DE102021130781A1

DE102021130781A1 - System und verfahren zur oberflächendesinfektion mittels uvc-strahlung

Info

Publication number: DE102021130781A1
Application number: DE102021130781.3A
Authority: DE
Inventors: Martin Enders; Alf GUENTHER; Sabine Boes; Thomas Gerstl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-11-24
Filing date: 2021-11-24
Publication date: 2023-05-25

Abstract

Die Anmeldung offenbart ein System (1) zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung, umfassend ein mobiles Endgerät (2) mit einer Abstandsmesseinheit (9), welche zur berührungslosen Messung eines Abstands zu einem Objekt (18) ausgebildet ist, und eine Bestrahlungseinheit (3), welche zur Abgabe von UVC-Strahlung ausgebildet ist und die mit dem mobilen Endgerät (2) baulich vereinigt oder koppelbar oder gekoppelt ist. Die Anmeldung offenbart auch ein Verfahren (50) zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung, umfassend:- berührungsloses Messen eines Abstands von einem mobilen Endgerät (2) zu einem Objekt (18) mittels einer Abstandsmesseinrichtung eines mobilen Endgeräts (2) (S51),- Ermitteln einer zur Inaktivierung eines oder mehrerer Mikroorganismen erforderlichen Bestrahlungsdauer und/oder -intensität anhand des gemessenen Abstands (S52), und- Bestrahlen des Objekts (18) mit UVC-Licht mittels einer Bestrahlungseinheit (3), die zur Abgabe von UVC-Strahlung ausgebildet ist und die mit dem mobilen Endgerät (2) baulich vereinigt oder gekoppelt ist, für die ermittelte Bestrahlungsdauer und/oder mit der ermittelten Bestrahlungsintensität (S53).Die Offenbarung betrifft auch ein Computerprogramm und einen computerlesbaren Datenträger mit Programmcode zur Ausführung des Verfahrens.

Description

Die Offenbarung betrifft ein System zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung. Die Offenbarung betrifft zudem ein Verfahren zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung. Die Offenbarung betrifft auch ein Computerprogramm und einen computerlesbaren Datenträger mit Programmcode zur Ausführung des Verfahrens.
Es ist bekannt, Oberflächen durch Bestrahlung mit UVC-Licht zu desinfizieren. Besonders in Situationen mit erhöhter Infektionsgefahr, insbesondere bei Pandemien, Epidemien oder lokaler Infektionshäufung ist es wünschenswert, Oberflächen, mit denen Menschen in Kontakt kommen, von Mikroorganismen wie Viren oder Bakterien zu befreien bzw. vorhandene Mikroorganismen zu deaktivieren oder abzutöten. Dies betrifft insbesondere Einrichtungen mit Kontakt zu vulnerablen Menschen wie etwa Arztpraxen oder Pflegeeinrichtungen, und/oder mit ausgeprägtem Publikumsverkehr wie etwa Geschäfte, Freizeiteinrichtungen, Restaurants oder Veranstaltungsorte und/oder Objekte mit häufig wechselndem Benutzerkreis wie etwa Einkaufswägen, Fahrzeuginnenräume von Mietfahrzeugen, Türklinken etc. Grundsätzlich wird begrifflich zwischen Desinfektion und Sterilisation unterschieden. Während bei einer Desinfektion ein gewisser Anteil von verbleibenden aktiven Mikroorganismen akzeptabel ist, führt eine Sterilisation zu einer vollständigen Entfernung oder Inaktivierung. Im Rahmen dieser Offenbarung umfasst eine Desinfektion auch eine Sterilisation, soweit nicht explizit auf den Unterschied verwiesen wird. Die Desinfektion mittels Bestrahlung hat den Vorteil, dass auf Dampf, heißes Wasser, Chemikalien, mechanische Verfahren und direkten Kontakt mit der Oberfläche verzichtet werden kann. Zudem eignet sich die Desinfektion mittels Bestrahlung besonders für kleinere Oberflächen wie Griffe, Halter, Schalter, Taster, Knöpfe, oder Berührungsanzeigen (engl. Touch Screens). So sind auch UVC-Lampen für den mobilen Einsatz im Handel erhältlich.
Für die genannten Zwecke sind mobile UVC-Lampen im Handel erhältlich. Diese weisen in der Regel ein Gehäuse und darin integriert oder enthalten oder eingebaut eine UVC-Lichtquelle wie etwa eine oder mehrere LEDs oder Entladungsröhren, eine Batterieeinheit, gegebenenfalls eine Ladebuchse zum Anschluss eines Ladekabels oder einer Ladestation zum Laden der Batterieeinheit und eine Bedieneinheit zum Ein- und Ausschalten der UVC-Lichtquelle.
Ebenso ist bekannt, Hautoberflächen des menschlichen Körpers durch Bestrahlung mit UVC-Licht zu desinfizieren. Aus Ushio Inc., „Selective destruction of bacteria and viruses without damage to human cells or tissue“, 21.11.2017, https://www.ushio.co.ip/en/news/1002/2017-2017/500272.html (abgerufen am Tag der Anmeldung) ist ein Bestrahlungsgerät bekannt, welches mit einer KrCI-Excimer-Lampe einer Peak-Wellenlänge von 222 nm bei Abschneiden von Wellenlängen größer als 230 nm arbeitet und welches laut Herstellerangabe Bakterien (und andere Mikroorganismen wie Viren und Sporen) tötet, aber durch die Hornschicht der Haut absorbiert wird, sodass es den menschlichen Zellkern auf Zellenebene oder Epidermis-Zellen auf Gewebeebene nicht erreicht.
Die benötigte Strahlungsdosis zur Inaktivierung der meisten Viren und Bakterien ist bekannt. In nachstehender Tabelle sind für bestimmte Viren die zur Desinfektion benötigten Strahlendosen beispielhaft angegeben:

Virus [mJ/cm2 ]

PRRS Virus 1,8

Influenza A Virus 2,1

Corona Virus 4

Herpes Virus 4,3

Hepatitis A Virus 6,7

Rota Virus SA11 7,5
Für viele Viren und Bakterien liegt die erforderliche Dosis in vergleichbarem Bereich, für Schimmelsporen oft um ein bis zwei Zehnerpotenzen höher. Man beachte, dass angegebene Strahlungsdosen stets auf eine bestimmte Inaktivierungsrate, etwa 99%, und eine bestimmte Wellenlänge oder einen bestimmten Wellenlängenbereich, etwa 256 nm oder 275 nm bezogen sind und je nach Quelle schwanken können.
Die erreichte Strahlungsdosis auf einer Oberfläche hängt von der Bestrahlungsstärke am Bestrahlungsziel und der Bestrahlungszeit ab. Die Bestrahlungsstärke wiederum hängt von der Strahlungsleistung der Quelle und dem Abstand der Quelle zum Ziel ab. Es ist wünschenswert, eine Bestrahlungszeit einzuhalten, die lang genug ist, um eine zuverlässige Desinfektion oder Sterilisation zu erreichen, aber nicht viel länger, um den Energieverbrauch, die von einem Benutzer aufzubringende Arbeits- oder Freizeit und die Abstrahlung von UV-Licht in die Umgebung zu begrenzen. Bei Verwendung am lebenden Körper ist auch bei grundsätzlicher Anwendungssicherheit eine kurze Exposition besonders anzustreben.
In der Praxis ist es oft schwierig, den Abstand zwischen Strahlungsquelle und Oberfläche zu ermitteln oder konstant zu halten. Wenn aber der Abstand nicht bekannt ist oder variiert, kann eine eindeutige Aussage bzgl. der benötigten Zeit bis zur Abtötung der Viren und Bakterien nicht getroffen werden. Bekannte Systeme lösen das Problem durch ein Bestrahlungsfenster oder einen Bestrahlungsrahmen, die in festgelegtem Abstand zu der Strahlenquelle an dem Bestrahlungsgerät angeordnet sind. Solche Systeme sind oft unhandlich und für mobilen Einsatz nur beschränkt einsetzbar.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zuverlässiges, flexibles und einfach zu bedienendes System und ein Verfahren zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung zu schaffen, das eine zuverlässige Einhaltung einer erforderlichen Bestrahlungszeit auch dann einhält, wenn ein Abstand zu dem Objekt, das desinfiziert werden soll, nicht baulich vorgegeben ist. Das System soll auch zum mobilen Einsatz geeignet sein.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein System zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung weist ein mobiles Endgerät mit einer Abstandsmesseinheit, welche zur berührungslosen Messung eines Abstands zu einem Objekt ausgebildet ist, und eine Bestrahlungseinheit, welche zur Abgabe von UVC-Strahlung ausgebildet ist und die mit dem mobilen Endgerät baulich vereinigt oder koppelbar oder gekoppelt ist, auf.
Unter UVC-Strahlung wird ultraviolettes Licht mit einer Wellenlänge von mindestens 200 nm und höchstens 280 nm verstanden. Eine Peak-Wellenlänge und/oder eine Bandbreite und/oder ein Spektrum der abgegebenen UVC-Strahlung kann im Hinblick auf eine Inaktivierungswirkung auf eine Gruppe von Mikroorganismen, insbesondere Viren und/oder Bakterien, oder auf einen bestimmten Mikroorganismus, insbesondere einen bestimmten Viren- und/oder Bakterienstamm, oder im Hinblick auf eine Empfindlichkeit des bestrahlten Objekts, insbesondere wenn das Objekt ein lebendes Gewebe ist, abgestimmt oder abstimmbar sein. Andererseits kann die abgegebene UVC-Strahlung auch dahin ausgelegt sein, ein möglichst breites Spektrum an Mikroorganismen zu inaktivieren.
Ein mobiles Endgerät ist im Sinne der Erfindung ein Endgerät für mobile, netzunabhängige Daten-, Sprach- und Bildkommunikation und Navigation wie etwa ein Smartphone, das ein Abstandsmesseinheit aufweist.
Eine Koppelung kann mechanisch durch einen Adapter oder eine Klammer oder eine elastische Hülse oder dergleichen verwirklicht sein. Die Koppelung kann so gestaltet sein, dass sie durch einen Benutzer jederzeit lösbar ist, um die Bestrahlungseinheit von dem mobilen Endgerät zu trennen und erneut zu koppeln. Bevorzugt kann die Koppelung gleichzeitig eine signaltechnische und/oder energietechnische Verbindung herstellen, etwa mittels eines Steckers, der an eine Daten- und/oder Ladebuchse des mobilen Endgeräts angepasst ist. Dadurch kann die Bestrahlungseinheit auch über das mobile Endgerät angesteuert und gegebenenfalls auch mit Energie versorgt werden. Optional können bei einer Koppelung über eine Daten- oder Ladebuchse zusätzliche mechanische Koppelungselemente und/oder Verriegelungselemente vorgesehen sein, um die Belastung auf die Daten- oder Ladebuchse und den Stecker zu reduzieren. Bei einer ausschließlich mechanischen Koppelung kann die Bestrahlungseinheit manuell betätigbar sein. In einem einfachen Fall das beispielsweise einen Ein/Aus-Schalter zur Betätigung einer UVC-Lichtquelle umfassen. Es ist auch denkbar, dass eine drahtlose signaltechnische Verbindung vorgesehen ist, beispielsweise über einen Nahbereichs-Funkkommunikationsstandard wie etwa Bluetooth oder über eine Infrarot-Schnittstelle.
Mit der Koppelung oder baulichen Vereinigung einer Bestrahlungseinheit mit einem mit einer Abstandsmesseinheit ausgestatteten mobilen Endgerät kann ein System zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung bereitgestellt werden, das eine zuverlässige Bestimmung und/oder Einhaltung einer erforderlichen Bestrahlungszeit bei unbekanntem oder variablem Abstand ermöglicht und auch zum mobilen Einsatz geeignet ist. Dabei ist jeder beliebige Grad der manuellen Bedienung eines Benutzers und/oder der Automatisierung im Hinblick auf Funktionen der Bestrahlungseinheit und der Abstandsmesseinheit denkbar. Mittels einer App oder mehrerer interagierender Apps, die auf dem mobilen Endgerät installiert ist/sind oder von einem entfernten Server abgerufen wird/werden, können Funktionen der Bestrahlungseinheit und der Abstandsmesseinheit genutzt und/oder gesteuert werden, um in Abhängigkeit von dem gemessenen Abstand die Bestrahlungsdauer und/oder die Leuchtintensität der Bestrahlungseinheit in einen gewünschten Bereich zu steuern. Die Bestrahlungsdauer kann durch Ein-/Ausschalten der Bestrahlungseinheit oder einzelner Leuchtelemente der Bestrahlungseinheit verwirklicht werden. Die Bestrahlungsintensität kann durch die Anzahl von verwendeten Leuchtelementen der Bestrahlungseinheit, sofern diese mehrere Leuchtelemente aufweist, oder durch Dimmen dimmbarer Leuchtelemente einstellbar sein. Aus Sicht minimalen Arbeitseinsatzes eines Benutzers kann die Ausnutzung der maximal möglichen Beleuchtungsintensität bevorzugt sein. Eine Begrenzung der Beleuchtungsintensität kann bei abnehmender Batterieladung oder auch aus Gründen des Arbeitsschutzes und/oder von materialtechnischen Grenzen des bestrahlten Objekts angezeigt sein.
Die Bestrahlungseinheit kann eine LED oder Anordnung (z.B. Reihe oder Array) von LEDs jeweils mit UVC-Spektrum umfassen. Die Bestrahlungseinheit kann das UVC-Licht gebündelt und/oder fokussiert abgeben. Dabei kann ein Fokus oder eine Abstrahlbreite oder Abstrahlfläche oder eine räumliche Intensitätsverteilung der Bestrahlungseinheit einstellbar sein. Unter einem Fokus der Bestrahlungseinheit ist ein hauptsächlicher Bestrahlungsbereich zu verstehen.
Die Abstandsmesseinheit kann eine Kameraeinheit des mobilen Endgeräts umfassen oder in einer Kameraeinheit des mobilen Endgeräts integriert sein oder mit einer Kameraeinheit des mobilen Endgeräts signaltechnisch verbunden sein und kann ausgebildet sein, um mittels der Kameraeinheit das Objekt zu erfassen oder zu fokussieren und den Abstand zu dem Objekt zu messen. Dabei kann die Kameraeinheit mit einer Anzeigeeinheit des mobilen Endgeräts signaltechnisch verbunden sein, um das erfasste oder fokussierte Objekt auf der Anzeigeeinheit anzuzeigen. Dies ermöglicht eine besonders benutzerfreundliche und einfache, für den Benutzer gewohnte Handhabung des mobilen Endgeräts. Beispielsweise kann ein Benutzer ein Objekt bzw. eine zu bestrahlende Oberfläche eines Objekts mittels der Kameraeinheit anpeilen, um es zu erfassen und auf der Anzeigeeinheit anzuzeigen, und kann einen Fokus auf die zu bestrahlende Fläche festlegen und die Bestrahlung einleiten. Eine App kann daraufhin den Fokus der Kameraeinheit auf der festgelegten Fläche fixiert halten. Dabei kann eine Warnung ausgegeben werden, wenn die fokussierte Fläche aus dem Fokus der Bestrahlungseinheit gerät. Gegebenenfalls kann ein Bestrahlungsvorgang in einem solchen Fall automatisch abgebrochen werden.
Die Abstandsmesseinheit kann eine LiDAR-Sensoreinheit umfassen oder mit einer LiDAR-Sensoreinheit signaltechnisch verbunden sein. Lidar ist ein Konzept zur optischen Messung von Abständen, Geschwindigkeiten und atmosphärischen Parametern mittels Abtastung durch Laserstrahlen.
In einem sehr einfachen Fall kann dem Benutzer der gemessene Abstand auf einem Bildschirm des mobilen Endgeräts angezeigt werden und kann dieser die erforderliche Bestrahlungsdauer in Abhängigkeit von einer festgelegten oder gewählten Bestrahlungsstärke der Bestrahlungseinheit aus einer Tabelle oder einem Diagramm ablesen und einen Betrieb der Bestrahlungseinheit manuell auslösen und beenden, gegebenenfalls unter manueller Einstellung der gewählten Bestrahlungsstärke. Optional oder alternativ kann der Benutzer die ermittelte Bestrahlungsdauer und/oder die gewählte Leuchtstärke über eine Benutzerschnittstelle (z.B. Touch Screen oder Tastatur oder Zeigegerät) eingeben und den Betrieb der Bestrahlungseinheit manuell starten, woraufhin eine Steuereinheit des mobilen Endgeräts den Betrieb anhand der eingegebenen Bestrahlungsdauer automatisch beendet. Optional oder alternativ kann eine verstrichene Bestrahlungsdauer seit dem Beginn der Bestrahlung durch eine App gemessen und dem Benutzer angezeigt werden, wobei der Benutzer die Bestrahlung manuell beenden kann oder die Beendigung der App überlassen kann. Die Anzeige der verstrichenen Bestrahlungszeit kann etwa in Form eines Ziffern- oder Laufbalken- oder Kuchensegment- oder Uhrzeiger- oder Ampeldiagramms auf einem Bildschirm oder in Form eines akustischen Signals oder eines Vibrationssignals erfolgen. Sofern das Objekt auf dem Bildschirm angezeigt wird, kann das Erreichen einer bestimmten Bestrahlungsdosis auch durch eine Einfärbung des Objekts auf dem Bildschirm angezeigt werden. Dabei kann das Bestrahlungsergebnis vorteilhaft durch eine Falschfarbendarstellung und/oder Einfärbungsdichte des bestrahlten Objekts angezeigt werden. Beispielsweise kann das Objekt auf dem Bildschirm mit einer immer dichter werdenden Farbsättigung belegt werden, die an den dichter werdenden Farbauftrag durch eine Sprühdose angelehnt ist, je höher die erreichte Dosis am Objekt ist. Da UVC-Licht für das menschliche Auge nicht sichtbar ist und auch die nachlassende Kontaminierung mit dem bloßen Auge nicht erkennbar ist, kann dies dem Benutzer unabhängig oder zusätzlich zur verstrichenen Bestrahlungszeit eine wertvolle Hilfestellung bei der Abschätzung geben, wie weit der Desinfektionsvorgang bereits fortgeschritten ist.
Die Erfindung umfasst gemäß einem weiteren Gesichtspunkt auch ein Verfahren zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung. Das Verfahren umfasst ein Erfassen eines Abstands von einem mobilen Endgerät zu einem Objekt mittels einer Abstandsmesseinrichtung des mobilen Endgeräts, ein Ermitteln einer zur Inaktivierung eines oder mehrerer Mikroorganismen erforderlichen Bestrahlungsdauer und/oder -intensität anhand des gemessenen Abstands und ein Bestrahlen des Objekts mit UVC-Licht mittels einer Bestrahlungseinheit, die zur Abgabe von UVC-Strahlung ausgebildet ist und die mit dem mobilen Endgerät baulich vereinigt oder gekoppelt ist, für die ermittelte Bestrahlungsdauer und/oder mit der ermittelten Bestrahlungsintensität.
Dabei kann eine räumliche Intensitätsverteilung der Bestrahlung der Bestrahlungseinheit in dem mobilen Endgerät vorab hinterlegt werden, etwa durch Benutzereingabe, Upload von einer entfernten Stelle oder von einem Datenträger oder Abfrage von der Bestrahlungseinheit selbst. Dann kann mittels der Messung des Abstands zu dem Objekt die Bestrahlungsintensität am Ort des Objekts bestimmt werden, um über die Zeit aufintegriert eine Bestrahlungsdosis am Ort des Objekts zu erhalten.
Die Abstandsmessung kann während des Bestrahlungsvorgangs fortgesetzt werden, und bei Änderung des gemessenen Abstands kann eine berechnete erforderliche Bestrahlungsdauer und/oder -intensität dynamisch angepasst werden. Dabei kann insbesondere auch eine Relativbewegung der Bestrahlungseinheit gegenüber dem Objekt von dem mobilen Endgerät erfasst und in die Bestimmung der Bestrahlungsdosis am Ort des Objekts mit einbezogen werden.
Auch kann vorgesehen sein, dass eine Fläche, die größer als ein Bestrahlungsfeld der Bestrahlungseinheit im ermittelten Abstand ist, durch kontinuierliches Nachführen des Fokus bereichsweise bestrahlt wird. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Benutzer auf einem durch die Anzeigeeinheit angezeigten Bildausschnitt eines Kamerabildes eine zu bestrahlende Fläche eines Objekts markiert, dann einen Sucherbereich, der einem möglichen Bestrahlungsfeld der Bestrahlungseinheit entspricht und der kleiner als die markierte Fläche ist, auf eine Teilfläche der zu bestrahlenden Fläche fokussiert und nach Starten der Bestrahlung über eine Zielverfolgungsanzeige zum Führen des Systems bzw. des mobilen Endgeräts durch seitliches Verschieben oder Schwenken veranlasst wird. Ein Sucherbereich kann beispielsweise ein in das angezeigte Kamerabild eingeblendeter Rahmen sein. Eine Zielverfolgungsanzeige kann beispielsweise eine Pfeilangabe oder einen zweiten Rahmen, der gegenüber dem Sucherbereich versetzt ist, umfassen.
Die Bestrahlungseinheit kann während der Bestrahlung von dem mobilen Endgeräts räumlich getrennt sein. Dabei kann eine signaltechnische, insbesondere drahtlose, Koppelung gegeben sein. Diese Koppelung kann beispielsweise durch ein Nachbereichsnetz wie etwa Bluetooth oder dergleichen oder ein Fernbereichsnetz wie etwa ein Mobilfunknetz verwirklicht werden.
Eine Steuereinheit des mobilen Endgeräts kann ausgebildet und eingerichtet sein, wenigstens Funktionen des Systems oder Schritte des Verfahrens teilweise oder vollständig auszuführen. Insbesondere kann die Steuereinheit ausgebildet und eingerichtet sein, wenigstens eine der folgenden Funktionen auszuführen:

- einen Abstand zu einem Objekt mittels der Abstandsmesseinheit zu messen,
- die Bestrahlungseinheit automatisch oder anhand einer Benutzereingabe anzusteuern, um eine Bestrahlung zu beginnen und/oder zu beenden,
- eine erforderliche Bestrahlungsdauer durch die Bestrahlungseinheit anhand des durch die Abstandsmesseinheit gemessenen Abstands zu dem Objekt zu ermitteln,
- einem Benutzer die ermittelte Bestrahlungsdauer und/oder eine verstrichene Bestrahlungszeit und/oder einen Bestrahlungserfolg anzuzeigen,
- auf eine in dem mobilen Endgerät (2) hinterlegte räumliche Intensitätsverteilung der Bestrahlung der Bestrahlungseinheit (3) zuzugreifen und mittels der Messung des Abstands zu dem Objekt (18) eine Bestrahlungsintensität am Ort des Objekts (18) zu bestimmen, und durch Integration über die Zeit eine Bestrahlungsdosis am Ort des Objekts (18) zu berechnen.

Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Computerprogramm mit Programmcode, um das oben beschriebene Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann eingerichtet werden, um auf einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt zu werden, um dadurch das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Das Computerprogramm kann auf einem oder mehreren Speichermedien gespeichert sein.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung ist ein computerlesbarer Datenträger mit Programmcode eines Computerprogramms, um das oben beschriebene Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
Ein Computer kann dabei das vorstehend beschriebene mobile Endgerät sein.
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
Die beiliegenden Figuren sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Figuren. Es zeigen:

1a eine schematische Ansicht eines Systems zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung in einem Ausführungsbeispiel,
1b eine schematische Ansicht eines Systems zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung in einem anderen Ausführungsbeispiel,
2 ein Ausschnitt eines Teils eines mobilen Endgeräts mit einer Kameraeinheit, welche eine Abstandsmesseinheit aufweist,
3 eine schematische Darstellung einer Abstandsmessung mit einem mobilen Endgerät,
4a eine schematische Ansicht eines Systems zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung in einem Ausführungsbeispiel,
4b eine schematische Ansicht eines Systems zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung in einem anderen Ausführungsbeispiel,
4c eine schematische Ansicht eines Systems zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung in einem weiteren Ausführungsbeispiel,
5 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung in einem Ausführungsbeispiel.

Im Folgenden werden, sofern nicht anders angegeben, für gleiche und gleichwirkende Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
1a zeigt ein System 1 zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung in einem Ausführungsbeispiel zusammen mit einem Objekt 18. Das Objekt 18 ist nur zur Veranschaulichung dargestellt, ist nicht Teil des Systems 1 und weist eine Oberfläche 19 auf, die durch das System 1 mittels UVC-Strahlung desinfiziert werden kann. Das Objekt 18 kann jedes beliebige Objekt sein, in diesem Fall ist es als Tür veranschaulicht, und die zu desinfizierende Oberfläche 19 entspricht einem Türknauf oder einer Drückerfläche.
Das System 1 weist ein mobiles Endgerät 2, im Folgenden Mobilgerät 2 genannt, und eine Bestrahlungsseinheit 3 auf. Das Mobilgerät 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Smartphone, das in an sich bekannter Weise ein Gehäuse 4, eine Bildschirmeinheit 5, eine Bedieneinheit 6, eine Kommunikationseinheit 7, eine Steuereinheit 8, eine Abstandsmesseinheit 9 und eine Kameraeinheit 10 aufweist. Die Einheiten 5 bis 10 sind über einen Datenbus 11 signaltechnisch miteinander verbunden (gepunktete Linien) und werden durch eine Batterieeinheit (nicht näher dargestellt) mit Energie versorgt. Die Bildschirmeinheit 5 kann einen berührungsempfindlichen Bildschirm aufweisen. Die Bedieneinheit 6 kann einen oder mehrere Drucktaster oder -schalter, Kipptaster oder -schalter, Schiebeschalter, Drehregler, Berührungsfelder oder dergleichen aufweisen. Die Kommunikationseinheit 7 kann zur Kommunikation mit einem oder mehreren Mobilfunkstandards ausgebildet sein. Die Steuereinheit 8 kann eine Zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine oder mehrere nichtflüchtige und/oder flüchtige Speichereinheiten und/oder eine Datenschnittstelle zur Kommunikation mit dem Datenbus 11 aufweisen. Die Abstandsmesseinheit 9 kann, wie hier symbolisch dargestellt, ein Lidar-(Light detection and ranging)-Element aufweisen. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt, vielmehr kann jede andere Form eines berührungslosen Abstandsmesselements verwendet werden. Der Abstand kann als Einzelwert, beispielsweise Mittel oder Minimalwert oder Maximalwert oder als Datensatz für eine zweidimensionale oder dreidimensionale Geometrie ermittelt werden. Die Kameraeinheit 10 kann eine oder mehrere Kameraelemente aufweisen. Die Abstandsmesseinheit 9 kann, muss aber nicht, in der Kameraeinheit 10 integriert sein (gestrichelte Linie). Die Einheiten 5 bis 10 wie auch ihre einzelnen Funktionselemente können spezifische Steuerelemente und/oder eine Datenschnittstelle zur Kommunikation mit dem Datenbus 11 aufweisen. Der Datenbus kann einen oder mehrere Datenkommunikationsstandards verwirklichen. Es sei darauf hingewiesen, dass das Mobilgerät 2 nicht auf Smartphones beschränkt ist, sondern beispielsweise ein Tablet-Computer, Personal Digital Assistent (PDA), Notebook, Subnotebook oder Laptop-Computer oder jedes andere Mobilgerät sein kann.
Die Bestrahlungseinheit 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel von dem Mobilgerät 2 separat bereitgestellt. Sie weist ein Gehäuse 12, eine UVC-Lichtquelle 13, eine Steuereinheit 14 und eine Bedieneinheit 15 auf und ist über eine Koppelungsvorrichtung 16 mit dem Mobilgerät 2 gekoppelt oder koppelbar. Die Koppelungsvorrichtung 16 kann mechanische und/oder signaltechnische und/oder energietechnische Verbindungselemente aufweisen. Energietechnische Verbindungselemente können beispielsweise mit einer Ladeschnittstelle des Mobilgeräts 2 verbindbar sein. Signaltechnische Verbindungselemente können beispielsweise mit einer Datenschnittstelle (beispielsweise USB oder dergleichen) des Mobilgeräts 2 verbindbar sein. Ladeschnittstelle und Datenschnittstelle können miteinander integriert sein. Mechanische Verbindungselemente können von Steck- und/oder Rastelementen der Lade- und/oder Datenschnittstelle des Mobilgeräts Gebrauch machen. Es können auch zusätzliche mechanische Verbindungselemente vorgesehen sein wie etwa Vorsprünge am Gehäuse 12 der Bestrahlungseinheit 3, die in Ausnehmungen am Gehäuse 4 des Mobilgeräts 2 eingreifen. Obschon bevorzugt ist, dass die Bestrahlungseinheit 3 über die Koppelungsvorrichtung 16 mit Energie von dem Mobilgerät 2 versorgt werden kann, kann die Bestrahlungseinheit 3 optional oder alternativ über eine autarke Energieversorgung (nicht näher dargestellt) verfügen.
Die UVC-Lichtquelle 13 kann eine oder mehrere LEDs aufweisen, die Strahlung (Licht) in einem UV-C-Wellenlängenband abgeben können. UVC-LEDs können Licht einer Hauptwellenlänge von beispielsweise 256 nm oder 275 nm abgeben. Der Abstrahlbereich einer UVC-LED ist typischerweise halbsphärisch, wobei die Intensität vom Zenit zu den Rändern abnimmt. Die LEDs können über eine gemeinsame oder individuelle Optiken verfügen, um das Licht auf eine Vorzugsrichtung zu konzentrieren. Die UVC-Lichtquelle 13 kann spezifische Steuerelemente und/oder eine Datenschnittstelle zur Kommunikation mit der Steuereinheit 14 aufweisen. Die Steuereinheit 14 ist mit der UVC-Lichtquelle 13 signaltechnisch verbunden und ausgebildet, die UVC-Lichtquelle 13 anzusteuern, indem beispielsweise die Energiezufuhr zu der gesamten UVC-Lichtquelle 13 oder zu einzelnen Leuchtelementen (z.B. einzelnen LEDs) ein- oder ausgeschaltet wird. So kann eine Bestrahlungsdauer und (bei mehreren individuell ein- und ausschaltbaren Leuchtelementen) auch eine Lichtintensität der UVC-Lichtquelle 13 gesteuert werden.
Die Bedieneinheit 15 ist optional und kann einen oder mehrere Drucktaster oder -schalter, Kipptaster oder -schalter, Schiebeschalter, Drehregler, Berührungsfelder oder dergleichen aufweisen. In einem sehr einfachen Fall kann die Bedieneinheit 15 einen Ein-/Aus-Taster aufweisen. Die Steuereinheit 14 kann mit der Bedieneinheit 15 signaltechnisch gekoppelt sein und ein Steuersignal zum Ein- oder Ausschalten der UVC-Lichtquelle 13 bzw. einzelner Leuchtelemente oder eine allgemeine Einstellung der Leuchtstärke empfangen und die UVC-Lichtquelle 13 dementsprechend ansteuern. Entsprechende Steuersignale können selbstverständlich auch über die signaltechnische Verbindung der Koppelungsvorrichtung 16 von dem Mobilgerät 2 empfangen werden. Die Steuereinheit 14 kann auch ausgebildet sein, Geräteinformationen wie etwa Leuchtstärke, Wellenlängenspektrum, räumliche Intensitätsverteilung, Ansteuerungsoptionen, Anzahl und/oder geometrische Lage der Leuchtelemente 13 am Gehäuse 12 und andere Parameter der Beleuchtungseinheit 3, der UVC-Lichtquelle 13 bzw. einzelner Leuchtelemente zu speichern und an die Steuereinheit 8 des Mobilgeräts 2 zu übertragen. Damit kann auch die Lage der Leuchtelemente 13 Bestrahlungseinheit 3 in Relation zum Gehäuse 4 des Mobilgeräts 2 und/oder zur Abstandsmesseinheit 9 und/oder zur Kameraeinheit 10 bestimmt und in einem Speicherbereich des Mobilgeräts 2 bzw. der Steuereinheit 8 desselben hinterlegt werden.
1b zeigt ein System 1 zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung in einem weiteren Ausführungsbeispiel zusammen mit dem Objekt 18. Dieses Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels. Es unterscheidet sich von jenem nur durch die nachstehend explizit beschriebenen Unterschied und kann ansonsten die gleichen Merkmale und Eigenschaften aufweisen. Bei dem System 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Bestrahlungseinheit 3 mit der UVC-Lichtquelle 13 mit dem Mobilgerät 2 baulich vereinigt und direkt mit dem Datenbus 11 verbunden und an die geräteinterne Energieversorgung angeschlossen. Die Bestrahlungseinheit 3 kann, muss aber nicht, in der Kameraeinheit 10 integriert sein (gestrichelte Linie). Die Bestrahlungseinheit 3 kann spezifische Steuerelemente und/oder eine Datenschnittstelle zur Kommunikation mit dem Datenbus 11 aufweisen.
2 zeigt einen oberen Bereich eines Mobilgeräts 2 (Smartphone) mit einer Kameraeinheit 10, welches in an sich bekannter Weise drei Kameraelemente 21, 22, 23, ein Beleuchtungselement 24 und die Abstandsmesseinheit 9 aufweist. Das Kameraelement 21 kann ein Weitwinkel-Kameraelement sein, das Kameraelement 22 kann ein Telefoto-Kameraelement sein, das Kameraelement 23 kann ein Ultraweitwinkel-Kameraelement sein, das Beleuchtungselement 24 kann ein Ausleucht- oder Aufhellblitzelement sein. Die Abstandsmesseinheit 9 kann, wie oben beschrieben, ein Lidar-Element aufweisen.
3 zeigt eine Anwendung des Mobilgeräts 2 aus 2 durch einen Benutzer 30 zur Abstandsmessung in an sich bekannter Weise. Auf einem Bildschirm 31 der Anzeigeeinheit 5 wird ein Kamerabild einer der Kameraelemente 21, 22, 23 angezeigt. Abstände zu verschiedenen Objekten 18 werden in dem Kamerabild eingeblendet. Mittels einer seitlichen Taste 32 der Bedieneinheit 6 kann beispielsweise zwischen Bereichen, deren Abstand eingeblendet ist, gesprungen werden, und mittels einer zentralen Drucktaste 33 der Bedieneinheit 6 kann beispielsweise kann beispielsweise ein Bereich ausgewählt werden. Der ausgewählte Bereich bzw. dessen Abstand kann dann beispielsweise zur Fokussierung des verwendeten Kameraelements 21, 22, 23 oder zur Auswahl eines geeigneten Kameraelements 21, 22, 23 herangezogen werden. Es ist anzumerken, dass der Bildschirm 31 ein berührungssensitiver Bildschirm (Touch Screen) sein kann, der insoweit ein Bedienelement der Bedieneinheit 6 sein kann.
4a zeigt eine schematische Ansicht eines Systems 1 zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung in einem Ausführungsbeispiel. Dieses Ausführungsbeispiel ist eine Variante des in 1a gezeigten Ausführungsbeispiels, wobei die Bestrahlungseinheit 3 mit dem Mobilgerät 2 gekoppelt ist, um das System 1 zu bilden. Das Mobilgerät 2 weist in einer Kameraeinheit 10 drei Kameraelemente 21, 22, 23, ein Beleuchtungselement 24 und eine Abstandsmesseinheit 9 wie vorstehend beschrieben auf. Die Bestrahlungseinheit 3 weist als UVC-Lichtquelle 13 mehrere Leuchtelemente 40 auf, die in einer Reihe angeordnet sind. Die Leuchtelemente 40 können beispielsweise UVC-LEDs sein. Die Anordnung der Leuchtelemente 40 ist rein beispielhaft und kann je nach Erfordernissen und/oder Leistungsparametern anders gewählt werden. Die Bestrahlungseinheit 3 ist an einer Oberseite des Mobilgeräts 2 an dieses gekoppelt. In diesem Ausführungsbeispiel können an der oberen Schmalseite des Mobilgeräts 2 Anschlüsse vorgesehen sein, die zur Koppelung genutzt werden. Falls keine solchen Anschlüsse an der oberen Schmalseite vorhanden sind, sondern nur an einer unteren oder einer seitlichen Schmalseite des Mobilgeräts, kann die Bestrahlungseinheit 3 auch so ausgebildet sein, um dort mit dem Mobilgerät 2 gekoppelt zu werden. Auch ist eine autarke Energieversorgung der Bestrahlungseinheit und/oder eine drahtlose Signalverbindung denkbar.
4b zeigt eine schematische Ansicht eines Systems 1 zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung in einem anderen Ausführungsbeispiel. Dieses Ausführungsbeispiel ist eine Variante des in 1b gezeigten Ausführungsbeispiels, wobei die Bestrahlungseinheit 3 mit dem Mobilgerät 2 baulich vereinigt ist, um das System 1 zu bilden. Das Mobilgerät 2 weist in einer Kameraeinheit 10 drei Kameraelemente 21, 22, 23, ein Beleuchtungselement 24 und eine Abstandsmesseinheit 9 wie vorstehend beschrieben auf. Die Bestrahlungseinheit 3 weist als UVC-Lichtquelle 13 mehrere Leuchtelemente 40 auf, die in einer Reihe angeordnet sind. Die Leuchtelemente 40 können beispielsweise UVC-LEDs sein. Die Anordnung der Leuchtelemente 40 ist rein beispielhaft und kann je nach Erfordernissen und/oder Leistungsparametern anders gewählt werden.
4c zeigt eine schematische Ansicht eines Systems 1 zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung in einem anderen Ausführungsbeispiel. Dieses Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des in 4b gezeigten Ausführungsbeispiels. Wieder ist die Bestrahlungseinheit 3 mit dem Mobilgerät 2 baulich vereinigt, um das System 1 zu bilden. Zusätzlich ist die Bestrahlungseinheit 3 in der Kameraeinheit 10 integriert. Das Mobilgerät 2 weist hier nur zwei Kameraelemente 21, 22, ansonsten ein Beleuchtungselement 24 und eine Abstandsmesseinheit 9 wie vorstehend beschrieben auf. Die Bestrahlungseinheit 3 weist als UVC-Lichtquelle 13 nur ein Leuchtelement 40 auf. Das Leuchtelement 40 kann beispielsweise eine UVC-LEDs hoher Leistung sein. Die Anordnung der Kameraelemente 21, 22, des Beleuchtungselements 24, der Abstandsmesseinheit 9 und des Leuchtelements 40 ist rein beispielhaft und kann je nach Erfordernissen und/oder Leistungsparametern anders gewählt werden. Auch können natürlich mehrere Leuchtelemente 40 vorgesehen sein, die in einer Reihe, einem Block, einem Kranz um die anderen Elemente herum, oder in jeder anderen geeigneten Weise angeordnet sind.
5 zeigt ein Ablaufschema eines grundlegenden Verfahrens 50 zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung in einem Ausführungsbeispiel. Zunächst wird in einem Schritt S51 mittels einer Abstandsmesseinheit eines Mobilgeräts ein Abstand zu einem Objekt berührungslos gemessen. Dann wird in einem Schritt S52 eine Bestrahlungsdauer und/oder Bestrahlungsintensität, die zur Inaktivierung eines oder mehrerer Mikroorganismen erforderlich ist, anhand des gemessenen Abstands ermittelt. Dabei können auch Geräteinformationen einer zur Abgabe von UVC-Strahlung ausgebildeten Bestrahlungseinheit einbezogen werden. Schließlich wird in einem Schritt S53 eine Oberfläche des Objekts mittels der mit dem Mobilgerät gekoppelten oder baulich vereinigten Bestrahlungseinheit für die ermittelte Bestrahlungsdauer mit UVC-Strahlung bestrahlt. Das Verfahren 50 kann unter Verwendung des Systems 1 nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele durchgeführt werden.
Die Steuereinheit 8 kann beispielsweise ausgebildet sein, eine Anwendung (App) auszuführen, um Funktionselemente zumindest des Mobilgeräts 2 und bevorzugt auch der Bestrahlungseinheit 3 zu steuern, um das Verfahren 50 auszuführen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens kann beispielsweise ein mit Hilfe der Abstandsmesseinheit 9 des Mobilgeräts 2 ermittelter Abstand zu einem angepeilten Objekt 18 bzw. einer angepeilten Oberfläche 19 des Objekts 18 auf einem Bildschirm 31 der Anzeigeeinheit 5 angezeigt werden, woraufhin ein Benutzer anhand einer bekannten Korrelation zwischen Abstand und erforderlicher Bestrahlungsdauer durch die Bestrahlungseinheit 3 über die Bedieneinheit 15 der mit dem Mobilgerät 2 gekoppelten Bestrahlungseinheit 3 die UVC-Lichtquelle 13 einschaltet und nach der erforderlichen Bestrahlungsdauer wieder ausschaltet. Hierzu kann der Benutzer ein Bedienelement einer Bedieneinheit 15 der Bestrahlungseinheit 3 (wenn die Bestrahlungseinheit 3 als separates Bauteil mit dem Mobilgerät 2 gekoppelt ist) oder ein Bedienelement 31, 32, 33 der Bedieneinheit 6 des Mobilgeräts 2 verwenden.
Zur Erleichterung des Anpeilens des Objekts 18 bzw. der Fläche 19 kann die Anwendung ausgebildet sein, ein Kamerabild der Kameraeinheit 10 auf der Anzeigeeinheit 5 anzuzeigen, wobei ein Benutzer die Fläche 19 in dem Kamerabild eingrenzen oder auswählen kann, und die Abstandsmesseinheit 9 auf die ausgewählte Fläche 19 auszurichten oder zu fokussieren. Die Anwendung kann auch ausgebildet sein, in dem Kamerabild mit Hilfe eines Bilderkennungsalgorithmus ein oder mehrere erkannte Objekte oder Oberflächen zu erkennen und zu markieren, etwa in Form von in dem Kamerabild eingeblendeter Rahmen, aus welchen der Benutzer einen auswählen kann. Die Größe des Rahmens in dem Kamerabild kann dabei der Größe eines Bestrahlungsfelds der Bestrahlungseinheit 3 in der Realität in Abhängigkeit vom Abstand des durch die Kameraeinheit 10 fokussierten Objekts 18 entsprechen. Die Anwendung kann von spezialisierten Anwendungen zur Steuerung der Kameraeinheit 10 und der Anzeigeeinheit 5 und der Abstandsmesseinheit 9 Gebrauch machen.
Bevorzugt kann die Anwendung ausgebildet sein, mit der Steuereinheit 14 der Beleuchtungseinheit 3 zu kommunizieren, um die UVC-Lichtquelle 13 anzusteuern. Dabei kann eine erforderliche Bestrahlungsdauer und/oder -intensität durch einen Benutzereingabe festgelegt werden, oder die Anwendung kann ausgebildet sein, die erforderliche Bestrahlungsdauer und/oder -intensität anhand des gemessenen Abstands und von Geräteinformationen der Bestrahlungseinheit 3 zu berechnen. Die Geräteinformationen können vorab auf dem Mobilgerät 2 gespeichert, durch eine Benutzereingabe bestimmt (eingegeben oder ausgewählt) oder über die Koppelungsvorrichtung 16 von der Steuereinheit 14 der Beleuchtungseinheit 3 empfangen oder über die Kommunikationseinheit 7 von einer entfernten Stelle abgerufen werden. Ebenso können Inaktivierungscharakteristika bestimmter Mikroorganismen vorab gespeichert sein oder von einer entfernten Stelle abgerufen werden. Auch können Mikroorganismen, denen die Bestrahlung gelten soll, vorab festgelegt sein oder durch Benutzereingabe oder von einer entfernten Stelle bestimmt werden. Durch die Kommunikation mit einer entfernten Stelle können Informationen jederzeit aktualisiert werden. Auch können auf bestimmte Erreger abgestimmte Infektionsschutzkonzepte einer entfernten Stelle (etwa Behörden oder beauftragte Körperschaften) mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems 1 leicht umgesetzt werden. Die erforderliche Bestrahlungsdauer und/oder -intensität kann auf einen Anteil (beispielsweise 80%, 85%, 90%, 95%, 99% oder 99,9%) inaktivierter oder abgetöteter Mikroorganismen einer bestimmten Art oder Gruppe bezogen sein.
Ein Beginn der Bestrahlung kann durch den Benutzer über ein Betätigungselement wie etwa eine Taste 32, 33 der Bedieneinheit 6 oder ein auf dem Bildschirm 31 der Anzeigeeinheit 5 angezeigtes Auswahlfeld ausgelöst werden. Optional kann auch der Beginn der Bestrahlung auch durch die Anwendung selbsttätig ausgelöst werden. Bevorzugt kann die Bestrahlung nach Ablauf der erforderlichen Bestrahlungsdauer durch die Anwendung selbsttätig beendet werden. Optional oder alternativ kann ein Ende der Bestrahlung auch durch den Benutzer über ein Betätigungselement wie etwa eine Taste 32, 33 der Bedieneinheit 6 oder ein auf dem Bildschirm 31 der Anzeigeeinheit 5 angezeigtes Auswahlfeld herbeigeführt werden. Ebenso kann die Bestrahlungsintensität, etwa durch Auswahl einer bestimmten Anzahl von Leuchtelementen 40, vom Benutzer oder der Anwendung festgelegt werden.
Die verstrichene Zeit der Bestrahlung kann dem Benutzer mittels der Anzeigeeinheit 5 angezeigt werden, etwa als Diagramm in Form eines digitalen Zeitzählers oder Countdowns, eines Zifferblatts, einer Eieruhr, eines zunehmenden oder abnehmenden Balkens, eines drehenden Rades, einer Ampel oder anderer geeigneter Darstellungsformen. Ein Ablauf der erforderlichen Bestrahlungsdauer und/oder ein Ende der Bestrahlung kann dem Benutzer optisch auf der Anzeigeeinheit oder akustisch oder mittels Vibration angezeigt werden.
Alternativ oder zusätzlich zur abgelaufenen Zeit kann mit fortschreitender Bestrahlungszeit für eine oder mehrere Arten oder Gruppen von Mikroorganismen dynamisch ermittelt werden, zu welchem Prozentsatz die jeweilige Art oder Gruppe bereits inaktiviert oder abgetötet wurde, und kann dem Benutzer das Ergebnis angezeigt werden. Hierzu auf kann eine räumliche Intensitätsverteilung der Bestrahlung der Bestrahlungseinheit, die in dem mobilen Endgerät vorab hinterlegt wurde, zurückgegriffen werden, um mittels der Messung des Abstands zu dem Objekt die Bestrahlungsintensität am Ort des Objekts zu bestimmen, um über die Zeit aufintegriert eine Bestrahlungsdosis am Ort des Objekts zu erhalten.
Die Anwendung kann ausgebildet sein, den Abstand zu dem Objekt 18 oder zu der Oberfläche 19 während des Bestrahlungsvorgangs fortgesetzt zu ermitteln und die erforderliche Bestrahlungsdauer und/oder -intensität dynamisch an einen veränderten Abstand anzupassen.
Die Anwendung kann auch ausgebildet sein, eine Änderung in der relativen Lage zwischen dem Mobilgerät 2 und dem Objekt 18 zu erkennen und den Benutzer zu warnen, wenn die zu bestrahlende Oberfläche 19 aus dem Fokus der Bestrahlungseinheit 3 zu geraten droht. Der Benutzer kann daraufhin die Bestrahlungsrichtung und die Position des Mobilgeräts 2 korrigieren. Die Warnung kann mit einer Anzeige gekoppelt sein, die angibt, in welche Richtung die Abweichung besteht oder in welche Richtung die Position des Mobilgeräts 2 zu korrigieren ist.
Der Bestrahlungs- bzw. Desinfektionserfolg kann dem Benutzer in bereits beschriebener Weise durch Zeitablaufhinweis oder optische Markierung des desinfizierten Objekts, beispielsweise in Falschfarbendarstellung, angezeigt werden.
Die Anwendung kann auch ausgebildet sein, die Bestrahlung einer Oberfläche 19, die größer als ein Bestrahlungsfeld der Bestrahlungseinheit 3 im momentanen Abstand ist, zu ermöglichen, indem der Benutzer die zu bestrahlende Oberfläche 19 in dem Kamerabild auswählen kann, woraufhin ein Peilrahmen, dessen Größe der Größe des Bestrahlungsfelds der Bestrahlungseinheit 3 in der Realität in Abhängigkeit vom Abstand des durch die Kameraeinheit 10 momentan fokussierten Abschnitts des Objekts 18 entspricht, in dem Kamerabild eingeblendet wird und nach Ablauf der erforderlichen Bestrahlungsdauer in Bezug auf den momentan bestrahlten Abschnitt des Objekts 18 ferner ein Zielverfolgungsrahmen in dem Kamerabild eingeblendet wird, der einen demnächst zu bestrahlenden Abschnitt des Objekts 18 umrahmt, und der auf Deckung mit dem Peilrahmen gebracht wird, wenn der Benutzer das Mobilgerät 2 so ausgerichtet hat, dass das Bestrahlungsfeld der Bestrahlungseinheit 3 dem demnächst zu bestrahlenden Abschnitt des Objekts 18 entspricht.
Das Verfahren kann auch eine individuelle Objekterkennung und eine individualisierte Erfolgskontrolle umfassen. Beispielsweise können zu desinfizierende Flächen oder Objekte mittels optischer Kodierungen (Strichkode, QR-Kode, Farbkode) eindeutig gekennzeichnet sein. Die Steuereinheit 8 oder eine Anwendung kann ausgebildet sein, um eine solche optische Kodierung zu erfassen, das gekennzeichnete Objekt zu erkennen und einen Bestrahlungserfolg individualisiert zu speichern oder an eine entfernte Stelle zu übermitteln. Hierdurch kann ein Benutzer auch durch Abfrage bisheriger Bestrahlungserfolge erkennen, ob und wann eine erneute Desinfektion eines bestimmten Objekts erforderlich ist. So kann dem Benutzer auf eine Erkennung eines Objekts hin angezeigt werde, wann das Objekt zuletzt desinfiziert wurde oder ob eine Desinfektion erforderlich ist. Dies kann die Steuerung von Arbeitsabläufen im Rahmen eines Hygienekonzepts in Betrieben und Einrichtungen erleichtern.
Die Anwendung kann auch ausgebildet sein, einen Fokus und/oder eine Intensitätsverteilung der Bestrahlungseinheit 3 automatisch auf den gemessenen Abstand zu dem Objekt 18 anzupassen.
Die Anwendung kann auch ausgebildet sein, einen Lageversatz zwischen der Abstandsmesseinheit 9 und der Bestrahlungseinheit 13 rechnerisch zu kompensieren.
Die Anwendung kann auch ausgebildet sein, in Abhängigkeit von der Art, Oberflächenbeschaffenheit oder Strahlungsempfindlichkeit die Bestrahlungsdauer festzulegen, den Benutzer zu informieren und/oder die Bestrahlung zu steuern. Beispielsweise kann die Zieldosis für eine glatte, insbesondere metallische, heiße oder warme und trockene Oberfläche geringer gewählt werden als für eine raue, organische, kalte oder feuchte Oberfläche. Die Beschaffenheit des bestrahlten Objekts 18 kann durch den Benutzer eingegeben oder vom System 1 erkannt werden.
Die Anwendung kann auch ausgebildet sein, Objekte anhand eines Bilderkennungsalgorithmus zu erkennen und das Bestrahlungsregime entsprechend anzupassen. Beispielsweise kann dadurch sichergestellt werden, welche Stellen eines Objekts durch die Bestrahlung erfasst werden. Auch ist es möglich, empfindliche Objekte wie etwa bestimmte Kunststoffe oder lebendes Gewebe zu erkennen und eine Warnung auszugeben, die Bestrahlungsdosis zu begrenzen oder solche Objekte von der Bestrahlung auszunehmen oder Bestrahlung überhaupt zu unterbrechen oder einzustellen. Insbesondere wenn Personen häufig das System 1 benutzen, kann es zur Sicherheit und zum Schutz dieser Personen beitragen, wenn eine versehentliche Bestrahlung von deren Körperteilen, etwa von Händen oder Fingern, die unbeabsichtigt in den Bestrahlungsbereich geraten können, vom System 1 verhindert oder erschwert wird.
Das Mobilgerät 2 kann auch von der Bestrahlungseinheit 3 baulich und auch räumlich getrennt werden, sodass die Bestrahlungseinheit 3 am Ort der Bestrahlung verbleiben kann und der fortschreitende Erfolg der Bestrahlung über das Mobilgerät 2 von einem entfernten Ort verfolgt werden kann. Das Mobilgerät 2 und die Bestrahlungseinheit können dabei signaltechnisch, insbesondere drahtlos, gekoppelt bleiben.
Zusätzlich kann das System 1 auch verwendet werden, wenn der Abstand zwischen der Bestrahlungseinheit 3 und dem Objekt 18 und der zu bestrahlenden Oberfläche vorab bekannt ist und insbesondere zeitlich konstant bleibt. Der Abstand kann in dem Mobilgerät 2 hinterlegt sein, er kann ein Einzelwert, beispielsweise Mittel oder Minimalwert oder Maximalwert oder ein Datensatz für eine zweidimensionale oder dreidimensionale Geometrie sein.
Die Erfindung ermöglicht es, Objekte auf einfache und zuverlässige Weise mobil zu desinfizieren. Die Einsatzgebiete sind vielfältig, beispielsweise in medizinischen Einrichtungen wie Kliniken, Arztpraxen oder Pflegeeinrichtungen, im öffentlichen Bereich wie etwa Geschäfte, Behörden, Freizeiteinrichtungen, Restaurants oder Veranstaltungsorte und/oder an Objekte mit häufig wechselndem Benutzerkreis wie etwa Einkaufswägen, im Arbeitsbereich wie etwa Tastaturen, Zeigegeräten, Bildschirmen, Schreibtischen, Armlehnen von Bürostühlen, Bedienelementen von Maschinen etc., an Fahrzeuginnenräume von Miet-, Leasing- oder Carsharing-Fahrzeugen, Türklinken, sonstigen Berührungsflächen, etc. Das Mobilgerät 2 kann in der Hand gehalten werden und das System 1 ist daher kompakt, sodass es auch entlang einer Oberfläche 19 eines Objekts 18, sogar dreidimensional und in hinterschnittene Bereiche, geführt werden kann. Alternativ oder optional kann das Mobilgerät auch auf einer Halterung montiert werden, um den Abstand und die Ausrichtung gegenüber dem Objekt über die Bestrahlungsdauer konstant zu halten. Auf diese Weise kann ein Benutzer auch mit mehreren der Systeme 1 mehrere Objekte 18 gleichzeitig desinfizieren. Halterungen für Mobilgeräte sind zur Anbringung an Kanten, Standflächen oder Stativen in vielfältiger Form im Markt erhältlich. Es kann auch ein einziges Mobilgerät 2 zur Steuerung und/oder Beobachtung mehrerer Bestrahlungsvorgänge durch mehrere Bestrahlungseinheiten 3 über Fernverbindung eingesetzt werden, wenn die Lage der Bestrahlungseinheiten 3 zu den Objekten konstant bleibt.
Die unter Bezug auf die dargestellten Ausführungsformen beschriebenen Merkmale der Erfindung, beispielsweise eine Vielzahl von Leuchtelementen 40 in den in 4a, 4b gezeigten Ausführungsformen, können auch bei anderen Ausführungsformen der Erfindung, beispielsweise bei der Bestrahlungseinheit 3 gemäß den in den 1a, 1b gezeigten Ausführungsform, vorhanden sein, außer wenn es anders angegeben ist oder sich aus technischen Gründen von selbst verbietet.

Claims

System (1) zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung, umfassend ein mobiles Endgerät (2) mit einer Abstandsmesseinheit (9), welche zur berührungslosen Messung eines Abstands zu einem Objekt (18) ausgebildet ist, und eine Bestrahlungseinheit (3), welche zur Abgabe von UVC-Strahlung ausgebildet ist und die mit dem mobilen Endgerät (2) baulich vereinigt oder koppelbar oder gekoppelt ist.
System (1) nach Anspruch 1, wobei die Koppelung eine signaltechnische und/oder energietechnische Verbindung umfasst.
System (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bestrahlungseinheit (3) eine LED oder Anordnung von LEDs jeweils mit UVC-Spektrum umfasst.
System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Abstandsmesseinheit (9) eine Kameraeinheit (10) des mobilen Endgeräts (2) umfasst oder in einer Kameraeinheit (10) des mobilen Endgeräts (2) integriert ist oder mit einer Kameraeinheit (10) des mobilen Endgeräts (2) signaltechnisch verbunden ist und ausgebildet ist, um mittels der Kameraeinheit (10) das Objekt (18) zu erfassen und/oder zu fokussieren und den Abstand zu dem Objekt (18) zu messen.
System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kameraeinheit (10) mit einer Anzeigeeinheit (5) des mobilen Endgeräts (2) signaltechnisch verbunden ist, um das erfasste oder fokussierte Objekt (18) auf der Anzeigeeinheit (5) anzuzeigen.
System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Abstandsmesseinheit (9) eine LiDAR-Sensoreinheit umfasst oder mit einer LiDAR-Sensoreinheit signaltechnisch verbunden ist.
System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das mobile Endgerät (2) eine Steuereinheit (8) aufweist, welche ausgebildet und eingerichtet ist, wenigstens eine der folgenden Funktionen auszuführen: - einen Abstand zu einem Objekt (18) mittels der Abstandsmesseinheit (9) zu messen, - die Bestrahlungseinheit (3) automatisch oder anhand einer Benutzereingabe anzusteuern, um eine Bestrahlung zu beginnen und/oder zu beenden, - eine erforderliche Bestrahlungsdauer durch die Bestrahlungseinheit (3) anhand des durch die Abstandsmesseinheit (9) gemessenen Abstands zu dem Objekt (18) zu ermitteln, - einem Benutzer die ermittelte Bestrahlungsdauer und/oder eine verstrichene Bestrahlungszeit und/oder einen Bestrahlungserfolg anzuzeigen, - auf eine in dem mobilen Endgerät (2) hinterlegte räumliche Intensitätsverteilung der Bestrahlung der Bestrahlungseinheit (3) zuzugreifen und mittels der Messung des Abstands zu dem Objekt (18) eine Bestrahlungsintensität am Ort des Objekts (18) zu bestimmen, und durch Integration über die Zeit eine Bestrahlungsdosis am Ort des Objekts (18) zu berechnen.
Verfahren (50) zur Oberflächendesinfektion mittels UVC-Strahlung, umfassend: - berührungsloses Messen eines Abstands von einem mobilen Endgerät (2) zu einem Objekt (18) mittels einer Abstandsmesseinrichtung eines mobilen Endgeräts (2) (S51), - Ermitteln einer zur Inaktivierung eines oder mehrerer Mikroorganismen erforderlichen Bestrahlungsdauer und/oder -intensität anhand des gemessenen Abstands (S52), und - Bestrahlen des Objekts (18) mit UVC-Licht mittels einer Bestrahlungseinheit (3), die zur Abgabe von UVC-Strahlung ausgebildet ist und die mit dem mobilen Endgerät (2) baulich vereinigt oder gekoppelt ist, für die ermittelte Bestrahlungsdauer und/oder mit der ermittelten Bestrahlungsintensität (S53).
Verfahren (50) nach Anspruch 8, wobei auf eine in dem mobilen Endgerät (2) hinterlegte räumliche Intensitätsverteilung der Bestrahlung der Bestrahlungseinheit (3) zugegriffen wird und mittels der Messung des Abstands zu dem Objekt (18) eine Bestrahlungsintensität am Ort des Objekts (18) bestimmt wird, um über die Zeit aufintegriert eine Bestrahlungsdosis am Ort des Objekts (18) zu erhalten.
Verfahren (50) nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Abstandsmessung während des Bestrahlungsvorgangs fortgesetzt wird und bei Änderung des gemessenen Abstands eine erforderliche Bestrahlungsdauer und/oder -intensität dynamisch angepasst wird.
Verfahren (50) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei eine Fläche, die größer als ein Bestrahlungsfeld der Bestrahlungseinheit (3) im ermittelten Abstand ist, durch kontinuierliches Nachführen des Fokus bereichsweise bestrahlt wird, wobei vorzugsweise ein Benutzer nach Starten der Bestrahlung über eine Zielverfolgungsanzeige zum Führen des Systems (1) bzw. des mobilen Endgeräts (2) durch seitliches Verschieben oder Schwenken veranlasst wird.
Verfahren (50) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei einem Benutzer die ermittelte Bestrahlungsdauer und/oder eine verstrichene Bestrahlungszeit und/oder ein Bestrahlungserfolg mittels einer Anzeigeeinheit (5) des mobilen Endgeräts (2) angezeigt wird.
Verfahren (50) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Bestrahlungseinheit (3) während der Bestrahlung von dem mobilen Endgeräts (2) räumlich getrennt ist und vorzugsweise signaltechnisch, insbesondere drahtlos, gekoppelt ist.
Verfahren (50) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei wenigstens einer der Verfahrensschritte automatisch, insbesondere durch eine Steuereinheit (8) des mobilen Endgeräts (2) ausgeführt wird.
Computerprogramm mit Programmcode, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
Computerlesbarer Datenträger mit Programmcode eines Computerprogramms, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.