當(dāng)前的專利申請要求于2014年10月28日提交的第62/069,486號美國臨時申請以及于2014年10月30日提交的第62/072,724號美國臨時申請的優(yōu)先權(quán),上述美國臨時申請中的每個通過引用全部包含于此。
本公開總體上涉及使用紫外輻射的表面處理,更具體地,涉及一種用于處理對象的粘合裝置,該粘合裝置可以包括清潔、滅菌、殺菌和/或消毒對象的表面。
背景技術(shù):
具有通過光動力地注入的光來消毒的吸收墊的自粘繃帶是用于殺菌的粘合裝置的一個示例。這種自粘繃帶可以采用發(fā)光二極管、側(cè)發(fā)射光纖網(wǎng)或嵌入在透射的穿孔的不粘薄膜吸收墊的外表面中的發(fā)光二極管芯片陣列。發(fā)光二極管由密封在繃帶中的電池供電。輻射由嵌入繃帶中的預(yù)編程時序算法芯片控制,并通過從自粘繃帶剝離背襯(backing)來電子啟動。與該自粘繃帶相關(guān)的缺點是光纖網(wǎng)或發(fā)光二極管芯片陣列的側(cè)發(fā)射設(shè)計不可能產(chǎn)生足夠均勻的紫外輻射分布。這犧牲了紫外輻射的效率,因此會削弱由該自粘繃帶提供的殺菌。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的方面提供一種使用紫外輻射用于對象的處理的粘合裝置。
發(fā)明的第一方面提供了一種裝置,所述裝置包括:基底,具有第一側(cè)面和第二側(cè)面;粘合層,形成在基底的第一側(cè)面上,被構(gòu)造為粘附于對象;紫外透明區(qū),形成在基底的第一側(cè)面上,而不與粘合層疊置,其中,紫外透明區(qū)被構(gòu)造為當(dāng)粘合層附于對象時鄰近經(jīng)歷處理的對象的表面放置;紫外透明窗,形成在基底的第二側(cè)面上;紫外輻射源,結(jié)合到基底的第二側(cè)面,被構(gòu)造為通過紫外透明窗朝著紫外透明區(qū)發(fā)射紫外輻射并發(fā)射到對象的表面上。
發(fā)明的第二方面提供了一種粘合處理裝置,所述粘合處理裝置包括:基底,具有第一側(cè)面和第二側(cè)面,并且紫外透明區(qū)嵌入基底的在第一側(cè)面與第二側(cè)面之間的體積中,其中,紫外透明區(qū)具有在基底的第一側(cè)面處與環(huán)境相鄰的表面部分;粘合層,形成在基底第一側(cè)面上,被構(gòu)造為粘附于對象;紫外輻射源,結(jié)合到基底的第二側(cè)面,被構(gòu)造成通過紫外透明區(qū)朝向基底的第一側(cè)面處的周圍環(huán)境發(fā)射紫外輻射并且發(fā)射到經(jīng)歷治療的對象的表面上;緊固件,被構(gòu)造成將紫外輻射源固定到基底。
發(fā)明的第三方面提供了一種自粘處理裝置,所述自粘處理包括:基底,具有第一側(cè)面和第二側(cè)面;粘合層,形成在基底的第一側(cè)面上,被構(gòu)造為粘附于對象;開口,形成在基底的第二側(cè)面中;紫外處理系統(tǒng),設(shè)置在開口中,被構(gòu)造為處理對象的表面,其中,紫外處理系統(tǒng)包括被構(gòu)造為將紫外輻射發(fā)射到對象的表面上的紫外輻射源。
本發(fā)明的說明性方面被設(shè)計為解決這里描述的一個或更個問題和/或未討論的一個或更多個其它問題。
附圖說明
通過下面結(jié)合描繪了發(fā)明的各個方面的附圖對本發(fā)明的各個方面進(jìn)行的詳細(xì)描述,將更容易地理解公開的這些和其它特征。
圖1a至圖1e示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性粘合處理裝置;
圖2a至圖2d示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的示例性粘合處理裝置;
圖3a至圖3b示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的示例性粘合處理裝置;
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的適用于這里描述的粘合處理裝置的示例性導(dǎo)光層;
圖5a至圖5b示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的適用于這里描述的粘合處理裝置的示例性導(dǎo)光層;
圖6a至圖6d示出了適用于這里描述的導(dǎo)光層的導(dǎo)光層的示例性形狀;
圖7a至圖7b示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的示例性粘合處理裝置;
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有擁有多層導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光層的示例性粘合處理裝置;
圖9a至圖9e示出了示例性實施例,該示例性實施例示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的如何在粘合處理裝置中使用柔性基底來實施紫外輻射源;
圖10示出了根據(jù)一個實施例的用于實施這里描述的紫外粘合處理裝置的示例性系統(tǒng);
注意的是,附圖可以不按比例繪制。附圖僅意圖描述發(fā)明的典型方面,因此不應(yīng)該被認(rèn)為是限制發(fā)明的范圍。在附圖中,同樣的附圖標(biāo)記表示附圖之間同樣的元件。
具體實施方式
如上所述,本發(fā)明的方面涉及一種使用紫外輻射以對對象提供處理的粘合處理裝置。如這里使用的,處理可以引起對對象的表面進(jìn)行清潔、殺菌、滅菌和/或消毒。清潔通常是指從對象和表面去除可見的污物(例如有機和無機材料)。殺菌通常意味著破壞病原體和其他類型的微生物,而滅菌更廣泛在于它殺死所有微生物形式。消毒通常意味著將細(xì)菌污染物的數(shù)目減少到預(yù)定的安全水平。如在這里使用的,對象可以包括在形狀和尺寸上變化并且具有粘合劑可粘附到其的表面的任何物品或制品。盡管這里所描述的本發(fā)明的各種實施例是參照使用粘合處理裝置來對人的手指或四肢皮膚創(chuàng)傷進(jìn)行殺菌或滅菌,但是應(yīng)該理解的是,這只是其中可以使用這里描述的粘合處理裝置的一個示例,并不意味著限制本發(fā)明的范圍。此外,本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是,用于處理如這里描述的對象的表面的粘合處理裝置可以包括包含本發(fā)明的各種實施例的構(gòu)思的任何現(xiàn)在已知或后來發(fā)展的方法。
可以與紫外光互換使用的紫外輻射是指具有波長范圍從大約10納米(nm)至大約400nm的電磁輻射。在該范圍內(nèi),存在具有波長范圍為大約315nm至大約400nm的紫外-a(uv-a)電磁輻射、具有波長范圍從大約280nm至大約315nm的紫外-b(uv-b)電磁輻射以及具有波長范圍從大約100nm至大約280nm的紫外-c(uv-c)電磁輻射。
如在這里使用的,當(dāng)層、膜或材料允許至少百分之十的具有目標(biāo)波長的輻射穿過其時,所述層、膜或材料是透明的,所述輻射以相對于層、膜或材料的界面垂直入射輻射。此外,如這里使用的,當(dāng)反射層、膜或材料反射至少具有目標(biāo)波長的輻射的百分之十時,所述反射層、膜或材料是反射的,所述輻射以相對于層、膜或材料的界面垂直入射輻射。輻射的目標(biāo)波長可以對應(yīng)于在光電器件的操作期間由光電器件的有效區(qū)域發(fā)射或感測的輻射的波長(例如,峰值波長+/-5納米)。對于給定的層,波長可以在考慮的材料中測量,并且可以取決于材料的折射率。
轉(zhuǎn)向附圖,圖1a至圖1e示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性粘合處理裝置10的不同視圖。如圖1a、圖1b、圖1d和圖1e中所示,所述裝置包括具有第一側(cè)面14和第二側(cè)面16的基底12。在一個實施例中,因為基底12是柔性的,其可以彎曲或彎折它的形狀和尺寸,而不損害基底12執(zhí)行其預(yù)期功能的能力。在一個實施例中,如圖1b中所示,粘合層18可以形成在基底12的被構(gòu)造為附著于對象的第一側(cè)面14上。也可以在基底12的第一側(cè)面14上形成具有紫外透明有效層(activelayer)的紫外透明區(qū)20,紫外透明區(qū)20不與粘合層18疊置。
紫外透明區(qū)域20被構(gòu)造成當(dāng)粘合層附于對象時立即鄰近對象的針對經(jīng)歷處理的表面。理解的是,如圖1b中所示的基底12的第一側(cè)面14上的粘合層18和紫外透明區(qū)20的尺寸、數(shù)目和位置僅是一種構(gòu)造的說明,本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的是,存在粘合層和紫外透明區(qū)的可以形成在基底上的各種構(gòu)造,并在本發(fā)明的各種實施例的范圍內(nèi)。
在一個實施例中,如圖1a中所示,紫外透明窗22形成在基底12的第二側(cè)面16上。紫外輻射源24可以結(jié)合到基底12的第二側(cè)面16。以這種方式,紫外輻射源24被構(gòu)造為通過紫外透明窗22向紫外透明區(qū)20發(fā)射紫外輻射,并將紫外輻射發(fā)射到對象的將使用裝置10經(jīng)受處理的的表面上。
在一個實施例中,基底12可以由包括但不限于適合用作繃帶的機織織物和/或彈性材料的材料形成。理解的是,該材料可以具有能夠在傷口外部的區(qū)域上附著于人的皮膚的粘合劑。即,該材料可以具有至少一些是粘合劑的面域(arealdomain)。在實施例中,基底12和/或紫外透明區(qū)20中的一些或全部可以由柔性基底形成,如通過引用包含于此的于2014年10月30日提交的第62/072,724號美國臨時申請中所示和描述的。
在一個實施例中,部分或整個基底12和紫外透明區(qū)20以及紫外透明窗22可以包括任何紫外透明材料,諸如紫外透明含氟聚合物或由這種聚合物形成的波導(dǎo)。適用于基底12、紫外透明區(qū)20和紫外透明窗22的紫外透明含氟聚合物的示例可以包括但不限于氟化乙烯-丙烯(fluorinatedethylene-propylene,efep)、氟化乙丙烯(fluorinatedethylenepropylene,fep)、全氟烷氧基(pfa)、四氟乙烯六氟丙烯偏二氟乙烯(thv)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、乙烯-四氟乙烯(etfe)、乙烯三氟氯乙烯(ectfe)、聚三氟氯乙烯(pctfe)、四氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚的共聚物(mfa)、低密度聚乙烯(ldpe)和/或全氟醚(pfa)等。可以用于包括紫外透明區(qū)20和紫外透明窗22的基底12中以波導(dǎo)、傳輸和擴散紫外輻射的材料的其它示例也可以包括熔融石英、藍(lán)寶石、石英、陽極化氧化鋁(aao)、聚交酯(pla)和/或諸如氟化鈣(caf2)或氟化鎂(mgf2)等的氟化物類材料。
在一個實施例中,粘合層18可以由包括但不限于其上具有粘合劑的機織織物或彈性材料的材料形成,諸如典型地用于繃帶中的材料。
紫外輻射源24可以包括一個或更多個紫外輻射發(fā)射器的任何組合,以形成紫外處理系統(tǒng)。紫外輻射發(fā)射器的示例可以包括但不限于高強度紫外燈(例如,高強度汞燈)、放電燈、紫外發(fā)光二極管(led)、超發(fā)光led和/或激光二極管等。在一個實施例中,紫外輻射源24可以包括一組led,該一組led由從iii族氮化物材料體系(例如,alxinyga1-x-yn,其中0≤x,y≤1,x+y≤1和/或它們的合金)中選擇的一種或更多種材料層制成。
在一個實施例中,紫外輻射源24可以以多種不同布置中的任意一種形成或結(jié)合到基底12。例如,紫外輻射源24可以通過基底12的第一側(cè)面上的開口或者通過將紫外輻射源24包含在基底12內(nèi)部而被整體嵌入到基底12中。
在一個實施例中,如圖1a和圖1c中所示,紫外輻射源24可以經(jīng)由結(jié)合端口26附于基底,結(jié)合端口26位于第二側(cè)面16上且位于基底12的開口或腔27中,開口或腔27位于紫外透明窗22上方。結(jié)合端口26可以包括腔,腔形成為允許led的緊密插入,腔具有被配置為適應(yīng)紫外輻射源24的放置以及從其去除的紫外透明壁。以這種方式,結(jié)合端口26可以將由紫外輻射源24發(fā)射的紫外輻射通過紫外透明窗22朝向位于基底12的第一側(cè)面14上的紫外透明區(qū)20傳輸,并傳輸?shù)綄ο蟮氖艿窖b置10處理的表面上。
理解的是,結(jié)合端口26可以被構(gòu)造為將其它源結(jié)合到粘合處理裝置10以補充具體對象的處理。例如,可以期望使用諸如可見光源、紅外源,加熱源、振動源、藥物處理源和/或化學(xué)處理源等的其它源。這些源的使用將取決于接受處理的對象和所需處理的具體類型。
圖1a、圖1b、圖1d和圖1e示出了可以用于將紫外輻射源24進(jìn)一步固定在結(jié)合端口26內(nèi)的緊固件28的示例。在一個實施例中,緊固件28可以包括至少一個粘合帶30,粘合帶30附于基底12的第一側(cè)面14和/或第二側(cè)面16,粘合帶30被構(gòu)造為在紫外輻射源24之上延伸,并在緊固到作為基底12的一部分的可附區(qū)域32時將其固定在合適的位置。粘合帶30可以包括折疊區(qū)34,該折疊區(qū)34使得粘合帶30能夠在紫外輻射源24上延伸并固定到可附區(qū)32。在一個實施例中,粘合帶30可以包括粘合區(qū)36,該粘合區(qū)36可以附于位于基底12的可附區(qū)32上的補充粘合區(qū)38。理解的是,基底12的緊固件28和可附區(qū)32可以通過除普通粘合之外的方式來結(jié)合到一起。例如,可以在粘合區(qū)36和38中使用鉤和環(huán)緊固件。可以在區(qū)域36和38處使用的其它形式的附著的非窮盡列表可以包括磁體、吸盤和/或靜電等。
圖1e示出了可以使用兩個粘合帶30來將紫外輻射源24固定在結(jié)合端口26內(nèi)的構(gòu)造。在一個實施例中,粘合帶30基本上彼此垂直地定位。以這種方式,每個帶30可以在彼此基本正交的不同方向上在紫外輻射源24之上延伸,以實現(xiàn)在結(jié)合端口26內(nèi)進(jìn)一步的牢固匹配。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是,用于粘合帶30的材料和長度將取決于基底12和紫外輻射源24的尺寸以及經(jīng)受由裝置10提供的處理的對象。這種參數(shù)的選擇完全在本領(lǐng)域技術(shù)人員的視界內(nèi)。
在一個實施例中,粘合處理裝置10可以采用自粘繃帶的形式,其可以用于向皮膚傷口提供包括清潔、殺菌、滅菌和/或消毒的處理的。在這種情況下,基底12的第一側(cè)面14可以是繃帶的附著到皮膚傷口的一部分,而基底12的具有紫外輻射源24的第二側(cè)面16遠(yuǎn)離傷口。以這種方式,紫外透明區(qū)域20和紫外透明窗22位于皮膚傷口之上,以便引導(dǎo)從紫外輻射源24發(fā)射的紫外輻射,并將其引導(dǎo)到傷口的表面上。
在自粘繃帶的該實施例中,基底12的第一側(cè)面14可以包括沉積在紫外透明區(qū)20的區(qū)域上的傷口消毒吸收網(wǎng)。以這種方式,傷口消毒吸收網(wǎng)可以敷在皮膚傷口附近,使得網(wǎng)接觸傷口并執(zhí)行消毒行動。在一個實施例中,傷口消毒吸收網(wǎng)可以被構(gòu)造有抗菌化學(xué)物質(zhì)和/或諸如抗生素膠狀物等的藥用軟膏,以向與紫外輻射源14結(jié)合的皮膚傷口提供處理。在另一個實施例中,紫外透明區(qū)20可以包括光活化殺菌層,其與紫外輻射源24和傷口消毒吸收網(wǎng)結(jié)合工作來補充皮膚傷口的處理。光活化殺菌層可以包括但不限于氧化鈦(tio2)層、銅層、碳層或在紫外輻射下具有滅菌性質(zhì)的任何其它層。
在一個實施例中,除了用于容納紫外輻射源24的端口之外,結(jié)合端口26可以被構(gòu)造為包括給藥端口。以這種方式,給藥端口可以用于將藥物和/或流體遞送到傷口和/或從傷口去除流體。理解的是,這樣的給藥端口可以是結(jié)合端口26的一部分,或者甚至是位于基底12上的開口27中的與結(jié)合端口26分開的獨立的元件,或者甚至位于形成在基底12的第二側(cè)面16上的另一開口中。
在粘合處理裝置10用作自粘繃帶的實施例中,基底12的第一側(cè)面14還可以包括可去除保護(hù)墊,該可去除保護(hù)墊設(shè)置在基底12的第一側(cè)面14之上并覆蓋粘合層18和紫外透明區(qū)20,其中,從基底12的第一側(cè)面14去除保護(hù)墊暴露了粘合層18和紫外透明區(qū)20,從而敷到對象的表面。以這種方式,一旦粘合層18敷到傷口就可以激活與紫外透明窗22和紫外透明區(qū)20結(jié)合的紫外輻射源24,并準(zhǔn)備施加處理。在去除之前,保護(hù)墊可以用于保護(hù)基底12的第一側(cè)面14,同時裝置處于存儲模式并且不使用。在一個實施例中,保護(hù)墊可以包括諸如聚乙烯膜或含氟聚合物膜的材料的膜。
在自粘繃帶使用結(jié)合端口26以容納紫外輻射源24的實施例中,本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是,可以從端口26去除紫外輻射源24,并且在具有結(jié)合端口的另一繃帶中重復(fù)使用它。否則,對于具有嵌入在基底12中的輻射源的其它繃帶重復(fù)使用紫外輻射源24將是困難的。
在另一實施例中,粘合處理裝置10可以采用自粘繃帶的形式,其可以用于向需要處理的醫(yī)療裝置表面提供處理,其中,這種處理可以包括清潔、殺菌、滅菌和/或消毒。在這種情況下,紫外透明區(qū)20可以包括對醫(yī)療裝置的表面進(jìn)行涂覆、粘附或包裹的粘合劑。以這種方式,紫外輻射源24可以對醫(yī)療裝置的表面進(jìn)行處理。
圖2a至圖2d示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性粘合處理裝置38。具體地,除了圖2a至圖2d示出了處理裝置38可以利用在形狀和功能上不同的紫外輻射源之外,圖2a至圖2d示出了粘合處理裝置38可以被構(gòu)造為類似于圖1a至圖1e的粘合處理裝置10。此外,每個紫外輻射源可以以預(yù)定的取向角度放置在結(jié)合端口26的開口中,該取向角度允許每個紫外輻射源發(fā)射紫外輻射穿過基底12和紫外透明區(qū)20,并以目標(biāo)角度發(fā)射到周圍環(huán)境。
圖2b示出了紫外輻射源24可以以對于源到端口界面40成角度地插入到結(jié)合端口26中并由緊固件28固定,源到端口界面40與基底到表面界面42平行。這種類型的結(jié)合紫外輻射源24可以通過允許從源發(fā)射的大部分光在波導(dǎo)與周圍環(huán)境(通常為空氣)之間的界面處經(jīng)歷全內(nèi)反射來促進(jìn)波導(dǎo)。在這種情況下,波導(dǎo)與周圍環(huán)境之間的界面可以是基底到表面界面42。
圖2c示出了除了以預(yù)定的取向角度插入結(jié)合端口26之外,紫外輻射源24可以包括光學(xué)元件44。適用于紫外輻射源24的光學(xué)元件44的示例包括但不限于透鏡、棱鏡、角錐、截平棱錐和導(dǎo)光層。光學(xué)元件44可以被選擇為在準(zhǔn)直紫外輻射方面是高效的。例如,如圖2c中所示,光學(xué)元件44可以包括具有外徑大于鄰近紫外輻射源24的表面的直徑的截錐體。在另一實施例中,光學(xué)元件44可以是透鏡或截錐體,或者甚至包括用于準(zhǔn)直或另外用于控制紫外光的角向分布的反射器。
圖2d示出了也具有牢固地固定在緊固件28下方的光學(xué)元件44的紫外輻射源24。這與圖2b中示出的緊固件28用于將紫外線輻射源24松散地固定在結(jié)合端口26內(nèi)進(jìn)行比較。理解的是,緊固件28的緊固度將取決于粘合處理裝置38的應(yīng)用以及其在應(yīng)用期間的使用位置。例如,如果粘合處理裝置38用作繃帶并且它被應(yīng)用在紫外輻射源可能被移動的位置中,則可能希望將緊固件28更牢固地應(yīng)用在紫外輻射源24周圍。在更商業(yè)或工業(yè)應(yīng)用中使用粘合處理裝置38可能需要或可能不需要緊固件28的這種牢固的應(yīng)用。
圖2b至圖2d示出了紫外輻射源24可以包括具有電源單元的控制模塊46。圖2b至圖2c示出了控制模塊46可以與紫外輻射源24合并,而圖2d示出了控制模塊可以是通過有線或通過無線通信(假設(shè)紫外線輻射源24包含用于捕獲和處理這樣的無線輸入的模塊)可操作地結(jié)合到紫外輻射源24的單獨模塊。例如,圖2d示出了與緊固件28集成的控制模塊46。
在操作中,控制模塊46可以用于與紫外輻射源24協(xié)同操作。在一個實施例中,控制模塊46可以控制與從紫外輻射源24發(fā)射的紫外輻射相關(guān)的多個預(yù)定的紫外輻射特性中的至少一種。可以由控制模塊46控制的預(yù)定的紫外輻射特性可以包括波長、強度、紫外輻射的空間分布和/或處理持續(xù)時間等。在一個實施例中,控制模塊46可以控制具體處理中的紫外輻射的波長和強度。作為示例,控制模塊46可以控制紫外輻射源24,以在目標(biāo)波長和強度下操作了持續(xù)時間,所述持續(xù)時間被設(shè)計為用于可以存在于諸如例如皮膚傷口的表面上的細(xì)菌和/或病毒的殺菌。在此期間,控制模塊可以控制紫外輻射源24,以在不同的目標(biāo)波長和強度下操作規(guī)定的持續(xù)時間,所述規(guī)定的持續(xù)時間被設(shè)計為用于處理。在另一示例中,紫外輻射源24可以用于遞送最佳的強度分布,同時紫外輻射源24的時間表可以被定制以遞送用于處理(諸如以殺菌為例)的適當(dāng)劑量。為此,一旦強度分布已知,就可以計算劑量。在一個實施例中,強度分布可以對需要處理的典型的或一組典型的表面進(jìn)行建?;?qū)嶒灉y試。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地理解,控制模塊如何可以控制紫外輻射源24存在許多可能性。
控制模塊46還可以被配置為從可以與粘合處理裝置38一起使用的傳感器接收表示某些操作參數(shù)的條件信號??梢耘c粘合處理裝置38結(jié)合使用的傳感器的非窮盡列表可以包括溫度傳感器、心率傳感器、水分傳感器、濕度傳感器、細(xì)菌熒光傳感器、化學(xué)傳感器和輻射傳感器。理解的是,這樣的傳感器可以位于基底12或?qū)⒔?jīng)歷處理的對象本身上,并經(jīng)由例如無線或有線連接與控制模塊46通信。
在接收到來自傳感器的任何條件信號時,控制模塊46可以根據(jù)檢測到的條件、獲得預(yù)定的劑量和/或完成指定的給藥時間等來開啟或關(guān)閉紫外輻射源24。同樣地,控制模塊46可以基于檢測到的條件來調(diào)節(jié)一個或更多個紫外輻射特性。例如,控制模塊46可以調(diào)節(jié)從紫外輻射源24發(fā)射的紫外輻射的強度、波長、持續(xù)時間和圖案。在另一示例中,控制模塊46可以使紫外輻射源24從對于殺菌(例如,消毒)目的是最佳的uv-c范圍內(nèi)的輻射切換至對于某些藥物處理是最佳的uv-b范圍內(nèi)的輻射。
控制模塊46可以包括具有開關(guān)和/或類似物的定時器,以管理紫外輻射源24對于具體處理的打開的持續(xù)時間。例如,與定時器結(jié)合操作的控制模塊46可以管理紫外線輻射源24在相對于uv-b范圍的uv-c范圍內(nèi)輻射的時間量。利用紫外輻射源24的持續(xù)時間和頻率處理可以取決于檢測到的條件信號以及任何其它預(yù)定處理因素,所述任何其它預(yù)定處理因素與處理對象有關(guān),包括遵循用于對象的具體處理的設(shè)定的預(yù)定義處理方案的。
控制模塊46還可以包括無線發(fā)射器和接收器,其被構(gòu)造為經(jīng)由諸如wifi和/或藍(lán)牙等的任何無線通信解決方案與遠(yuǎn)程位置進(jìn)行通信。如這里所使用的,遠(yuǎn)程位置是與粘合處理系統(tǒng)38分開的位置。例如,可以使用遠(yuǎn)程計算機將操作指令發(fā)送到無線發(fā)射器和接收器。操作指令可用于對由控制模塊46執(zhí)行和管理的功能進(jìn)行編程(例如,控制紫外輻射源特性、劑量、時間表和/或強度分布等)。在另一個實施例中,無線發(fā)射器和接收器可以從各種傳感器將處理結(jié)果(例如,檢測細(xì)菌熒光、基于檢測到的熒光檢測細(xì)菌污染)、數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程計算機,以便于維護(hù)和診斷在粘合處理系統(tǒng)38上的操作,基于由傳感器等提供的報告的紫外線劑量信息來開啟和/或關(guān)閉紫外輻射源24。
控制模塊46的電源單元可以被構(gòu)造為經(jīng)由電氣系統(tǒng)為紫外輻射源24、控制模塊和任何傳感器供電。在一個實施例中,電源單元可以采取電池或其它電源組件的形式,諸如例如基于在壓電晶體上產(chǎn)生的磁感應(yīng)振蕩或應(yīng)力的如振動發(fā)電機的機械激活的發(fā)電機、可再充電的超級電容器、通過機械運動充電的蓄電元件、對諸如壓電晶體的機械能至電能的轉(zhuǎn)換器、太陽能元件。本發(fā)明的各種實施例不限于僅使用一種特定的電源模式。例如,可以使用振動發(fā)電機來產(chǎn)生電力,同時可以使用一組電池來存儲由振動發(fā)電機產(chǎn)生的電力。
在另一實施例中,電源單元可以是與控制模塊46結(jié)合工作的可充電裝置。例如,振動發(fā)電機可以構(gòu)造有可再充電組件。在另一示例中,有線或無線充電系統(tǒng)可以用作電源選項。例如,無線充電系統(tǒng)可以用于通過電磁信號對振動發(fā)電機充電。在又一示例中,可以通過使用根據(jù)機械壓力起作用的壓電晶體來提供電荷。電源的類型和執(zhí)行的具體處理是可以確定需要充電操作的頻率的因素。例如,使用額定225毫安小時(mah)的扣式電池以20毫安(ma)運行的典型led可以在連續(xù)模式下運行大約10小時。典型的殺菌處理階段可以持續(xù)大約10分鐘,因此在電池可能需要再充電或更換之前對于粘合處理裝置38(或?qū)τ谧贤廨椛湓?4)引起大約60個消毒階段。在這種情況下為了延長壽命,可以在粘合處理裝置38內(nèi)使用兩個或更多個扣式電池。
返回參照圖2a至圖2d,粘合處理裝置38還可以包括用戶輸入系統(tǒng)48,其可以通過粘合處理裝置38來開始和終止對對象的處理。如圖2a至圖2d中所示,用戶輸入系統(tǒng)48可以結(jié)合到紫外輻射源24。在一個實施例中,用戶輸入系統(tǒng)48可以包括可以被按下以指示一系列請求動作的按鈕、開關(guān)等。例如,考慮用戶輸入系統(tǒng)48是按鈕的情況。在這種情況下,按鈕可以用于輸入用于紫外輻射源24的操作的一組參數(shù),例如,通過一組“點擊”,其中,點擊被定義為按壓和釋放按鈕的方式,點擊是快速的或緩慢的。即,快速點擊可以包括按下按鈕,隨后釋放按鈕,而慢點擊可以包括按下按鈕,并且保持按鈕在按壓模式下一段可測量的持續(xù)時間(諸如一秒)持續(xù)時間,然后釋放按鈕。理解的是,點擊可以被表征為長或短而不是快或慢,并以相同的方式來使用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,對于每次輸入可以啟動紫外輻射源24和/或控制模塊46的動作的期望動作,可以使用多于一個的按鈕。
圖3a至圖3b示出了根據(jù)另一實施例的粘合處理裝置50的剖視圖。具體地,圖3a至圖3b中示出的粘合處理裝置50示出了關(guān)于紫外輻射源24、光學(xué)元件44、控制模塊46和用戶輸入系統(tǒng)48的可選擇的構(gòu)造。具體地,圖3a示出了結(jié)合到基底12的第二側(cè)面16的用戶輸入/輸出突起52。在一個實施例中,用戶輸入/輸出突起52可以包圍紫外線輻射源24、光學(xué)元件44、紫外透明窗22和控制模塊46??梢蕴峁┳贤廨椛湓?4的操作和處理狀態(tài)的指示的操作指示器54和用戶輸入系統(tǒng)48可以放置在用戶輸入/輸出突起52的外部上。
在另一實施例中,操作指示器54可以提供在執(zhí)行處理時檢測到的熒光的指示。于2014年10月21日提交的第62/066,459號美國臨時申請和于2015年10月15日提交的第14/883,804號美國專利申請(兩者通過引用包含于此)還提供了可見光和/或熒光反饋系統(tǒng)。用戶輸入系統(tǒng)48和操作指示器54可以經(jīng)由有線連接56與紫外輻射源24和控制模塊46連接。圖3a還示出了光學(xué)元件44可以包括棱鏡,棱鏡可以用于改善紫外輻射源24與紫外透明窗口22以及用戶輸入/輸出突起52的結(jié)合,用戶輸入/輸出突起52可以由這里所描述的透明材料(例如,含氟聚合物)形成。
圖3b示出了用戶輸入/輸出突起52可以具有與圖3a中示出的更圓的突起的形狀不同的形狀。如圖3b中所示,用戶輸入/輸出突起52可以包括矩形形狀。理解的是,因為其它形狀適用于粘合處理裝置50,因此如圖3a至圖3b中示出的用戶輸入/輸出突起52的形狀不意味著限制。圖3b還示出了可以使用具有可以是棱鏡的光學(xué)元件44的多于一個的紫外輻射源24。理解的是,對于如圖3a至圖3b中示出的粘合處理裝置50使用中的紫外輻射源24的數(shù)目并不意味著限制。
圖3a至圖3b的用戶輸入/輸出突起52還可以用作紫外線輻射源24的覆蓋層。以這種方式,用戶輸入/輸出突起52可以用于防止紫外輻射從基底的第二側(cè)面泄漏。在一個實施例中,用戶輸入/輸出突起52可以涂覆有紫外反射膜,該紫外反射膜包括但不限于含氟聚合物膜、鋁膜、包括反射聚合物(例如,特氟隆)的多層聚合物膜、包括鋁膜的多層聚合物膜、擴散反射材料(諸如高度紫外反射的膨體聚四氟乙烯(eptfe)膜(例如,
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的適用于這里描述的任何粘合處理裝置的示例性導(dǎo)光層58。在圖4中指出的一個實施例中,粘合處理裝置的基底12可以包括導(dǎo)光層58。以這種方式,導(dǎo)光層58可以利用全內(nèi)反射(tir)使光通過其傳播,以將光遞送到要經(jīng)歷處理的對象的表面。
圖4的剖視圖示出了導(dǎo)光層58可以包括多層結(jié)構(gòu),該多層結(jié)構(gòu)包括層60至層72。層60至層72可以由任何合適類型的透明材料形成。例如,任何上述含氟聚合物適用于層60至層72。此外,諸如以聚丙交酯(pla)、熔融石英、藍(lán)寶石和/或the等為例的任何上述高度透明的材料可以用于層60至層72。此外,層60至層72中的每個層可以具有足夠薄以提供期望的透明度水平的厚度。
導(dǎo)光層的層62、66和70可以填充有透明流體。例如,在一個實施例中,層62、70可以填充有透明氣體,而層66可以填充有透明液體。在一個實施例中,層62、70中的諸如環(huán)境空氣的氣體可以具有低折射率(例如,形成相鄰層60、64、68、72的材料的折射率的至多百分之九十)。在實施例中,層66中的液體可以對紫外輻射基本上是透明的。在這種情況下,液體對于240納米至360納米范圍內(nèi)的光波長具有與純水的透明度至少相似(例如,在10%以內(nèi))的透明度。在實施例中,層66中的液體可以是如美國食品藥品管理局定義的純水??蛇x擇地,液體可以是用于人們消費(飲用水)的足夠清潔的水。
對于包括氣體的層62、70,導(dǎo)光層58還可以包括對應(yīng)的一組柱74、76。柱74、76也可以由這里描述的含氟聚合物類的材料形成。柱74、76可以被構(gòu)造為分別保持對應(yīng)的低折射率的引導(dǎo)層62、70的形狀。為此,柱74、76可以以任何圖案/隨機布置來定位,并且可以具有適合于提供期望的支撐量的一種或更多種尺寸和/或形狀的任何組合。雖然未示出,但是理解的是,諸如層66的任何流體填充層可以包括一組柱。在實施例中,柱74、76可以包括擴散元件78。在這種情況下,如所示,擴散元件78可以在諸如層60的一個層處開始延伸穿過層62,并且在另一層64處終止。當(dāng)包括兩組柱74、76時,柱74可以相對于柱76交錯。
如圖4中所示,紫外輻射源24可以在與導(dǎo)光層58的一側(cè)相鄰的位置處結(jié)合到導(dǎo)光層58。結(jié)合機械裝置80可以用于將紫外輻射源24附于導(dǎo)光層58,并且可以被構(gòu)造為將紫外輻射源24保持在使得光以最適于波導(dǎo)的角度(例如,以大于導(dǎo)光層58的全內(nèi)反射角的角度)進(jìn)入導(dǎo)光層58的位置中。在實施例中,由紫外輻射源24產(chǎn)生的至少30%的光沿著層66被導(dǎo)向。在實施例中,結(jié)合機械裝置80可以是由這里描述的含氟聚合物類的材料形成的區(qū)域,其中,紫外輻射源24嵌入或熔合到結(jié)合機械裝置80。盡管僅示出了單個紫外輻射源24,但是理解的是,任何數(shù)量的紫外輻射源24可以以各種可能的位置組合中的任何一種結(jié)合到導(dǎo)光層58。
擴散元件78可以被構(gòu)造為允許光以擴散方式傳播通過導(dǎo)光層58外的發(fā)射表面82。例如,層60在圖4中被示出為包括一組擴散元件78,層64被示出為包括一組擴散元件78。如所示,擴散元件78可以位于層60的形成發(fā)射表面82的外表面上。這里所述的擴散元件78的實施例可以具有任意各種形狀,包括:截錐體、透鏡、球體、角錐體、倒截錐體和/或倒角錐體等。此外,理解的是,一組擴散元件78可以包括兩種或更多種不同形狀的擴散元件的組合。擴散元件78可以使用任何方案來形成,諸如表面圖案化或粗糙化以及/或者將擴散元件78焊接/熔接到對應(yīng)的層60、層64等。
此外,層60、64、68和72中的一層或更多層可以由反射材料形成和/或涂覆有反射材料。當(dāng)利用時,反射涂層可以位于層60、64、68和72的整體之上,或者僅位于層60、64、68和72的一部分之上。此外,反射涂層可以位于層60、64、68和72的最外表面或最內(nèi)表面上。此外,層60、64、68和72可以是部分反射的和部分透明的,并且具有小的紫外吸收。理解的是,受其它優(yōu)化參數(shù)的限制,可以使紫外吸收最小化。
在導(dǎo)光層58內(nèi)以大于tir角度傳播的光線可以進(jìn)一步行進(jìn),同時保持類似的強度(由于與壁64、68的小頻繁碰撞)。在實施例中,紫外輻射源24可以被構(gòu)造為發(fā)射在導(dǎo)光層58的方向上至少部分準(zhǔn)直的光。在這種情況下,由紫外輻射源24發(fā)射的大部分光將以明顯大于tir角度的角度與壁64、68碰撞。可以使用任何方案來實現(xiàn)由紫外輻射源24發(fā)射的光的至少部分準(zhǔn)直。例如,可以修改/選擇包括在紫外輻射源24中的led的發(fā)射性質(zhì)以發(fā)射至少部分準(zhǔn)直的光(例如,可以利用激光二極管)。
圖5a至圖5b示出了根據(jù)本發(fā)明的其它實施例的適用于這里描述的任何粘合處理裝置的示例性導(dǎo)光層。具體地,圖5a示出了具有多層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光層84,導(dǎo)光層84可以包括基底86、鋁層88和具有多個孔92的aao層90?;?6可以包括用于在其上形成aao層90的任何合適的基底?;?6可以由能夠支撐其上的鋁層88的任何固體材料形成。為了形成aao層90,鋁層88可以容易接近電極。導(dǎo)光層84還可以包括形成在aao層90上的透明膜94(例如,含氟聚合物膜)和形成在透明膜94上的反射膜96。反射膜96可以由任何反射材料形成,諸如聚四氟乙烯(例如特氟龍)、鋁和/或拋光鋁等,并且可以是均勻的或不均勻的。在實施例中,反射膜96可以具有為導(dǎo)光層84的一組期望的特性定制的反射率。理解的是,反射膜96可以是部分透明的和部分反射的,同時保持恒定的吸收。反射膜96的吸收特性可以足夠小以允許顯著的光導(dǎo)向和透射。反射膜96的反射率的這種變化可以促進(jìn)來自反射膜96的外表面的光的均勻發(fā)射。
導(dǎo)光層84的多層結(jié)構(gòu)可以使用任何方案來制造。例如,制造可以包括沉積基本上由鋁構(gòu)成的層(例如,具有層88、90的厚度)并且對鋁層進(jìn)行陽極氧化處理(例如,通過使鋁層氧化),從而形成包括多個孔92的aao層90以及孔不通過其延伸的剩余的鋁層88。
aao層90的形成可以包括在陽極氧化處理期間在aao層90內(nèi)形成多個孔92。在實施例中,至少一些孔可以延伸穿過aao層90并部分地延伸到鋁層88中。在更具體的實施例中,基本上所有的孔可以延伸穿過aao層90。包括孔的特征尺寸(例如,平均直徑)、孔的最大深度和/或孔的密度等的孔的屬性可以根據(jù)所使用的特定陽極氧化步驟來變化。例如,可以基于計劃的孔尺寸來選擇電解質(zhì)(例如草酸、磷酸、硫酸和/或丙二酸等)和對應(yīng)的電解質(zhì)的濃度。隨后,可以通過將鋁膜放置在具有對應(yīng)濃度的所選擇的電解質(zhì)中并且在幾個小時的范圍內(nèi)施加大約35伏至大約45伏的范圍內(nèi)的電壓電位來形成aao層90。
陽極氧化步驟之后可以蝕刻陽極氧化的氧化鋁。例如,這種蝕刻可以包括化學(xué)蝕刻,該化學(xué)蝕刻包括:在鉻酸和磷酸中蝕刻,同時溫度在65℃-80℃的范圍內(nèi)。磷酸可以在6重量%至7重量%的范圍內(nèi),鉻酸可以在2重量%至3重量%的范圍內(nèi)。
此外,可以通過重復(fù)與第一陽極氧化基本相似或相同的工藝來執(zhí)行第二陽極氧化。在這種情況下,可以形成六邊形布置的納米多孔結(jié)構(gòu),該納米多孔結(jié)構(gòu)的一端被下面的基底86和/或鋁層88的剩余部分阻擋??梢曰谀繕?biāo)膜厚度來選擇第二陽極氧化的工藝時間,處理時間的范圍可以例如依據(jù)期望的膜厚度(例如,aao孔92的期望的深度)而從1小時到48小時。
可以在陽極氧化之前對沉積在基底86之上的鋁進(jìn)行電解拋光,或電解拋光鋁基底。電解拋光可以包括將鋁置于高氯酸和乙醇的混合物中,其中,各化合物的比例在1:3至1:5的體積比的范圍內(nèi),乙醇的純度在99%至99.9%范圍內(nèi),高氯酸的純度在69%至72%的范圍內(nèi)。隨后,根據(jù)目標(biāo)表面粗糙度,可以在小于10攝氏度的溫度下施加3至10分鐘的大約十伏至大約二十伏范圍內(nèi)的電壓電位。
圖5a還示出了可以使用紫外輻射源結(jié)合機械裝置80將紫外輻射源24安裝到導(dǎo)光層84的邊緣側(cè)。以這種方式,導(dǎo)光層84可以用作導(dǎo)光結(jié)構(gòu)。在操作期間,aao層90可以用作從紫外輻射源24傳播的光的導(dǎo)光層。
紫外輻射源結(jié)合機械裝置80和紫外輻射源24可以以目標(biāo)角度來構(gòu)造,以便在預(yù)定方向上傳播光穿過導(dǎo)光層84。在實施例中,光在基本上平行于aao層90和鋁層88的頂表面的方向上傳播穿過aao層90。理解的是,“基本上平行的方向”是指平均光線在所述方向上移動。理解的是,各個光線將在各個方向上行進(jìn)。無論如何,可以選擇角度以提供由紫外輻射源24發(fā)射的光的最大光導(dǎo)。為此,該角度可以使得由紫外輻射源24發(fā)射的大部分光以用于波導(dǎo)的最佳角度(例如,以大于導(dǎo)光層84的全內(nèi)反射角的角度)進(jìn)入導(dǎo)光層84。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是,紫外輻射源24可以在與圖5a中示出的位置不同的位置處結(jié)合到導(dǎo)光層84。例如,紫外輻射源24可以結(jié)合到aao層90的側(cè)表面(例如,頂部)。此外,理解的是,任何數(shù)目的紫外輻射源24可以以任何各種可能的位置組合結(jié)合到導(dǎo)光層84,并且本發(fā)明的實施例不意味著限于在一個位置處的單個源。
圖5b示出了可以使用兩個或更多個aao層的導(dǎo)光層98。在圖5b中示出的實施例中,導(dǎo)光層98被示出具有三個aao層。具體地,導(dǎo)光層98包括aao層90、aao層100和aao層102,并且這些aao層中的每層具有孔。每層aao層可以被透明層94分離。透明層94中的每層可以以任何上述方法應(yīng)用到aao層。在實施例中,可以通過使用一個或更多個條件來將aao層90、100和102制造成彼此不同。為此,該變化可以引起aao層90、100和102具有尺寸和/或間隔等不同的孔。aao層90、100和102之中的不同孔可以引起aao層的平均折射率不同。理解的是,用于制造包括多個aao層90、100和102的導(dǎo)光層98的方案可以使用這里未提及的各種可選擇工藝中的任何一種來實現(xiàn)。
堆疊aao層90、100和102,并且透明層94之間的每層具有不同的孔尺寸和間隔,如圖5b中所示,使得導(dǎo)光層可以被構(gòu)造為對于給定的目標(biāo)應(yīng)用提供最佳性能。例如,每層aao層90、100和102的孔尺寸和間隔影響給定aao層的光學(xué)性質(zhì)(諸如透射率、折射率和光散射率)。在實施例中,aao層90、100和102可以具有被選擇為產(chǎn)生用于導(dǎo)光層98的目標(biāo)梯度折射率的孔尺寸、間隔和/或厚度等。在更具體的實施例中,aao層90可以擁有具有在150nm至200nm范圍內(nèi)的直徑的孔,并且分開大約400nm的距離(例如,當(dāng)邊緣到邊緣測量時),aao層100可以擁有具有大約200nm直徑的孔,并且分開大約250nm的距離,aao層102可以擁有具有約大50nm直徑的孔,并且分開稍微大于50nm的距離。
可以使用任何方案來執(zhí)行這里所述的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的制造。例如,在第14/853,057號和第14/853,014號美國專利申請中示出和描述了示例性的導(dǎo)光結(jié)構(gòu),兩者于2015年9月14日提交,并且兩者通過引用包含于此。在2005年9月14日提交的第14/853,075號美國專利申請中示出并描述了擴散紫外源,該美國專利申請通過引用包含于此。
盡管圖4和圖5a至圖5b的導(dǎo)光層示出了結(jié)合在側(cè)面位置處的紫外輻射源24,但是理解的是,紫外輻射源24可以結(jié)合在導(dǎo)光層的頂部或底部位置處。此外,導(dǎo)光層可以具有與圖4和圖5a至圖5b中示出的構(gòu)造不同的構(gòu)造。例如,另一種類型的導(dǎo)光層的多層結(jié)構(gòu)可以包括頂部大區(qū)域、底部大區(qū)域和四個較小側(cè)面區(qū)域,并且這些區(qū)域中的每個由上述含氟聚合物或其它高透明材料中的一種形成。在一個實施例中,紫外輻射源可以附于導(dǎo)光層的頂部大區(qū)域,而在另一實施例中,紫外輻射源可以附于側(cè)面區(qū)域中的一個。任何構(gòu)造可以用于從紫外輻射源發(fā)射到對象的特定表面上的波導(dǎo)紫外輻射。
圖6a至圖6d示出了根據(jù)實施例的適用于圖4和圖5a至圖5b的導(dǎo)光層的導(dǎo)光層的示例性形狀。這些形狀是可以被構(gòu)造為沿著期望的路徑引導(dǎo)光(例如,紫外輻射)的一些復(fù)雜形狀的說明,然而,理解的是,其它形狀在本發(fā)明的實施例的范圍內(nèi),因此圖6a至圖6d中示出的形狀并不意味著限制。
在圖6a中,導(dǎo)光層結(jié)構(gòu)形狀104包括多個分支,并且可以用于在整個區(qū)域中分布輻射。在這種情況下,輻射可以沿著從較大分支到較小分支(例如,圖中從左到右)的路徑傳播??蛇x擇地,導(dǎo)光層結(jié)構(gòu)形狀104可以用于通過將輻射從較小分支引導(dǎo)到較大分支(例如,圖中從右到左)來整合整個區(qū)域的輻射。在圖6b中,導(dǎo)光層結(jié)構(gòu)形狀106可以被構(gòu)造為聚焦元件,在這種情況下,可以改變導(dǎo)光層結(jié)構(gòu)形狀106的橫截面面積,以改變傳播光的方向分布。例如,導(dǎo)光層結(jié)構(gòu)形狀106可以具有可以用作用于準(zhǔn)直輻射的結(jié)構(gòu)的截斷的倒角錐體或圓錐體形狀。如圖6c中所示,這里描述的導(dǎo)光層結(jié)構(gòu)形狀108的一個或更多個表面可以包含粗糙度和圖案,其可以提供來自導(dǎo)光層結(jié)構(gòu)形狀1086c的輻射的擴散輸出??梢允褂弥T如標(biāo)準(zhǔn)壓印技術(shù)的任何方案來產(chǎn)生這種粗糙度或圖案。圖6d示出了具有更復(fù)雜形狀的導(dǎo)光層結(jié)構(gòu)形狀110,其可以使用這里所述的方案容易地制造。
于2015年9月14日提交的并通過引用包含于此的第14/853,057號美國專利申請?zhí)峁┝酥T如圖6a至圖6d中示出的導(dǎo)光層結(jié)構(gòu)形狀的更多細(xì)節(jié),圖6a至圖6d包括用于制造這樣的形狀的方案,這樣的形狀可以被構(gòu)造為沿著期望的路徑引導(dǎo)光(例如,紫外輻射)
圖7a至圖7b示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的示例性粘合處理裝置。具體地,圖7a至圖7b示出了在基底12的側(cè)面處設(shè)置有紫外輻射源24的粘合處理裝置。以這種方式,圖7a至圖7b的粘合處理裝置可以配置如圖4和圖5a至圖5b中示出的導(dǎo)光層,并且可以配置其它導(dǎo)光層,其它導(dǎo)光層與圖1a至圖1e、圖2a至圖2d以及圖3a至圖3b中示出的導(dǎo)光層類似的可以從與處理裝置相對的處理裝置的一側(cè)波導(dǎo)光,其中,可以從基底的頂部或底部位置在垂直的方向上波導(dǎo)光。
在圖7a中,處理裝置112被示為具有鄰近導(dǎo)光層114的側(cè)面放置的紫外輻射源24。具體地,紫外輻射源24鄰近導(dǎo)光層114的側(cè)面放置,使得紫外輻射源界面116鄰近導(dǎo)光層界面118設(shè)置。理解的是,紫外輻射源24可以放置在如圖1a中示出的導(dǎo)光層114的位于另一個紫外輻射源界面和導(dǎo)光層界面之間的相對側(cè)上。
在此實施例中的導(dǎo)光層114可以包括與圖4和圖5a至圖5b示出的多層結(jié)構(gòu)類似的多層結(jié)構(gòu)。在此實施例中,導(dǎo)光層114可以是多層結(jié)構(gòu),多層結(jié)構(gòu)包括含氟聚合物,所述多層結(jié)構(gòu)具有放置在透明氣體層122之間的透明液體層120以及圍繞透明液體層120和透明氣體層122的透明包封層124。上面參照圖4描述的對應(yīng)的上述材料中的任何一種適用于透明液體層120、透明氣體層122和透明包封層124,以及在其處列出的任何替代物。此外,諸如以聚丙交酯(pla)、熔融石英、藍(lán)寶石、the等為例的上述高度透明的材料中的任意一種都可以用于這種導(dǎo)光層112的結(jié)構(gòu)中。理解的是,圖7a的多層結(jié)構(gòu)是可以用于促進(jìn)沿水平方向通過基底12的光的波導(dǎo)的一個示例的說明,并不意味著限制。
在操作中,從紫外輻射源24的側(cè)方向發(fā)射的光線將在導(dǎo)光層114內(nèi)傳播并從膜邊界經(jīng)歷反射。在實施例中,膜可以包含擴散元件,以允許一些光從導(dǎo)光層擴散地離開。理解的是,對于一些射線方向,在導(dǎo)光層內(nèi)將存在全內(nèi)反射,但是一些射線方向?qū)⒈辉试S離開導(dǎo)光層。
圖7b不僅還示出了紫外輻射源24設(shè)置在基底12的側(cè)面處的處理裝置126,而且還示出了紫外輻射源24可以以與基底的側(cè)面成一定角度而被定向,使得光以適于波導(dǎo)的角度(例如,對于導(dǎo)光層128以大于全內(nèi)反射角的角度)進(jìn)入導(dǎo)光層或波導(dǎo)層128。盡管圖7b中未示出,但是可以使用由含氟聚合物類材料形成的結(jié)合機械裝置來使紫外輻射源24嵌入,并以上述諸如熔合的方式附著到導(dǎo)光層。在另一實施例中,紫外輻射源24可以嵌入在基底12的一側(cè)內(nèi)。雖然僅示出了單個紫外輻射源24,但是理解的是,附加的紫外輻射源24可以結(jié)合導(dǎo)光層128的一側(cè)。
如圖7b中所示,導(dǎo)光層128可以由多個部分形成。具體地,導(dǎo)光層128可以包括第一導(dǎo)光層部分130和第二導(dǎo)光層部分132,它們由界面間隙133分離且均具有多層結(jié)構(gòu)。在該實施例中,第一導(dǎo)光層部分130可以是包括含氟聚合物的多層結(jié)構(gòu),該多層結(jié)構(gòu)具有放置在透明氣體層122之間的透明液體層120以及圍繞透明液體層120和透明氣體層122的透明包封層124。第二導(dǎo)光層部分132也可以是包括含氟聚合物的多層結(jié)構(gòu),該多層結(jié)構(gòu)具有放置在透明氣體層122之間的透明液體層120以及圍繞透明液體層120和透明氣體層122的透明包封層124。然而,如圖7b中所示,透明氣體層122(例如,頂部透明氣體層)中的一層可以被分割成單獨的氣體層,而另一透明氣體層(例如,底部透明氣體層)可以是連續(xù)層。理解的是,圖7b的這種構(gòu)造僅是示例,本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是,存在用于使透明氣體層122分割或連續(xù)的各種組合。
圖7b中示出的實施例的設(shè)計的一個特征是允許將紫外led導(dǎo)光層部分130附于導(dǎo)光層部分132。在處理裝置126用作自粘繃帶的實施例中,首先可以將導(dǎo)光層部分132放置在傷口上,隨后可以附著導(dǎo)光層部分130(如果需要,去除并再附著),以提供將紫外led發(fā)射的光結(jié)合到導(dǎo)光層部分132。為了成功結(jié)合,界面間隙133可以允許光穿過其進(jìn)入到導(dǎo)光層部分132中,而在界面間隙133處沒有明顯的反射率。
再次,上面參照圖4描述的對應(yīng)的上述材料中的任何一種適用于透明液體層120、透明氣體層122和透明包封層124,以及在其處列出的任何替代物。此外,諸如以聚丙交酯(pla)、熔融石英、藍(lán)寶石、the等為例的上述高度透明的材料中的任何一種都可以用于第一導(dǎo)光部分130和第二導(dǎo)光部分132的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)。理解的是,圖7b中的第一導(dǎo)光部分130和第二導(dǎo)光部分132的多層結(jié)構(gòu)是可以用于促進(jìn)沿水平方向通過基底12的光的波導(dǎo)的一個示例的說明,并不意味著限制。
圖7b的處理裝置126還示出了第一導(dǎo)光部分130的多層結(jié)構(gòu)可以具有可以用于防止紫外輻射從裝置126的一部分逸出的反射層或膜134。可以用作反射層或膜134的材料的示例包括但不限于含氟聚合物膜、高度紫外反射的膨體聚四氟乙烯(eptfe)膜(例如
在另一實施例中,盡管圖7b中未示出,但是可以將粘合表面應(yīng)用到處理裝置126的基底12。在將處理裝置126用作自粘繃帶以處理皮膚傷口的實施例中,粘合表面的使用將是有益的。任何上述粘合材料都可適用于此實施例。
在操作中,從紫外輻射源24的側(cè)方向發(fā)射的光線將以允許在兩個導(dǎo)光部分之間具有與界面間隙133低反射率的最佳結(jié)合的方式在第一導(dǎo)光部分130和第二導(dǎo)光部分132的多層結(jié)構(gòu)內(nèi)傳播。
圖8示出了根據(jù)另一實施例的具有導(dǎo)光層138的粘合處理裝置136,導(dǎo)光層138具有多層結(jié)構(gòu)且位于基底12中。在本實施例中,導(dǎo)光層138可以由多個部分形成。具體地,導(dǎo)光層138可以包括均具有多層結(jié)構(gòu)的第一導(dǎo)光層部分140和第二導(dǎo)光層部分142。在本實施例中,第一導(dǎo)光層部分140可以是包括含氟聚合物的多層結(jié)構(gòu),多層結(jié)構(gòu)具有放置在透明氣體層122之間的透明液體層120以及圍繞透明液體層120和透明氣體層122的透明包封層124。
第二導(dǎo)光層部分142也可以是包括含氟聚合物的多層結(jié)構(gòu),該多層結(jié)構(gòu)具有設(shè)置在透明液體層120與擴散透明層144之間的透明氣體層122以及圍繞透明液體層120、透明氣體層122和擴散透明層144的透明包封層124。理解的是,圖8的這種構(gòu)造僅是用于導(dǎo)光層138的多層結(jié)構(gòu)的示例,該多層結(jié)構(gòu)可以用于促進(jìn)光的波導(dǎo),并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是,可以存在其它構(gòu)造,圖8的這種構(gòu)造不意味著限制。
再次,上面參照圖4描述的對應(yīng)的上述材料中的任何一種適用于透明液體層120、透明氣體層122和透明包封層124以及在其處列出的任何替代物。此外,諸如以聚丙交酯(pla)、熔融石英、藍(lán)寶石、the等為例的上述高透明材料都可以用于第一導(dǎo)光部分140和第二導(dǎo)光部分142的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)。
導(dǎo)光層138的多層結(jié)構(gòu)還可以包括使光能夠以擴散方式傳播出導(dǎo)光層138的擴散元件146。如圖8中所示,擴散元件146可以位于導(dǎo)光層138的外表面上,外表面形成了從粘合處理裝置136的基底12傳播的光穿過的發(fā)射表面。與導(dǎo)光層138的多層結(jié)構(gòu)的其它元件一樣,擴散元件146可以包括任何上述含氟聚合物。擴散元件146可以具有各種形狀中的任何一種,所述形狀包括:截錐體、透鏡、球體、角錐體、倒截錐體和/或倒角錐體等。此外,理解的是,擴散元件146可以包括兩種或更多種不同形狀的擴散元件的組合。此外,擴散元件146可以使用諸如表面圖案化或粗糙化、將擴散元件146焊接/熔接到導(dǎo)光層138等任何方案來形成。
圖8還示出了粘合處理裝置136還可以包括位于基底112的外圍上的網(wǎng)狀材料148。在一個實施例中,網(wǎng)狀物148可以包括沉積在導(dǎo)光層138的多層結(jié)構(gòu)的一部分上的傷口消毒吸收網(wǎng)。具體地,網(wǎng)狀物148散布在擴散元件146之間,使得擴散元件突出穿過網(wǎng)狀物。以這種方式,網(wǎng)狀物148可以敷到皮膚傷口附近,使得網(wǎng)狀物接觸傷口并傳遞消毒作用,而紫外線輻射源24可以經(jīng)由導(dǎo)光層138的多層結(jié)構(gòu)向皮膚傷口遞送處理。在一個實施例中,網(wǎng)狀物148可以配置有抗細(xì)菌化學(xué)物質(zhì)和藥用軟膏,諸如抗生素軟膏等,以提供與由紫外輻射源24提供的處理結(jié)合起作用的皮膚傷口的處理。
圖8示出了在一個實施例中,可以包括控制模塊46和用戶輸入系統(tǒng)48的紫外輻射源24可以與導(dǎo)光層138成角度地嵌入粘合處理裝置136的基底12中,并通過緊固件28固定在適當(dāng)位置中。以這種方式,紫外輻射源24可以通過允許從源發(fā)射的大部分光在導(dǎo)光層138的多層結(jié)構(gòu)的擴散元件146和網(wǎng)狀物148與皮膚傷口之間的界面處經(jīng)歷全內(nèi)反射來促進(jìn)波導(dǎo)。理解的是,可以使用任何其它上述方法來將紫外輻射源24與粘合處理裝置136結(jié)合。例如,紫外輻射源24可以插入結(jié)合端口并在位置中定向,從而以預(yù)定目標(biāo)角度遞送紫外輻射。
圖9a至圖9e示出了各種實施例,各種實施例均示出基底12和紫外輻射源24如何組合以在處理裝置內(nèi)操作。在圖9a中,紫外透明區(qū)20嵌入到基底12中,而紫外輻射源24可插入開口27中以進(jìn)入紫外透明區(qū)20。圖9b示出了紫外輻射源24嵌入到靠近紫外透明區(qū)20的基底12中且數(shù)據(jù)和電力端口150從紫外輻射源24延伸出基底12的實施例。除了此本實施例中覆蓋層152放置在紫外輻射源24上方以消除從基底12的頂部泄漏的紫外輻射之外,圖9c示出了與圖9a相似的實施例。覆蓋層152可以包括可以用于防止紫外輻射從基底12泄漏的任何上述材料。此外,覆蓋層152可以沉積、粘附或附著在紫外輻射源24上。圖9d至圖9e示出了紫外輻射源24和光學(xué)元件44直接附于基底12的實施例。圖9d的實施例與圖9e的實施例的不同之處在于紫外輻射源24結(jié)合到光學(xué)元件44,而圖9e示出了嵌入在光學(xué)元件44中的紫外輻射源24。
圖10示出了根據(jù)一個實施例的用于實現(xiàn)包括這里描述的紫外輻射源24和控制模塊46的粘合處理裝置的說明性系統(tǒng)1000。圖10的系統(tǒng)1000包括監(jiān)視和/或控制系統(tǒng)1010,其被實現(xiàn)為包括分析程序1030的計算機系統(tǒng)1020,其使得計算機系統(tǒng)1020可操作地管理紫外線輻射源24、傳感器1021和任何其它處理源,如上面討論的。系統(tǒng)1000的部分可以位于控制模塊46內(nèi),如這里所討論的。具體地,分析程序1030可使得計算機系統(tǒng)1020能夠操作紫外輻射源24以產(chǎn)生并引導(dǎo)通過紫外透明窗22的紫外輻射,并處理與由輸入單元1035獲取的通過一個或更多個傳感器1021檢測的條件對應(yīng)的數(shù)據(jù)。
計算機系統(tǒng)1020被示出為包括處理組件1022(例如,一個或更多個處理器)、存儲組件1024(例如,存儲層級)、輸入/輸出(i/o)組件1026(例如,一個或更多個i/o接口和/或裝置)以及通信路徑1028。通常,處理組件22執(zhí)行至少部分地固定在存儲組件24中的諸如分析程序1030的程序代碼。在執(zhí)行程序代碼的同時,處理組件22可處理數(shù)據(jù),這可引起為了進(jìn)一步處理而從存儲組件1024和/或i/o組件1026讀取轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)和/或?qū)⑥D(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)寫入到存儲組件1024和/或i/o組件1026。路徑1028提供在計算機系統(tǒng)1020中的每個組件之間提供的通信鏈路。i/o組件1026可包括一個或更多個人類i/o裝置和/或一個或更多個通信裝置,所述一個或更多個人類i/o裝置使得人類用戶1040能夠與計算機系統(tǒng)1020進(jìn)行交互,所述一個或更多個通信裝置使得系統(tǒng)用戶1040能夠經(jīng)由外部接口1033使用任意類型的通信鏈路與計算機系統(tǒng)1020通信。為此,分析程序1030可管理使得人類用戶和/或系統(tǒng)用戶1040能夠與分析程序1030交互的一組界面(例如,圖形用戶界面和/或應(yīng)用程序界面等)。另外,分析程序1030可使用任意方案來管理(例如,存儲、檢索、創(chuàng)建、操作、組織、呈現(xiàn)等)諸如分析數(shù)據(jù)1040的數(shù)據(jù)。
在任何情況下,計算機系統(tǒng)1020可包括能夠執(zhí)行安裝在其上的諸如分析程序1030的程序代碼的一個或更多個通用計算制造品(例如,計算裝置)。如在此使用的,理解的是,“程序代碼”意味著以任何語言、代碼或符號的指令的任意集合,這些指令使得具有信息處理能力的計算裝置直接執(zhí)行特定動作或者在以下任意組合之后執(zhí)行特定動作:(a)轉(zhuǎn)換為另一種語言、代碼或符號;(b)以不同的材料形式復(fù)制;和/或(c)解壓。為此,分析程序1030可被實現(xiàn)為系統(tǒng)軟件和/或應(yīng)用軟件的任意組合。
此外,分析程序1030可使用一組模塊1032來實現(xiàn)。在這種情況下,模塊1032可使得計算機系統(tǒng)1020能夠執(zhí)行由分析程序1030使用的一組任務(wù),并且可與分析程序1030的其它部分分開地單獨開發(fā)和/或與分析程序1030的其它部分分開實現(xiàn)。如在此使用的,術(shù)語“組件”意味著具有或不具有軟件的任何配置的硬件,其使用任意方案實現(xiàn)結(jié)合其描述的功能,而術(shù)語“模塊”意味著使得計算機系統(tǒng)1020能夠使用任意方案實現(xiàn)結(jié)合其描述的動作的程序代碼。當(dāng)模塊固定在包括處理組件1022的計算機系統(tǒng)20的存儲組件1024中時,模塊是組件的實現(xiàn)該動作的實質(zhì)性部分。不管怎樣,理解的是,兩個或更多個組件、模塊和/或系統(tǒng)可共享它們各自的一些/全部硬件和/或軟件。另外,理解的是,在此討論的一些功能可以不被實現(xiàn),或者附加功能可以作為計算機系統(tǒng)1020的一部分而被包括。
當(dāng)計算機系統(tǒng)1020包括多個計算裝置時,每個計算裝置可僅具有固定在其上的分析程序1030的一部分(例如,一個或更多個模塊1032)。然而,理解的是,計算機系統(tǒng)1020和分析程序1030僅是可以執(zhí)行在此描述的進(jìn)程的各種可能的等效計算機系統(tǒng)的代表。為此,在其它實施例中,由計算機系統(tǒng)1020和分析程序1030提供的功能可由包括具有或不具有程序代碼的通用和/或?qū)S糜布娜我饨M合的一個或更多個計算裝置來至少部分地實現(xiàn)。在每個實施例中,硬件和程序代碼(如果包括)可分別使用標(biāo)準(zhǔn)工程技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)編程技術(shù)來創(chuàng)建。
不管怎樣,當(dāng)計算機系統(tǒng)1020包括多個計算裝置時,計算裝置可以通過任意類型的通信鏈路進(jìn)行通信。另外,在執(zhí)行在此描述的過程的同時,計算機系統(tǒng)1020可使用任意類型的通信鏈路與一個或更多個其它計算機系統(tǒng)來通信。不論哪種情況,通信鏈路可包括各種類型的光纖、有線鏈路和/或無線鏈路的任意組合;包括一種或更多種類型的網(wǎng)絡(luò)的任意組合;以及/或者利用各種類型的傳輸技術(shù)和協(xié)議的任意組合。此外,計算機系統(tǒng)1020可以經(jīng)由諸如wifi的無線通信解決方案來進(jìn)行編程。在該實施例中,計算機系統(tǒng)1020可以經(jīng)由關(guān)于說明性環(huán)境1000的任何方面的無線通信解決方案向用戶1040或一個或多個其它計算機系統(tǒng)提供報告,包括但不限于用于處理的對象的紫外照明。類似地,計算機系統(tǒng)1020可以經(jīng)由狀態(tài)指示器1037生成處理操作狀態(tài)信息。
雖然在此示出并描述為粘合處理裝置,但理解的是,發(fā)明的各方面還提供各種可選擇的實施例。例如,在一個實施例中,本發(fā)明的各種實施例提供了固定在至少一個計算機可讀介質(zhì)中的計算機程序,當(dāng)其被執(zhí)行時,使得計算機系統(tǒng)能夠用紫外輻射對區(qū)域進(jìn)行殺菌。為此,計算機可讀介質(zhì)包括諸如分析程序1030(圖10)的程序代碼,這使得計算機系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在此描述的一些或全部過程。理解的是,術(shù)語“計算機可讀介質(zhì)”包括現(xiàn)在已知的或以后開發(fā)的一種或更多種任意類型的有形表達(dá)介質(zhì),從其可感知、再現(xiàn)或者通過計算機裝置另外地通信程序代碼的拷貝。例如,計算機可讀介質(zhì)可包括:一個或更多個便攜式存儲制品;計算裝置的一個或更多個存儲器/存儲組件和/或紙等。
在另一實施例中,發(fā)明提供了提供諸如分析程序1030(圖10)的程序代碼的拷貝的方法,該程序代碼使得計算機系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在此描述的一些或全部過程。在這種情況下,計算機系統(tǒng)可處理程序代碼的拷貝,以便為了在第二不同位置接收而生成并發(fā)送一組數(shù)據(jù)信號,該組數(shù)據(jù)信號具有以這樣的方式設(shè)置和/或改變的其一個或更多個特性,從而在該組數(shù)據(jù)信號中編碼程序代碼的拷貝。相似地,本發(fā)明的實施例提供了獲取程序代碼的拷貝的方法,包括接收在此描述的該組數(shù)據(jù)信號并且把該組數(shù)據(jù)信號翻譯成固定在至少一個計算機可讀介質(zhì)中的計算機程序的拷貝的計算機系統(tǒng)。不論哪種情況,可利用任意類型的通信鏈路發(fā)送/接收該組數(shù)據(jù)信號。
在又一實施例中,本發(fā)明的各種實施例提供了用于對象的處理的紫外照明的方法。在這種情況下,生成的步驟可包括把計算機系統(tǒng)(諸如計算機系統(tǒng)1020(圖10))配置為實現(xiàn)用于對象的處理的紫外輻射的方法。配置的步驟可包括獲得(例如,創(chuàng)建、維護(hù)、購買、修改、使用、使得其可用等)具有或不具有一個或更多個軟件模塊的一個或更多個硬件組件以及設(shè)置組件和/或模塊來實現(xiàn)在此描述的過程。為此,配置的步驟可包括把一個或更多個組件部署到計算機系統(tǒng),這可包括以下步驟中的一個或更多個:(1)在計算裝置上安裝程序代碼;(2)向計算機系統(tǒng)添加一個或更多個計算裝置和/或i/o裝置;和/或(3)整合和/或修改計算機系統(tǒng),以使得其能夠執(zhí)行在此描述的過程等。
為了示例性和描述的目的,已經(jīng)呈現(xiàn)了發(fā)明的各個方面的上述描述。它不意圖是詳盡的或?qū)⒈景l(fā)明的各種實施例限制為公開的精確形式,顯然,許多修改和變化是可能的。這種對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言會是明顯的修改和變化被認(rèn)為落入本發(fā)明的各種實施例的范圍內(nèi)。