[发明专利]具有紫外灭菌功能的照明装置的传感器系统

说明书

公开了可与一个或多个环境照明装置结合使用的一种传感器系统。每个照明装置优选地包括照明功能以及由该照明装置中的风扇和UV LED芯片提供的UV灭菌功能。优选将其中一个照明装置编程为执行控制算法以控制和/或监视系统的主照明装置。传感器模块包括用于感测使用该系统的不同环境条件的多个传感器。这些感测条件被提供给主照明装置，其控制算法可以使用感测条件来控制每个照明装置中的一个或多个功能，例如照明、UV灭菌和/或风扇转速。主照明装置可以向环境中的其他辅照明装置输出必要的控制。系统可以进一步与外部设备通信或包括外部设备，外部设备可以使用应用与系统无线地通信。

技术领域

本申请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

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。

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“New Proof-of-Concept in Viral Inactivation:Virucidal Efficacy of 405nmLight Against Feline Calicivirus as a Model for Norovirus Decontamination(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))”。

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“Blue Light(470nm)Effectively Inhibits Bacterial andFungal Growth(蓝光(470nm)有效抵制细菌与真菌的生长， Letters in AppliedBiology，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。

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。