何一種的集成電路。

如圖2b和2c所示，電路基板216可以包括內(nèi)表面218，其可以是腔體204的一部分。還如圖所示，dep電極232可以位于表面218上。最好如圖2c所示，dep電極232可以是彼此截然不同的。例如，dep電極232彼此不直接電連接。

如圖2b和2c所示，每個(gè)dep電極232可以包括導(dǎo)電端子，其可以具有任何許多不同的尺寸、形狀、和表面218上的位置。例如，如由圖2c的中列dep電極232中的dep電極232所示，每個(gè)dep電極232的導(dǎo)電端子可以與相應(yīng)的感光元件242隔開(kāi)。如另一個(gè)例子，以及如圖2c中的左列和右列dep電極232所示，每個(gè)dep電極232的導(dǎo)電端子可以被布置在相應(yīng)的感光元件242周?chē)?整體上如圖所示或部分地如圖所示(未示出)并且延伸離開(kāi)相應(yīng)的感光元件242，并且這些端子可以包括開(kāi)口234(例如窗口)，光束250可以通過(guò)該開(kāi)口觸發(fā)感光元件242?？蛇x擇地，這樣的dep電極232的端子可以透光，因此可以覆蓋相應(yīng)的感光元件242而沒(méi)有開(kāi)口234。雖然dep電極232在圖2b和2c(以及其它附圖)中所示為包括導(dǎo)電端子，但是一個(gè)或多個(gè)dep電極232也可以選擇性地僅僅包括電路基板的216的表面218的區(qū)域，其中一個(gè)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246與腔體204中的介質(zhì)206電接觸。無(wú)論如何，可以在圖2b中看到，內(nèi)表面218可以是腔體204的一部分，并且介質(zhì)206可以布置在內(nèi)表面218和dep電極232上。

如上所述地，電路基板216可以包括互連以形成電路的電路元件。如圖2b所示，這種電路可以包括控制模塊240，其可以包括感光元件242、控制電路244和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246。

如圖2b所示，每個(gè)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246可以將一個(gè)dep電極232連接到第二電極224。此外，每個(gè)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246可以在至少兩個(gè)不同狀態(tài)之間切換。例如，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246可以在“截止”狀態(tài)和“導(dǎo)通”狀態(tài)之間可切換。在“截止”狀態(tài)下，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246不將相應(yīng)的dep電極232連接到第二電極224。另一方面，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246只提供從相應(yīng)的dep電極232到第二電極224的高阻抗電氣路徑。此外，電路基板216不會(huì)另外提供從相應(yīng)的dep電極232到第二電極224的電連接，因此除了從相應(yīng)的dep電極232到第二電極224的高阻抗連接同時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246處于截止?fàn)顟B(tài)以外，沒(méi)有其它的。在導(dǎo)通狀態(tài)下，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246將相應(yīng)的dep電極232電連接到第二電極224，從而提供從相應(yīng)的dep電極232到第二電極224的低阻抗路徑。當(dāng)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246在截止?fàn)顟B(tài)下時(shí)，相應(yīng)的dep電極232之間的高阻抗可以大于腔體204中的介質(zhì)206的阻抗，并且由處于導(dǎo)通狀態(tài)的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246提供的從相應(yīng)的dep電極232到第二電極224的低阻抗連接可以具有比介質(zhì)206小的阻抗。前述如圖3所示。

圖3說(shuō)明等效電路，其中電阻器342代表腔體204中的介質(zhì)206的阻抗，并且電阻器344代表開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246的阻抗、并且因此代表電路基板216的內(nèi)表面218上的一個(gè)dep電極232和第二電極224之間的阻抗。注意，相應(yīng)的dep電極232和第二電極224之間的阻抗(由電阻器344代表)大于在開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)介質(zhì)206的阻抗(由電阻器342代表)，但是相應(yīng)的dep電極232和第二電極224之間的阻抗(由電阻器344代表)變得小于在開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)介質(zhì)206的阻抗(由電阻器342代表)。因此，導(dǎo)通開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246會(huì)在介質(zhì)206中產(chǎn)生一般從dep電極232到電極212上的相應(yīng)區(qū)域的非均勻電場(chǎng)。該非均勻電場(chǎng)可以在介質(zhì)206中附近的微物質(zhì)208(例如，微粒子或諸如細(xì)胞的生物物體等)上產(chǎn)生dep力。由于dep電極232和第二電極224之間的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246或部分電路基板216需要是感光電路元件，甚至包括光導(dǎo)材料，所以開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246可以提供比現(xiàn)有的det器件中的顯著更低的從dep電極232到第二電極224的阻抗連接，并且開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246可以比現(xiàn)有的oet器件中使用的光電晶體管小得多。

在一些實(shí)施例中，截止?fàn)顟B(tài)下的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246的阻抗可以是導(dǎo)通狀態(tài)下的阻抗的兩倍、三倍、四倍、五倍、十倍、二十倍或更多倍。同樣，在一些實(shí)施例中，截止?fàn)顟B(tài)下的開(kāi)關(guān)246的阻抗可以是介質(zhì)206的阻抗的兩倍、三倍、四倍、五倍、十倍或更多倍，介質(zhì)206的阻抗可以是導(dǎo)通狀態(tài)下的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246的阻抗的兩倍、三倍、四倍、五倍、十倍或更多倍。

即使開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246不需要光導(dǎo)，控制模塊240也可以配置為使得開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246由光束250控制。每個(gè)控制模塊240的感光元件242可以是感光電路元件，其響應(yīng)于光束250而被激活(例如導(dǎo)通)和停用(例如關(guān)斷)。因此，例如，如圖2b所示，感光元件242可以布置在電路基板216的內(nèi)表面218上的區(qū)域。光束250(例如，來(lái)自諸如激光或其它光源的光源(未示出))可以被選擇性地引導(dǎo)到感光元件242以激活元件242，并且光束250然后可以從感光元件242移除以停用元件242。該感光元件242的輸出可以連接到開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246的控制輸入以在截止?fàn)顟B(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)之間切換開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246。

在一些實(shí)施例中，如圖2b所示，控制電路244可以將感光元件242連接到開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246。只要控制電路244利用感光元件242的輸出來(lái)控制開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246的阻抗?fàn)顟B(tài)，就可以說(shuō)控制電路244將感光元件242的輸出“連接”到開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246，并且可以說(shuō)感光元件242被連接到和/或控制開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246。然而，在一些實(shí)施例中，控制電路244不是必須存在的，并且感光元件242可以直接連接到開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246。無(wú)論如何，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246的狀態(tài)可以由感光元件242上的光束250控制。例如，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246的狀態(tài)可以通過(guò)感光元件242上的光束250的存在或不存在來(lái)控制。

控制電路244可以包括根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的機(jī)器可讀的指令(例如，軟件、固件，微碼等)而工作的模擬電路、數(shù)字電路、數(shù)字存儲(chǔ)器和數(shù)字處理器，或前述中的一個(gè)或多個(gè)的組合。在一些實(shí)施例中，該控制電路244可以包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)字鎖存器(未示出)，其可以鎖存由引導(dǎo)到感光元件242上的脈沖光束250所導(dǎo)致的感光元件242的脈沖輸出。因此，控制電路244可以配置(例如，具有一個(gè)或多個(gè)鎖存器)為在每次光束250的脈沖引導(dǎo)到感光元件242上時(shí)，在截止?fàn)顟B(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)之間切換開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246的狀態(tài)。

例如，感光元件242上光束250的第一脈沖--并且因此由感光元件242輸出的正信號(hào)的第一脈沖--能夠?qū)е驴刂齐娐?44將開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246置入導(dǎo)通狀態(tài)。此外，甚至在光束250的脈沖從感光元件242移除之后，控制電路244也可以將開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246維持在導(dǎo)通狀態(tài)。此后，感光元件242上的光束250的下一個(gè)脈沖--并且因此由感光元件242輸出的正信號(hào)的下一個(gè)脈沖--能夠使得控制電路244將開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246切換為截止?fàn)顟B(tài)。感光元件242上的光束250的后續(xù)脈沖--并且因此由感光元件242輸出的正信號(hào)的后續(xù)脈沖--可以在截止?fàn)顟B(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)之間切換開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246。

作為另一個(gè)例子，控制電路244可以響應(yīng)于感光元件242上的光束250的脈沖的不同模式，控制開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246。例如，控制電路244可被配置為響應(yīng)于具有第一特性的感光元件242上的光束250的n個(gè)脈沖的序列(并且因此響應(yīng)于從感光元件242到控制電路244的正信號(hào)的n個(gè)相應(yīng)脈沖)而將開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246設(shè)置為截止?fàn)顟B(tài)，并且響應(yīng)于具有第二特性的k個(gè)脈沖的序列(并且因此響應(yīng)于從感光元件242到控制電路244的正信號(hào)的k個(gè)相應(yīng)脈沖)而將開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246設(shè)置為導(dǎo)通狀態(tài)，其中，n和k可以是相等的或不等的整數(shù)。第一特性和第二特性的例子可以包括以下情況：第一特性可以是發(fā)生在第一頻率處的n個(gè)脈沖，并且第二特性可以是發(fā)生在與第一頻率不同的第二頻率處的k個(gè)脈沖。作為另一個(gè)例子，脈沖可以具有不同的寬度(例如，短的寬度和長(zhǎng)的寬度)等，例如莫里斯代碼。第一特性可以是光束250的n個(gè)短和/或長(zhǎng)寬度的脈沖的具體模式，其構(gòu)成預(yù)定的截止?fàn)顟B(tài)代碼，并且第二特性可以是光束250的k個(gè)短和/或長(zhǎng)寬度的脈沖的不同模式，其構(gòu)成預(yù)定的導(dǎo)通狀態(tài)代碼。事實(shí)上，上述例子可以被配置為將開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246在多于兩個(gè)的狀態(tài)之間切換。因此，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246可以不僅僅具有導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)，還具有更多和/或不同的狀態(tài)。

作為再一個(gè)例子，控制電路244可被配置為，不僅根據(jù)光束250的存在或不存在，還根據(jù)光束250的特性(即從感光元件242到控制電路244的正信號(hào)的相應(yīng)脈沖)來(lái)控制開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246的狀態(tài)。例如，控制電路244可以根據(jù)光束250的亮度(即從感光元件242到控制電路244的正信號(hào)的相應(yīng)脈沖的電平)來(lái)控制開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246。因此，例如，檢測(cè)到的光束250的亮度水平(即從感光元件242到控制電路244的正信號(hào)的相應(yīng)脈沖的電平)大于第一閾值但小于第二閾值可以使控制電路244將開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246設(shè)置為截止?fàn)顟B(tài)，并且檢測(cè)到的光束250的亮度水平(即從感光元件242到控制電路244的正信號(hào)的相應(yīng)脈沖的電平)大于第二閾值可以使控制電路244將開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246設(shè)置為導(dǎo)通狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，第一亮度水平和第二亮度水平之間可以具有二倍、五倍、十倍或更多倍的不同。將在下文中論述的圖7說(shuō)明了其中控制電路244可以根據(jù)光束250的顏色控制開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246的狀態(tài)的例子。再次，上述例子可以被配置為將開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246在多于兩個(gè)的狀態(tài)之間切換。

作為又一個(gè)例子，控制電路244可被配置為根據(jù)光束250的上述特性或光束250的多個(gè)特性的任何組合來(lái)控制開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246的狀態(tài)。例如，控制電路244可被配置為響應(yīng)于光束250的具體頻帶內(nèi)的n個(gè)脈沖的序列而將開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246設(shè)置為截止?fàn)顟B(tài)，以及響應(yīng)于光束250的亮度超過(guò)預(yù)定閾值而將開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246設(shè)置為導(dǎo)通狀態(tài)。

因此，控制模塊240能夠根據(jù)存在或不存在光束250、光束250的特性或內(nèi)表面218的不同區(qū)域(例如與感光元件242的位置相對(duì)應(yīng)地)處的光束250的脈沖的序列的特性，控制電路基板218的內(nèi)表面218上的dep電極232，其中該不同區(qū)域與第一dep電極232隔開(kāi)。因此，感光元件242、控制電路244、和/或開(kāi)關(guān)元件246是用于響應(yīng)于引導(dǎo)到內(nèi)表面218的第二區(qū)域(例如，對(duì)應(yīng)于感光元件242)上的光束(例如250)，激活電路基板(例如216)的內(nèi)表面(例如218)上的第一區(qū)域(例如，未布置在相應(yīng)的感光元件242之上的dep電極232任何部分)處的dep電極232的裝置的例子，其中第二區(qū)域在內(nèi)表面218上與第一區(qū)域隔開(kāi)。

如圖2b和2c所示，可以具有多個(gè)(例如，許多)控制模塊240，每個(gè)模塊配置為控制電路基板的內(nèi)表面218上的不同dep電極232。因此，圖2a-2c的oet器件200可以包括許多dep電極232形式的dep電極，每個(gè)電極可以通過(guò)將光束250引導(dǎo)到感光元件242上或在其上移除而被控制。此外，每個(gè)dep電極232的至少一部分可以在內(nèi)表面218上與相應(yīng)的感光元件242--即引導(dǎo)光250的內(nèi)表面上的區(qū)域--隔開(kāi)，該光250控制dep電極232的狀態(tài)。

圖2a-2c中的說(shuō)明僅僅是例子，可以預(yù)期其變化。例如，注意，可以不需要有控制電路244，和感光元件242可以直接連接到開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246。作為另一個(gè)例子，每個(gè)控制模塊240不需要包括控制電路244。替代地，在一種或多種情況下，可以在多個(gè)感光元件242和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246之間共享控制電路244。作為再一個(gè)例子，dep電極232不需要在電路基板216的表面218上，而是可以在表面218的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246處于與腔體204中的介質(zhì)206電接觸的區(qū)域上包括不同的端子。

圖4-6說(shuō)明圖2a-2c的感光元件242和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246的各種實(shí)施例和示例性配置。

圖4說(shuō)明了除了感光元件242可以包括光電二極管開(kāi)關(guān)442和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246可以包括晶體管446以外，可以類(lèi)似于圖2a-2c的oet器件200的oet器件400。否則，oet器件400可以與oet器件200相同，事實(shí)上，圖2a-2c和圖4中類(lèi)似編號(hào)的元件可以是相同的。如上所述，電路基板216可以包括半導(dǎo)體材料，光電二極管442和晶體管446可以形成在電路基板216的層中，如在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域所知的。

光電二極管442的輸入444可以由直流(dc)電源(未示出)偏置。光電二極管442可以被配置和定位為使得引導(dǎo)到內(nèi)表面218上與光電二極管442對(duì)應(yīng)的位置處的光束250能夠激活光電二極管442，從而使得光電二極管442導(dǎo)通從而輸出正信號(hào)到控制電路244。移除光束250可以停用光電二極管442，從而導(dǎo)致光電二極管442停止導(dǎo)通從而輸出負(fù)信號(hào)到控制電路244。

晶體管446可以是任何類(lèi)型的晶體管，而不必是光電晶體管。例如，晶體管446可以是場(chǎng)效應(yīng)晶體管(fet)(例如，互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)晶體管)、雙極晶體管或雙mos晶體管。

如果晶體管446是fet晶體管，如圖4所示，則漏極或源極可以連接到電路基板216的內(nèi)表面218上的dep電極232，并且漏極或源極中的另一個(gè)可以連接到第二電極224。光電二極管442的輸出可以連接(例如，通過(guò)控制電路244)到晶體管446的柵極?？蛇x擇地，光電二極管442的輸出可以直接連接到晶體管446的柵極。無(wú)論如何，晶體管446可以被偏置以使得提供到柵極的信號(hào)將晶體管446關(guān)斷或?qū)ā?/p>

如果晶體管446是雙極晶體管，則集電極或發(fā)射極可以連接到電路基板216的內(nèi)表面218上的dep電極232，并且集電極或發(fā)射極中的另一個(gè)可以連接到第二電極224。光電二極管442的輸出可以連接(例如，通過(guò)控制電路244)到晶體管446的基極。可選擇地，光電二極管442的輸出可以直接連接到晶體管446的基極。無(wú)論如何，晶體管446可以被偏置以使得提供到基極的信號(hào)將晶體管446關(guān)斷或?qū)ā?/p>

無(wú)論晶體管446是fet晶體管或是雙極晶體管，晶體管446都可以相對(duì)于圖2a-2c的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)226如以上討論地工作。也就是說(shuō)，導(dǎo)通時(shí)，晶體管446可以提供如上所討論的相對(duì)于圖2a-2c的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)226的從dep電極232到第二電極224的低阻抗電路徑。相反地，關(guān)斷時(shí)，晶體管446可以提供如上所討論的相對(duì)于開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)226的從dep電極232到第二電極224的高阻抗電路徑。

圖5說(shuō)明了除了感光元件242包括光電二極管442(其可以與如上相對(duì)于圖4所描述的相同)和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246包括不需要具有光導(dǎo)性的放大器546以外，可以與圖2a-2c的oet器件200類(lèi)似的oet器件500。否則，oet器件500可以與oet器件200相同，替代地，在圖2a-2c和圖5中的類(lèi)似編號(hào)的元件可以是相同的。如上所述，電路基板216可以包括半導(dǎo)體材料，并且如在半導(dǎo)體加工領(lǐng)域所知地，放大器546可以形成在電路基板216的層中。

放大器546可以是任何類(lèi)型的放大器。例如，放大器546可以是運(yùn)算放大器，一個(gè)或多個(gè)晶體管配置為用作放大器等。如圖所示，控制電路244可以利用光電二極管442的輸出控制放大器546的放大等級(jí)。例如，控制電路244可以控制放大器546以如上所討論地關(guān)于圖2a-2c的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)226工作。也就是說(shuō)，在光束250在光電二極管442上不存在(因此來(lái)自光電二極管442的輸出不存在)時(shí)，控制電路244可以將放大器546關(guān)斷或?qū)⒎糯笃?46的增益設(shè)置為零，從而有效地使放大器546提供如上討論的相對(duì)于開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246的從dep電極232到第二電極224的高阻抗電連接。相反地，在光電二極管442上光束250的存在(因此來(lái)自光電二極管442的輸出)會(huì)導(dǎo)致控制電路244將放大器546導(dǎo)通或?qū)⒎糯笃?46的增益設(shè)置為非零值，從而有效地使放大器546提供如上討論的相對(duì)于開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246的從dep電極232到第二電極224的低阻抗電連接。

圖6的oet器件600可以類(lèi)似于圖5的oet器件500，除了開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246(見(jiàn)圖2a-2c)可以包括與放大器602串聯(lián)的開(kāi)關(guān)604以外。開(kāi)關(guān)604可以包括任何種類(lèi)的包括諸如圖4的晶體管442的晶體管的電開(kāi)關(guān)。放大器602可以像圖5放大器546。一般如上所述地，開(kāi)關(guān)604和放大器602可以形成在電路基板216中。

控制電路244可以被配置為控制開(kāi)關(guān)604是否根據(jù)光電二極管442的輸出而斷開(kāi)或閉合。可選擇地，光電二極管442的輸出可以直接連接到開(kāi)關(guān)604。無(wú)論如何，當(dāng)開(kāi)關(guān)604斷開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)604和放大器602可以提供如上討論的從dep電極232到第二電極224的高阻抗電連接。相反地，當(dāng)開(kāi)關(guān)604閉合時(shí)，開(kāi)關(guān)604和放大器602可以提供如上討論的從dep電極232到第二電極224的低阻抗電連接。

圖7說(shuō)明除了一個(gè)或多個(gè)(例如所有的)感光元件242中的每一個(gè)可以用顏色檢測(cè)器元件710替換以外，可與圖2a-2c的器件200類(lèi)似的oet器件700的部分側(cè)視截面圖。一種顏色檢測(cè)器元件710如圖7所示，但在圖1a-1c中的每個(gè)感光元件242可以由這樣的元件710替換。圖7中的控制模塊740可類(lèi)似于圖1a-1c中的控制模塊240，并且圖1a-1c和圖7中類(lèi)似編號(hào)的元件是相同的。

如圖所示，顏色檢測(cè)器元件710可以包括多個(gè)彩色光電檢測(cè)器702、704(示出了兩個(gè)，但可以有更多個(gè))。每個(gè)通過(guò)顏色檢測(cè)器702、704可以被配置為響應(yīng)于不同顏色的光束250而將正信號(hào)提供到控制電路244。例如，光電檢測(cè)器702可以被配置為當(dāng)?shù)谝活伾墓馐?50引導(dǎo)到光電檢測(cè)器702、704上時(shí)，將正信號(hào)提供到控制電路244，并且光電檢測(cè)器704可被配置為當(dāng)光束250是可與第一顏色不同的第二顏色時(shí)，將正信號(hào)提供到控制電路244。

如圖所示，每個(gè)光電檢測(cè)器702、704可包括彩色濾波器706和感光元件708。每個(gè)濾波器706可被配置為僅通過(guò)特定的顏色。例如，第一個(gè)光電檢測(cè)器702的濾波器706基本上可以?xún)H通過(guò)第一顏色，第二個(gè)光電檢測(cè)器704的濾波器706基本上可以?xún)H通過(guò)第二顏色。該感光元件708都可以與如上討論的圖2a-2c的感光元件242類(lèi)似或相同。

在圖7中示出的彩色光電檢測(cè)器702、704的配置僅僅是個(gè)例子，可以預(yù)期各種改變。例如，可以是一個(gè)或兩個(gè)彩色光電檢測(cè)器702、704可以包括配置為僅響應(yīng)特定顏色的光而導(dǎo)通的光電二極管，而不是包括濾波器706和感光元件708。

無(wú)論如何，控制電路244可以被配置為響應(yīng)于第一顏色的光束250脈沖而將開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246設(shè)置為一個(gè)狀態(tài)(例如導(dǎo)通狀態(tài))，以及響應(yīng)于第二顏色的光束250脈沖而將將開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246設(shè)置到另一個(gè)狀態(tài)(例如截止?fàn)顟B(tài))。如上所述地，彩色檢測(cè)器元件710可以包括多于兩個(gè)的彩色光電檢測(cè)器702、704，并且因此，控制電路244可以被配置為將開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246在多于兩個(gè)的不同狀態(tài)之間切換。

圖8是除了每個(gè)控制模塊840還可以包括指示器元件802以外，可與圖2a-2c的器件200類(lèi)似的oet器件800的部分側(cè)視截面圖。也就是說(shuō)，除了控制模塊840可替換每個(gè)控制模塊240以外，器件800可以與圖2a-2c的器件200類(lèi)似，并且因此，可以具有與每個(gè)dep電極232關(guān)聯(lián)的指示器元件802。此外，器件800可以與圖2a-2c的器件200類(lèi)似，并且圖2a-2c和圖8中類(lèi)似編號(hào)的元件是相同的。

如圖所示，指示器元件802可以連接到控制電路244的輸出，該控制電路可以被配置為將指示器元件802設(shè)置到不同的狀態(tài)，每個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246的一個(gè)可能的狀態(tài)。因此，例如，控制電路244可以將指示器元件802導(dǎo)通，同時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246處于導(dǎo)通狀態(tài)，并且可以將指示器元件802關(guān)斷，同時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246處于截止?fàn)顟B(tài)。在上述的例子中，指示器元件802可以被導(dǎo)通，同時(shí)與其關(guān)聯(lián)的dep電極232被激活，并且指示器元件802可以被關(guān)斷，同時(shí)dep電極232沒(méi)被激活。

指示器元件802可以?xún)H當(dāng)導(dǎo)通時(shí)，才提供視覺(jué)指示(例如，發(fā)光804)。指示器元件802的非限制的例子包括諸如發(fā)光二極管(其可以形成在電路基板216上)、燈泡等光源。如圖所示，dep電極232可以包括用于指示器單元802的第二開(kāi)口834(例如窗口)。可選擇地，指示器元件802可以與dep電極232隔開(kāi)，從而不被dep電極232覆蓋，在這種的情況下，dep電極232中不需要具有第二窗口834。另外可選擇地，dep電極232可以透光，在這種情況下，即使dep電極232覆蓋指示器元件802也不需要第二窗口834。

圖9是除了器件900可以不僅包括第二電極而且可以包括一個(gè)或多個(gè)額外電極924、944(示出兩個(gè)，但是可以具有一個(gè)或多個(gè))和相應(yīng)的多個(gè)額外電源926、946以外，可與圖2a-2c的器件200類(lèi)似的oet器件900的部分側(cè)視截面圖。此外，器件900可以與圖2a-2c的器件200類(lèi)似，并且圖2a-2c和圖9中類(lèi)似編號(hào)的元件是相同的。

如圖所示，每個(gè)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246可以被配置為將相應(yīng)的dep電極232電連接到電極224、924、944中的一個(gè)。因此，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246可以被配置為選擇性地將相應(yīng)的dep電極232連接到第二電極224、第三電極924、或第四電極944。每個(gè)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246也可以被配置為將第一電極212與所有的電極224、924、944斷開(kāi)。

同樣如圖所示，電源226可以連接到如上討論的第一電極212和第二電極224(從而在它們之間提供電源)。電源926可以連接到第一電極212和第三電極924(從而在它們之間提供電源)，并且電源946可以連接到第一電極212和第四電極944(從而在它們之間提供電源)。

每個(gè)電極924、944一般可以類(lèi)似于如上討論的第二電極224。例如，每個(gè)電極924、944可以與腔體204中的介質(zhì)206電絕緣。作為另一個(gè)例子，每個(gè)電極924、944可以是電路基板216的表面218上或電路基板216內(nèi)的金屬層的一部分。每個(gè)電源926、946可以是交流(ac)電源，類(lèi)似于如上所討論的電源226。

然而，電源926、946可以被配置為不同于電源226。例如，每個(gè)電源226、926、946可以被配置為提供不同水平的電壓和/或電流。在這樣的例子中，因此每個(gè)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246可以在其中dep電極232不連接任何電極224、944、924的“截止”狀態(tài)和其中dep電極232連接到任何一個(gè)電極224、944、924的多個(gè)“導(dǎo)通”狀態(tài)中的任何一個(gè)之間切換與相應(yīng)的dep電極232的電連接。

作為電源226、926、946如何可以不同地配置的另一個(gè)例子，每個(gè)電源226、926、946可以被配置為提供具有不同相移的電力。例如，在包括電極224、924和電源226、926(而不是電極944和電源946)的實(shí)施例中，電源926可以提供與由電源226提供的電力的相位具有接近(例如上下百分之十)一百八十(180)度不同的電力。在這樣的實(shí)施例中，每個(gè)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246可以被配置為在將相應(yīng)的dep電極232連接到第二電極224和第三電極924之間切換。器件900可以被配置為使得當(dāng)dep電極232連接到電極224、924中的一個(gè)(例如224)時(shí)相應(yīng)的dep電極232被激活(因此被導(dǎo)通)，以及當(dāng)dep電極232連接到電極224、924中的另一個(gè)(例如924)時(shí)相應(yīng)的dep電極232被停用(因此被關(guān)斷)。與圖2a-2c的器件200相比，這樣的實(shí)施例可以減少關(guān)斷的dep電極232的漏電流。

注意，一個(gè)或多個(gè)下文可以包括以下例子：用于響應(yīng)于引導(dǎo)到內(nèi)表面的第二區(qū)域上的光束而激活電路基板內(nèi)表面的第一區(qū)域處的dep電極的裝置，其中，第二區(qū)域與第一區(qū)域隔開(kāi)；激活裝置進(jìn)一步用于響應(yīng)于引導(dǎo)到內(nèi)表面的多個(gè)第二區(qū)域上的光束而激活電路基板內(nèi)表面的第一區(qū)域處的多個(gè)dep電極，其中，每個(gè)第二區(qū)域與每個(gè)第一區(qū)域隔開(kāi)；激活裝置進(jìn)一步用于響應(yīng)于具有第一特性的光束而激活dep電極，并且響應(yīng)于具有第二特性的光束而停用dep電極；激活裝置進(jìn)一步用于響應(yīng)于具有第一特性的光束的n個(gè)脈沖的序列而激活dep電極；激活裝置進(jìn)一步用于響應(yīng)于具有第二特性的光束的k個(gè)脈沖的序列而停用dep電極，其中：感光元件242包括光電二極管442和/或多頻率光電檢測(cè)器710；控制電路244以本文中描述或說(shuō)明的任何方式配置；和/或開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246包括晶體管446、放大器546、和/或放大器602和開(kāi)關(guān)604。

圖10說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于控制微流體oet器件中的dep電極的過(guò)程1000。如圖所示，在步驟1002處，可以獲得微流體oet器件。例如，在步驟1002處，可以獲得圖2a-2c和圖4-9中的微流體oet器件200、400、500、600、700、800、900中的任何一個(gè)或類(lèi)似的器件。在步驟1004處，ac電源可以施加到在步驟1002處獲得的器件的電極。例如，如上所討論地，ac電源226可以連接到與腔體204中的介質(zhì)206電接觸的第一電極212和與介質(zhì)206絕緣的第二電極224。在步驟1006處，在步驟1002處獲得的器件的dep電極可以被選擇性地激活和停用。例如，如上所討論地，可以通過(guò)選擇性將光束250引導(dǎo)到感光元件242(例如，圖4、5和6中的光電二極管442)或從其上移除光束250，以如上所討論地切換開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)246(例如，圖4的晶體管446、圖5的放大器556和圖5的開(kāi)關(guān)602和放大器604)的阻抗?fàn)顟B(tài)，而選擇性地激活和停用上述dep電極232。

盡管已經(jīng)在本說(shuō)明書(shū)中描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例和應(yīng)用，但是這些實(shí)施例和應(yīng)用是示例性的，可以進(jìn)行許多的改變。