DE112021006362T5

DE112021006362T5 - System und Verfahren zur sicheren und effizienten Desinfektion von Raumluft

Info

Publication number: DE112021006362T5
Application number: DE112021006362.6T
Authority: DE
Inventors: Jessica Kun; Hsin-Chin Lee; Marvin Ruffin
Original assignee: Excelitas Canada Inc
Current assignee: Excelitas Canada Inc
Priority date: 2020-12-08
Filing date: 2021-12-08
Publication date: 2023-10-12
Also published as: US20230390447A1; WO2022125641A1; CN116710152A

Abstract

Eine Ultraviolett-C-Einheit (UVC-Einheit) umfasst ein LED-Modul (Light Emitting Diode), das eine Reihe von UVC-LEDs enthält, die UVC-Emission abgeben, eine Linse, die die UVC-Emission des LED-Moduls linear bündelt, und eine steuerbare Blende, die das UVC-Licht, das vom LED-Modul durch die Linse fällt, lenkt. Das UVC-Licht, das von dem LED-Modul ausgestrahlt wird, wird auf die Linse gerichtet, um die des LED-Moduls linear zu fokussieren, um das Licht in einem oberen Abschnitt eines Raumes, in dem die UVC-Einheit positioniert ist, zu verteilen, wenn sich die Blende in einer ersten Position befindet, und wobei das Licht von der UVC-Einheit nach unten verteilt wird, wenn sich die Blende in einer zweiten Position befindet.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luft- und Oberflächendesinfektion, insbesondere ein System zur sicheren und effizienten Desinfektion von Luft und Oberflächen in einem Raum.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine saubere Umgebung zu schaffen und zu wahren ist nicht nur wünschenswert, sondern notwendig. Eine unsaubere Umgebung kann die Übertragung von Viren, Bakterien, Parasiten und anderen Krankheitserregern begünstigen und/oder zulassen. Es wurden verschiedene Technologien entwickelt, um den Lebenszyklus von Krankheitserregern zu verkürzen, Krankheitserreger zu entfernen und die Wahrscheinlichkeit einer Krankheitsübertragung zu verringern, insbesondere in Restaurants, Flughäfen, Kliniken, Krankenhäusern, Zahnarztpraxen, Einkaufszentren und anderen stark frequentierten Bereichen.
Wie in Fachkreisen bekannt ist, bezieht sich Ultraviolett C (UVC), eine Kategorie von drei Kategorien ultravioletten Lichts, einschließlich UVA, UVB und UVC, auf ultraviolettes Licht mit Wellenlängen zwischen 200 und 280 Nanometern (nm). 1 ist eine Abbildung des Standes der Technik, die die Bandbreite von unterschiedlichem Licht, einschließlich des UVC-Bereichs, zeigt. Licht im UVC-Wellenlängenbereich kann zur Sterilisierung von Oberflächen, zur Vernichtung schädlicher Mikroorganismen in Lebensmitteln und in der Luft sowie zur Desinfektion von Wasser verwendet werden. Die Wirksamkeit von UVC-Licht beruht auf der Fähigkeit des Lichts, die genetische Information in der DNS zu zerstören, wodurch die Mikroorganismen ihre Fortpflanzungsfähigkeit verlieren, was zu ihrer Vernichtung führt.
UVC-Licht ist zwar wirksam bei der Desinfektion, aber auch gesundheitsgefährdend für Personen, die UVC-Licht ausgesetzt sind. So kann UVC-Licht beispielsweise ungeschützte Haut verbrennen und die Netzhaut einer dem UVC-Licht ausgesetzten Person schädigen. Daher wird die UVC-Licht-Sterilisation in der Regel durchgeführt, wenn sich die Menschen nicht in der Nähe des UVC-Lichts aufhalten. Es wurden tragbare UVC-Roboter oder -Maschinen entwickelt, die in einem Raum aufgestellt und eingeschaltet werden können, wenn sich niemand im Raum befindet, und die dann die Bereiche desinfizieren, in die das ausgestrahlte UVC-Licht dringt. Leider sind solche Systeme sehr ineffizient und zeitaufwändig in der Anwendung, zumal eine Person den Raum evakuieren, die UVC-Maschine in den Raum transportieren, den Raum verlassen, die UVC-Maschine einschalten, die UVC-Maschine eine Zeit lang UVC-Licht ausstrahlen lassen und dann den Raum wieder betreten muss, um die UVC-Maschine wieder zu holen. Es ist auch bekannt, dass das UVC-Licht nur den Bereich desinfiziert, mit dem das UVC-Licht in Kontakt kommt, was die transportierte UVC-Maschine ineffizient und potenziell unwirksam in Bereichen macht, in denen die Sichtlinie knapp über dem Boden nicht gewährleistet ist, z. B. aufgrund von Möbeln oder Trennwänden, wie z. B. bei Kabinen, in denen Mitarbeiter arbeiten.
Tragbare UVC-Licht-Desinfektionsroboter oder -vorrichtungen gehören außerdem nicht auf zu arbeiten, wenn eine Person den Raum betritt, in dem sich die Maschine befindet. Die mangelnde Fähigkeit, die Anwesenheit einer Person zu erkennen, birgt die Gefahr, dass die eintretende Person einen Schaden erleidet. Daher ist es auch wünschenswert, dass die UVC-Licht-Desinfektionsroboter oder -maschinen nur dann funktionieren, wenn keine unmittelbare Gefahr für eine Person besteht, die sich in einem kritischen Abstand zu dem Roboter oder der Maschine befindet.
UVC-Licht erzeugende Vorrichtungen wurden auch in Gebäuden eingesetzt, um UVC-Licht in eine obere Luftzone zu emittieren und so zu versuchen, die Luft zu desinfizieren. Solche Vorrichtungen schaffen eine obere Luft-UVC-Zone, die in einem Gebäude in einer Höhe aufrechterhalten werden kann, die hoch genug ist, um die Gesundheit der Personen in dem Gebäude nicht zu gefährden. Leider sind solche Systeme zwar hilfreich, aber nicht sehr effizient, da sie sich darauf beschränken, das UVC-Licht in einer oberen Luftzone aufrechtzuerhalten, und nicht in einer unteren, wo eine zusätzliche Desinfektion gewünscht ist. Darüber hinaus verfügen solche Systeme nicht über Sicherheitsmaßnahmen, die gewährleisten, dass ein installiertes UVC-Licht emittierendes System nicht seine Position verändert und dadurch UVC-Licht in einen von Menschen frequentierten Bereich eindringt, wodurch die Personen in einem Raum zu Schaden kommen könnten.
Daher besteht ein Bedarf an einem effizienteren und automatisch steuerbaren UVC-Licht-Emissionssystem, das all diese und weitere Faktoren berücksichtigt und für eine sichere Umgebung sorgt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein System und ein Verfahren zur sicheren und effizienten Desinfektion der Raumluft bereit. Kurz beschrieben, enthält eine Ultraviolett-C (UVC)-Einheit ein LED-Modul (Light Emitting Diode) mit einer Reihe von UVC-LEDs, die UVC-Emission abgeben; eine Linse, die die UVC-Emission des LED-Moduls linear bündelt; und eine steuerbare Blende, die UVC-Licht, das von dem LED-Modul durch die Linse fällt, lenkt, wobei UVC-Licht, das von dem LED-Modul emittiert wird, auf die Linse gerichtet wird, um die Emission des LED-Moduls linear zu bündeln, um das Licht in einem oberen Bereich eines Raums, in dem die UVC-Einheit positioniert ist, zu verteilen, wenn die Blende in einer ersten Position ist, und wobei das Licht von der UVC-Einheit nach unten verteilt wird, wenn die Blende in einer zweiten Position ist.
Andere Systeme, Methoden und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute auf dem Gebiet der Technik bei der Betrachtung der folgenden Zeichnungen und der detaillierten Beschreibung offensichtlich sein oder werden. Es ist beabsichtigt, dass alle diese zusätzlichen Systeme, Verfahren und Merkmale in dieser Beschreibung enthalten sind, in den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen und durch die beigefügten Ansprüche geschützt sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen dienen dem besseren Verständnis der Erfindung und sind in diese Beschreibung aufgenommen und bilden einen Teil derselben. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.

1 ist eine Abbildung des Standes der Technik, die die Bandbreite von unterschiedlichem Licht, einschließlich des UVC-Bereichs, zeigt.
2A ist eine Querschnittsdarstellung der vorliegenden UVC-Einheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der sich eine Blende in einer ersten Position befindet.
2B ist eine schematische Darstellung der UVC-Lichtreflexion in der UVC-Einheit von 2A.
2C ist eine Querschnittsdarstellung der vorliegenden UVC-Einheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der sich die Blende in einer zweiten Position befindet.
3A ist eine schematische Darstellung der Außenseite der UVC-Einheit, betrachtet von der Seite des Fensters und als Frontansicht bezeichnet.
3B ist eine schematische Darstellung der Außenseite der UVC-Einheit, die eine Bodenansicht darstellt.
4A zeigt eine Anordnung von UVC-LEDs, die nur UVC-LEDs enthält.
4B zeigt eine Anordnung von UVC-LEDs, die UVC-LEDs und RGB-LEDs enthält.
5 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für ein System zur Ausführung der Funktionen der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine schematische Darstellung, das die UVC-Einheit von 2A mit hervorgehobenen Sensoren zeigt.
7 ist eine schematische Darstellung von Abschnitten der UVC-Einheit, die der Funktionalität der Einheit zuzuordnen sind.
8 zeigt ein Beispiel für einen Computer, der in der UVC-Einheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung untergebracht werden kann.
9 ist eine schematische Darstellung der Emissions- und Messbereiche und -zonen der UVC-Einheit.
10 ist ein Flussdiagramm, das die von der UVC-Einheit auszuführenden Funktionen zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es wird nun im Detail auf Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, die in den beiliegenden Zeichnungen beispielhaft dargestellt sind. Sofern möglich, werden in den Zeichnungen und in der Beschreibung dieselben Bezugszeichen verwendet, um gleiche oder ähnliche Teile zu kennzeichnen.
Das vorliegende System und Verfahren ist in einer UVC-Transmissionsvorrichtung (im Folgenden „UVC-Einheit“) ausgebildet. Die vorliegende UVC-Einheit behebt die vielen Nachteile der bisherigen UVC-Licht-Ausgabeeinheiten, wie sie zuvor im Rahmen der Erfindung offenbart wurden, indem sie eine Reihe von Sensoren einsetzt, um sicherzustellen, dass das UVC-Licht so gesteuert wird, dass die Personen im Raum keinem schädlichen UVC-Licht ausgesetzt werden, und dennoch die Nutzung des von der UVC-Einheit ausgestrahlten UVC-Lichts maximiert wird.
2A ist eine Querschnittsdarstellung der vorliegenden UVC-Einheit 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem sich eine Blende 180 in einer ersten Position befindet, die eine horizontale UVC-Lichtemission ermöglicht. Alternativ ist in 2C eine Querschnittsdarstellung zu sehen, die die UVC-Einheit 100 in einer zweiten Position zeigt, die eine nach unten gerichtete UVC-Lichtemission ermöglicht. Die erste und zweite Position der Blende 180 sowie die damit verbundene Funktionalität werden nachstehend ausführlich beschrieben.
Wie in 2A dargestellt, enthält die UVC-Einheit 100 ein Optikgehäuse 200, das dazu dient, das UVC-Licht zu erzeugen und das Licht zu entsprechenden Zeiten durch ein Fenster 110 auf bestimmte Stellen zu lenken, wie nachstehend detailliert erläutert. Das Fenster 110 ist eine Platte aus durchsichtigem Material, wie z. B. Glas oder Quarzglas (das im UVC-Bereich durchsichtig ist), und es ermöglicht, dass die optischen Elemente in der UVC-Einheit 100 sauber und staubfrei bleiben.
3A ist eine schematische Darstellung der Außenseite der UVC-Einheit 100, betrachtet von der Seite des Fensters 110 und als Frontansicht bezeichnet. Es wird darauf hingewiesen, dass diese Darstellung der Außenseite der UVC-Einheit 100 nur als Beispiel dient und nicht dazu gedacht ist, Größe, Form oder Abmessungen der UVC-Einheit 100 zu beschränken. Die UVC-Einheit 100 enthält eine Wandhalterung 160, mit der die Einheit 100 an einer erhöhten Stelle an der Wand angebracht werden kann. Die Wandhalterung 160 kann ein beliebiges bekanntes Wandbefestigungssystem sein, solange die UVC-Einheit 100 sicher in ihrer Position gehalten wird, wobei zu beachten ist, dass die vorliegende UVC-Einheit 100 Sensoren und eine Logik enthält, die verhindern, dass die UVC-Einheit 100 eine gefährliche Situation für eine Person im Raum darstellt, wenn die Einheit 100 sich aus ihrer montierten Position bewegt. Wenngleich die Anbringung an einer Wand an einer erhöhten Stelle bevorzugt wird, kann die Einheit 100 stattdessen auch mit einem Ständer an einer erhöhten Stelle verbunden werden. Die UVC-Einheit 100 kann an einer Wand oder einer anderen Oberfläche angebracht werden, solange sie sich in einer Höhe befindet, die über der Höhe liegt, in der eine Person in dem Raum, in dem sich die UVC-Einheit 100 befindet, gehen könnte.
Wie in 3A dargestellt, enthält die Einheit 100 einen Rahmen 120, der das Fenster in seiner gesicherten Position hält. An der Außenseite der Einheit 100 befindet sich auch ein Bedienfeld. Die Anordnung des Bedienfelds ist keine Neuheit der Einheit 100 und muss daher nicht an der Unterseite der Einheit 100 unterhalb des Fensters 110 liegen, sondern kann stattdessen an der linken oder rechten Seite oder an einer anderen Stelle angebracht sein. Das Bedienfeld 130 ermöglicht es dem Benutzer der Einheit 100, verschiedene Optionen oder Modi der Einheit 100, wie hierin beschrieben, auszuwählen. Die auf dem Bedienfeld 130 angezeigten Informationen umfassen die Anzeige, ob UV-Licht ausgestrahlt wird, ob die Einheit 100 eingeschaltet ist, ob die Einheit 100 an die Stromquelle angeschlossen ist, den Status des Anwesenheitssensors (Ein-/Aus-Anzeige) und die Senkrechtstellung der Einheit, um die richtige Ausrichtung bei der Installation zu gewährleisten.
3B ist eine schematische Darstellung der Außenseite der UVC-Einheit 100, die eine Bodenansicht darstellt. Wie in 3B dargestellt, enthält die Einheit 100 einen Schalter 140, mit dem der Benutzer zwischen einem Belegt-Modus, einem Nicht-Belegt-Modus und einem Dauer-Ein-Modus wählen kann. Im Belegt-Modus bleibt die Einheit 100 eingeschaltet, wenn sie Personen in einem Raum erkennt. Im Nicht-Belegt-Modus schaltet sich die Einheit 100 aus, wenn eine Person den Raum betritt, und bleibt ausgeschaltet, solange der Raum belegt ist, und schaltet sich ein, wenn die Person den Raum verlässt. Schließlich kann sich die Einheit 100 in einem Dauer-Ein-Modus befinden, in dem die Einheit 100 unabhängig davon, ob sich eine Person im Raum befindet oder nicht, eingeschaltet ist. An der UVC-Einheit 100 kann ein Ventilator 150 zur Kühlung der Einheit 100 angeordnet sein. In einem Ausführungsbeispiel befindet sich der Ventilator 150 an einem unteren Abschnitt der UVC-Einheit 100, was jedoch nicht zwingend notwendig ist.
Zurück zu 2A: Das in dem Optikgehäuse 200 erzeugte UVC-Licht stammt von einem LED-Modul (190), das eine Reihe von UVC-LEDs 210 und eine Reihe von RGB-LEDs 220 enthält. Ausführungsbeispiele für die LED-Anordnung 205 sind in 4A und 4B gezeigt. Sowohl in 4A als auch in 4B befindet sich ein Temperatursensor 710 innerhalb des LED-Moduls 190 zur Überwachung der Temperatur des LED-Moduls 190, sodass die UVC-Einheit 100 erkennen kann, ob das LED-Modul 190 überhitzt. Das Vorhandensein von UVC-LEDs ermöglicht ein schnelles Ein- und Ausschalten der UVC-Einheit 100, da LEDs eine schnelle Schaltfähigkeit aufweisen.
Die schematische Darstellung in 4A zeigt eine Anordnung von UVC-LEDs 210. Es werden zehn UVC-LEDs 210 angezeigt, es können aber auch mehr oder weniger verwendet werden. Darüber hinaus kann die Anordnung der UVC-LEDs 210 von der linearen Anordnung in 4A abweichen. Wie unter Fachleuten bekannt, ist UVC-Licht nicht visuell erkennbar. Zur Unterstützung eines Benutzers der UVC-Einheit 100 und derjenigen, die einen Raum betreten, in dem die Einheit 100 arbeitet, oder derjenigen, die die Verwendung der Einheit 100 überwachen, kann das LED-Modul 190 von 4B gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung auch RGB-LEDs 220 enthalten, die zusammen mit den UVC-LEDs 210 eingeschaltet werden, um sichtbares Licht in den Raum zu projizieren, sodass potenzielle und aktuelle Personen, die sich in dem Raum aufhalten, erkennen können, dass die UVC-Einheit 100 eingeschaltet ist und UVC-Licht in den Raum ausstrahlt.
Zurück zu 2A: Eine weitere Maßnahme innerhalb der UVC-Einheit 100 zur Vermeidung von Überhitzung ist ein Kühlkörper 170, der sich an einem hinteren Abschnitt des LED-Moduls 190 befindet. Die Rippen des Kühlkörpers 170 erstrecken sich nach außen und weg von der Linse 230, sodass die Wärme des LED-Moduls 190 verteilt und abgeleitet werden kann.
Zurück zu 2A: Das vom LED-Modul 190 ausgestrahlte UVC-Licht wird auf eine Linse 230 gerichtet, die die Emission des LED-Moduls 190 linear bündelt, um das Licht im gesamten oberen Bereich des Raumes zu verteilen, wenn die Blende sich in der ersten Position befindet, und es von den Personen im Raum und der Decke weg zu lenken. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Linse 230 eine einzelne Zylinderlinse sein, wie in 5A und 5B zu sehen ist. Die Linse 230 wird entlang der Länge des LED-Moduls 190 gehalten, das hinter der Linse 230 angeordnet ist. Bei der Zylinderlinse kann es sich beispielsweise, aber nicht ausschließlich, um eine Zylinderlinse aus Quarzglas handeln.
Wie in 2A dargestellt, enthält die UVC-Einheit 100 einen Reflektor 270, der so angeordnet ist, dass er das UVC-Licht aus dem Optikgehäuse 200 herausleitet. Insbesondere kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der Reflektor 270 einen Abschnitt der Linse 230 umgeben, um UVC-Licht von der Linse 230 weg vom Reflektor 270 nach vorne und aus dem Optikgehäuse 200 heraus effizient zu reflektieren. Eine bessere Veranschaulichung der UVC-Lichtreflexion ist in 2B dargestellt.
Der Reflektor 270 in 2A weist eine konkave Form auf. Es wird darauf hingewiesen, dass gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung mehrere Reflektoren oder ein anders geformter Reflektor verwendet werden können, um das UVC-Licht aus dem Optikgehäuse 200 herauszulenken, im Gegensatz zu einem einzelnen Einheitsreflektor 270, der gewinkelt und c-förmig ist.
Die UVC-Einheit 100 enthält auch eine Blende 180, die gesteuert werden kann, um das UVC-Licht zu lenken, das vom LED-Modul 190 durch die Linse 230 fällt. Die Blende 180 ist hinter dem Fenster 110 und entlang der optischen Achse angeordnet, um eine einfache Reinigung zu ermöglichen. Die Blende 180 ist ebenfalls aus einem Material gefertigt, das UVC-Licht ablenkt, oder kann auch einfach eine Beschichtung aufweisen, die UVC-Licht ablenkt. Nicht einschränkende Beispiele für solche Materialien sind unter anderem schwarz eloxiertes Aluminium. Alternativ kann die Blende 180 aus zwei Materialien gefertigt werden, um den Wirkungsgrad weiter zu verbessern: reflektierend auf der Oberseite und absorbierend auf der Unterseite. Dies führt zu einem höheren Wirkungsgrad im Vergleich zu einer herkömmlichen Blende. Insbesondere ermöglicht die reflektierende Eigenschaft der Oberseite der Blende 180 die Reflexion von UVC-Licht, wenn dies notwendig ist, um von einem Horizont der UVC-Einheit 100 nach unten zu reflektieren, wie hierin beschrieben, während die absorbierenden Eigenschaften der Unterseite der Blende 180 das Streulicht minimieren, um den Wirkungsgrad der Einheit 100 zu erhöhen. Wäre die Unterseite der Blende 180 reflektierend, würde in ihrer Ruheposition (5A) zu viel Streulicht in den Raum eindringen und die Personen würden von diesem Streulicht getroffen werden. In Übereinstimmung mit dem Beispiel von 5A und 5B dreht der Mechanismus, an dem die Blende 180 angeordnet ist, ebendiese, während er die Blende 180 nach oben anhebt, sodass die Oberseite der Blende in 5A dann die Unterseite der Blende 180 in 5B ist.
Die steuerbare Blende 180 kann in mehrere Positionen gebracht werden, um das ausgestrahlte UVC-Licht aus dem Optikgehäuse 200 in eine Richtung zu lenken, die von der Position der Blende 180 abhängig ist. Die steuerbare Blende 180 wird von einem Blendenmotorsystem 240, das die Blende 180 unter bestimmten hierin beschriebenen Umständen bewegt, in ihrer Position verschoben, um das UVC-Licht zum richtigen Zeitpunkt vom Horizont 250 der UVC-Einheit 100 nach unten zu lenken. 5A zeigt beispielsweise die UVC-Einheit 100, bei der sich die Blende 180 in einer ersten Position, d. h. in einer Ruheposition, befindet, sodass das UVC-Licht nicht nach unten vom Horizont 250 der UVC-Einheit 100 reflektiert wird, indem es das UVC-Licht, das aus der Linse 230 austritt, behindert. Insbesondere das Vorhandensein einer einzigen intelligenten/steuerbaren Blende 180, die entlang der optischen Achse der UVC-Einheit 100 angeordnet ist, eliminiert Streulicht unterhalb eines Horizonts 250 der UVC-Einheit 100, während gleichzeitig ein höherer Wirkungsgrad im Vergleich zu den derzeitigen lampenbasierten Systemen auf dem Markt mit einem Abdeckgitter zur Eliminierung von Streulicht beibehalten wird.
5B zeigt die UVC-Einheit 100, bei der die Blende 180 in eine zweite Position verschoben wurde, um das UVC-Licht nach unten unter den Horizont 250 der UVC-Einheit zu reflektieren, sodass die UVC-Einheit 100 das UVC-Licht in Bereiche lenken kann, die typischerweise von Personen durchquert werden, wenn sich keine Personen in dem Raum aufhalten, wie von den Sensoren der Einheit 100 festgestellt wird. Wie im Folgenden näher erläutert wird, ermöglicht die steuerbare Blende 180 unter bestimmten Umständen eine Änderung der Position der Blende 180, sodass das UVC-Licht entweder in einem oberen Bereich eines Raums, in dem sich die UVC-Einheit 100 befindet, wie in 2A gezeigt, ausgestrahlt wird, oder nach unten in den Raum abgelenkt wird, wie in 2C gezeigt.
Das Blendenmotorsystem 240 kann eines von vielen verschiedenen Motorsystemen sein, das bei Empfang von Bewegungsanweisungen die Bewegung der Blende 180 ermöglicht. Ein Beispiel für ein solches Motorsystem ist in 2A und 2C sowie in 5A und 5B abgebildet. Das dargestellte Motorsystem 240 verwendet Zahnräder, um die Blende 180 von einer ersten Position, die mit der Richtung des durch die Linse 230 fallenden UVC-Lichts fluchtet (2A), in eine zweite Position zu bewegen, in der sich die Blende 180 oberhalb und teilweise im Weg des UVC-Lichts befindet, das durch die Linse 230 gelangt ist, wodurch das UVC-Licht von der UVC-Einheit 100 nach unten reflektiert wird. Im Beispiel der 2A, 2C, 5A und 5C enthält das Blendenmotorsystem 240 einen Motor, der ein Rad 242, das Zähne aufweist, in eine Richtung dreht, die bewirkt, dass die Zähne des Radabschnitts in die Nuten eines Aufnahmeabschnitts des Blendenmotorsystems 240 passen. Durch Drehen des Rades 242 im Uhrzeigersinn greifen die Zähne des Rades 242 in die Aufnahmenuten des Blendenmotorsystems 240 ein und die Blende 180 wird nach oben bewegt sowie gedreht. Durch Drehen des Rades 242 gegen den Uhrzeigersinn greifen die Zähne des Rades 242 in die Aufnahmenuten des Blendenmotorsystems 240 ein und bewegen die Blende 180 nach unten. Da die Blende 180 mit dem Rad 242 verbunden ist, führt die Bewegung des Rades 242 zu einer Bewegung der Blende 180.
Der Grad oder Winkel des UVC-Luftemission aus der UVC-Einheit 100 kann durch Anpassen der Position der Blende 180 eingestellt werden. Infolgedessen berücksichtigt die in der UVC-Einheit 100 vorgesehene Logik, wie hierin beschrieben, die von einer Reihe von Sensoren erhaltenen Antworten, um zu bestimmen, an welcher Stelle die Blende 180 positioniert werden sollte, was dazu führt, dass dem Blendenmotorsystem 240 die Anweisung erteilt wird, die Position der Blende 180 entweder beizubehalten oder sie entsprechend anzupassen.
Fachleute werden verstehen, dass das Blendenmotorsystem 240 nicht die exakte Konfiguration des in den vorliegenden Figuren gezeigten Beispiels haben muss, solange das Blendenmotorsystem 240 in der Lage ist, die Position der Blende 180 so zu verschieben, dass das UVC-Licht aus dem Optikgehäuse 200 von einer nach oben gerichteten Position in eine schräg nach unten gerichtete Position abgegeben wird. Es wird darauf hingewiesen, dass das Blendenmotorsystem 240 nicht nur zwischen zwei Blendenpositionen (180) wechseln kann, sondern zwischen einer Vielzahl von Blendenpositionen, die in der UVC-Einheit 100 vorprogrammiert sind, wechseln kann.
Die UVC-Einheit 100 enthält auch eine Leiterplatte (printed circuit board, PCB) 190, auf der sich eine Logik befinden kann, die der UVC-Einheit 100 auf Grundlage der von den Sensoren empfangenen Daten Anweisungen erteilt. 6 ist ein schematische Darstellung, das die UVC-Einheit von 2A mit hervorgehobenen Sensoren zeigt. Wie in 6 dargestellt, enthält die UVC-Einheit 100 einen Anwesenheits-Bewegungssensor 310, einen optischen Abstandsmesssensor 320, Abstandsmessquellen 330, einen Winkelsensor 510, einen CO2-Sensor 610 und den bereits erwähnten Temperatursensor 710. Der Anwesenheits-Bewegungssensor 310 kann ein beliebiger bekannter Anwesenheits-Bewegungssensor 310 sein und wird verwendet, um festzustellen, ob sich eine Person in dem Raum aufhält, in dem sich die UVC-Einheit 100 befindet, und wo in dem Raum sich die Person befindet. Der CO2-Sensor 610 wird verwendet, um die Anzahl der Personen festzustellen, die sich in dem Raum aufhalten, in dem sich die UVC-Einheit 100 befindet. Der CO2-Sensor 610 erfasst die Kohlendioxidkonzentration im Raum, um herauszufinden, wie viele Personen sich im Raum aufhalten, um die UVC-Emissionsintensität und die Laufzeit zu steuern. Durch die Verwendung des Anwesenheits-/Bewegungssensors 310 und des CO2-Sensors 610 stellt die UVC-Einheit 100 fest, ob sich eine Person in dem Raum aufhält, in dem sich die UVC-Einheit 100 befindet, und wo sich diese Person befindet. Da beide Arten von Sensoren unter Fachleuten bekannt sind, wird hier auf eine zusätzliche Beschreibung der Sensoren verzichtet.
Der optische Abstandsmesssensor 320 ermöglicht es der UVC-Einheit 100, die Größe und die Abmessungen des Raums zu bestimmen, in dem sich der Sensor 320 befindet. Nachdem die UVC-Einheit 100 die Größe und Abmessungen des Raums kennt, kann sie über einen internen Prozessor bestimmen, wie viel UVC-Licht zur Desinfektion des Raums erforderlich ist, und die UVC-Einheit 100 entsprechend ein- und ausschalten. Darüber hinaus kann die UVC-Einheit 100 feststellen, wo im Raum ein sicherer Ort für die Projektion von UVC-Licht ist, selbst wenn sich Personen in dem Raum befinden. Die Sensoren der UVC-Einheit 100 ermöglichen es insbesondere, die Größe und die Abmessungen des Raumes zu bestimmen und festzustellen, wie viele Personen sich in dem Raum aufhalten und wo sie sich befinden. Daher kann die UVC-Einheit 100 in Echtzeit UVC-Licht nach unten in den Raum projizieren und zwar in Bereiche, in denen sich keine Personen aufhalten.
Der Winkelsensor 510 stellt eine Sicherheitsfunktion bereit, die dazu dient zu erkennen, ob die UVC-Einheit 100 aufgrund einer fehlerhaften Installation oder aus anderen Gründen, die zu einer Gefährdung der Personen im Raum führen würden, nach unten kippt. Die Winkelmessfunktion definiert einen sicheren Kippbereich für das Einschalten der UVC-Lichtemission und kann verwendet werden, um das Einschalten der UVC-LEDs zu verhindern, wenn der Sicherheitsbereich überschritten wird.
Abstandsmessquellen umfassen:

1. Infrarot- oder sichtbare LED
2. Infrarot- oder sichtbarer Laser
3. Infrarot-VCSEL
4. Strukturiertes Infrarot-Licht
5. Sichtbares strukturiertes Licht
6. Ultraschall

Bei den Quellen 1 bis 3 und 6, die auf der ToF (Time-of-Flight)-Technologie basieren, misst der Sensor die Signalstärke und kann durch das Reflexionsvermögen des Objekts beeinflusst werden; der Sensor misst den Abstand zum Objekt direkt anhand der Zeit, die die ausgesendeten Photonen zur Reflexion benötigen.
Bei den Quellen 4 und 5 kann das Zielobjekt mit strukturiertem Licht, einer einzelnen Linie oder einem Linienmuster beleuchtet werden, wobei ein 2D-Bildsensor (Kamera) zur Erfassung des reflektierten Musters verwendet wird.
7 ist eine schematische Darstellung von Abschnitten der UVC-Einheit 100, die der Funktionalität der Einheit 100 zuzuordnen sind. Wie in 7 dargestellt, enthält die UVC-Einheit 100 eine Stromquelle 400, die entweder intern in der UVC-Einheit 100 vorhanden sein kann oder mit einer externen Stromquelle verbunden ist, z. B. mit einem Netzkabel, das an einen internen Konverter angeschlossen ist, um den von einer Steckdose empfangenen Strom in eine für die UVC-Einheit 100 nutzbare Form umzuwandeln, wie dies bei bekannten Konvertern der Fall ist. Die UVC-Einheit 100 enthält auch einen Prozessor 450 oder Computer. Ein Beispiel für einen Computer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in 8 dargestellt, die im Folgenden näher beschrieben wird. Der Prozessor 450 oder Computer stellt die von der UVC-Einheit 100 auszuführenden Funktionen bereit, wie im Einzelnen anhand des Flussdiagramms in 10 beschrieben wird. Um die Funktionen des Prozessors 450 oder des Computers auszuführen, verwendet der Prozessor 450 oder der Computer Daten, die von Sensoren empfangen werden, einschließlich des Anwesenheits-Bewegungssensors 310, des Abstandsmesssensors 320, des Winkelsensors 510, des CO2-Sensors 610 und des Temperatursensors 710. Es ist anzumerken, dass die Sensoren in den verschiedenen Figuren der vorliegenden Offenbarung zwar an unterschiedlichen Positionen gezeigt werden, in 7 befinden sie sich jedoch auf demselben Sensorblock 500. Wie vorstehend erwähnt, können verschiedene Sensoren an unterschiedlichen Positionen angeordnet sein und es ist nicht beabsichtigt, diese Positionen durch die Figuren einzuschränken, sondern diese Positionen sollten so vorgesehen sein, dass sie eine ordnungsgemäße Funktion des Sensors selbst ermöglichen, wie es für Fachleute selbstverständlich sein wird.
Der Prozessor 450 oder Computer berücksichtigt die von den Sensoren empfangenen Daten und kommuniziert mit dem LED-Modul 190, um es entweder ein- oder auszuschalten.
Die Aktivierung des LED-Moduls 190 führt dazu, dass UVC-Licht vom LED-Modul 190 zur Linse 230 ausgestrahlt wird. Die Funktionsweise der UVC-Einheit 100 wird anhand des Flussdiagramms in 10 ausführlicher beschrieben.
Wie vorstehend erwähnt, kann die von der UVC-Einheit 100 ausgeführte Funktionalität von einem Computer definiert werden, wovon ein Beispiel in der schematischen Darstellung von 8 gezeigt wird. Der Computer 450 enthält einen Prozessor 452, eine Speichervorrichtung 454, einen Speicher 456 mit darin gespeicherter Software 458, die die Funktionalität der hierin beschriebenen UVC-Einheit 100 definiert, Eingabe- und Ausgabevorrichtungen (E/A) 460 (oder Peripheriegeräte oder Steuertasten, wie z. B. ein Bedienfeld) und einen lokalen Bus oder eine lokale Schnittstelle 462, die die Kommunikation innerhalb des Computers 450 ermöglicht. Bei der lokalen Schnittstelle 462 kann es sich beispielsweise, aber nicht ausschließlich, um einen oder mehrere Busse oder andere verdrahtete oder drahtlose Verbindungen handeln, wie sie in der Technik bekannt sind. Die lokale Schnittstelle 462 kann zusätzliche Elemente enthalten, die der Einfachheit halber weggelassen werden, z. B. Steuerungen, Puffer (Caches), Treiber, Repeater und Empfänger, um die Kommunikation zu ermöglichen. Darüber hinaus kann die lokale Schnittstelle 462 Adress-, Steuer- und/oder Datenverbindungen umfassen, um eine angemessene Kommunikation zwischen den vorgenannten Komponenten zu ermöglichen.
Der Prozessor 452 ist eine Hardware-Vorrichtung zur Ausführung von Software, insbesondere der im Speicher 456 gespeicherten. Bei dem Prozessor 452 kann es sich um einen beliebigen kundenspezifischen oder handelsüblichen Single-Core- oder Multi-Core-Prozessor, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Hilfsprozessor unter mehreren Prozessoren, die mit dem vorliegenden Computer 450 verbunden sind, einen Mikroprozessor auf Halbleiterbasis (in Form eines Mikrochips oder Chipsets), einen Makroprozessor oder allgemein eine beliebige Vorrichtung zur Ausführung von Softwarebefehlen handeln.
Der Speicher 456 kann eine beliebige Kombination von flüchtigen Speicherelementen (z. B. RAM, wie DRAM, SRAM, SDRAM usw.) und nichtflüchtigen Speicherelementen (z. B. ROM, Festplatte, Band, CDROM usw.) umfassen. Zudem kann der Speicher 456 elektronische, magnetische, optische und/oder andere Arten von Speichermedien umfassen. Es ist zu beachten, dass der Speicher 456 eine verteilte Architektur haben kann, bei der verschiedene Komponenten voneinander entfernt sind, aber vom Prozessor 452 erreicht werden können.
Die Software 458 definiert die Funktionen, die der Computer 450 gemäß der vorliegenden Erfindung ausführt. Die Software 458 im Speicher 456 kann ein oder mehrere separate Programme umfassen, von denen jedes eine geordnete Auflistung von ausführbaren Anweisungen zur Implementierung logischer Funktionen des Computers 450 umfasst, wie nachstehend beschrieben. Der Speicher 456 kann ein Betriebssystem (O/S) 470 enthalten. Das Betriebssystem steuert im Wesentlichen die Ausführung von Programmen innerhalb des Computers 450 und sorgt für die Zeitplanung, die Ein- und Ausgabesteuerung, die Datei- und Datenverwaltung, die Speicherverwaltung, die Kommunikationssteuerung und verwandte Dienste.
Die E/A-Vorrichtungen 460 können Eingabevorrichtungen umfassen, z. B. ein Bedienfeld, eine drahtlose Tastatur oder Maus usw. Darüber hinaus können die E/A-Vorrichtungen 460 auch Ausgabevorrichtungen umfassen, z. B. einen Drucker, ein Display usw., ohne darauf beschränkt zu sein. Schließlich können die E/A-Vorrichtungen 460 auch Vorrichtungen umfassen, die sowohl über Eingänge als auch über Ausgänge kommunizieren, z. B. ein Modulator/Demodulator (Modem; für den Zugriff auf andere Vorrichtungen, Systeme oder Netzwerke), ein Funkfrequenz-(RF) oder eine andere Sende-/Empfangsvorrichtung, eine Telefonschnittstelle, eine Brücke, ein Router oder eine andere Vorrichtung.
Wenn der Computer 450 in Betrieb ist, ist der Prozessor 452 so konfiguriert, dass er die in dem Speicher 456 gespeicherte Software 458 ausführt, Daten zu und von dem Speicher 456 überträgt und allgemein die Operationen des Computers 450 gemäß der Software 458 steuert, wie anhand des Flussdiagramms von 10 erläutert.
Wenn die Funktion des Computers 450 in Betrieb ist, ist der Prozessor 452 so konfiguriert, dass er die im Speicher 456 gespeicherte Software 458 ausführt, Daten zum und vom Speicher 456 überträgt und allgemein die Operationen des Computers 450 gemäß der Software 458 steuert. Das Betriebssystem 470 wird vom Prozessor 452 gelesen, eventuell im Prozessor 452 zwischengespeichert und dann ausgeführt.
Wenn der Computer 450 in Software 458 implementiert ist, ist zu beachten, dass Anweisungen zur Implementierung des Computers 450 auf jedem computerlesbaren Medium zur Verwendung durch oder in Verbindung mit jeder computerbezogenen Vorrichtung, jedem System oder Verfahren gespeichert werden können. Ein solches computerlesbares Medium kann in einigen Ausführungsformen entweder dem Speicher 456 oder der Speichervorrichtung 454 oder beiden entsprechen. Im Kontext dieses Dokuments ist ein computerlesbares Medium eine elektronische, magnetische, optische oder andere physikalische Vorrichtung oder ein Mittel, das ein Computerprogramm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einer computerbezogenen Vorrichtung, einem System oder einer Methode enthalten oder speichern kann. Anweisungen zur Implementierung des Systems können in einem beliebigen computerlesbaren Medium zur Verwendung durch oder in Verbindung mit dem Prozessor oder anderen derartigen Befehlsausführungssystemen, -einrichtungen oder -vorrichtungen ausgebildet sein. Obwohl der Prozessor 452 nur beispielhaft erwähnt wurde, kann es sich bei derartigen Befehlsausführungssystemen, -einrichtungen oder -vorrichtungen in einigen Ausführungsformen um beliebige computergestützte Systeme, prozessorenthaltende Systeme oder andere Systeme handeln, die die Befehle von den Befehlsausführungssystemen, -einrichtungen oder - vorrichtungen abrufen und die Befehle ausführen können. Im Kontext dieses Dokuments kann ein „computerlesbares Medium“ jedes Mittel sein, das das Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit dem Prozessor oder anderen derartigen Befehlsausführungssystemen, - einrichtungen oder -vorrichtungen speichern, übermitteln, verbreiten oder transportieren kann.
Ein derartiges computerlesbares Medium kann beispielsweise, aber nicht ausschließlich, ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleitersystem, eine Einrichtung, eine Vorrichtung oder ein Ausbreitungsmedium sein. Weitere spezifische Beispiele (eine nicht erschöpfende Liste) für ein computerlesbares Medium umfassen Folgendes: eine elektrische Verbindung (elektronisch) mit einem oder mehreren Drähten, eine tragbare Computerdiskette (magnetisch), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) (elektronisch), einen Nur-Lese-Speicher (ROM) (elektronisch), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM, EEPROM oder Flash-Speicher) (elektronisch), eine optische Faser (optisch) und einen tragbaren Compact-Disc-Nur-Lese-Speicher (CDROM) (optisch). Es ist zu beachten, dass es sich bei dem computerlesbaren Medium sogar um Papier oder ein anderes geeignetes Medium handeln kann, auf das das Programm gedruckt wird, da das Programm elektronisch erfasst werden kann, z. B. durch optisches Scannen des Papiers oder eines anderen Mediums, dann kompiliert, interpretiert oder anderweitig in geeigneter Weise verarbeitet werden kann, falls erforderlich, und dann in einem Computerspeicher gespeichert wird.
In einer alternativen Ausführungsform, bei der der Computer 450 in Hardware implementiert ist, kann der Computer 450 mit einer beliebigen oder einer Kombination der folgenden Technologien implementiert werden, die jeweils in der Technik allgemein bekannt sind: diskrete Logikschaltung(en) mit Logikgattern zur Implementierung von Logikfunktionen bei Datensignalen, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) mit geeigneten kombinatorischen Logikgattern, ein oder mehrere programmierbare Gatterarrays (PGA), ein feldprogrammierbares Gatterarray (FPGA), usw.
Ein Beispiel für Emissions- und Messbereiche und -zonen ist in 9 dargestellt. 9 zeigt, dass die UVC-Einheit 100 einen Horizont 250 aufweist. Die Richtung und der Bereich der UVC/RBG-Emission 260 sind dargestellt, die von der UVC-Einheit 100 aus der Fensterseite der Einheit 100 ausstrahlt und vom Horizont aus horizontal und leicht nach oben verläuft. Ein Beispiel für den Erfassungsbereich des Anwesenheits-/Bewegungssensors 340 ist ebenfalls in 9 dargestellt. Wie dargestellt, ist der Erfassungsbereich des Anwesenheits-/Bewegungssensors 340 nach unten und leicht nach vorne geneigt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass der Anwesenheits-/Bewegungssensor 340 anders positioniert werden kann, je nachdem, wie ein Benutzer oder Hersteller möchte, dass die UVC-Einheit 100 Bewegungen in einem Raum erkennt. 9 zeigt auch das von der UVC-Einheit 100 ausgestrahlte Streulicht 360. Streulicht ist jedes UVC-Licht, das unterhalb des Horizonts der UVC-Einheit 100 fällt. Überschreitet das Licht den auf der Wellenlänge des ausgestrahlten Lichts basierenden Sicherheitsgrenzwert, kann es für die Personen, die sich im Raum aufhalten, eine Gefahr darstellen. Bei der vorliegenden UVC-Einheit 100 ist die Blende 180 daher entlang der optischen Achse angeordnet, um zu verhindern, dass Streulicht von der UVC-Einheit 100 ausgestrahlt wird. Ein Niveausensor kann auch verhindern, dass sich die Einheit 100 zu weit nach unten neigt.
10 ist ein Flussdiagramm 600, das die von der UVC-Einheit 100 durchgeführten Schritte zeigt. Es ist zu beachten, dass alle Prozessbeschreibungen oder Blöcke in Flussdiagrammen als Darstellung von Modulen, Segmenten, Codeabschnitten oder Schritten zu verstehen sind, die eine oder mehrere Anweisungen zur Implementierung spezifischer logischer Funktionen im Prozess umfassen, und dass alternative Implementierungen in den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen, bei denen Funktionen in einer anderen Reihenfolge als der gezeigten oder besprochenen ausgeführt werden können, einschließlich im Wesentlichen gleichzeitig oder in umgekehrter Reihenfolge, je nach der betreffenden Funktionalität, wie es für Fachleute auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung selbstverständlich sein dürfte.
Wie in Block 602 dargestellt, bestimmt die UVC-Einheit 100 zunächst das Volumen oder die Quadratmeterzahl des Raums, in dem die Einheit 100 angeordnet ist. Wie bereits erwähnt, wird diese Bestimmung von den Sensoren der UVC-Einheit 100 durchgeführt, insbesondere vom optischen Abstandsmesssensor 320. Alternativ kann ein Benutzer der UVC-Einheit 100 die Abmessungen des Raums direkt in die UVC-Einheit 100 eingeben, indem er eine Tastatur, ein Mobiltelefon oder eine andere Eingabevorrichtung für den Computer der UVC-Einheit 100 verwendet. Da Fachpersonen bekannt ist, wie Mobiltelefonanwendungen und separate Computersoftware es einem Benutzer der UVC-Einheit 100 ermöglichen können, mit dem Computer der UVC-Einheit 100 zu kommunizieren und zu interagieren, wird dies hierin nicht weiter beschrieben.
Wie in Block 604 dargestellt, wird dann festgestellt, ob sich mehr als eine UVC-Einheit 100 im selben Raum befindet. Eine solche Bestimmung kann durch den Empfang von Eingaben eines Benutzers der UVC-Einheit 100 oder durch die Verwendung eines optionalen Erfassungssystems innerhalb der Einheit 100 erfolgen, das in der Lage ist, den Standort einer anderen UVC-Einheit 100 über eine oder mehrere von vielen verschiedenen Technologien zu erfassen, wie z. B. RFID-Etiketten, Bluetooth und die Erfassung innerhalb eines lokalen Netzwerks, jedoch nicht darauf beschränkt.
Wie in Block 606 gezeigt, misst die UVC-Einheit 100, wenn sich nur eine UVC-Einheit 100 im Raum befindet, die Temperatur des LED-Moduls 190 über den Temperatursensor 710 und die Anwesenheit von Personen im Raum über den CO2-Gehalt im Raum mit Hilfe des CO2-Sensors 610 und die Personenerkennung mit Hilfe des Anwesenheits-ZBewegungssensors 310. Der CO2-Sensor 610 und der Anwesenheits-Bewegungssensor 310 können nicht nur feststellen, ob sich eine Person im Raum befindet, sondern auch, wo sich die Person im Raum befindet.
Wie in Block 608 dargestellt, werden die Standorte der UVC-Einheiten bestimmt, wenn sich mehr als eine Einheit im Raum befindet, oder solche Informationen werden von einem Benutzer angefordert und empfangen, woraufhin die Temperatur des LED-Moduls und die Anwesenheit von Personen bestimmt werden (Block 606).
Wie in Block 610 dargestellt, bestimmt der Computer 450 dann anhand der von den Sensoren empfangenen Daten, wo im Raum UVC-Licht ausgestrahlt werden kann. Insbesondere berücksichtigt der Computer 450, ob der Raum belegt ist, die Anzahl der Personen im Raum und die Abmessungen des Raums, um zu bestimmen, ob die Blende 180 mit Hilfe des Blendenmotors so bewegt werden soll, dass das UVC-Licht nach oben oder nach unten gelenkt wird. Es kann verschiedene Betriebsarten der UVC-Einheit 100 geben, die zu unterschiedlichen Aktionen der UVC-Einheit 100 führen. Wie vorstehend erwähnt, gibt es einen Belegt-Modus der UVC-Einheit 100, in dem die Einheit 100 eingeschaltet bleibt, wenn sie mindestens eine Person im Raum erfasst. Es gibt auch einen Nicht-Belegt-Modus, bei dem sich die Einheit 100 ausschaltet, wenn eine Person den Raum betritt, und sie bleibt ausgeschaltet, solange der Raum belegt ist, und schaltet sich ein, wenn die Person den Raum verlässt. Schließlich kann sich die Einheit 100 in einem Dauer-Ein-Modus befinden, in dem die Einheit 100 unabhängig davon, ob sich eine Person im Raum befindet oder nicht, eingeschaltet ist. Da die Sensoren der UVC-Einheit 100 es der Einheit 100 ermöglichen, festzustellen, wo sich Personen im Raum aufhalten, kann die UVC-Einheit 100 das UVC-Licht auch nur in Bereiche eines Raums projizieren, die derzeit nicht belegt sind. Das ist möglich, weil die Bestimmung des Aufenthaltsortes der Person(en) in Echtzeit durchgeführt werden kann. Die Bewegung der Blende 180 kann in Abhängigkeit von dem Bereich durchgeführt werden, in den UVC-Licht projiziert werden soll, indem die Abmessungen und die Größe des Raumes, der aktuelle Aufenthaltsort der Person(en) und die Projektion von UVC-Licht in den derzeit nicht belegten Bereich des Raumes berücksichtigt werden, nachdem berechnet wurde, wo sich diese Bereiche befinden.
Die Bestimmung des Ortes, an dem das UVC-Licht ausgestrahlt werden soll, was anhand der Daten der Sensoren ermittelt wird, kann mit Hilfe bekannter Algorithmen (Block 610) erfolgen, ebenso wie die Bestimmung der Richtung für das UVC-Licht in Abhängigkeit der Position der Blende 180 (Block 612).
Obwohl dies für das vorliegende System und Verfahren nicht entscheidend ist, kann die UVC-Einheit 100 eine UV-Photodiode oder einen Sensor zur Überwachung der Ausgangsleistung/Lebensdauer der UVC-LEDs enthalten, um zu wissen, wann die LEDs ersetzt werden müssen. Darüber hinaus kann die Einheit 100 einen Temperatursensor oder mehrere Temperatursensoren zur Erfassung der LED-Temperatur enthalten, um das LED-Modul 190 zu überwachen und das Risiko einer Überhitzung der LEDs zu minimieren.
Für Fachleute wird es offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an der Struktur der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen soll die vorliegende Erfindung Modifikationen und Variationen dieser Erfindung abdecken, sofern sie in den Anwendungsbereich der folgenden Ansprüche und ihrer Entsprechungen fallen.

Claims

Ultraviolett-C-Einheit (UVC), umfassend: ein LED-Modul (Light Emitting Diode) mit einer Reihe von UVC-LEDs, die UVC-Strahlung bereitstellen; eine Linse, die die UVC-Emission des LED-Moduls linear bündelt; und eine steuerbare Blende, die das UVC-Licht, das vom LED-Modul durch die Linse fällt, lenkt, wobei UVC-Licht, das von dem LED-Modul ausgestrahlt wird, auf die Linse gerichtet wird, um die Emission des LED-Moduls linear zu fokussieren, um das Licht in einem oberen Abschnitt eines Raumes, in dem die UVC-Einheit positioniert ist, zu verteilen, wenn sich die Blende in einer ersten Position befindet, und wobei das Licht von der UVC-Einheit nach unten verteilt wird, wenn sich die Blende in einer zweiten Position befindet.
UVC-Einheit nach Anspruch 1, wobei die Linse eine einzelne Zylinderlinse ist.
UVC-Einheit nach Anspruch 1, wobei die Linse entlang der Länge des LED-Moduls gehalten wird.
UVC-Einheit nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Reflektor so angeordnet ist, dass er mindestens einen Abschnitt der Linse zumindest teilweise umgibt, um das UVC-Licht aus der UVC-Einheit zu lenken.
UVC-Einheit nach Anspruch 1, wobei die UVC-Einheit einen Schalter enthält, der es dem Benutzer ermöglicht, zwischen einem Belegt-Modus, einem Nicht-Belegt-Modus und einem Dauer-Ein-Modus zu wählen.
UVC-Einheit nach Anspruch 4, wobei das LED-Modul, die Linse, mindestens ein Reflektor und die steuerbare Blende in einem Optikgehäuse mit einem Fenster angeordnet sind, durch das das sich ausbreitende Licht hindurchtreten kann.
UVC-Einheit nach Anspruch 1, wobei das LED-Modul ferner eine Reihe von RBG-LEDs umfasst, die zusammen mit den UVC-LEDs eingeschaltet werden, um sichtbares Licht in den Raum zu projizieren, sodass potenzielle und aktuelle Personen, die sich in dem Raum aufhalten, erkennen können, dass die UVC-Einheit eingeschaltet ist und UVC-Licht ausstrahlt.
UVC-Einheit nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Kühlkörper, der sich an einem hinteren Abschnitt des LED-Moduls befindet.
UVC-Einheit nach Anspruch 8, wobei der Kühlkörper Rippen enthält, die sich nach außen und von der Linse weg erstrecken, sodass die Wärme des LED-Moduls verteilt und abgeleitet werden kann.
UVC-Einheit nach Anspruch 1, wobei die Linse entlang einer Länge des LED-Moduls gehalten wird.
UVC-Einheit nach Anspruch 1, wobei die Blende an einem oberen Abschnitt reflektierende Eigenschaften aufweist, die es ermöglichen, dass das UVC-Licht von einem Horizont der UVC-Einheit nach unten reflektiert wird, während ein unterer Abschnitt der Blende absorbierende Eigenschaften aufweist, die das Streulicht minimieren, um den Wirkungsgrad der UVC-Einheit zu erhöhen.
UVC-Einheit nach Anspruch 1, wobei die Blende an einem Blendenmotorsystem angeordnet ist, sodass, wenn sich das Blendenmotorsystem dreht, es die Blende nach oben anhebt, sodass das, was vorher als Oberseite der Blende angeordnet war, nun an der Unterseite der Blende angeordnet ist.
UVC-Einheit nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Winkelsensor zur Feststellung, ob die UVC-Einheit von ihrer Installationsposition aus nach unten geneigt ist.
UVC-Einheit nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Anwesenheits-/Bewegungssensor, der feststellt, ob sich eine Person in einem Raum aufhält, in dem sich die UVC-Einheit befindet, sowie wo in dem Raum sich die Person befindet.
UVC-Einheit nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Anwesenheits-/Bewegungssensor, der feststellt und die UVC-LEDs ausschaltet, wenn sich eine Person oder ein Körperteil in der Zone (oder dem Bereich) der UVC-Strahlung befindet.
UVC-Einheit nach Anspruch 1, ferner umfassend einen CO2-Sensor, der die Anzahl der Personen bestimmt, die sich in einem Raum aufhalten, in dem sich die UVC-Einheit befindet.
UVC-Einheit nach Anspruch 1, ferner umfassend einen optischen Abstandsmesssensor, der es der UVC-Einheit ermöglicht, die Größe und die Abmessungen eines Raums zu bestimmen, in dem sich der Sensor befindet, wobei die UVC-Einheit auch einen Prozessor enthält, der die bestimmte Größe und die Abmessungen des Raums verwendet und bestimmt, wie viel UVC-Licht zur Desinfektion des Raums erforderlich ist, und die UVC-Einheit entsprechend ein- und ausschaltet.
UVC-Einheit nach Anspruch 4, wobei der Reflektor einen Abschnitt der Linse umgibt, um das UVC-Licht von der Linse weg vom Reflektor nach vorne und aus dem Optikgehäuse heraus effizient zu reflektieren.