本申請要求于2014年3月7日提交的名稱為“Ultraviolet Surface Illumination and the System Containing the same(紫外表面照明以及包含其的系統(tǒng))”的第61/949,650號美國臨時申請的權(quán)益，該美國臨時申請通過引用全部包含于此。實用新型的多個方面涉及2012年6月14日提交的第13/517,711號美國專利申請，該美國專利申請通過引用包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
本公開總地涉及紫外照明，更具體地，涉及一種利用紫外輻射對物品的表面殺菌的方案。
背景技術(shù)：
紫外(UV)輻射已經(jīng)用于給不同的裝置消毒。例如，存在一種使用UV光對牙刷消毒的方法。該方法依賴于低強度的UV燈，該UV燈用于發(fā)射在200至300納米波長范圍內(nèi)的UV輻射以及在300納米以上的可見范圍內(nèi)和在200納米以下的臭氧產(chǎn)生范圍內(nèi)的一些輻射。
目前存在可得到的對移動手機滅菌的許多UV裝置，諸如，來自Sinco-Electronic Gifts公司的用于的UV滅菌器(sterilizer)。該UV滅菌器是臺式單元。用戶將他/她的手機放在滅菌器中大約5分鐘。裝置打開藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)以指示滅菌工藝的開始。一旦藍(lán)色LED關(guān)閉，就完成了滅菌工藝。許多這種裝置利用汞燈來產(chǎn)生紫外光。然而，已經(jīng)提出將UV LED用于許多殺菌相關(guān)的應(yīng)用中。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
實用新型的方面提供了一種使用紫外輻射來對物品的屏的表面殺菌的方案。所述方案的實施例可以包括一種具有由電子裝置的用戶利用的屏的電子裝置。該屏可以是覆蓋電子裝置的內(nèi)部部分的至少一些的紫外透明屏，一組紫外輻射源可以鄰近于透明屏定位。該組紫外輻射源可以被構(gòu)造為產(chǎn)生指向紫外透明屏的外表面的紫外輻射。電子裝置還可以包括監(jiān)測和控制系統(tǒng)，該監(jiān)測和控制系統(tǒng)可以通過監(jiān)測與屏的外表面有關(guān)的一組屬性并且基于監(jiān)測步驟而控制指在屏的外表面處的紫外輻射來管理紫外輻射產(chǎn)生。
實用新型的第一方面提供一種設(shè)備，所述設(shè)備包括：紫外透明屏，其中，紫外透明屏的外表面容易接近設(shè)備的用戶；一組紫外輻射源，鄰近于透明屏的內(nèi)表面或側(cè)面中的至少一個定位，所述一組紫外輻射源被構(gòu)造為產(chǎn)生指向紫外透明屏的外表面的紫外輻射；監(jiān)測和控制系統(tǒng)，位于所述設(shè)備的內(nèi)部部分中，用于通過執(zhí)行以下方法來管理紫外輻射，所述方法包括下述步驟：監(jiān)測與紫外透明屏的外表面有關(guān)的一組屬性；基于監(jiān)測步驟來控制指在紫外透明屏的外表面處的紫外輻射。
實用新型的第二方面提供一種電子裝置，所述電子裝置包括：內(nèi)部部分，用于容納電子裝置的電子組件；紫外透明屏，覆蓋內(nèi)部部分的至少一部分；一組紫外輻射源，鄰近于透明屏，所述一組紫外輻射源被構(gòu)造為產(chǎn)生紫外輻射以對紫外透明屏的外表面殺菌；蓋，被構(gòu)造為可拆卸地覆蓋紫外透明屏的外表面；監(jiān)測和控制系統(tǒng)，用于通過執(zhí)行以下方法來管理一組紫外輻射源，所述方法包括以下步驟：監(jiān)測對于蓋和紫外透明屏的外表面的多個屬性；基于監(jiān)測步驟，控制指在紫外透明屏的外表面處的紫外輻射。
實用新型的第三方面提供一種裝置，所述裝置包括：內(nèi)部部分，容納所述裝置的一組電子組件；紫外透明屏，覆蓋內(nèi)部部分的至少一部分；一組紫外輻射源，外延生長在紫外透明屏的內(nèi)表面上，所述一組紫外輻射源被構(gòu)造為產(chǎn)生指向紫外透明屏的外表面的紫外輻射；蓋，被構(gòu)造為可拆卸地覆蓋紫外透明屏。
實用新型的說明性方面設(shè)計為解決這里描述的問題的一個或更多個和/或未討論的一個或更多個其他問題。
附圖說明
通過以下結(jié)合描繪實用新型的各種方面的附圖進行的對實用新型的各個方面的詳細(xì)描述，將更容易理解本公開的這些和其他特征。
圖1A-圖1B示出根據(jù)實施例的說明性裝置的剖視圖。
圖2示出根據(jù)實施例的說明性環(huán)境。
圖3示出根據(jù)實施例的說明性系統(tǒng)。
圖4A-圖4C示出根據(jù)實施例的說明性裝置的剖視圖。
圖5A-圖5B示出根據(jù)實施例的說明性裝置的剖視圖。
圖6示出根據(jù)實施例的說明性裝置的剖視圖。
圖7A-圖7C示出根據(jù)實施例的說明性裝置的剖視圖。
圖8示出根據(jù)實施例的用戶將說明性裝置實現(xiàn)為滅菌棒的透視圖。
圖9示出根據(jù)實施例的說明性裝置的剖視圖。
圖10示出根據(jù)實施例的說明性裝置的剖視圖。
圖11A-圖11B示出根據(jù)實施例的說明性裝置的剖視圖。
注意的是，附圖可能沒有按比例。附圖意圖描繪僅實用新型的典型方面，因此不應(yīng)解釋為限制實用新型的范圍。在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記表示附圖之間同樣的元件。
具體實施方式
如上指示的，實用新型的方面提供一種使用紫外輻射對物品的屏殺菌的方案。實施例提供一種電子裝置，該電子裝置包括由電子裝置的用戶使用的屏。該屏可以是覆蓋電子裝置的內(nèi)部部分的至少一些的紫外透明屏，一組紫外輻射源可以鄰近于透明屏定位。這組紫外輻射源可以被構(gòu)造為產(chǎn)生指向紫外透明屏的外表面的紫外輻射。電子裝置還可以包括監(jiān)測和控制系統(tǒng)，該監(jiān)測和控制系統(tǒng)可以通過監(jiān)測與屏的外表面有關(guān)的一組屬性并且基于該監(jiān)測來控制指在屏的外表面處的紫外輻射而管理紫外輻射產(chǎn)生。
通常，紫外(UV)光分類為三個波長范圍：UV-C，從約200納米(nm)至約280nm；UV-B，從約280nm至約315nm；UV-A，從約315nm至約400nm。通常，紫外光，尤其UV-C光是“殺菌性的”，即，其滅活(deactivate)細(xì)菌、病毒和其他病原體的DNA，因此破壞它們的繁殖和引起疾病的能力。這有效地導(dǎo)致微生物的滅菌。具體來說，UV-C光通過在DNA中的某些相鄰基之間形成共價鍵而引起對微生物的核酸的損壞。這些鍵的形成防止DNA解鏈用于復(fù)制，該有機體既不能夠產(chǎn)生用于生活過程必需的分子，也不能夠再生。事實上，當(dāng)有機體不能夠產(chǎn)生這些必需的分子或者不能夠復(fù)制時，它就死亡。具有近似在約250nm至約280nm之間的波長的UV光提供最高的殺菌性效力。在對UV光的敏感性改變的同時，對約20至約30毫瓦特秒/cm2的UV 能量的曝光適于滅活病原體的大約99％。
如這里使用的，當(dāng)材料/結(jié)構(gòu)具有針對特定波長的紫外光的至少30％的紫外反射系數(shù)時，該材料/結(jié)構(gòu)被認(rèn)為對特定波長的紫外光是“反射的”。在更具體的實施例中，高紫外反射材料/結(jié)構(gòu)具有至少80％的紫外反射系數(shù)。此外，當(dāng)材料/結(jié)構(gòu)允許大量的紫外輻射穿過其時，該材料/結(jié)構(gòu)被認(rèn)為對特定波長的紫外光是“透明的”。在實施例中，紫外透明結(jié)構(gòu)由材料形成并且具有一定的厚度，其允許至少10％的紫外輻射以法線入射到材料/結(jié)構(gòu)的界面穿過。如這里使用的，除非另外說明，否則術(shù)語“組(集合)”意味著一個或更多個(即，至少一個)，術(shù)語“任何方案”意味著任何現(xiàn)在已知或以后開發(fā)的方案。
此外，如這里使用的，術(shù)語“殺菌”及其相關(guān)的術(shù)語意味著處理使其包括足夠低數(shù)量的污染物(例如，化學(xué)制品)和微生物(例如，病毒和/或細(xì)菌等)的裝置和/或物品，使得裝置和/或物品可以被處理為期望的人類交互的部分，而不具有或沒有將疾病傳播給人類或?qū)θ说钠渌麄Φ暮侠砦ｋU。例如，裝置和/或物品的殺菌意味著裝置和/或物品具有足夠低水平的活性微生物和/或足夠低水平的濃度的其他污染物，其中，典型的人可以與裝置和/或物體相互作用，而不遭受裝置和/或物品上存在的微生物和/或污染物的不利影響。此外，殺菌可以包括滅菌。如這里使用的，術(shù)語“滅菌”和其相關(guān)的術(shù)語意味著中和微生物再生的能力，其可以不用物理上破壞微生物而完成。在該示例中，因為復(fù)制能力已經(jīng)被中和，所以裝置和/或物品上存在的微生物的水平不會增大到危險水平并且將最終減小。微生物和/或污染物的目標(biāo)水平可以例如通過標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定組織(諸如，政府組織)來限定。
轉(zhuǎn)到附圖，圖1A示出根據(jù)實施例的裝置100的剖視圖。裝置100可以包括任何類型的手持式電子產(chǎn)品，諸如移動電話、平板和/或膝上型計算機等。在這種情況下，裝置100包括用于容納電子產(chǎn)品的電子組件的內(nèi)部部分102。紫外透明屏104位于內(nèi)部部分102的頂部上，并且可以由任意的紫外透明材料(諸如，熔融石英、藍(lán)寶石、石英和/或紫外透明聚合物等)形成。在實施例中，透明屏104可以包括至少一種紫外透明聚合物，諸如以氟化乙烯丙烯(FEP)、氟化乙烯丙烯共聚物(EFEP)、聚乳酸(PLA)和/或低密度聚乙烯(LDPE)等。具體來說，這些材料足夠透明以透過某些波長的紫外輻射。透明屏104包括易接近電子產(chǎn)品的用戶并且將需要殺菌的頂表面106。在實施例中，紫外透明屏104由透明的并且包括與藍(lán)寶石類似的折射率的材料形成，其中，類似是在藍(lán)寶石的折射率的大約30％的范圍內(nèi)。在實施例中，紫外透明屏104可以是不連續(xù)的，并且可以覆蓋裝置100的內(nèi)部部分102的側(cè)向區(qū)域的大約5％至大約90％。
裝置100可以包括位于裝置100的內(nèi)部部分102中的一組紫外輻射源108，該組紫外輻射源108可以放置為鄰近紫外透明屏104。在圖1A中，為了示出目的，僅示出了一個紫外輻射源108，理解的是，可以在裝置100內(nèi)放置任意數(shù)量的紫外輻射源108。例如，在圖1B中，裝置100示出為包括第一紫外輻射源108A和第二紫外輻射源108B。理解的是，某些層(例如，層110)可以從裝置100中省略(例如，在圖1B中)。該組紫外輻射源108可以包括一個或更多個紫外輻射發(fā)射器的任意組合。例如，該組紫外輻射源108可以包括高強度紫外燈(例如，高強度汞燈)、放電燈、紫外發(fā)光二極管(LED)、超輻射LED(super luminescent LED)和/或激光二極管等。在實施例中，該組紫外輻射源108包括利用從III族氮化物材料體系(例如，AlxInyGa1-x-yN，其中0≤x，y≤1且x+y≤1和/或其合金)中選擇的材料的一層或更多層來制造的一組發(fā)光二極管。此外，該組紫外輻射源108可以包括一個或更多個附加組件(例如，波導(dǎo)結(jié)構(gòu)、用于重新安置和/或重新定向紫外輻射發(fā)射器的組件等)，以朝著透明屏104以特定的方向和/或特定的圖案等將發(fā)射的輻射指向和/或傳送到特定位置/區(qū)域。說明性波導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括(但不限于)多條紫外纖維，每條紫外纖維在開口和/或擴散器等處終止。
如圖1A中所示，包括比紫外透明屏104的折射率低的折射率的層110可以位于紫外透明屏104的頂部上。在實施例中，選擇折射率以增大在層110與紫外透明屏104之間的邊界處發(fā)生的紫外輻射的全內(nèi)反射(TIR)的量。例如，在實施例中，層110可以包括環(huán)境空氣。裝置100還可以包括位于層110的頂部上的蓋112。蓋112可以包括反射表面114，其中，反射表面114被構(gòu)造為在透明屏104的頂表面106的方向上反射紫外輻射。反射表面114可以包括對以法線入射的輻射至少為50％反射的材料。在實施例中，反射表面114是至少70％反射的。反射表面114可以由任何類型的反射材料形成。例如，說明性的紫外反射材料包括：拋光鋁、高紫外線反射膨脹體聚四氟乙烯(ePTFE)膜(例如，漫反射體材料)和/或含氟聚合物(例如，Labsphere公司的)等。蓋112也可以包括具有抗菌劑性質(zhì)的材料的層，諸如二氧化鈦(TiO2，其可以幫助滅菌和殺菌并且被光激活。
圖1A和圖1B示出從一組紫外輻射源108發(fā)射的紫外輻射的說明性示例。為了對透明屏104的頂表面106殺菌，紫外輻射可以透射通過透明屏104，并且在透明屏104的頂表面106處通過全內(nèi)反射(TIR)而被反射和/或反射離開反射表面114。紫外輻射可以繼續(xù)透射通過透明屏104并且反射離開內(nèi)部部分102的表面，使得紫外輻射在裝置100內(nèi)循環(huán)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，示出根據(jù)實施例的說明性紫外輻射系統(tǒng)10。在這種情況下，系統(tǒng)10包括裝置100中包含的監(jiān)測和/或控制系統(tǒng)15，該監(jiān)測和/或控制系統(tǒng)15被示出實現(xiàn)為包括分析程序30的計算機系統(tǒng)20，其中，分析程序30通過執(zhí)行這里描述的過程使得計算機系統(tǒng)20可操作以管理紫外輻射源108。具體而言，分析程序30可以使計算機系統(tǒng)20能夠操作紫外輻射源108以產(chǎn)生紫外輻射并且將紫外輻射指向裝置100的透明屏104的頂表面106(圖1A)，并且可以使計算機系統(tǒng)20能夠處理與關(guān)于裝置100的一個或更多個屬性對應(yīng)的數(shù)據(jù)，其中，該數(shù)據(jù)通過反饋組件16和/或存儲為裝置數(shù)據(jù)40的紫外輻射歷史來獲取。雖然該圖中示出了單個紫外輻射源108，但是要理解的是，裝置100可以包括任意數(shù)量的紫外輻射源108，其中，計算機系統(tǒng)20可以使用這里描述的過程來分別管理紫外輻射源108的操作。在多于一個紫外輻射源108的情況下(例如，如圖1B中所示)，要理解的是，計算機系統(tǒng)20可以單獨控制每個紫外輻射源108，和/或控制作為一組的兩個或更多個紫外輻射源108。此外，紫外輻射源可以發(fā)射基本相同的波長或多個不同波長的紫外輻射。
在實施例中，在操作的初始時段期間(例如，在將蓋112放置在透明屏104(圖1A)上方時和/或類似情形)，計算機系統(tǒng)20可以從反饋組件16獲取關(guān)于裝置100的一個或更多個屬性的數(shù)據(jù)，并且產(chǎn)生用于進一步處理的數(shù)據(jù)40。數(shù)據(jù)40可以包括生物活性(例如，微生物、病毒、和/或細(xì)菌等)在頂表面106上的存在、裝置100的電子產(chǎn)品的使用頻率、對于裝置100的殺菌日程歷史和/或輻射(例如，紫外、紅外、可見和/或微波)的量等。計算機系統(tǒng)20可以使用數(shù)據(jù)40來控制由紫外輻射源108產(chǎn)生的紫外輻射的一個或更多個方面。
此外，紫外輻射源108的操作的一個或更多個方面可以經(jīng)由外部接口組件26B由用戶12來控制。外部接口組件26B可以位于頂表面106(圖1A)上，并且可以允許用戶12來選擇何時打開紫外輻射源108。然而，要理解的是，為了打開紫外輻射源108，計算機系統(tǒng)20可以首先例如利用由反饋組件16獲取的數(shù)據(jù)來確定蓋112在裝置100的剩余部分上以避免傷害用戶12。外部接口組件26B可以包括可以選擇性地顯示用戶接口控制(諸如控制旋鈕，其可以使用戶12能夠調(diào)節(jié)一組紫外輻射源108的強度、日程和/或其他屬性的一個或更多個)的觸摸屏。在實施例中，外部接口組件26B可以包括鍵盤、多個按鈕、類似操縱桿的控制機構(gòu)等，這些組件可以使用戶12能夠控制一組紫外輻射源108的操作的一個或更多個方面。
計算機系統(tǒng)20被示出為包括處理組件22(例如，一個或更多個處理器)、存儲組件24(例如，存儲層次)、輸入/輸出(I/O)組件26A(例如，一個或更多個I/O接口和/或裝置)、以及通信路徑28。通常，處理組件22執(zhí)行至少部分地固定在存儲組件24中的程序代碼。在執(zhí)行程序代碼的同時，處理組件22可以處理數(shù)據(jù)，這可以導(dǎo)致為了進一步處理而從存儲組件24和/或I/O組件26A讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和/或?qū)⑥D(zhuǎn)換數(shù)據(jù)寫入到存儲組件24和/或I/O組件26A。路徑28提供在計算機系統(tǒng)20中的每個組件之間的通信鏈路。I/O組件26A和/或外部接口組件26B可以包括一個或更多個人類I/O裝置，其使得人類用戶12能夠與計算機系統(tǒng)20和/或一個或更多個通信裝置交互以使得系統(tǒng)用戶12能夠利用任意類型的通信鏈路與計算機系統(tǒng)20通信。為此，在通過計算機系統(tǒng)20執(zhí)行的期間，分析程序30可以管理使得人類和/或系統(tǒng)用戶12能夠與分析程序30交互的一組界面(例如，圖形用戶界面和/或應(yīng)用程序界面等)。此外，分析程序30可以使用任意方案來管理(例如，存儲、檢索、創(chuàng)建、操縱、組織、呈現(xiàn)等)諸如數(shù)據(jù)40的數(shù)據(jù)。
在任何情況下，計算機系統(tǒng)20可以包括制造品的能夠執(zhí)行安裝在其上的程序代碼(諸如，分析程序30)的一個或更多個通用計算制品(例如，計算裝置)。如這里使用的，要理解的是，“程序代碼”意味著以任何語言、代碼或符號的指令的任意集合，這些指令使得具有信息處理能力的計算裝置直接執(zhí)行特定功能或者在以下任意組合之后執(zhí)行特定功能：(a)轉(zhuǎn)換為另一種語言、代碼或符號；(b)以不同的材料形式再現(xiàn)；和/或(c)解壓。為此，分析程序30可以實現(xiàn)為系統(tǒng)軟件和/或應(yīng)用軟件的任意組合。
此外，分析程序30可以使用一組模塊32來實現(xiàn)。在這種情況下，模塊32可以使計算機系統(tǒng)20能夠執(zhí)行由分析程序30使用的一組任務(wù)，并且可以與分析程序30的其他部分單獨開發(fā)和/或分開實現(xiàn)。當(dāng)計算機系統(tǒng)20包括多個計算裝置時，每個計算裝置可以僅具有固定在其上的分析程序30的部分(例如，一個或更多個模塊32)。然而，要理解的是，計算機系統(tǒng)20和分析程序30僅是可以執(zhí)行這里描述的過程的各種可能的等效監(jiān)測和/或控制系統(tǒng)11的代表。為此，在其他實施例中，由計算機系統(tǒng)20和分析程序30提供的功能可以由包括具有或沒有程序代碼的通用和/或?qū)Ｓ糜布娜我饨M合的一個或更多個計算裝置來至少部分地實現(xiàn)。在每個實施例中，硬件和程序代碼(如果包括)可以使用標(biāo)準(zhǔn)工程和編程技術(shù)來分別創(chuàng)建。在另一個實施例中，監(jiān)測和/或控制系統(tǒng)15可以例如使用實現(xiàn)反饋控制環(huán)路的閉環(huán)電路而不用任何計算裝置來實現(xiàn)，其中，在反饋控制環(huán)路中，一個或更多個感測裝置的輸出用作控制一個或更多個其他裝置(例如，LED)的操作的輸入。結(jié)合計算機系統(tǒng)20來進一步描述實用新型的說明性方面。然而，要理解的是，與此結(jié)合描述的功能可以通過任何類型的監(jiān)測和/或控制系統(tǒng)15來實現(xiàn)。
不管怎樣，當(dāng)計算機系統(tǒng)20包括多個計算裝置時，計算裝置可以在任何類型的通信鏈路上通信。此外，在執(zhí)行這里描述的處理的同時，計算系統(tǒng)20可以使用任何類型的通信鏈路與一個或更多個其他計算機系統(tǒng)(諸如用戶12)來通信。不論哪種情況，通信鏈路可以包括各種類型的有線和/或無線鏈路的任意組合；包括一個或更多個類型的網(wǎng)絡(luò)的任意組合；和/或利用各種類型的傳輸技術(shù)和協(xié)議的任意組合。
系統(tǒng)10也可以包括紫外輻射指示器34(例如，LED)，該紫外輻射指示器34可以由計算機系統(tǒng)20操作以指示何時正在裝置100中產(chǎn)生紫外輻射。紫外輻射指示器34可以包括用于針對用戶12發(fā)射可見光的一個或更多個LED。在另一個實施例中，指示器34可以是用于發(fā)出正在產(chǎn)生紫外輻射的信號的警報(例如，聽覺信號)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，示出包括用于對透明屏104(圖1A)殺菌的紫外輻射系統(tǒng)10的說明性系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)20被配置為控制紫外輻射源108將紫外輻射引導(dǎo)在如這里所述的透明屏104處。反饋組件16被配置為獲取由計算機系統(tǒng)20使用的數(shù)據(jù)，以監(jiān)測在一定時間段內(nèi)關(guān)于裝置100的一組屬性。如例示的，反饋組件16可以包括多個感測裝置38，其中每個感測裝置38可以獲取由計算機系統(tǒng)20使用的數(shù)據(jù)以監(jiān)測該組屬性。
要理解的是，針對裝置100的一組屬性可以包括裝置100的使用頻率、生物活性在透明屏104上的存在、裝置100的使用和/或用于裝置100的殺菌日程歷史等的一個或更多個的任意組合。在確定裝置100的使用詳情的情況下，感測裝置38可以包括傳感器和/或開關(guān)，以感測蓋112在裝置100的其余部分上。如果感測裝置38感測到蓋112不在裝置100的其余部分上方，則計算機系統(tǒng)200可以終止由一組紫外輻射源108產(chǎn)生的紫外輻射13和/或中斷以打開一組紫外輻射源108。
在確定在裝置100的透明屏104上存在生物活性的情況下，感測裝置38也可以確定生物活性的位置、生物活性的類型(例如，有機體的類型)、生物活性的濃度和/或有機體處于生長期階段(例如，指數(shù)生長和/或靜止)的估計時間量等。此外，感測裝置38可以確定關(guān)于生物活性隨著時間的變化的信息，諸如生長速率和/或包括生物活性的區(qū)域正在擴散的速率等。在實施例中，一組生物活性動態(tài)與透明屏104上存在的細(xì)菌和/或病毒活性的各種屬性(包括，例如，可檢測的細(xì)菌和/或病毒活性的存在、測量的細(xì)菌和/或病毒群/集中時間動態(tài)和/或生長期等)有關(guān)。
在實施例中，為了確定透明屏104上生物活性的存在，感測裝置38包括視覺照相機或化學(xué)傳感器中的至少一者。視覺照相機可以獲取用于監(jiān)測透明屏104的視覺數(shù)據(jù)(例如，視覺的和/或電子等)，而化學(xué)傳感器可以獲取用于監(jiān)測透明屏104的化學(xué)數(shù)據(jù)(例如，化學(xué)和/或電子等)。例如，當(dāng)計算機系統(tǒng)20正在操作紫外輻射源108時，監(jiān)測透明屏104的視覺照相機和/或化學(xué)傳感器36可以進行操作以檢測微生物的存在。在特定實施例中，視覺照相機包括熒光光學(xué)照相機，該熒光光學(xué)照相機可以檢測在紫外輻射下變?yōu)闊晒獾募?xì)菌和/或病毒。然而，要理解的是，視覺照相機和化學(xué)傳感器僅是可以實現(xiàn)的各種類型的傳感器的舉例。例如，感測裝置38可以包括可被配置為獲取關(guān)于透明屏104的各種類型數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)的一個或更多個機械傳感器(包括壓電傳感器、各種膜、懸臂、微機電傳感器或MEMS、和/或納米機械傳感器等)。
計算機系統(tǒng)20可以被配置為基于從反饋組件16接收的數(shù)據(jù)來控制和調(diào)節(jié)一組紫外輻射源108的方向、強度、圖案和/或光譜功率(例如，波長)。計算機系統(tǒng)20可以獨立地控制和調(diào)節(jié)一組紫外輻射源108的每種屬性。例如，計算機系統(tǒng)20可以針對給定波長調(diào)節(jié)紫外輻射源108的強度、持續(xù)時間和/或時間進度(例如，包括持續(xù)期(例如，曝光/照明時間)、工作周期和/或在曝光/照明之間的時間等)。紫外輻射源108的每個屬性可以是可調(diào)節(jié)的，并且可以根據(jù)由反饋組件16提供的數(shù)據(jù)而通過計算機系統(tǒng)20來控制。
例如，計算機系統(tǒng)20可以被配置為根據(jù)通過感測裝置38使用任何方案在透明屏104上檢測的生物活性的位置來調(diào)節(jié)紫外輻射的方向。計算機系統(tǒng)20可以被配置為根據(jù)生物活性的類型而利用紫外輻射13的目標(biāo)時序、強度和/或光譜功率。即，感測裝置38可以感測透明屏104上較高水平的生物活性的位置，紫外輻射源108可以被配置為通過計算機系統(tǒng)20將較高劑量(通過增大強度或曝光)的紫外輻射引導(dǎo)在具有較高水平的生物活性(例如，不均勻的紫外輻射)的位置處。
感測裝置38也可以感測蓋112(圖1A)是否打開以及蓋12是否正在覆蓋裝置100的其余部分。響應(yīng)于檢測到蓋112存在于裝置100的其余部分上，計算機系統(tǒng)20可以被配置為自動打開紫外輻射13。在一個實施例中，計算機系統(tǒng)20可以被配置為當(dāng)蓋112在原位時設(shè)定用于紫外輻射的周期或非周期日程。在感測裝置38感測到從裝置100去除蓋112時，可以中斷該(周期或非周期)日程，計算機系統(tǒng)20可以被配置為關(guān)閉紫外輻射。在這種情況下，一旦感測裝置38感測到蓋112在原位，就可以恢復(fù)日程(周期或非周期)。
感測裝置38也可以包括用于檢測頂表面106被曝光的輻射的量的輻射檢測器。輻射可以包括任意類型的輻射，例如，包括紫外線、可見光、紅外線和/或微波等。頂表面106被曝光的輻射的量可以被計算機系統(tǒng)20使用，以確定是否需要任何附加的輻射來對頂表面106殺菌。
要理解的是，系統(tǒng)10可以包括實現(xiàn)為向系統(tǒng)10的各種組件(諸如，紫外輻射源108、反饋組件16和/或計算機系統(tǒng)20等)中的一個或更多個供電的電源組件17。例如，裝置100(圖1A)可以包括除了維持足夠的電力以繼續(xù)裝置100的操作的一個或更多個方面之外不足以操作系統(tǒng)10的各種裝置的電源。無論如何，電源組件17可以用于操作系統(tǒng)10。電源組件17可以連同一組紫外輻射源108一起嵌入裝置100的內(nèi)部部分102(圖1A)。電源組件17可以包括任意的電源，電源包括(但不限于)電池組和/或太陽能電池等。例如，電源組件17可以包括各種類型的可再充電電池(例如，鋰離子和/或鎳鎘等)的任意一種。電源組件17可以被配置為用于高效直流(DC)遞升/升壓轉(zhuǎn)換器的操作。在實施例中，電源組件(例如，轉(zhuǎn)換效率和最大電池壽命)被配置(例如，優(yōu)化)為保持可獲得的電力與各種組件最低需要的電力之間的差異。在實施例中，電源組件包括能夠通過典型的家用插座再充電的電池組。用于該實施例的充電系統(tǒng)可以包括用于充電的電線，例如，該電線可以包括具有通用串行總線(USB)連接的線。在另一個實施例中，來自用戶的熱量將電力提供給電源組件17。在實施例中，電源組件17和/或其他電子組件(例如，計算機系統(tǒng)20和/或反饋組件16等)可以生長且單片集成在內(nèi)部部分102(圖1A)的藍(lán)寶石表面上。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4A-圖4C，示出根據(jù)實施例的說明性裝置200、300、400的剖視圖。在圖4A中，裝置200類似于圖1中示出的裝置100。然而，裝置200可以包括結(jié)合到蓋112和裝置200的一部分的鉸合部216。所述部分可以是內(nèi)部部分102和/或透明屏104等的一者。鉸合部216用于打開和關(guān)閉蓋112。鉸合部216可以使蓋112和裝置200的其余部分在箭頭120、122的方向上能夠彼此遠(yuǎn)離的運動。要理解的是，圖4A-圖4C中示出的鉸合部216僅是可以用于打開和關(guān)閉蓋112的各種機構(gòu)的例示。例如，蓋112可以使用磁力地附著于裝置200的軌道和/或類似物來滑動打開和關(guān)閉裝置200。在蓋112可以滑動打開和關(guān)閉裝置200的實施例中，滑動運動可以引起紫外透明屏104的頂表面106被擦拭。在該實施例中，蓋112的反射表面114(圖1A)可以包括用于擦拭紫外透明屏104的頂表面106的材料。蓋112也可以包含在蓋112的滑動/擦拭運動期間釋放的抗菌液體?？咕后w的示例可以包括酒精、三氯生、三氯卡班和/或氯二甲苯酚等。蓋112可以包括高度和寬度基本相同的多個鰭218。多個鰭218從蓋112延伸到層110(例如，空氣)，并且接觸透明屏104的頂表面106。多個鰭218可以提供蓋112與透明屏104之間的邊界。
在圖4B中，裝置300可以包括位于透明屏104上方的附加紫外透明層320。由紫外輻射源108產(chǎn)生的紫外輻射可以透射通過透明屏104和附加紫外透明層320兩者。在層110(例如，空氣)與附加紫外透明層320的界面處的折射率的差異可以將紫外輻射反射回朝向透明屏104，如圖4B中的箭頭所示。以這種方式，可以對透明屏104的頂表面106進行殺菌。在實施例中，附加紫外透明層320可以由折射率高于層110的折射率的紫外透明材料形成。附加紫外透明層320的折射率可以與透明屏104的折射率基本類似或相同。例如，當(dāng)層100包括空氣時，附加紫外透明層320和/或透明屏104可以由熔融石英和/或藍(lán)寶石等形成。在該實施例中，鉸合部316(或其他機構(gòu))可以代替如圖4A中所示的蓋112而結(jié)合到附加紫外透明層320，使得通過鉸合部316來去除或打開蓋112和附加紫外透明層320兩者以能夠通過用戶來接近表面106。
在圖4C中，裝置400可以包括漫反射層420。漫反射層420也可以是部分透射的。漫反射層420可以包括以法線入射的輻射的至少大約30％的漫反射。漫反射層420可以通過紫外反射材料(包括拋光鋁、高紫外線反射膨脹體聚四氟乙烯(ePTFE)膜(例如，漫反射體材料)、含氟聚合物(例如，Labsphere公司的)等)來形成。由紫外輻射源108產(chǎn)生的紫外輻射被漫反射層420漫反射，但是也可以被漫反射層420部分地透射，如圖4C中箭頭所示。被漫反射層420透射的紫外輻射可以被層110與漫反射層420之間的界面反射，從而對透明屏104的頂表面106殺菌。
紫外輻射源108可以使用任何公知的方法附著于裝置100。例如，紫外輻射源108可以通過外延而生長在藍(lán)寶石基底上，藍(lán)寶石基底由于其構(gòu)成透明的耐劃傷性材料，所以可以用作裝置100的屏。在另一個實施例中，紫外輻射源108可以使用紫外透明膠(諸如圖4C中所示的膠422)來附著。紫外透明膠422可以由包括高程度(例如，至少30％)的紫外透明度的紫外透明聚合物(諸如EFEP)和/或類似物來形成。在優(yōu)選的實施例中，材料為至少50％透明的。
紫外輻射源108可以鄰近于裝置100的任意層定位，并且可以以任意角度發(fā)射輻射。例如，如圖5A中所示，裝置500包括位于透明屏104的側(cè)面上的紫外輻射源108。裝置500也可以包括位于紫外輻射源108的相對側(cè)上的反射元件524。反射元件524可以被構(gòu)造為將任意的紫外輻射重新引導(dǎo)返回朝向透明屏104以對頂表面106殺菌。在示出的實施例中，反射元件524包括用于反射紫外輻射的拋物線形狀的表面。然而，該拋物線形狀僅用于說明性的目的，要理解的是，反射元件可以是任意形狀。例如，在圖5B中，裝置600的反射元件624包括用于反射紫外輻射的平坦表面。在圖5B中示出的實施例中，裝置600不必包括圖5A中的裝置500的實施例中示出的層110(例如，空氣)、多個鰭518或附加紫外透明層520。然而，這些特征可以被包括在實施例中。
裝置也可以包括一組檢測器(例如，圖3中的傳感器38)。如圖6中所示，裝置700可以包括位于透明屏104下方的一組檢測器722。該組檢測器722可以被配置為檢測輻射724(例如，紫外線、紅外線、可見光和/或微波等)。該組檢測器722可以以類似于一組紫外輻射源108(圖4C)如何被附設(shè)(例如，生長或膠粘在透明屏104上)的方法來附著于裝置700。如這里提到的，紫外透明膠可以用于將該組檢測器722和/或一組紫外輻射源附著于裝置。當(dāng)蓋112處于打開位置并且透明屏104的頂表面106被暴露時，檢測器722可以檢測頂表面106所暴露于的環(huán)境輻射724的量和/或類型。如這里提到的，頂表面106所暴露于的輻射724的量和/或類型可以被監(jiān)測和/或控制系統(tǒng)15(圖2)用來控制由一組紫外輻射源產(chǎn)生的紫外輻射。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7A-圖7C，裝置800可以包括擴展裝置800的功能的第二透明屏830。第二透明屏830可以位于蓋112與透明屏104之間。第二透明屏830可以由與透明屏104的材料基本相同或同樣的材料形成。在圖7A中所示的實施例中，裝置800包括緊挨著透明屏104定位的一組紫外輻射源108。然而，如這里討論的，該組紫外輻射源108可以在裝置內(nèi)以任意角度位于任意層。在圖7B和圖7C中示出的實施例中，該組紫外輻射源108的一些或全部位于第二透明屏830中。盡管一組檢測器822僅示出在圖7B和圖7C中，但是要理解的是，圖7A中示出的實施例也可以包括該組檢測器822。在圖7A中，蓋112和第二透明屏830經(jīng)由鉸合部813處于關(guān)閉位置。在圖7B中，蓋112和第二透明屏830經(jīng)由鉸合部813處于部分打開位置。在圖7C中，蓋112和第二透明屏830經(jīng)由鉸合部813處于打開位置。在該打開位置中，第二透明屏830可以連同透明屏104一起被用戶以其意圖的方式作為例如操作裝置800(例如，智能電話和/或平板等)的部件來利用。
除了對裝置的頂表面殺菌之外，裝置中的紫外輻射系統(tǒng)可以用于對其他物品殺菌。例如，如圖8中所示，為了對物品15(例如，牙刷)殺菌，用戶12可以利用這里討論的裝置(例如，圖1中所示的裝置100)來產(chǎn)生指向物品15的紫外輻射13。在這種情況下，參照圖3，計算機系統(tǒng)20可以控制該組紫外輻射源108，使得當(dāng)以這種方式使用裝置100時，使用更聚焦型的輻射來使紫外輻射13僅定向為朝向物品15。相反，當(dāng)裝置100用于對頂表面106殺菌時，使用更分散型的輻射使得對頂表面106均勻且有效地殺菌。在實施例中，裝置100可以包括用于聚焦型輻射的第一組紫外輻射源以及用于分散型輻射的第二組輻射源。此外，計算機系統(tǒng)20可以使用由反饋組件16獲取的數(shù)據(jù)(例如，可見圖像數(shù)據(jù)和/或紅外圖像數(shù)據(jù)等)，以保證紫外輻射被引導(dǎo)到將不被紫外輻射傷害的物體上。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖9，裝置900可以包括一個或更多個反射元件940，其中，反射元件940被構(gòu)造為朝向透明屏104的頂表面106反射紫外輻射。反射元件940可以由任意的紫外反射材料來形成，諸如由拋光鋁、高紫外線反射膨脹體聚四氟乙烯(ePTFE)膜(例如，漫反射體材料)和/或含氟聚合物(例如，Labsphere公司的)等。在實施例中，反射元件940可以位于每個紫外輻射源108的下方。在另一個實施例中，反射元件940的一個或更多個可以包括一組突出942，以進一步幫助反射和/或引導(dǎo)紫外輻射。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖10，裝置100示出為包括在透明屏104上方的紫外透明保護層1042。在該實施例中，只要在透明屏104與內(nèi)部部分102的界面處存在足夠的反射，一組紫外輻射源108就可以生長在透明屏104(例如，藍(lán)寶石屏)的頂部上。在實施例中，為了足夠的消毒行為，反射率為至少20％。紫外透明保護層1042可以由紫外透明聚合物(諸如，F(xiàn)EP、EFEP、PLA和/或LDPE等)形成。紫外透明保護層1042可以提供抗反射和/或屏幕保護以及包封UV LED源108。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖11A和圖11B，裝置1100、1200可以包括被構(gòu)造為改善來自一組紫外輻射源108的光提取的粗糙度組件1150和1250。粗糙度組件1150和1250的尺寸可以較大，或者可與由該組紫外輻射源108產(chǎn)生的紫外輻射的波長相當(dāng)。在圖11A中，粗糙度組件1150可以與紫外輻射源108合并。例如，在藍(lán)寶石基底(例如，透明屏104)上外延生長的典型紫外輻射源108可以具有沉積在藍(lán)寶石表面上的粗糙度，該藍(lán)寶石表面為與已經(jīng)執(zhí)行外延生長的一面相對的表面。在圖11B中，粗糙度組件1250可以在透明屏104的頂表面106上。
為了說明性和描述的目的，已經(jīng)提供了實用新型的各個方面的上述描述。并不意圖是詳盡的或限制實用新型為公開的精確形式，顯然，許多修改和變化是可能的。對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言會是明顯的這種修改和變化包括在由所附權(quán)利要求限定的實用新型的范圍中。