扫描式杀菌LED阵列光源以及便携式灭菌消毒装置的制作方法

扫描式杀菌led阵列光源以及便携式灭菌消毒装置
技术领域
1.本发明涉及灭菌消毒技术领域，特别涉及一种扫描式杀菌led阵列光源以及便携式灭菌消毒装置。


背景技术：

2.日常生活或医院病房等场合，人们会频繁接触的各种地方存在着大量的细菌，如痢疾杆菌、大肠杆菌、伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌、白色念珠菌等；除了细菌外，还有大量的病毒是人们非常容易接触到的，比如感冒病毒、流感病毒，以及新型冠状病毒等。这些细菌、病毒能够导致人们患上各种各样的疾病，甚至导致死亡。
3.传统的灭菌消毒功能的装置逐渐得到了应用，比如汞灯、臭氧发生器等，但是这些装置均存在一些弊端，如常用的汞灯含有有害重金属汞，已经被国际公约禁止生产和使用；臭氧装置对人体有强烈刺激性，且对身体有害，使用时间和范围均受限。近年来，紫外光led特别是深紫外光led的巨大的应用价值引起了人们的高度关注，成为了新的研究热点。
4.紫外发光二极管(uv light emitting diode，uv-led)是一种能够直接将电能转化为紫外光线的固态半导体器件。随着技术的发展，紫外发光二极管在生物医疗、防伪鉴定、净化(水、空气等)领域、计算机数据存储和军事等方面有着广阔的市场应用前景。相较于汞灯、臭氧发生器等灭菌消毒装置而言，紫外led杀菌装置具有高效杀菌性、广泛杀菌性、安全环保、节能、寿命长、维护成本低等诸多优势。
5.但是，现有的紫外led杀菌装置的光功率密度较差，需要长时间(几分钟～几十分钟不等)的照射才能确保足够的灭菌消毒效果，在用于移动扫描式杀菌中极大的增加了杀菌作业难度。为了改善此种问题，业内人士通常会再额外装配反光杯、透镜等二次光学元件，利用二次光学元件的使用，来实现聚光和提高光功率密度，从而提升灭菌消毒效果。首先，对于深紫外光的反射率高的材料很难找到，其次，额外装配的透镜会增加紫外led杀菌装置的整体长度，增加杀菌装置体积，不便于携带使用，还增加了生产成本，并且因为整体长度的增加也增加了二次光学元件对于射出的深紫外光的吸收，不利于灭菌消毒。
6.因此，本发明的主要目的在于提供一种扫描式杀菌led阵列光源以及便携式灭菌消毒装置，以解决上述问题。


技术实现要素：

7.本发明提供一种扫描式杀菌led阵列光源，其包括聚光基板和多个发光元件。
8.多个发光元件间隔地设置在聚光基板上。各发光元件可在聚光基板上移动，通过移动多个发光元件的方式，使得多个发光元件发光形成照射光斑。照射光斑具有第一光斑和第二光斑，第一光斑的光功率密度高于第二光斑的光功率密度。
9.在一实施例中，所述第一光斑呈带状光斑。
10.在一实施例中，所述带状光斑具有上边界和下边界，所述上边界到所述下边界的距离大于等于10cm。
11.在一实施例中，所述聚光基板具有相对的弧形内表面和弧形外表面，所述多个发光元件设置在所述聚光基板的弧形内表面上。
12.在一实施例中，所述聚光基板包括弧形底板和多个弧形支撑件，所述多个弧形支撑件是以第一预设距离为间隔沿着第一方向排列在所述弧形底板上，所述多个发光元件分布在所述多个弧形支撑件上，且各发光元件可在其所处的弧形支撑件上移动。
13.在一实施例中，所述扫描式杀菌led阵列光源还包括滑轮结构和滑动卡接口，所述滑轮结构设置于所述弧形底板的内部，所述滑动卡接口设置在位于相同弧形支撑件上的相邻二个发光元件之间。
14.在一实施例中，所述多个发光元件是呈伞状分布在所述聚光基板上。
15.在一实施例中，所述多个发光元件是以矩阵形式排列在所述聚光基板上。
16.在一实施例中，各发光元件是深紫外发光元件。
17.本发明还提供一种便携式灭菌消毒装置，其包含前述任意一实施例所述的扫描式杀菌led阵列光源。
18.本发明的一个优势在于提供一种扫描式杀菌led阵列光源以及便携式灭菌消毒装置，其可提高扫描式杀菌led阵列光源的光功率密度，无需借助二次光学元件，便可以提升第一光斑的光功率密度，快速完成对指定区域的灭菌消毒工作，并且较现有杀菌装置可减少发光元件的使用数量、减少散热器重量和大小，以便于制成便携式消毒器，缩小便携式灭菌消毒装置的体积。
19.本发明的另一个优势在于提供一种扫描式杀菌led阵列光源以及便携式灭菌消毒装置，通过发光元件设置在聚光基板的弧形内表面的方式，利用聚光基板的倾斜角度来汇聚各发光元件发出的中心光斑，使得扫描式杀菌led阵列光源射出的照射光斑内的带状光斑具有高光功率密度，可以快速完成对指定区域的灭菌消毒工作。
20.本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书等内容中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。
22.图1是本发明一实施例提供的扫描式杀菌led阵列光源的结构示意图；
23.图2是沿图1的截取线a-a截取的剖面示意图；
24.图3是本发明扫描式杀菌led阵列光源的照射光斑的示意图。
25.附图标记：
26.10-扫描式杀菌led阵列光源；12-聚光基板；122-弧形内表面；124-弧形外表面；14-发光元件；16-弧形底板；18-弧形支撑件；20-滑轮结构；22-滑动卡接口；30-照射光斑；31-第一光斑；32-第二光斑；311-上边界；312-下边界；l-第一预设距离；x-第一方向；s-中
心光斑；f-焦平面。
具体实施方式
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，皆为“至少包含”的意思。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
31.请参阅图1、图2和图3，图1是本发明一实施例提供的扫描式杀菌led阵列光源10的结构示意图，图2是沿图1的截取线a-a截取的剖面示意图，图3是本发明扫描式杀菌led阵列光源10的照射光斑30的示意图。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的一实施例提供一种扫描式杀菌led阵列光源10。如图中所示，扫描式杀菌led阵列光源10包括聚光基板12和多个发光元件14。
32.多个发光元件14是间隔地设置在聚光基板12上。其中，各发光元件14可在聚光基板12上移动，通过移动多个发光元件14的方式，可以调整发光元件14的位置，使得多个发光元件14移动至适当位置，从而让多个发光元件14发光形成照射光斑30。照射光斑30具有第一光斑31和第二光斑32，第一光斑31的光功率密度高于第二光斑32的光功率密度。借由第一光斑31的高光功率密度，可快速完成对指定区域的灭菌消毒工作，照射时间《1s便可完成灭菌消毒工作。
33.现有的紫外led杀菌装置过于注重提升整体照射光斑30的灭菌杀毒效果，例如通
过设置大量发光元件的方式，提升整个光斑的光功率密度，成本大幅增加。然而，本发明则是注重提升照射光斑30中的第一光斑31的光功率密度，特别是在移动扫描式杀菌领域中，第一光斑31是呈带状光斑，其灭菌消毒效果更好。例如对整个墙面进行灭菌消毒，只需要将带状光斑对准墙面，然后以蛇形、s形等扫描方式，快速扫射杀菌即可完成灭菌消毒工作。较优的，带状光斑具有上边界311和下边界312，上边界311到下边界312的距离大于等于10cm。
34.在一实施例中，如图中所示，聚光基板12具有相对的弧形内表面122和弧形外表面124。如图2中向基板内部凹陷的一面为弧形内表面122。多个发光元件14间隔地设置在聚光基板12的弧形内表面122上，各个发光元件14的尺寸基本是一样的，但由于发光元件14是设置在聚光基板12的弧形内表面122上，因此，每个发光元件14由于位置的不同会有各自的倾斜程度，因此在图1中，相较于中心处的发光元件14而言，上侧和下侧的发光元件14的纵向长度会相应缩小，左侧和右侧的发光元件14的横向长度会相应缩小。也就是说，不仅是在图2所示的纵向截面来看，聚光基板12的表面呈弧形，若是从横向截面来看，聚光基板12的表面亦是呈弧形。借此设置，利用聚光基板12的倾斜角度来达到各发光元件14发出的中心光斑s汇聚在同一个焦平面f(如图2所示)，使得扫描式杀菌led阵列光源10射出的照射光斑30内的带状光斑(第一光斑31)具有高光功率密度，可以快速完成对指定区域的灭菌消毒工作。
35.进一步说明，由于各发光元件14可在聚光基板12上移动，因此，通过移动的方式可改变各发光元件14在弧形内表面122上的位置，进而改变各发光元件14的发光角度，即各发光元件14的发光角度是可独立调节的，进而可适应各种场景需求。例如说，当扫描式杀菌led阵列光源10距离需要消杀的墙面在1m左右时，通过改变各发光元件14的发光角度使得形成的第一光斑31的长度(如上边界311到下边界312的距离)范围在25cm左右，可以快速扫描完成对整个墙面的灭菌消毒工作；当扫描式杀菌led阵列光源10距离需要消杀的桌面在0.5m左右时，通过改变各发光元件14的发光角度使得形成的第一光斑31的长度范围在15cm左右，快速扫描完成对整个桌面的灭菌消毒工作。
36.较佳的，多个发光元件14是呈伞状分布在聚光基板12上，以提升第一光斑31的光功率密度。
37.具体来说，扫描式杀菌led阵列光源10还可包括滑轮结构20和滑动卡接口22，聚光基板12包括弧形底板16和多个弧形支撑件18。多个弧形支撑件18是以第一预设距离l为间隔沿着第一方向x排列在弧形底板16上。所述第一预设距离l的范围为1～100mm，所述第一方向x是垂直于弧形支撑件18的长度方向。多个发光元件14分布在多个弧形支撑件18上，且各发光元件14可在其所处的弧形支撑件18上移动。滑轮结构20设置于弧形底板16的内部，用于移动各发光元件14。滑动卡接口22设置在位于相同弧形支撑件18上的相邻二个发光元件14之间，用于在移动完发光元件14之后将发光元件14固定住。换言之，各发光元件14是通过滑轮结构20以及滑动卡接口22在弧形支撑件18上移动，使得各发光元件14可独立调节角度。
38.在一实施例中，发光元件14是深紫外发光元件。深紫外发光元件可以发射具有介于200nm至230nm之间的波长的紫外线，以提升灭菌消毒效果。
39.此外，扫描式杀菌led阵列光源10还可通过多个发光元件14以矩阵形式排列在聚光基板12上的方式，提高带状光斑的光功率密度。例如，以8个发光元件14为例，其可以排列
成2
×
4的矩阵，便可以提高形成的照射光斑30中的带状光斑的光功率密度。
40.本发明的一实施例提出一种便携式灭菌消毒装置，其采用如前述任一实施例所述的扫描式杀菌led阵列光源10。
41.综上所述，本发明提供的一种扫描式杀菌led阵列光源10以及便携式灭菌消毒装置，其可提高扫描式杀菌led阵列光源10的光功率密度，无需借助二次光学元件，便可以提升第一光斑31的光功率密度，快速完成对指定区域的灭菌消毒工作，并且较现有杀菌装置可减少发光元件的使用数量、减少散热器重量和大小，以便于制成便携式消毒器，缩小便携式灭菌消毒装置的体积。
42.另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
43.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。