1.本技术涉及一种能够对诸如细菌、真菌和病毒等病原体进行灭菌的照明装置(fixture)。
背景技术：
：：2.照明装置在商业建筑和家庭中很常见。例如，荧光灯泡装置多年来一直用于商业建筑和家庭。在过去十年左右的时间里，已经开发出基于发光二极管(led)的照明装置，它们通常具有与传统荧光灯泡装置(通常为2x2英尺或2x4英尺)相同的尺寸、形状和安装硬件。这使得旧的荧光灯泡装置可以很容易地被基于led的照明装置替换，这是有益的，因为与荧光照明装置相比，led照明装置更节能、更可靠且更易于维护。3.led照明装置的另一好处是它们提供的辐射适合于提供消毒以及提供可视白光。例如，美国专利申请公开2018/0147417公开了一种可用于照明装置的led芯片。led芯片包括第一led，它在近紫外(uv)范围内发射405nm的光(可见光谱中的光波长范围从光谱uv端的380nm到光谱红外(ir)端的740nm)。led芯片还包括第二led，该led在可见光的蓝色范围内发射450nm的光。芯片中的led涂有磷光体材料，大部分405nm辐射通过磷光体而不被吸收。相比之下，450nm辐射与磷光体相互作用，在那里它被转换为更高的波长，从而产生更宽的白光发射光谱。总之，led芯片产生峰值在405nm处的总光谱，以及更宽波长的白色光谱。在整个光谱中包含大量405nm光是有益的，因为已知该波长的辐射会破坏某些微生物生物过程。例如，'417公开解释了405nm辐射会导致细胞中产生活性氧，进而阻止细胞代谢并有效抑制细菌生长。据说405nm辐射也可以对真菌进行消毒。请参见r.m.tombet等人发表的“newproof-of-conceptinviralinactivation:virucidalefficacyof405nmlightagainstfelinecalicivirusasamodelfornorovirusdecontamination(病毒灭活的新概念验证：作为诺如病毒净化模型的405nm光对猫杯状病毒的杀病毒功效，食品与环境病毒学，第9(2)卷，第159-67页(2017年))”。4.尽管诸如刚刚描述的具有消毒特性的led照明装置是有益的，但发明人看到了改进的空间。一方面，其他波长(例如470nm)也已被证明具有抗菌和抗真菌特性。请参见例如a.j.delucca等人发表的“bluelight(470nm)effectivelyinhibitsbacterialandfungalgrowth(蓝光(470nm)有效抵制细菌与真菌的生长，lettersinappliedbiology，第55卷，第460-66页(2012年))”。但405nm和470nm等波长可能不对病毒有效。上面引用的r.m.tomb的文章研究了使用405nm辐射灭活病毒，虽然显示了有希望的结果，但似乎需要更高剂量的405nm辐射来进行病毒灭活。由于405nm辐射可能会刺激人眼，请参见'417公开，因此在白光led照明装置中增加405nm辐射的强度以希望它也能杀死病毒可能行不通。5.此外，由照明装置提供的病原体灭活辐射的通量或能量密度，例如在405和470nm处，可能不足以灭活空气传播的病原体。简言之，放置照明装置的房间体积可能太大而无法有效地灭活空气传播的病原体。6.发明人公开了一种针对细菌、真菌和病毒具有有效消毒特性的白光led照明装置形式的综合解决方案。如下文进一步讨论的，白光led照明装置包括风扇以将空气连续地吸入该装置。吸入的空气在该照明装置内被例如由uvled芯片提供的uv辐射照射。照明装置的体积相对较小，可以使uv辐射的通量或能量密度变得更大。经过灭菌的空气可以返回到放置照明装置的房间或建筑物中。由照明装置中的白光led提供的白光提供了照明，并可进一步在405nm和470nm处提供明显的发射峰，这也有助于病原体灭活。附图说明7.图1示出了改进的照明装置的各种视图，具有照光盒、吸入空气的风扇和所吸入的空气通过的uv灭菌盒。8.图2a和2b示出了可以在照光盒中使用的白色led芯片，其优选地产生已被证明可用于灭活细菌和真菌的在405和470nm处具有明显近uv峰值波长的白光光谱。9.图3a示出了照明装置的横截面，图3b示出了照明装置的背板、漫射器和照光盒的电路板之一。10.图4示出了已移除顶盖的uv灭菌盒的俯视图，包括uvled芯片和限定由风扇吸入照明装置的空气的非线性路径的挡板。11.图5a和5b示出了用于照明装置的系统电子设备，包括为白色led芯片、uvled芯片和风扇的驱动电路提供电力。12.图6a示出了从uv灭菌盒输出的灭菌空气可以通过设置在照光盒中的端口输出回到房间中。13.图6b示出了从uv灭菌盒输出的灭菌空气可以组合，图6c示出了灭菌空气如何输出到建筑物或房屋的空气处理系统中。14.图7示出了环境中的照明装置系统，其包括用于感测环境条件并允许控制照明装置操作的传感器模块。15.图8示出了传感器模块的细节。16.图9示出了传感器模块和每个照明装置内的电路板上的组件。17.图10示出了使用控制算法控制照明装置的各种方式的示例。18.图11示出了如何使用各种感测环境条件来控制照明装置的各种功能(例如，照明、uv和风扇转速)的示例。19.图12示出了可在无线设备上执行以用于控制和监视系统的应用上的图形用户界面。20.图13示出了照明装置的替代方案，该照明装置仅提供uv灭菌和空气循环，但不提供照明。具体实施方式21.图1中以透视图、俯视图和底视图示出了消毒照明装置10的示例。照明装置10有两个主要部分：照光盒12和uv灭菌盒14。请注意，这些“盒”12和14不需要是如图所示的盒形，而是，盒12和14可以理解为照明装置10中的任何隔间、区域或体积，无论其形状和尺寸如何。和34b的电连接，但是可以利用串联或并联的电流驱动led，或者每个led可以由它们自己的电流独立驱动。led34a和34b中的每一个也可以覆盖有它们自己独特的荧光粉，或者根本不覆盖有荧光粉，尽管这没有显示。27.如图2b中的白色led芯片28的发射光谱所示，假设405nm辐射在很大程度上穿透磷光体36而没有被吸收，因此该辐射基本上不会有助于产生更长的可以扩展光谱的波长。因此，光谱在405nm处显示出明显的峰。相比之下，470nm辐射被设计为与磷光体36相互作用以产生更长的波长，这将光谱从大约470nm扩展到775nm，总的来说产生可用于照明的白光。某些量的470nm辐射不被磷光体36吸收，因此光谱在该波长处包括另一个峰。因此，整个光谱在405nm和470nm处具有明显的高强度峰，但也具有总的来说产生白光的宽光谱。简言之，照光盒12中的白色led芯片28产生在405和470nm处具有明显强度的白光。如上所述，在消毒照明装置10中包含这些峰值波长是优选的，因为这样的辐射(至少)阻碍了细菌和真菌的生长。本领域技术人员将理解，即使由这些led产生的峰值波长不精确地在405nm和470nm处，led34a和34b提供的消毒益处仍然存在。在这点上，led34a和34b可以产生大约405nm和/或470nm的辐射，其中大约是指与这些理想波长相比相差正负10nm的波长—即，从395nm到415nm(在405nmled34a的情况下)，以及从460nm到480nm(在470nmled34b的情况下)。28.uv灭菌盒14提供进一步的灭菌(特别是病毒灭菌)，尽管之前讨论了这样的细节，但是从图3a和3b开始描述照明装置10的构造。照光盒12包括漫射器40、一个或多个包含已经描述的led灯条26的电路板部分24，以及背板50。漫射器40、电路板24和背板50基本上是在照光盒12内的平行平面中形成，并使用框架36保持在适当位置。这种构造方法在usp10,440,900中进行了描述，该专利申请在上面并入。如'900专利所解释的，框架36可以包括四个面板(对应于照光盒12的四个边缘中的每一个)。框架36的这些面板可以围绕漫射器40、电路板24和背板50定位，然后连接以将这些结构牢固地保持在适当位置。29.漫射器40位于白色led芯片28和待照明的房间之间，并且在图3b中更详细地示出。漫射器40通过操作散射由白色led芯片28产生的光以在被照明房间中产生空间上更均匀的组合发射光谱(来自白色led芯片28；图2a和2b)。优选地，漫射器40包括对白色led芯片28产生的发射光谱基本透明的透镜材料43。透镜材料43通常由各种玻璃或塑料材料制成，例如聚碳酸酯光漫射白色材料，并且优选地允许具体在405和470nm处的辐射具有良好的透射率。漫射器40还可以包括支架41，优选地由金属材料制成。支架41用于固定透镜材料43和风扇格栅22，以及为照明装置10提供装饰元件。如图所示，在该示例中，支架41将漫射器40分成四等分，因此透镜材料43可以类似地形成为四等分的段。请注意，透镜材料43不会堵塞风扇格栅22，因此透镜材料上有一个孔，以允许在风扇20的操作下使空气流入照光盒12。请注意，风扇格栅22不需要连接到漫射器40。在另一示例中，风扇格栅22可以连接到风扇20或照光盒12中的其他结构，然后在构造期间将风扇格栅22定位在漫射器40中的孔中。30.图3a和3b还示出了背板50的细节。背板50优选地由单片金属材料形成，例如钢或铝。背板50优选地包括可以安装风扇20的马达44的平台58。如图3b中最佳所示，平台58通过带子59连接到背板50的主体，因此围绕平台58的周边限定了孔56。这些孔56允许气流穿过照光盒12进入uv灭菌盒14，如下所述。背板50中的端口89允许系统信号从uv灭菌盒14传递到电路板24上的电子设备和风扇20，如下所述。31.如上所述，电路板24可以分段形成，图3b示出了一个这样的分段。请注意，电路板分段24包括切口25，当所有电路板分段在照明装置10中就位时，该切口限定了一个孔。同样，该孔25允许由风扇20产生的气流通过。尽管这些细节不是未示出，但是电路板24优选地附接到背板50，这可以以不同的方式发生。电路板24可以用螺钉附接到背板50，可能使用在电路板24和背板50之间提供气隙的压铆螺母柱。或者，为了促进热量传导离开电路板24，可以使用例如导热胶带、导热膏或环氧树脂将电路板24附接到背板50，使它们之间具有良好的热接触。尽管未示出，但是背板50的外部可以包括散热器，如在上面并入的'900专利中所解释的。请注意，将风扇20放入照光盒部分12中的好处是它促进了热量传导离开电路板24，以及空气灭菌功能。32.总之，当风扇20工作时，空气通过风扇格栅22，通过电路板24中的孔25和背板50中的孔56被吸入uv灭菌盒14，uv灭菌盒14的在下面进行讨论。如图3a中最佳所示，uv灭菌盒14包括底面60、侧面64和顶盖62。uv灭菌盒14的内部包括挡板70，该挡板在非线性路径中引导气流最终到达形成在侧面64中的孔66。如之前所述，软管连接器16a和6b连接到这些孔66。如稍后将进一步详细解释的，这些挡板70包括uvled芯片82以在气流沿着该非线性路径(随后将关于图4对此进行描述)流动时照射气流。挡板70优选地包括金属材料，并且优选地附接到底面60。例如，挡板70的底部边缘可以弯曲并通过点焊、使用螺钉或使用粘合剂附接到底面60。侧面64可以类似地附接到底面60。在另一未示出的示例中，挡板70可以集成为单件，然后可以在其组装期间使其落入uv灭菌盒14中并根据需要固定到位。33.照明装置10的组件可以涂有抗菌或反射材料。例如，uv灭菌盒14的内表面可以涂有二氧化钛。除了具有抗菌特性之外，二氧化钛还具有高反射性，因此促进了uv灭菌盒14内uv辐射的反射。这比吸收uv辐射更可取，因为吸收会去除原本可用于消除病原体的有用能量。在一个示例中，涂层可以包括由sherwinwilliams制造的paint这种涂层可以施加到挡板70的垂直表面，也可以施加到顶盖62的下侧和底面60的顶侧。34.可以使用螺钉18将顶盖62优选地附接到侧面64。这允许移除顶盖62以在照明装置10上执行维护，例如清洁或移除挡板70或修理或更换系统电子设备，如随后解释的。顶盖62可以使用其他方法附接到uv灭菌盒14，这使得它可以被打开和重新关闭以进行维护。尽管未示出，但是软管连接器16a和6b还可以连接到设置在顶盖62中的一个或多个孔。35.uv灭菌盒14优选地包括安全开关103，该安全开关103被设计为在移除顶盖62时切断uvled芯片82的电源。这是为了防止可能正在组装或维护照明装置10的人员意外暴露于uv。该开关103可以以不同方式设置在uv灭菌盒14中，但如图所示，该开关安装到侧面64的顶部法兰。技术人员将理解，开关103包括接触表面，顶盖62在连接到uv灭菌盒14时会压下该接触表面，从而闭合开关103并且使uvled芯片82能够接收电力。当顶盖62被移除时，终止下压接触表面并且开关103因此被打开以防止激活uvled芯片82。下面参考图5a进一步讨论安全开关103的操作。36.uv灭菌盒14优选地被完整地构造，然后附接到照光盒12。在所示示例中，使用螺钉52执行此操作，螺钉52将uv灭菌盒14的底面60固定到照光盒12的背板50。然而，uv灭菌盒14和照光盒12可以使用不同的方式来附接。此外，uv灭菌盒14和照光盒12不需要单独构造然后相互附接。相反，照明装置10可以以集成uv灭菌盒14和照光盒12的功能的方式构造。话虽如此，最好分别制造每一个，因为这样使得改造其他标准的照光盒12和uv灭菌盒14更容易。37.如图3a和4中最佳所示，uv灭菌盒14的底面60具有孔61，孔61优选地具有与形成在照光盒12的背板50中的孔56相同的直径，这样促进空气从风扇20流入uv灭菌盒14。一旦这样的空气进入uv灭菌盒14，它就被引导通过由挡板70的定位所引导的非线性路径。这在图4中得到最佳显示，该图示出了uv灭菌盒14的俯视图，其中顶盖60被移除。如图所示，挡板70定位成使得气流在很大程度上沿着蛇形路径从底面60中的孔61流到侧面64中的孔66(这两个孔通过软管连接器16a和16b衔接)。图4中挡板70的具体定位方式将气流分成四个路径。这些气流路径中的两个在图4的右侧示出，但应当理解，另外两个气流路径将出现在图4的左侧，尽管为简单起见未示出另外两个气流路径。请注意，气流路径可能不会遵循严格的蛇形路径。例如，挡板70可以定位成在气流路径中产生涡流74。这有效地拉长了气流路径，从而使空气暴露于uv辐射的时间更长，如下面进一步解释的。挡板72可以定位成在必要时关闭气流路径以形成涡流74，以及将气流引导到挡板结构中。请注意，右侧所示的两个气流路径最终在软管连接器16b附接到的孔66处汇合。左侧的另外两个气流路径在软管连接器16a附接到的孔66处汇合。38.为了更彻底地对气流路径中的空气进行灭菌，非线性气流路径包括uvled芯片82，这些芯片可以形成在led灯条80上。uvled芯片82和灯条80在图4的左侧示出，但是应当理解，uvled芯片82和灯条80也将出现在图4的右侧，尽管为了简单起见未这样示出。在所示示例中，led灯条80附接在挡板70的垂直表面上，如图4右下方的平面图所示。在该示例中，有两个uvled灯条80在挡板70的壁上垂直间隔开，这改善了空气对uv辐射的暴露。39.优选地，尽可能多的非线性气流路径暴露于uv辐射，因此在图4中，uvled灯条80基本上沿着气流路径的整个长度定位，并且进一步优选地沿着这些长度的至少一半定位。挡板70周围气流路径的宽度d可以是大约1到1.5英寸。假设uv灭菌盒14大约为1.5x1.5英尺(x2，图1)，则四个气流路径中的每一个的长度大约为60到100英寸，因此优选地沿着这些路径的至少大约30到50英寸发生照射。因为uv辐射对人体有害，所以优选地，uvled灯条80不出现在uv辐射可能照射uv灭菌盒14或从uv灭菌盒14泄漏出的位置。因此，例如，uvled灯条80不接近软管连接器16a和16b附接到的空气输入孔61和输出孔66。如图所示，uvled灯条80可以放置在挡板70的两侧，从相对侧照射气流路径。尽管优选地将uvled灯条80放置在挡板70的垂直表面，但是它们也可以放置在其他地方，例如放置在底面60的顶侧，或顶盖62的下侧。40.假设uv灭菌盒14的高度约为4.5英寸(h2，图1)，则四个气流路径中的每一个的总体积约为360立方英寸。风扇20例如可以包括由nmbtechnologiescorp.制造的零件09225va-12k-aa-cc，其以54立方英尺/分钟的流速使空气移动，这将使空气以13.5立方英尺/分钟或389立方英寸/秒的流速并行地移动通过四个气流路径中的每一个。因此，每个流动路径中的每个单位体积空气被用uv持续照射大约一秒钟(360/389)，并且具有高通量或能量密度，因为空气几乎沿着每个气流路径的长度被连续照射。请注意，与使用uv辐射净化空气的其他空气净化系统相比，这是有利的。通常，此类系统包括一个点uv源，待灭菌的空气通过该点uv源，这意味着每单位体积的空气仅被辐射很短的时间，可能导致病原体不完全灭活。相比之下，空气在uv灭菌盒14内沿着非线性路径持续照射较长时间，并且具选地将系统电子设备包括在部分15中，以使其可以被轻松地接近。例如，uv灭菌盒14的顶盖62可以被移除(使用螺钉18，图3a)，从而允许根据需要进行接近以维护或更换系统电子设备。系统电子设备还可以位于照光盒12中。电子设备部分15的大小可以根据所支持的系统电子设备的大小而变化。47.图5a中的第一示例示出了系统电子设备。ac电源提供电压vac，该电压被提供给白色led驱动电路92a、uvled驱动电路92b和风扇20。虽然未示出，但是应当理解，vac可以在根据驱动电路92a和92b以及风扇20的输入功率需求提供给它们之间被处理(变压、整流为dc电压等)。白光led驱动电路92a通常根据需要提供顺从电压vw，以提供驱动白光led芯片28所需的电流iw。调节器94a可用于控制iw，这是众所周知的。uvled驱动电路92b是类似的，并且根据需要提供顺从电压vuv，以提供驱动uvled芯片82所需的电流iuv，其中调节器94b控制iuv。在一个示例中，照明装置10所需的功率包括约100瓦，其中白色led芯片28需要约60w，uvled芯片82需要约30w，而风扇需要约10w。48.可能需要单独控制照明装置10的一个或多个方面。例如，可能需要在给定时间仅驱动白色led芯片28以向放置照明装置10的房间提供照明，但不驱动uvled芯片82以提供uv消毒。相反，可能需要在给定时间(例如，在晚上)仅驱动uvled芯片82以提供uv消毒，而不驱动白色led芯片28以提供照明。在这一点，照明装置10可以包括一个或多个开关100、102或104或由这些开关控制。例如，开关100包括用于控制照明装置的所有操作的主开关，即控制驱动白色和uvled芯片28和82以及风扇20。开关102可用于独立控制白色led芯片28。开关104可用于独立控制uvled芯片82和风扇20。开关104是有用的，因为通常期望风扇20和uvled芯片82一起启用，其中风扇20将气流吸入包括芯片82的uv灭菌盒14。话虽如此，uvled芯片82和风扇20也可以由自己的开关独立控制。所示的任何开关都可以包括照明装置10连接到的壁装式开关。或者，开关可以作为系统电子设备的一部分出现在照明装置(部分15)中。在这一点，开关可以由遥控器控制，其中系统电子设备包括用于接收来自遥控器的输入的无线接收器(例如，bluetooth接收器)。例如，下面进一步解释的应用200可用于无线地控制开关。49.系统电子设备还可以包括安全开关103。如前所述，该开关103被设计为在从uv灭菌盒14移除顶盖62时打开以切断uvled芯片82的电源(例如，经由驱动电路92b)。如图所示，安全开关103与开关104串联，因此也会禁用风扇20的电源。然而，开关103也可以位于电路中以仅切断led驱动电路92b的电源。50.图5b示出了系统电子设备的另一实施例。系统电子设备允许使用ac电源100或使用电池13(优选地位于照明装置10的电子设备部分15中)来为照明装置10供电。电池13可以是可充电电池或原电池。尽管图5b中未示出，但是系统电子设备可以包括充电电路，用于在照明装置10连接到ac电源100时对电池13进行再充电。所示的系统电子设备的实施例包括继电器17，例如图示的单刀双掷(spdt)继电器，其被配置为根据ac电源100是否可用而在电池13电源和ac电源100之间自动切换。其他开关配置对于本领域技术人员将是显而易见的。在图5b中，风扇20、uvled82和白色led28如前所述。驱动电路92a和92b(图5b)被集成为驱动电路91，驱动电路91也用于驱动风扇20。请注意，驱动电路91的火线(l)和零线(n)端子在图5b中表示。为简单起见，图5a中描述的各种开关未在图5b中示出，但可以存在。51.系统还可以被提供太阳能源85。该太阳能源85可以包括太阳能电池板，该太阳能电池板包括在安装了照明装置10的场所中，或者可选地与照明装置10一起出售。来自太阳能源85的太阳能可以为照明装置10供电，也可用于给照明装置中的电池13充电。另外，系统可以包括电池充电电路，但此细节未在图5b中示出。在这一点，ac电源100不是绝对必需的，相反，当有太阳时，可以使用太阳能操作照明装置10，而在没有太阳时将其留给电池13提供电力。52.如上所述，uv灭菌盒14包括一个或多个软管连接器16a和16b，这些连接器输出灭菌空气，并且这种灭菌空气优选地被分配回到照明装置10所在的房间或建筑物中。图6a-6c示出了这种情况如何发生的不同示例。也可以有效地处理灭菌空气，例如通过将这种空气排放到建筑物或房屋中的增压空间中，或通过出口排放到外部环境中。53.图6a示出了一个示例，其中灭菌空气通过照明装置10本身输出回到房间中。在该示出较大照明装置(2x4英尺)的示例中，照光盒12包括一个或多个软管端口。两个这样的端口110a和110b在图6a中示出，并且可以包括软管连接器，如图所示，允许它们通过软管112a和112b连接到软管连接器16a和16b。在该示例中，端口110a和110b穿过背板50、电路板24和照明装置10的漫射器40中的孔。虽然未示出，但从软管连接器16a和16b输出的空气可以组合(例如，图6b)并通过照光盒12中的单个端口110或通过多于两个端口放回房间。54.图6c示出了从软管连接器16a和16b输出的空气可以被放置到放置了一个或多个照明装置10的建筑物中的空气处理系统中，从而向建筑物中的一个或多个房间提供灭菌空气。在该示例中，假设建筑物具有多个房间(示出了其中两个120a和120b)，每个房间具有多个照明装置10(如图所示，每个房间三个)。该建筑物包括具有输入126和输出128的空气处理器118。技术人员将认识到，空气处理系统的管道系统可以包括未示出的其他组件，例如风扇、排气口、新鲜空气输入口等。每个房间120a和120b具有连接到输出128的供应通风口124和连接到输入126的返回通风口122。图6b示出了从给定照明装置10中的软管连接器16a和16b输出的空气可以使用接头114组合(例如，图6b)，然后输出到输出软管116。接头114和输出软管116也可以与过滤器(97)和阀(93、95)配合，如前面参考图4所解释的。几个输出软管116的输出可以如图6c所示连接，并通过另一软管或管道系统连接到空气处理器管道系统中的任何方便点，包括给定房间(130)的返回管道、空气处理器118的输入126(132)、空气处理器118的输出(134)，或给定房间(136)的供应通道。在任何这些示例中，灭菌空气最终被提供回房间。55.图7示出了可以在环境中集成和控制一个或多个照明装置的进一步细节，并且进一步示出了环境感测如何被包括在系统中。在该示例中，示出了四个照明装置10a-10d，它们可以安装在例如房间的天花板中，如前所述。还示出了传感器模块150，其包括用于感测房间中各种环境条件的传感器。此类感测条件可用于控制照明装置的各种功能，例如风扇28的操作、用于灭菌的uvled芯片82的强度以及用于照明的白色led芯片28的强度，如下面进一步解释的。56.传感器模块150可以通过电子电缆或使用诸如bluetoothtm之类的短程rf通信格式与每个照明装置10i通信。在所示示例中，更优选地，传感器模块150经由通信链路170与特定的一个照明装置(10a)通信。该照明装置10a可以在系统中编程为“主”照明装置，而其他照明装置(10b-10d)可以编程为“辅”ꢀ照明装置，如下面进一步解释的。主照明装置10a可以操作控制算法320来控制系统的操作，如下面进一步解释的。主照明装置10a可以使用电子电缆与辅照明装置10b-10d通信，但同样优选使用诸如bluetooth之类的短距离rf通信链路180。优选地，主照明装置和辅照明装置在构造上相同并且仅在它们被编程为主照明装置还是辅照明装置方面不同。57.传感器模块150还可以与警报指示器190通信，警报指示器190包括一个或多个指示器，例如led200，可用于向环境中的人提供指示传感器模块已感测到的环境条件的某些视觉警报。例如，警报指示器190可以指示绿灯是传感器模块150没有检测到任何异常环境条件或者系统正常工作。如果已经检测到危险的环境条件或者如果系统没有正常工作，则警报指示器190可以指示红灯。警报指示器190还可以以其他方式指示警报。例如，警报指示器190可以包括扬声器以可听地指示警报。如下面进一步描述的，在190看到或听到警报的人可以咨询应用230以了解有关警报的细节。尽管未示出，但警报指示器190可以与传感器模块150集成在一起，其中传感器模块150提供必要的警报。然而，因为警报指示器190可能会分散注意力，所以将其放置在不显眼的地方是有益的，例如放置在房间一角的天花板中。相比之下，传感器模块150优选地放置在房间天花板的中心以最均匀地感测环境条件。如上所述，照明装置10i将优选地根据需要放置在房间中以提供照明和灭菌空气。在图7所示的示例中，警报指示器190硬连线到传感器模块150，但这些组件也可以无线地通信(例如，通过bluetooth)。58.传感器模块150中的相关电子设备集成在一个或多个电路板151上，而照明装置10i中的相关电子设备集成在优选地位于照明装置10i的电子设备部分15中的一个或多个电路板11上，如前所述。电路板151和11上的组件稍后将参考图9进行解释。59.如前所述，每个照明装置10可以各自包括用于向照明装置提供电力的电池13。这些电池13的输出可以在公共电源总线153处汇合。此外，电源总线153可以被路由到传感器模块150以向传感器模块150供电。然而，如下面进一步解释的，传感器模块150可以也有自己的电池310。60.图7的系统中的无线通信提供了允许系统与其他设备通信以达到有用目的的灵活性。例如，系统可以与电子设备210通信。该设备210可以是通用计算设备，例如个人计算机、平板计算机、智能手机等。设备210可以运行应用(app)230以允许用户既控制系统(照明和/或uv灭菌)，又查看从系统报告的重要信息(例如警报，或来自传感器模块150中的传感器的输出)。请注意，在所示示例中，设备210与主照明装置10a通信(再次优选地使用bluetooth)，尽管设备210也可以与传感器模块150或系统中的其他中介通信。系统(经由主照明装置10a)还可以与其他网络和系统通信。例如，经由bluetooth路由器，系统最终可以与wifitm、蜂窝或因特网网络240通信。主照明装置10a还可以包括可使用wifitm、蜂窝或因特网格式操作的通信电路，以允许在必要时直接连接到网络240。经由这种其他网络240实现的连接允许经由远程设备220访问系统，这些远程设备220又可以包括个人计算机、平板计算机、智能手机等，并且又可以运行应用230以允许系统控制和监视。61.图8更详细地示出了传感器模块150。模块150包括可以由塑料形成的外壳152。外壳152可以形成带有夹子(未示出)，允许其固定到可附接到天花板的支架(未示出)上—类似于将烟雾探测器附接到天花板的方式。控制模块150还可以包括可自由定位在被监测环境中的独立装置。在外壳152内是上述电路板151，除了其他组件之外，电路板还包括监测各种环境条件的各种传感器330，如下面进一步解释的。外壳152优选地包括空气通道156以允许环境中的空气进入传感器模块150并与传感器330接触。请注意，传感器330可以位于电路板151的任一侧。随后描述的某些传感器可能需要被监测环境在视线范围内，并且就此而言，外壳152可以包括一个或多个开口154以允许这些传感器穿过外壳突出并直接暴露于环境中。62.传感器模块150中的电路板151上存在的组件在图8和9中示出。如图所示，电路板包括遥测电路304，以实现与其他设备(例如，主照明装置10a)的无线通信，并且可能还包括其他设备，例如设备210和220(图7)。在一个示例中，遥测电路304包括通信天线和芯片组，其被设计为根据特定格式(例如，bluetooth、wifi、蜂窝等)相应地通信。在所示示例中，遥测电路304包括bluetooth芯片组和天线。电路板151还优选地包括控制器电路306，例如微控制器。控制器电路306的一个重要功能是接收从传感器330报告的数据，并且组织这些数据以进行通信，例如与主照明装置10a通信。63.尽管图8中未示出，但控制模块150中的电路板151可以连接(插入)到ac电源(例如，图5中的100)，并且电路板151可以包括一个或多个整流器/调节器以产生dc电，为电路板151的各种组件供电。附加地或替代地，电路板151可以从电池310接收电力。在优选示例中，电池310是可再充电的，并且由电路板151上的电池充电电路(未示出)再充电(使用ac电源100)。电池310也可以包括永久电池，一旦电池310用完就需要用户更换。64.在ac电源100中断的情况下，优选地在传感器模块150中提供电池310。在电源中断的情况下，传感器330可以继续工作至少一段时间(例如，90分钟)。此外，电池310可以提供安全特征，可以允许传感器模块150作为紧急照明源工作。在这一点，电路板151可以包括一个或多个光源，例如led308。这些led308(安装到电路板151的下侧)可以通过设置在外壳152中的开口158突出以在停电的情况下在环境中提供低水平照明。此外，led308提供的照明也可以由应用230的用户控制，或者led308可以在没有用户干预的情况下自动照明，例如在一天中的某些时间(例如，下班后)或根据从传感器330读取的信息。例如，如果em传感器364(图9)感测到房间很暗，可能是因为照明装置10i中的照明关闭，则控制器电路306可以激活led308。led308在下文中称为紧急led308，即使它们在紧急情况下不一定会照明。65.所提及的传感器模块150可以包括多个不同的传感器330，每个传感器被设计为检测传感器模块所在环境的特定条件。例如，如图9所示，传感器模块150可以包括：[0066]-温度传感器332；[0067]-相对湿度传感器334(例如，部件号hts221，由stmicroelectronics制造。该部件还包括温度传感器332)；[0068]-大气压力传感器336；[0069]-露点传感器338；[0070]-微粒传感器340(例如，部件号sn-gcja5，由panasonicphoto&lightingco.，ltd.制造)；[0071]-空气质量指数(aqi)传感器342；[0072]-总挥发性有机化合物(tvoc)传感器344(例如，部件号zmod4410，由renesaselectronicscorp.制造。该部件还包括aiq传感器342和co2传感器350)；[0073]-hcho(甲醛)传感器346；[0074]-一氧化碳(co)传感器348(例如，部件号sgx-4co，由sgxsensortech制造)；[0075]-二氧化碳(co2)传感器350(例如，部件号telairet6703，由telaireco.制造)；[0076]-二氧化硫(so2)传感器352；[0077]-二氧化二氮(no2)传感器354；[0078]-臭氧(o3)传感器356；[0079]-铅(pb)传感器358；[0080]-氡(rn)传感器360；[0081]-红外(ir)运动传感器362(例如，部件号ekmb130911，由panasonic，inc.制造)；[0082]-电磁(em)传感器364，可用于评估环境中的电磁辐射频谱；以及[0083]-生物传感器366，可用于确定环境中是否存在病原体，包括细菌、病毒、真菌等。[0084]上面列出了这些传感器330中的一些传感器的优选部件号，尽管技术人员将认识到这些传感器有许多不同类型。不要求传感器模块150具有所有上面列出的传感器：这些传感器300中的某些可能仅在特定环境(例如，制造环境)中是重要的，因此当传感器模块用于不同环境(例如，办公环境)时可能不是必需的。上述传感器330优选地输出指示它们正在感测的条件的数量值，尽管某些传感器可以以二进制方式操作并且仅输出是否感测到特定条件。图9所示的可能的传感器330不是详尽的列表，并且传感器模块150还可以包括目前存在的或将来开发的其他环境传感器。在一个示例中，传感器模块150可以包括潜在客户可能期望的所有可能的传感器330，其中制造商对传感器模块150进行编程(例如，使用图12的应用230)以仅启用与特定客户或环境相关的传感器330。如上所述，需要使环境位于视线范围内的传感器330可以放置在传感器模块外壳152的开口154(图8)中，例如ir运动传感器362。[0085]图9还示出了位于电路板11上的用于每个照明装置10i的组件。电路板11包括用控制算法320编程的控制器电路300(例如，微控制器)，将在下面进一步解释。控制器电路300接收主/辅(m/s)输入303，该输入303通知其中放置电路板11的照明装置10i是作为主照明装置(例如，10a)还是作为辅照明装置(10b-10d)操作。通过相应地对m/s输入303进行编程，主照明装置将被配置为从传感器模块150接收信息，并使用控制算法320控制辅照明装置。相比之下，对m/s输入303进行编程以将照明装置指定为辅照明装置可将该照明装置配置为仅与主照明装置10a通信并受其控制。因此，如果控制算法320被编程到辅照明装置的控制器电路300中，则将被禁用。在一个示例中，m/s输入303包括可以由制造商或客户在每个照明装置10i中设置的指拨开关或按钮。或者，m/s输入303可以使用设备210和220经由应用230(图7)进行无线设置。在图9中假设电路板11已经在m/s输入303处被编程为作为主照明装置操作。[0086]电路板11包括遥测(例如，bluetooth)电路302，其能够接收从传感器模块150中的传感器330无线地发送的信息并与其他照明装置10i通信。由传感器330感测的环境条件在图9中表示为s1、s2、s3等，每个代表所报告的不同感测条件(例如，温度、湿度、压力、露点、微粒等)。这种传感器信息在被编程到控制器电路300中的控制算法320处接收。控制算法320执行操作以通过发出各种控制信号c来控制照明装置10i的不同方面。[0087]在优选示例中，针对每个照明装置10i发出多个不同的控制信号c。例如，控制信号cai包括用于照明装置10a的控制信号，其中ca1控制风扇20(例如，打开还是关闭，以及风扇的转速)，ca2控制uvled芯片82(例如，打开还是关闭它们，以及它们的强度)，并且用ca3和ca4控制白色led芯片28(同样是打开还是关闭它们，以及它们的强度)。具体而言，ca3可以控制led34a(例如，在405nm处达到峰值；参见图2a和2b)，而ca4可以控制led34b(例如，在405nm处达到峰值)。由于图9中的照明装置已被编程为作为主照明装置，因此请注意，这些控制信号cai可以通过布线发送到此照明装置中的适当硬件组件。因此，风扇20接收ca1，驱动uvled芯片82的uvled驱动电路(92b)接收ca2，并且驱动白色led芯片28(led34a和34b)的白色led驱动电路92a接收ca3和ca4。这种驱动电路被示出为位于电路板11上，但可以存在于照明装置中的不同电路板上。技术人员将理解，作为来自控制算法320的输出的这些控制信号cai可以根据需要被处理以与它们控制的硬件组件接口。[0088]控制算法320还确定每个辅照明装置(例如，10b-10d)所需的控制信号c，并使用遥测电路302将这些控制信号无线地发送到这些照明装置。例如，控制信号cbi(用于风扇的cb1、用于uvled芯片82的cb2、用于白色led芯片28的ca3、ca4)被发送到照明装置10b，控制信号cci被发送到照明装置10c等。另外，这些控制信号可能会在接收照明装置处根据需要进行一些处理，以便与它们的硬件组件接口。因此，系统中所有照明装置10i的控制由编程的主照明装置10a中的控制算法320提供。如下面进一步解释的，在某些情况下这种控制可以根据传感器模块150中的各种传感器330感测到的信息si来进行。[0089]控制算法320还可以接收当前时间和日期的指示，指定为“t”，其可以从电路板11上的时钟电路提供。处于多种不同的原因，知道当前时间在系统中是有用的。例如，如下面进一步讨论的，控制算法320可以被编程在一天的不同时间采取不同的动作。此外，电路板11还可以包括存储器312，其保存记录在系统操作期间发生的重要事件的日志文件314，并且日志文件314中的条目可以通过时间/日期t进行时间戳记。如下面进一步解释的，日志文件314可由使用设备210或220(图7)上的应用230的用户查看。例如，日志文件314可以存储由传感器330报告的信息si，从而允许用户查看这些传感器输出的当前值或者查看这些值如何根据时间变化。日志文件314还可以存储关于算法320已经采取的各种控制动作的信息(例如，控制信号c的状态)，这些信息也可以作为时间的函数来查看。[0090]除了传感器输入si之外，控制算法320还可以接收多个输入以控制其操作。例如，控制算法320可以接收一个或多个程序pi，其可以指定控制算法将如何在照明、uv灭菌功能和风扇操作方面控制各种照明装置10i。程序可以包含允许为每个照明装置10i中的每个硬件组件确定控制信号c的信息。程序pi还可以包括它将运行的时间(例如，计划)。[0091]控制算法320还可以根据传感器330的感测内容(si)自动操作以控制系统中的照明和消毒。在这点上，控制算法320可以用多个参数xi进行编程，这些参数指示控制算法320将如何操作。参数xi可以包括某些感测信息si的阈值，或控制算法320可以应用于这种感测信息的权重。参数xi还可以包括允许控制算法320基于系统的使用历史进行自动调整的变量，并且因此控制算法320可以包括机器学习算法，其中参数xi包括机器学习算法的输入。程序pi和参数xi可以由系统制造商编程到控制算法320中，或者也可以使用例如设备210和220上的应用230进行无线编程。[0092]图10示出了可以在不同时间点控制系统的不同方式的简单示例。在该示例中，假设控制在一天内发生变化，但也可以控制更长的时间段(几周、几个月)等。使用更长的周期是明智的，因为对系统控制的需求可根据周末或节假日，或者在较热或较冷的月份发生变化。图10中的示例假设系统安装在办公室会议室中，但这又只是一个示例，因为该系统也可以在其他环境(工业、温室等)中使用。[0093]两个程序p1和p2被指定在不同时间段使用。程序1在工作日结束时运行，在该示例中是从晚上8点到午夜。因为在这些时间预计不会有人在场，所以程序1指定由照明装置(白光led28)提供的照明应该关闭(或低)。尽管图10中未示出，但程序1也可以在例如通过ir运动传感器362(图9)检测到房间有人时允许照明，。传感器模块150上的紧急led308可以被点亮以提供低水平照明。在工作日结束时对房间内的空气进行良好的灭菌是合理的，并且程序1将照明装置10i中的风扇20和uv灭菌(由uvled82提供)设置为最大强度。在程序1期间，感测环境条件对于系统的控制并不重要，因此可以被控制算法320忽略(除了可能来自ir运动传感器362的输出)。然而，可以继续感测这样的环境条件，并且如果需要，可以通过控制算法320生成关于某些环境条件(特别是那些存在危险的环境条件，例如co、o3、pb、rn等)的警报。这样的警报可以被发送到传感器模块150，然后又被发送到警报指示器190(图7)，以及当可以在应用230中查看警报性质的发送到设备210和220。[0094]程序2从午夜运行到早上6点。在这一点上，照明可能不太重要，因此可以将照明装置10提供的照明编程为关闭(即使ir运动传感器362检测到运动)。同样，传感器模块150中的紧急led308可以关闭。最后，由于在程序1运行期间，空气较早地被很好地灭菌，可以在程序2运行期间将风扇和uv灭菌编程为关闭。与在程序1中一样，在程序2期间，感测环境条件对于系统的控制可能并不重要，因此可能被控制算法320忽略，除了要发出警报。[0095]从通常对应于工作时间的早上6点到晚上8点，特定程序可能不会运行。相反，照明、风扇和uv灭菌可以由控制算法320根据感测环境条件自动控制。(经由控制算法320提供自动控制还可以包括“程序”，例如程序3)。在此期间提供自动控制是明智的，因为会议室中的环境条件可能会发生显著变化。如上所述，在一个示例中，可以使用参数xi来控制控制算法320的自动操作，该参数可以包括某些感测信息si的阈值，或控制算法320可以应用于这种感测信息的权重。[0096]图11一般地解释了控制算法320如何使用各种感测环境条件来提供系统中的控制。例如，温度(t)(传感器332)会影响病原体，例如病毒、细菌和真菌，因为这些病原体在较低温度下受抑制程度较低，而在较高温度下受抑制程度较高(甚至可能被根除)。因此，系统在较低温度(低于温度阈值x1)下提供较高强度的uv辐射并在较高温度(高于x1)下提供较低强度的uv辐射是合理的。[0097]或者，可以对感测温度(连同其他感测环境条件)进行加权，以确定应如何控制系统中的uv灭菌。权重可用作控制机制，因为它们可以量化特定感测环境条件相对于受控系统功能被处理的程度。例如，假设温度相对于uv灭菌被赋予低权重x1。不同的环境条件(例如，检测到的总挥发性有机化合物(tvoc)的量(传感器344))相对于uv灭菌被赋予更高的权重x2，因为更高量的uv辐射可以分解这些化合物。如果感测温度高(建议减少uv灭菌)，同时感测到的tvoc量也很高(建议增加uv灭菌)，则系统可能会出现应该减少还是增加uv灭菌的冲突。然而，在这种情况下不同的权重(x1和x2)将表明控制算法320增加了uv辐射。实际上，当决定如何控制uv灭菌时，控制算法320赋予感测tvoc的权重大于赋予感测温度的权重。308的状态(例如，开/关)，并且还可以允许用户打开或关闭这些led(或调节它们的强度)。[0103]警报指示器190优选地显示由系统确定的警报，即使没有用户选择。在所示示例中，由于传感器模块150已经感测到过量的一氧化碳，所以发出警报。可以选择显示的警报以允许用户查看更多细节信息(例如检测到的一氧化碳的确切水平)。[0104]应用230优选地还包括允许各种程序被设置、命名并且在必要时安排在特定时间使用的选项。程序的定义可以包括在任何照明装置10i处所需的任何控制信号的输入，包括风扇转速(cai)、uvled芯片82强度(cbi)和白色led芯片强度(cci和cdi)。这些控制信号与手动控制选项一起显示，用户可以随时单独更改这些控制信号中的任何一个，因此忽略系统的当前编程。最后，应用230可以包括允许经由控制算法320对系统进行自动控制的选项。如上所述，这种自动控制根据传感器模块中的传感器330感测到的一个或多个环境条件发生。本领域的技术人员将意识到有许多不同的方式可以组织信息以输入到应用230中的gui或从其输出，因此图12只是一个示例。[0105]至此，假设照明装置10同时提供照明(例如，使用白色led芯片28)和灭菌(例如，使用uvled芯片82)。然而，这并不是绝对必要的。如图13所示，照明装置10可以仅包括提供灭菌所必需的硬件组件(例如，uvled芯片82、风扇20)等。也就是说，照明装置10可以不必提供照明。这仍然是有益的，因为像图13中所示的可安装在天花板上的照明装置仍旧可以为放置照明装置的环境提供uv灭菌。如果所讨论的环境已经有自己的照明源，那么这种照明装置可能特别有用。[0106]可以对所公开的照明装置10进行许多修改，并且照明装置10可以在不同的环境中使用以达到有用的目的。例如，白色led芯片28可能不包括405nm和/或470nm处明显的峰，尽管优选地包含这些波长以进一步帮助实现照明装置10提供的灭菌。事实上，可以不使用白色led芯片28，而可以在照明装置10中使用其他白色光源(例如，灯泡)，严格通过使用风扇20和uv灭菌箱14进行消毒。uv灭菌盒14可以包括除了uvled芯片82之外的uv辐射源。例如，可以在uv灭菌盒14内部使用各种uv发射灯泡。[0107]照明装置10和系统可以在可能存在病原体，特别是空气传播病原体的环境中使用。这可以包括医院、疗养院、手术室、洗手间、厨房等。照明装置10也可以用在种植农场环境中，其中照明装置10用于种植植物。例如，所公开的照明装置可以在上面并入的'900专利的上下文中使用，并且可以包括对该文献中公开的照明装置的各种改进。[0108]所公开的照明装置10和/或传感器模块150可以制成便携式，这在发明人johnc.higgins、codyrenwick、timgray和chrisfall等人发表的“portabledisinfectionunit(便携式消毒单元)”中进行了披露，该专利申请[律师案卷号127-0012us]与本文同时提交，并且其全部内容通过引用并入本文。[0109]尽管已经显示和描述了本发明的特定实施例，但应当理解，上述讨论并非旨在将本发明限制于这些实施例。对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变和修改。因此，本发明旨在覆盖可能落入如权利要求所限定的本发明的精神和范围内的替代、修改和等效物。当前第1页12当前第1页12
背景技术：
：：2.照明装置在商业建筑和家庭中很常见。例如，荧光灯泡装置多年来一直用于商业建筑和家庭。在过去十年左右的时间里，已经开发出基于发光二极管(led)的照明装置，它们通常具有与传统荧光灯泡装置(通常为2x2英尺或2x4英尺)相同的尺寸、形状和安装硬件。这使得旧的荧光灯泡装置可以很容易地被基于led的照明装置替换，这是有益的，因为与荧光照明装置相比，led照明装置更节能、更可靠且更易于维护。3.led照明装置的另一好处是它们提供的辐射适合于提供消毒以及提供可视白光。例如，美国专利申请公开2018/0147417公开了一种可用于照明装置的led芯片。led芯片包括第一led，它在近紫外(uv)范围内发射405nm的光(可见光谱中的光波长范围从光谱uv端的380nm到光谱红外(ir)端的740nm)。led芯片还包括第二led，该led在可见光的蓝色范围内发射450nm的光。芯片中的led涂有磷光体材料，大部分405nm辐射通过磷光体而不被吸收。相比之下，450nm辐射与磷光体相互作用，在那里它被转换为更高的波长，从而产生更宽的白光发射光谱。总之，led芯片产生峰值在405nm处的总光谱，以及更宽波长的白色光谱。在整个光谱中包含大量405nm光是有益的，因为已知该波长的辐射会破坏某些微生物生物过程。例如，'417公开解释了405nm辐射会导致细胞中产生活性氧，进而阻止细胞代谢并有效抑制细菌生长。据说405nm辐射也可以对真菌进行消毒。请参见r.m.tombet等人发表的“newproof-of-conceptinviralinactivation:virucidalefficacyof405nmlightagainstfelinecalicivirusasamodelfornorovirusdecontamination(病毒灭活的新概念验证：作为诺如病毒净化模型的405nm光对猫杯状病毒的杀病毒功效，食品与环境病毒学，第9(2)卷，第159-67页(2017年))”。4.尽管诸如刚刚描述的具有消毒特性的led照明装置是有益的，但发明人看到了改进的空间。一方面，其他波长(例如470nm)也已被证明具有抗菌和抗真菌特性。请参见例如a.j.delucca等人发表的“bluelight(470nm)effectivelyinhibitsbacterialandfungalgrowth(蓝光(470nm)有效抵制细菌与真菌的生长，lettersinappliedbiology，第55卷，第460-66页(2012年))”。但405nm和470nm等波长可能不对病毒有效。上面引用的r.m.tomb的文章研究了使用405nm辐射灭活病毒，虽然显示了有希望的结果，但似乎需要更高剂量的405nm辐射来进行病毒灭活。由于405nm辐射可能会刺激人眼，请参见'417公开，因此在白光led照明装置中增加405nm辐射的强度以希望它也能杀死病毒可能行不通。5.此外，由照明装置提供的病原体灭活辐射的通量或能量密度，例如在405和470nm处，可能不足以灭活空气传播的病原体。简言之，放置照明装置的房间体积可能太大而无法有效地灭活空气传播的病原体。6.发明人公开了一种针对细菌、真菌和病毒具有有效消毒特性的白光led照明装置形式的综合解决方案。如下文进一步讨论的，白光led照明装置包括风扇以将空气连续地吸入该装置。吸入的空气在该照明装置内被例如由uvled芯片提供的uv辐射照射。照明装置的体积相对较小，可以使uv辐射的通量或能量密度变得更大。经过灭菌的空气可以返回到放置照明装置的房间或建筑物中。由照明装置中的白光led提供的白光提供了照明，并可进一步在405nm和470nm处提供明显的发射峰，这也有助于病原体灭活。附图说明7.图1示出了改进的照明装置的各种视图，具有照光盒、吸入空气的风扇和所吸入的空气通过的uv灭菌盒。8.图2a和2b示出了可以在照光盒中使用的白色led芯片，其优选地产生已被证明可用于灭活细菌和真菌的在405和470nm处具有明显近uv峰值波长的白光光谱。9.图3a示出了照明装置的横截面，图3b示出了照明装置的背板、漫射器和照光盒的电路板之一。10.图4示出了已移除顶盖的uv灭菌盒的俯视图，包括uvled芯片和限定由风扇吸入照明装置的空气的非线性路径的挡板。11.图5a和5b示出了用于照明装置的系统电子设备，包括为白色led芯片、uvled芯片和风扇的驱动电路提供电力。12.图6a示出了从uv灭菌盒输出的灭菌空气可以通过设置在照光盒中的端口输出回到房间中。13.图6b示出了从uv灭菌盒输出的灭菌空气可以组合，图6c示出了灭菌空气如何输出到建筑物或房屋的空气处理系统中。14.图7示出了环境中的照明装置系统，其包括用于感测环境条件并允许控制照明装置操作的传感器模块。15.图8示出了传感器模块的细节。16.图9示出了传感器模块和每个照明装置内的电路板上的组件。17.图10示出了使用控制算法控制照明装置的各种方式的示例。18.图11示出了如何使用各种感测环境条件来控制照明装置的各种功能(例如，照明、uv和风扇转速)的示例。19.图12示出了可在无线设备上执行以用于控制和监视系统的应用上的图形用户界面。20.图13示出了照明装置的替代方案，该照明装置仅提供uv灭菌和空气循环，但不提供照明。具体实施方式21.图1中以透视图、俯视图和底视图示出了消毒照明装置10的示例。照明装置10有两个主要部分：照光盒12和uv灭菌盒14。请注意，这些“盒”12和14不需要是如图所示的盒形，而是，盒12和14可以理解为照明装置10中的任何隔间、区域或体积，无论其形状和尺寸如何。和34b的电连接，但是可以利用串联或并联的电流驱动led，或者每个led可以由它们自己的电流独立驱动。led34a和34b中的每一个也可以覆盖有它们自己独特的荧光粉，或者根本不覆盖有荧光粉，尽管这没有显示。27.如图2b中的白色led芯片28的发射光谱所示，假设405nm辐射在很大程度上穿透磷光体36而没有被吸收，因此该辐射基本上不会有助于产生更长的可以扩展光谱的波长。因此，光谱在405nm处显示出明显的峰。相比之下，470nm辐射被设计为与磷光体36相互作用以产生更长的波长，这将光谱从大约470nm扩展到775nm，总的来说产生可用于照明的白光。某些量的470nm辐射不被磷光体36吸收，因此光谱在该波长处包括另一个峰。因此，整个光谱在405nm和470nm处具有明显的高强度峰，但也具有总的来说产生白光的宽光谱。简言之，照光盒12中的白色led芯片28产生在405和470nm处具有明显强度的白光。如上所述，在消毒照明装置10中包含这些峰值波长是优选的，因为这样的辐射(至少)阻碍了细菌和真菌的生长。本领域技术人员将理解，即使由这些led产生的峰值波长不精确地在405nm和470nm处，led34a和34b提供的消毒益处仍然存在。在这点上，led34a和34b可以产生大约405nm和/或470nm的辐射，其中大约是指与这些理想波长相比相差正负10nm的波长—即，从395nm到415nm(在405nmled34a的情况下)，以及从460nm到480nm(在470nmled34b的情况下)。28.uv灭菌盒14提供进一步的灭菌(特别是病毒灭菌)，尽管之前讨论了这样的细节，但是从图3a和3b开始描述照明装置10的构造。照光盒12包括漫射器40、一个或多个包含已经描述的led灯条26的电路板部分24，以及背板50。漫射器40、电路板24和背板50基本上是在照光盒12内的平行平面中形成，并使用框架36保持在适当位置。这种构造方法在usp10,440,900中进行了描述，该专利申请在上面并入。如'900专利所解释的，框架36可以包括四个面板(对应于照光盒12的四个边缘中的每一个)。框架36的这些面板可以围绕漫射器40、电路板24和背板50定位，然后连接以将这些结构牢固地保持在适当位置。29.漫射器40位于白色led芯片28和待照明的房间之间，并且在图3b中更详细地示出。漫射器40通过操作散射由白色led芯片28产生的光以在被照明房间中产生空间上更均匀的组合发射光谱(来自白色led芯片28；图2a和2b)。优选地，漫射器40包括对白色led芯片28产生的发射光谱基本透明的透镜材料43。透镜材料43通常由各种玻璃或塑料材料制成，例如聚碳酸酯光漫射白色材料，并且优选地允许具体在405和470nm处的辐射具有良好的透射率。漫射器40还可以包括支架41，优选地由金属材料制成。支架41用于固定透镜材料43和风扇格栅22，以及为照明装置10提供装饰元件。如图所示，在该示例中，支架41将漫射器40分成四等分，因此透镜材料43可以类似地形成为四等分的段。请注意，透镜材料43不会堵塞风扇格栅22，因此透镜材料上有一个孔，以允许在风扇20的操作下使空气流入照光盒12。请注意，风扇格栅22不需要连接到漫射器40。在另一示例中，风扇格栅22可以连接到风扇20或照光盒12中的其他结构，然后在构造期间将风扇格栅22定位在漫射器40中的孔中。30.图3a和3b还示出了背板50的细节。背板50优选地由单片金属材料形成，例如钢或铝。背板50优选地包括可以安装风扇20的马达44的平台58。如图3b中最佳所示，平台58通过带子59连接到背板50的主体，因此围绕平台58的周边限定了孔56。这些孔56允许气流穿过照光盒12进入uv灭菌盒14，如下所述。背板50中的端口89允许系统信号从uv灭菌盒14传递到电路板24上的电子设备和风扇20，如下所述。31.如上所述，电路板24可以分段形成，图3b示出了一个这样的分段。请注意，电路板分段24包括切口25，当所有电路板分段在照明装置10中就位时，该切口限定了一个孔。同样，该孔25允许由风扇20产生的气流通过。尽管这些细节不是未示出，但是电路板24优选地附接到背板50，这可以以不同的方式发生。电路板24可以用螺钉附接到背板50，可能使用在电路板24和背板50之间提供气隙的压铆螺母柱。或者，为了促进热量传导离开电路板24，可以使用例如导热胶带、导热膏或环氧树脂将电路板24附接到背板50，使它们之间具有良好的热接触。尽管未示出，但是背板50的外部可以包括散热器，如在上面并入的'900专利中所解释的。请注意，将风扇20放入照光盒部分12中的好处是它促进了热量传导离开电路板24，以及空气灭菌功能。32.总之，当风扇20工作时，空气通过风扇格栅22，通过电路板24中的孔25和背板50中的孔56被吸入uv灭菌盒14，uv灭菌盒14的在下面进行讨论。如图3a中最佳所示，uv灭菌盒14包括底面60、侧面64和顶盖62。uv灭菌盒14的内部包括挡板70，该挡板在非线性路径中引导气流最终到达形成在侧面64中的孔66。如之前所述，软管连接器16a和6b连接到这些孔66。如稍后将进一步详细解释的，这些挡板70包括uvled芯片82以在气流沿着该非线性路径(随后将关于图4对此进行描述)流动时照射气流。挡板70优选地包括金属材料，并且优选地附接到底面60。例如，挡板70的底部边缘可以弯曲并通过点焊、使用螺钉或使用粘合剂附接到底面60。侧面64可以类似地附接到底面60。在另一未示出的示例中，挡板70可以集成为单件，然后可以在其组装期间使其落入uv灭菌盒14中并根据需要固定到位。33.照明装置10的组件可以涂有抗菌或反射材料。例如，uv灭菌盒14的内表面可以涂有二氧化钛。除了具有抗菌特性之外，二氧化钛还具有高反射性，因此促进了uv灭菌盒14内uv辐射的反射。这比吸收uv辐射更可取，因为吸收会去除原本可用于消除病原体的有用能量。在一个示例中，涂层可以包括由sherwinwilliams制造的paint这种涂层可以施加到挡板70的垂直表面，也可以施加到顶盖62的下侧和底面60的顶侧。34.可以使用螺钉18将顶盖62优选地附接到侧面64。这允许移除顶盖62以在照明装置10上执行维护，例如清洁或移除挡板70或修理或更换系统电子设备，如随后解释的。顶盖62可以使用其他方法附接到uv灭菌盒14，这使得它可以被打开和重新关闭以进行维护。尽管未示出，但是软管连接器16a和6b还可以连接到设置在顶盖62中的一个或多个孔。35.uv灭菌盒14优选地包括安全开关103，该安全开关103被设计为在移除顶盖62时切断uvled芯片82的电源。这是为了防止可能正在组装或维护照明装置10的人员意外暴露于uv。该开关103可以以不同方式设置在uv灭菌盒14中，但如图所示，该开关安装到侧面64的顶部法兰。技术人员将理解，开关103包括接触表面，顶盖62在连接到uv灭菌盒14时会压下该接触表面，从而闭合开关103并且使uvled芯片82能够接收电力。当顶盖62被移除时，终止下压接触表面并且开关103因此被打开以防止激活uvled芯片82。下面参考图5a进一步讨论安全开关103的操作。36.uv灭菌盒14优选地被完整地构造，然后附接到照光盒12。在所示示例中，使用螺钉52执行此操作，螺钉52将uv灭菌盒14的底面60固定到照光盒12的背板50。然而，uv灭菌盒14和照光盒12可以使用不同的方式来附接。此外，uv灭菌盒14和照光盒12不需要单独构造然后相互附接。相反，照明装置10可以以集成uv灭菌盒14和照光盒12的功能的方式构造。话虽如此，最好分别制造每一个，因为这样使得改造其他标准的照光盒12和uv灭菌盒14更容易。37.如图3a和4中最佳所示，uv灭菌盒14的底面60具有孔61，孔61优选地具有与形成在照光盒12的背板50中的孔56相同的直径，这样促进空气从风扇20流入uv灭菌盒14。一旦这样的空气进入uv灭菌盒14，它就被引导通过由挡板70的定位所引导的非线性路径。这在图4中得到最佳显示，该图示出了uv灭菌盒14的俯视图，其中顶盖60被移除。如图所示，挡板70定位成使得气流在很大程度上沿着蛇形路径从底面60中的孔61流到侧面64中的孔66(这两个孔通过软管连接器16a和16b衔接)。图4中挡板70的具体定位方式将气流分成四个路径。这些气流路径中的两个在图4的右侧示出，但应当理解，另外两个气流路径将出现在图4的左侧，尽管为简单起见未示出另外两个气流路径。请注意，气流路径可能不会遵循严格的蛇形路径。例如，挡板70可以定位成在气流路径中产生涡流74。这有效地拉长了气流路径，从而使空气暴露于uv辐射的时间更长，如下面进一步解释的。挡板72可以定位成在必要时关闭气流路径以形成涡流74，以及将气流引导到挡板结构中。请注意，右侧所示的两个气流路径最终在软管连接器16b附接到的孔66处汇合。左侧的另外两个气流路径在软管连接器16a附接到的孔66处汇合。38.为了更彻底地对气流路径中的空气进行灭菌，非线性气流路径包括uvled芯片82，这些芯片可以形成在led灯条80上。uvled芯片82和灯条80在图4的左侧示出，但是应当理解，uvled芯片82和灯条80也将出现在图4的右侧，尽管为了简单起见未这样示出。在所示示例中，led灯条80附接在挡板70的垂直表面上，如图4右下方的平面图所示。在该示例中，有两个uvled灯条80在挡板70的壁上垂直间隔开，这改善了空气对uv辐射的暴露。39.优选地，尽可能多的非线性气流路径暴露于uv辐射，因此在图4中，uvled灯条80基本上沿着气流路径的整个长度定位，并且进一步优选地沿着这些长度的至少一半定位。挡板70周围气流路径的宽度d可以是大约1到1.5英寸。假设uv灭菌盒14大约为1.5x1.5英尺(x2，图1)，则四个气流路径中的每一个的长度大约为60到100英寸，因此优选地沿着这些路径的至少大约30到50英寸发生照射。因为uv辐射对人体有害，所以优选地，uvled灯条80不出现在uv辐射可能照射uv灭菌盒14或从uv灭菌盒14泄漏出的位置。因此，例如，uvled灯条80不接近软管连接器16a和16b附接到的空气输入孔61和输出孔66。如图所示，uvled灯条80可以放置在挡板70的两侧，从相对侧照射气流路径。尽管优选地将uvled灯条80放置在挡板70的垂直表面，但是它们也可以放置在其他地方，例如放置在底面60的顶侧，或顶盖62的下侧。40.假设uv灭菌盒14的高度约为4.5英寸(h2，图1)，则四个气流路径中的每一个的总体积约为360立方英寸。风扇20例如可以包括由nmbtechnologiescorp.制造的零件09225va-12k-aa-cc，其以54立方英尺/分钟的流速使空气移动，这将使空气以13.5立方英尺/分钟或389立方英寸/秒的流速并行地移动通过四个气流路径中的每一个。因此，每个流动路径中的每个单位体积空气被用uv持续照射大约一秒钟(360/389)，并且具有高通量或能量密度，因为空气几乎沿着每个气流路径的长度被连续照射。请注意，与使用uv辐射净化空气的其他空气净化系统相比，这是有利的。通常，此类系统包括一个点uv源，待灭菌的空气通过该点uv源，这意味着每单位体积的空气仅被辐射很短的时间，可能导致病原体不完全灭活。相比之下，空气在uv灭菌盒14内沿着非线性路径持续照射较长时间，并且具选地将系统电子设备包括在部分15中，以使其可以被轻松地接近。例如，uv灭菌盒14的顶盖62可以被移除(使用螺钉18，图3a)，从而允许根据需要进行接近以维护或更换系统电子设备。系统电子设备还可以位于照光盒12中。电子设备部分15的大小可以根据所支持的系统电子设备的大小而变化。47.图5a中的第一示例示出了系统电子设备。ac电源提供电压vac，该电压被提供给白色led驱动电路92a、uvled驱动电路92b和风扇20。虽然未示出，但是应当理解，vac可以在根据驱动电路92a和92b以及风扇20的输入功率需求提供给它们之间被处理(变压、整流为dc电压等)。白光led驱动电路92a通常根据需要提供顺从电压vw，以提供驱动白光led芯片28所需的电流iw。调节器94a可用于控制iw，这是众所周知的。uvled驱动电路92b是类似的，并且根据需要提供顺从电压vuv，以提供驱动uvled芯片82所需的电流iuv，其中调节器94b控制iuv。在一个示例中，照明装置10所需的功率包括约100瓦，其中白色led芯片28需要约60w，uvled芯片82需要约30w，而风扇需要约10w。48.可能需要单独控制照明装置10的一个或多个方面。例如，可能需要在给定时间仅驱动白色led芯片28以向放置照明装置10的房间提供照明，但不驱动uvled芯片82以提供uv消毒。相反，可能需要在给定时间(例如，在晚上)仅驱动uvled芯片82以提供uv消毒，而不驱动白色led芯片28以提供照明。在这一点，照明装置10可以包括一个或多个开关100、102或104或由这些开关控制。例如，开关100包括用于控制照明装置的所有操作的主开关，即控制驱动白色和uvled芯片28和82以及风扇20。开关102可用于独立控制白色led芯片28。开关104可用于独立控制uvled芯片82和风扇20。开关104是有用的，因为通常期望风扇20和uvled芯片82一起启用，其中风扇20将气流吸入包括芯片82的uv灭菌盒14。话虽如此，uvled芯片82和风扇20也可以由自己的开关独立控制。所示的任何开关都可以包括照明装置10连接到的壁装式开关。或者，开关可以作为系统电子设备的一部分出现在照明装置(部分15)中。在这一点，开关可以由遥控器控制，其中系统电子设备包括用于接收来自遥控器的输入的无线接收器(例如，bluetooth接收器)。例如，下面进一步解释的应用200可用于无线地控制开关。49.系统电子设备还可以包括安全开关103。如前所述，该开关103被设计为在从uv灭菌盒14移除顶盖62时打开以切断uvled芯片82的电源(例如，经由驱动电路92b)。如图所示，安全开关103与开关104串联，因此也会禁用风扇20的电源。然而，开关103也可以位于电路中以仅切断led驱动电路92b的电源。50.图5b示出了系统电子设备的另一实施例。系统电子设备允许使用ac电源100或使用电池13(优选地位于照明装置10的电子设备部分15中)来为照明装置10供电。电池13可以是可充电电池或原电池。尽管图5b中未示出，但是系统电子设备可以包括充电电路，用于在照明装置10连接到ac电源100时对电池13进行再充电。所示的系统电子设备的实施例包括继电器17，例如图示的单刀双掷(spdt)继电器，其被配置为根据ac电源100是否可用而在电池13电源和ac电源100之间自动切换。其他开关配置对于本领域技术人员将是显而易见的。在图5b中，风扇20、uvled82和白色led28如前所述。驱动电路92a和92b(图5b)被集成为驱动电路91，驱动电路91也用于驱动风扇20。请注意，驱动电路91的火线(l)和零线(n)端子在图5b中表示。为简单起见，图5a中描述的各种开关未在图5b中示出，但可以存在。51.系统还可以被提供太阳能源85。该太阳能源85可以包括太阳能电池板，该太阳能电池板包括在安装了照明装置10的场所中，或者可选地与照明装置10一起出售。来自太阳能源85的太阳能可以为照明装置10供电，也可用于给照明装置中的电池13充电。另外，系统可以包括电池充电电路，但此细节未在图5b中示出。在这一点，ac电源100不是绝对必需的，相反，当有太阳时，可以使用太阳能操作照明装置10，而在没有太阳时将其留给电池13提供电力。52.如上所述，uv灭菌盒14包括一个或多个软管连接器16a和16b，这些连接器输出灭菌空气，并且这种灭菌空气优选地被分配回到照明装置10所在的房间或建筑物中。图6a-6c示出了这种情况如何发生的不同示例。也可以有效地处理灭菌空气，例如通过将这种空气排放到建筑物或房屋中的增压空间中，或通过出口排放到外部环境中。53.图6a示出了一个示例，其中灭菌空气通过照明装置10本身输出回到房间中。在该示出较大照明装置(2x4英尺)的示例中，照光盒12包括一个或多个软管端口。两个这样的端口110a和110b在图6a中示出，并且可以包括软管连接器，如图所示，允许它们通过软管112a和112b连接到软管连接器16a和16b。在该示例中，端口110a和110b穿过背板50、电路板24和照明装置10的漫射器40中的孔。虽然未示出，但从软管连接器16a和16b输出的空气可以组合(例如，图6b)并通过照光盒12中的单个端口110或通过多于两个端口放回房间。54.图6c示出了从软管连接器16a和16b输出的空气可以被放置到放置了一个或多个照明装置10的建筑物中的空气处理系统中，从而向建筑物中的一个或多个房间提供灭菌空气。在该示例中，假设建筑物具有多个房间(示出了其中两个120a和120b)，每个房间具有多个照明装置10(如图所示，每个房间三个)。该建筑物包括具有输入126和输出128的空气处理器118。技术人员将认识到，空气处理系统的管道系统可以包括未示出的其他组件，例如风扇、排气口、新鲜空气输入口等。每个房间120a和120b具有连接到输出128的供应通风口124和连接到输入126的返回通风口122。图6b示出了从给定照明装置10中的软管连接器16a和16b输出的空气可以使用接头114组合(例如，图6b)，然后输出到输出软管116。接头114和输出软管116也可以与过滤器(97)和阀(93、95)配合，如前面参考图4所解释的。几个输出软管116的输出可以如图6c所示连接，并通过另一软管或管道系统连接到空气处理器管道系统中的任何方便点，包括给定房间(130)的返回管道、空气处理器118的输入126(132)、空气处理器118的输出(134)，或给定房间(136)的供应通道。在任何这些示例中，灭菌空气最终被提供回房间。55.图7示出了可以在环境中集成和控制一个或多个照明装置的进一步细节，并且进一步示出了环境感测如何被包括在系统中。在该示例中，示出了四个照明装置10a-10d，它们可以安装在例如房间的天花板中，如前所述。还示出了传感器模块150，其包括用于感测房间中各种环境条件的传感器。此类感测条件可用于控制照明装置的各种功能，例如风扇28的操作、用于灭菌的uvled芯片82的强度以及用于照明的白色led芯片28的强度，如下面进一步解释的。56.传感器模块150可以通过电子电缆或使用诸如bluetoothtm之类的短程rf通信格式与每个照明装置10i通信。在所示示例中，更优选地，传感器模块150经由通信链路170与特定的一个照明装置(10a)通信。该照明装置10a可以在系统中编程为“主”照明装置，而其他照明装置(10b-10d)可以编程为“辅”ꢀ照明装置，如下面进一步解释的。主照明装置10a可以操作控制算法320来控制系统的操作，如下面进一步解释的。主照明装置10a可以使用电子电缆与辅照明装置10b-10d通信，但同样优选使用诸如bluetooth之类的短距离rf通信链路180。优选地，主照明装置和辅照明装置在构造上相同并且仅在它们被编程为主照明装置还是辅照明装置方面不同。57.传感器模块150还可以与警报指示器190通信，警报指示器190包括一个或多个指示器，例如led200，可用于向环境中的人提供指示传感器模块已感测到的环境条件的某些视觉警报。例如，警报指示器190可以指示绿灯是传感器模块150没有检测到任何异常环境条件或者系统正常工作。如果已经检测到危险的环境条件或者如果系统没有正常工作，则警报指示器190可以指示红灯。警报指示器190还可以以其他方式指示警报。例如，警报指示器190可以包括扬声器以可听地指示警报。如下面进一步描述的，在190看到或听到警报的人可以咨询应用230以了解有关警报的细节。尽管未示出，但警报指示器190可以与传感器模块150集成在一起，其中传感器模块150提供必要的警报。然而，因为警报指示器190可能会分散注意力，所以将其放置在不显眼的地方是有益的，例如放置在房间一角的天花板中。相比之下，传感器模块150优选地放置在房间天花板的中心以最均匀地感测环境条件。如上所述，照明装置10i将优选地根据需要放置在房间中以提供照明和灭菌空气。在图7所示的示例中，警报指示器190硬连线到传感器模块150，但这些组件也可以无线地通信(例如，通过bluetooth)。58.传感器模块150中的相关电子设备集成在一个或多个电路板151上，而照明装置10i中的相关电子设备集成在优选地位于照明装置10i的电子设备部分15中的一个或多个电路板11上，如前所述。电路板151和11上的组件稍后将参考图9进行解释。59.如前所述，每个照明装置10可以各自包括用于向照明装置提供电力的电池13。这些电池13的输出可以在公共电源总线153处汇合。此外，电源总线153可以被路由到传感器模块150以向传感器模块150供电。然而，如下面进一步解释的，传感器模块150可以也有自己的电池310。60.图7的系统中的无线通信提供了允许系统与其他设备通信以达到有用目的的灵活性。例如，系统可以与电子设备210通信。该设备210可以是通用计算设备，例如个人计算机、平板计算机、智能手机等。设备210可以运行应用(app)230以允许用户既控制系统(照明和/或uv灭菌)，又查看从系统报告的重要信息(例如警报，或来自传感器模块150中的传感器的输出)。请注意，在所示示例中，设备210与主照明装置10a通信(再次优选地使用bluetooth)，尽管设备210也可以与传感器模块150或系统中的其他中介通信。系统(经由主照明装置10a)还可以与其他网络和系统通信。例如，经由bluetooth路由器，系统最终可以与wifitm、蜂窝或因特网网络240通信。主照明装置10a还可以包括可使用wifitm、蜂窝或因特网格式操作的通信电路，以允许在必要时直接连接到网络240。经由这种其他网络240实现的连接允许经由远程设备220访问系统，这些远程设备220又可以包括个人计算机、平板计算机、智能手机等，并且又可以运行应用230以允许系统控制和监视。61.图8更详细地示出了传感器模块150。模块150包括可以由塑料形成的外壳152。外壳152可以形成带有夹子(未示出)，允许其固定到可附接到天花板的支架(未示出)上—类似于将烟雾探测器附接到天花板的方式。控制模块150还可以包括可自由定位在被监测环境中的独立装置。在外壳152内是上述电路板151，除了其他组件之外，电路板还包括监测各种环境条件的各种传感器330，如下面进一步解释的。外壳152优选地包括空气通道156以允许环境中的空气进入传感器模块150并与传感器330接触。请注意，传感器330可以位于电路板151的任一侧。随后描述的某些传感器可能需要被监测环境在视线范围内，并且就此而言，外壳152可以包括一个或多个开口154以允许这些传感器穿过外壳突出并直接暴露于环境中。62.传感器模块150中的电路板151上存在的组件在图8和9中示出。如图所示，电路板包括遥测电路304，以实现与其他设备(例如，主照明装置10a)的无线通信，并且可能还包括其他设备，例如设备210和220(图7)。在一个示例中，遥测电路304包括通信天线和芯片组，其被设计为根据特定格式(例如，bluetooth、wifi、蜂窝等)相应地通信。在所示示例中，遥测电路304包括bluetooth芯片组和天线。电路板151还优选地包括控制器电路306，例如微控制器。控制器电路306的一个重要功能是接收从传感器330报告的数据，并且组织这些数据以进行通信，例如与主照明装置10a通信。63.尽管图8中未示出，但控制模块150中的电路板151可以连接(插入)到ac电源(例如，图5中的100)，并且电路板151可以包括一个或多个整流器/调节器以产生dc电，为电路板151的各种组件供电。附加地或替代地，电路板151可以从电池310接收电力。在优选示例中，电池310是可再充电的，并且由电路板151上的电池充电电路(未示出)再充电(使用ac电源100)。电池310也可以包括永久电池，一旦电池310用完就需要用户更换。64.在ac电源100中断的情况下，优选地在传感器模块150中提供电池310。在电源中断的情况下，传感器330可以继续工作至少一段时间(例如，90分钟)。此外，电池310可以提供安全特征，可以允许传感器模块150作为紧急照明源工作。在这一点，电路板151可以包括一个或多个光源，例如led308。这些led308(安装到电路板151的下侧)可以通过设置在外壳152中的开口158突出以在停电的情况下在环境中提供低水平照明。此外，led308提供的照明也可以由应用230的用户控制，或者led308可以在没有用户干预的情况下自动照明，例如在一天中的某些时间(例如，下班后)或根据从传感器330读取的信息。例如，如果em传感器364(图9)感测到房间很暗，可能是因为照明装置10i中的照明关闭，则控制器电路306可以激活led308。led308在下文中称为紧急led308，即使它们在紧急情况下不一定会照明。65.所提及的传感器模块150可以包括多个不同的传感器330，每个传感器被设计为检测传感器模块所在环境的特定条件。例如，如图9所示，传感器模块150可以包括：[0066]-温度传感器332；[0067]-相对湿度传感器334(例如，部件号hts221，由stmicroelectronics制造。该部件还包括温度传感器332)；[0068]-大气压力传感器336；[0069]-露点传感器338；[0070]-微粒传感器340(例如，部件号sn-gcja5，由panasonicphoto&lightingco.，ltd.制造)；[0071]-空气质量指数(aqi)传感器342；[0072]-总挥发性有机化合物(tvoc)传感器344(例如，部件号zmod4410，由renesaselectronicscorp.制造。该部件还包括aiq传感器342和co2传感器350)；[0073]-hcho(甲醛)传感器346；[0074]-一氧化碳(co)传感器348(例如，部件号sgx-4co，由sgxsensortech制造)；[0075]-二氧化碳(co2)传感器350(例如，部件号telairet6703，由telaireco.制造)；[0076]-二氧化硫(so2)传感器352；[0077]-二氧化二氮(no2)传感器354；[0078]-臭氧(o3)传感器356；[0079]-铅(pb)传感器358；[0080]-氡(rn)传感器360；[0081]-红外(ir)运动传感器362(例如，部件号ekmb130911，由panasonic，inc.制造)；[0082]-电磁(em)传感器364，可用于评估环境中的电磁辐射频谱；以及[0083]-生物传感器366，可用于确定环境中是否存在病原体，包括细菌、病毒、真菌等。[0084]上面列出了这些传感器330中的一些传感器的优选部件号，尽管技术人员将认识到这些传感器有许多不同类型。不要求传感器模块150具有所有上面列出的传感器：这些传感器300中的某些可能仅在特定环境(例如，制造环境)中是重要的，因此当传感器模块用于不同环境(例如，办公环境)时可能不是必需的。上述传感器330优选地输出指示它们正在感测的条件的数量值，尽管某些传感器可以以二进制方式操作并且仅输出是否感测到特定条件。图9所示的可能的传感器330不是详尽的列表，并且传感器模块150还可以包括目前存在的或将来开发的其他环境传感器。在一个示例中，传感器模块150可以包括潜在客户可能期望的所有可能的传感器330，其中制造商对传感器模块150进行编程(例如，使用图12的应用230)以仅启用与特定客户或环境相关的传感器330。如上所述，需要使环境位于视线范围内的传感器330可以放置在传感器模块外壳152的开口154(图8)中，例如ir运动传感器362。[0085]图9还示出了位于电路板11上的用于每个照明装置10i的组件。电路板11包括用控制算法320编程的控制器电路300(例如，微控制器)，将在下面进一步解释。控制器电路300接收主/辅(m/s)输入303，该输入303通知其中放置电路板11的照明装置10i是作为主照明装置(例如，10a)还是作为辅照明装置(10b-10d)操作。通过相应地对m/s输入303进行编程，主照明装置将被配置为从传感器模块150接收信息，并使用控制算法320控制辅照明装置。相比之下，对m/s输入303进行编程以将照明装置指定为辅照明装置可将该照明装置配置为仅与主照明装置10a通信并受其控制。因此，如果控制算法320被编程到辅照明装置的控制器电路300中，则将被禁用。在一个示例中，m/s输入303包括可以由制造商或客户在每个照明装置10i中设置的指拨开关或按钮。或者，m/s输入303可以使用设备210和220经由应用230(图7)进行无线设置。在图9中假设电路板11已经在m/s输入303处被编程为作为主照明装置操作。[0086]电路板11包括遥测(例如，bluetooth)电路302，其能够接收从传感器模块150中的传感器330无线地发送的信息并与其他照明装置10i通信。由传感器330感测的环境条件在图9中表示为s1、s2、s3等，每个代表所报告的不同感测条件(例如，温度、湿度、压力、露点、微粒等)。这种传感器信息在被编程到控制器电路300中的控制算法320处接收。控制算法320执行操作以通过发出各种控制信号c来控制照明装置10i的不同方面。[0087]在优选示例中，针对每个照明装置10i发出多个不同的控制信号c。例如，控制信号cai包括用于照明装置10a的控制信号，其中ca1控制风扇20(例如，打开还是关闭，以及风扇的转速)，ca2控制uvled芯片82(例如，打开还是关闭它们，以及它们的强度)，并且用ca3和ca4控制白色led芯片28(同样是打开还是关闭它们，以及它们的强度)。具体而言，ca3可以控制led34a(例如，在405nm处达到峰值；参见图2a和2b)，而ca4可以控制led34b(例如，在405nm处达到峰值)。由于图9中的照明装置已被编程为作为主照明装置，因此请注意，这些控制信号cai可以通过布线发送到此照明装置中的适当硬件组件。因此，风扇20接收ca1，驱动uvled芯片82的uvled驱动电路(92b)接收ca2，并且驱动白色led芯片28(led34a和34b)的白色led驱动电路92a接收ca3和ca4。这种驱动电路被示出为位于电路板11上，但可以存在于照明装置中的不同电路板上。技术人员将理解，作为来自控制算法320的输出的这些控制信号cai可以根据需要被处理以与它们控制的硬件组件接口。[0088]控制算法320还确定每个辅照明装置(例如，10b-10d)所需的控制信号c，并使用遥测电路302将这些控制信号无线地发送到这些照明装置。例如，控制信号cbi(用于风扇的cb1、用于uvled芯片82的cb2、用于白色led芯片28的ca3、ca4)被发送到照明装置10b，控制信号cci被发送到照明装置10c等。另外，这些控制信号可能会在接收照明装置处根据需要进行一些处理，以便与它们的硬件组件接口。因此，系统中所有照明装置10i的控制由编程的主照明装置10a中的控制算法320提供。如下面进一步解释的，在某些情况下这种控制可以根据传感器模块150中的各种传感器330感测到的信息si来进行。[0089]控制算法320还可以接收当前时间和日期的指示，指定为“t”，其可以从电路板11上的时钟电路提供。处于多种不同的原因，知道当前时间在系统中是有用的。例如，如下面进一步讨论的，控制算法320可以被编程在一天的不同时间采取不同的动作。此外，电路板11还可以包括存储器312，其保存记录在系统操作期间发生的重要事件的日志文件314，并且日志文件314中的条目可以通过时间/日期t进行时间戳记。如下面进一步解释的，日志文件314可由使用设备210或220(图7)上的应用230的用户查看。例如，日志文件314可以存储由传感器330报告的信息si，从而允许用户查看这些传感器输出的当前值或者查看这些值如何根据时间变化。日志文件314还可以存储关于算法320已经采取的各种控制动作的信息(例如，控制信号c的状态)，这些信息也可以作为时间的函数来查看。[0090]除了传感器输入si之外，控制算法320还可以接收多个输入以控制其操作。例如，控制算法320可以接收一个或多个程序pi，其可以指定控制算法将如何在照明、uv灭菌功能和风扇操作方面控制各种照明装置10i。程序可以包含允许为每个照明装置10i中的每个硬件组件确定控制信号c的信息。程序pi还可以包括它将运行的时间(例如，计划)。[0091]控制算法320还可以根据传感器330的感测内容(si)自动操作以控制系统中的照明和消毒。在这点上，控制算法320可以用多个参数xi进行编程，这些参数指示控制算法320将如何操作。参数xi可以包括某些感测信息si的阈值，或控制算法320可以应用于这种感测信息的权重。参数xi还可以包括允许控制算法320基于系统的使用历史进行自动调整的变量，并且因此控制算法320可以包括机器学习算法，其中参数xi包括机器学习算法的输入。程序pi和参数xi可以由系统制造商编程到控制算法320中，或者也可以使用例如设备210和220上的应用230进行无线编程。[0092]图10示出了可以在不同时间点控制系统的不同方式的简单示例。在该示例中，假设控制在一天内发生变化，但也可以控制更长的时间段(几周、几个月)等。使用更长的周期是明智的，因为对系统控制的需求可根据周末或节假日，或者在较热或较冷的月份发生变化。图10中的示例假设系统安装在办公室会议室中，但这又只是一个示例，因为该系统也可以在其他环境(工业、温室等)中使用。[0093]两个程序p1和p2被指定在不同时间段使用。程序1在工作日结束时运行，在该示例中是从晚上8点到午夜。因为在这些时间预计不会有人在场，所以程序1指定由照明装置(白光led28)提供的照明应该关闭(或低)。尽管图10中未示出，但程序1也可以在例如通过ir运动传感器362(图9)检测到房间有人时允许照明，。传感器模块150上的紧急led308可以被点亮以提供低水平照明。在工作日结束时对房间内的空气进行良好的灭菌是合理的，并且程序1将照明装置10i中的风扇20和uv灭菌(由uvled82提供)设置为最大强度。在程序1期间，感测环境条件对于系统的控制并不重要，因此可以被控制算法320忽略(除了可能来自ir运动传感器362的输出)。然而，可以继续感测这样的环境条件，并且如果需要，可以通过控制算法320生成关于某些环境条件(特别是那些存在危险的环境条件，例如co、o3、pb、rn等)的警报。这样的警报可以被发送到传感器模块150，然后又被发送到警报指示器190(图7)，以及当可以在应用230中查看警报性质的发送到设备210和220。[0094]程序2从午夜运行到早上6点。在这一点上，照明可能不太重要，因此可以将照明装置10提供的照明编程为关闭(即使ir运动传感器362检测到运动)。同样，传感器模块150中的紧急led308可以关闭。最后，由于在程序1运行期间，空气较早地被很好地灭菌，可以在程序2运行期间将风扇和uv灭菌编程为关闭。与在程序1中一样，在程序2期间，感测环境条件对于系统的控制可能并不重要，因此可能被控制算法320忽略，除了要发出警报。[0095]从通常对应于工作时间的早上6点到晚上8点，特定程序可能不会运行。相反，照明、风扇和uv灭菌可以由控制算法320根据感测环境条件自动控制。(经由控制算法320提供自动控制还可以包括“程序”，例如程序3)。在此期间提供自动控制是明智的，因为会议室中的环境条件可能会发生显著变化。如上所述，在一个示例中，可以使用参数xi来控制控制算法320的自动操作，该参数可以包括某些感测信息si的阈值，或控制算法320可以应用于这种感测信息的权重。[0096]图11一般地解释了控制算法320如何使用各种感测环境条件来提供系统中的控制。例如，温度(t)(传感器332)会影响病原体，例如病毒、细菌和真菌，因为这些病原体在较低温度下受抑制程度较低，而在较高温度下受抑制程度较高(甚至可能被根除)。因此，系统在较低温度(低于温度阈值x1)下提供较高强度的uv辐射并在较高温度(高于x1)下提供较低强度的uv辐射是合理的。[0097]或者，可以对感测温度(连同其他感测环境条件)进行加权，以确定应如何控制系统中的uv灭菌。权重可用作控制机制，因为它们可以量化特定感测环境条件相对于受控系统功能被处理的程度。例如，假设温度相对于uv灭菌被赋予低权重x1。不同的环境条件(例如，检测到的总挥发性有机化合物(tvoc)的量(传感器344))相对于uv灭菌被赋予更高的权重x2，因为更高量的uv辐射可以分解这些化合物。如果感测温度高(建议减少uv灭菌)，同时感测到的tvoc量也很高(建议增加uv灭菌)，则系统可能会出现应该减少还是增加uv灭菌的冲突。然而，在这种情况下不同的权重(x1和x2)将表明控制算法320增加了uv辐射。实际上，当决定如何控制uv灭菌时，控制算法320赋予感测tvoc的权重大于赋予感测温度的权重。308的状态(例如，开/关)，并且还可以允许用户打开或关闭这些led(或调节它们的强度)。[0103]警报指示器190优选地显示由系统确定的警报，即使没有用户选择。在所示示例中，由于传感器模块150已经感测到过量的一氧化碳，所以发出警报。可以选择显示的警报以允许用户查看更多细节信息(例如检测到的一氧化碳的确切水平)。[0104]应用230优选地还包括允许各种程序被设置、命名并且在必要时安排在特定时间使用的选项。程序的定义可以包括在任何照明装置10i处所需的任何控制信号的输入，包括风扇转速(cai)、uvled芯片82强度(cbi)和白色led芯片强度(cci和cdi)。这些控制信号与手动控制选项一起显示，用户可以随时单独更改这些控制信号中的任何一个，因此忽略系统的当前编程。最后，应用230可以包括允许经由控制算法320对系统进行自动控制的选项。如上所述，这种自动控制根据传感器模块中的传感器330感测到的一个或多个环境条件发生。本领域的技术人员将意识到有许多不同的方式可以组织信息以输入到应用230中的gui或从其输出，因此图12只是一个示例。[0105]至此，假设照明装置10同时提供照明(例如，使用白色led芯片28)和灭菌(例如，使用uvled芯片82)。然而，这并不是绝对必要的。如图13所示，照明装置10可以仅包括提供灭菌所必需的硬件组件(例如，uvled芯片82、风扇20)等。也就是说，照明装置10可以不必提供照明。这仍然是有益的，因为像图13中所示的可安装在天花板上的照明装置仍旧可以为放置照明装置的环境提供uv灭菌。如果所讨论的环境已经有自己的照明源，那么这种照明装置可能特别有用。[0106]可以对所公开的照明装置10进行许多修改，并且照明装置10可以在不同的环境中使用以达到有用的目的。例如，白色led芯片28可能不包括405nm和/或470nm处明显的峰，尽管优选地包含这些波长以进一步帮助实现照明装置10提供的灭菌。事实上，可以不使用白色led芯片28，而可以在照明装置10中使用其他白色光源(例如，灯泡)，严格通过使用风扇20和uv灭菌箱14进行消毒。uv灭菌盒14可以包括除了uvled芯片82之外的uv辐射源。例如，可以在uv灭菌盒14内部使用各种uv发射灯泡。[0107]照明装置10和系统可以在可能存在病原体，特别是空气传播病原体的环境中使用。这可以包括医院、疗养院、手术室、洗手间、厨房等。照明装置10也可以用在种植农场环境中，其中照明装置10用于种植植物。例如，所公开的照明装置可以在上面并入的'900专利的上下文中使用，并且可以包括对该文献中公开的照明装置的各种改进。[0108]所公开的照明装置10和/或传感器模块150可以制成便携式，这在发明人johnc.higgins、codyrenwick、timgray和chrisfall等人发表的“portabledisinfectionunit(便携式消毒单元)”中进行了披露，该专利申请[律师案卷号127-0012us]与本文同时提交，并且其全部内容通过引用并入本文。[0109]尽管已经显示和描述了本发明的特定实施例，但应当理解，上述讨论并非旨在将本发明限制于这些实施例。对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变和修改。因此，本发明旨在覆盖可能落入如权利要求所限定的本发明的精神和范围内的替代、修改和等效物。当前第1页12当前第1页12
再多了解一些
本文用于创业者技术爱好者查询，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
