具有消毒光源的移动设备的制作方法

1.本发明涉及消毒设备，并且更具体地，涉及具有消毒光源的移动设备。
技术背景
2.紫外(uv)光源，诸如uv发光二极管(led)，已经用于各种应用中，诸如工业和化妆品固化、有害细菌的灭菌、室内园艺和人类皮肤状况的治疗等。紫外线杀菌辐射(uvgi)是一种消毒技术，其使用波长范围为200至280nm的uv-c光杀死或灭活微生物。更具体地，uvgi破坏核酸并破坏微生物的dna，使它们无法执行重要的细胞功能。uvgi可以用于各种应用中，诸如水、食物和可能与人接触的被感染表面。
3.随着移动设备技术和led的出现，当前的移动设备可以具有生成uv-c光的led和向led提供足够电能的电池，以使得可以将移动设备用作uvgi的光源。然而，当将这种移动设备用作uvgi的光源时，必须小心。例如，曝光于uv-c光不会引起人眼的自然回避反应，诸如对强光眯眼，并且可能对人眼构成威胁。在另一示例中，人类皮肤过度曝光于uv-c光可能会导致皮肤灼伤。
4.除了对人体的潜在威胁外，移动设备还需要具有电源控制机制以优化电池电量的使用。通常，uvgi的灭活程度与入射在待消毒的物体的表面上的uv剂量直接相关，其中，该剂量是uv辐照度和曝光时间的乘积。通常，用于杀死大多数细菌和病毒中的90％的剂量的范围介于2,000至8,000μw
·
s/cm2。因此，移动设备需要具有一种机制，该机制确保所需的uv剂量的递送并在完成消毒过程后关闭led，以便使电池功耗最小化。
5.因此，需要能够为杀菌应用提供uvgi而不对人类造成伤害并且具有使电池功耗最小化的机制的移动设备。


技术实现要素：

6.在本发明的一个方面，一种用于对物体进行消毒的移动设备包括：一个或多个光源，其用于生成消毒光；显示器；一个或多个处理器，其联接至所述的一个或多个光源和所述显示器；以及非暂时性计算机可读介质，其包括一个或多个指令序列，当由一个或多个处理器执行时，该一个或多个指令序列使得执行步骤包括：确定消毒光的所需剂量；确定与该消毒光的所需剂量对应的消毒光的曝光时间；将消毒光照射在表面上；以及在显示器上显示消毒图，以报告通过消毒光的照射所执行的消毒过程的结果。
7.在本发明的另一方面，一种用于对物体进行消毒的方法包括：确定由用于对物体进行消毒的移动设备的一个或多个光源生成的消毒光的所需剂量；确定与该消毒光的所需剂量对应的消毒光的曝光时间；将消毒光照射在物体的表面上；以及在移动设备的显示器上显示消毒图，以报告通过消毒光的照射所执行的消毒过程的结果。
8.在本发明的另一方面，一种或多种非暂时性计算机可读介质包括一个或多个指令序列，当由一个或多个处理器执行时，该一个或多个指令序列使得执行步骤包括：确定由用于对物体进行消毒的移动设备的一个或多个光源生成的消毒光的所需剂量；确定与该消毒
光的所需剂量对应的消毒光的曝光时间；将消毒光照射在物体的表面上；以及在移动设备的显示器上显示消毒图，以报告通过消毒光的照射所执行的消毒过程的结果。
附图说明
9.参照本发明的实施例，其示例可以借由附图示出。这些附图旨在进行说明而非限制。尽管一般在这些实施例的上下文中描述了本发明，但是应理解，本发明的保护范围并不限制于这些特定实施例。
10.图1a示出了根据本公开的实施例的用于杀菌应用的移动设备的前视图；
11.图1b示出了根据本公开的实施例的用于杀菌应用的移动设备的前视图；
12.图2示出了根据本公开的实施例的用于杀菌应用的移动设备的后视图；
13.图3示出了根据本公开的实施例的用于杀菌应用的移动设备的俯视图；
14.图4a至4c示出了根据本公开的实施例的如何使用移动设备来对细长物体进行消毒；
15.图5示出了根据本公开的实施例的用于杀菌应用的移动设备的前视图；
16.图6示出了根据本公开的实施例的用于对物体进行消毒的示例性过程的流程图；
17.图7示出了根据本公开的实施例的用于执行图6中的步骤的示例性过程的流程图；
18.图8示出了根据本公开的实施例的uv光系统的简化框图。
具体实施方式
19.在以下描述中，出于解释的目的，阐述了具体细节以便提供对本发明的理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见地在没有这些细节的情况下可以实践本发明。本领域的技术人员将认识到，下文描述的本发明的实施例可以以各种方式和使用各种手段来执行。本领域的技术人员还将认识到额外改进、应用和实施例在本发明的范围内，本发明可能在这些额外领域提供实用性。因此，下文描述的实施例阐述了本发明的具体实施例，并且意在避免本发明晦涩难懂。
20.在本说明书中，对“一个实施例”或“实施例”的提及是指结合该实施例描述的特定特征、结构、特性或功能包括在本发明的至少一个实施例中。本说明中的各处中出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”等不一定全部指的是同一实施例。
21.图1a示出了根据本公开的实施例的用于杀菌应用的移动设备100的前视图。图2示出了根据本公开的实施例的用于杀菌应用的移动设备100的后视图。出于说明的目的，将移动设备100描述为移动电话。然而，对于本领域的普通技术人员应显而易见的是，可以使用其它合适类型的移动设备来代替移动电话。在下文中，术语病菌统称为可以引起感染和疾病的细菌、病毒和其它微生物。
22.如所描绘，移动设备100可以包括：显示屏(或简称显示器)102，其用于显示图形用户界面(gui)；触控按钮(push button)110，其用于控制移动设备100；以及扬声器104，其用于输出音频信号；相机124，其用于捕获图像；光源120，其用于生成消毒光121；以及测距仪122，其用于测量从光源120到待消毒物体表面的距离d。出于说明的目的，即使可以使用其它合适类型的光源和其它波长范围来杀死病菌，但是光源120仍被描述为led，并且消毒光被描述为uv-c光。在实施例中，如下文所论述，光源120可以包括用于生成消毒光的一个led
和/或用于生成光致荧光(简称光荧光)的另一led。在实施例中，光源120还可包括生成可见光的led，其被安装在移动电话100中的另一应用程序所操作。
23.在实施例中，gui可以由安装在移动设备100中并在其上运行的应用程序生成。在实施例中，gui可以包括：开始按钮106；停止按钮108；扫描按钮109；图像显示区域103，其用于显示由相机124捕获的图像；状态指示器112，其用于指示消毒过程的状态；以及消毒区域指示器105，其用于指示待消毒的区域。如所指示，消毒区域指示器105可以显示在由相机124捕获的图像(诸如指甲钳)的顶部，从而指示待消毒的区域。
24.在实施例中，垂直腔面发射激光器(vcsel)和飞行时间传感器可以用作测距仪122，即便也可以使用其它合适类型的测距仪来测量距离d。在实施例中，来自光源120的光121的发散角可以是预先已知的。因此，使用测量到的距离d，可以确定消毒区域指示器105并将其显示在屏幕102上。在实施例中，即使出于说明的目的在图1a中示出了圆形，消毒区域指示器105也可以具有各种形状。
25.在实施例中，光121的总辐射通量(或简称为辐射通量)可以是预先已知的。因此，基于消毒区域指示器105的大小，可以计算表面上的消毒光的辐照度(其为辐射通量除以由消毒区域指示器105界定的表面积)。在实施例中，针对杀死病菌的给定剂量，可以确定所需的曝光时间，因为剂量是uv辐照度和曝光时间的乘积。
26.在实施例中，光源120还可以发送导致光荧光的光(以下简称致荧光光)。能导致光荧光的光一般是uv光，诸如uv-a光(uv-a光的波长范围为315nm-410nm)，该致荧光光可以用于扫描(检查)表面以判断是否污染(uv光照射在污染物上一般会产生光荧光)。在实施例中，用户可以触摸扫描按钮109以将致荧光光照射在物体的表面上，并检查该表面是否被异物和/或病菌污染。在实施例中，当致荧光光落在物体的表面上时，取决于异物和/或病菌的属性，异物和/或病菌可以反射或发射可见光(光荧光)，可用于揭示表面的污染。
27.在检测到污染后，用户可以使用移动电话100来对物体进行消毒。在实施例中，当用户将相机124指向待消毒的物体时，移动设备100可以捕获物体的图像并识别物体。例如，移动设备100可以具有人工智能(ai)程序，该人工智能程序可以将物体的形状识别是否为人体的一部分(诸如人眼)，或将物体表面的纹理识别是否为人体皮肤。在实施例中，移动设备100确定物体上的潜在损坏，并且，如果移动设备确定物体不应该被光121消毒，则移动设备100可以通过扬声器104给出警告信号并禁用开始按钮106。在实施例中，该警告系统可以防止对人体或任何其它物体的任何潜在损坏。
28.在实施例中，当用户将物体定位在消毒区域指示器105内时，移动设备100可以基于测量距离d计算所需的曝光时间。然后，响应于用户点击开始按钮106，移动设备100可以通过向物体照射消毒光121来开始消毒过程。在实施例中，状态指示器112中的阴影条113的长度可以随着曝光器时间的增加而增加，从而指示消毒进度。图1b示出了根据本公开的实施例的移动设备100的前视图。如所描绘，状态指示器112可以指示消毒过程已完成，即所需的曝光时间已经结束。
29.在实施例中，消毒过程可以由用户或移动电话本身终止。在实施例中，用户可以触摸停止按钮108以终止消毒过程。在实施例中，当用于消毒光所需剂量的所需曝光时间已经结束时，移动电话100可以终止消毒过程。在任一情况下，在实施例中，移动设备100可以通过显示消毒图107来报告消毒过程的结果，如图1b中所示。
30.在实施例中，消毒图107可以示出物体的图像和在消毒过程期间被消毒光扫过的消毒区域的图像。在实施例中，消毒区域可以填充有不同的颜色以指示曝光程度(即，消毒光的剂量)。在移动电话100在消毒过程期间静止的情况下，消毒图107可以覆盖与消毒区域指示器105相同的区域，如图1b中所示。在实施例中，当用户可以在消毒过程完成之前点击停止按钮108以使消毒过程中止时，消毒图107中的消毒区域的图像可以填充有第一颜色(例如黄色)，以指示消毒过程不完整或过早终止。在实施例中，填充区域的颜色可以逐渐改变以表示消毒进度。
31.在实施例中，用户可以再次点击开始按钮106以恢复消毒过程。在这种情况下，移动设备100可以累积在先前和当前的消毒过程期间入射在消毒区域上的消毒光的量，并且状态指示器112可以示出消毒光的累积剂量。在实施例中，该特征允许用户完成消毒过程而无需再次重新开始过程，这可以减少电池功耗。
32.在实施例中，用户可以设置消毒光的期望剂量。例如，用户可以在gui中的文本字段(图1a中未示出)中输入期望剂量的信息，诸如40mj/cm2。然后，移动设备100可以基于计算出的消毒光的辐照度来计算对应的曝光时间，并通过在曝光时间期间照射消毒光来传送期望剂量。
33.在实施例中，移动设备100可以从数据存储中取回阈值剂量的信息，基于计算出的消毒光的辐照度来计算阈值曝光时间，并且在阈值曝光时间期间照射消毒光。
34.图4a-4c示出了根据本公开的实施例的如何使用移动设备来对细长物体进行消毒。在实施例中，出于说明的目的，移动设备100用于对计算机键盘进行消毒。然而，对于本领域的普通技术人员而言应显而易见的是，可以通过与对键盘进行消毒的方式相同的方式对其它类型的细长物体进行消毒。
35.在实施例中，用户可以使用来自光源120的致荧光光来扫描键盘160的表面以确定污染。此外，使用ai程序，移动电话100可以确定物体是否不应该被消毒光121消毒。在发现污染并且确定物体将不会被消毒光损坏后，用户可以将键盘160的最左侧部分定位在消毒区域指示器105内，并触摸开始按钮106以开始消毒过程，如图4a中所描绘。
36.在实施例中，用户可以在状态指示器112指示消毒过程已完成之前移动移动电话100来对键盘160的不同部分进行消毒。在实施例中，每次检测到运动时，移动电话100可以检测运动并重置状态指示器112。例如，如图4b中所示，当用户将移动电话100移向键盘160的中央部分时，移动电话100可以识别出用户打算对键盘的不同部分进行消毒，重置状态指示器112并开始对中央部分进行消毒。
37.在实施例中，用户可以重复移动和消毒键盘160的不同部分的步骤，直到键盘160的整个部分被消毒为止。在实施例中，当用户停止移动移动电话100并且对键盘的最后部分进行消毒所需曝光时间结束时，移动电话100可以停止对物体进行消毒。如图4c中所描绘，状态指示器112可以指示针对键盘160的最后部分的消毒过程已经完成。在替代实施例中，用户可以在消毒过程期间的任何时间通过触摸停止按钮108来停止消毒过程。
38.图5示出了根据本公开的实施例的用于杀菌应用的移动设备的前视图。如所描绘，在终止键盘160的消毒过程后，移动电话100可以通过显示消毒图155来报告消毒过程的结果。在实施例中，消毒图155可以包括键盘的全景图像和叠加在键盘的图像上的消毒区域的图像，其中，消毒区域表示在消毒过程期间被消毒光扫过的区域。在实施例中，消毒图155中
的消毒区域可以填充有不同的颜色以指示曝光程度(即，消毒光的剂量)。在实施例中，在消毒过程期间，用户可能在键盘的一部分未消毒完成之前移动了移动电话100，即，用户过早移动了移动电话，以使得区域142，在将移动电话移动到不同的区域之前，未接收到消毒光的阈值剂量。在实施例中，消毒图155中的消毒区域的图像可以填充有不同的颜色，以将未接收到杀死病菌的所需光的剂量的区域(诸如142)与已接收到所需剂量的(多个)区域(诸如140)区分开。
39.在实施例中，用户可以在随后的消毒过程中仅对区域142进行消毒。在实施例中，当用户将区域142定位在消毒区域指示器155内并触摸开始按钮106时，移动设备100可以开始照射并测量入射在表面上的消毒光的量。在实施例中，移动设备100可以累积在先前和当前的消毒过程期间入射在消毒区域上的消毒光的量，并且状态指示器112可以示出消毒光的累积剂量。在实施例中，该特征允许用户完成消毒过程而无需在整个键盘160上再次重新开始过程，这可以减少电池功耗。
40.图6示出了根据本公开的实施例的用于对物体进行消毒的示例性过程的流程图600。过程开始于步骤602。在步骤602中，移动设备100可以识别物体的表面并确定该表面是否可以被消毒光(诸如uv-c)消毒，即获得消毒光对表面的潜在损坏。在实施例中，安装在移动电话100中的ai程序可以将物体的形状识别为人体的一部分(诸如人眼)，或将物体表面的纹理识别为人体皮肤。在实施例中，如果移动电话100确定物体不能被消毒，则可以通过扬声器104向用户提供警告信号，并且可以禁用开始按钮106。
41.在步骤604中，用户可以扫描物体的表面以确定污染。在实施例中，用户可以照射来自光源120的致荧光光，诸如uv-a光，至物体的表面上，以检查表面上的污染。在实施例中，光源120可以是一个led同时生成消毒光和致荧光光。在实施例中，光源120可以包括用于生成消毒光的一个led和用于生成致荧光光的另一led。对于本领域的普通技术人员应该显而易见的是，光源120可以包括任何合适数量和类型的led。例如，光源120还可以包括生成可见光的led。在实施例中，可以跳过步骤604。
42.在步骤605中，移动设备100可以确定消毒光的所需剂量。在实施例中，用户可以将期望剂量的信息输入到移动设备100中，优选地通过显示器102上的gui。在实施例中，移动设备100可以从移动设备100中的数据存储中取出用于杀死病菌的阈值剂量的信息。然后，移动设备100可以将期望剂量或阈值剂量用作对物体进行消毒的所需剂量。
43.在步骤606中，移动电话100可以确定与所需剂量对应的曝光时间。在实施例中，测距仪122可以测量光源120与待消毒的表面之间的距离d。然后，基于来自光源120的给定的总消毒光辐射通量和消毒区域指示器105的大小，移动电话100可以计算表面上消毒光的光强度(辐照度)。此外，由于所需剂量是辐照度和曝光时间的乘积，因此可以计算出所需剂量的曝光时间。
44.在步骤608中，当用户触摸开始按钮106(即用户的命令)时，移动设备100可以开始在物体的表面上照射消毒光。然后，在实施例中，用户可以通过触摸停止按钮108来终止消毒过程，或移动电话100可以在曝光时间结束(即，表面接收到消毒光的所需剂量)时，自动终止消毒过程。
45.在步骤610中，响应于消毒过程的终止，移动设备100可以显示消毒图107或155以报告消毒过程的结果。在实施例中，移动电话100在消毒过程期间可以是静止的。在这种情
况下，消毒图107可以覆盖与消毒区域指示器105相同的区域。在实施例中，移动电话100可以在消毒过程期间运动以对细长物体进行消毒。在这种情况下，消毒图155可以包括物体的全景图像和消毒区域的图像，其中，消毒区域表示被消毒光扫过的区域并且叠加在物体的全景图像上。在实施例中，可以用不同的颜色填充消毒图107或155中的消毒区域的图像，以指示消毒程度(或等效地指示入射到表面上的光的剂量)。
46.在步骤612中，用户可以决定是否再次对物体进行消毒。例如，用户可能想要对没有接收到消毒光的阈值剂量的区域140进行消毒。如果对步骤612的回答是否定的，则移动电话100可以停止消毒过程。否则，过程可以进行到步骤606。
47.在实施例中，如结合步骤612所论述，用户可以恢复消毒过程。例如，用户可以再次对未接收到消毒光的阈值剂量的未完成区域142进行消毒，而不是对整个键盘160进行消毒。在这种情况下，用户可以仅重复对区域142进行消毒，并且移动设备100可以在先前和当前的消毒过程期间累积区域142接收到的消毒光的量。图7示出了根据本公开的实施例的用于执行图6中的步骤610的示例性过程的流程图700。如所描绘，在步骤702中，移动设备100可以测量照射在消毒图155的区域(诸如未完成区域142)上的消毒光的量。在步骤704中，可以确定消毒图155中的区域的一部分(诸如区域142)是否被重复消毒。通过示例，用户可以在随后的消毒过程中仅对区域140进行消毒。如果对步骤704的回答是肯定的，则移动设备100可将在重复消毒过程期间入射在区域的一部分上的消毒光的量相加，即可以累积入射在该区域的该部分上的光的量。然后，在步骤708中，可以生成消毒图。如果对步骤704的回答是否定的，则过程进行到步骤708。在实施例中，步骤708处的累积过程可以允许用户选择性地对未完成区域142进行消毒，而不是对消毒图155中的整个区域进行消毒。
48.在实施例中，如上文所讨论，由于消毒过程在先前的消毒过程中过早终止，因此当用户重复对指甲钳进行消毒时，可以执行步骤702-708。
49.在一个或多个实施例中，本专利文件的各方面可以针对、可以包括一个或多个移动设备(或计算系统)或可以在一个或多个移动设备(或计算系统)上实现。移动设备系统/计算系统可以包括可操作以运算、计算、确定、分类、处理、传输、接收、取回、发起、路由、切换、存储、显示、通信、表明、检测、记录、再生、处置或利用任何形式的信息、情报或数据的任何工具或工具集合体。例如，计算系统可以是或可以包括个人计算机(例如笔记本电脑)、平板计算机、移动电话、个人数字助理(pda)、智能手表、相机或任何其它合适的设备，并且可以在大小、形状、性能、功能性和价格上变化。计算系统可以包括随机存取存储器(ram)、一个或多个处理资源，诸如中央处理单元(cpu)或硬件或软件控制逻辑、rom和/或其它类型的存储器。计算系统的附加部件可以包括一个或多个磁盘驱动器、用于与外部设备以及各种输入和输出(i/o)设备(诸如键盘、鼠标、触摸屏和/或视频显示器)进行通信的一个或多个网络端口。计算系统还可包括可操作以在各种硬件部件之间传输通信的一个或多个总线。
50.图8描绘了根据本公开的实施例的移动设备(或计算系统)的简化框图。将理解，针对系统800示出的功能性可以操作以支持计算系统的各种实施例，尽管应当理解，计算系统可以被不同地配置并且包括不同的部件，包括具有如图8中所描绘的更少或更多的部件。
51.如图8所示，计算系统800包括一个或多个中央处理单元(cpu)801，其提供计算资源并控制计算机。cpu 801可以用微处理器等实现，并且还可以包括一个或多个图形处理单元(gpu)819和/或用于数学计算的浮点协处理器。系统800还可以包括系统存储器802，其可
以呈随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)或两者的形式。
52.还可以提供多个控制器和外围设备，如图8所示。输入控制器803表示与各种(多个)输入设备804(诸如键盘、鼠标、触摸屏和/或触笔)的接口。计算系统800还可以包括用于与一个或多个存储设备808进行接口的存储控制器807，每个存储设备包括存储介质(诸如磁带或磁盘)或光学介质，这些光学介质可用于记录指令程序以用于操作系统、实用程序和应用程序，其可以包括实现本公开的各方面的程序的实施例。根据本公开，存储设备808也可以用于存储处理后的数据或待处理的数据。系统800还可以包括显示控制器809，以用于向显示设备811提供接口，该显示设备可以是阴极射线管(crt)、薄膜晶体管(tft)显示器、有机发光二极管、电致发光面板、等离子体面板或其它类型的显示器。计算系统800还可以包括用于一个或多个外围设备806的一个或多个外围控制器或接口805。外围设备的示例可以包括一个或多个打印机、扫描仪、输入设备、输出设备、传感器等。通信控制器814可以与一个或多个通信设备815进行接口，这使系统800能够通过各种网络中的任何一个连接到远程设备，这些网络包括因特网、云资源(例如以太网云、以太网光纤通道(fcoe)/数据中心桥接(dcb)云等)、局域网(lan)、广域网(wan)、存储区域网(san)或通过任何合适的电磁载波信号(包括红外信号)。
53.在所示的系统中，所有主要系统部件可以连接到总线816，该总线可以表示超过一个物理总线。然而，各种系统部件可以彼此物理接近或可以不彼此物理接近。例如，输入数据和/或输出数据可以从一个物理位置远程传输到另一物理位置。另外，可以通过网络从远程位置(例如服务器)访问实现本公开的各方面的程序。这种数据和/或程序可以通过各种机器可读介质中的任何一种来传送，机器可读介质包括但不限于：磁性介质，诸如硬盘、软盘和磁带；光学介质，诸如cd-rom和全息设备；磁光介质；以及专门配置以存储或以存储并执行程序代码的硬件设备，诸如专用集成电路(asic)、可编程逻辑设备(pld)、闪存设备以及rom和ram设备。
54.尽管本发明易于进行各种改进和替代形式，但是其具体示例已经在附图中示出并且在本文中进行了详细描述。然而，应理解，本发明不限于所公开的特定形式，相反地，本发明将覆盖落入所附权利要求书的范围内的所有改进、等效和替代例。