TW201906639A - 藉由監測uv光輸出耦合的變化而針對uv應用的安全性改善 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種系統(200)，其包含：(i)一光源(220)，其經組態以提供輻射(221)，其中該輻射(221)至少包含UV輻射；(ii)一波導元件(1210)，其包含一輻射出口窗(230)，其中該波導元件(1210)經組態以接收該輻射(221)之至少部分，並經由該輻射出口窗(230)將該輻射(221)之至少部分輻射至該波導元件(1210)的外部，並經組態以在該輻射出口窗(230)處內反射該輻射(221)的部分；(iii)一光學感測器(310)，其經組態以感測經內反射的該輻射(221)之一內反射強度(I)；及(iv)一控制系統(300)，其經功能性耦合至該光學感測器，並經組態以依據達到該內反射強度(I)隨時間之一減少的一預定第一臨限值而減少該輻射(221)之強度。

Description

藉由監測UV光輸出耦合的變化而針對UV應用的安全性改善
本發明係關於一種(防生物污損)系統。本發明亦關於一種包括此類(防生物污損)系統的物體。本發明亦提供一種用於控制UV輻射自(此類(防生物污損)系統之)一波導逸出的方法。進一步地，本發明係關於一種用於提供此類波導或(防生物污損)系統至一物體的方法。
防生物污損方法在所屬技術領域中係已知的。例如，WO 2016192942 A1 (Koninklijke Philips N.V.)描述在使用期間至少部分地浸沒於水中之一物體，該物體進一步包含一防生物污損系統，其包含一UV發射元件以用於施加UV輻射，其中該UV發射元件尤其包含一或多個光源，甚至尤其是一或多個固態光源，且經組態以該UV輻射(在一照射階段期間)照射下列的一或多者：(i)該外部表面的一(該)部分及(ii)相鄰於該外部表面之該部分的水，其中該物體尤其係選自由一船舶及一基礎結構物體所組成的群組。
尤其，該物體或該防生物污損系統包含一控制系統。因此，該物體包含此類控制系統，其可選地經整合在該防生物污損系統中或在該物體中的別處。
在一特定實施例中，該控制系統尤其經組態以依據輸入資訊而變動地控制該UV輻射，輸入資訊包含下列之一或多者的資訊：(i)該物體之一位置、(ii)該物體的移動、(iii)該物體(之該部分)至一第二物體的一距離(d)、及(iv)該外部表面之該部分相對於水的一位置。因此，尤其該防生物污損系統經組態以依據輸入資訊而變動地控制該UV輻射，輸入資訊包含一人類UV輻射曝露風險的資訊。
生物污損(biofouling)或生物的污損(biological fouling，在本文亦指示為「污損(fouling)」或「生物污損(biofouling)」)係微生物、植物、藻類、及/或動物在表面上的積聚。生物污損生物中的品種係非常不同的，並延伸至遠超出藤壺及海草的附著。根據一些估計，生物污損歸咎於超過1700種物種，包含超過4000種生物。生物污損劃分成微生物污損及巨生物污損，微生物污損包括生物膜形成及細菌黏附，巨生物污損係較大生物的附著。歸因於判定何物預防生物沈積之不同的化學及生物學，此等生物亦分類為硬污損或軟污損類型。石灰質(硬)污損生物包括藤壺、結殼苔蘚蟲類、軟體動物、多毛類動物與其他管蟲、以及斑馬貽貝。非石灰質(軟)污損生物的實例係海草、水螅體、藻類、及生物膜「黏質物(slime)」。此等生物共同形成一污損群落。在本文中，「生物污損(biofouling)」在實施例中亦可關於細菌。
在若干情況下，生物污損產生實質問題。機器停止運轉、水入口遭堵塞、以及船體遭受增加的阻力。因此，防生物污損的課題(亦即移除或預防污損形成的程序)係眾所周知的。在工業程序中，生物分散劑可用以控制生物污損。在較少受到控制的環境中，以使用除生物劑的塗層、熱處理、或能量脈衝來殺死或驅除生物。預防生物附著之無毒性的機械策略包括選擇具有一光滑表面的一材料或塗層或者創建僅提供不良錨點之類似於鯊魚或海豚的皮膚之奈米尺度的表面拓樸。船體上的生物污損導致嚴重增加的阻力，且因此增加耗油量。經估計，耗油量中之至多40%的增加可歸咎於生物污損。由於大型油輪或貨櫃運輸船可消耗的燃油至多一天€200.000，以一有效的防生物污損方法進行實質節約係可行的。
令人驚訝的是，所展露的係可有效地使用UV輻射以實質上預防與海水、或湖水、河水、運河水等接觸之表面上的生物污損。據此，一方法係基於具體使用紫外光或輻射(UV)的光學方法而呈現。所展露的係使用足量的UV光會殺死大多數的微生物、使其等不活動、或無法繁殖。此效應主要受到UV光之總劑量的支配。欲殺死90%的某一微生物的一般劑量係10 mW/h/m2 。
UV LED或UV源可以受限的壁式插座效率及受限的壽命進行操作。此可限制此類光源的使用。
然而，UV輻射亦可用於除了水中(諸如海洋)物體的防污損以外的應用。UV輻射亦可用以清潔物體或保持物體清潔免於細菌等。
用語「水中(aquatic)」及類似用語可指淡水及鹹水應用(且當然還有半鹹水應用)。
在所有此類實例中，當高等生物(包括人類)可接收此類UV輻射時，尤其當可能實體接觸輻射發射表面時，採取特定措施可係必要的。
因此，提供一種用於預防或減少生物污損之替代系統或方法係本發明之一態樣，其較佳地進一步至少部分地排除上述缺點的一或多者。本發明可具有的目標在於克服或改進先前技術之缺陷的至少一者或者提供一可用的替代方案。
由於該系統可用以中和細菌及/或其他微生物或者預防細菌及/或微生物的附著，該防生物污損系統大致上亦可指示為「系統(system)」，並在特定實施例中指示為「防微生物的污損之系統(anti-micro biological fouling system)」或者「衛生系統(hygiene system)」等等。在本文中，該系統可進一步指示為「防生物污損系統(anti-biofouling system)」或「系統(system)」。
在本文中，提出一種基於光學手段的新方法。尤其，此新方法可基於下列態樣： • 若「某物」觸碰到表面，則光經耦合出該表面。此光輸出耦合(outcoupling)意指較少的光將留在光導內。此可經監測。 • 污損將耦合出光，就如同高等生物及物體一樣；例如人類的手觸碰表面； • 污損將逐漸地覆蓋一表面；其中手觸碰表面導致該光輸出耦合非常突然且立即的變化。
因此，尤其在本文中提出經由一整合式UV感測器隨時間監測留在該光導內的光之總量。若經光輸出耦合的光的量變化緩慢(信號的一階導數小)，則此意味污損正在該表面各處以一漸進步伐發生。然而，若在此信號中觀察到一大的步進(大的一階導數)，則一大型物體已觸碰到該表面。此不可能是污損，因此必須假設是別的東西(如人類)已觸碰該表面。由於此意味額外的光經耦合出，且其同時意味人類的接近，必須作出將光切斷的決定；至少係暫時的。
在一態樣中，本發明提供一種防生物污損系統(「系統(system)」或「防污損系統(anti-fouling system)」或「照射系統(lighting system)」)，其包含：(i)一波導元件(或「波導(waveguide)」或「光導(light guide)」)，其包含一輻射出口窗；(ii)一光學感測器(「感測器(sensor)」)，其經組態以感測經內反射的輻射之一內反射強度(I)；(iii)一控制系統，其經功能性耦合至該光學感測器。尤其，該波導元件經組態以接收(來自一光源的)輻射，其中該輻射至少包含UV輻射，且經組態以經由該輻射出口窗將該輻射之至少部分輻射至該波導元件的外部，並經組態以在該輻射出口窗處內反射該輻射的部分。進一步地，該控制系統尤其可經組態以依據達到該內反射強度(I)隨時間之一減少的一預定第一臨限值而減少該輻射之強度。因此，本發明尤其提供一種防生物污損系統，其包含：(i)一波導元件，其包含一輻射出口窗，其中該波導元件(a)經組態以接收(來自一光源的)輻射，其中該輻射至少包含UV輻射，及(b)經組態以經由該輻射出口窗將該輻射之至少部分輻射至該波導元件的外部，及(c)經組態以在該輻射出口窗處內反射該輻射的部分；(ii)一光學感測器(「感測器(sensor)」)，其經組態以感測經內反射的該輻射之一內反射強度(I)；(iii)一控制系統，其經功能性耦合至該光學感測器，且經組態以依據達到該內反射強度(I)隨時間之一減少的一預定第一臨限值而減少該輻射之強度。尤其，此(多個)系統可進一步包含一光源，其經組態以提供輻射，其中該輻射至少包含UV輻射。
在一進一步的態樣中，本發明提供一種防生物污損系統，其包含：(i)一光源，其經組態以提供輻射，其中該輻射至少包含UV輻射；(ii)一波導元件，其包含一輻射出口窗，其中該波導元件經組態以接收該輻射之至少部分，並經由該輻射出口窗將該輻射之至少部分輻射至該波導元件的外部，並經組態以在該輻射出口窗處內反射該輻射的部分；(iii)一光學感測器，其經組態以感測經內反射的該輻射之一內反射強度(I)；及(iv)一控制系統，其經功能性耦合至該光學感測器。該控制系統可經組態以在如該感測器所感測之該內反射之強度減少(一突然的步進)時，減小該輻射(尤其該UV輻射)之強度。因此，在特定實施例中，該控制系統可經組態以依據達到該內反射強度(I)隨時間之一減少的一預定第一臨限值而減少該輻射之強度。
在一更進一步的態樣中，本發明亦提供一種物體，其在實施例中於使用期間係至少部分地浸沒於水中，該物體包含如本文所定義的防生物污損系統，其中該波導元件經組態以在一照射階段期間以輻射照射下列之一或多者：(i)該物體之一外部表面的一部分；及(ii)相鄰於該外部表面之該部分的水。在實施例中，該物體可選自由一船舶及一基礎結構物體所組成之群組。在一更進一步的態樣中，本發明提供一種物體，其包含如本文所定義的防生物污損系統，其中該物體包含一外部表面，且其中該輻射出口窗經組態為該外部表面之至少部分，例如其中該物體係選自包含一門把手、一水龍頭把手、一廁所把手、一欄桿、一廚房砧板、及一醫療裝置、或(其他)常見的家用物體(尤其可在家中或在辦公室內等使用)等之群組(例如，一些其他實例係在本文中於別處描述)。本發明尤其進一步參照與該物體組合之該防生物污損系統解釋。
使用本防生物污損系統，以一較安全的方式執行防污損可係可行的。當手觸碰該波導的表面時，或當例如海豚觸碰船體處之該波導的表面時，該系統可減少或關斷該UV輻射。尤其，該系統可在高等生物觸碰該波導的地方關斷或減少該UV輻射。當然，在高等生物自該波導移開時，該UV輻射可再次增加或開啟。歸因於與該波導的接觸，更多輻射可經光輸出耦合，其導致該內反射的減少；此效應可就受抑(全)內反射來描述。因此，該感測器(以一間接方式)感測該窗上之一元件的存在。當然，污損的增長可導致該內反射的逐漸減小(假設生物污損並未藉由該防污損輻射來移除)。然而，此將係一逐漸的增長，而與高等生物的接觸大致上將係突然的。當歸因於輻射的突然洩漏而偵測到此類接觸時，接著可為了安全性理由減少該UV輻射之強度。減少強度可包括關斷、局部關斷、減少強度(但非減少至零)、或局部減少強度(但局部非減少至零)。
亦可使用用語UV發射元件(UV-emitting element)來取代用語「波導元件(waveguide element)」。尤其，該波導元件經組態以在該系統的使用期間提供UV輻射。
尤其，在實施例中，由於接觸可係非常短暫的，且內反射的量將迅速回到先前的位準，該控制系統可將在改變該UV強度前的一短暫延遲列入考慮。在此類情況下，減少該UV強度可係非必要的。因此，在實施例中，該控制系統經組態以僅當該內反射強度(I) (隨時間)之一增加之一預定第二臨限值並未在一預定控制時段內發生時減少該輻射之該強度。尤其，該控制系統將僅在經減少的該內反射強度持續至少0.1秒(例如至少0.5秒、例如至少1秒)時改變該輻射之該強度。然後，顯然其並非一偶然接觸。然而，當該內反射突然減小但在一(短暫的)預定時間內再次增加(基本上至原始位準)時，此可係一偶然接觸，且不一定必要減少該UV強度。雖然如此，為了安全性理由，在實施例中，在該內反射的任何(迅速)減少之後可(立即)可減少該UV強度。
例如，假設包含輻射透射材料之一門把手，其中該把手係使用UV輻射來保持清潔，當以手觸碰該門把手(的該透射材料)時，可關斷該UV輻射。在失去抓握之後，可再次增加該強度。
該控制系統可經組態使得當使一基本上黑色的元件與該波導接觸時，該控制系統減少該UV強度。此元件可例如與該波導的10 cm2 (例如僅該波導的4 cm2 、如僅該波導的1 cm2 )實體接觸。此種參照顯示該控制系統可如何組態以安全地操作該系統。因此，在特定實施例中，該預定第一臨限值經定義使得其將至少在使一物體與該輻射出口窗接觸並覆蓋該輻射出口窗的1 cm2 時達到，其中該物體與該輻射出口窗接觸的部分吸收自該輻射出口窗經耦合出之該輻射的至少90%。
例如，在特定實施例中，該內反射強度(I)隨時間之一減少的該預定第一臨限值係由該光學感測器所感測之該內反射強度(I)在至多0.05秒(例如在至多0.1秒、尤其在至多0.5秒、例如在至多1秒、如在至多2秒、例如在至多5秒、例如在至多10秒) (之一時間段)中之至少1% (例如至少2%、如至少5%、例如至少10%、例如至少15%、如至少20%)的減少。該內反射強度減少至少n% (諸如10%)意味相對於一起始位準，該內反射下降n% (諸如10%)。
在本文中，用語「臨限值(threshold)」尤其係指為了產生一效應所必須達到(或通過)的位準。因此，當例如達到(或通過)在至多0.1秒中減少至少1%的一第一臨限值(舉例來說，例如在0.1秒中之1% (確切的第一臨限值值)、或在0.05秒中之5% (大於該第一臨限值值，(因為強度較大而時間較短))時，將(由該控制系統)減少該UV輻射。一實例將係100 mW至90 mW的減少(亦參見下列實例)或者50 mW至45 mW的減少，其兩者均係10%的減少。
當達到或通過一臨限值時，該臨限值經通過，且可減少該UV輻射(當達到該第一臨限值時)或增加該UV輻射(當達到該第二臨限值時)。
因此，在特定實施例中，該光學感測器所感測之內反射強度(I)的減少ΔI及此類減少應發生的時間段Δt可導致一第一臨限值，其係選自0.1%/s ≤ |ΔI/Δt| ≤ 100%/s的範圍(其中ΔI＜0%)。因此，ΔI經定義為最終強度減該時間段之開始時之強度(兩者均以百分率指示)，其中該時間段之開始時之強度按定義係100%。僅舉例說明：假設在t=0有一100 mW的信號，且在該時間段之結束時(在例如0.5秒之後)有一90 mW的信號。則ΔI=-10%。因此，該感測器信號的減少(亦即，一經減少的內反射)按定義導致一負的ΔI。始於0 S時100 mW在0.5秒中之10 mW減少的實例減少將提供|ΔI/Δt| = |-10%/0.5 s| = 20%/s，其係在針對該第一臨限值的選擇範圍內。因此，此可係一適於該第一臨限值的選擇。
若將一臨限值定義為大於該指示範圍，則敏感度可係不夠高的。
等於或大於此類預定第一臨限值之任何減少可導致該UV輻射之強度的減少。尤其須注意，Δt係至多2秒(例如至多1秒)。因此，若該第一臨限值在例如多於10秒中達到，則此可評定為一逐漸的污損增長，或者至少不是高等生物(諸如人類)與該輻射出口窗的一實體接觸。因此，該反射的此類減少將不會評定為一突然的步進。因此，例如，假設在|ΔI/Δt| = 50%/s下判定一第一臨限值位準，則當達到(或通過)此第一臨限值(舉例來說，例如在1秒中之50% (確切的第一臨限值值)、或在0.5秒中之80% (大於該第一臨限值值))時，將減少該UV輻射。
因此，在實施例中，該預定第一臨限值係選自0.1%/s ≤ |ΔI/Δt| ≤ 100%/s的範圍，其中ΔI係以百分比表示之(藉由該光學感測器所感測之)內反射強度(I)的減少，其中ΔI＜0%，其中Δt係此類減少ΔI發生的時間段，其中Δt係至多上文所指示的時間段之一者(例如至多1秒)。t=0時的該內反射強度經定義為100%。
使用此類資料，可評估一導數。此再次可用以評估其是否係一逐漸污損或與另一元件(諸如高等生物)之一接觸。
如上文所指示，當高等生物再次離開該波導表面(例如在一門把手失去抓握)時，可再次增加強度。因此，在特定實施例中，該控制系統經組態以依據該內反射強度(I)隨時間之一增加的一預定第二臨限值而增加該輻射之強度。
替代或額外地，由於內反射強度I的最小減小，亦可定義一預定最小感測器信號(下降) (舉例來說，-1 mV)。
針對該第二臨限值，考慮觸碰表面可導致所感測的內反射之減少以及一表面物體的移除可(再次)導致所感測的內反射之增加，基本上可使用如上文所定義的相同數字。
同樣地，因此在特定實施例中，在特定實施例中，該光學感測器所感測之內反射強度(I)的增加ΔI及此類增加應發生的時間段Δt可導致一第一臨限值，其係選自0.1%/s ≤ |ΔI/Δt| ≤ 400%/s的範圍(其中ΔI＞0%)。如上文所指示的，在本文中，ΔI經定義為最終強度減該時間段之開始時之強度(兩者均以百分率指示)，其中該時間段之開始時之強度按定義係100%。僅舉例說明：假設在t=0有一100 mW的信號，且在該時間段之結束時(在例如0.5秒之後)有一110 mW的信號。則ΔI=+10%。因此，該感測器信號的增加(亦即，一經增加的內反射)按定義導致一正的ΔI。
等於或大於此類預定第一臨限值之任何增加可導致該UV輻射之強度的增加。尤其須注意，Δt係至多2秒(例如至多1秒)。因此，若該第二臨限值在例如多於10秒中達到，則此可評定為一逐漸的污損移除，或者至少不是高等生物(諸如人類)自該輻射出口窗撤離。因此，該反射的此類增加將不會評定為一突然的步進。因此，例如，假設在|ΔI/Δt| = 50%/s下判定一第二臨限值位準，則當達到(或通過)此第一臨限值(舉例來說，例如在1秒中之50% (確切的第二臨限值值)、或在0.5秒中之80% (大於該第二臨限值值))時，可(再次)增加該UV輻射(至例如下降前之稍早的UV輻射強度)。t=0時的該內反射強度經定義為100% (除非強度為0)。
因此，由於內反射強度I中的最小增加，亦可定義一預定最小感測器信號(增加) (舉例來說，1 mV)。
因此，在實施例中，該預定第二臨限值係選自0.1%/s ≤ |ΔI/Δt| ≤ 400%/s的範圍，其中ΔI係以百分比表示之(藉由該光學感測器所感測之)內反射強度(I)的增加，其中ΔI＞0%，其中Δt係此類減少ΔI發生的時間段，其中Δt係至多上文所指示的時間段之一者(例如至多1秒)。須注意，下降不能大於100%，而增加可大於100%。
因此，該控制系統尤其經組態以依據達到該內反射強度(I)隨時間之該減少的該預定第一臨限值而關斷該輻射，並依據該內反射強度(I)隨時間之一增加的一預定第二臨限值而開啟該輻射。
因此，在此一實施例中，一(單一)光源的UV輻射係完全關斷(及開啟)。然而，亦係可行的是減少強度(諸如至50%或更低的一位準)。因此，在實施例中，該控制系統經組態以依據達到該內反射強度(I)隨時間之該減少的該預定第一臨限值而減少該輻射至大於0 W之該輻射的一第一強度位準，並依據該內反射強度(I)隨時間之該增加的該預定第二臨限值而增加該輻射至該輻射之一預定第二強度位準。
當該系統係一「單純的(simple)」開/關系統時，該系統開啟該光源至其預定固定位準。然而，亦係可行的是該光源之強度係可控制的。如進一步於下文闡明的，強度可例如隨污損的程度而變動，其可因此使用該光學感測器測量。此亦可應用於當所欲的是在強度減少之後將該光源再次切換至強度減少前的先前位準。因此，在特定實施例中，該輻射之該預定第二強度位準係該輻射在該輻射之該第一強度位準之(最近一次)減少(或「下降」)前之強度位準+/- 20% (諸如+/-10%)。因此，在實施例中，該輻射之該預定第二強度位準係在至該輻射之該第一強度位準的該減少之前之該輻射之該強度位準之+/-10%的範圍內。
當然，亦係可行的是與此同時，該波導表面已經進一步的生物污損或已移除污損(例如，歸因於自發性移除)。因此，回到該原始值在此類場合下可因此係較非所欲者。因此，在實施例中，該防生物污損系統可經組態以根據該輻射之強度與該光學感測器所感測之該內反射強度(I)之間的一預定關係而將該輻射之至少部分輻射至該波導元件的外部。此允許依據該經(間接)感測之生物污損來控制該UV輻射。生物污損係藉由該光學感測器來(間接)感測。因此，在此類實施例中，該輻射之該預定第二強度位準(單純)係與該光學感測器所感測之該內反射強度(I)相關聯之該輻射之強度位準(根據該輻射之強度與該光學感測器所感測之該內反射強度(I)之間的預定關係)。為此目的，該控制系統可包含一記憶體，其儲存該輻射之強度與該光學感測器所感測之該內反射強度(I)之間的(多個)預定關係。
針對安全性在其中可係非常重要的特定應用，可係可行的是該UV輻射的增加可僅在人類下指令後執行。因此，在特定實施例中，該防生物污損系統可包含一使用者介面，其中該控制系統進一步包含一安全性常式，使得在歸因於達到該內反射強度(I)之該預定第一臨限值的該輻射之該強度的該減少之後，該輻射之該強度僅可在經由該使用者介面之一指令後增加。此處，該第一臨限值亦可指一強度臨限值。
須注意，在更進一步的實施例中，任何高於該預先界定之第一臨限值的減小可導致該防生物污損輻射的減少。例如，可為安全性理由選擇此類實施例。
如上文所指示，該防生物污損系統包含一UV發射元件。用語「UV發射元件(UV-emitting element)」亦可指複數個UV發射元件。因此，該系統可包括複數個此類元件。該系統可包括一電能源，但該系統(在使用期間)亦可與一電能源功能性耦合。在實施例中，各UV發射元件可與一能量源功能性耦合。此允許該等UV發射元件的分散供電。該能量源尤其係用於為該(多個)光源供電。
在本文中，該UV發射元件亦可指示為「照射模組(lighting module)」。該UV發射元件可係一板狀模組(在本文中亦指示為「光學媒介(optical medium)」)，其具有至少部分或甚至全部嵌入其中的一或多個相關元件。因此，在實施例中，該UV發射元件包含透光(固體)材料(諸如聚矽氧等)。然而，該UV元件亦可包括一外殼，其至少部分或甚至全部圍封一或多個相關元件。該一或多個相關元件至少包含該光源，其經組態以提供光源光，尤其是該UV輻射。該UV發射元件可具有一平坦或一彎曲的輻射出口窗。用語「UV發射元件(UV-emitting element)」指示該元件尤其經組態以在該元件的使用期間提供UV輻射。
該波導元件可經定形狀為一板，可選地一彎曲形狀。然而，該波導元件亦可具有其他形狀。此可取決於例如應用。例如，當物體係一門把手、一水龍頭把手、一馬桶把手、一欄桿、一廚房砧板、或一醫療裝置時，該波導元件的形狀可係或必須係不同於一板，並可具有一或多個彎曲的面。
該UV發射元件包含一UV輻射出口窗。該UV輻射出口窗經組態以透射該光源之該UV輻射之至少部分。該UV輻射之至少部分經由該輻射出口窗逸出至該UV發射元件的外部。因此，該出口窗透射UV輻射。大致上，該窗亦將透射可見光。如上文所指示以及如將進一步於下文解釋的，在實施例中，該元件可係一輻射透射板。在此類情況下，該窗可係該元件的一面(或平面)。
用語「輻射透射(radiation transmissive)」係指透射輻射，尤其透射UV輻射且可選地亦透射可見光輻射。
該UV輻射出口窗包含一上游窗側及一下游窗側。用語「上游(upstream)」及「下游(downstream)」係關於項目或特徵相對於來自一光產生構件(此處尤其是該光源)的光之傳播的一配置，其中相對於來自該光產生構件之一光束內的一第一位置，較靠近該光產生構件之該光束中的一第二位置係「上游(upstream)」，且較遠離該光產生構件之該光束內的一第三位置係「下游(downstream)」。因此，該上游窗側(「上游側(upstream side)」)尤其指向該元件的內部，並可直接或在內反射之後接收光源光。該下游窗側(「下游側(downstream side)」)尤其可指向該元件的外部。此窗側在該系統的使用期間可例如(暫時地)與水接觸。須注意，在該元件的板狀實施例中，該上游窗側及一下游窗側可係(同一)邊緣(或平面)的兩側。
該元件尤其亦包括一光學感測器。該感測器係至少部分藉由該元件圍封，但在實施例中甚至可整個嵌入其中。因此，該光學感測器經組態(如該光源)於該元件之該上游窗側處。該光學感測器(「感測器(sensor)」)在實施例中可經組態以感測自該下游窗側放射(進入該元件)的輻射。進一步地，用語「感測器(sensor)」亦可指複數個感測器，可選地，其等之二或更多者可經組態以感測不同的性質。
該感測器可經組態以感測該元件內的輻射，該輻射源自於該光源。
在實施例中，該系統可基於反射原理，尤其是TIR(全內反射)原理。該光源可經組態以基於該內反射原理提供該UV輻射(及/或其他類型的輻射；參見下文)至該輻射出口窗。因此，在實施例中，該光學感測器經組態以感測由該UV輻射出口窗所反射的UV輻射(及/或其他類型的輻射；參見下文)。當在該輻射出口窗上，尤其在該下游窗側上，可得到生物污損時，更多的UV輻射(及/或其他類型的輻射；參見下文)可自該元件逸出。因此，較少的UV輻射(及/或其他類型的輻射；參見下文)可抵達該光學感測器。當該感測器接收到較少的UV輻射(及/或其他類型的輻射；參見下文)時，該系統可(若可行的話)針對使用UV輻射防生物污損增加強度。因此，尤為更甚地，該防生物污損系統可經組態以在該光學感測器感測到UV輻射(及/或其他類型的輻射；參見下文)的減少時增加該UV輻射之強度。該(UV)輻射可由於歸因於(該輻射出口窗之該下游側處之)生物污損的「受抑TIR (frustrated TIR)」而減少。生物污損自該光出口窗提取光。因此，在實施例中，該(經感測的)輻射源自該光源。
該元件在實施例中可至少包含用於UV輻射之一光源。此UV輻射係用於防生物污損。因此，該UV輻射係用作防生物污損輻射。此輻射亦可係用於該感測器的基礎，此係因為該感測器可經組態以感測經反射之UV輻射、經散射之UV輻射、及(來自相鄰於或附接至該輻射出口窗之物種的)螢光之一或多者。
因此，在實施例中，當使用LED時，相同的LED波長係用於監測及防污損。因此，該感測器系統源在實施例中可係亦用於防生物污損之一UV LED。
然而，替代或額外地，經組態用於產生第二光源輻射(「第二輻射」)之一分開的光源(在本文中亦指示為第二光源)可係用於該感測器的基礎。在此類實施例中，該感測器可經組態以感測經反射的第二輻射、經散射的第二輻射、及歸因於使用第二輻射激發之(來自相鄰於或附接至該輻射出口窗之物種的)螢光之一或多者。
因此，該感測器系統源可係實質上未用於防生物污損之一UV LED (或雷射)。該感測器系統源亦可係一可見光LED (或雷射)。替代或額外地，該感測器系統源可係一紅外光LED (或雷射)。因此，在上述實施例中，所提到的係UV輻射及/或其他類型的輻射。
尤其，該感測器經組態以感測該光源之輻射的反射，尤其是在該光出口窗處的反射。
在本文中，在光源中的用語「光(light)」及類似用語因而亦可指UV輻射及/或IR輻射(當然還有可見光)。此將由上下文而明白。因此，在實施例中，可使用UV光源。在其他實施例中，可應用一或多個UV光源及用於可見光及IR之一或多者的一或多個光源。
如上文所指示，該感測器經組態以提供一對應的光學感測器信號。因此，該感測器信號尤其係關於由該感測器所感測以及該感測器經組態用於的該輻射。例如，經反射的(UV)輻射的增加可例如關於一較大的感測器信號。
尤其，該防生物污損系統進一步經組態以相依於該光學感測器信號而提供(用於防生物污損的)該UV輻射。因此，當該系統基於該感測器信號決定存在生物污損或生物污損(的量)正在增加時，可(由該系統)提供及/或增加防生物污損的光。替代或額外地，該防生物污損的光之光譜分佈亦可相依於該感測器信號而改變(亦參見下文)。
本文所述之控制迴路可包括或意味一控制系統，其可經整合在該元件中或者其可經組態於該元件外部。在後者的實施例中，此意味該元件與該控制系統之間的一有線或無線通訊。因此，尤其是該物體或該防生物污損系統可進一步包含一控制系統。因此，該物體可包含此類控制系統。在實施例中，該防生物污損系統包含該控制系統，但在該物體外部。因此，在實施例中，該防生物污損系統可進一步包含一控制系統，可選地由該UV發射元件圍封。當該控制系統包含多於一個元件時，一或多個元件可由該物體所包含及/或一或多個元件可經組態於該物體外部。
在一實施例中，該控制系統包含複數個控制系統。例如，該船舶可包含一控制系統作為主控制系統，其中各防生物污損系統包含一從屬控制系統。可選地，該控制系統可經組態於該物體外部，亦即於該物體遠端。在特定實施例中，於該物體遠端之一主控制系統控制由該物體(諸如該防生物污損系統)所包含的該從屬控制系統。因此，例如，該(主)控制系統可遠離；或未在該船舶上而在岸上(例如在一航運公司的一控制室中)。此類主控制系統可經組態以控制複數個物體的防生物污損系統。
該光學感測器可對UV輻射、可見光輻射、及IR輻射之一或多者敏感。此類敏感度可指在此等之一者(或多者)內之一波長子範圍(例如，一光學感測器實質上僅在200至300 nm的波長範圍內敏感)。該光學感測器可經組態以感測所使用的輻射
此處於下文中，更詳細地討論一些進一步的實施例。
如上文所指示，用於防污損的UV輻射亦可用於感測該輻射出口窗上的生物污損程度。因此，在實施例中，該防生物污損系統進一步經組態以相依於該光學感測器信號而控制該UV輻射之強度。
如上文所指示，不僅可將UV輻射用作用於該感測器的基礎，替代或額外地，可應用其他類型的輻射。此輻射可由提供UV輻射的同一光源或由一分開的光源(第二光源)提供。因此，在實施例中，(i)該光源經組態以提供UV輻射及可見光與紅外光輻射之一或多者及/或(ii)該UV發射元件包含一第二光源，其經組態以產生可見光及紅外光輻射之一或多者，且其中該光學感測器經組態以感測可見光及紅外光輻射之一或多者並提供該對應的感測器信號。尤其，在實施例中，該防生物污損系統進一步經組態以相依於所接收之輻射的光譜分佈而控制該UV輻射(及/或可見光與紅外光輻射之一或多者)的光譜分佈及強度的一或多者。此感測器可測量經散射及/或經反射的可見光及/或IR輻射。如本文所指示，在該感測器與光源之間可存在一(實體)封阻，以防止該感測器接收來自此光源之直射的光源光。
因此，在實施例中，該光學感測器經組態以感測該UV輻射。替代或額外地，在實施例中，該光學感測器經組態以感測可見光及紅外光輻射之一或多者。
尤其，該系統包含複數個UV光源。尤為更甚地，此等基本上可以一規則圖案配置。同樣地，該系統可包括複數個感測器(其等基本上可以一規則圖案配置)。大致上，一元件可包括較感測器更多的光源(諸如複數個光源)但僅單一個感測器，不過可選地，該元件亦可包括複數個感測器。光源之間的距離可小於感測器之間的距離。
尤其，該系統可包括複數個子集，其中各子集複數個光源及一或多個感測器。因此，在實施例中，該防生物污損系統包含複數個光源，其中鄰接的光源具有選自0.5至200 mm (例如2至100 mm)之範圍的相互光源距離(d1)，其中該防生物污損系統進一步包含複數個光學感測器，其中鄰接的光學感測器具有選自至少0.5 mm (例如至少2 mm、如至少1 cm、例如至少4 cm)之範圍(如0.5至200 mm之範圍)的相互光學感測器距離(d2)。在特定實施例中，該防生物污損系統包含光源與光學感測器的複數個子集，其中各子集包含一或多個光源及一或多個光學感測器，其中各子集經組態以相依於該子集中之該一或多個光學感測器的光學感測器信號而提供該子集中之該一或多個光源的該UV輻射。在更進一步的實施例中，該防生物污損系統包含複數個LED，其中該等LED經組態以產生該UV輻射，其中該等LED包含LED晶粒，且其中鄰接的LED之該等LED晶粒具有選自0.5至200 mm之範圍的相互光源距離(d1)，其中該防生物污損系統進一步包含複數個光學感測器，其中鄰接的光學感測器具有選自至少0.5 mm (例如至少2 mm、如至少1 cm、例如至少4 cm)之範圍(如在0.5至200 mm之範圍中)的相互光學感測器距離(d2)，其中該防生物污損系統包含光源與光學感測器的複數個子集，其中各子集包含一或多個光源及一或多個光學感測器，其中各子集經組態以相依於該子集中之該一或多個光學感測器的光學感測器信號而提供該子集中之該一或多個光源的該UV輻射。尤其d2＞d1 (例如d2/d1＞2)。
因此，在特定實施例中，該系統可包含複數個UV發射光源。然而，在其他實施例中，該系統可包含一或多個UV發射光源及一或多個以可見光或以紅外光發射的光源。後者在特定實施例中可用於該內反射的感測及/或用於其他目的。然而，在又其他特定實施例中，該系統包含複數個光源，且一或多個光源經組態使得至少部分的光經內反射並可由該光學感測器感測。
因此，在特定實施例中，該系統包含複數個光源，其中一或多個光源經組態以提供可見光輻射，且其中一或多個其他光源經組態以提供UV輻射。
如已於上文所指示的，該系統亦可包含複數個光源，其中各光源主要經引導至該輻射出口窗的部分。以此方式，可應用一大型波導。在此類情況下，亦可應用複數個光學感測器，其等允許該波導之該輻射出口窗之一專用照射以及該出口窗之部分的一專用控制，不管高等生物是否觸碰該出口窗。因此，在更進一步的特定實施例中，該防生物污損系統可包含複數個光源及複數個光學感測器，其等經組態於一或多個光源及一或多個光學感測器之複數個子集中，其中各子集之該一或多個光源經組態以使輻射經由該輻射出口窗的各別部分輻射，且其中該控制系統經組態以獨立於一或多個其他子集而控制一或多個子集。
如上文所指示，在一進一步的態樣中，本發明提供一種物體，其在使用期間係至少部分地浸沒於水中，該物體包含如本文所定義的防生物污損系統，其中該UV發射元件經組態以在一照射階段以UV輻射照射下列之一或多者：(i)該物體之一外部表面的一部分；及(ii)相鄰於該外部表面之該部分的水。如上文所指示，該物體尤其可選自由一船舶及一基礎結構物體所組成之群組。
在本文中，用詞「在使用期間係至少部分地浸沒於水中之物體(object that during use is at least partly submerged in water)」尤其係指例如船舶及基礎結構物體之具有水中應用的物體。因此，在使用期間，此類物體大致上將與水接觸(如在海中、湖中、運河中、河中、或另一水道等之中的一船舶)。用語「船舶(vessel)」可例如指諸如小艇或艦船等(諸如帆船、油輪、遊輪、遊艇、渡輪、潛艇等等)。用語「基礎結構物體(infrastructural object)」尤其可指水中應用，其大致上經配置為實質上固定(諸如水壩、水閘、浮筒、鑽油平台等等)。用語「基礎結構物體(infrastructural object)」亦可指管路(用於例如將海水往上抽泵至諸如一發電廠)及(水力)發電廠的其他部件(諸如冷卻系統、渦輪機等)。用語「基礎結構物體(infrastructural object)」亦可指一鑽油平台。用語「基礎結構物體(infrastructural object)」亦可指一結構，其用於收穫潮汐能及/或用於收穫波能及/或用於收穫汲取自洋流的能量等。
用語「外部表面(external surface)」尤其係指可與水實體接觸的表面。在管路的例子中，此可應用至內部管路表面及外部管路表面的一或多者。因此，亦可應用用語「污損表面(fouling surface)」來取代用語「外部表面(external surface)」。進一步地，在此類實施例中，用語「水線(water line)」亦可指例如充填液位。尤其，該物體係一經組態用於水中(諸如海洋)應用(亦即，在海或洋中或接近海或洋的應用)的物體。此類物體在其等之使用期間至少暫時地或實質上總是至少部分地與水接觸。該物體在使用期間可至少部分地在水(線)下，或者實質上可所有時間均在水(線)下(例如對潛艇應用而言)。本發明可例如應用於水中(諸如海洋)防污損、保持經弄濕的表面清潔、用於離岸應用、用於海(底)應用、用於鑽探平台等。
歸因於此與水接觸，生物污損可發生，具有上文所指示的缺陷。生物污損將發生在此類物體之一外部表面(「表面)的表面處。欲保護之一物體(的一元件)的表面可包含鋼，但可選地亦包含另一材料(諸如例如選自由木材、聚酯、複合物、鋁、橡膠、氯磺化聚乙烯(hypalon)、PVC、玻璃纖維等所組成之群組)。因此，取代一鋼船體，船體亦可係PVC船體或聚酯船體等。亦可使用另一鐵材料(例如一(其他)鐵合金來取代鋼
在本文中，用語「污損(fouling)」或「生物污損(biofouling)」或「生物的污損(biological fouling)」係可互換地使用。在上文中，提供一些污損實例。生物污損可發生在水中或靠近水以及暫時地曝露至水(或另一導電水性液體)的任何表面上。在此類表面上，生物污損可在該元件在水中或接近水(例如(剛好)在水線上，如，例如歸因於水的噴濺，例如歸因於艏波)時發生。在回歸線之間，生物污損可發生於數小時內。即使在中等溫度下，第一(階段的)污損將發生於數小時內；如一第一(分子)程度的糖及細菌。
該防生物污損系統包含至少一UV發射元件。進一步地，該防生物污損系統可包含一控制系統(亦參見下文)、一電能供應器等。
用語「防生物污損系統(anti-biofouling system)」亦可指複數個此類系統，可選地彼此經功能性耦合(例如，經由單一控制系統控制)。進一步地，該防生物污損系統可包含複數個此類UV發射元件。在本文中，用語「UV發射元件(UV-emitting element)」可(因此)指複數個UV發射元件。例如，在一實施例中，複數個UV發射元件可與該物體(諸如船體)的一外部表面相關聯，或者可由此類表面所包含(亦參見下文)，而例如一控制系統可經組態於該物體內的某處(例如在船舶的控制室或操舵室中)。
可於其上產生污損的表面或區域在本文中亦指示為污損表面。其可例如為船體及/或一光學媒介的一發射表面(亦參見下文)。為此目的，該UV發射元件提供UV輻射(防污損光)，該UV輻射經施加以防止生物污損形成及/或以移除生物污損。此UV輻射(防污損光)尤其至少包含UV輻射(亦指示為「UV光(UV light)」)。因此，該UV發射元件尤其經組態以提供UV輻射。該UV發射元件包含一隨附光源。用語「光源(light source)」亦可關於複數個光源(例如2至200個(固態) LED光源)，不過亦可應用更多光源。因此，用語LED亦可指複數個LED。尤其，該UV發射元件可包含複數個光源。因此，如上文所指示，該UV發射元件包含一或多個(固態)態光源。LED可係(OLED或)固態LED (或此等LED之一組合)。尤其，該光源包含固態LED。因此，該光源尤其包含一UV LED，其經組態以提供UV-A及UVC光的一或多者(亦參見下文)。UV-A可用以削弱細胞壁，而UVC可用以削弱DNA。因此，該光源尤其經組態以提供UV輻射。在本文中，用語「光源(light source)」尤其係指一固態光源。該(等)光源亦可包括(一或多個)固態雷射。
尤其，該感測器係與一光源(或複數個光源)輻射地耦合。用語「輻射地耦合(radiationally coupled)」尤其意指該光源與該感測器係彼此相關聯，使得由該光源所發射之輻射之至少部分可(在輻射出口窗處)經由內反射而由該感測器接收。
尤其，該光源或該等光源係LED。因此，在實施例中，該防生物污損系統包含複數個光源，其中該等光源包含LED。替代或額外地，該等光源包含固態雷射。
紫外光(UV)係由可見光譜之波長下限及X射線輻射帶所侷限的該部分電磁光。UV光的光譜範圍按定義係介於約100與400 nm (1 nm=10-9 m)之間，且係人眼看不見的。使用CIE分類，UV光譜係再細分成三個帶：UVA (長波)：自315至400 nm；UVB (中波)：自280至315 nm；及UVC (短波)：自100至280 nm。實際上，許多光生物學家常將由UV曝露所引起的皮膚效應作為高於及低於320 nm之波長的加權效應來談論，因而提供一替代定義。
短波UVC帶中的光提供強殺菌效應。此外，紅斑(皮膚變紅)及結膜炎(眼睛黏膜發炎)亦可由此形式的光所導致。因此，當使用殺菌UV光燈時，重要的是將系統設計成排除UVC洩漏且因此避免此等效應。在浸入式光源的例子中，UV光由水吸收可係足夠強使得UVC洩漏對在液體表面上的人類而言係沒有問題的。因此，在一實施例中，該UV輻射(防污損光)包含UVC光。在又另一實施例中，該UV輻射包含選自100至300 nm，尤其是200至300 nm (例如230至300 nm)之波長範圍的輻射。因此，該UV輻射尤其可選自UVC以及其他至多約300 nm波長的UV輻射。使用100至300 nm (例如200至300 nm)之範圍內的波長得到良好結果。
如上文所指示，在實施例中，該UV發射元件可經組態以(在一照射階段期間)使用該UV輻射照射下列之一或多者：(i)該外部表面的該部分；及(ii)相鄰於該外部表面之該部分的水。用語「部分(part)」係指一物體(諸如例如船體或水閘(門))之外部表面的部分。然而，用語「部分(part)」亦可指實質上整個外部表面(例如船體或水閘的外部表面)。尤其，該外部表面可包含複數個部分，其等可使用一或多個光源的UV光照射，或者其等可使用一或多個UV發射元件的UV輻射照射。各UV發射元件可照射一或多個部分。進一步可選地，可存在接收二或更多個UV發射元件之UV輻射的部分。
大致上，尤其當指的是水中(諸如海洋)應用時，兩個主要實施例之間可存在區別。實施例之一者包括至少在照射階段期間以介於該光源與UV發射元件水(諸如海水) (當高於水線時為空氣)之間使用該UV輻射照射之該外部表面的該部分。在此類實施例中，該部分尤其係由該物體之該「原始」外部表面所包含。然而，在又另一實施例中，該「原始」外部表面可使用附接至該物體(諸如船舶的船體)之該「原始」外部表面之一模組(尤其是一相對平坦的模組)延伸，藉此該模組本身事實上形成該外部表面。例如，此類模組可與船舶的船體相關聯，藉此該模組形成該外部表面(之至少部分)。在兩實施例中，該UV發射元件尤其包含一輻射出口表面(進一步亦參見下文)。然而，尤其在該UV發射元件於其中可提供該外部表面的部分之後者的實施例中，此類輻射出口窗可提供該部分(作為該第一部分，且該輻射出口窗基本上可重合；尤其可係同一表面)。
因此，在一實施例中，該UV發射元件係附接至該外部表面。在一更進一步的特定實施例中，該防生物污損系統之該輻射出口窗經組態為該外部表面的部分。因此，在實施例的一些者中，該物體可包含一船舶，其包含一船體，且該UV發射元件係附接至該船體。用語「輻射出口窗(radiation exit window)」亦可指複數個輻射出口窗(亦參見下文)。
在兩個通常實施例中，該UV發射元件經組態以(在一照射階段期間)使用該UV輻射照射相鄰於該外部表面之該部分的水。在該模組本身事實上於其中形成該外部表面的實施例中，該UV發射元件係至少經組態以(在一照射階段期間)使用該UV輻射照射該外部表面的該部分，由於該UV發射元件事實上係該外部表面的部分，並可選地亦照射相鄰於該外部表面之該部分的水。因此，可預防及/或減少生物污損。
在一實施例中，可使用發射殺菌光(「防污損光」)，具體係UV光，之一層覆蓋一欲保持清潔免於污損之一受保護表面的大多數(較佳的是整個受保護表面，諸如船體)。
在又另一實施例中，可經由一波導(諸如纖維)提供該UV輻射(防污損光)至欲保護的表面。
因此，在一實施例中，該防污損照射系統可包含一光學媒介，其中該光學媒介包含一波導(諸如光纖)，其經組態以提供該UV輻射(防污損光)至該污損表面。該UV輻射(防污損光)自其逸出的例如該波導的表面在本文中亦指示為發射表面。大致上，該波導的此部分可至少暫時地經浸沒。歸因於自該發射表面逸出的該UV輻射(防污損光)，在使用期間至少暫時地曝露至液體(諸如海水)之該物體的一元件可受到照射，且因此經防污損。然而，該發射表面本身亦可經防污損。此效應係用在下文所述之包含一光學媒介之UV發射元件的實施例的一些者中。
具有光學媒介的實施例亦在WO2014188347中描述。WO2014188347中的實施例亦以引用方式併入本文中，因為該等實施例可與本文所述之控制單元及/或水開關以及其他實施例組合。
如上文所指示，本發明亦可應用於除了水中(諸如海洋)應用以外的其他應用(諸如(門)把手等)。
如上文所指示，該UV發射元件尤其可包含一UV輻射出口窗。因此，在一特定實施例中，該UV發射元件包含一UV輻射出口窗，其中該UV發射元件尤其經組態以自該UV發射元件之該UV輻射出口窗向下游提供該UV輻射。此類UV輻射出口窗可係一光學窗，輻射通過其自該UV發射元件逸出。替代或額外地，該UV輻射出口窗可係一波導的表面。因此，UV輻射可在該UV發射元件中經耦合進入該波導，並經由該波導之一面(的一部分)自該元件逸出。亦如上文所指示，在實施例中，該輻射出口窗可選地可經組態為該物體之外部表面的部分。用於「逸出(escape)」的另一用語可係「光輸出耦合(outcoupling)」。
尤其，該(固態)光源係至少在一第一UV輻射位準與一第二UV輻射位準之間為可控制的，其中該第一UV輻射位準大於該第二UV輻射位準(且其中該第二UV輻射位準小於該第一輻射位準或者可甚至為零)。因此，在一實施例中，該光源可關斷並可開啟(在一輻射階段期間)。進一步可選地，該UV輻射之強度在此兩階段之間亦可受到控制(例如，步進式或連續的UV輻射強度控制)。因此，該光源尤其係可控制的(且因此其UV輻射強度亦然)。
在(水中(諸如海洋))實施例中，該防生物污損系統尤其經組態以提供UV輻射至該物體的該部分或至相鄰於此部分的水。此尤其意味在一照射階段期間施加該UV輻射。因此，可選地，亦可存在UV輻射在其中完全未施加的時段。此可(因此)不僅歸因於例如一控制系統切換該等UV發射元件的一或多者，且亦可例如歸因於預先定義的設定(例如白天及夜晚或水溫等)。例如，在一實施例中，該UV輻射係以一脈衝方式施加。
因此，在一特定實施例或態樣中，該防生物污損系統經組態以藉由提供一防污損光(亦即UV輻射)至一物體之一污損表面或相鄰於該污損表面的水而用於預防或減少在使用期間至少暫時地曝露至水之該污損表面上的生物污損。尤其，該防生物污損系統可經組態以經由一光學媒介提供該防污損光至該污損表面，其中該UV發射元件進一步包含該光學媒介，其經組態以接收該UV輻射(防污損光)之至少部分，該光學媒介包含一發射表面，其經組態以提供該UV輻射(防污損光)之至少部分。進一步地，該光學媒介尤其包含一波導及一光纖的一或多者，且其中該UV輻射(防污損光)尤其包含UVB及UVC光的一或多者。此等波導及光學媒介在本文中並未進一步地詳細討論。
該光學媒介亦可作為一(聚矽氧)箔提供以用於施加至該受保護表面，該箔包含至少一光源及一片狀光學媒介，該光源用於產生防污損光，該片狀光學媒介用於跨該箔分佈該UV輻射。在實施例中，該箔具有在數毫米至數公分的數量級中(例如0.1至5 cm、如0.2至2 cm)的厚度。在實施例中，該箔實質上並未在垂直於該厚度方向的任何方向上受到限制，以便提供實質上大型的箔，其具有在數十或數百平方公尺的數量級中的大小。該箔實質上在垂直於該箔之厚度方向的兩個正交方向上可係大小受限的，以便提供一防污損瓦磚；在另一實施例中，該箔實質上在垂直於該箔之厚度方向的僅一個方向上係大小受限的，以便提供一防污損箔的細長條帶。因此，該光學媒介，且甚至還有該UV發射元件，可作為瓦磚或作為條帶提供。該瓦磚或條帶可包含一(聚矽氧)箔。
因此，在特定實施例中，該波導元件可包含玻璃、聚矽氧、及一透光聚合物的一或多者。
在一實施例中，該UV發射元件包含一二維網格光源以用於產生UV輻射，且該光學媒介經配置以跨該光學媒介分佈來自該二維網格光源之該UV輻射之至少部分，以便提供出射該光模組之該發光表面的UV輻射之一二維分佈。該二維網格光源可以一小孔線網結構、一密集結構、一列/行結構、或任何其他合適的規則或不規則結構配置。該網格中之鄰接光源間的實體距離可跨該網格固定，或者可例如依據提供防污損效應所需的光輸出功率或依據該UV發射元件在該受保護表面/欲保持清潔的表面上的位置(例如在船體上的位置)而改變。提供一二維網格光源的優點包括該UV輻射可在靠近欲以UV輻射照明保護之區域處產生、以及其減少該光學媒介或光導中的損耗、以及其增加光分佈的均質性。較佳地，該UV輻射大致上係跨該發射表面均質地分佈；此減少或甚至預防污損在其中可以其他方式發生的照明不足區域，同時減少或預防以多於防污損所需的光過度照明其他區域而浪費能量。在一實施例中，該網格係包含在該光學媒介中。在又另一實施例中，該網格可由一(聚矽氧)箔所包含。
進一步地，在一實施例中，該光學媒介可設置為接近(包括可選地附接至)該受保護表面並經耦合以接收紫外光，其中該光學媒介具有垂直於該受保護表面的一厚度方向，其中該光學媒介正交於該厚度方向的兩個正交方向係平行於該受保護表面，其中該光學媒介經組態以提供紫外光之一傳播路徑，使得紫外光在該光學媒介內於正交於該厚度方向之該兩個正交方向的至少一者中行進，並使得在沿著該光學媒介之一表面的點處，紫外光的各別部分逸出該光學媒介。
在一進一步的態樣中，本發明亦提供一種使一物體之一外部表面(的一部分)防(生物)污損的方法。此類物體包括該波導元件，其可採平板形式(如一手術台或廚用砧板)，但亦具有另一形狀(諸如門把手、或用於操作馬桶的馬桶把手(沖洗馬桶)、或水龍頭把手等)。馬桶座亦可包含該波導元件等等。本發明亦可用以減少手術室牆壁(的部分)上的生物污損。因此，在進一步的態樣或實施例中，本發明亦提供一種物體，其包含如本文所定義的系統，其中該物體包含一外部表面，且其中該輻射出口窗經組態為該外部表面之至少部分，其中該物體係選自包含桌台、手術台、無塵室牆壁、手術室牆壁、及廚房牆壁的群組。
因此，在實施例中，桌台、手術台、無塵室牆壁、手術室牆壁、或廚房牆壁可包含本文中所述之波導元件。
該光源可經組態於此類物體的外部，且該輻射可例如經由一光纖提供至該波導元件中。在又其他實施例中，該光源係嵌入該波導元件中。
在本文中，用語「物體(object)」在特定實施例中亦可指尤其經功能性連接之(不同)物體的一配置。
在一更進一步的態樣中，本發明亦提供一種用於控制輻射自一波導元件逸出至該波導元件外部的方法，其中該輻射至少包含UV輻射，該方法包含感測在該波導元件內經內反射之輻射的內反射強度(I)，以及依據達到該內反射強度(I)隨時間之一減少的一預定第一臨限值而減少(提供至少包含UV輻射之輻射的一光源之)輻射之強度。
在特定實施例中，該物體可係在使用期間至少暫時地曝露至水之一物體，該方法包含：提供如本文所定義之防生物污損系統至該物體；產生該UV輻射(在該物體的使用期間)，可選地依據下列之一或多者而產生：(i)一回授信號、及(ii)一計時器，其用於(週期性地)改變該UV輻射(防污損光)之強度；以及提供該UV輻射(在一照射階段期間)至該外部表面(的該部分)。此類回授信號可由該感測器提供。該方法可因此進一步包括依據達到該內反射強度(I)隨時間之一減少的一預定第一臨限值而減少該輻射之該強度以及如關於該系統所定義之進一步的行動。
在一更進一步的態樣中，本發明亦提供一種提供一防生物污損系統至一物體的方法，該方法包含提供具有該波導元件之該防生物污損系統至該物體。尤其，該物體可經組態以在該物體的使用期間至少暫時地曝露至有害微生物(諸如細菌)。因此，在實施例中，該波導元件可附接至該物體，以提供包含該波導元件的該異議。
在實施例中，本發明亦提供一種提供一防生物污損系統至一物體的方法，該物體在使用期間至少暫時地曝露至水，該方法包含提供(例如整合在該物體中及/或附接至一外部表面)該防生物污損系統至該物體(諸如船舶)，其中該波導元件經組態以提供該UV輻射至該物體之一外部表面之一部分以及(在使用期間)相鄰於該部分的水之一或多者，如進一步在伴隨的申請專利範圍中所定義者。尤其，該波導元件係附接至該外部表面或者甚至可經組態為該外部表面的(第一)部分。
用語「可見的(visible)」、「可見光(visible light)」、或「可見發射(visible emission)」係指具有在約380至780 nm之範圍內的波長的光。
在進一步的實施例中，可分開偵測及控制該防污損表面之不同區域上的污損位準。
在更進一步的實施例中，該監測即時發生，且來自該感測器的該污損信號係用以控制該防污損系統的該UV輻射。
因此，防生物污損輻射尤其包括UV輻射。用於以該感測器偵測的輻射(反射、散射、螢光)可係UV輻射、可見光輻射、及IR輻射的一或多者，亦即，實質上尤其係介於約200與1500 nm之間的任何輻射。
尤其，本文所述的任何動作可使用一人造裝置執行。例如，用語「感測(sensing)」可指以一感測器感測或者用語如「判定(determining)」可指以一處理器判定。
圖1a示意地描繪一防生物污損系統200之一實施例，其包含一UV發射元件210。UV發射元件210包含一UV輻射出口窗230。UV發射元件210至少部分地圍封經組態以提供UV輻射221之一光源220。此處，舉例來說，所描繪的係三個光源220。此處，UV發射元件210經組態為波導，其具有嵌入其中的元件。因此，光源220係嵌入該波導中。UV輻射出口窗230經組態以透射光源220之UV輻射221之至少部分。UV輻射出口窗230包含一上游窗側231，此處係指向該(等)光源，及一下游窗側232。UV發射元件210亦至少部分地圍封一光學感測器310，該光學感測器經組態以感測自下游窗側232放射的輻射421。此處，感測器310亦嵌入該波導中。感測器310經組態以提供一對應的光學感測器信號，對應於自該下游側放射的輻射421。進一步地，防生物污損系統200進一步經組態以相依於該光學感測器信號而提供該UV輻射221。輻射421可包括光源輻射221之(藉由下游窗側232處的生物污損之)散射、光源輻射221 (在上游窗側231處之)反射、及生物污損(在下游窗側232處之)螢光的一或多者，以編號5指示。
尤其，輻射421包括光源輻射221的反射(除非所有輻射將經耦合出)。
此處，在此示意性描繪的實施例中，相同類型的光源係用於防生物污損輻射221且用於具有感測器310的控制迴路；然而，情況未必如此。編號305係指電子設備或一控制元件(亦參見下文)，其用於依據光學感測器310而變動地控制光源220的輻射221。此處，控制可指控制強度及控制光譜分佈的一或多者。感測器310及產生直接或間接(例如藉由反射、散射、螢光)使用的輻射之光源的組合在本文中亦指示為感測器系統。光源在本文中亦指示為感測器系統的源。
用語「控制(controlling)」尤其係指判定光源的行為或監督光源的運轉，因此尤其是強度及光譜分佈的一或多者，尤其至少是強度。
須注意，在圖1b中所示意性描繪的實施例中且還有本文所述及/或本文所描繪的其他實施例中包括一輻射發射元件，因此此處尤其是指UV發射元件220，其至少部分地或甚至實質上全部地圍封光源及感測器。
圖1b至圖1d示意地描繪一物體10的實施例，該物體在使用期間係至少部分地浸沒於水2中，參見水線13。物體10 (諸如船舶或水閘，亦參見下文)進一步包含防生物污損系統200，其包含UV發射元件210，尤其係用於施加UV輻射221至物體10之外部表面11的部分111 (諸如船體或船體之部分)。此處，顯示兩個實施例，其中防生物污損系統200或更尤其是UV發射元件210係一外部表面的部分，且因此事實上形成該外部表面的部分(圖1a)，或者其中UV發射元件210經組態以照射該外部表面且不必一定要形成一外部表面(諸如船體)的部分(圖1c)。例如，物體10係選自由船舶1及基礎結構物體15所組成之群組(亦參見下文)。
UV發射元件210包含一或多個光源220，且因此尤其可經組態以在一照射階段期間以該UV輻射221照射下列之一或多者：(i)該外部表面11的該部分111；及(ii)相鄰於該外部表面11之該部分111的水。前者的變體尤其應用圖1c的實施例，且後者的實施例尤其應用至圖1b至圖1c的兩實施例。然而，須注意，當UV發射元件210的一外部表面經組態為物體10的外部表面時，當然部分111本身係以UV輻射221來照射。
因此，UV發射元件210包含一UV輻射出口窗230，且UV發射元件210經組態以自該UV發射元件210之該UV輻射出口窗230向下游提供該UV輻射221。
尤其，光源220係至少在一第一UV輻射位準與一第二UV輻射位準之間為可控制的，其中該第一UV輻射位準大於該第二UV輻射位準(且其中該第二UV輻射位準小於該第一輻射位準(包括例如零))。
如上文所指示，用語「船舶(vessel)」(以編號1指示者)可例如指諸如小艇或艦船(圖1d中的編號10a)等(諸如帆船、油輪、遊輪、遊艇、渡輪、潛艇(圖1d中的編號10d)等等)，如圖1d所示意性指示者。用語「基礎結構物體(infrastructural object)」(以編號15指示者)尤其可指水中應用，其大致上經配置為實質上固定(諸如水壩/水閘(圖1d中的編號10e/10f)、浮筒(圖1d中的編號10c)、鑽油平台(圖1d中的編號10b)等等)。
圖1e更詳細地示意性描繪防生物污損系統200之一實施例，此處舉例來說包括一經整合的控制系統300及一經整合的感測器310。
圖1f示意地描繪物體10的外部表面11 (諸如船舶壁或基礎結構物體壁)，舉例來說具有複數個UV發射元件210 (此處與船舶1的船體21相關聯)。替代或額外地，可應用複數個經功能性耦合或獨立起作用之防生物污損系統200。
圖1f亦示意地描繪防生物污損系統200包含複數個UV發射元件210 (具有複數個光源)、複數個輻射出口窗230、及複數個該等部分111的實施例，其中複數個光源220經組態以經由該複數個輻射出口窗23提供該UV輻射221至該複數個部分111，且其中該複數個部分111經組態於物體10的不同高度處，且其中控制系統300經組態以依據該輸入資訊而個別地控制光源220。例如，在一實施例中，控制系統300可經組態以依據外部表面11之部分111相對於水的位置而個別地控制光源220。
圖1g示意地描繪船舶1 (作為物體10的實施例)包含複數個防生物污損系統200及/或包含複數個UV發射元件210的此類防生物污損系統200之一或多者的實施例。取決於特定的此類防生物污損系統200的高度及/或UV發射元件210的高度(例如相對於水(線)的高度)，可開啟各別的UV發射元件210。
圖1h顯示一小孔線網實施例，其中光源210 (諸如UV LED)係以網格配置並以一系列並聯連接相連接。LED可藉由焊接、黏著、或任何其他已知用於將LED連接至小孔線網的電氣連接技術之任一者來安裝在節點處。可將一或多個LED放置於各節點處。可實施DC或AC驅動。若使用AC，則可使用呈反平行組態的一對LED。所屬技術領域中具有通常知識者已知在各節點處可使用呈反平行組態之多於一對LED。小孔線網網格的實際大小及網格中之UV LED間的距離可藉由拉伸口琴結構來進行調整。小孔線網網格可嵌入一光學媒介中。上文尤其描述主動式預防應用，其中取決於與水接觸、一感測器的一信號等等，防生物污損系統200關斷，或關斷特定的UV發射元件210或特定的光源220。然而，替代或額外地，亦可使用警示信號或訊息來警示人員有危險發生。
圖2a示意地描繪一變體，其中內反射(或全內反射TIR)係分別用作用於感測器310的輸入。內反射可隨著生物污損5增加而減小。此處，舉例來說，(在感測器系統中)應用亦用於產生作為防生物污損光的UV輻射之光源220；然而，亦可應用一替代光源(亦參見圖2c)。圖2a舉例來說亦包括一阻隔元件或實體封阻(以編號217指示者)，其經組態以防止光源輻射(以編號221指示者)直接抵達感測器310。
如圖2a所示意性顯示的，波導元件1210經組態以接收輻射221之至少部分，並將輻射221之至少部分經由輻射出口窗230輻射至波導元件1210的外部。進一步地，該波導元件可經組態以在輻射出口窗230處內反射輻射221的部分。此經反射的輻射可由感測器310測量。
圖2b示意地描繪使用生物污損5之螢光的一實施例。此螢光可呈可見光及/或紅外光。可使用光源220或一替代光源(亦參見圖2c)來激發。
此處，舉例來說，示意地描繪具有一分開的輻射出口窗230之一外殼，而非如其他示意圖式的許多者中所使用的波導板。因此，UV發射元件可係一板狀模組，其具有至少部分或甚至全部嵌入其中的一或多個相關元件。然而，該UV元件亦可包括一外殼，其至少部分或甚至全部圍封一或多個相關元件。一或多個相關元件至少包含光源，其經組態以提供光源輻射，尤其是UV輻射。
圖2c示意地描繪一實施例，其中系統200包含一第二光源280，該第二光源經組態以產生可見光及紅外光輻射的一或多者(在本文中係指示為第二光源光281)，且其中光學感測器310經組態以感測可見光及紅外光輻射的一或多者以及提供該對應的感測器信號。此處，舉例來說，應用兩個第二光源280，以例如提供不同類型的光(如藍光及綠光或者可見光及IR等)。光學感測器310可經組態以感測可見光及紅外光輻射的一或多者以及提供該對應的感測器信號。
須注意，當希望將可見光或IR輻射作為用於感測器系統的輸入時，亦可使用經組態以提供UV輻射221以及可見光及紅外光輻射之一或多者的光源220。
防生物污損系統200可進一步包括一控制元件320，其經組態以針對光源220之UV輻射強度的相依性改正感測器信號。控制元件320亦可經組態以最小化光源220之UV輻射強度的變動，如示意地描繪於圖3a者。在實施例中，控制元件320可由控制系統300 (未描繪於此示意圖式中)所包含。
參照圖2a至圖2c及圖3a至圖3b以及本文所述但未描繪的其他實施例，光源及感測器尤其經組態於輻射出口窗230的同一側處。參照圖2a至圖2c及圖3a至圖3b以及本文所述但未描繪的其他實施例，光源及感測器尤其經組態於上游窗側231的同一側處。
(因此)進一步須注意，光源及光學感測器兩者可嵌入光發射元件中，尤為更甚地嵌入波導(諸如聚矽氧波導)中。
波導尤其包含一輻射透射材料(諸如玻璃、石英、(熔融)二氧化矽、聚矽氧、氟聚合物等)。
圖4a示意地描繪防生物污損系統200之一實施例，其包含複數個光源220。此處，光源220包含LED 225。LED包含LED晶粒226。鄰接的LED 225之LED晶粒226具有相互光源距離d1，其尤其選自0.5至200 mm的範圍。如所示，防生物污損系統200進一步包含複數個光學感測器310。鄰接的光學感測器具有相互光學感測器距離d2，其尤其選自至少4 cm的範圍(例如在10至100 cm的範圍內)。此處，防生物污損系統200包含光源220及光學感測器310的複數個子集330，其中各子集330包含一或多個光源220及一或多個光學感測器310。尤其，各子集330經組態以相依於子集330中之一或多個光學感測器310的光學感測器信號而提供子集330中之一或多個光源220的該UV輻射221。一控制系統可包括在一或多個元件210中，或者可存在例如一中央控制系統300 (以虛線正方形示意地指示者)。須注意，控制系統300亦可遠離元件210。
圖4b示意地描繪一實施例，其中一光源220 (亦即，此處係一固態光源)經組態為感測器。為此目的，可包括電子設備或一控制元件305，以使該固態光源作用如感測器310。可選地，此光源可由電子設備或控制元件305控制以在一感測階段與一輻射階段之間切換。
電子設備或控制元件305可由控制系統300 (此處未描繪)所包含。
圖5a示意地描繪一方案，其中x軸係時間，左側y軸係防污損光之強度(使用以F1 指示之一連續線)，且右側y軸係感測器信號，該感測器信號感測經反射的光(以虛線曲線指示該信號，該虛線曲線係以編號I1 指示)。當一物體(例如人類)持續一段時間觸碰輻射出口窗(波導表面)時，內反射光將有一突然的下降(例如在t1時)。此後不久，藉由一控制系統使UV輻射之強度下降。此處，強度於t2時下降至零。當自波導移除物體時(此處係在t3時)，經內反射的光增加，如隨著增加至基本上I1 的原始位準所見到者。此後不久，在t4時，UV輻射之強度增加至基本上F1的原始位準。(分別介於t1與t2或t3與t4之間)在時間上的差異可係非常短暫，因為控制系統基本上可立即反應(例如，當控制時間保持在最小時)。
圖5b示意地描繪一類似實例，但具有一些變動。此處，顯而易見地，隨著內反射I1 減小，生物污損增加。亦可藉由增加UV輻射之強度F1 來試圖停止此增加(在所示的時間尺度上，此顯然還不是所欲的效應)。與人類或其他物體接觸可具有與上文相同的結果。然而，在此示意實例中，舉例來說，UV輻射之強度F1並未下降至零。當移除物體時，UV輻射之強度可增加至一位準，該位準可根據UV強度與內反射強度之間經預先定義的關係與之後所測量的內反射強度I1相關聯。
隨著UV輻射F1的改變，明顯在圖5a及圖5b的實例中達到第一臨限值及第二臨限值。
在實施例中，當達到第一臨限值時，系統亦可提供一聲音信號、一光信號、及一振動信號的一或多者。此可警示觸碰輻射出口窗的高等生物。光信號尤其係關於基本上可見光及IR輻射的一或多者，尤其至少係可見光輻射。
圖6a示意地描繪一系統，其亦包括一使用者介面340。使用者介面在實施例中可係一圖形使用者介面。使用者介面尤其可在波導元件1210的外部，不過情況未必如此。
圖6b非常示意地顯示一浴室，其具有馬桶(包括馬桶座)、具有水龍頭把手之水龍頭的水槽、以及具有內把手及外把手的門。此處，舉例來說，內把手、外把手、水龍頭把手、及馬桶座全部均係如本文所定義的物體。
在實施例中，光在一預定時間後可再次開啟；或甚至更好地，在觀察到光輸出耦合中之一類似但負向的步進之後。此意味觸碰表面的物體已離開。
在實施例中，取決於受UV保護的表面的大小，多個感測器可與UV發射的分段驅動一起經整合。因此，回應於局部「擾動(disturbance)」而可局部地關斷UV源。
任何為了生物的「安全性理由(Safety reason)」而使用UV輻射之「主動表面(active surface)」可得益於此構想。可想到的有公共廁所的門把手、廚房中的砧板、手術室中所使用的醫院儀器或台面等。
在本文中，所屬技術領域中具有通常知識者將理解用語「實質上(substantially)」(例如在「實質上全部光(substantially all light)」或「實質上組成(substantially consists)」中)。用語「實質上(substantially)」亦可包括具有「全部地(entirely)」、「完全地(completely)」、「所有(all)」等的實施例。因此，在實施例中，形容詞實質上亦可移除。在可應用時，用語「實質上(substantially)」亦可關於90%或更高，例如95%或更高，尤其是99%或更高，尤為更甚的是99.5%或更高，包括100%。用語「包含(comprise)」亦包括其中用語「包含(comprises)」意指「由…所組成(consists of)」的實施例。用語「及/或(and/or)」尤其係關於在「及/或(and/or)」之前以及之後所提及的項目之一或多者。例如，用詞「項目1及/或項目2 (item 1 and/or item 2)」及類似用詞可關於項目1及項目2的一或多者。用語「包含(comprising)」在一實施例中可指「由…所組成(consisting of)」，但在另一實施例中亦可指「至少含有所定義的物種及可選的一或多個其他物種(containing at least the defined species and optionally one or more other species)」。
此外，本說明書及申請專利範圍中之用語第一(first)、第二(second)、第三(third)、及類似者係用於區別類似元件，而非必然地用於描述相繼的或按時間先後排列的順序。須瞭解如此使用的用語在適當情況下可互換，且本文所述之本發明的實施例能夠以除了本文所述或說明的其他序列進行操作。
本文的裝置尤其係在操作期間描述。如所屬技術領域中具有通常知識者將明白的，本發明並未受限於操作方法或操作中的裝置。
須注意，上述實施例說明而非限制本發明，且所屬技術領域中具有通常知識者將能夠在不偏離附加申請專利範圍之範圍的情況下設計許多替代實施例。在申請專利範圍中，不應將任何置於括號之間的參考符號解釋為對申請專利範圍的限制。使用動詞「包含(to comprise)」及其動詞變化形式不排除除了一請求項中所陳述的彼等以外的元件或步驟的存在。一元件前的冠詞「一(a或an)」不排除複數個此類元件的存在。本發明可經由包含若干不同元件的硬體以及經由經合適程式化的電腦實施。在枚舉若干構件的裝置請求項中，此等構件的若干者可藉由硬體的一者及同一項目來體現。在相互不同的附屬項中所敍述的某些措施的這一事實並未指示此等措施之組合無法用以得利。
本發明進一步應用至一裝置，其包含本說明書中所述及/或附屬圖式中所示之特徵化特徵的一或多者。本發明進一步有關於一方法或程序，其包含本說明書中所述及/或附屬圖式中所示之特徵化特徵的一或多者。
可組合此專利中所討論的各種態樣，以便提供額外的優點。此外，特徵的一些可形成用於一或多個分割申請案的基礎。
1‧‧‧船舶
2‧‧‧水
5‧‧‧生物污損
10‧‧‧物體
10a‧‧‧小艇或艦船
10b‧‧‧鑽油平台
10c‧‧‧浮筒
10d‧‧‧潛艇
10e‧‧‧水壩
10f‧‧‧水閘
11‧‧‧外部表面
13‧‧‧水線
15‧‧‧基礎結構物體
21‧‧‧船體
23‧‧‧輻射出口窗
111‧‧‧部分
200‧‧‧防生物污損系統
210‧‧‧UV發射元件/元件
217‧‧‧阻隔元件或實體封阻
220‧‧‧光源
221‧‧‧UV輻射
225‧‧‧LED
226‧‧‧LED晶粒
230‧‧‧輻射出口窗
231‧‧‧上游窗側
232‧‧‧下游窗側
280‧‧‧第二光源
281‧‧‧第二光源光
300‧‧‧控制系統
305‧‧‧控制元件
310‧‧‧感測器
320‧‧‧控制元件
330‧‧‧子集
340‧‧‧使用者介面
421‧‧‧輻射
1210‧‧‧波導元件
d1,d2‧‧‧距離
F1‧‧‧強度
I1‧‧‧感測器信號
t1,t2,t3,t4‧‧‧時間
本發明之實施例現將參照伴隨的示意圖式僅舉實例說明，其中對應的參考符號指示對應的部分，且其中： 圖1a至圖1h示意地描繪一些通常態樣； 圖2a至圖2c示意地描繪一些實施例及變體； 圖3a至圖3b示意地描繪一些進一步的實施例及變體； 圖4a至圖4b示意地描繪一些進一步的實施例及變體； 圖5a至圖5b示意地顯示一些可行的方案；及 圖6a至圖6b示意地描繪一些進一步的態樣。 圖式未必按比例繪製。

Claims (15)

  1. 一種系統(200)，其包含： 一波導元件(1210)，其包含一輻射出口窗(230)，其中該波導元件(1210)：(a)經組態以接收輻射(221)，其中該輻射(221)至少包含UV輻射；及(b)經組態以經由該輻射出口窗(230)將該輻射(221)之至少部分輻射至該波導元件(1210)的外部；及(c)經組態以在該輻射出口窗(230)處內反射該輻射(221)的部分； 一光學感測器(310)，其經組態以感測經內反射之該輻射(221)的一內反射強度(I)； 一控制系統(300)，其經功能性耦合至該光學感測器，且經組態以依據達到該內反射強度(I)隨時間之一減少的一預定第一臨限值而減少該輻射(221)之該強度。
  2. 如請求項1之系統(200)，其中該控制系統(300)經組態以僅當該內反射強度(I)隨時間之一增加的一預定第二臨限值並未在一預定控制時段內發生時減少該輻射(221)之該強度，且其中該內反射強度隨時間之一減少的該預定第一臨限值係由該光學感測器(310)所感測之該內反射強度(I)之在至多1秒中之至少1%的一減少。
  3. 如請求項1或請求項2之系統(200)，其中該預定第一臨限值係選自0.1%/s ≤ |ΔI/Δt| ≤ 400%/s的範圍，其中ΔI係以百分比表示之內反射強度(I)的該減少，其中ΔI＜0%，其中Δt係此類減少ΔI發生的時間段，其中Δt係至多1秒。
  4. 如請求項1或請求項2之系統(200)，其中該控制系統(300)經組態以依據該內反射強度(I)隨時間之一增加的一預定第二臨限值而增加該輻射(221)之該強度。
  5. 如請求項2之系統(200)，其中該預定第二臨限值係選自0.1%/s ≤ |ΔI/Δt| ≤ 100%/s的範圍，其中ΔI係以百分比表示之內反射強度(I)的該增加，其中ΔI＞0%，其中Δt係此類增加ΔI發生的時間段，其中Δt係至多1秒。
  6. 如請求項5之系統(200)，其中該控制系統經組態以依據達到該內反射強度(I)隨時間之該減少的該預定第一臨限值而減少該輻射(221)至該輻射(221)之大於0 W的一第一強度位準，並依據該內反射強度(I)隨時間之該增加的該預定第二臨限值而增加該輻射(221)至該輻射(221)之一預定第二強度位準，其中該輻射(221)之該預定第二強度位準係在至該輻射(221)的該第一強度位準之該減少之前的該輻射(221)之該強度位準之+/-10%的範圍內。
  7. 如請求項6之系統(200)，其中該系統(200)經組態以根據該輻射(221)之強度與由該光學感測器(310)所感測的該內反射強度(I)之間的一預定關係而將該輻射(221)之至少部分輻射至該波導元件(1210)的該外部，且其中該輻射(221)之該預定第二強度位準係與由該光學感測器(310)所感測的該內反射強度(I)相關聯的該輻射(221)之該強度位準。
  8. 如請求項1或請求項2之系統(200)，其包含一使用者介面(340)，其中該控制系統(300)進一步包含一安全性常式，使得在歸因於達到該內反射強度(I)之該預定第一臨限值的該輻射(221)之該強度的一減少之後，該輻射(221)之該強度僅可在經由該使用者介面(340)之一指令後增加。
  9. 如請求項1或請求項2之系統(200)，其中該系統進一步包含： 一光源(220)，其經組態以提供該輻射(221)。
  10. 如請求項1或請求項2之系統(200)，其包含複數個光源(220)及複數個光學感測器(310)，其等經組態於一或多個光源(220)及一或多個光學感測器(310)之複數個子集(330)中，其中各子集(330)之該一或多個光源(220)經組態以使輻射(221)經由該輻射出口窗(230)的各別部分(233)輻射，且其中該控制系統(300)經組態以獨立於一或多個其他子集(330)而控制一或多個子集(330)。
  11. 一種物體(10)，其包含如請求項1至10中任一項之系統(200)，其中該物體(10)包含一外部表面(11)，且其中該輻射出口窗(230)經組態為該外部表面(11)之至少部分，其中該物體係選自包含一門把手、一水龍頭把手、一馬桶把手、一馬桶座、一欄桿、一廚房砧板、及一醫療裝置的群組。
  12. 一種物體(10)，其包含如請求項1至10中任一項之系統(200)，其中該物體(10)包含一外部表面(11)，且其中該輻射出口窗(230)經組態為該外部表面(11)之至少部分，其中該物體係選自包含一桌台、一手術台、一無塵室牆壁、一手術室牆壁、及一廚房牆壁的群組。
  13. 一種物體(10)，其在使用期間係至少部分地浸沒於水中，該物體(10)包含如請求項1至10中任一項之系統(200)，其中該波導元件(1210)經組態以在一照射階段期間以輻射(221)照射下列之一或多者：(i)該物體(10)之一外部表面(11)的一部分(111)及(ii)相鄰於該外部表面(11)之該部分(111)的水，其中該物體(10)係選自由一船舶(1)及一基礎結構物體(15)所組成之群組。
  14. 一種用於控制輻射(221)自一波導元件(1210)逸出至該波導元件(1210)之外部的方法，其中該輻射(221)至少包含UV輻射，該方法包含感測在該波導元件(1210)內經內反射之輻射(221)的內反射強度(I)，以及依據達到該內反射強度(I)隨時間之一減少的一預定第一臨限值而減少該輻射(221)之該強度。
  15. 一種提供如請求項1至10中任一項所定義之一系統(200)至一物體(10)的方法，該方法包含提供具有該波導元件(1210)之該系統(200)至該物體(10)。
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