CN116710152A - 用于对房间中的空气安全且有效地进行消毒的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种紫外线C(UVC)单元，其包括：发光二极管(LED)模块，该发光二极管模块包括提供UVC发射物的一系列UVC发光二极管；透镜，该透镜对LED模块的UVC发射物进行线性聚焦；以及可控制的挡板，该挡板对从LED模块传递穿过透镜的UVC光进行导向。从LED模块发射的UVC光被朝向透镜导向，以使LED模块的发射物线性地聚焦，以便在挡板处于第一位置时贯穿UVC单元所在的房间的顶部部分传播光，并且其中，在挡板处于第二位置时，光从UVC单元被向下传播。

Description

用于对房间中的空气安全且有效地进行消毒的系统和方法

技术领域

本发明涉及空气和表面消毒，并且更具体地涉及用于地对房间中的空气和表面进行安全且有效地消毒的系统。

背景技术

提供和保持干净的环境不仅是期望的，而且是必要的。不干净的环境可能接受和/或允许病毒、细菌、寄生虫和其他病原体的传播。已经创造了不同的技术来试图减少病原体的生命周期、去除病原体并减少传播的机会，特别是在餐馆、机场、诊所、医院、牙科诊所、购物中心和其他高流量区域中试图减少病原体的生命周期、移除病原体并减少传播的机会。

如本领域普通技术人员已知的，紫外线C(UVC)、即包括UVA、UVB和UVC的三个紫外线光种类中的一个种类指的是波长在200纳米至280纳米(nm)之间的紫外线光。图1是现有技术图像，其图示了不同光的带宽，包括UVC范围。UVC波长中的光可以用于对表面进行消毒、消灭食品和空气中的有害微生物、以及对水进行消毒。UVC光的有效性来自于光的破坏DNA中的遗传信息的能力，由此导致微生物丧失它们的繁殖能力，从而导致微生物的毁灭。

尽管在消毒方面是有效的，但是UVC光也对暴露于UVC光的个人的健康是有害的。例如，UVC光可以灼伤暴露的皮肤，并损害暴露于UVC光的个人的视网膜。因此，UVC光消毒通常在人们不位于UVC光附近时来执行。已经产生了便携式UVC自动机或机器来被放置在房间内，在房间内没有人的情况下接通，并且允许对发射的UVC光行进的区域进行杀菌。不幸的是，这些系统使用起来非常低效和耗时，特别是因为人必须撤离房间，将UVC机器运送到房间中，离开房间，接通UVC机器，允许UVC机器发射UVC光持续一段时间，并且然后重新进入房间来取回UVC机器。还已知的是，UVC光仅对UVC光接触的物体进行杀菌，从而使得运送式UVC机器效率低，并且在刚好高于地面水平的缺乏视线视野的区域中、比如由于家具或分隔壁、比如对于员工工作的隔间而缺乏视线视野的区域中可能无效。

便携式UVC光杀菌自动机或机器在人进入机器所在的房间时也不会停止工作。这种无法检测个人存在的情况潜在地对进入的个人造成伤害。因此，也希望允许UVC光杀菌自动机或机器仅在对位于自动机或机器的危险距离内的个人没有紧迫威胁时运行。

UVC光产生装置也已经在建筑物内使用，以将UVC光发射到高空区，试图对空气进行杀菌。这些装置产生高空UVC区，该高空UVC区可以在建筑物内保持在下述高度处：该高度高到足以不会对建筑物的占用者有健康危害。不幸的是，尽管有帮助，但这些系统不是非常有效，因为它们限于将UVC光保持在高空区中，而没有保持在需要额外消毒的低空区。另外，这些系统没有安全措施来确保经安装的UVC光发射系统不会转换位置，从而导致发射的UVC光进入有人出现的区域，从而对房间的占用者带来伤害。

因此，需要一种更有效和自动可控制的UVC发光系统，该UVC发光系统考虑所有这些因素和更多因素并且解决它们以提供安全的环境。

发明内容

本发明的实施方式提供了用于对房间中的空气安全且有效地进行消毒的系统和方法。简单地描述，一种紫外线C(UVC)单元包括：发光二极管(LED)模块，该发光二极管模块具有提供UVC发射物的一系列UVC发光二极管；透镜，该透镜对LED模块的UVC发射进行线性聚焦；以及可控制的挡板，该挡板对从LED模块传递穿过透镜的UVC光进行导向，其中，从LED模块发射的UVC光被朝向透镜导向，以使LED模块的发射物线性地聚焦，以便在挡板处于第一位置时贯穿UVC单元所在的房间的顶部传播光，并且其中，在挡板处于第二位置时，光从UVC单元被向下传播。

本发明的其他系统、方法和特征对于本领域普通技术人员而言通过查看以下附图和详细描述将是明显的或者变得明显。所有这些附加的系统、方法和特征意在被包括在本说明书内、本发明的范围内，并且由所附权利要求保护。

附图说明

包括附图以提供对本发明的进一步理解并且附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图图示了本发明的实施方式，并与说明书一起用于说明本发明的原理。

图1是现有技术图像，其图示了不同光的带宽，包括紫外线C(UVC)范围。

图2A是图示了根据本发明的第一示例性实施方式的本UVC单元的横截面图，其中，挡板处于第一位置。

图2B是图示了图2A的UVC单元中的UVC光反射的示意图。

图2C是图示了根据本发明的第一示例性实施方式的本UVC单元的横截面图，其中，挡板处于第二位置。

图3A是图示了从窗的侧面观察的UVC单元的外部的示意图，该示意图也被称为前视图。

图3B是图示了UVC单元的外部的示意图，其提供了仰视图。

图4A示出了仅包括UVC发光二极管的UVC发光二极管的阵列。

图4B示出了包括UVC发光二极管和RGB(三原色)发光二极管的UVC发光二极管的阵列。

图5是图示了用于执行本发明的功能的系统的示例的示意图。

图6是图示了图2A的UVC单元的示意图，其中，传感器被突出显示。

图7是图示了UVC单元的归因于该单元的功能的各部分的示意图。

图8提供了根据本发明的实施方式的可以位于UVC单元内的计算机的样本。

图9是图示了UVC单元的发射范围和区域及感测范围和区域的示意图。

图10是图示了将由UVC单元执行的功能的流程图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的实施方式，本发明的实施方式的示例在附图中被图示出。在可能的情况下，在附图和说明书中使用相同的附图标记来指代相同或类似的部分。

本系统和方法在UVC传输固定装置单元(以下称为“UVC单元”)内实现。本UVC单元通过下述方式解决了如先前在本发明的背景技术中所公开的现有UVC光分配单元的许多缺点：利用多个传感器来确保UVC光被控制成不使房间占用者暴露于危险的UVC光，同时最大限度地利用由UVC单元发射的UVC光。

图2A是图示了根据本发明的第一示例性实施方式的本UVC单元100的横截面图，其中，挡板180处于提供水平UVC光发射的第一位置。替代性地，图2C是图示了处于提供向下UVC光发射的第二位置的本UVC单元100的横截面图。挡板180第一位置和第二位置以及相关的功能将在下文中进行详细描述。

如由图2A所示，UVC单元100包括光学箱200，光学箱200用于产生UVC光并在适当的时间处将光通过窗110导向至特定位置，如下文中详细说明的。窗110是透明材料的面板、比如但不限于玻璃或熔融石英玻璃(其在UVC范围内是可透过的)，并且窗110允许UVC单元100内的光学器件保持清洁和无尘。

图3A是图示了从窗110的侧面观察的UVC单元100的外部的示意图，该示意图也被称为正视图。注意的是，UVC单元100外部的该示例仅仅是出于示例性目的而提供的，并不旨在限制UVC单元100的大小、形状或尺寸。UVC单元100包括壁安装固定装置160，壁安装固定装置160用于允许单元100在升高位置处安装在壁上。壁安装固定装置160可以是任何已知的壁安装系统，只要UVC单元100被牢固地保持就位即可。但是注意的是，本UVC单元100包括传感器和逻辑电路以防止UVC单元100在单元100偏离其安装位置的情况下给房间占用者带来危险情况。替代性地，尽管在升高位置处安装至壁是优选的，但是单元100可以替代地在升高位置处连接至支架。UVC单元100可以定位或安装在壁或其他表面上，只要UVC单元100处于下述升高位置即可：该升高位置高于人在UVC单元100所在的房间内可以行走的高度。

参照图3A，单元100包括饰板120，该饰板120将窗保持处于窗的紧固位置。控制面板也位于单元100的外部上。控制面板的位置不是单元100的新颖之处，并且因此，该位置不必在单元100的位于窗110下方的底部上，而是可以替代地位于左侧或右侧、或不同的位置。如本文中所述，控制面板130允许单元100的用户选择单元100的不同选项或模式。在控制面板130上显示的信息包括关于下述各者的下述指示：UV光是否正被发射、单元100是否接通、单元100是否连接至电源、存在传感器的状态(开/关指示)以及用以确保安装时的适当定向的单元的垂直度。

图3B是图示了UVC单元100的外部的示意图，其提供了仰视图。如由图3B所示，单元100包括开关140，开关140用于允许用户从占用接通模式、占用断开模式和始终接通模式中选择。在占用接通模式中，单元100在其检测到房间中的占用者时保持接通。在占用断开模式中，单元100在占用者进入房间的情况下断开，并且单元100在房间被占用时保持断开，在占用者离开时接通。最后，单元100可以处于始终接通模式，在始终接通模式中，单元100是接通的，而不管房间是否被占用。在UVC单元100上可以设置有风扇150，以用于冷却单元100。在一个示例性实施方式中，风扇150设置在UVC单元100的下部部分上，但是这不必是该位置。

返回至图2A，在光学箱200内产生的UVC光源自发光二极管(LED)模块190，发光二极管模块190包括一系列UVC发光二极管210和一系列RGB发光二极管220。图4A和图4B示出了发光二极管阵列205的示例性实施方式。在图4A和图4B两者中，在LED模块190内设置有温度传感器710，以用于监测发光二极管模块190的温度，以便允许UVC单元100确定发光二极管模块190是否过热。UVC发光二极管的存在允许快速打开和关断UVC单元100，这是因为发光二极管具有快速切换能力。

图4A的示意图示出了UVC发光二极管210的阵列。尽管显示了十个UVC发光二极管210，但是可以使用更多或更少的UVC发光二极管210。另外，UVC发光二极管210的布置可以与图4A的线性布置不同。如本领域普通技术人员已知的，UVC光不能明显地被检测。因此，为了帮助UVC单元100的用户和进入单元100正在工作的房间的那些人或者对单元100本身的使用进行监测的那些人，根据本发明的替代实施方式，图4B的发光二极管模块190还可以包括RGB发光二极管220，RGB发光二极管220与UVC发光二极管210一起接通，以便将可见光投射到房间中，以便允许房间的潜在占用者和当前占用者知道UVC单元100接通并正在将UVC光发射到房间中。

返回至图2A，在UVC单元100内提供的用以防止过热的另一措施是位于发光二极管模块190的背部部分上的散热器170。散热器170的散热片向外延伸并且延伸远离透镜230，从而允许发光二极管模块190的热将被分配和消散。

返回至图2A，从发光二极管模块190发射的UVC光被朝向透镜230导向，以线性地聚焦发光二极管模块190的发射物，以便在挡板处于第一位置时贯穿房间的顶部部分传播光，从而将光导向远离房间占用者和天花板。根据一个示例性实施方式，透镜230可以是单个柱形透镜，这可以在图5A和图5B中看到。透镜230沿着发光二极管模块190的长度被保持，发光二极管模块190位于透镜230的后面。柱形透镜可以是例如但不限于熔融石英柱形透镜。

如由图2A所示，UVC单元100包括反射器270，反射器270定位成将UVC光导向离开光学箱200。具体地，根据本发明的一个实施方式，反射器270可以环绕透镜230的一部分，以便将来自透镜230的UVC光有效地反射远离反射器270、向前导向并离开光学箱200。图2B图示了UVC光反射的更好图示。

图2A的反射器270是凹形形状的。注意的是，根据本发明的替代实施方式，可以使用多个反射器或者使用以不同方式定形状的反射器来将UVC光倾斜离开光学箱200，这与具有倾斜且C形的单个单元反射器270不同。

UVC单元100还包括挡板180，挡板180是可控制的，以有助于对从发光二极管模块190行进穿过透镜230的UVC光进行导向。挡板180被置于窗110的后面并且沿着光轴安置，以允许容易清洁。挡板180也由使UVC光偏转的材料而制成，或者可以简单地具有使UVC光偏转的涂层。这些材料的非限制性示例可以包括但不限于黑色阳极氧化铝。替代性地，挡板180可以由两种材料制成以进一步提高效率、在顶部上有反射性并且在底部上进行吸收。这导致与标准挡板相比效率更高。具体地，如本文中所述，当需要从UVC单元100的水平线向下反射时，挡板180在顶部上的反射特征允许反射UVC光，同时挡板180的底部部分的吸收特性使杂散光最小化，以便提高单元100的效率。如果挡板180的底部是反射性的，则挡板将在其静止位置中导致太多的杂散光进入房间(图5A)，并且占用者将被这种杂散光击中。根据图5A和图5B的示例，挡板180所在的机构在其将挡板180向上提升时使挡板180旋转，使得在图5A中之前为挡板的顶部然后在图5B中成为挡板180的底部。

可控制的挡板180可以安置在多个位置中，以便将发射的UVC光沿取决于挡板180的位置的方向而导向离开光学箱200。可控制的挡板180通过挡板马达系统240转换位置，挡板马达系统240在某些情况下如本文中所述的那样使挡板180移动，以便在适当的时间处将UVC光从UVC单元100水平线250向下导向。例如，图5A图示了UVC单元100，其中，挡板180处于第一位置或静止位置，以便不会通过与离开透镜230的UVC光发生干涉而将UVC光从UVC单元100水平线250向下反射。具体地，沿着UVC单元100的光轴安置的单个智能/可控制的挡板180的存在消除了单元100的水平线250下方的杂散光，同时与市场上具有用于消除杂散光的遮板的当前基于灯的系统相比保持更高的效率。

图5B图示了UVC单元100，其中，挡板180已经移位至第二位置，以便将UVC光向下反射到UVC单元的水平线250下方，使得UVC单元100可以在房间未被占用时将UVC光导向到通常有人经过的区域中，房间未被占用是由单元100的传感器确定的。如将在下面进一步详细解释的，可控制的挡板180允许某些情况导致挡板180的位置改变，从而导致UVC光要么被发射到UVC单元100所在的房间的上部区域中，比如由图2A的图示所表示的，或者被向下偏转到房间中，如由图2C的图示所表示。

挡板马达系统240可以是许多不同马达系统中的一者，其在接收到运动的指令时允许挡板180运动。在图2A和图2C以及图5A和图5B中示出这种马达系统的示例。所图示的马达系统240使用齿轮来使挡板180从第一位置(图2A)移动至第二位置，第一位置与通过透镜230的UVC光的方向对准，在第二位置中，挡板180高于已经通过透镜230的UVC光的路径且部分地位于该路径中，从而导致UVC光从UVC单元100被向下反射。在图2A、图2C、图5A和图5C的示例中，挡板马达系统240包括马达，该马达使具有齿的轮242沿一方向旋转，以使轮部分的齿配装在挡板马达系统240的接收部分的凹槽内。通过顺时针旋转，轮242导致轮242的齿在挡板马达系统240的接收凹槽上移动，并且挡板180向上移动以及旋转。同样，通过逆时针旋转，轮242导致轮242的齿在挡板马达系统240的接收凹槽上移动，并且使挡板180向下移动。由于挡板180连接至轮242，因此轮242的运动导致挡板180的运动。

来自UVC单元100的UVC空气发射的程度或角度可以通过调整挡板180的位置来调整。因此，如本文中所述，设置在UVC单元100内的逻辑电路考虑了从多个传感器接收的响应，以确定挡板180应该定位在哪个位置，从而产生将被提供至挡板马达系统240的指令，以保持挡板180的位置或者相应地调整位置。

本领域普通技术人员将理解的是，挡板马达系统240不需要具有通过本附图所示的示例的精确配置，只要挡板马达系统240具有使挡板180的位置移位以导致来自光学箱200的发射物中的UVC光从向上位置移位至倾斜向下位置的能力即可。注意的是，挡板马达系统240不需要仅在两个挡板180位置之间移位，而是替代地可以在于UVC单元100内预编程的许多挡板位置之间移位。

UVC单元100还包括印刷电路板(PCB)190，逻辑电路可以位于印刷电路板(PCB)190上，以基于由传感器接收的数据向UVC单元100提供指令。图6是图示了图2A的UVC单元的示意图，其中，传感器被突出显示。如由图6所示，UVC单元100包括存在/运动传感器310、光学测距传感器320、测距源330、角度传感器510、CO2传感器610和前述的温度传感器710。存在/运动传感器310可以是任何已知的存在/运动传感器310，并且用于确定是否有人正在占用UVC单元100所在的房间，以及该人在房间中所处的位置。CO2传感器610用于确定占用UVC单元100所在的房间的人数。CO2传感器610检测房间中的二氧化碳浓度，以计算出房间中有多少人，进而控制UVC发射强度和运行时间。通过使用存在/运动传感器310和CO2传感器610两者，UVC单元100确定UVC单元100所在的房间是否被人占用以及该人所处的位置。由于这些类型的传感器中对于本领域普通技术人员而言都是已知的，因此本文不提供对传感器的附加描述。

光学测距传感器320允许UVC单元100确定传感器320所在的房间的大小和尺寸。通过知道房间的大小和尺寸，UVC单元100通过内部处理器可以确定需要多少UVC光对房间消毒，并且可以相应地使UVC单元100接通和断开。另外，UVC单元100也可以确定房间中哪里是用于投射UVC光的安全地方，即使房间被占用。具体地，UVC单元100的传感器允许具体地确定房间的大小和尺寸是多少、房间中有多少占用者以及他们所处的位置。因此，UVC单元100可以实时地将UVC光向下投射到房间中没有占用者的区域中。

角度传感器510提供安全特征，以允许对由于错误安装或将导致对房间占用者造成危险的任何其他原因而造成的UVC单元100向下倾侧进行检测。角度感测功能限定了用于接通UVC光发射的安全倾侧范围，并且可以用于防止在超出安全范围的情况下接通UVC发光二极管。

测距源包括：

1.红外LED或可见LED

2.红外激光或可见激光

3.红外VCSEL(竖向腔表面发射激光器)

4.红外结构光

5.可见结构光

6.超声

对于源1至源3和源6，基于ToF(飞行时间)技术，传感器将测量信号强度，并且会受到物体的反射率影响，传感器基于发射的光子被反射的时间来直接测量与物体的距离。

对于源4和5，目标物体可以用结构光来照射，单条线或线的图案使用2D图像传感器(相机)来检测经反射的图案。

图7是图示了UVC单元100的归因于单元100的功能的各部分的示意图。如由图7所示，UVC单元100包括电源400，电源400可以是UVC单元100的内部电源，或者可以是与外部电源连接的连接件、比如电源线，该电源线连接至内部转换器以从插座获取接收的电力并将该接收的电力转换成UVC单元100可用的形式，这通过已知的转换器来执行。UVC单元100还包括处理器450或计算机。图8示出了根据本发明的实施方式的计算机的示例，这将在下文中进一步详细描述。处理器450或计算机提供将由UVC单元100执行的功能，如将参照图10的流程图详细描述的。为了执行处理器450或计算机的功能，处理器450或计算机使用从传感器接收的数据，传感器包括存在/运动传感器310、测距传感器320、角度传感器510、CO2传感器610和温度传感器710。注意的是，尽管本公开的不同附图示出了处于不同位置的传感器，但是图7将处于不同位置的传感器放置在同一传感器块500上。如前所述的，不同的传感器可以位于不同的位置中，并且这些位置不旨在被附图所限制，而替代地，应该提供这些位置以便允许传感器本身适当地发挥功能，如本领域普通技术人员将理解的。

处理器450或计算机考虑从传感器接收的数据，并与LED模块190通信以使LED模块190接通或断开。LED模块190的启动产生将由LED模块190发射至透镜230的UVC光。参照图10的流程图更详细地描述UVC单元100的功能。

如前所述的，由UVC单元100执行的功能可以由计算机限定，该计算机的示例在图8的示意图中示出。计算机450包括：处理器452；储存装置454；存储器456，存储器456具有储存在其中的软件458，软件458限定了本文中描述的UVC单元100的功能；输入和输出(I/O)装置460(或外围设备或控制按钮、比如控制面板)；以及本地总线或本地接口462，该本地总线或本地接口462允许在计算机450内通信。本地接口462可以是例如但不限于一条或更多条总线或其他有线或无线连接，如本领域中已知的。本地接口462可以具有用以实现通信的附加元件，出于简化起见省略了这些附加元件，这些附加元件比如为控制器、缓冲器(高速缓存)、驱动器、中继器和接收器。此外，本地接口462可以包括地址连接、控制连接和/或数据连接以能够实现上述部件之间的适当通信。

处理器452是用于执行软件、特别地储存在存储器456中的软件的硬件装置。处理器452可以是任何定制的或可商业购买的单核处理器或多核处理器、中央处理单元(CPU)、与本计算机450相关联的多个处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(呈微芯片或芯片组的形式)、宏处理器或通常用于执行软件指令的任何装置。

存储器456可以包括易失性存储器元件(例如，随机存取存储器(RAM、比如DRAM、SRAM、DRAM等))和非易失性存储元件(例如，ROM、硬盘驱动器、磁带、CDROM等)中的任一者或组合。此外，存储器456可以结合有电子储存介质、磁性储存介质、光学储存介质和/或其他类型的储存介质。注意的是，存储器456可以具有分布式架构，其中，各种部件彼此远离，但是可以由处理器452访问。

根据本发明，软件458限定了由计算机450执行的功能。存储器456中的软件458可以包括一个或更多个单独的程序，所述一个或更多个单独的程序中的每个程序包括用于实现计算机450的逻辑功能的可执行指令的有序列表，如下面所述。存储器456可以包括操作系统(O/S)470。操作系统本质上控制计算机450内的程序的执行，并且提供调度、输入-输出控制、文件和数据管理、存储器管理、以及通信控制和相关服务。

I/O装置460可以包括输入装置，例如但不限于控制面板、无线键盘或鼠标等。此外，I/O装置460还可以包括输出装置，例如但不限于打印机、显示器等。最后，I/O装置460还可以包括通过输入和输出进行通信的装置，例如但不限于调制器/解调器(调制解调器；用于访问另一装置、系统或网络)、射频(RF)或其他收发器、电话接口、网桥、路由器或其他装置。

当计算机450处于操作状态时，处理器452配置成执行储存在存储器456内的软件458、向存储器456传送数据和从存储器456传送数据、以及通常根据软件458来控制计算机450的操作，如参照图10的流程图所解释的。

当计算机450的功能处于操作状态时，处理器452配置成执行储存在存储器456内的软件458、向存储器456传送数据和从存储器456传送数据、以及通常根据软件458来控制计算机450的操作。操作系统470由处理器452读取、可能在处理器452中被缓冲、并且然后被执行。

当计算机450以软件458实现时，应当注意的是，用于实现计算机450的指令可以储存在任何计算机可读介质上，以供任何计算机相关的装置、系统或方法使用或与任何计算机相关的装置、系统或方法结合使用。在一些实施方式中，这种计算机可读介质可以与存储器456或储存装置454中的任一者或两者相对应。在本文档的上下文中，计算机可读介质是电子装置或器件、磁装置或器件、光学装置或器件或其他物理装置或器件，其可以包括或储存计算机程序以供计算机相关的装置、系统或方法使用或与计算机相关的装置、系统或方法结合使用。用于实现该系统的指令可以嵌入任何计算机可读介质中，以供处理器或其他这种指令执行系统、设备或装置使用或与处理器或其他这种指令执行系统、设备或装置结合使用。尽管已经通过示例的方式提到了处理器452，但是在一些实施方式中，这种指令执行系统、设备或装置可以是任何基于计算机的系统、包含处理器的系统或能够从指令执行系统、设备或装置获取指令并且执行指令的其他系统。在本文档的上下文中，“计算机可读介质”可以是能够储存、通信、传播或传输程序以供处理器或其他这样的指令执行系统、设备或装置使用或与其结合使用的任何器件。

这种计算机可读介质可以是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备、装置、或传播介质。计算机可读介质的更具体示例(非穷举列表)将包括下述各者：具有一条或更多条线的电连接件(电子)、便携式计算机磁盘(磁性)、随机存取存储器(RAM)(电子)、只读存储器(ROM)(电子)、可擦除可编程只读存储器(EPROM、EEPROM或闪存)(电子)、光纤(光学)和便携式光盘只读存储器(CDROM)(光学)。注意的是，计算机可读介质甚至可以是供打印程序的纸张或其他合适的介质，因为程序可以通过例如对纸张或其他介质进行光学扫描而被电子地捕获、然后根据需要被编译、解释或以其他适合的方式被处理、并且然后被储存在计算机存储器中。

在计算机450以硬件实现的替代实施方式中，计算机450可以用各自在本领域中众所周知的以下技术中的任一者或组合来实现：离散逻辑电路，该离散逻辑电路具有用于在数据信号上实现逻辑功能的逻辑门；专用集成电路(ASIC)，该专用集成电路(ASIC)具有适当组合逻辑门；可编程门阵列(PGA)；现场可编程门阵列(FPGA)等。

图9图示了发射范围和区域及感测范围和区域的示例。参照图9，UVC单元100具有水平线250。图示了UVC/RBG发射物260的方向和区域，UVC/RBG发射物260从UVC单元100发射、离开单元100的窗侧部、并且从水平线水平地并且略微地向上前进。图9也示出了存在/运动传感器340的检测区域的示例。如所示的，存在/运动传感器340检测区域向下并且略微地向前倾斜。然而，注意的是，存在/运动传感器340可以根据用户或制造商希望UVC单元100如何检测房间内的运动而以不同的方式定位。图9还图示了从UVC单元100发射的杂散光360。杂散光是传递到UVC单元100的水平线下方的任何UVC光。如果光基于所发射的光的波长超过了安全阈值，则该光可能对于房间的占用者是危险的。因此，本UVC单元100将挡板180沿着光轴放置，以防止杂散光从UVC单元100发射。也可以提供水平传感器来防止单元100向下倾斜太多。

图10是图示了由UVC单元100执行的步骤的流程图600。应当注意的是，流程图中的任何过程描述或框应当被理解为表示包括用于实现过程中的特定逻辑功能的一个或更多个指令的模块、区段、代码的一部分、或者步骤，并且替代性实施方案包括在本发明的范围内，其中，功能可以根据所涉及的功能性而不以所示出或所论述的顺序执行，包括基本上同时发生或以相反的顺序执行，如将由本发明的领域的合理技术人员所理解的。

如由框602所示，UVC单元100首先确定单元100所在的房间的体积或以平方英尺表示的建筑面积。如前所述，该确定由UVC单元100的传感器、即光学测距传感器320来执行。替代性地，UVC单元100的用户可以通过使用键盘、手机或用于UVC单元100的计算机的其他输入装置来将房间的尺寸直接输入到UVC单元100中。由于本领域普通技术人员将知道手机应用程序和单独的计算机软件可以如何允许UVC单元100的用户与UVC单元100计算机通信和交互，因此本文中不提供对其的进一步描述。

如由框604所示，然后确定在同一房间内是否具有多于一个的UVC单元100。这种确定可以通过接收来自UVC单元100的用户的输入或者通过使用单元100内的可选的检测系统来完成，该检测系统能够通过许多不同技术中的一者或更多者来检测另一UVC单元100的位置，这些技术为比如但不限于RFID标签、蓝牙和局域网内的检测。

如由框606所示，如果房间内具有仅一个UVC单元100，则UVC单元100通过温度传感器710测量LED模块190的温度，并且使用CO2传感器610通过使用房间内的CO2水平来测量房间内的人的存在以及使用存在/运动传感器310来进行人检测。CO2传感器610和存在/运动传感器310不仅可以确定在房间内是否有人，而且还可以确定人在房间内所处的位置。

如由框608所示，如果房间内具有多于一个的UVC单元，则确定单元位置，或者从用户处提示和接收这样的信息，之后确定LED模块温度和人的存在(框606)。

如由框610所示，计算机450然后根据从传感器接收的数据来确定UVC光可以被发射到房间内哪里。具体地，计算机450考虑到房间是否有人、房间中的人数以及房间的尺寸，以确定是否通过挡板发动机使挡板180移动，以便使UVC光向上或向下移动。可以存在UVC单元100的不同模式，从而导致由UVC单元100执行的不同动作。如前所述，存在UVC单元100的占用接通模式，在占用接通模式中，当单元100检测到房间中的至少一个占用者时，单元100保持接通。还存在占用断开模式，在占用断开模式中，单元100在占用者进入房间的情况下断开，并且单元100在房间被占用时保持断开，在占用者离开时接通。最后，单元100可以处于始终接通模式，在始终接通模式中，单元100是接通的，而不管房间是否被占用。由于UVC单元100的传感器允许单元100确定占用者在房间内所处的位置，因此UVC单元100也可以将UVC光仅投射在房间的当前未被占用的区域内。这是因为可以实时执行占用者位置的确定。挡板180的运动可以根据期望投射UVC光的位置通过下述方式来执行：通过获取房间的尺寸和大小、当前占用者位置，并且在计算出房间的当前未被占用的区域在哪里之后将UVC光投射到那些区域中。

通过使用来自传感器的数据来确定向哪里发射UVC光可以使用下述方式来执行：使用已知的算法(框610)以及根据挡板180的位置(框612)确定用于UVC光的方向。

尽管对于本系统和方法不是至关重要的，但是本UVC单元100可以包括UV光电二极管、或传感器，以用于监测UVC发光二极管的输出功率/寿命，以便知道何时更换LED。此外，单元100可以包括温度传感器或多个温度传感器，所述温度传感器或多个温度传感器用于检测LED温度，以便监测LED模块190并最大程度地降低LED过热的机会。

对于本领域的技术人员而言将明显的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明的结构做出各种改型和变型。鉴于上述内容，本发明旨在涵盖本发明的改型和变型，前提是它们落在所附权利要求及其等同方案的范围内。

Claims (18)

1.一种紫外线C(UVC)单元，包括：

发光二极管(LED)模块，所述发光二极管模块包括提供UVC发射物的一系列UVC发光二极管；

透镜，所述透镜对所述发光二极管模块的所述UVC发射物进行线性聚焦；以及

可控制的挡板，所述挡板对从所述发光二极管模块传递穿过所述透镜的UVC光进行导向，

其中，从所述发光二极管模块发射的UVC光被朝向所述透镜导向，以使所述发光二极管模块的发射物线性地聚焦，以便在所述挡板处于第一位置时贯穿所述UVC单元所在的房间的顶部部分传播所述光，并且其中，在所述挡板处于第二位置时，所述光从所述UVC单元被向下传播。

2.根据权利要求1所述的UVC单元，其中，所述透镜为单个柱形透镜。

3.根据权利要求1所述的UVC单元，其中，所述透镜沿着所述发光二极管模块的长度被保持。

4.根据权利要求1所述的UVC单元，其中，至少一个反射器定位成至少部分地环绕所述透镜的至少一部分，以便将所述UVC光导向离开所述UVC单元。

5.根据权利要求1所述的UVC单元，其中，所述UVC单元包括开关，所述开关允许用户在包括占用接通模式、占用断开模式和始终接通模式的组中的各者之间进行选择。

6.根据权利要求4所述的UVC单元，其中，所述发光二极管模块、所述透镜、所述至少一个反射器和可控制的所述挡板位于光学箱内，所述光学箱具有用于允许传播的光通过的窗。

7.根据权利要求1所述的UVC单元，其中，所述发光二极管模块还包括一系列三原色发光二极管，所述三原色发光二极管与所述UVC发光二极管一起被接通，以便将可见光投射到所述房间中，进而允许所述房间的潜在占用者和当前占用者知道所述UVC单元接通并且正在发射UVC光。

8.根据权利要求1所述的UVC单元，还包括位于所述发光二极管模块的背部部分上的散热器。

9.根据权利要求8所述的UVC单元，其中，所述散热器包括散热片，所述散热片向外延伸并且远离所述透镜，从而允许所述发光二极管模块的热将被分配和消散。

10.根据权利要求1所述的UVC单元，其中，所述透镜沿着所述发光二极管模块的长度被保持。

11.根据权利要求1所述的UVC单元，其中，所述挡板在顶部部分上包括反射特征，所述反射特征允许反射所述UVC光以将所述UVC光从所述UVC单元的水平线向下反射，而所述挡板的底部部分包括吸收特性，所述吸收特性使杂散光最小化，以便提高所述UVC单元的效率。

12.根据权利要求1所述的UVC单元，其中，所述挡板位于挡板马达系统上，使得在所述挡板马达系统旋转时，所述挡板马达系统将所述挡板向上提升，使得先前定位为所述挡板的顶部的部分然后定位在所述挡板的底部。

13.根据权利要求1所述的UVC单元，还包括角度传感器，所述角度传感器用于确定所述UVC单元是否从所述UVC单元的安装位置向下倾斜。

14.根据权利要求1所述的UVC单元，还包括存在/运动传感器，所述存在/运动传感器确定人是否占用所述UVC单元所在的房间、以及所述人在所述房间中所处的位置。

15.根据权利要求1所述的UVC单元，还包括存在/运动传感器，所述存在/运动传感器确定人或身体的一部分是否占用UVC发射物的区(或区域)并在人或身体的一部分占用UVC发射物的区(或区域)的情况下断开UVC发光二极管。

16.根据权利要求1所述的UVC单元，还包括二氧化碳传感器，所述二氧化碳传感器确定占用所述UVC单元所在的房间的人数。

17.根据权利要求1所述的UVC单元，还包括光学测距传感器，所述光学测距传感器允许所述UVC单元确定所述传感器所在的房间的大小和尺寸，其中，所述UVC单元还包括处理器，所述处理器使用所述房间的经确定的大小和尺寸并确定需要多少UVC光来对所述房间进行消毒、以及相应地接通和断开所述UVC单元。

18.根据权利要求4所述的UVC单元，其中，所述反射器环绕所述透镜的一部分，以便将来自所述透镜的UVC光有效地反射远离所述反射器、向前反射并离开所述光学箱。