CN107690578B - 用于传感的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种装置和方法，该装置包括：信息电极；接地电极；光阻元件，其被配置为使信息电极能够连接到接地电极；其中，该装置被配置为使传感器元件能够被放置为覆盖光阻元件，以使得传感器元件的光学特性的变化控制接地电极与信息电极之间的连接。

Description

用于传感的装置和方法
技术领域
本公开的示例涉及一种用于传感的装置和方法。特别地，本公开的示例涉及一种用于传感的装置和方法，其中传感装置能被电容式触摸屏读取。
背景技术
在分析物存在的情况下产生可见变化的传感器元件是已知的。例如，在暴露于特定分析物时改变颜色的材料可被用于确定该分析物的存在。
通常，这种传感器元件由在查看传感器元件的使用者人工读取。使这种传感器元件能够以电子方式读取是有用的。
发明内容
根据本公开的各种但不必全部的示例，可提供一种装置，其包括：信息电极；接地电极；光阻元件，其被配置为使信息电极能够连接到接地电极；其中，该装置被配置为使传感器元件能够被放置为覆盖光阻元件，以使得传感器元件的光学特性的变化控制接地电极与信息电极之间的连接。
在一些示例中，光阻元件可被放置在信息电极与接地电极之间。
在一些示例中，光阻元件可形成信息电极的一部分。
在一些示例中，该装置可被配置为放置在电容式触摸屏上，以使电容式触摸屏和光源能够照亮传感器元件，并检测信息电极是否连接到接地电极。
在一些示例中，该装置可包括聚合物涂层。
在一些示例中，该装置可包括多个信息电极。
在一些示例中，该装置可包括多个接地电极。
在一些示例中，该装置可包括至少一个参考电极。
在一些示例中，传感器元件可集成到该装置中。
在一些示例中，传感器元件可包括用于响应于分析物而改变光学特性的材料。
在一些示例中，传感器元件可被设置在至少部分透明的测试条上。
在一些示例中，该装置可包括校准条。该校准条使得能够确定由传感器元件检测到的分析物的量。
在一些示例中，可提供一种包括如上所述的装置的测试设备。
根据本发明的各种但不必全部的示例，可提供一种方法，其包括：设置信息电极；设置接地电极；设置光阻元件，其被配置为使信息电极能够连接到接地电极；其中，光阻元件被配置为使传感器元件能够被放置为覆盖光阻元件，以使得传感器元件的光学特性的变化控制接地电极与信息电极之间的连接。
在一些示例中，该方法还可包括将光阻元件放置在信息电极与接地电极之间。
在一些示例中，该方法还可包括由所述光阻元件形成信息电极的一部分。
在一些示例中，该方法还可包括将传感器元件配置为放置在电容式触摸屏上，以使电容式触摸屏和光源能够照亮传感器元件，并检测信息电极是否连接到接地电极。
在一些示例中，该方法还可包括设置聚合物涂层。
在一些示例中，该方法还可包括设置多个信息电极。
在一些示例中，该方法还可包括设置多个接地电极。
在一些示例中，该方法还可包括设置至少一个参考电极。
在一些示例中，该方法还可包括将传感器元件集成到装置中。
在一些示例中，传感器元件可包括用于响应于分析物而改变光学特性的材料。
在一些示例中，该方法还可包括将传感器元件设置在至少部分透明的测试条上。
在一些示例中，该方法还可提供校准条。该校准条可使得能够确定由传感器元件检测到的分析物的量。
根据本公开的各种但不必全部的示例，可提供如所要求保护的示例。
附图说明
为了更好地理解有利于理解详细的描述的各种示例，现在仅以示例的方式参照附图，其中：
图1示出示例性装置；
图2示出示例性装置的等效电路；
图3示出包括多个信息电极的示例性装置；
图4示出示例性装置和测试条；
图5示出其中光阻元件形成信息电极的一部分的示例性装置；
图6示出包括校准条的示例性装置；
图7示出包括多个接地电极的示例性装置；
图8示出一种方法；
图9A至9D示出另一个示例性方法；
图10示出使用装置的方法；
图11示出用示例性装置所获得的结果；
图12示出用另一个示例性装置所获得的结果；
图13A至13D示出光阻元件的示例性响应。
具体实施方式
附图示出了一种装置1，其包括：信息电极3；接地电极7；光阻元件5，其被配置为使信息电极3能够连接到接地电极7；其中，装置1被配置为使传感器元件41能够被放置为覆盖光阻元件5，以使得传感器元件41的光学特性的变化控制接地电极7与信息电极3之间的连接。
装置1可用于传感。装置1可用于感应样品或环境中分析物的存在。分析物可引起传感器元件41的光学特性的变化。电容式触摸屏可用于提供背光以测量传感器元件41的光学特性。电容式触摸屏还可用于检测信息电极3是否连接到接地电极7。
图1示意性地示出了示例性装置1。装置1包括信息电极3、接地电极7和光阻元件5。电极3、7和光阻元件5在基板9上提供。
基板9可以是平的或基本上平的基板9。电极3、7和光阻元件5可印刷在基板9上。由于基板9是平的或基本上平的，这使得装置1能够被放置在电容式触摸屏的表面上，以使得电容式触摸屏能检测电极3、7并读取传感器元件41。
基板9还可使装置1能够容易地附着到货物或其它物体上。应当理解，在其它示例中，装置1可具有不同的形状，例如，装置1可以是柔性的，这可使其能够由使用者来变形。
基板9可由不透明材料形成。基板9可以是不透明的，这样，当装置1被设置在电容式触摸屏上时，环境光不会激活光阻元件5。
信息电极3可包括一部分的导电材料。导电材料部分可被设定尺寸，以使得导电区域能被电容式触摸屏检测。接地电极7也可包括一部分的导电材料。导电迹线11可被设置在信息电极3与接地电极7之间。导电迹线11可在接地电极7与信息电极3之间提供直流路径。
在本公开的示例中，光阻元件5可被设置在信息电极3与接地电极7之间。光阻元件5可被配置为使信息电极3能够连接到接地电极7或与接地电极7断开连接。在图1的示例中，光阻元件5被设置在导电迹线11内。在其它示例中，光阻元件5可形成信息电极3的一部分。
光阻元件5可包括可具有取决于入射光的量的阻值的任何装置。光阻元件5可包括光敏电阻器，诸如GFET(石墨烯场效应晶体管)的光电晶体管，具有量子点或其它功能化的功能化GFET，光电二极管，感光结，热电元件或可被配置为响应于入射光而发生电阻率变化的任何其它合适的装置。
在一些示例中，光阻元件5可被配置为由光的特定波长或波长范围来触发。例如，光阻元件5可被配置为由红色、绿色或蓝色光来触发。
光阻元件5可被配置为当其暴露于入射光时，变得更具导电性。当光阻元件5上没有入射光时，光阻元件5可具有高的阻值，这可有效地使信息电极3与接地电极7断开连接。这阻止了在接地电极7与信息电极3之间的电荷转移。当光阻元件5上有入射光时，光阻元件5可具有低的阻值，这可使信息电极3能够连接到接地电极7。这在接地电极7与信息电极3之间提供直流路径，并且允许在接地电极7与信息电极3之间的电荷转移。
当装置1被放置在电容式触摸屏上时，如果信息电极3连接到接地电极7，则电容式触摸屏可能够检测信息电极3。如果信息电极3没有连接到接地电极7，则电容式触摸屏可能不能够检测信息电极3。当电荷可以在两个电极3、7之间流动时，信息电极3可连接到接地电极7。当电荷被阻止在电极3、7之间流动时，信息电极可能与接地电极7断开连接。光阻元件5可控制信息电极3是否连接到接地电极7。因此，电容式触摸屏是否能检测信息电极3取决于光阻元件5将信息电极3与接地电极7相连接还是断开连接。这将取决于光阻元件5上入射光的量。
装置1可被配置为使传感器元件41能够被放置为覆盖光阻元件5。传感器元件41可包括具有响应于分析物而变化的光学特性的任何材料。光学特性可以是材料的颜色、材料的透明度、材料的荧光性或任何其它合适的特性。
如果传感器元件41被设置为覆盖光阻元件5，则入射到光阻元件5上的光量将由传感器元件41的光学特性确定。因此，传感器元件41的光学特性控制信息电极3与接地电极7之间的连接。这使得电容式触摸屏能够被用于从传感器元件41读取结果。
图2示出了图1的示例性装置1的等效电路。电容器C1是信息电极3与电容式触摸屏之间的电容。电阻器R1是如上所述的光阻元件5。
电路的电荷转移可使用以下公式来计算：
Figure GDA0002641673880000061
互电容式触摸屏可被用于测量发射电极与接收电极之间耦合的电荷的变化。当诸如使用者的手指的电荷储存容器接近电容式触摸屏放置时，电荷从接收电极移除。当从接收电极移除的电荷超过阈值时，则触摸被记录。
电容器C1的时间常数T是当施加恒定电压时，将电容器充电到近似其最大值的三分之二所花费的时间。时间常数由以下公式给出：
T＝RC
因此，如果光阻元件的阻值R增加，则将使电容器的时间常数增加并使电荷转移到电容器极板上的速率变慢。如果阻值R足够高，则被转移到电容器极板上的电荷将不足以使电容式触摸屏记录输入。
图3示意性地示出了包括多个信息电极3和多个光阻元件5的示例性装置1。装置1还包括接地电极7和多个参考电极31。电极3、7、31在基板9上提供。基板9可以是如上所述的基板。
在图3的示例中，装置1包括三个信息电极3。每个信息电极3可具有相同的尺寸和形状。每个信息电极3通过导电迹线11和光阻元件5连接到接地电极7。每个信息电极3可被配置为独立地连接到接地电极7。这使得触摸屏能够独立于其它信息电极3而检测每个信息电极3。不同的信息电极3可使不同的传感器元件41能够被电容式触摸屏读取。
在图3的示例中，提供了三个信息电极3和三个光阻元件5。光阻元件5的数量与信息电极3的数量相同。应当理解，在本公开的其它示例中，可提供任何数量的信息电极3和光阻元件5。
在图3的装置1中，提供了一个接地电极7，并且所有的信息电极3都被配置为连接到同一个接地电极7。在其它示例中，可提供多个接地电极7，并且不同的信息电极3可连接到不同的接地电极7。
参考电极31可提供用于使电容式触摸屏7能够确定光阻元件5和/或信息电极3的位置的装置。
参考电极31可包括部分导电材料。导电材料部分可被设定尺寸，以使得导电区域能被电容式触摸屏检测。参考电极31通过导线或导电迹线33连接到接地电极7。导线或导电迹线33可在参考电极31与接地电极7之间提供直流路径。
在图3的示例中，参考电极31永久性地连接到接地电极7。在参考电极31与接地电极7之间没有设置开关元件或传感器元件。这使得电容式触摸屏能够不考虑显示器的亮度或传感器元件41的状态而检测到参考电极31的位置。
在图3的示例中，参考电极31被设置在装置1的拐角中。应当理解，在本公开的其它示例中，参考电极31可被设置在其它位置。
在图3的示例中，提供了两个参考电极31和一个接地电极7。这使得基板9的表面的平面能够被识别。应当理解，在本公开的其它示例中，可使用其它数量和/或布置的参考电极31。
在图3的示例中，装置1还包括多个信息电极3。在图3的示例中，提供了三个信息电极3。
图4示出了图3具有集成的传感器元件41的示例性装置1。在图4的示例中，传感器元件41在侧流试验43内提供。应当理解，在本公开的其它示例中，可使用任何其它类型的测试或传感器。
侧流试验43包括测试条45。测试条45是被设置覆盖在基板9上的长且细的条。样品47可被添加到测试条45中。然后样品47通过由箭头49所示的方向上的毛细作用沿着测试条45被拉动。图4中的示例性测试条45包括两个传感器元件41。第一传感器元件41A是用于指示侧流试验43是否已成功完成的控制线。控制线可在侧流试验43已完成时改变颜色。
第二传感器元件41B是用于提供测试结果的测试线。第二传感器元件41B指示分析物是否存在于样品47中。如果分析物存在，则测试线可改变颜色。
所述两个传感器元件41沿着条45被设置在不同的位置处，以使得每个传感器元件41覆盖不同的光阻元件5。这使得不同的信息电极3能够通过不同的传感器元件41连接到接地电极7或与接地电极7断开连接。
应当理解，在本公开的其它示例中，可使用其它具有不同数量和布置的传感器元件41的测试。此外在图4的示例中，传感器元件41改变颜色。应当理解，在本公开的其它示例中，可使用光学特性的其它变化。
当侧流试验43被设置为覆盖装置1时，控制线覆盖第一光阻元件5，并且测试线覆盖第二不同的光阻元件5。第三光阻元件5没有被侧流试验43覆盖。未被覆盖的光阻元件5用作控制光阻元件5，并且可用于确定装置1是否在打开和关闭电容式触摸屏的光时正常工作。
为了使电容式触摸屏能够读取传感器元件41，使用者将装置1放置在触摸屏的表面上并触摸接地电极7。在图4的示例中，侧流试验43和传感器元件41最初是透明的或至少部分透明的。这允许来自电容式触摸屏的光入射到光阻元件5上，降低了光阻元件5的阻值，并允许相应的信息电极3连接到接地电极7。这允许信息电极3将被电容式触摸屏检测。
如果测试完成，则一个或多个传感器元件41改变颜色。这改变了断开连接信息电极3所需的照明。对于给定的照明亮度，这减少了入射到相应的光阻元件5上的光，增加了阻值。对于给定的照明亮度，这可将相应的信息电极3与接地电极7断开连接，以使得电容式触摸屏不能检测信息电极3。
由于控制光阻元件5没有被侧流试验覆盖，所以如果所提供的背光被激活，则控制光阻元件5其上始终有入射的光。这可用于确保装置1和电容式触摸屏正常工作。
参考电极31始终连接到接地电极，并且能独立于背光的状态及侧流试验和传感器元件41的状态而被检测。参考电极31可用于使信息电极3能够被识别。
表1示出了图4中的装置的电极检测输出。
Figure GDA0002641673880000081
Figure GDA0002641673880000091
因此，图4中的示例性装置使得电容式触摸屏能够用于读取侧流试验43的结果。
在一些示例中，侧流试验43可集成在装置1内，以使得装置1和侧流试验43形成组合设备。在其它示例中，侧流试验43可以可移除地附着到装置1上。这可使得相同的装置1能够用于使不同的侧流试验43能够被读取。
图5示出了另一个示例性装置1。图5中的示例性装置类似于图4中的示例性装置，除了在图5中，光阻元件5形成信息电极3的一部分。
在图5的示例性装置1中，光阻元件5可包括光敏电阻器，其足够大以用作信息电极3以及开关。这可提供简化的装置1并且可使得更多的电极3能够在装置1上提供。
图6示出了另一个示例性装置1。图6中的示例性装置类似于图5中的示例性装置1，除了在图6中，除了侧流试验43之外，装置1还包括校准条61。
图6中的示例性装置1包括多个信息电极3，其被用于使得信息能够从侧流试验43被读取。装置1还包括多个校准电极63，其使得信息能够从校准条61被读取。校准电极63可与信息电极3相同，使得它们具有相同的尺寸和形状，并且通过光阻元件5连接到接地电极7。在图6的示例中，光阻元件5形成校准电极63的一部分。应当理解，在本公开的其它示例中，可使用其它布置。
在图6的示例中，提供了三个校准电极63，但是其中两个校准电极63被放置在校准条61的下面，因此在图6中未示出。第三校准电极63包括控制校准电极63，与校准条邻近设置。控制校准电极63可用于确保装置1正常工作。
校准条61可包括一个或多个校准元件65。校准元件65可具有从侧流试验43复制肯定读取结果的光学特性。校准条61可确保获得正确的读取结果而不考虑电容式触摸屏的照明特性和灵敏度。
在图6的示例中，提供了两个校准元件65。第一校准元件65A具有与控制线在侧流试验43已完成时的光学特性相对应的光学特性。第二校准元件65B具有与测试线在获得肯定结果时的光学特性相对应的光学特性。
为了读取侧流试验43，不再检测信息电极3时的背光的亮度被确定。该亮度可与不再检测校准电极63时的背光的亮度进行比较。这使得肯定测试结果能够被识别，即使背光具有不同的强度，或者即使在装置1或电容式触摸屏的表面上存在污垢或其它物质。这也可使得相同的装置1能够与可能具有不同灵敏度的不同触摸屏一起使用。
在一些示例中，校准条61可使得能够实现定量或半定量读取结果。在这样的示例中，可对应于不同浓度的分析物提供多个校准元件65。通过将从信息电极3获得的读取结果与来自校准电极63的读取结果进行比较，可确定分析物的浓度。
图7示出了另一个示例性装置1。图7中的示例性装置类似于图6中的示例性装置1，除了在图7中，装置1包括多个接地电极7。在图7中的特定示例中，第一接地电极7A被设置用于校准电极63，第二接地电极7B被设置用于信息电极3。信息电极中的一些在测试条45的下面。
在图7的示例中，使用者可在不同的时间触摸不同的接地电极7。这可使得校准电极63能够在与读取信息电极3的时间不同的时间被读取。这在其中多个不同的传感器元件41在单个测试条45中提供并且电容式触摸屏被限制了它能同时检测的输入数量的示例中可以是有用的。
在图7的示例中，提供了四个参考电极31。每个相应的接地电极7A、7B连接到不同的参考电极31。这使得参考点能够在使用者触摸每个不同的接地电极7A、7B时被提供。
在以上所描述的示例中，在装置1上仅提供一个侧流试验43。应当理解，在其它示例中，可在单个装置1上提供多个侧流试验43。这可使得多个侧流试验43能够同时或按顺序读取。多个测试可以是针对同一样品47内的不同分析物的测试或者使用不同的样品47的测试。多个侧流试验43还可使能样品47的定量分析，因为它可使得分析物的不同阈值浓度能够被检测到。这可通过使多个不同的传感器元件41每个针对同一分析物具有不同的灵敏度来实现。
在一些示例中，装置1可包括多个接地电极7，以使得每个不同的侧流试验43可耦合到与不同的接地电极7相连接的信息电极3。使用者可通过依次触摸每个接地电极7来使得每个侧流试验43被按顺序读取。
图8示出了一种方法。该方法可用于提供上述示例性装置1。该方法包括在框81处设置信息电极3，并且在框83处设置接地电极7。该方法还包括在框85处设置光阻元件5，其被配置为使信息电极3能够连接到接地电极7。光阻元件5被配置为使传感器元件41能够被放置为覆盖光阻元件5，以使得传感器元件41的光学特性的变化控制接地电极7与信息电极3之间的连接。
图9A至9D示出了另一个形成诸如上述装置1的装置1的示例性方法。图9A至9D示出了在各个制造阶段的装置1。
在图9A中，导电元件在基板9上图案化。导电元件可包括可如上所述的一个或多个接地电极7和一个或多个信息电极3。在一些示例中，诸如参考电极31、校准电极63和任何其它合适的电极的其它导电元件也可图案化。导电元件还可包括在相应的电极与接地电极7之间的迹线11、33。
导电元件可使用诸如丝网印刷、喷墨印刷、辊对辊印刷、电沉积铜膜蚀刻或任何其它合适的技术的任何合适的方式来形成。
基板9可由任何合适的材料形成。基板9可以是不透明的，使得当装置1在使用时，外部的光不会激活光阻元件5。基板9可由纸、纸板、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酰亚胺或任何其它合适的材料制作而成。
在图9B中，形成了一个或多个光阻元件5。在一些示例中，光阻元件5可通过直接在电极3、7上印刷光敏电阻材料而形成。然后可在光敏电阻材料上设置封装层。在其它示例中，可在电极3与电极7之间接合预先制造的光阻元件5。
在图9C中，侧流试验43被集成到装置1中。侧流试验43被放置在装置1上，使得传感器元件41覆盖光阻元件5。在图9C的示例中，用粘合剂在装置1的顶部上层压侧流试验43。
在图9C中仅示出了一个侧流试验43。应当理解，任何数量的侧流试验43可集成到装置1中。还应当理解，校准条61可用与侧流试验43类似的方式耦合到装置。
在图9D中，覆盖材料91被添加到装置91上。覆盖材料91可提供钝化材料，这可增加装置1的寿命的。
在一些示例中，覆盖层还可用于向电容式触摸屏的表面提供光粘附。这可减少装置1的表面与电容式触摸屏之间的光泄漏。它也可防止装置1在电容式触摸屏的表面上滑动。这可使得能够在一段时间上获得更准确的读取结果。这在其中装置1包括多个接地电极7并且不同组的信息电极3在不同的时间被读取的示例中可是特别有益的。覆盖层可由诸如聚二甲基硅氧烷(PDMS)或任何其它合适的材料的任何合适的材料制作而成。
在一些示例中，除了在光阻元件5上的区域之外，覆盖材料91可以是不透明的。这可减少光泄漏并提供更准确的读取结果。
在图9C-9D的示例中，侧流试验43与光阻元件5在基板9的同一侧上提供。传感器元件41可与光阻元件5邻近设置。在其它示例中，侧流试验43和传感器元件41可与光阻元件5在基板9的相对侧上提供。在这样的示例中，基板9被设置在光阻元件5与传感器元件41之间。在这样的示例中，基板9可以是透明的，以使光能够从传感器元件41通过基板9进行传输。
图10示出了从诸如上述装置1的装置1读取信息的示例性方法。图10中的方法可由包括电容式触摸屏和光源的电子设备来执行。
在框101处，在电容式触摸屏上检测到装置1。装置1可被向下放置。电子设备可通过检测参考电极31来检测装置1。
使用者可能必须触摸接地电极7，以检测到参考电极31。在一些示例中，装置1可包括多于一个的接地电极7。在这样的示例中，电子设备可被配置为确定参考电极31和/或接地电极在装置1内的位置。这可使能在被读取的电极3、63的识别。
在框103处，控制电容式触摸屏的背光的亮度。亮度可逐渐增大或减小以确定在相应的光阻元件5开关时的亮度。
在框105，可确定测试结果。测试结果通过识别哪些信息电极3与接地电极7相连接和/或断开连接来确定。在一些示例中，测试结果可通过识别在光阻元件5开关时的阈值亮度来确定。
在一些示例中，一旦已确定测试结果，则电子设备可对该测试结果执行进一步的动作。例如，该测试结果可被存储在数据库中，或者可获取与该测试结果有关的信息并提供给使用者。
在其中装置1包括多个测试或样本47的示例中，框103和105可在必要时重复多次。
应当理解，该方法的变形可用于其它实现中。
图11示出了用示例性装置1所获得的示例性结果。这些结果可使用如上所述的方法和装置1来获得。
在图11的示例中，装置1包括三个光阻元件5和单个侧流试验43。装置1可以是图4或图5中的装置1。
第一光阻元件5A被配置为检测包括控制线的传感器元件41A的状态。第二光阻元件5B被配置为检测包括测试线的传感器元件41B的状态。第三光阻元件5C是控制光阻元件5C，并且被用于提供低阈值比较器。
在一些示例中，由于流体和盐和任何其它化学物质的添加，所以执行侧向流动改变了整个条45的不透明度或其它光学分量。在这样的示例中，第三光阻元件5C可被放置在条45的下面以消除该变化。
图11示出了相应的光阻元件5的布置和三个测试结果的结果。这些测试结果通过逐渐增加由电容式触摸屏提供的光的强度来获得。
在原始状况下，没有任何样品47被添加到侧流试验43中。在该状态下，所有三个光阻元件5以低的照明阈值开关。
如果执行否定试验，则将改变控制线而非测试线的光学特性。在这种情况下，第一光阻元件5A以比其它光阻元件5B、5C更高的阈值进行开关。
如果已执行了肯定试验，则将改变控制线和测试线两者的光学特性。在这种情况下，第一光阻元件5A和第二光阻元件5B两者都以比控制光阻元件5C更高的阈值进行开关。
因此，测试的结果可通过比较相应的光阻元件5来确定。这可通过逐渐提高触摸屏的亮度并确定每个光阻元件5的阈值来实现。
在一些示例中，条45的光学特性可以是均匀的，或者仅在使用侧流试验43之前沿条的长度稍微变化。这可确保对于每个光阻元件5，低阈值亮度相同或相似。在其它示例中，沿着条45的不同位置处的光学特性可存在显著的差异。例如，即使在使用侧流试验43之前，用作传感器元件41的材料也可改变条45的光学特性。在这样的示例中，校准元件65可用于沿条的每个位置。
图12示出了用另一个示例性装置1所获得的结果。这些结果可使用以上所述的方法和装置1来获得。
在图12的示例中，装置1包括六个光阻元件5、单个侧流试验43和校准条61。
两个传感器元件41在侧流试验43中提供。第一光阻元件5A被配置为检测包括控制线的第一传感器元件41A的状态。第二光阻元件5B被配置为检测包括测试线的第二传感器元件41B的状态。
其它光阻元件5C至5F被配置为检测校准条61上的校准元件65的状态。第三光阻元件5C为来自测试线的否定结果提供校准，第四光阻元件5D为来自测试线的肯定结果提供校准。第五光阻元件5E为原始控制线提供校准，第六光阻元件5F为来自测试线的肯定结果提供校准。
图12中的示例性测量结果通过逐渐增大电容式触摸屏的亮度并记录每个光阻元件5的阈值来获得。
这可使得定量结果能够通过包括几个肯定结果校准元件65来获得，其中每个不同的肯定结果对应不同级别的分析物。则测试结果的阈值与肯定结果校准样品65的阈值的直接比较可提供分析物的级别的定量结果。
在上述示例中，光阻元件5由来自电容式触摸屏的光触发。在一些示例中，光阻元件5可由具有特定波长或波长范围的光触发。这可提供阈值之间的较大差异，并且可使得能够获得更准确的结果。
在其它示例中，每个光阻元件5可以是相同的，但是可以用被测试条最强地吸收的波长的光照明。这可在肯定结果与否定结果之间提供大的差异。
在一些示例中，电子设备可为装置1提供闪光照明。在这样的示例中，电子设备可利用光阻元件5的阻值恢复率来测量测试结果。
图13A示出了光阻元件5的示例性阻值响应。光阻元件5可以是诸如CdS光敏电阻器的本征电阻器。当光入射到本征电阻器上时，入射光将光阻元件5内的电子从价带激发到导带。这增加了光阻元件5内的自由电子数，并降低了阻值。阻值的下降将与入射光的强度成比例。光的强度越高，阻值的下降越大。因此，光阻元件5的阻值是入射光强度的反向非线性函数。
在诸如CdS的材料中，在入射光的变化与对应的阻值的变化之间存在时间延迟。该延迟被称为阻值恢复率。在已照明光阻元件5后电子被激发到导带并且阻值下降所需的时间与在已移除光后电子落到价带并且阻值增大所需的时间不同。例如，对于CdS光敏电阻器，在完全黑暗后施加光时，阻值通常需要大约1秒来完全下降。然而，在完全移除光后，阻值可能需要长达10秒来升回到起始值。该特性可在本公开的示例中使用以从示例性装置1读取测试结果。
在本公开的示例中，如果照明源用比光阻元件5的阻值恢复率更低的周期来开启和关断，则光阻元件5的阻值将不能够达到平衡值，并且将在平均值左右振荡。如果光源用设定的接通时间与断开时间的比率闪烁并且仅频率变化，则光阻元件5的平均阻值不变，并且仅阻值振荡的幅度受到影响。
光阻元件5的平均阻值可通过改变照明接通时间与照明断开时间的比率来控制。图13B至13D示出了具有不同的照明接通时间与照明断开时间之比的光阻元件5的示例性阻值响应。在图13B至13D的示例中，照明接通的时间段相同，而照明断开的时间改变。图13B的示例具有最大的照明断开时间段，而图13D的示例具有最短的照明断开时间段。因为照明断开的时间段减小，所以光阻元件具有较少的时间来恢复阻值，因此阻值随时间逐渐减小。如果照明断开的时间段保持不变，但照明接通的时间段改变，则可以观察到类似的效果。在一些示例中，照明接通时间段和照明断开时间段两者都可以改变。
在本公开的示例中，改变照明接通时间与照明断开时间的比率会改变光敏电阻器5的平均阻值。在这样的示例中，光照明装置1的频率可改变以改变光阻元件5的平均阻值。通过逐渐改变照明接通时间与照明断开时间的比率，在与信号电极3断开连接的平均阻值的阈值频率可被确定。
阈值频率将由入射到光阻元件5上的光量来确定。这将取决于覆盖光阻元件5的传感器元件41的光学特性。因此，被放置在主动传感器元件41下面的光阻元件5与被放置在被动传感器元件41下面的光阻元件5相比将具有不同的阈值频率。阈值频率可与用校准元件65所获得的结果进行比较，以确定获得了肯定读取结果还是否定读取结果。
这允许通过改变照明的频率而不是改变亮度来读取装置1的测试结果。这样速度可能更快，因为无需等待阻值达到平衡状态。这些示例还可与具有有限亮度范围的电子设备(例如，电子阅读器)或者可能具有单一亮度值的专用电子设备一起使用。
以上所描述的装置1和方法提供的优点是它使得传感器元件41能够通过电容式触摸屏来读取。
这可使得不能人工读取的传感器元件41在示例性装置1中使用。例如，使用者可能够确定何时颜色已经发生了显著变化，但是他们可能不能够检测到透明荧光的较小变化、颜色或其它光学特性的逐渐变化。可使用本公开的示例来读取使用者不能准确和/或可靠读取的测试结果。
本公开的示例还可提供使得使用者能够获得关于测试结果的上下文信息的简单方法。电子设备可解释测试的结果，并向使用者提供结果的解释。在一些示例中，电子设备可被配置为比较多个测试的结果。这可能是一个复杂的分析，对使用者来说可能是不可能的。信息可以是文本格式或诸如视频或音频的其它形式的介质。这可使得不能阅读的人能够访问更多的信息。
在一些示例中，电子设备可使得与测试结果有关的信息能够存储在数据库中。这在测试装置1创建大量的数据的情况下可以是有用的。它还解决了将测试结果人工输入到数据库中的需要，并且减少了发生错误的机会。这些信息可以有许多用途。例如，它可允许将结果发送给医生或其它远程健康服务提供者。这可允许远程测试，解决了医生访问病人的需要。数据可根据大量的使用者来进行编译，其可被用于证明疾病或污染物在时间上的扩散。
本公开的示例还使得测试结果能够录入历史数据库中以提供历史记录。这对于必须进行定期测试的农民或人来说可以是有用的。长期记录的结果还可允许对历史数据进行分析，并基于多次测量结果给出建议。数据还可被其它使用者远程共享。例如，由农民录入的信息可供兽医使用，或者由医生或护士录入的信息可提供给其它医疗保健提供者。
在一些示例中，装置1可以是智能标签，其可被配置为附着到货物或其它物体上。这可使得装置1附着的货物和其它物体的环境状况能够被监控。例如，可使得诸如湿度、温度和化学物质或污染物的存在的参数能够被检测。
在上述示例中，术语“耦合”意味着在操作上耦合，并且可存在任何数量或组合的中间元件(包括没有中间元件)。
本文中使用的术语“包括”具有包容而非排它的含义。也即是说，任何表述“X包括Y”表示X可以仅包括一个Y或者可以包括多于一个Y。如果意图使用具有排它含义的“包括”，则在上下文中将通过提及“仅包括一个…”或者使用“由……组成”来明确。
在本简短的说明书中，已经参考了各种示例。与示例相关的特征或功能的描述表示在该示例中存在这些特征或功能。在文本中使用的术语“示例”或“例如”或“可以”表示，无论是否被明确地陈述，这些特征或功能至少存在于所描述的示例中，无论是否被描述为示例，并且它们可以但不必存在于一些或所有其它示例中。因此，“示例”、“例如”或“可以”是指一类示例中的特定实例。该实例的特性可以仅是该实例的特性或该类的特性或该类的子类的特性，该子类包括该类中的一些但不是全部的实例。因此，隐含地公开了参考一个示例但没有参考另一个示例所描述的特征可用在该另一个示例中，但并非必须用在该另一个示例中。
虽然已经参照各种示例在前面的段落中描述了本发明的实施例，但是应当理解，在不脱离如所要求保护的本发明的范围的情况下，可对给定的示例进行修改。
例如，在一些示例中，装置1还可包括一个或多个识别节点。识别模式可使传感器元件和/或测试结果能够与特定物体相关联。
在前面的描述中所描述的特征可通过除了明确描述的组合之外的组合来使用。
虽然已经参照某些特征描述了功能，但是，这些功能可由其它特征执行，无论其是否被描述。
虽然已经参照某些实施例描述了特征，但是，这些特征也可存在于其它实施例中，无论其是否被描述。
尽管在前述说明书中努力提请注意被认为是特别重要的本发明的这些特征，但应当理解，申请人要求保护上述涉及的和/或在附图中示出的任何可具专利性的特征或特征的组合，无论是否特别强调。

Claims (16)

1.一种装置，包括：
信息电极；
接地电极；
光阻元件，其被配置为使所述信息电极能够连接到所述接地电极；
其中，所述装置被配置为使传感器元件能够被放置为覆盖所述光阻元件，以使得所述传感器元件的光学特性的变化控制所述接地电极与所述信息电极之间的连接，以及
其中，所述信息电极包括导电材料部分，其中，所述导电材料部分是导电的并且被设定成能被电容式触摸屏检测的尺寸，其中当所述装置被放置在所述电容式触摸屏上时，经由电容耦合，所述导电材料部分根据所述光阻元件的电阻而被检测。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光阻元件被放置在所述信息电极与所述接地电极之间。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光阻元件形成所述信息电极的一部分。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置被配置为放置在电容式触摸屏上，以使电容式触摸屏和光源能够照亮所述传感器元件，并检测所述信息电极是否连接到所述接地电极。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括聚合物涂层。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括多个信息电极，和/或所述装置包括多个接地电极。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括至少一个参考电极，其中，所述至少一个参考电极包括导电材料部分，其中所述至少一个参考电极的所述导电材料部分被设定尺寸以使得所述至少一个参考电极的所述导电材料部分能被所述电容式触摸屏检测。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述传感器元件集成到所述装置中。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述传感器元件包括用于响应于分析物而改变光学特性的材料。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述传感器元件被设置在至少部分透明的测试条上。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括校准条。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述校准条使得能够确定由所述传感器元件检测到的所述分析物的量。
13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括导电迹线，所述导电迹线在所述信息电极与所述接地电极之间提供路径，所述光阻元件在所述信息电极与所述接地电极之间的所述路径上。
14.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述装置包括控制光阻元件，其中，未被所述传感器元件覆盖的所述光阻元件用作所述控制光阻元件。
15.一种***，包括根据权利要求1至14中任一项所述的装置以及电子设备，所述电子设备包括电容式触摸屏和光源，其中，所述电子设备被配置为：
检测在所述电容式触摸屏上的所述装置；
控制所述电容式触摸屏的背光亮度；以及
通过识别所述信息电极与所述接地电极是连接还是断开连接来确定测试结果。
16.一种方法，包括：
设置信息电极；
设置接地电极；
设置光阻元件，其被配置为使所述信息电极能够连接到所述接地电极；
其中，所述光阻元件被配置为使传感器元件能够被放置为覆盖所述光阻元件，以使得所述传感器元件的光学特性的变化控制所述接地电极与所述信息电极之间的连接，以及
其中，所述信息电极包括导电材料部分，其中，所述导电材料部分是导电的并且被设定成能被电容式触摸屏检测的尺寸，其中当装置被放置在所述电容式触摸屏上时，经由电容耦合，所述导电材料部分根据所述光阻元件的电阻而被检测。
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