JP7139495B2 - 界面動電装置を作動させるためのシステム - Google Patents
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Description
図面は、開示された発明の実施形態の設計および有用性を示し、同様の要素は共通の参照番号によって参照される。これらの図面は必ずしも縮尺通りに描かれていない。上記のおよび他の利点および目的がどのようにして得られるかをより良く理解するために、添付の図面に示されている実施形態のより詳細な説明が提供される。これらの図面は、開示された発明の典型的な実施形態のみを示しているので、その範囲を限定するものと見なすべきではない。
本明細書は、本発明の例示的な実施形態および使用を記載する。しかしながら、本発明は、これらの例示的な実施形態および使用に限定されず、また、それら例示的な実施形態および使用が本明細書において機能するまたは記載される態様にも限定されない。さらに、図面は、単純化されたまたは部分的な図を示す場合があり、図中の要素の寸法は、誇張されている、または比例していない場合がある。さらに、同様の構造または機能の要素は、図面全体を通して同様の参照番号によって表されている。加えて、示される実施形態は、全ての態様または利点が示される必要はない。特定の実施形態と併せて記載される態様または利点は、必ずしもその実施形態に限定されず、そのように示されていなくとも、他のいずれの実施形態においても実装することができる。
Claims (22)
- 界面動電装置を作動させるためのシステムであって、
界面動電装置を保持し前記界面動電装置と作用可能に結合するように構成された支持体であって、前記界面動電装置を収容して前記界面動電装置とインターフェースするように構成されたソケットを備える前記支持体と、
前記界面動電装置が前記支持体によって保持され前記支持体と作用可能に結合されているときに前記界面動電装置内の一対の電極を横切ってバイアス電圧を印加するように構成された電気信号生成サブシステムと、
前記界面動電装置が前記支持体によって保持され前記支持体と作用可能に結合されているときに前記界面動電装置に構造化光を放射するように構成された光変調サブシステムと、
前記界面動電装置が前記支持体によって保持され前記支持体と作用可能に結合されているときに前記界面動電装置の温度を調節するように構成された熱制御サブシステムと、
前記界面動電装置が前記支持体によって保持され前記支持体と作用可能に結合されているときに界面動電装置の入口ポートに流体的に結合されるように構成された遠位端を有する屈曲可能な第1の流体ラインと、
前記界面動電装置が前記支持体によって保持され前記支持体と作用可能に結合されているときに前記界面動電装置の出口ポートに流体的に結合されるように構成された近位端を有する屈曲可能な第2の流体ラインと、
前記第1および第2の流体ラインの一方または両方に作用可能に結合された複数の流れ制御器と
を含み、前記複数の流れ制御器は、流体が流れることを選択的に可能にするために前記第1の流体ラインと作用可能に結合され、前記ソケットのすぐ上流に配置された第1の熱制御式流れ制御器と、流体が流れることを選択的に可能にするために前記第2の流体ラインと作用可能に結合され、前記ソケットのすぐ下流に配置された第2の熱制御式流れ制御器とを含み、前記第1および第2の熱制御式流れ制御器は、前記第1または第2の流体ラインの屈曲に起因する前記界面動電装置内の流体の移動を制限するように構成される、システム。 - 前記電気信号生成サブシステムは、前記界面動電装置が前記支持体によって保持され前記支持体と作用可能に結合されているときに前記一対の電極を横切って印加されるバイアス電圧波形を生成するように構成された波形生成器を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記電気信号生成サブシステムはさらに、前記波形生成器によって生成された前記バイアス波形を増幅するように構成された波形増幅回路と、前記バイアス電圧波形を測定するように構成されたオシロスコープとを含み、前記測定からのデータは、フィードバックとして前記波形生成器に提供される、請求項2に記載のシステム。
- 前記熱制御サブシステムは、熱電発電モジュール、ペルチェ熱電装置、および冷却ユニットを含み、前記熱電発電モジュールは、前記ペルチェ熱電装置の温度を調整するように構成され、前記ペルチェ熱電装置は、前記界面動電装置の表面と前記冷却ユニットの表面との間に配置される、請求項1に記載のシステム。
- 前記ペルチェ熱電装置および前記熱電発電モジュールは、前記支持体上に取り付けられ、および/または前記支持体と一体化される、請求項4に記載のシステム。
- 前記支持体はさらに、前記電気信号生成サブシステムおよび前記熱制御サブシステムの一方または両方を制御するマイクロプロセッサを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記支持体はプリント回路基板(PCB)を含み、前記電気信号生成サブシステム、前記熱電発電モジュール、および前記マイクロプロセッサの少なくとも1つは、前記PCB上に取り付けられる、および/または前記PCBと一体化される、請求項6に記載のシステム。
- 前記マイクロプロセッサと作用可能に結合された外部計算装置をさらに含み、前記外部計算装置は、オペレータ入力を受け取り、前記オペレータ入力を処理して前記マイクロプロセッサに伝送し、前記電気信号生成サブシステムおよび前記熱制御サブシステムの一方または両方を制御するように構成されたグラフィカルユーザインタフェースを含む、請求項6に記載のシステム。
- 前記マイクロプロセッサは、前記電気信号生成サブシステムおよび前記熱制御サブシステムの一方または両方から検出または受信されたデータおよび/または情報を、あるいは、前記電気信号生成サブシステムおよび前記熱制御サブシステムの一方または両方から検出または受信されたデータまたは情報に基づいて計算されたデータおよび/または情報を前記外部計算装置に伝送するように構成される、請求項8に記載のシステム。
- 前記マイクロプロセッサおよび/または前記外部計算装置は、前記界面動電装置が前記支持体によって保持され前記支持体と作用可能に結合されているときに前記界面動電装置
の前記電極を横切る電気回路のインピーダンスを測定および/または監視するように構成される、請求項8に記載のシステム。 - 前記マイクロプロセッサおよび/または前記外部計算装置は、前記電気回路の前記測定されたおよび/または監視されたインピーダンスの検出された変化に基づいて、流体経路の流量を決定するように構成され、前記流体経路は、前記界面動電装置内のマイクロ流体回路の少なくとも一部を含む、請求項10に記載のシステム。
- 前記マイクロプロセッサおよび/または前記外部計算装置は、前記電気回路の前記測定されたおよび/または監視されたインピーダンスの検出された変化に基づいて前記界面動電装置の内部マイクロ流体チャンバの高さを決定するように構成される、請求項10に記載のシステム。
- 前記マイクロプロセッサおよび/または前記外部計算装置は、前記電気回路の前記測定されたおよび/または監視されたインピーダンスの検出された変化に基づいて、前記界面動電装置の前記マイクロ流体回路内に含まれる化学物質および/または生物学的物質の1
つまたは複数の特性を決定するように構成される、請求項10に記載のシステム。 - 前記支持体および/または前記光変調サブシステムは、光学顕微鏡に取り付けられるように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記支持体および/または前記光変調サブシステムは、光学顕微鏡の一体構成要素である、請求項1に記載のシステム。
- 前記界面動電装置は光学的に作動される界面動電装置である、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の熱制御式流れ制御器は、前記第1の流体ラインの流れセグメントに熱的に結合された第1の熱伝導性インターフェースと、前記第1の流体ラインの前記流れセグメントに含まれる流体を制御可能に凍結または解凍するのに十分な程度に前記第1の熱伝導性インターフェースの温度を制御可能に低下または上昇させて、流体が前記第1の流体ラインを介して前記界面動電装置の前記入口ポートに流入またはそれから流出することを選択的に防止するかまたは可能にするように構成された少なくとも1つの流れ制御ペルチェ熱電装置とを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の熱制御式流れ制御器はさらに、
前記第1の流体ラインの前記流れセグメントがそれを通って延びる第1の通路を有する第1のハウジングであって、前記第1の熱伝導性インターフェースおよび前記少なくとも1つの流れ制御ペルチェ熱電装置をさらに含む第1のハウジング;および/または、
前記第1の熱伝導性インターフェースに近接する前記第1の流体ラインの前記流れセグ
メントを少なくとも部分的に取り囲む絶縁材料、
を含む、請求項17に記載のシステム。 - 前記第1および第2の熱制御式流れ制御器が、
前記第1の流体ラインの流れセグメントと熱的に結合された第1の部分および前記第2の流体ラインの流れセグメントと熱的に結合された第2の部分を有する熱伝導性インターフェースと、
前記第1および第2の流体ラインの前記各流れセグメントに含まれる流体を制御可能に凍結または解凍するのに十分な程度に前記熱伝導性インターフェースの温度を制御可能に低下または上昇させて、流体が前記第1の流体ラインを介して前記界面動電装置の前記入口ポートへ流れるのを、または前記界面動電装置の前記出口ポートから流出流体ラインを介して流れるのを選択的に防止または許容するように構成された少なくとも1つの流れ制御ペルチェ熱電装置と
を含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記第1および第2の熱制御式流れ制御器はさらに、前記第1の流体ラインの流れセグメントがそれを通って延びる第1の通路と、流出流体ラインの流れセグメントがそれを通って延びる第2の通路とを有するハウジングを含み、前記ハウジングは、熱伝導性インターフェースが取り付けられた断熱チャンバを画定する、請求項1に記載のシステム。
- 前記光変調サブシステムは、デジタルミラーデバイス(DMD)、マイクロシャッタアレイシステム(MSA)、液晶ディスプレイ(LCD)、液晶オンシリコンデバイス(LCOS)、強誘電性液晶オンシリコンデバイス(FLCOS)、または走査型レーザ装置を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記光変調サブシステムは多入力ライトパイプを含み、前記ライトパイプは、
各光源から放射された光を受け取るようにそれぞれ構成された複数の入力アパーチャを有するハウジングであって、前記入力アパーチャを介して受け取られた光を放射するように構成された出力アパーチャをさらに有するハウジングと;
前記ハウジング内を第1の入力アパーチャから前記出力アパーチャまで延びる第1の光伝播経路と;
前記第1の光伝搬経路を横切って斜めの角度で前記ハウジング内に配置された第1のダイクロイックフィルタであって、前記第1の光アパーチャを介して受け取られた光が、前記第1の光伝搬経路に沿って前記出力アパーチャまで伝搬する際に前記第1のダイクロイックフィルタを通過するように構成され、配置された第1のダイクロイックフィルタと;
前記ハウジング内を第2の入力アパーチャから前記第1のダイクロイックフィルタまで延びる第2の光伝播経路であって、前記第2の伝播経路と第1のダイクロイックフィルタは、前記第2の入力アパーチャを介して受け取られた光が前記第2の光伝播経路に沿って伝播し、前記第1のダイクロイックフィルタによって前記出力アパーチャの方へ前記第1の光伝播経路上に反射されるように構成され、寸法を決められた、第2の光伝播経路と
を含み、前記各入力アパーチャ、第1および第2の光伝搬経路、第1のダイクロイックフィルタ、および出力アパーチャは、少なくとも1つの光源によって放射され、前記第1および第2の入力アパーチャの少なくとも1つを介して受け取られた光が実質的に均一の強度で前記出力アパーチャから放射されるようにサイズ決めされ、寸法決めされ、構成される、
請求項1に記載のシステム。
Applications Claiming Priority (5)
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