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CN103946680A - 用于检测表面的性质的电子器件 - Google Patents

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CN103946680A
CN103946680A CN201280056333.5A CN201280056333A CN103946680A CN 103946680 A CN103946680 A CN 103946680A CN 201280056333 A CN201280056333 A CN 201280056333A CN 103946680 A CN103946680 A CN 103946680A
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CN
China
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electromagnetic radiation
sensor assembly
sensor
substrate
amount
Prior art date
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CN201280056333.5A
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C·拉弗蒂
许永昱
B·施拉特卡
G·卡尔森
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MC10 Inc
Original Assignee
MC10 Inc
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Abstract

提供一种用于基于使用传感器对表面的性质的测量来监测表面的状态的装置。在示例中，使用设置在组织之上的装置来实现该性质，其中该装置包括：至少一个线圈结构，其由导电材料构成；至少一个其它组件；以及至少一个交联结构，其使所述至少一个线圈结构的一部分物理耦合至至少一个其它组件的一部分，其中该至少一个交联结构由柔性材料构成。该至少一个其它组件可以是传感器组件或处理器单元。

Description

用于检测表面的性质的电子器件
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年9月28日提交的标题为“METHODS,APPARATUS AND SYSTEMS FOR MONITORING UV ANDSUNLIGHT EXPOSURE”的美国临时申请序列号61/540,444的优先权，在此通过引用包含其全部内容。
背景技术
正努力开发包括在皮肤护理和皮肤健康领域的用于监测表面的性质的应用的电子器件。例如，皮肤癌是最常见诊断类型的癌症，并且大多数皮肤癌可能与过度暴露于来自太阳或日光浴的紫外(UV)线有关。教育可以辅助防止过度暴露于UV电磁射线，从而降低皮肤癌的风险。
组织水合是吸收和保持生物组织中的水的过程。在人体中，组织水合的显著下降可能导致脱水并且可能触发其它严重的医疗状况。脱水可能是由于水本身的丢失、电介质的丢失和/或血浆的丢失所引起的。应用了例如采用超声速度来计算水合程度的超声水合监测器的用于监测组织水合的先前技术。超声水合监测器通常附接至诸如肌肉等的组织。该装置通常使用刚架以维持超声换能器和接收器之间的恒定距离。
一些医疗相关应用中的电子器件的使用可能被设计和封装大多数电子器件的盒状刚性方式妨碍。生物组织主要是软的、柔韧且弯曲的。作为对比，盒状刚性电子器件可能是硬的并且有角的，这可能影响组织的测量。
这种刚性电子器件还可能限制基于非医学的系统的应用。
发明内容
有鉴于上述，这里意识到并且理解到，足够的舒适度和精度这两者都是针对经由适形电子器件来监测包括皮肤对电磁辐射的暴露或皮肤的水合状态的、与皮肤护理或皮肤健康有关的表面参数的技术的期望属性。
因此，这里所公开的方法、装置和系统提供了使用适形电子器件来定量并且追踪诸如组织等的表面对(包括可见光和UV线的)电磁辐射的暴露。这些示例方法、装置和系统可以用来向消费者通知他们的个人UV暴露并且可能地减少过度暴露于UV线。
这里所述的适形电子器件还具有诸如用于定量和追踪纸张、木材、皮革、(包括画布上的艺术品或其它作品的)织物、植物或工具的表面对电磁辐射的暴露量的、非基于医疗的系统中的应用。
这里所述的各种示例通常涉及可应用于民用和军用市场的组织状态监测方法、装置和系统，从而可以提供实时反馈以及便携性。组织状态可以是水合状态或疾病状态。在一些示例中，方法、装置和系统至少部分基于测量表面(诸如但不限于皮肤和皮下组织等)的性质，以根据这里所述的原理提供对表面对电磁辐射的暴露的指示、产品的SPF因数或表面的状态。
因此，说明了一种用于监测表面对电磁辐射的暴露的装置。所述装置包括：柔性基板；至少一个传感器组件，其设置在所述柔性基板上；至少一个处理单元，其与所述至少一个传感器组件进行通信；以及至少一个交联结构，其物理耦合至所述至少一个处理单元的一部分和/或所述至少一个传感器组件的一部分，所述至少一个交联结构由电介质材料构成。所述至少一个传感器组件测量入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量，所述电磁辐射的频率在电磁波谱的可见区域或紫外区域内。对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量提供对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
在一个示例中，所述至少一个交联结构使所述至少一个处理单元的一部分物理耦合至所述至少一个传感器组件的一部分。
所述装置还可包括存储器，所述存储器与所述至少一个传感器组件进行通信，其中所述存储器存储表示入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量结果的数据。
所述装置还可包括存储器，所述存储器与所述至少一个传感器组件进行通信，其中所述存储器存储机器可读指令，所述机器可读指令在被执行时，使所述至少一个处理单元分析对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量以提供对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
所述装置还可包括：由导电材料构成的至少一个线圈结构；以及与所述至少一个线圈结构和/或所述至少一个处理单元进行通信的射频组件，其中，所述射频组件使用所述至少一个线圈结构来发送对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量和/或对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
所述射频组件可以是组件。
所述装置还可包括：至少一个支撑结构，其由电介质材料构成，其中，所述至少一个交联结构使所述至少一个处理单元的一部分和/或所述至少一个传感器组件的一部分物理耦合至所述至少一个支撑结构。
所述至少一个支撑结构和所述至少一个交联结构可由相同材料构成或者由不同材料构成。
所述至少一个支撑结构可围绕所述至少一个处理单元和/或所述至少一个传感器组件。
所述柔性基板和所述至少一个交联结构可由相同材料构成或者由不同材料构成。
所述柔性基板和所述至少一个交联结构可以是由相同聚合物构成的。
所述柔性基板的杨氏模量小于约10GPa。
所述装置还可包括封装层，所述封装层设置在所述至少一个传感器组件的至少一部分和/或所述至少一个处理单元的至少一部分之上。
所述至少一个传感器组件和所述至少一个处理单元可位于所述装置的深度的中点处或该中点附近。
所述封装层的杨氏模量可小于约100MPa。
部分的所述封装层可包括粘合剂，其中，所述粘合剂使部分的所述封装层附接至所述表面。
所述封装层可由聚合物构成。
至少一个传感器组件可以是包括p-n结的光电检测器。
所述装置还可包括至少一个滤波器，所述至少一个滤波器设置在所述至少一个传感器组件之上，其中，使用所述至少一个滤波器和所述至少一个传感器组件对电磁辐射的测量提供对入射在所述表面上的紫外线A电磁辐射和/或紫外线B电磁辐射的量的测量。
所述至少一个传感器组件可以至少部分嵌入在所述柔性基板中。
所述至少一个传感器组件包括两个传感器组件，其中，所述两个传感器组件中的一个可堆叠在所述两个传感器组件中的另一个上，以提供堆叠型传感器组件。
使用所述堆叠型传感器组件对电磁辐射的测量与使用所述至少一个传感器组件中的另一个传感器组件对电磁辐射的测量的比较，提供对入射在所述表面上的紫外线A电磁辐射和/或紫外线B电磁辐射的量的测量。
所述至少一个传感器组件可包括光电检测器。
所述至少一个传感器组件可以是基于硅的光电检测器、基于碳化硅的光电检测器、基于锗的光电检测器、基于氮化镓的光电检测器、基于氮化铟镓的光电检测器和基于氮化铝镓的光电检测器中的至少一个。
所述表面可以是组织、织物、植物、艺术品、纸张、木材或者工具或装备的一部分。
所述表面可以是组织的一部分，其中对所述组织的表面对电磁辐射的暴露量的测量提供对所述组织的SPF防护水平的测量。
所述至少一个传感器组件可以包括至少两个传感器组件，紫外线滤波器设置在所述至少两个传感器组件中的至少一个之上，其中使用包括所述紫外线滤波器的传感器组件对电磁辐射的测量与使用所述至少一个传感器组件中的不具有所述紫外线滤波器的另一个传感器组件对电磁辐射的测量的比较，提供对所述组织的SPF防护水平的测量。
所述装置，还可包括至少一个放大器，所述至少一个放大器与所述至少一个传感器组件进行电通信。
还描述一种用于监测表面对电磁辐射的暴露的系统。所述系统可包括：至少一个根据这里所描述的原理的装置；以及读取器设备。其中，所述读取器设备从至少一个所述装置接收表示对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量和/或对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示的数据。
所述读取器设备可包括耦合构件，其中在所述耦合构件可电耦合至所述至少一个装置的一部分的情况下，所述读取器设备接收表示对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量和/或对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示的数据。
所述表面可以是组织、织物、植物、艺术品、纸张、木材或者工具或装备的一部分。
所述读取器设备可以是近场通信功能(NFC)的手持式设备。
在根据本文所述的原理的另一实例中，描述了一种用于监测表面对电磁辐射的暴露的装置。所述装置可包括：至少一个传感器组件、由导电材料构成的至少一个线圈结构、以及将所述至少一个线圈结构的一部分物理耦合至所述至少一个传感器组件的一部分的至少一个交联结构，所述至少一个交联结构由柔性材料构成。所述至少一个传感器组件测量入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量，所述电磁辐射的频率在电磁波谱的可见区域或紫外区域内；对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量提供对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
所述至少一个传感器组件可被所述至少一个线圈结构围绕。
所述至少一个传感器组件可位于所述至少一个线圈结构的外侧。
所述表面可以是组织、织物、植物、艺术品、纸张、木材或者工具或装备的一部分。
所述至少一个传感器组件可被所述至少一个线圈结构围绕。
对所述组织对电磁辐射的暴露量的测量提供对所述表面的SPF防护水平的测量。
所述装置还可包括至少一个处理单元，所述至少一个处理单元与所述至少一个传感器组件进行通信。
所述至少一个处理单元可配置为分析对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量，以提供对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
所述装置还可包括射频组件，所述射频组件与所述至少一个线圈结构和所述至少一个处理单元进行通信，其中，所述射频组件使用所述至少一个线圈结构来发送对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量和/或对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
所述至少一个线圈结构可包括至少一个波状部。
所述至少一个波状部可包括锯齿结构、蛇形结构、凹槽结构或波纹结构。
所述至少一个线圈结构可以是多边形、圆形、正方形或矩形。
所述装置还可包括柔性基板，其中所述至少一个传感器组件和所述至少一个线圈结构可设置在所述柔性基板上。
所述柔性基板可以是聚合物。
所述至少一个交联结构可以由聚合物构成。
所述柔性基板和所述至少一个交联结构可以由相同材料或不同材料构成。
所述柔性基板和所述至少一个交联结构可以由相同聚合物构成。
所述柔性基板的杨氏模量小于约10GPa。
所述至少一个传感器组件可以包括光电检测器。
所述至少一个传感器组件可以是基于硅的光电检测器、基于碳化硅的光电检测器、基于锗的光电检测器、基于氮化镓的光电检测器、基于氮化铟镓的光电检测器和基于氮化铝镓的光电检测器中的至少一个。
所述装置还可包括滤波器，所述滤波器耦合至所述至少一个传感器组件，其中，所述滤波器可设置在所述至少一个传感器组件的电磁辐射可入射的区域处。
对所述光电检测器的电流的变化的测量提供对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量。
所述至少一个传感器组件测量入射在所述至少一个传感器组件上的紫外(UV)电磁辐射的量。
所述至少一个传感器组件测量入射在所述至少一个传感器组件上的UVA或UVB电磁辐射的量。
所述装置还可包括封装层，所述封装层设置在所述至少一个传感器组件和所述至少一个线圈结构的至少一部分之上。
所述封装层的杨氏模量可小于约100MPa。
所述至少一个传感器组件可位于所述装置的深度的中点处或该中点附近。
部分的所述封装层可包括粘合剂，其中所述粘合剂使部分的所述封装层附接至所述表面。
所述封装层可由聚合物构成。
所述聚合物可以是聚酰亚胺，其中所述至少一个传感器组件测量入射在所述装置上的可见电磁辐射的量。
所述封装层可由弹性体构成。
所述封装层和所述至少一个交联结构可由相同材料构成。
在很据本文的原理的另一示例中，描述了一种用于监测表面对电磁辐射的暴露的系统。该系统包括：至少一个装置；以及至少一个其它组件。所述至少一个其它组件可以是电池、发送器、收发器、放大器、处理单元、电池所用的充电器调节器、射频组件、存储器、模拟感测块和温度传感器中的至少一个。
根据本文所述的原理，描述了一种用于监测表面对电磁辐射的暴露的方法。所述方法包括：接收表示入射在至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的数据，其中所述数据可以是使用至少一个根据本文所述的装置来获得的；以及使用至少一个处理器单元来分析所述数据。所述分析提供对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
在一个示例中，分析所述数据可包括将所述数据与校准标准进行比较，其中所述比较提供对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
在一个示例中，所述校准标准可包括所述数据的值和对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示的值之间的相关性。
根据本文的原理，描述了一种电磁辐射传感器，包括：基板，其表面可暴露于电磁波谱的可见区域和紫外区域内的电磁辐射；电子收集器区域，其设置在所述基板中；空穴收集器区域，其设置在所述基板中；以及势阱区域，其设置在所述基板中，并且围绕所述电子收集器区域的至少一部分和所述空穴收集器区域的至少一部分。
所述电子收集器区域可包括高施主掺杂的半导体材料。
所述空穴收集器区域可包括高受主掺杂的半导体材料。
其中，所述势阱区域包括施主掺杂的半导体材料并且所述基板可以是p型半导体材料。其中所述势阱区域包括受主掺杂的半导体材料并且所述基板可以是n型半导体材料。
所述势阱区域包括施主掺杂的半导体材料并且所述基板可以是p型半导体材料，以及所述势阱区域与所述电子收集器区域相比包括较低的掺杂物浓度。
所述基板可以包括硅、碳化硅、锗、氮化镓、氮化铟镓或氮化铝镓。
其中，所述基板包括硅、碳化硅或锗，其中所述空穴收集器区域可以由所述基板的高受主掺杂区域构成，以及所述空穴收集器区域可包括硼掺杂物或镓掺杂物。
其中，所述基板包括硅、碳化硅或锗，所述电子收集器区域可以由所述基板的高施主掺杂区域构成，以及所述电子收集器区域可包括磷掺杂物或砷掺杂物。
其中，所述基板包括硅、碳化硅或锗，所述势阱区域由所述基板的施主掺杂区域构成，所述势阱区域与所述电子收集器区域相比可具有较低的掺杂物浓度，以及所述势阱区域可包括磷掺杂物或砷掺杂物。
其中，所述基板包括硅、碳化硅或锗，所述势阱区域由所述基板的受主掺杂区域构成，所述势阱区域与所述空穴收集器区域相比可具有较低的掺杂物浓度，以及其中所述势阱区域可包括硼掺杂物或镓掺杂物。
所述电子收集器区域可设置成邻近所述基板的表面或者嵌入在所述基板中。
所述空穴收集器区域可设置成邻近所述基板的表面或者嵌入在所述基板中。
所述基板的厚度可小于1微米、约1微米、约2微米、约3微米、约5微米、约10微米或大于约10微米。
所述势阱区域的厚度可大于所述电子收集器区域或所述空穴收集器区域的厚度。
所述电子收集器区域的厚度可小于1微米、约1微米、约2微米、约3微米或大于约3微米。
所述空穴收集器区域的厚度可小于1微米、约1微米、约2微米、约3微米或大于约3微米。
所述势阱区域的的厚度可小于1微米、约1微米、约2微米、约3微米、约4微米或大于约4微米。
所述势阱的一部分可设置在所述电子收集器区域和所述空穴收集器区域之间。
根据本文所述的原理，描述了一种系统，包括：至少一个线圈结构，其由导电材料构成；被所述至少一个线圈结构围绕的至少一个其它组件；以及至少一个交联结构，其将所述至少一个线圈结构的一部分物理耦合至所述至少一个其它组件的一部分，其中所述至少一个交联结构由柔性材料构成。所述至少一个其它组件是电池、发送器、收发器、放大器、处理单元、电池所用的充电器调节器、射频组件、存储器、模拟感测块和温度传感器中的至少一个。
所述系统还可包括至少一个传感器组件。
所述至少一个传感器组件可用于测量入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量，所述电磁辐射的频率在电磁波谱的可见区域或紫外区域内。
所述系统可设置在表面上，其中对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量提供对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
所述至少一个传感器组件可位于所述至少一个线圈结构的外部，其中所述至少一个传感器组件可电耦合至所述至少一个线圈结构或所述至少一个其它组件。
至少一个其它组件或所述至少一个传感器组件可被所述至少一个线圈结构围绕。
所述系统可设置在组织上，其中所述至少一个传感器组件测量所述组织的水合水平。
所述至少一个其它组件可以是射频组件和处理单元，其中所述射频组件可以与所述至少一个线圈结构和所述至少一个处理单元进行通信，其中所述射频组件发送表示所述至少一个传感器组件所进行的测量结果的数据。
所述至少一个传感器组件可包括光电检测器。
所述至少一个传感器组件可以是基于硅的光电检测器、基于碳化硅的光电检测器、基于锗的光电检测器、基于氮化镓的光电检测器、基于氮化铟镓的光电检测器和基于氮化铝镓的光电检测器中的至少一个。
所述系统还可包括滤波器，所述滤波器可耦合至所述至少一个传感器组件，其中，所述滤波器可设置在所述至少一个传感器组件的电磁辐射入射的区域处。
对所述光电检测器的电流的变化的测量可用于提供对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量。
所述系统可设置在表面上，其中所述表面可以是组织、织物、植物、艺术品、纸张、木材或者工具或装备的一部分。
所述至少一个线圈结构可包括至少一个波状部。
在一个示例中，所述至少一个波状部可包括锯齿结构、蛇形结构、凹槽结构或波纹结构。
所述至少一个线圈结构可以是多边形、圆形、正方形或矩形。
所述系统可还包括柔性基板，其中所述至少一个传感器组件和所述至少一个线圈结构可设置在所述柔性基板上。
所述柔性基板可以是聚合物。
所述至少一个交联结构可由聚合物构成。
所述柔性基板和所述至少一个交联结构可由相同材料或不同材料构成。
所述柔性基板和所述至少一个交联结构可由相同聚合物构成。
所述系统还可包括封装层，所述封装层设置在所述至少一个线圈结构和所述至少一个其它组件的至少一部分之上。
所述至少一个传感器组件可位于所述系统的深度的中点处或该中点附近。
所述系统可设置在表面上，其中部分的所述封装层包括粘合剂，其中所述粘合剂使部分的所述封装层附接至所述表面。
所述封装层可由聚合物构成。
在示例中，分析数据可以包括向该数据应用有效电路模型，其中该模型的参数的值提供对组织的状态的指示。在另一示例中，分析数据可以包括将该数据与校准标准进行比较，并且其中该比较提供对组织的状态的指示。
校准标准可以包括电测量结果和对组织状态的指示之间的相关性。
以下出版物、专利和专利申请通过引用全部包含于此：
Kim等人，“Stretchable and Foldable Silicon IntegratedCircuits,”Science Express,2008年3月27日,10.1126/science.1154367；
Ko等人，“A Hemispherical Electronic Eye Camera Based onCompressible Silicon Optoelectronics,”Nature，2008年8月7日,vol.454,pp.748-753；
Kim等人，“Complementary Metal Oxide Silicon IntegratedCircuits Incorporating Monolithically Integrated Stretchable WavyInterconnects,”Applied Physics Letters,2008年7月31日,vol.93,044102；
Kim等人，“Materials and Noncoplanar Mesh Designs forIntegrated Circuits with Linear Elastic Responses to ExtremeMechanical Deformations,”PNAS,2008年12月2日,vol.105,no.48,pp.18675-18680；
Meitl等人，“Transfer Printing by Kinetic Control of Adhesion toan Elastomeric Stamp,”Nature Materials,2008年1月,vol.5,pp.33-38；
于2009年3月5日提交且于2010年1月7日公开的标题为“STRETCHABLE AND FOLDABLE ELECTRONIC DEVICES”的美国专利申请公开号20100002402-A1；
于2009年10月7日提交且于2010年4月8日公开的标题为“CATHETER BALLOON HAVING STRETCHABLE INTEGRATEDCIRCUITRY AND SENSOR ARRAY”的美国专利申请公开号20100087782-A1；
于2009年11月12日提交且于2010年5月13日公开的标题为“EXTREMELY STRETCHABLE ELECTRONICS”的美国专利申请公开号20100116526-A1；
于2010年1月12日提交且于2010年7月15日公开的标题为“METHODS AND APPLICATIONS OF NON-PLANAR IMAGINGARRAYS”的美国专利申请公开号20100178722-A1；
于2009年11月24日提交且于2010年10月28日公开的标题为“SYSTEMS,DEVICES,AND METHODS UTILIZINGSTRETCHABLE ELECTRONICS TO MEASURE TIRE OR ROADSURFACE CONDITIONS”的美国专利申请公开号2010027119-A1；
于2011年7月14日公开的标题为“Methods and Apparatus forConformal Sensing of Force and/or Change in Motion”的PCT专利申请公开号WO2011/084709；以及
于2010年3月12日提交且于2011年2月10日公开的标题为“SYSTEMS,METHODS,AND DEVICES HAVING STRETCHABLEINTEGRATED CIRCUITRY FOR SENSING AND DELIVERINGTHERAPY”的美国专利申请公开号20110034912-A1。
于2010年11月25日公开的标题为“SYSTEMS,METHODS,ANDDEVICES USING STRETCHABLE OR FLEXIBLE ELECTRONICSFOR MEDICAL APPLICATIONS”的美国专利申请公开号US2010-0298895-A1。
于2012年3月15日公开的标题为“METHODS ANDAPPARATUS FOR MEASURING TECHNICAL PARAMETERS OFEQUIPMENT,TOOLS AND COMPONENTS VIA CONFORMALELECTRONICS”的美国专利申请公开号2012-0065937-A1。
于2012年9月6日公开的标题为“SYSTEMS,METHODS,ANDDEVICES HAVING STRETCHABLE INTEGRATED CIRCUITRYFOR SENSING AND DELIVERING THERAPY”的美国专利申请公开号US2012-0226130-A1。
应当理解，前述概念和以下更详细地论述的附加概念的所有组合(假定这些概念相互不矛盾)被视为这里所公开的主题的一部分。特别地，本发明的末尾出现的要求保护的主题的所有组合被视为这里所公开的主题的一部分。还应当理解，通过引用而包括的任何公开内容中也可能出现的这里明确采用的术语应符合与这里公开的特定概念最一致的含义。
通过以下结合附图所进行的说明，将更充分地理解本教导的前述和其它方面、示例和特征。
附图说明
本领域技术人员应当理解，这里所述的附图仅是为了例示的目的。应当理解，在一些示例中，可以夸张或放大示出本发明的各方面以便于理解本发明。在附图中，相同的附图标记在所有各图中通常指代相同的特征、功能相似和/或结构相似的元件。附图并非必须是按比例的，而是强调示出教导的原理。附图绝不意图限制本教导的范围。
图1示出根据这里所述的原理的非限制性示例系统的框图。
图2示出根据这里所述的原理的非限制性示例系统的框图。
图3示出根据这里所述的原理的非限制性示例系统的框图。
图4示出根据这里所述的原理的非限制性示例系统的框图。
图5示出根据这里所述的原理的示例装置或系统的截面图。
图6示出根据这里的原理的示例层结构的截面图。
图7A～7D示出根据这里的原理的示例装置或系统。
图8示出根据这里的原理的、使用这里所述的装置中的一个或多个可以监测的组织状态的非限制性示例。
图9A和9B分别示出根据这里的原理的、示例UV传感器的响应的紫外线A和紫外线B波长区域。
图10示出根据这里的原理的、根据装置或系统的操作的参数的非限制性示例值的表。
图11A示出根据这里所述的原理的非限制性示例装置。
图11B示出根据这里所述的原理的非限制性示例装置。
图12A示出根据这里所述的原理的非限制性示例装置。
图12B示出根据这里所述的原理的非限制性示例装置。
图13示出根据这里的原理的示例装置。
图14示出根据这里的原理的、矩形状线圈的电感(以μH为单位)的示例测量结果。
图15A和15B示出根据这里的原理的、用于校准传感器组件的测量结果的方法的示例实现。
图16A和16B示出根据这里的原理的、用于测量不同的UV阻挡物的示例实现。
图17示出根据这里的原理的示例光电检测器。
图18示出根据这里的原理的非限制性示例光电检测器。
图19示出根据这里的原理的硅基板中的电磁辐射的吸收深度。
图20示出根据这里的原理的基于硅基板的光电检测器的示例测量结果。
图21示出根据这里的原理的水合传感器的非限制性示例。
图22示出根据这里的原理的、电耦合至装置的图21的水合传感器。
图23示出根据这里的原理的、如与图22相关地所述的结构的示例实现。
图24A～24I示出根据这里的原理的用于制造装置或系统的非限制性示例处理。
图25示出根据这里的原理的用于监测组织状态的手持装置和片的使用。
具体实施方式
以下更详细地说明与用于测量组织的电性质的方法和装置有关的各种概念以及这些方法和装置的示例。应当理解，由于所公开的概念不限于任何特定实现方式，因此可以以多种方式中的任意方式来实现以上引入并且以下更详细地论述的各种概念。具体实现和应用的示例主要是为了例示目的而提供的。
如这里所使用的，术语“包括”意味着包括但不限于，术语“包含”意味着包含但不限于。术语“基于”意味着至少部分基于。
这里所述的装置和系统提供使用与可伸展互连线连接并且嵌入低模量聚合物中的超薄组件的技术平台，从而提供与生物组织和其它类型的表面的匹配。该技术平台以新的机械形式因素实现高性能有源元件。
在示例中，这里所述的装置和系统涉及使用皮肤安装(表皮)电子器件的皮肤护理领域。这里所述的装置、系统和方法包括还可以用来提供非生物系统的信息的传感器。特别地，根据这里所述的原理的装置、系统和方法可以用来提供对表面对电磁辐射的暴露的指示、施加至表面的产品的SPF指数或表面状态。表面可以是纸张、木材、皮革、(包括画布上的艺术品或其它作品的)织物、植物或工具。
在非限制性示例中，可以基于铸造互补金属氧化物半导体(CMOS)晶片来制造根据这里所述的原理的技术平台，并且可以将这些技术平台转移到基于聚合物和/或涂敷有聚合物的载体上。
图1示出根据这里的原理的非限制性示例系统的框图。示例系统100包括至少一个装置102，其中可以使用该装置102来提供对表面的性质的测量。例如，该性质可以是表面对电磁辐射的暴露量。在该示例中，至少一个装置102可以如这里所述被配置为进行光电检测测量。作为另一示例，性质可以是对表面的电性质的测量。在该示例中，至少一个装置102如这里所述被配置为对组织的电性质进行基于电容的测量(例如，以提供水合状态的测量结果e)。系统100包括耦合至至少一个装置102的至少一个其它组件104。在示例实现中，至少一个其它组件104可以是处理单元。在示例实现中，至少一个其它组件104可被配置为向装置102供电。例如，至少一个其它组件104可以包括可以用来供给电势的电池或任何其它蓄能装置。在示例实现中，系统100可以包括用于提供对该装置所进行的测量的指示的至少一个其它组件104。在示例实现中，至少一个其它组件104可以包括被配置为分析来自该装置的信号的至少一个处理器单元。在示例实现中，至少一个其它组件104可被配置为将来自该装置的信号发送至外部系统或装置。例如，至少一个其它组件104可以包括发送器或收发器，其中该发送器或收发器被配置为将来自该装置的包括通过装置测量所测量到的数据的信号发送至手持式装置或其它计算装置。手持式装置的非限制性示例包括智能电话、平板电脑、书写板、电子阅读器、数字助理或任何其它等同装置。作为非限制性示例，手持式装置或其它计算装置可以包括被配置为分析来自该装置的信号的处理器单元。至少一个其它组件104可以是温度传感器。
图2示出根据这里的原理的另一实现的非限制性示例系统150的框图。示例系统150包括至少一个装置102，其中该至少一个装置102可以用于通过基于电容的测量来进行对表面对电磁辐射的暴露量或表面的电性质的测量。在图2的非限制性示例中，至少一个其它组件104包括：模拟感测块152，其耦合至至少一个装置102；以及至少一个处理器单元154，其耦合至模拟感测块152。至少一个其它组件104包括存储器156。例如，存储器156可以是非易失性存储器。作为非限制性示例，可以将存储器156安装作为RF芯片的一部分。至少一个其它组件104还包括发送器或收发器158。发送器或收发器158可以用于将来自装置102的数据发送至手持式装置或其它计算装置(例如，以供进一步分析)。图2的示例系统150还包括电池160和耦合至该电池160的电荷调节器162。电荷调节器162和电池160耦合至处理器单元154和存储器156。
系统150的非限制性示例如下。电池160向装置102提供电力以进行测量。处理单元154定期启动，激励模拟感测块152，其中该模拟感测块152调节信号并将该信号传送至处理器单元154上的A/D端口。将来自装置102的数据存储在存储器156中。在示例中，在使近场通信(NFC)功能的手持式装置接近系统150的情况下，向该手持式装置传送数据，其中该数据由手持式装置的应用软件进行解析。数据记录和数据传送可以是异步的。例如，在偶然发生数据传送的情况下，可以每分钟发生数据记录。
图3示出根据这里的原理的另一实现的非限制性示例系统300的框图。示例系统300被配置为进行数据记录。示例系统300包括至少一个装置102，其中该至少一个装置102可以用于进行对表面对电磁辐射的暴露量的测量。在图3所示的示例中，装置102包括用于检测紫外线A(UVA)电磁辐射的传感器组件和用于测量紫外线B(UVB)电磁辐射的另一传感器组件。在根据该实现的另一示例中，装置102是基于电容的测量。在图3的非限制性示例中，至少一个其它组件104包括：模拟感测块302，其耦合至至少一个装置102；以及至少一个处理器单元304，其耦合至模拟感测块302。至少一个其它组件104包括存储器306。例如，存储器306可以是非易失性存储器。作为非限制性示例，可以将存储器306安装作为RF芯片的一部分。至少一个其它组件104还包括发送器或收发器308。发送器或收发器308可以用于将来自装置102的数据发送至手持式装置或其它计算装置(例如，以供进一步分析)。图3的示例系统300还包括电池310和耦合至该电池310的电荷调节器312。电荷调节器312和电池310耦合至处理器单元314和存储器316。
系统300的非限制性示例使用如下。电池310向装置102提供电力以进行测量。处理器单元304定期启动，激励模拟感测块302，其中该模拟感测块302调节信号并将该信号传送至处理器单元304上的A/D端口。将来自装置102的数据存储在存储器306中。在示例中，在使近场通信(NFC)功能的手持式装置接近系统300的情况下，向该手持式装置传送数据，其中该数据由手持式装置的应用软件进行解析。数据记录和数据传送可以是异步的。例如，在偶然发生数据传送的情况下，可以每分钟发生数据记录。
在包括这里所述的装置的系统的示例使用方法中，可以使该系统的传感器组件维持低电力模式或低运行模式。例如，可以使传感器组件维持“休眠”模式。按指定的时间间隔，该系统的处理器单元可以包括机器可读指令，其中这些机器可读指令在执行时，使处理器单元定期控制该系统的一个或多个其它组件并且进行测量。例如，按定期的时间间隔，该系统的微控制器可以启动以使该传感器进行(包括模拟测量的)传感器测量。在非限制性示例中，该系统包括数据记录组件，并且处理器单元使通过该测量得到的数据记录在存储器中。在非限制性示例中，该系统包括射频组件，并且处理器单元使通过该测量得到的数据传送至射频组件。在非限制性示例中，射频组件可以包括蓝牙组件。在非限制性示例中，该系统包括线圈结构，并且RG组件使用线圈结构来发送数据。在非限制性示例中，可以使用该系统附近的近场通信(NFC)功能的手持式装置来访问或读出该数据。在该示例中，可以使用NFC功能的手持式装置来按需读出数据。
如与图3相关地所述，可以将根据这里的原理的示例系统配置为具有电力和无线通信的独立系统，其中该独立系统用于监测表面的性质，诸如但不限于监测表面对电磁辐射的暴露量、或(可能与表面的水合程度有关的)组织的渗出程度和/或组织的疾病。
图4示出根据这里的原理的另一实现的非限制性示例系统400的框图。示例系统400被配置成不具有电源。示例系统400包括至少一个装置102，其中该至少一个装置102可以用于进行对表面对电磁辐射的暴露量的测量。在图4所示的示例中，装置102包括用于检测紫外线A电磁辐射的传感器组件和用于测量紫外线B电磁辐射的另一传感器组件。在根据该实现的另一示例中，装置102进行基于电容的测量。在图4的非限制性示例中，至少一个其它组件104包括：模拟感测块402，其耦合至至少一个装置102；以及至少一个处理器单元404，其耦合至模拟感测块402。至少一个其它组件104包括存储器406。例如，存储器406可以是非易失性存储器。作为非限制性示例，可以将存储器406安装作为RF芯片的一部分。至少一个其它组件104还包括发送器或收发器408。发送器或收发器408可以用于将来自装置102的数据发送至手持式装置或其它计算装置(例如，以供进一步分析)。图4的示例系统400还包括电荷调节器412。电荷调节器412耦合至处理器单元414和存储器416。
系统400的非限制性示例使用如下。诸如通过电感耦合的外部电源向装置102提供电力以进行测量。处理单元404启动，激励模拟感测块402，其中该模拟感测块402调节信号并将该信号传送至处理器单元404上的A/D端口。将来自装置102的数据存储在存储器406中。在示例中，在使近场通信(NFC)功能的手持式装置接近系统400以通过电感耦合提供电力的情况下，向该手持式装置传送数据，其中该数据由手持式装置的应用软件进行解析。可以发生数据传送。
在非限制性示例中，可以将系统100、系统150、系统300或系统400安装在诸如但不限于片等的背衬上。该背衬配置在要测量的组织之上。
在非限制性示例中，可以将系统100、系统150、系统300、系统400的至少一部分或这里所述的任意装置配置在基板上。如这里所述的任意示例方法、系统或装置中所使用的，将术语“配置在…上”定义为包括“至少部分嵌入…内”。基板可以由诸如但不限于基于聚合物的材料等的任何柔性材料构成。在示例中，柔性基板可以由聚二甲基硅氧烷(PDMS)构成。在示例中，基板的杨氏模量约为10GPa以下。
在另一非限制性示例中，系统100、系统150、系统300、系统400的至少一部分或这里所述的任意装置可以被封装层覆盖。该封装层可以由基于聚合物的材料构成。例如，封装层可以由诸如但不限于聚二甲基硅氧烷(PDMS)或硅树脂(包括硅树脂、硅树脂或硅树脂(所有均可从位于宾夕法尼亚州Easton的Smooth-On,Inc.获得)的弹性体构成。在示例中，封装层的杨氏模量约为100MPa以下。在装置被配置为在电磁波谱的可见区域内检测电磁辐射的示例实现中，可以使用由聚酰亚胺构成的封装层(这是因为聚酰亚胺可被配置为吸收紫外线电磁频率)。
图5示出根据这里所述的原理的示例装置或系统的截面图。该示例结构包括基板502、封装层504和器件层506。器件层506包括至少一个传感器组件508。在示例中，器件层506可以包括至少一个CMOS组件510、诸如但不限于放大器、多路复用器、数字信号滤波器或无源元件等。在示例中，器件层506可以包括至少一个微控制器和至少一个无线电组件。
在示例中，封装层和基板的厚度可被配置成使包括根据这里的原理的任意系统或装置的器件层位于该系统或装置的中性机械平面(NMP)或中性机械表面(NMP)处。该NMP或NMS位于该系统或装置的器件层的厚度中的任何施加应变最小或基本为零的位置处。在示例中，可以将NMP或NMS配置在该系统或装置的深度中点处或该中点附近。可以通过向用于进行组织的电测量的系统或装置的组件中引入辅助应变隔离的材料来使NMP或NMS的位置相对于该系统或装置的结构改变。例如，可以修改(即，减小或增大)配置在这里所述的系统或装置之上的封装材料的厚度以使该系统或装置相对于整体系统或装置的厚度下压，从而可以改变NMP或NMS相对于该系统或装置的位置。在另一示例中，可以使用装置的基板的厚度来改变NMP或NMS相对于系统或装置的位置。在另一示例中，可以使用包括封装材料相对于基板材料的弹性(杨氏)模量的任何差异的封装材料的类型来定位NMP或NMS。
图6示出包括基板606、封装层604和器件层606的示例分层结构600的截面图。示例结构600的NMP由穿过该结构的线来表示。如图6所示，可以选择基板602和封装层604的厚度和材料类型，以使得器件层606的至少一部分位于整个结构的NMP处。在该示例中，NMP位于示例结构600的深度的中点处或该中点附近。
图7A～7D示出配置在不同类型的表面的至少一部分上的根据这里的原理的示例装置或系统。在图7A中，示例装置或系统配置在纸张表面的一部分上。在图7B中，示例装置或系统配置在皮革表面的一部分上。在图7C中，表面是乙烯基的，并且在图7D中，表面是织物。在示例中，使用这里所述的传感器组件所测量的表面是诸如艺术品等的织物的表面、蔬菜(诸如植物等)、工具表面(包括其它类型的设备)、纸张、木材或织物(包括画布上的艺术品或其它作品)。
根据这里所述的原理的装置或系统可以用于与多种其它体上传感器相结合地监测组织状态。图8示出使用这里所述的装置中的一个或多个可以监测的组织状态的非限制性示例。例如，这里的装置或系统可以包括根据这里的原理的至少一个传感器组件，其中该至少一个传感器组件用于测量组织的可见或UV光暴露量、或者由施加至组织的产品所提供的防晒指数(SPF)的量。作为又一示例，这里的装置可被配置为包括用于测量组织的水合水平的至少一个水合传感器。作为另一示例，这里的装置可被配置为包括用于测量组织的温度的至少一个温度传感器。
这里所述的技术平台的装置和系统支持适形电子器件，其中该适形电子器件可以用于在提供与(包括手持式装置的)外部计算装置的无线通信的同时，在延长时间段内以非常低的电力水平记录传感器数据。适形电子器件包括体上电子器件和符合(包括纸张、木材、皮革、(包括画布上的艺术品或其它作品的)织物、植物或工具的)其它表面的电子器件。
这里所述的技术平台支持可以用于监测表面对电磁辐射的暴露量的适形电子器件。在示例中，传感器组件是使得能够进行UVA和UVB暴露的连续记录的UV传感器。在非限制性示例中，这里所述的系统或装置可被配置为可见/UV传感器，其中该可见/UV传感器记录表面对电磁辐射的暴露量，并且将数据测量结果发送至(包括手持式装置的)外部计算装置。
图9A和9B示出在暴露于日光时根据这里的原理的UV传感器的响应的波长区域。图9A示出被配置为对UVA波长(约400～约280nm)作出响应的传感器组件的响应。图9B示出被配置为对UVB波长(约325～约220nm)作出响应的传感器组件的响应。
图10中的表示出根据该示例的来自装置或系统的操作的休眠电流、有效电流和平均电流(以(μA)为单位)的非限制性示例值。该表示出针对不同间隔的采样时间的根据时间的系统的电力预算。在该示例系统中，在读取操作之间可以关闭运算放大器(op-amp)和RF芯片I2C接口，由此无需待机电力。基于这些结果，根据采样间隔的长度，可以采用裸片尺寸为2.8×3.5mm的(诸如从Cymbet Corporation可得的)12μAh的电池来支持超过一天的工作。
图11A示出根据这里所述的原理的非限制性示例装置1100。该装置1100包括柔性基板1102、配置在该柔性基板上的传感器组件1104和与该传感器组件进行通信的处理单元1106。传感器组件1104测量入射在其暴露表面上的电磁辐射量，其中该电磁辐射的频率在电磁波谱的可见或紫外区域内。如图11A所示，装置1100还包括物理耦合至处理单元1106的一部分的至少一个交联结构1108。还存在物理耦合至传感器组件1110的一部分的至少一个交联结构1110。交联结构由电介质材料构成。可以将装置1100配置在要监测的组织、物体或项的表面上。例如，要监测的表面可以是纸张、木材、皮革、(包括画布上的艺术品或其它作品的)织物、植物或工具的一部分。可以使用入射在传感器组件上的电磁辐射量的测量结果来提供对表面对电磁辐射的暴露量的指示。
柔性基板1102可以由基于聚合物的材料构成。例如，该基板可以由诸如但不限于PDMS或基于硅树脂的材料等的弹性体构成。作为其它非限制性示例，柔性基板1102可以由柔性塑料、纸张或织物构成。在示例中，柔性基板的杨氏模量小于约10GPa。
根据这里的原理，在这里的任意装置或系统中示出和/或所述的交联结构用来为装置或系统提供机械稳定性。例如，假定装置的基板是柔性的(即，非刚性的)，则该装置或系统在使用期间可以经受弯曲、扭转、伸长、压缩、变形或其它这种力。这些力可能改变装置或系统的形状因数。在另一示例中，这些力可能导致系统或装置的一些组件不对准，这可能导致组件之间的某些电互连变弱或被破坏，由此影响装置或系统的性能。这里所述的交联结构配置在装置或系统的所选区域处以向该结构提供抵抗这些外部施加力的机械稳定性。例如，交联结构的一端可以物理耦合至装置或系统的组件的一部分，并且其另一端可以耦合至另一组件或基板。
根据这里的任意示例系统或装置的交联结构还可以由基于聚合物的材料构成。例如，交联结构可以由PDMS、硅或任何其它可应用的弹性体构成。作为另一示例，交联结构可以由聚酰亚胺构成。在示例中，柔性基板和交联结构可以由相同材料构成。在另一示例中，柔性基板和交联结构可以由不同材料构成。
在图11A的非限制性示例中，交联结构1108和1110使组件(1104或1106)物理耦合至基板1102的一部分。在另一示例中，交联结构可以用于使传感器组件1104物理耦合至处理单元1106。
装置1100可以包括与传感器组件1104进行通信以存储通过测量得到的任何数据的存储器。例如，该数据可以表示入射在传感器组件1104上的电磁辐射量的测量结果。在示例中，存储器可以存储机器可读指令，其中这些机器可读指令使处理单元1106分析测量数据以提供对表面对电磁辐射的暴露量的指示。
装置1100还可以包括由电介质材料构成的支撑结构，其中交联结构可以物理耦合至该支撑结构。例如，可以将支撑结构形成为柔性基板上的线圈或环状结构，交联结构中的一个或多个的端部可以物理耦合至该支撑结构，并且交联结构的另一端可以物理耦合至传感器组件1104的一部分和/或处理单元1106的一部分。作为示例，可以将图11A的特征1112形成为支撑结构(与作为基板1102的一部分相对比)。支撑结构和交联结构的组合动作可以增强装置或系统的针对(如上所述的)外部施加力的机械稳定性。
支撑结构还可以由诸如但不限于聚酰亚胺、PDMS、硅树脂或其它可应用的弹性体等的基于聚合物的材料构成。
在不同示例中，支撑结构和交联结构可以由相同材料构成，或者这两者可以由不同材料构成。
图11B示出另一示例装置1150，其中该装置1150包括柔性基板1102、配置在柔性基板1102上的传感器组件1104、与传感器组件1104进行通信的处理单元1106和配置在该基板上的线圈结构1107。线圈结构1107由导电性材料构成并且可以用作天线。在该示例中，线圈结构1107具有矩形形状。然而，线圈结构1107可以是多边形、圆形、正方形或任何其它几何形状。
在这里所述的任何示例装置、方法或系统中，线圈结构可以由金属(诸如但不限于Al或(包括Au、Ag、Cr、Cu、Fe、Ir、Mo、Nb、Pd、Pt、Rh、Ta、Ti、V、W或Zn的)过渡金属或这两者的任何组合等)、或(包括Si、Ge的任何导电形式的)掺杂半导体、或(包括GaAs、InP的)III-IV族半导体构成。
如图11B所示，线圈1107包括至少一个波状部1112。例如，该波状部可以具有锯齿形、蛇形、凹槽形或波纹结构。
在图11B的示例中，传感器组件1104和处理单元1106被线圈结构1107围绕。在另一示例中，传感器组件1104或处理单元1106可以位于线圈结构1107的外部。以上与图11A的组件或特征有关的任何说明还可应用于图11B的等同特征或组件。在示例中，交联结构1108、1110可以连接至线圈结构1107的更靠近中心的部分。在另一示例中，交联结构1108、1110可以连接至线圈结构1107的外侧部分。
在各示例实现中，线圈结构1107可以用于将RF信号从装置1150发送至外部装置或者可以用于从装置终端接收信号。例如，装置1150还可以包括与线圈结构1107和/或处理单元1106进行通信的射频组件。该射频组件可以使用线圈结构1107来发送测量到的入射在传感器组件1104上的电磁辐射量和/或对(配置有装置1150的)表面对电磁辐射的暴露量的指示。在示例中，射频组件可以是组件(Bluetooth SIG、Kirkland、WA)。
在非限制性示例中，装置1150的至少一部分被封装层覆盖。封装层可以由基于聚合物的材料构成。例如，封装层可以由诸如但不限于聚二甲基硅氧烷(PDMS)或硅树脂(包括硅树脂、硅树脂或硅树脂(所有均可从位于宾夕法尼亚州Easton的Smooth-On,Inc.获得)的弹性体构成。在示例中，封装层的杨氏模量约为100MPa以下。在装置被配置为检测电磁波谱的可见区域内的电磁辐射的示例实现中，可以使用由聚酰亚胺构成的封装层(这是因为聚酰亚胺可被配置为吸收紫外线电磁频率)。如上所述，可以选择封装层和柔性基板1102的厚度以及封装层和柔性基板1102所使用的材料的类型，以使得传感器组件1104和处理器单元可以位于装置的深度的中点处或该中点附近(例如，NMP附近)。
在示例中，柔性基板的一部分可以包括粘合剂。可以使用该粘合剂来将柔性基板的一部分附接至表面。
传感器组件1104可以包括光电检测器。可应用的光电检测器的非限制性示例包括基于硅的光电检测器、基于碳化硅的光电检测器、基于锗的光电检测器、基于氮化镓的光电检测器、基于氮化铟镓的光电检测器和基于氮化铝镓的光电检测器。在示例中，传感器组件1104可以是包括一个或多个p-n结的光电检测器。
装置1100或1150可以包括配置在传感器组件1104上方的暴露于电磁辐射的区域中的至少一个滤波器。使用滤波器和至少一个传感器组件对电磁辐射的测量可以用来提供对入射在表面上的紫外线A电磁辐射和/或紫外线B电磁辐射的量的测量。
在示例实现中，装置1100或1150可以包括两个传感器组件，其中这两个传感器组件的其中一个堆叠在另一传感器组件上方以提供堆叠型传感器组件。在该示例中，可以通过将利用堆叠型传感器组件对电磁辐射的测量与利用上述至少一个传感器组件中的另一个对电磁辐射的测量进行比较，来提供对入射在表面上的紫外线A电磁辐射和/或紫外线B电磁辐射的量的测量。
可以使用对表面对电磁辐射的暴露量的测量来提供对(例如，施加至表面的产品的)表面的SPF防护水平的测量。例如，可以通过将利用包括紫外线滤波器的传感器组件所进行的电磁辐射的测量结果与利用至少一个传感器组件中的另一个不具有紫外线滤波器的传感器组件所进行的电磁辐射的测量结果进行比较，来提供对组织的SPF防护水平的测量。
在非限制性示例中，装置1150可以包括与至少一个传感器组件进行电通信的放大器。可以使用该放大器来在利用处理器单元1106分析来自传感器组件1104的测量结果的信号之前放大该信号。
还提供了用于监测表面对电磁辐射的暴露示例系统。该示例系统包括根据这里所述的任意原理的装置和读取器设备。可以使用该读取器设备来从装置接收表示对入射在传感器组件上的电磁辐射量的测量以及/或者对表面对电磁辐射的暴露量的指示的数据。该表面可以是纸张、木材、皮革、(包括画布上的艺术品或其它作品的)织物、植物或工具的一部分。
在示例中，读取器可以包括耦合构件。在耦合构件电耦合至装置的一部分的情况下，读取器设备接收表示对入射在至少一个传感器组件上的电磁辐射量的测量以及/或者对表面对电磁辐射的暴露量的指示的数据。
读取器设备可以是近场通信(NFC)功能的手持式装置。在示例中，当使近场通信(NFC)功能的手持式装置接近系统150时，向该手持式装置传送数据，其中该数据由手持式装置的应用软件进行解析。在另一示例中，可以使用装置的处理器来分析该数据，并且可以将诸如对表面对电磁辐射的暴露量的指示或来自施加至表面的产品的SPF防护的值等的分析结果传送至手持式装置。
图12A示出另一示例装置1200，其中该装置1200包括传感器组件1204、线圈结构1207和交联结构1208。以上与图11A或11B的组件或特征有关的任何说明还可适用于图12A的等同特征或组件。如图12A所示，交联结构使传感器组件1204的一部分物理耦合至线圈结构1207的一部分。交联结构由非导电性的柔性材料构成。在示例中，交联结构1208、1210可以连接至线圈结构1207的更靠近中心的一部分。在另一示例中，交联结构1208、1210可以连接至线圈结构1207的外侧部分。对入射在传感器组件1204上的电磁辐射量的测量提供了对表面对电磁辐射的暴露量的指示。
在图12A的示例中，线圈结构1207围绕传感器组件1204。在另一示例中，传感器组件1204可以位于线圈结构1207的外部。图12B示出另一示例装置1250，其中该装置1250包括传感器组件1204、线圈结构1207和交联结构1208。在该示例中，传感器组件1204位于线圈结构1207的外部。
在不同示例中，传感器组件1204可以包括光电检测器、水合传感器、温度结构或任何类型的传感器。
(图12A和12B所示的)线圈结构1207由导电性材料构成并且可以用作天线。在这些示例中，线圈结构1207具有圆形形状。然而，线圈结构1207可以是多边形、正方形、矩形或任何其它几何形状。在示例中，线圈1207可以包括波状部分，其中这些波状部分包含具有锯齿形、蛇形、凹槽形或波纹结构的部分。
示例装置1200或1250可以包括处理单元。在示例中，该处理单元可以用于分析对入射在传感器组件1204上的电磁辐射量的测量，以提供对表面对电磁辐射的暴露量的指示。在该示例中，装置1200或1250可以包括与线圈结构1207和处理单元进行通信的射频组件。该射频组件可以用于使用至少一个线圈结构来发送对入射在至少一个传感器组件上的电磁辐射量的测量和/或对表面对电磁辐射的暴露量的指示。
在另一示例中，示例装置1200或1250可以包括柔性基板，其中在该柔性基板上配置有传感器组件1204和线圈结构1207。如与图11A或11B相关地描述的，该柔性基板可以是聚合物。在不同示例中，柔性基板或交联结构可以由相同材料或不同材料构成。在示例中，柔性基板的一部分可以包括粘合剂。可以使用该粘合剂来将柔性基板的一部分附接至表面。
线圈结构1107可以用于将RF信号从示例装置1200或1250发送至外部设备、或者可以用于从外部设备接收信号。例如，示例装置1200或1250还可以包括与线圈结构1207进行通信的射频组件。该射频组件可以使用线圈结构1207来发送测量到的入射在传感器组件1104上的电磁辐射的量和/或对(配置有装置1250的)表面对电磁辐射的暴露量的指示。在示例中，射频组件可以是组件(Bluetooth SIG、Kirkland、WA)。
在非限制性示例中，示例装置1200或1250的至少一部分被封装层覆盖。如上所述，封装层可以由基于聚合物的材料构成。在装置被配置为检测电磁波谱的可见区域内的电磁辐射的情况下，可以使用由聚酰亚胺构成的封装层。如上所述，示例装置1200或1250可被配置成传感器组件1204位于示例装置1200或1250的深度的中点处或该中点附近(即，NMP附近)。
传感器组件1204可以包括光电检测器。可应用的光电检测器的非限制性示例包括基于硅的光电检测器、基于碳化硅的光电检测器、基于锗的光电检测器、基于氮化镓的光电检测器、基于氮化铟镓的光电检测器和基于氮化铝镓的光电检测器。在示例中，传感器组件1204可以是包括一个或多个p-n结的光电检测器。
装置1200或1250可以包括配置在传感器组件1204上方的暴露至电磁辐射的区域中的至少一个滤波器。可以使用利用滤波器和至少一个传感器组件对电磁辐射的测量来提供对入射在表面上的紫外线A电磁辐射和/或紫外线B电磁辐射的量的测量。
在示例实现中，装置1200或1250可以包括两个传感器组件，其中这些传感器组件的其中一个堆叠在另一传感器组件上方以提供堆叠型传感器组件。在该示例中，可以通过将利用堆叠型传感器组件对电磁辐射的测量与利用至少一个传感器组件中的另一个对电磁辐射的测量进行比较，来提供对入射在表面上的紫外线A电磁辐射和/或紫外线B电磁辐射的量的测量。
可以使用对表面对电磁辐射的暴露量的测量来提供对(例如，施加至表面的产品的)表面的SPF防护水平的测量。例如，可以通过将利用包括紫外线滤波器的传感器组件所进行的电磁辐射的测量结果与利用至少一个传感器组件中的不具有紫外线滤波器的另一个传感器组件所进行的电磁辐射的测量结果进行比较，来提供对组织的SPF防护水平的测量。
在非限制性示例中，装置1200或1250可以包括与至少一个传感器组件进行电通信的放大器。可以使用该放大器来在利用处理器单元1206分析来自传感器组件1204的测量结果的信号之前放大该信号。
图13示出示例装置1300，其中该示例装置1300包括柔性基板1302、配置在柔性基板1302上的两个传感器组件(1304-a和1304-b)、与传感器组件1304进行通信的处理单元1306、以及配置在基板上的线圈结构1307。线圈结构1307由导电性材料构成并且可以用作天线。线圈结构1307可以是多边形、圆形、正方形或矩形。
如图13所示，线圈1307包括波状部1312。例如，该波状部1312可以具有锯齿形、蛇形、凹槽型或波纹结构。
在该示例中，传感器组件1304和处理单元1306被线圈结构1307围绕。在另一示例中，传感器组件1304或处理单元1306可以位于线圈结构1307的外部。以上与图11A、11B、12A或12B的组件或特征有关的任何说明还可应用于图13的等同特征或组件。在示例中，交联结构1308、1310可以连接至线圈结构1307的更靠近中心的部分。在另一示例中，交联结构1308、1310可以连接至线圈结构1307的外侧部分。
在该示例中，装置1300还包括电池1314、充电调节器1316和RF组件1318。如图13所示，电互连结构使RF组件与处理单元1306电连接。电池1314向装置1300的各组件提供电力。使用线圈结构1307来将RF信号从装置1200发送至外部装置以及/或者从该装置外部接收信号。射频组件可以使用线圈结构1307来发送测量到的入射在传感器组件1304上的电磁辐射的量以及/或者对(配置有装置1300的)表面对电磁辐射的暴露量的指示。
如上所述，可以使用这里所述的线圈结构作为天线结构。线圈结构的波状部使得该装置能够伸展而不会不利地影响线圈的电感特性。图14示出针对不包括波状部的矩形状线圈和包括波状部的矩形状线圈的、相对于线圈的匝数的电感(以微亨(μH)为单位)的测量结果。如图14所示，波状线圈的电感相对于直线圈的电感没有明显改变。
图15A和15B示出用于校准传感器组件的测量的方法的示例实现。可以使用如下传感器组件来进行测量，其中在该传感器组件和电磁辐射之间的路径中具有至少一个滤波器。在图15A的示例中，使用传感器组件1504来进行测量，其中在该传感器组件和电磁辐射之间的路径中配置有两个滤波器1504、1506。可以使用OD0.3、OD1滤波器的多个组合。图16B示出这些结构中的电衰减相对于光学衰减的标绘图。观察到传感器上的光学功率和电输出之间的直接线性相关。
图16A和16B示出用于使用这里所述的传感器组件来测量不同的UV阻挡物的方法的示例实现。可以使用在传感器组件和电磁辐射之间的路径中具有至少一个UV阻挡物的传感器组件来进行测量。图16B的标绘图示出太阳镜、硅树脂、WG320滤波器和(DuPont,Wilmington,Delaware)的UVA和UVB阻隔性能的测量结果。这些结果表明硅树脂封装可以是穿透性的，而强烈阻隔的。观察到WG320滤波器区别UVB与UVA。太阳镜等同于2.2的SPF。
光电检测传感器
如以上与任意示例装置、系统或方法有关地所论述的，传感器组件可以是光电检测器。
这里的多个装置、系统和方法使用光学检测。非限制性示例应用包括用于防晒的UV感测、用以支持“治疗窗”中的医疗应用的红外线(IR)检测、用以使得能够通过(诸如用于TV的)远程控制件来进行输入的IR检测、以及针对室内照明的响应。
图17示出可以用作这里所述的任意系统、方法和装置中的传感器组件的示例光电检测器1702。光电检测器1702由感光基板构成。在非限制性示例中，可以使用测量到的基板的电性质的变化来提供对光电检测器1702被暴露至的电磁辐射1708的量的测量。滤波器1706可以用在光电检测器1702中以选择性地排除关注波长范围外的电磁辐射。
可以基于弹性CMOS来构造针对这种感测应用的适形系统。在非限制性示例中，可以基于硅、碳化硅、锗、氮化镓、氮化铟镓或氮化铝镓基板来形成光电检测器。
图18示出根据这里的原理的非限制性示例光电检测器1800。可以将光电检测器1800并入这里所述的任意传感器组件、装置或系统，并且用于检测电磁辐射。示例光电检测器1800形成在基板1802中。基板1802具有暴露至电磁辐射的表面1804。光电检测器1800包括配置在基板中的电子收集器区域1806和空穴收集器区域1808。势阱区域1810配置在基板中并且围绕电子收集器区域1806的至少一部分和空穴收集器区域1808的至少一部分。势阱区域1810的一部分配置在电子收集器区域1806和空穴收集器区域1808之间。
电子收集器区域1806可以配置成邻近基板1802的表面或者可以嵌入基板1802中。空穴收集器区域1808可以配置成邻近基板1802的表面或者可以嵌入基板1802中。
作为非限制性示例，基板1802可以由硅、碳化硅、锗、氮化镓、氮化铟镓或氮化铝镓材料构成。
电子收集器区域1806由n+型材料(即，高施主掺杂的半导体材料)构成。空穴收集器区域1808由p+型材料(即，高受主掺杂的半导体材料)构成。
如果基板1802是p型半导体材料，则势阱区域1810可以由施主掺杂半导体材料(n型材料)构成。如果基板1802是n型半导体材料，则势阱区域1810可以由受主掺杂半导体材料(p型材料)构成。
在势阱区域1810可以由施主掺杂半导体材料构成并且基板1802是p型半导体材料的示例中，与电子收集器区域1806相比，势阱区域1810中的掺杂物的浓度较低。在势阱区域1810可以由受主掺杂半导体材料构成并且基板1802是n型半导体材料的示例中，与空穴收集器区域1806相比，势阱区域1810中的掺杂物的浓度较低。
基板1802的厚度(d1)可以为约10微米(μm)、约5微米、约3微米、约2微米、约1微米或小于约1微米。
势阱区域1810的厚度(d2)可以小于或大致等于基板1802的厚度。例如，势阱区域1810的厚度(d2)小于约1微米、约1微米、约3微米、约4微米、或大于约4微米。
电子收集器区域1806或空穴收集器区域1808的厚度(d3)可以小于或大致等于势阱区域1810的厚度。例如，电子收集器区域1806或空穴收集器区域1808的厚度(d2)可小于约1微米、约1微米、约2微米、约3微米、或大于约3微米。
当吸收了入射光子(电磁辐射)时，该入射光子激发电子-空穴对。电子收集器区域1806或空穴收集器区域1808有助于使空穴与电子分离，从而提供光敏活性。可以将电子收集器区域1806和/或空穴收集器区域1808中的载流子浓度的任何变化、以及因而电性质的任何变化定量为对所吸收的电磁辐射量的测量。可以基于对在电子收集器区域1806和/或空穴收集器区域1808中的吸收的电磁辐射量的测量来定量光电检测器被暴露至的电磁辐射量。电子收集器区域1806和空穴收集器区域1808可以被重掺杂，使得(基于光子吸收)在这两者内部产生的光电载流子在可以被收集之前重新组合，因而无法被定量。在空穴收集器区域1808(其中空穴作为载流子)或电子收集器区域1806(其中电子作为载流子)中收集势阱区域1810中产生的光电载流子。
在非限制性示例中，可以基于硅来制造光电检测器。图19示出硅在宽的波长范围内的吸收深度。纵轴是对吸收深度、即对吸收了入射电磁辐射能量的约1/e的深度的测量。在两个吸收深度处吸收约85％的能量，并且仅5％超出三个吸收深度。还可以使用图18的曲线来估计用于吸收入射能量的约30％的硅的厚度、或者用于吸收能量的约85％的厚度的约一半。如图18所示，较长波长的电磁辐射具有较长的吸收深度，直到波长(λ)约为300nm(在此处UV吸收曲线的行为存在略微变化)为止。需要超过1cm的厚度的硅层，以吸收约1000nm波长的大量电磁辐射。通过400nm～700nm的较短曲线来示意性示出人眼的响应，以指示电磁波谱的可见区域。
可以将势阱区域1810的第一阶的量子效率(QE)表示为其中d(λ)是(特定于诸如图19的硅等的不同材料的)依赖波长的吸收深度，并且Xw是阱深度。如果表面损失不太高，则大块基板还可以用作光电检测器。经由横向收集将载流子收集到收集器区域的基板的总厚度的QE是其中XSi是基板厚度。电子收集器区域1806和空穴收集器区域1808的QE是其中XJ是电子收集器区域1806和空穴收集器区域1808的深度。
图20示出根据这里的原理的光电检测器的基于硅基板的示例测量的结果。效率是指对仅落在包括该类型的暴露面上的光的响应。在示例中，可以利用诸如但不限于金属的高反射率材料来覆盖光电检测器的并不期望暴露于电磁辐射的任何区域。
图20的示例光电检测器的基板厚度约为5微米，其势阱厚度约为3微米，并且其空穴收集器区域和电子收集器区域的厚度约为0.6微米。QE快速下降了约500nm以上，这表示与作为IR传感器相比，该示例光电检测器作为UV传感器可表现得更好。450nm以上的最小吸收意味着5μm的膜可对于人眼而言具有红色～黄色色调、外观上接近透明。
在得知空穴收集器区域/电子收集器区域和势阱区域之间的差异的情况下，可以将算法校准为用以对信号中的吸收的UVA量和UVB量的单独分量进行区分的数据。
在另一示例中，可以通过重复沉积电介质来沉积滤波器，以创建Fabry-Perot反射器。例如，可以沉积氧化物/聚乙烯/氧化物/聚乙烯/氧化物/聚乙烯的层状结构以创建针对UVA波长的强滤波器，而针对UVB波长，可以使用层厚度不同的另一这种层状结构。
在示例实现中，可以使用基于该示例硅结构的晶体管来创建光电像素。可以集成一段时间内的光电流以构建电压。可在数字摄像中使用这种像素，其中收集区域非常小，并且照明差的房间内的光电流可以低至1fA(10-15amps)。在收集区域较大或存在较多可用照明的情况下，可利用较高的光电流(例如1nA(10-9amps))时，可以使用晶体管来构建岛上跨阻放大器，其同时提供与传入光电流成比例的缓冲电压输出。
在示例实现中，可以基于诸如但不限于硅、碳化硅或锗等的IV族材料来形成基板1802。空穴收集器区域1808可以由基板的掺杂物是硼或镓的高受主掺杂区域构成。电子收集器区域1806可以由基板的掺杂物是磷或砷的高施主掺杂区域构成。
在另一示例实现中，基板1802可以由诸如但不限于氮化镓、氮化铟镓或氮化铝镓基板等的III-V族材料构成。在该示例中，掺杂物可以是诸如硅或锗等的IV族元素。
水合传感器
如以上与任何示例装置、系统或方法有关地论述，传感器组件可以是水合传感器。通过引用全部包含于此的2012年9月4日提交的标题为“ELECTRONICS FOR DETECTION OF A CONDITION OFTISSUE”的美国专利申请13/603,290描述了可应用于根据这里所述的原理的任何装置、系统和方法的水合传感器。
图21示出作为交错导电结构2102的水合传感器2100的非限制性示例。可以将示例装置2100配置在表面(诸如但不限于组织等)之上以进行根据这里所述的原理的电测量(可以用于提供对表面的水合水平的测量)。可以通过跨交错导电结构施加电势来进行基于电容的测量。在图21的示例中，交错导电结构2102彼此大致平行地配置。交错导电结构2102各自具有非线性结构。在图21的示例中，导电结构2102具有蛇形结构。在其它示例中，导电结构212的非线性结构可以是锯齿形结构、波纹结构或任何其它非线性结构。与线性电极相比，导电结构的非线性结构可以有利于进行组织的电性质的更大的采样和更高的信噪比。导电结构的非线性结构还有利于具有诸如伸展等的变形的装置的更加一致的性能。示例装置2100还包括：两个导电性支撑结构2104，其各自配置成与交错导电结构2102的整体取向大致垂直；以及至少一个隔离物结构2106，其各端物理地耦合至至少两个导电性支撑结构中的每一个的一部分。导电性支撑结构2104各自与相间的导电结构2102进行电通信。例如，导电结构2102-e与导电性支撑结构2104其中之一电通信，而相间的、置于之间的导电结构2102-f没有与导电性支撑结构2104进行电通信。隔离物结构2106便于维持支撑结构2104之间的基本均匀的分隔。隔离物结构2106还可以便于在装置的变形期间维持基本均匀的形状因数。根据这里所述的任何原理，可以使用利用示例装置2100的对组织的电性质的测量来提供对组织状态的指示。
导电结构和支撑结构可以包括本领域的任何可应用的导电材料，包括金属或金属合金、掺杂半导体或导电氧化物或它们的任何组合。金属的非限制性示例包括Al或(包括Au、Ag、Cr、Cu、Fe、Ir、Mo、Nb、Pd、Pt、Rh、Ta、Ti、V、W或Zn的)过渡金属或者它们的任何组合。掺杂半导体的非限制性示例包括Si、Ge或(包括GaAs、InP的)III-IV族半导体的任何导电形式。在示例中，导电结构和支撑结构可以由相同导电材料构成。在另一示例中，导电结构和支撑结构可以由不同导电材料构成。
导电结构和/或支撑结构的至少一侧可以被诸如但不限于聚酰亚胺等的基于聚合物的材料覆盖。在示例中，可以将导电结构和/或支撑结构包入基于聚合物的材料内。基于聚合物的材料可以用作封装层。
隔离物结构也可以由基于聚合物的材料构成。
装置2100或包括装置2100的系统可以包括由可伸展和/或柔性材料制成的保护和/或背衬层。保护和/或背衬层可以使用的材料的非限制性示例包括任何可应用的基于聚合物的材料，诸如但不限于聚酰亚胺或例如(3M,St.Paul,MN)的透明医用敷料等。保护和/或背衬层可以包括粘贴至基板的一部分以辅助维持导电结构2102与(包括组织的)基板相接触的粘合部。
在非限制性示例中，可以使用隔离物结构2106来维持感测组件的尺寸和形态。在示例中，隔离物结构2106由绝缘材料、或者与导电结构或支撑结构相比导电性较低的其它材料构成。装置2100的隔离物结构2106的性质可以促使几乎没有或没有电流从一个支撑结构经由隔离物结构2106直接通向另一支撑结构。相反，电流从一组导电结构2102通过基础组织通向另一组导电结构2102。
在根据图21的示例中，支撑结构的波纹的长度可以是均匀的或者可以从装置2100的一侧相对于另一侧改变。
在非限制性示例中，导电结构的非线性结构便于提高装置的柔性。例如，非线性几何形状可便于提高装置针对基础组织的伸展、扭转或其它变形的柔性，并且尽管有伸展、扭转或其它变形，该装置也维持与组织的充分接触。
装置2100包括根据这里的原理可以形成的交联结构2115。交联结构2115可以提供该结构在制造(例如，来自基板的转移处理和/或向着另一基板的打印和提取处理)和使用期间的提高的机械稳定性，例如以使传感器相对于其所配置于的基板的伸展、弯曲、扭转或其它变形稳定。例如，交联结构2115可以辅助在装置的伸展、伸长或松弛期间和/或之后维持包括尺寸比的形状因数。例如，可以跨图21的任何导电结构2102对在沿着其长度的任何位置处形成交联结构2115。在所示示例中，交联结构2115可以以蛇形(“S”)形状形成。在其它示例中，交联结构2115可以形成为以锯齿图案形成的、作为弧形或波纹形成的基本直横杆、或者便于维持装置的机械稳定性和/或形状因数的任何其它形态。另外，交联结构2115可以形成为跨相邻电极形成的至少两个交联结构。交联结构2115可以由基于聚合物的材料或任何其它可伸展和/或柔性材料构成。另外，尽管示出示例交联结构2115的定位大致在图21的x方向上对准，但交联结构2115还可以相对于彼此在x方向上偏移。
交联结构2115可以由覆盖交错导电结构的部分并且从这些部分无缝地扩展的、基本相同的封装材料构成。在该示例中，可以在将基于封装聚合物的材料配置在交错导电结构的部分上的相同处理步骤中形成这些交联结构2115。在另一示例中，交联结构515可以由与覆盖交错导电材料的部分的封装材料不同的材料构成。
图22示出图21的水合传感器电耦合至诸如图12A或12B所示等的装置(和所有相关说明)。该装置包括线圈结构2207、交联结构2208和至少一个其它组件2215。至少一个其它组件2215可以是电池、发送器、收发器、放大器、处理单元、电池所用的电荷调节器、射频组件、存储器、模拟感测块和温度传感器中的至少一个。以上与图11A、11B、12A、12B或13的特征或组件有关的任何说明还可应用于图22的等同特征或组件。如图22所示，交联结构使组件2215的一部分物理耦合至线圈结构2207的一部分。交联结构由非导电性的柔性材料构成。在示例中，交联结构2208可以连接至线圈结构2207的更靠近中心的部分。在另一示例中，交联结构2208可以连接至线圈结构2207的外侧部分。对入射在传感器组件2204上的电磁辐射量的测量提供了对表面对电磁辐射的暴露量的指示。
在图12A的示例中，线圈结构1207围绕组件2215。在另一示例中，组件2215可以位于线圈结构2207的外侧。在另一示例中，组件2215可以位于线圈结构2207的外侧。
图23示出如与图22相关地所述的结构的示例实现，其中该结构包括线圈结构2207、交联结构2208、组件2215和水合传感器2100。
在图24A～24I示出用于制造这里所述的任何示例装置或系统的非限制性示例处理。在图24A中，诸如但不限于IV族基板(诸如硅等)或者III-V族电子器件所用的基板等的制造基板2400被涂覆有牺牲释放层2402。在非限制性示例中，牺牲释放层2402是诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等的聚合物。在图24B中，对牺牲释放层2402进行图案化。在图24C中，第一聚合物层2404被旋转涂布到牺牲释放层2402上。在示例中，第一聚合物层2404可以是聚酰亚胺。在图24D中，将导电材料的层2406沉积在第一聚合物层2404上以形成导电结构。在图24E中，在可应用于所使用的导电材料2406的情况下，可以进行光刻处理以将导电材料2406图案化成这里所述的导电组件的任何结构。在图24F中，将第二聚合物层2408旋转涂布到导电组件上。在示例中，第二聚合物层2408可以是聚酰亚胺。在图24G中，对第二聚合物层2408进行图案化。在图24H中，选择性地去除牺牲释放层材料。例如，在牺牲释放层材料是PMMA的情况下，可以使用丙酮来进行选择性去除。在该阶段，装置2410处于基本最终形式并且附接至制作基板。在图24I中，使用转移基板2412来将装置2410从制作基板2400去除。
示例系统和通信
这里还提供了通过利用一个或多个光电二极管测量总可见日光或直接测量UV光来进行工作的电磁辐射(UV/日光/IR)暴露监测片。然后可以将光电二极管的输出存储在装置上的固态存储器上以及/或者经由射频(RF)通信发送到装置的外部。
装置可以具有基于电源和数据通信方法的多种实现。这些实现可以具有以下组件的任何组合。
1.包括但不限于固态电池、薄膜电池或纽扣电池的电力存储组件。
2.包括但不限于光伏、动力、热电、射频或感性耦合的发电组件。
3.包括但不限于射频、有线或光学的通信组件。
4.包括但不限于固态存储器的数据存储组件。
可以获得这些核心属性：“现成，然后磨成(变薄为)微米或几十微米的厚度，或者被配置为在与‘片’组装之前维持它们的‘现成’物理尺寸”。可以通过将这些组件组装成薄且可变形(柔性、可弯曲和/或可伸展)的最终组合件来实现最终的“片”形状因数。
在非限制性示例中，可以将根据这里所述的任何原理的装置或系统安装至作为片的一部分的表面。该表面可以是纸张、木材、皮革、(包括画布上的艺术品或其它作品的)织物、植物或工具的表面的一部分。图25示出可以包括这里所述的任何装置中的至少一个的片2502的示例。可以将片2502施加至诸如皮肤等的表面。可以使用手持式装置2504来读取与片2502的装置所进行的电测量有关的数据。例如，片2502可以包括用以将信号发送至手持式装置2504的发送器或收发器。如以上所述，可以利用手持式装置2502的处理器来分析来自传感器组件的有关数据，以根据这里所述的原理提供对表面对电磁辐射的暴露的指示、产品的SPF指数或表面的状态。
如图25所述。可以与施加至表面的实体2506相关地使用片。实体2506可被配置为改变表面的状态(包括治疗表面的疾病)。例如，实体2506可被配置为施加至表面以提供相对于UV的保护。在该示例中，片的装置被配置为进行电测量以提供对表面上的UV和/或SPF感测的指示、防止晒伤和/或建议防护产品。在另一示例中，实体2506可被配置为应用至表面以治疗表面的疾病或其它畸形。
在示例中，片2502可以是针对舒适性和透气性所配置的一次性粘合片。
在另一示例中，片2502可以是针对舒适性和长期佩戴所配置的更耐用的传感器片。该传感器片可以包括：板载传感器，用于测量表面的关注状态；存储器，用于记录与电通信有关的数据；以及近场通信装置，用于使得能够利用手持式装置进行传感器片的扫描以进行状况检查和下载。手持式装置的非限制性示例包括智能电话、平板电脑、书写板、电子阅读器或其它手持式计算装置。传感器片可以包括诸如电池等的蓄能装置，以提供进行如上所述的测量所使用的电压电势。
在示例中，系统可以包括片2502和充电垫(未示出)。可以将片2502放置在充电垫上以对片2502的蓄能组件进行充电。可以在AC墙式插座中对充电垫进行充电。充电垫可以是电感充电垫。
在示例实现中，片2502可以包括用于基于来自基于电容和/或基于电感的测量的电信息来进行SPF监测的装置。根据该实现的示例装置可以包括板载UVA和/或UVB传感器。所报告的表面的状态是用于保护表面的防晒产品的防晒效果。根据该实现的示例一次性片可以提供被设计成模拟皮肤的湿润性能以精确地表示防晒品分布的表面。
示例SPF监控系统可以一起使用耐用性传感器片和一次性粘合片。在用于使用SPF监控系统的示例方法中，如果期望过度日晒，则可以将片2502放置在人体上的谨慎的高暴露位置处。随着时间经过、例如在一天内，可以将NFC功能的手持式装置放置在片2502的附近以检查仍剩余多少防晒品。手持式装置可以包括用以记录并且追踪“SPF状态”的应用(App)。也就是说，手持式装置上的App可以包括机器可读指令，以使得手持式装置的处理器单元分析来自片2502的装置的电测量并且基于该分析来提供对状态(SPF状态)的指示。App可以包括机器可读指令以提供(i)产品推荐、(ii)重新应用产品的建议、或者(iii)提供便于推荐产品的购买或获得推荐产品的样品的界面。在诸如一天结束时等的使用之后，消费者可以去除粘合片并且保留传感器片以供随后重新使用。如这里所述，可以使用充电垫来对传感器片进行再充电。
在另一示例实现中，片2502可以包括用于基于来自基于电容和/或基于电感的测量的电信息来作为UV剂量计运行的装置。根据该实现的示例装置可以包括板载UVA和/或UVB传感器。所报告的情况是个体的UV暴露剂量。
示例UV剂量计系统可以一起使用耐久性传感器片和一次性粘合片。在使用UV剂量计系统的示例方法中，如果期望过度日晒，则可以将片2502放置在人体上的谨慎的高暴露位置处。随着时间经过、例如在一天内，可以使NFC功能的手持式装置靠近粘合片以下载通过使用片2502收集到的记录数据。可以使用App来追踪“个人日晒状态”。也就是说，手持式装置上的App可以包括机器可读指令，以使得手持式装置的处理器单元分析来自片2502的装置的电测量并且基于该分析来提供对状态(个人日晒状态)的指示。App可以包括机器可读指令以提供(i)产品推荐、(ii)重新应用产品的建议、或者(iii)提供便于推荐产品的购买或获得推荐产品的样品的界面。在诸如一天结束时等的使用之后，个人可以去除粘合片并且保留传感器片以随后重新使用。例如可以整夜在充电垫上对传感器片进行再充电。
在另一示例实现中，片2502可以包括用以基于来自基于电容和/或基于电感的测量的电信息来作为水合和/或紧致监测器运行的装置。根据该实现的示例装置可以包括板载水合传感器。所报告的情况是表面的水合和/或紧致。基于该指示，片2502可以进行针对个性化的皮肤保湿和紧致产品护理的诊断和推荐。
示例水合和/或紧致监测系统可以一起使用耐用性传感器片和一次性粘合片。在使用水合和/或紧致监测系统的示例方法中，个人可以在手持式装置上创建个人简档并且利用该简档辅助产品的选择。可以将能够用于生成该简档的App下载至手持式装置。在例如夜间应用产品之后，个人可以将一个或多个片2502放置在身体的关注区域上。个人可以使NFC功能的手持式装置靠近一个或多个片2502以下载在片2502的使用期间间歇收集到的数据。App可以包括机器可读指令以追踪“个人水合和紧致状态”。在另一示例中，App可以包括机器可读指令以提供(i)产品推荐、(ii)重新应用产品的建议、或者(iii)提供便于推荐产品的购买或获得推荐产品的样品的界面。个人可以利用不同的产品和美容例程来重复该过程并且基于这些结果来更新简档。
结论
本申请中所引用的所有文献和类似的资料(包括但不限于专利、专利申请、文章、书籍、论文和网页)的全部内容均通过引用明确地包含于此，而与这些文献和类似的资料的格式无关。在所包含的文献和类似的资料不同于本申请或与本申请(包括但不限于所定义的术语、术语用途或所述技术等)矛盾的情况下，由本申请进行限制。
如这里所使用的部分标题仅用于组织的目的，而决不应被构造成限制所描述的主题。
尽管这里已经说明和例示了各种示例，但本领域技术人员将容易想到用于进行这里所述的功能和/或获得结果和/或一个或多个优点的各种其它部件和/或结构，并且这些变化和/或修改各自被视为在这里所述的示例的范围内。更通常地，本领域技术人员将容易理解这里所述的所有参数、尺寸、材料和结构均意图是示例性的，并且实际参数、尺寸、材料和/或结构将依赖于特定应用或使用这些教导的应用。本领域技术人员将意识到或能够使用不超过常规实验来确定这里所述的特定示例的许多等同例。因此，应当理解，前述示例仅是通过示例方式呈现的，并且在所附权利要求书及其等同物的范围内，可以实现除具体说明和要求保护以外的示例。本发明的示例涉及这里所述的各个体特征、系统、物品、材料、成套工具和/或方法。另外，两个或跟多个这些特征、系统、物品、材料、成套工具和/或方法的任何组合在这些特征、系统、物品、材料、成套工具和/或方法不相互矛盾的情况下均包括在本公开的范围内。
可以以多种方式来实现本发明的上述示例。例如，可以使用硬件、软件或它们的组合来实现一些示例。在至少部分以软件实现示例的任何方面的情况下，可以在设置在单个装置或计算机中或者分布在多个装置/计算机之间的任何适当处理器或处理器的集合上执行软件代码。
在这方面，本发明的各方面可以至少部分作为利用一个或多个程序进行编码的计算机可读介质(或多个计算机可读介质)(例如，计算机存储器、一个或多个软盘、压缩盘、光盘、磁带、闪速存储器、采用现场可编程门阵列或其它半导体装置的电路结构或者其它有形计算机存储介质或非瞬态介质)来体现，其中该一个或多个程序在一个或多个计算机或其它处理器上执行的情况下，执行实现上述技术的各种示例的方法。计算机可读介质或媒介可以是便携的，由此可以将所存储的一个或多个程序加载到一个或多个不同计算机或其它处理器上以实现如上所述的本技术的各方面。
术语“程序”或“软件”在这里是在一般意义上使用的，以指代可以用来对计算机或其它处理器进行编程以实现如以上所述的本技术的各方面的任何类型的计算机代码或计算机可执行指令的集合。另外，应当理解，根据该示例的一个方面，在执行时进行本技术的方法的一个或多个计算机程序无需驻留在单个计算机或处理器上，而是可以以模块方式分布在多个不同计算机或处理器之间以实现本技术的各方面。
计算机可执行指令可以采用一个或多个计算机或其它装置所执行的诸如程序模块等的许多形式。通常，程序模块包括进行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。通常，可以根据期望将这些程序模块的功能在各示例中组合或分布。
此外，可以将这里所述的技术作为提供了至少一个示例的方法来实现。作为该方法的一部分所进行的动作可以按任何适当方式进行排序。因此，可以构建如下示例，其中按与所示顺序不同的顺序进行动作，从而可以包括尽管在例示示例中作为顺次动作示出但却是同时进行的一些动作。
如这里所定义和使用的所有定义应被理解为限制字典定义、通过引用并入的文献的定义、和/或所定义术语的普通含义。
除非明确表明相反，否则如这里在说明书和权利要求书中所使用的不定冠词“一”应被理解为表示“至少一个”。
如这里在说明书和权利要求书中所使用的短语“和/或”应被理解为表示如此连结的这些元件中的“任一个或这两者”，即在一些情况下相结合地出现并且在其它情况下分开出现的元件。利用“和/或”列出的多个元件应是以相同方式构造的、即为如此连结的“一个或多个”元件。可以可选地呈现利用“和/或”从句具体识别的元素以外的其它元素，无论与具体识别出的元素相关或不相关。因而，作为非限制性示例，在结合诸如“包括”等的开放性语言使用的情况下的对“A和/或B”的引用在一个示例中仅指A(可选地包括除B以外的元件)，在另一示例中仅指B(可选地包括除A以外的元件)，并且在又一示例中指A和B这两者(可选地包括其它元件)等。
如这里在说明书和权利要求书中所使用的，“或”应被理解为具有与如以上定义的“和/或”相同的含义。例如，在区分列表中的项的情况下，“或”或者“和/或”应被解释为包括性的，即包括多个元件或列出的元件以及可选地未列出的附加项中的至少一个，而且还包括一个以上。仅在诸如“仅一个”或“恰好一个”或用在权利要求书中的情况下的“由……构成”等的明确表示相反的术语才指代包括多个元件或列出的元件中的恰好一个元件。通常，如这里所使用的术语“或”仅应被解释为在排他性的术语之后表示互斥方案(即，“一个或另一个而非这两个”)，诸如“任意”、“一个”、“仅一个”或“恰好一个”。“基本由……构成”在用在权利要求书中的情况下，应具有如在专利法领域中所使用的普通含义。
如这里在说明书和权利要求书中所使用的，短语“至少一个”在引用一个或多个元件的列表的情况下，应被理解为表示从元件的列表内的元件的任一种或多种中选择的至少一种元件，但并非必须包括在元件的列表内具体列出的每一种元件中的至少一个，并且不排除元件的列表内的元件的任何组合。该定义还允许可选地存在除在短语“至少一个”所指代的元件的列表内具体识别出的元件以外的其他元件，无论与具体识别出的元件的列表相关或不相关。因而，作为非限制性示例，“A和B中的至少一个”(或者等同地，“A或B中的至少一个”、或者等同地“A和/或B中的至少一个”)在一个示例中可以指代至少一个(可选地包括一个以上)A而不存在B(并且可选地包括除B以外的元件)；在另一示例中，指代至少一个(可选地包括一个以上)B而不存在A(并且可选地包括除A以外的元件)；在又一示例中，指代至少一个(可选地包括一个以上)A和至少一个(可选地包括一个以上)B(并且可选地包括其它元件)；等等。
在权利要求书以及以上的说明书中，诸如“具备”、“包括”、“携带”、“具有”、“包含”、“涉及”、“保持”或“组成”等的过渡短语应被理解为开放性的，即意味着包括但不限于。如PatentExamining Procedures,Section2111.03的United States Patent OfficeManual所述，仅过渡短语“由…构成”和“基本由…构成”分别应是封闭性或半封闭性的过渡短语。
权利要求书不应被理解为局限于所述顺序或元件，除非陈述了该意思。应当理解，本领域技术人员可以在没有背离所附权利要求书的精神和范围的情况下进行形式和细节的各种变化。要求保护在所附权利要求书及其等同物的精神和范围内的所有示例。

Claims (111)

1.一种用于监测表面对电磁辐射的暴露的装置，所述装置包括：
柔性基板；
至少一个传感器组件，其设置在所述柔性基板上，其中所述至少一个传感器组件测量入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量，所述电磁辐射的频率在电磁波谱的可见区域或紫外区域内；
至少一个处理单元，其与所述至少一个传感器组件进行通信；以及
至少一个交联结构，其物理耦合至所述至少一个处理单元的一部分和/或所述至少一个传感器组件的一部分，所述至少一个交联结构由电介质材料构成，
其中，对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量提供对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个交联结构使所述至少一个处理单元的一部分物理耦合至所述至少一个传感器组件的一部分。
3.根据权利要求1所述的装置，还包括存储器，所述存储器与所述至少一个传感器组件进行通信，其中所述存储器存储表示入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量结果的数据。
4.根据权利要求1所述的装置，还包括存储器，所述存储器与所述至少一个传感器组件进行通信，其中所述存储器存储机器可读指令，所述机器可读指令在被执行时，使所述至少一个处理单元分析对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量以提供对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
5.根据权利要求1所述的装置，还包括：由导电材料构成的至少一个线圈结构；以及与所述至少一个线圈结构和/或所述至少一个处理单元进行通信的射频组件，其中，所述射频组件使用所述至少一个线圈结构来发送对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量和/或对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述射频组件是组件。
7.根据权利要求1所述的装置，还包括：
至少一个支撑结构，其由电介质材料构成，
其中，所述至少一个交联结构使所述至少一个处理单元的一部分和/或所述至少一个传感器组件的一部分物理耦合至所述至少一个支撑结构。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述至少一个支撑结构和所述至少一个交联结构由相同材料构成或者由不同材料构成。
9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述至少一个支撑结构围绕所述至少一个处理单元和/或所述至少一个传感器组件。
10.根据权利要求7所述的装置，其中，所述柔性基板和所述至少一个交联结构由相同材料构成或者由不同材料构成。
11.根据权利要求7所述的装置，其中，所述柔性基板和所述至少一个交联结构是由相同聚合物构成的。
12.根据权利要求7所述的装置，其中，所述柔性基板的杨氏模量小于约10GPa。
13.根据权利要求1所述的装置，还包括封装层，所述封装层设置在所述至少一个传感器组件的至少一部分和/或所述至少一个处理单元的至少一部分之上。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述至少一个传感器组件和所述至少一个处理单元位于所述装置的深度的中点处或该中点附近。
15.根据权利要求13所述的装置，其中，所述封装层的杨氏模量小于约100MPa。
16.根据权利要求13所述的装置，其中，部分的所述封装层包括粘合剂，以及其中，所述粘合剂使部分的所述封装层附接至所述表面。
17.根据权利要求13所述的装置，其中，所述封装层由聚合物构成。
18.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个传感器组件是包括p-n结的光电检测器。
19.根据权利要求1所述的装置，还包括至少一个滤波器，所述至少一个滤波器设置在所述至少一个传感器组件之上，并且其中，使用所述至少一个滤波器和所述至少一个传感器组件对电磁辐射的测量提供对入射在所述表面上的紫外线A电磁辐射和/或紫外线B电磁辐射的量的测量。
20.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个传感器组件至少部分嵌入在所述柔性基板中。
21.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个传感器组件包括两个传感器组件，以及其中，所述两个传感器组件中的一个堆叠在所述两个传感器组件中的另一个之上，以提供堆叠型传感器组件。
22.根据权利要求21所述的装置，其中，使用所述堆叠型传感器组件对电磁辐射的测量与使用所述至少一个传感器组件中的另一个传感器组件对电磁辐射的测量的比较，提供对入射在所述表面上的紫外线A电磁辐射和/或紫外线B电磁辐射的量的测量。
23.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个传感器组件包括光电检测器。
24.根据权利要求23所述的装置，其中，所述至少一个传感器组件是基于硅的光电检测器、基于碳化硅的光电检测器、基于锗的光电检测器、基于氮化镓的光电检测器、基于氮化铟镓的光电检测器和基于氮化铝镓的光电检测器中的至少一个。
25.根据权利要求1所述的装置，其中，所述表面是组织、织物、植物、艺术品、纸张、木材或者工具或装备的一部分。
26.根据权利要求25所述的装置，其中，所述表面是组织的一部分，以及其中对所述组织的表面对电磁辐射的暴露量的测量提供对所述组织的SPF防护水平的测量。
27.根据权利要求26所述的装置，其中，所述至少一个传感器组件包括至少两个传感器组件，紫外线滤波器设置在所述至少两个传感器组件中的至少一个之上，以及其中使用包括所述紫外线滤波器的传感器组件对电磁辐射的测量与使用所述至少一个传感器组件中的不具有紫外线滤波器的另一个传感器组件对电磁辐射的测量的比较，提供对所述组织的SPF防护水平的测量。
28.根据权利要求1所述的装置，还包括至少一个放大器，所述至少一个放大器与所述至少一个传感器组件进行电通信。
29.一种用于监测表面对电磁辐射的暴露的系统，所述系统包括：
至少一个根据权利要求1所述的装置；以及
读取器设备，
其中，所述读取器设备从所述至少一个装置接收表示对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量和/或对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示的数据。
30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述读取器设备包括耦合构件，以及其中在所述耦合构件电耦合至所述至少一个装置的一部分的情况下，所述读取器设备接收表示对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量和/或对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示的数据。
31.根据权利要求29所述的系统，其中，所述表面是组织、织物、植物、艺术品、纸张、木材或者工具或装备的一部分。
32.根据权利要求29所述的系统，其中，所述读取器设备是近场通信功能(NFC)的手持式设备。
33.一种用于监测表面对电磁辐射的暴露的装置，所述装置包括：
至少一个传感器组件，其中所述至少一个传感器组件测量入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量，所述电磁辐射的频率在电磁波谱的可见区域或紫外区域内；
至少一个线圈结构，其由导电材料构成；以及
至少一个交联结构，其将所述至少一个线圈结构的一部分物理耦合至所述至少一个传感器组件的一部分，所述至少一个交联结构由柔性材料构成，
其中，对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量提供对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
34.根据权利要求33所述的装置，其中，所述至少一个传感器组件被所述至少一个线圈结构围绕。
35.根据权利要求33所述的装置，其中，所述至少一个传感器组件位于所述至少一个线圈结构的外侧。
36.根据权利要求33所述的装置，其中，所述表面是组织、织物、植物、艺术品、纸张、木材或者工具或装备的一部分。
37.根据权利要求33所述的装置，其中，所述至少一个传感器组件被所述至少一个线圈结构围绕。
38.根据权利要求33所述的装置，其中，对所述组织对电磁辐射的暴露量的测量提供对所述表面的SPF防护水平的测量。
39.根据权利要求33所述的装置，还包括至少一个处理单元，所述至少一个处理单元与所述至少一个传感器组件进行通信。
40.根据权利要求39所述的装置，其中，所述至少一个处理单元分析对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量，以提供对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
41.根据权利要求39所述的装置，还包括射频组件，所述射频组件与所述至少一个线圈结构和所述至少一个处理单元进行通信，其中，所述射频组件使用所述至少一个线圈结构来发送对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量和/或对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
42.根据权利要求33所述的装置，其中，所述至少一个线圈结构包括至少一个波状部。
43.根据权利要求42所述的装置，其中，所述至少一个波状部包括锯齿结构、蛇形结构、凹槽结构或波纹结构。
44.根据权利要求33所述的装置，其中，所述至少一个线圈结构是多边形、圆形、正方形或矩形。
45.根据权利要求33所述的装置，还包括柔性基板，其中所述至少一个传感器组件和所述至少一个线圈结构设置在所述柔性基板上。
46.根据权利要求45所述的装置，其中，所述柔性基板是聚合物。
47.根据权利要求46所述的装置，其中，所述至少一个交联结构由聚合物构成。
48.根据权利要求46所述的装置，其中，所述柔性基板和所述至少一个交联结构由相同材料或不同材料构成。
49.根据权利要求46所述的装置，其中，所述柔性基板和所述至少一个交联结构由相同聚合物构成。
50.根据权利要求46所述的装置，其中，所述柔性基板的杨氏模量小于约10GPa。
51.根据权利要求33所述的装置，其中，所述至少一个传感器组件包括光电检测器。
52.根据权利要求51所述的装置，其中，所述至少一个传感器组件是基于硅的光电检测器、基于碳化硅的光电检测器、基于锗的光电检测器、基于氮化镓的光电检测器、基于氮化铟镓的光电检测器和基于氮化铝镓的光电检测器中的至少一个。
53.根据权利要求51所述的装置，还包括滤波器，所述滤波器耦合至所述至少一个传感器组件，其中，所述滤波器设置在所述至少一个传感器组件的电磁辐射入射的区域处。
54.根据权利要求51所述的装置，其中，对所述光电检测器的电流的变化的测量提供对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量。
55.根据权利要求33所述的装置，其中，所述至少一个传感器组件测量入射在所述至少一个传感器组件上的紫外(UV)电磁辐射的量。
56.根据权利要求33所述的装置，其中，所述至少一个传感器组件测量入射在所述至少一个传感器组件上的UVA或UVB电磁辐射的量。
57.根据权利要求33所述的装置，还包括封装层，所述封装层设置在所述至少一个传感器组件和所述至少一个线圈结构的至少一部分之上。
58.根据权利要求57所述的装置，其中，所述封装层的杨氏模量小于约100MPa。
59.根据权利要求57所述的装置，其中，所述至少一个传感器组件位于所述装置的深度的中点处或该中点附近。
60.根据权利要求57所述的装置，其中，部分的所述封装层包括粘合剂，以及其中，所述粘合剂使部分的所述封装层附接至所述表面。
61.根据权利要求57所述的装置，其中，所述封装层由聚合物构成。
62.根据权利要求57所述的装置，其中，所述聚合物是聚酰亚胺，以及其中所述至少一个传感器组件测量入射在所述装置上的可见电磁辐射的量。
63.根据权利要求57所述的装置，其中，所述封装层由弹性体构成。
64.根据权利要求57所述的装置，其中，所述封装层和所述至少一个交联结构由相同材料构成。
65.一种用于监测表面对电磁辐射的暴露的系统，包括：
至少一个根据权利要求33所述的装置；以及
至少一个其它组件，
其中，所述至少一个其它组件是电池、发送器、收发器、放大器、处理单元、电池所用的充电器调节器、射频组件、存储器、模拟感测块和温度传感器中的至少一个。
66.一种用于监测表面对电磁辐射的暴露的方法，所述方法包括：
接收表示入射在至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的数据，其中所述数据是使用至少一个根据权利要求33所述的装置来获得的；以及
使用至少一个处理器单元来分析所述数据，其中所述分析提供对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
67.根据权利要求66所述的方法，其中，分析所述数据包括将所述数据与校准标准进行比较，以及其中所述比较提供对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
68.根据权利要求66所述的方法，其中，所述校准标准包括所述数据的值和对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示的值之间的相关性。
69.一种电磁辐射传感器，包括：
基板，其表面暴露于电磁波谱的可见区域和紫外区域内的电磁辐射；
电子收集器区域，其设置在所述基板中；
空穴收集器区域，其设置在所述基板中；以及
势阱区域，其设置在所述基板中，并且围绕所述电子收集器区域的至少一部分和所述空穴收集器区域的至少一部分。
70.根据权利要求69所述的电磁辐射传感器，其中，所述电子收集器区域包括高施主掺杂的半导体材料。
71.根据权利要求69所述的电磁辐射传感器，其中，所述空穴收集器区域包括高受主掺杂的半导体材料。
72.根据权利要求69所述的电磁辐射传感器，其中，所述势阱区域包括施主掺杂的半导体材料并且所述基板是p型半导体材料，或者其中所述势阱区域包括受主掺杂的半导体材料并且所述基板是n型半导体材料。
73.根据权利要求72所述的电磁辐射传感器，其中，所述势阱区域包括施主掺杂的半导体材料并且所述基板是p型半导体材料，以及其中所述势阱区域与所述电子收集器区域相比包括较低的掺杂物浓度。
74.根据权利要求69所述的电磁辐射传感器，其中，所述基板包括硅、碳化硅、锗、氮化镓、氮化铟镓或氮化铝镓。
75.根据权利要求74所述的电磁辐射传感器，其中，所述基板包括硅、碳化硅或锗，其中所述空穴收集器区域由所述基板的高受主掺杂区域构成，以及所述空穴收集器区域包括硼掺杂物或镓掺杂物。
76.根据权利要求74所述的电磁辐射传感器，其中，所述基板包括硅、碳化硅或锗，其中所述电子收集器区域由所述基板的高施主掺杂区域构成，以及其中所述电子收集器区域包括磷掺杂物或砷掺杂物。
77.根据权利要求75所述的电磁辐射传感器，其中，所述基板包括硅、碳化硅或锗，所述势阱区域由所述基板的施主掺杂区域构成，其中所述势阱区域与所述电子收集器区域相比具有较低的掺杂物浓度，以及所述势阱区域包括磷掺杂物或砷掺杂物。
78.根据权利要求75所述的电磁辐射传感器，其中，所述基板包括硅、碳化硅或锗，所述势阱区域由所述基板的受主掺杂区域构成，其中所述势阱区域与所述空穴收集器区域相比具有较低的掺杂物浓度，以及其中所述势阱区域包括硼掺杂物或镓掺杂物。
79.根据权利要求69所述的电磁辐射传感器，其中，所述电子收集器区域设置成邻近所述基板的表面或者嵌入在所述基板中。
80.根据权利要求69所述的电磁辐射传感器，其中，所述空穴收集器区域设置成邻近所述基板的表面或者嵌入在所述基板中。
81.根据权利要求69所述的电磁辐射传感器，其中，所述基板的厚度小于1微米、约1微米、约2微米、约3微米、约5微米、约10微米或大于约10微米。
82.根据权利要求69所述的电磁辐射传感器，其中，所述势阱区域的厚度大于所述电子收集器区域或所述空穴收集器区域的厚度。
83.根据权利要求82所述的电磁辐射传感器，其中，所述电子收集器区域的厚度小于1微米、约1微米、约2微米、约3微米或大于约3微米。
84.根据权利要求82所述的电磁辐射传感器，其中，所述空穴收集器区域的厚度小于1微米、约1微米、约2微米、约3微米或大于约3微米。
85.根据权利要求69所述的电磁辐射传感器，其中，所述势阱区域的的厚度小于1微米、约1微米、约2微米、约3微米、约4微米或大于约4微米。
86.根据权利要求69所述的电磁辐射传感器，其中，所述势阱的一部分设置在所述电子收集器区域和所述空穴收集器区域之间。
87.一种系统，包括：
至少一个线圈结构，其由导电材料构成；
至少一个其它组件，其中所述至少一个其它组件是电池、发送器、收发器、放大器、处理单元、电池所用的充电器调节器、射频组件、存储器、模拟感测块和温度传感器中的至少一个；以及
至少一个交联结构，其将所述至少一个线圈结构的一部分物理耦合至所述至少一个其它组件的一部分，其中所述至少一个交联结构由柔性材料构成。
88.根据权利要求87所述的系统，还包括至少一个传感器组件。
89.根据权利要求88所述的系统，其中，所述至少一个传感器组件测量入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量，所述电磁辐射的频率在电磁波谱的可见区域或紫外区域内。
90.根据权利要求89所述的系统，其中，所述系统设置在表面上，以及其中对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量提供对所述表面对电磁辐射的暴露量的指示。
91.根据权利要求88所述的系统，其中，所述至少一个传感器组件位于所述至少一个线圈结构的外部，以及其中所述至少一个传感器组件电耦合至所述至少一个线圈结构或所述至少一个其它组件。
92.根据权利要求88所述的系统，其中，至少一个其它组件或所述至少一个传感器组件被所述至少一个线圈结构围绕。
93.根据权利要求88所述的系统，其中，所述系统设置在组织上，以及其中所述至少一个传感器组件测量所述组织的水合水平。
94.根据权利要求88所述的系统，其中，所述至少一个其它组件是射频组件和处理单元，其中所述射频组件与所述至少一个线圈结构和所述至少一个处理单元进行通信，以及其中所述射频组件发送表示所述至少一个传感器组件所进行的测量结果的数据。
95.根据权利要求88所述的系统，其中，所述至少一个传感器组件包括光电检测器。
96.根据权利要求95所述的系统，其中，所述至少一个传感器组件是基于硅的光电检测器、基于碳化硅的光电检测器、基于锗的光电检测器、基于氮化镓的光电检测器、基于氮化铟镓的光电检测器和基于氮化铝镓的光电检测器中的至少一个。
97.根据权利要求95所述的系统，还包括滤波器，所述滤波器耦合至所述至少一个传感器组件，其中，所述滤波器设置在所述至少一个传感器组件的电磁辐射入射的区域处。
98.根据权利要求95所述的系统，其中，对所述光电检测器的电流的变化的测量提供对入射在所述至少一个传感器组件上的电磁辐射的量的测量。
99.根据权利要求87所述的系统，其中，所述系统设置在表面上，以及其中所述表面是组织、织物、植物、艺术品、纸张、木材或者工具或装备的一部分。
100.根据权利要求87所述的系统，其中，所述至少一个线圈结构包括至少一个波状部。
101.根据权利要求100所述的系统，其中，所述至少一个波状部包括锯齿结构、蛇形结构、凹槽结构或波纹结构。
102.根据权利要求87所述的系统，其中，所述至少一个线圈结构是多边形、圆形、正方形或矩形。
103.根据权利要求87所述的系统，还包括柔性基板，其中所述至少一个传感器组件和所述至少一个线圈结构设置在所述柔性基板上。
104.根据权利要求103所述的系统，其中，所述柔性基板是聚合物。
105.根据权利要求104所述的系统，其中，所述至少一个交联结构由聚合物构成。
106.根据权利要求104所述的系统，其中，所述柔性基板和所述至少一个交联结构由相同材料或不同材料构成。
107.根据权利要求104所述的系统，其中，所述柔性基板和所述至少一个交联结构由相同聚合物构成。
108.根据权利要求87所述的系统，还包括封装层，所述封装层设置在所述至少一个线圈结构和所述至少一个其它组件的至少一部分之上。
109.根据权利要求108所述的系统，其中，所述至少一个传感器组件位于所述系统的深度的中点处或该中点附近。
110.根据权利要求108所述的系统，其中，所述系统设置在表面上，以及其中部分的所述封装层包括粘合剂，以及其中所述粘合剂使部分的所述封装层附接至所述表面。
111.根据权利要求108所述的系统，其中，所述封装层由聚合物构成。
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