紫外光源和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種紫外光源和方法。用于照射目標(biāo)物的UV發(fā)光裝置，包括，第一UV-LED和第二UV-LED，被配置為輸出在大約210納米到365納米的頻帶內(nèi)的不同頻率的光；存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)配置數(shù)據(jù)；處理單元，用于響應(yīng)于所述配置數(shù)據(jù)來(lái)確定電力控制信號(hào)；電源，用于響應(yīng)于所述電力控制信號(hào)來(lái)向所述第一和第二UV-LED供電，其中，所述第一和第二UV-LED針對(duì)目標(biāo)物的一個(gè)或多個(gè)UV敏感度峰值的頻率來(lái)提供UV光。
【專利說(shuō)明】
紫外光源和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及UV發(fā)光設(shè)備。更具體地講，本發(fā)明涉及一種帶有可配置UV光波段輸出的光源。
【背景技術(shù)】
[0002]市場(chǎng)上存在一些可用光源，用于輸出UV光。一種光源涉及中壓汞燈光源。這樣一類燈源的輸出通?？缭酱蠓秶腢V頻率，譬如，從200納米到400納米。另一種光源是低壓汞燈，其在大約254納米的UV范圍內(nèi)具有窄的峰值。使用這類氣體放電燈的弊端包括這類光源是很易碎的，因?yàn)闅怏w密封在玻璃內(nèi)。玻璃易碎的性質(zhì)使這類燈源不能用于有物理撞擊、溫度驟變、電子脈沖等的許多工業(yè)應(yīng)用中。更有甚者，由于含有汞，許多司法管轄區(qū)已經(jīng)或即將宣布汞燈源是不合法的。因此，汞燈源將來(lái)不能為商業(yè)或工業(yè)應(yīng)用提供可配置的UV光的實(shí)用光源。
[0003]另一類市售的UV光源涉及發(fā)光二極管(LED)的使用。更具體地講，這些LED基于I nGaN材料。市售的I nGaN LED的弊端包括它們不能供應(yīng)頻率低于3 6 5納米的U V光。因此，InGaN LED不能用于許多生物應(yīng)用、許多印刷/油墨應(yīng)用等等。
[0004]綜上所述，需要一種無(wú)上述弊端的紫外光源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及UV發(fā)光設(shè)備。更具體地講，本發(fā)明涉及一種可配置UV光波段輸出的光源。此外，本發(fā)明涉及一種可配置發(fā)射的紫外光LED光源，該光源在低于365納米的波長(zhǎng)范圍內(nèi)發(fā)出UV光。
[0006]本發(fā)明的實(shí)施例包括多個(gè)UV-LED，其中，多個(gè)UV-LED中不同的UV-LED輸出UV波長(zhǎng)不同的UV光。在各個(gè)實(shí)施例中，該UV波長(zhǎng)至少包括短于365納米波段的波長(zhǎng)。此外，在其他實(shí)施例中，UV波長(zhǎng)也包括長(zhǎng)于365納米的波長(zhǎng)。在各個(gè)實(shí)施例中，UV-LED可以以行、陣列或其他所需的圖形排列。
[0007]本發(fā)明的另一實(shí)施例包括使用多個(gè)UV-LED來(lái)再現(xiàn)汞燈的必要的發(fā)光組件而沒(méi)有如上所述的缺陷。例如，一個(gè)峰值發(fā)射波長(zhǎng)為254納米的UV-LED可用于再現(xiàn)低壓汞燈的發(fā)射。另外，本發(fā)明的另一實(shí)施例包括使用多個(gè)UV-LED來(lái)再現(xiàn)中壓汞燈的本質(zhì)發(fā)射峰值，包括但不限于在波長(zhǎng)256納米、303納米、313納米和356納米的峰值發(fā)射。甚至在其他實(shí)施例中，UV-LED的組合可用于再現(xiàn)其他氣體放電燈(包括高壓汞燈、金屬鹵化物燈、氙燈等)的本質(zhì)發(fā)射峰值。在這類實(shí)施例中，如果存在由這樣的汞燈產(chǎn)生的不需要的UV波長(zhǎng)，可以通過(guò)UV-LED的組合使之最小化地產(chǎn)生。例如，除了上述的峰值發(fā)射，中壓汞燈通常產(chǎn)生大量240納米的UV光。這個(gè)頻率的UV光產(chǎn)生臭氧。目前中壓汞燈的應(yīng)用例如印刷工業(yè)中，制造出了太多的臭氧，使得工人需要使用防毒面具設(shè)備。相反，在本實(shí)施例中，沒(méi)有輸出大量的240納米的UV光。
[0008]另外，本發(fā)明的又一實(shí)施例包括使用多個(gè)UV-LED來(lái)產(chǎn)生UV波長(zhǎng)范圍內(nèi)的發(fā)射，這種發(fā)射特性包括兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立的單峰UV發(fā)射，其半高寬(FWHM)在5納米到30納米的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，該發(fā)射包括一個(gè)或多個(gè)在低于365納米的UV頻率范圍內(nèi)的獨(dú)立的單峰UV發(fā)射。在一些實(shí)施例中，多個(gè)UV-LED的發(fā)射的峰值位置大體上與弧光燈型UV發(fā)射器(例如，中壓汞燈，或者氙燈)的兩個(gè)或兩個(gè)以上最強(qiáng)峰重疊，并且其中心在弧光燈型UV發(fā)射器的兩個(gè)或兩個(gè)以上最強(qiáng)峰+/-5納米的范圍內(nèi)。
[0009]本發(fā)明的另一實(shí)施例包括使用多個(gè)UV-LED來(lái)產(chǎn)生大體上與預(yù)定的目標(biāo)物的敏感度、響應(yīng)或光譜效能的光譜特征相匹配的發(fā)射光譜。例如，多個(gè)UV-LED可以被選擇為具有與DNA(例如，大約265納米到大約275納米)、RNA(例如，230納米、260納米、280納米)、病毒(例如，大約228納米到大約298納米)、細(xì)菌(例如，大約207納米)、病原體等的UV敏感頻率相匹配的發(fā)射峰值。在一些實(shí)施例中，多個(gè)UV-LED可以被選擇為與特定油墨混合物或光引發(fā)劑系統(tǒng)的UV吸收峰值相匹配。例如，特定的油墨或油墨混合物可以包括，對(duì)頻率為210納米、260納米、310納米和380納米的UV光敏感的光引發(fā)劑。因此，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可以激活具有大約210納米發(fā)射峰值的第一組UV-LED，激活具有大約260納米發(fā)射峰值的第二組UV-LED，激活具有大約310納米發(fā)射峰值的第三組UV-LED，并且激活具有大約380納米發(fā)射峰值的第四組UV-LED。不同組UV-LED的電力輸出可以相同或不同，這取決于油墨或油墨混合物的敏感度。在補(bǔ)充應(yīng)用中，油墨或印刷固化引發(fā)劑也可以包括激活具有365納米到400納米的范圍內(nèi)的發(fā)射峰值的多組UV-LED。根據(jù)
【發(fā)明人】們的研究，印刷或油墨固化引發(fā)劑的吸收大多在210納米到220納米、260納米到280納米、300納米到320納米等范圍內(nèi)的UV波長(zhǎng)內(nèi)?，F(xiàn)有的UV-LED沒(méi)有實(shí)現(xiàn)這些波長(zhǎng)范圍?，F(xiàn)在，本發(fā)明的實(shí)施例能夠輸出這些波長(zhǎng)的UV光。
[0010]另外，本發(fā)明的另一實(shí)施例包括，使用多個(gè)UV-LED來(lái)產(chǎn)生低于365納米的UV波長(zhǎng)范圍內(nèi)的發(fā)射。在一些實(shí)施例中，這種發(fā)射包括兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立的單峰UV發(fā)射，其半高寬(FWHM)在5納米到30納米的范圍內(nèi)；該發(fā)射包括一個(gè)或多個(gè)在低于365納米的范圍內(nèi)的獨(dú)立的單峰UV發(fā)射;多個(gè)UV-LED的發(fā)射的峰值位置大體上與目標(biāo)物的預(yù)定的敏感度、響應(yīng)或光譜效能的兩個(gè)或兩個(gè)以上最強(qiáng)峰重疊，并且其中心在目標(biāo)物的預(yù)定的敏感度、響應(yīng)或光譜效能的兩個(gè)或兩個(gè)以上最強(qiáng)峰+/-5納米的范圍內(nèi)，例如，DNA的UV吸光度、特定的油墨或光引發(fā)劑系統(tǒng)的UV吸收光譜、光通信系統(tǒng)的UV波長(zhǎng)(例如，激光)，但不限于此。
[0011]另一技術(shù)涉及發(fā)光二極管(LED)的使用?；诘锊牧?InGaN，GaN，AlN和AlGaN)的UV-LED能夠覆蓋整個(gè)210納米到400納米的UV發(fā)射波長(zhǎng)范圍。
[0012]實(shí)施例還包括處理單元和配置存儲(chǔ)器，以及電源。在一些實(shí)施例中，配置存儲(chǔ)器存儲(chǔ)一組或多組配置數(shù)據(jù)。配置數(shù)據(jù)通常指定與光源所需要的UV光輸出屬性(包括，但不限于，發(fā)射光譜和光學(xué)功率)相關(guān)的數(shù)據(jù)。例如，一個(gè)配置可以指定UV光在260納米處100%輸出，并且UV光在320納米處50%輸出，另一個(gè)配置可以指定UV光在265納米處75%輸出，UV光在275納米處50%輸出，并且UV光在311納米處50%輸出，等等。
[0013]響應(yīng)于來(lái)自配置存儲(chǔ)器的一組配置數(shù)據(jù)，處理單元選擇性地將電源的電力供應(yīng)到UV-LED ο在各個(gè)實(shí)施例中，處理單元可以改變電力的各個(gè)參數(shù)來(lái)控制UV輸出。例如，在一些實(shí)施例中，處理單元可以改變輸出電壓、占空比、電流等等以改變輸出到各個(gè)UV-LED的電力。
[0014]根據(jù)發(fā)明的一個(gè)方面，公開(kāi)了UV發(fā)光裝置。一個(gè)裝置可以包括:第一多個(gè)UV-LED，其中，所述第一多個(gè)UV-LED被配置為主要輸出在210納米到365納米的第一頻帶內(nèi)的光;和第二多個(gè)UV-LED，其中，所述第二多個(gè)UV-LED被配置為主要輸出在第二UV頻帶內(nèi)的光，其中，所述第二UV頻帶不同于所述第一頻帶。一種裝置可以包括:存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器被配置為至少存儲(chǔ)一個(gè)UV光輸出配置數(shù)據(jù);和處理單元，所述處理單元耦接到所述存儲(chǔ)器，其中，所述處理單元被配置為響應(yīng)于所述UV光輸出配置數(shù)據(jù)來(lái)提供多個(gè)UV LED電力控制信號(hào)。一種系統(tǒng)可以包括:電源部分，所述電源部分與所述第一多個(gè)UV-LED、所述第二多個(gè)UV-LED以及所述處理單元耦接，其中，所述電源部分被配置為提供多個(gè)電力輸出，其中，所述電源部分被配置為響應(yīng)于來(lái)自所述處理單元的所述多個(gè)UV LED電力控制信號(hào)來(lái)將所述多個(gè)電力輸出中的第一電力輸出提供到所述第一多個(gè)UV-LED中的每一個(gè)，并且將所述多個(gè)電力輸出中的第二電力輸出提供到所述第二多個(gè)UV-LED中的每一個(gè)。
[0015]通過(guò)參照下文中的詳細(xì)描述和附圖，可以更全面的理解本發(fā)明的許多其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]為了更充分地理解本發(fā)明，引用了附圖。應(yīng)當(dāng)理解，這些附圖不被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，在此描述的實(shí)施例和在此被理解的本發(fā)明的最佳實(shí)施例是通過(guò)使用附圖來(lái)描述其額外的細(xì)節(jié)的。其中，
[0017]圖1示出了本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的原理框圖；
[0018]圖2示出了本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的實(shí)例；以及
[0019]圖3A-圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的流程的方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例的方框圖。更具體地講，圖1示出了具有多個(gè)UV-LED110的UV光源100 WV-LED 110耦接到由處理單元130控制的驅(qū)動(dòng)電路120。在各個(gè)實(shí)施例中，處理單元130參考存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器140中的配置數(shù)據(jù)控制由驅(qū)動(dòng)電路120供應(yīng)到UV-LED 110的電力。在一些實(shí)施例中，UV光源100可以由內(nèi)部電力電源或外部電源150提供電力。在圖1示出的實(shí)施例中，UV光源還可以包括一個(gè)或多個(gè)物理傳感器160、攝像頭170以及有線接口 180或無(wú)線接口 190。
[0021]在各個(gè)實(shí)施例中，UV-LED 110可以包括任意數(shù)量的UV-LED，其中每個(gè)UV LED可以具有獨(dú)特的UV光輸出峰值。作為一個(gè)示例配置，如圖2所示，UV-LED 110可以分成三組UV-LED(200、210和220)。在各個(gè)實(shí)施例中，組200可以被配置為提供大約260納米范圍內(nèi)的UV光，組210可以被配置為提供大約320納米范圍內(nèi)的UV光，并且組220可以被配置為提供大約380納米范圍內(nèi)的UV光。在其他實(shí)施例中，組的數(shù)量可以增加，例如五組、六組等，并且每組可以被配置為提供頻率彼此接近的UV光，例如，UV光以260納米、280納米、300納米、320納米等輸出。正如本文中所描述的，在各個(gè)實(shí)施例中，可以根據(jù)所需UV光源100的應(yīng)用選擇UV光的輸出。
[0022]如圖2所示，在一些實(shí)施例中，每個(gè)UV-LED(例如200、210和220)可具有分散所產(chǎn)生的UV光的集成透鏡(integrated lens)。例如，在其他實(shí)施例中，包括UV-LED(例如220)的晶圓材料放置在電路板上，例如230，并且單線桶狀或條狀透鏡可以配置在每個(gè)上述UV-LED220的上方。通常，在各個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)或兩個(gè)以上UV-LED可以共享一個(gè)透鏡或反射Ho
[0023]在一些實(shí)施例中，UV光源100的UV光輸出需求是提前知道的，并且將UV-LED 110的峰值輸出頻率調(diào)整到輸出需求。在其他實(shí)施例中，UV光源100可以具有UV-LED，UV-LED有從180納米到400納米每隔20納米的輸出頻率。在各個(gè)實(shí)施例中，這種性能(S卩，具有大約15納米到20納米+/-5納米的帶寬)是通過(guò)Rayv1研發(fā)中的UV-LED獲得的。相反，其他常見(jiàn)UV-LED具有小于12納米的相對(duì)窄的頻帶。
[0024]在各個(gè)實(shí)施例中，UV-LED110是基于本發(fā)明的受讓人(Rayv1公司)目前研發(fā)中的UV-LED。在各個(gè)實(shí)施例中，UV-LED基于氮化鋁鎵(AlGaN)。本發(fā)明的
【發(fā)明人】已發(fā)現(xiàn)，在AlGaN材料中，可以通過(guò)修改鋁的含量(例如，從O到100%)來(lái)微調(diào)UV光的波長(zhǎng)。例如，當(dāng)鋁的百分比大約為40%時(shí)，主輸出波長(zhǎng)大約為290納米；當(dāng)鋁的百分比大約為60%時(shí)，主輸出波長(zhǎng)大約為260納米，等等。在其他實(shí)施例中，可以預(yù)見(jiàn)的是，當(dāng)其他供應(yīng)商獲得類似性能時(shí)，可使用其他供應(yīng)商的UV LED光源。
[0025]如圖1所示，UV-LED 110耦接到驅(qū)動(dòng)電路120。在各個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路120在處理單元130的控制下向UV-LED 110提供電力。供應(yīng)的電力可以有許多可被控制的電力參數(shù)。例如，在一些實(shí)施例中，電力參數(shù)可以包括驅(qū)動(dòng)電壓或幅值、最大電流、占空比，等等。通過(guò)改變電力參數(shù)可以控制UV-LED110的輸出，例如，從O輸出到100 %輸出。
[0026]在各個(gè)實(shí)施例中，依據(jù)具體應(yīng)用，電力參數(shù)可以是靜態(tài)的或時(shí)變的。例如，在油墨固化應(yīng)用中，在第一時(shí)間段期間，可以向一組具有260納米峰值的UV-LED供應(yīng)更多電力(例如，高壓、高占空比，等等)，并且在第二時(shí)間段期間，可以減少供應(yīng)到這組UV-LED的電力(例如，低壓、低占空比，等等)?？梢愿鶕?jù)UV光源100照射的油墨的類型等作出調(diào)整。
[0027]在各個(gè)實(shí)施例中，處理單元130控制驅(qū)動(dòng)電路120。處理單元130可以是微處理器、微控制器、靜態(tài)狀態(tài)機(jī)等。在各個(gè)實(shí)施例中，處理單元130基于配置數(shù)據(jù)來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電路120?；谳斎氲腢V光源100要照射的材料的類型，配置數(shù)據(jù)可以由用戶指定或由處理單元130確定。例如，在一些實(shí)施例中，用戶可以指定UV光輸出在250納米處為100%、在275納米處為50%、在300納米處為75 %，等等，以針對(duì)具體的病原體等。在其他實(shí)施例中，例如，提供給處理單元130要干燥的油墨的成分，并且作為回應(yīng)，處理單元130確定提供給UV-LED 110的特定電力輸出。
[0028]如上所述，圖1示出的是存儲(chǔ)一組或多組配置數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器140。此外，在一些實(shí)施例中，例如，存儲(chǔ)器140可以存儲(chǔ)要干燥的油墨的成分與所需的UV光輸出之間的關(guān)聯(lián)表等。在各個(gè)實(shí)施例中，可以從有線接口 180或無(wú)線接口 190接收存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器140中的配置數(shù)據(jù)或其他數(shù)據(jù)。在一些實(shí)例中，有線接口 180可以包括USB型接口，或者其他常用接口或?qū)Ｓ媒涌?。此外，在一些?shí)例中，無(wú)線接口 190可以包括W1-Fi接口、短距離無(wú)線電接口(例如，藍(lán)牙、無(wú)線個(gè)域網(wǎng))、NFC接口，等等。
[0029]在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器140還可以包括能夠在處理單元130中執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)程序。在一個(gè)實(shí)例中，下文詳述的一個(gè)或多個(gè)傳感器可監(jiān)測(cè)要被照射的表面，并且作為響應(yīng)，處理單元130可以用適當(dāng)頻率和適當(dāng)強(qiáng)度的UV光來(lái)照射該表面。在另一個(gè)實(shí)例中，例如，處理單元130可以接收油墨的配方，并且處理單元130可以再次確定合適的UV-LED以合適的強(qiáng)度照射。在各個(gè)實(shí)施例中，UV-LED的電力設(shè)置由配置數(shù)據(jù)來(lái)指定和/或由處理單元130動(dòng)態(tài)地確定。
[0030]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，物理傳感器160和攝像頭170也可以集成到到UV光源100中。物理傳感器160可以包括加速器、陀螺儀、壓力傳感器、溫度傳感器、流速監(jiān)測(cè)器等?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，物理傳感器160可以在工業(yè)環(huán)境下監(jiān)測(cè)UV光源100的配置。在某些情況下，如果UV光源100經(jīng)受過(guò)高的溫度或壓力，在處理單元130的支配下，UV光源100可以被關(guān)掉，被切換到低功耗狀態(tài)，等等。在一些實(shí)施例中，攝像頭170可以用于監(jiān)測(cè)UV光源100要照射的表面。處理單元130可以利用攝像頭170獲得的圖像來(lái)確定給哪些UV-LED通電，哪些UV-LED斷電，等等。例如，當(dāng)攝像頭170“看到”以黃色油墨著色的表面時(shí)，處理單元130使特定的UV-LED通電以固化黃色油墨或油墨混合物。在一些實(shí)施例中，攝像頭170獲取的圖像可以用于安全的目的。例如，如果攝像頭170未監(jiān)測(cè)到要被照射的表面，UV-LED 110會(huì)斷電，因此人們不會(huì)不經(jīng)意地暴露于UV光中。
[0031]在其他實(shí)施例中，物理探測(cè)器160可以為UV光源100提供反饋以調(diào)整UV光源100的工作參數(shù)。例如，溫度傳感器可監(jiān)測(cè)暴露在UV光中的目標(biāo)物的溫度。如果溫度低于目標(biāo)溫度，可以增加UV光的量(例如，增加電力)，如果溫度高于目標(biāo)溫度，可以減少UV光的量，等等。在另一個(gè)實(shí)例中，監(jiān)測(cè)要被處理的液體(例如，水)的不透明度。在此種情況下，如果該液體的不透明度增加，則動(dòng)態(tài)地增加UV光輸出的功率;如果該液體的不透明度減少，則減少UV-LED的功率，等等。在另一個(gè)實(shí)例中，監(jiān)測(cè)要被處理的氣體的流速。在此種情況下，如果流速增加，則特定UV-LED輸出U V光的量也可以增加。此外，在另一個(gè)實(shí)例中，如果暴露在UV-LED中的目標(biāo)物相對(duì)于UV-LED的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速率增加，則UV-LED的功率也可以增加、減少，等等。也可以監(jiān)測(cè)其他物理參數(shù)并用于控制UV-LED的輸出功率，例如表面的震動(dòng)或晃動(dòng)、目標(biāo)物顏色或外觀的變化(例如，質(zhì)地、粗糙度、光澤度)、施加到目標(biāo)物的壓力或真空的量，等等。此外，也可以改變U V光源的輸出參數(shù)，例如輸出電力(例如，電流、電壓、占空比、波形)、UV輸出的頻率(例如，激活第一多個(gè)UV-LED，(例如，260納米峰值)直到一個(gè)物理事件發(fā)生，然后激活第二多個(gè)UV-LED(例如，280納米峰值))，等等。根據(jù)本專利公開(kāi)，一個(gè)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將知道，其他類型的目標(biāo)物的物理參數(shù)可以被監(jiān)測(cè)，不僅可以用于調(diào)整UV-LED的電力輸出，也可以用于調(diào)整激活哪些頻率的UV-LED。
[0032]在其他實(shí)施例中，可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)可視的指示燈，用于指示一個(gè)或多個(gè)UV-LED的操作以及UV光的產(chǎn)生。
[0033]圖3A-圖3B示出了依據(jù)于本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的步驟的方框圖。首先，一組或多組配置數(shù)據(jù)和/或程序數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在UV光源的存儲(chǔ)器中，步驟300。這些存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可以在UV光源的生產(chǎn)過(guò)程中或交付給客戶之后上傳至UV光源?？墒褂酶鞣N途徑，例如有線連接或無(wú)線連接。
[0034]其次，當(dāng)使用UV光源時(shí)，處理器可從存儲(chǔ)器中接收選擇的配置數(shù)據(jù)和/或程序數(shù)據(jù)，步驟310。在一些實(shí)施例中，在只使用單組配置數(shù)據(jù)或單個(gè)程序的情況下，步驟300和310可合并為一個(gè)步驟。
[0035]基于此數(shù)據(jù)，處理單元確定向哪些UV-LED提供電力，并確定合適的電力參數(shù)，步驟320。在一些實(shí)施例中，配置數(shù)據(jù)可直接指定向哪些UV-LED提供電力以及強(qiáng)度(電力參數(shù))。在其他實(shí)施例中，處理單元可以基于程序或配置數(shù)據(jù)確定電力參數(shù)。
[0036]隨后，電力參數(shù)被提供給UVLED驅(qū)動(dòng)器，步驟330。在一些實(shí)施例中，電力參數(shù)可以指定向哪些UV-LED提供電力，以及特定的強(qiáng)度。UV LED驅(qū)動(dòng)器可以響應(yīng)于這些電力參數(shù)確定驅(qū)動(dòng)電壓、占空比、最大電流等。在一些實(shí)施例中，UV LED驅(qū)動(dòng)器可以簡(jiǎn)單使用由處理單元提供的電力參數(shù)來(lái)驅(qū)動(dòng)UV-LED，例如處理單元可指定50%的占空比，等等。在各個(gè)實(shí)施例中，UV-LED照射目標(biāo)表面，步驟340。
[0037]在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例中，可以監(jiān)測(cè)任意數(shù)量的與目標(biāo)物相關(guān)的參數(shù)，步驟350。例如，可以監(jiān)測(cè)溫度、外觀、流速、顏色、大氣壓強(qiáng)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度等。如果這些參數(shù)變化超出預(yù)定的閾值，步驟360，處理可返回到步驟310或320來(lái)重新計(jì)算電力參數(shù)。在一些情況下，可以增加UV-LED的電力輸出；可以激活或停用不同頻率的UV-LED;等等。在一些情況下，配置數(shù)據(jù)可基于變化的物理參數(shù)而改變，并且在其他情況下，配置數(shù)據(jù)保持不變，但電力參數(shù)被改變。
[0038]在圖3A-圖3B中，可以監(jiān)測(cè)任意數(shù)量的UV光源自身的物理?xiàng)l件，步驟370。例如，一些參數(shù)可以包括:UV LED光源的溫度、照射時(shí)間、UV LED光源受到的力，等等。在各個(gè)實(shí)施例中，如果物理?xiàng)l件超出，步驟380，則停止UV照射，步驟390 ο 一些物理狀態(tài)的例子包括，監(jiān)測(cè)過(guò)熱的UV-LED、監(jiān)測(cè)表面或物體的UV照射時(shí)間、監(jiān)測(cè)UV LED光源的震動(dòng)，等等。
[0039]在各個(gè)實(shí)施例中，若需要，步驟400，UV照射過(guò)程可以以不同組的UVLED電力參數(shù)重復(fù)實(shí)施，步驟310。作為一個(gè)例子，表面照射可能需要幾個(gè)UV照射步驟處理，在這些照射之間間隔預(yù)定的時(shí)間。UV光照射的其他算法和配置也是可以設(shè)想的。
[0040]代表性的權(quán)利要求包括:一種UV發(fā)光裝置包括:第一多個(gè)UV-LED，其中，所述第一多個(gè)UV-LED被配置為主要輸出在210納米到365納米的光譜頻帶內(nèi)的光；第二多個(gè)UV-LED，其中，所述第二多個(gè)UV-LED被配置為主要輸出在第二UV頻帶內(nèi)的光，其中，所述第二UV頻帶不同于所述第一頻帶;存儲(chǔ)器，被配置為至少存儲(chǔ)一個(gè)UV光輸出配置數(shù)據(jù);處理單元，耦接到所述存儲(chǔ)器，其中，所述處理單元被配置為響應(yīng)于所述UV光輸出配置數(shù)據(jù)來(lái)提供多個(gè)UVLED電力控制信號(hào)；電源部分，耦接到所述第一多個(gè)UV-LED、所述第二多個(gè)UV-LED以及所述處理單元，其中，所述電源部分被配置為提供多個(gè)電力輸出，其中，所述電源部分被配置為響應(yīng)于來(lái)自所述處理單元的所述多個(gè)UV LED電力控制信號(hào)來(lái)將所述多個(gè)電力輸出中的第一電力輸出供應(yīng)到所述第一多個(gè)UV-LED中的每一個(gè)。
[0041]在一些實(shí)施例中，UV發(fā)光設(shè)備的光譜大體上與預(yù)定的目標(biāo)物的敏感度、響應(yīng)或光譜效能的兩個(gè)或兩個(gè)以上峰值重疊。在一些實(shí)施例中，屬于第一多個(gè)UV-LED的不同UV-LED具有不同的發(fā)射峰值波長(zhǎng)。例如，兩個(gè)UV-LED輸出峰值大約260納米的UV光，兩個(gè)UV-LED輸出峰值為270納米的UV光，兩個(gè)UV-LED輸出峰值為290納米的UV光，等等。在一些實(shí)施例中，屬于第一多個(gè)UV-LED的所有UV-LED大體上具有相近的發(fā)射峰值波長(zhǎng)(例如，265納米的峰值)的光。
[0042]在一些實(shí)施例中，光譜包括針對(duì)DNA的UV吸光度的UV頻率峰值。在一些實(shí)施例中，光譜包括針對(duì)RNA的UV吸光度的UV吸光度峰值。在一些實(shí)施例中，光譜包括針對(duì)細(xì)菌或病毒、或病原體、或一組細(xì)菌、或一組病毒、或一組病原體的UV吸光度的UV吸光度峰值。在一些實(shí)施例中，光譜包括針對(duì)一類油墨或油墨混合物的UV吸光度的UV吸光度峰值。在一些實(shí)施例中，光譜包括針對(duì)光引發(fā)劑的UV吸光度的UV吸光度峰值。在一些實(shí)施例中，光譜包括針對(duì)有機(jī)物的UV吸光度的UV吸光度峰值。基于已知的目標(biāo)物的UV敏感度，UV發(fā)光設(shè)備可以激活陣列中特定的UV-LED以提供所需頻率的UV光。在又一些其他實(shí)施例中，要被照射的目標(biāo)物需要避免第一特定范圍內(nèi)的UV光，而需要使用第二特定范圍內(nèi)的UV光。在這種情況下，將激活針對(duì)第二特定范圍UV光(例如，275納米)的UV-LED，而不會(huì)激活針對(duì)第一特定范圍UV光(例如，300納米)的UV-LEDο在又一些其他實(shí)施例中，光譜包括UV通信系統(tǒng)中使用的UV頻率峰值(例如，從200納米到大約280納米的激光)，并且在裝置中不同組UV-LED可以以不同的頻率(例如，260納米、280納米，等等)發(fā)射和接收通信。
[0043]在一些實(shí)施例中，UV-LED陣列中特定的UV-LED具有間隔大約為20納米的峰值頻率，例如，第一組210納米，第二組30納米等。在其他實(shí)施例中，根據(jù)具體要求，這些峰值可以進(jìn)一步分隔開(kāi)或相互靠近。
[0044]在一些實(shí)施例中，UV光源本質(zhì)上是模塊化的，使得附加UV光輸出模塊可以很容易地附接到中央控制器，或與中央控制器分離。在各個(gè)實(shí)施例中，中央控制器(包括存儲(chǔ)器、處理器)可以經(jīng)由中央控制器中的供電裝置向附加的UV光輸出模塊提供電力。在其他實(shí)施例中，UV光輸出模塊擁有自己的電源，但也可以受中央控制器控制。基于檢測(cè)到的模塊配置，中央控制器可調(diào)整UV光輸出的強(qiáng)度和/或波長(zhǎng)。例如，通過(guò)使特定頻率的UV-LED的數(shù)量加倍(通過(guò)增加額外的模塊)，每個(gè)特定頻率的UV-LED的驅(qū)動(dòng)電力可增加、減少、或保持不變，等等。
[0045]在閱讀本公開(kāi)后，一個(gè)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以做出進(jìn)一步的實(shí)施例。在其他實(shí)施例中，可方便地做出以上公開(kāi)的發(fā)明的組合或子組合。架構(gòu)的方框圖和流程圖被分組是為了容易理解。然而應(yīng)該理解，方塊的組合、附加新方塊、重新排列方塊等被認(rèn)為在附加的實(shí)施例中。
[0046]因此，本說(shuō)明書(shū)和附圖被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的。然而，顯然可以在不背離如權(quán)利要求中所闡述的本發(fā)明的更寬的精神和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明作出各種修改和改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于照射目標(biāo)物的UV發(fā)光裝置，包括: 第一多個(gè)UV-LED，其中，所述第一多個(gè)UV-LED被配置為主要輸出在從210納米到365納米的頻帶內(nèi)的光； 第二多個(gè)UV-LED，其中，所述第二多個(gè)UV-LED被配置為主要輸出在第二 UV頻帶內(nèi)的光，其中，所述第二UV頻帶不同于所述第一頻帶； 存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器被配置為存儲(chǔ)至少一個(gè)UV光輸出配置數(shù)據(jù)； 處理單元，所述處理單元耦接到所述存儲(chǔ)器，其中，所述處理單元被配置為響應(yīng)于所述UV光輸出配置數(shù)據(jù)來(lái)提供多個(gè)UV LED電力控制信號(hào)；以及 電源部分，所述電源部分與所述第一多個(gè)UV-LED、所述第二多個(gè)UV-LED以及所述處理單元耦接，其中，所述電源部分被配置為提供多個(gè)電力輸出，其中，所述電源部分被配置為響應(yīng)于來(lái)自所述處理單元的所述多個(gè)UVLED電力控制信號(hào)來(lái)將所述多個(gè)電力輸出中的第一電力輸出提供到所述第一多個(gè)UV-LED中的每一個(gè)， 其中，所述第一多個(gè)UV-LED提供針對(duì)所述目標(biāo)物的一個(gè)或多個(gè)UV敏感度峰值的UV光。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述目標(biāo)物選自由DNA、RNA、細(xì)菌、病毒、病原體和有機(jī)物組成的組。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述目標(biāo)物選自由感光化合物、感光材料和光引發(fā)劑組成的組。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置， 其中，所述電源部分被配置為響應(yīng)于來(lái)自所述處理單元的所述多個(gè)UVLED電力控制信號(hào)來(lái)將所述多個(gè)電力輸出中的第二電力輸出提供到所述第二多個(gè)UV-LED中的每一個(gè);并且其中，所述第一電力輸出的電力參數(shù)不同于所述第二電力輸出的電力參數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述電力參數(shù)選自由電壓、電流、占空比、波形圖案組成的組。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一多個(gè)UV-LED的特征在于全部UV光輸出功率在210納米到365納米的波長(zhǎng)范圍內(nèi)并且在I毫瓦到100瓦的范圍內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一多個(gè)UV-LED的特征在于外部量子效率在大約0.1%到大約70%的范圍內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置， 其中，所述第一多個(gè)UV-LED包括具有第一百分比的鋁的AlGaN材料;并且 其中，所述第二多個(gè)UV-LED包括具有第二百分比的銦的InGaN材料。9.一種用于UV發(fā)光裝置的方法，包括: 將UV光輸出配置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在裝置的存儲(chǔ)器中； 響應(yīng)于來(lái)自所述存儲(chǔ)器的所述UV光輸出配置數(shù)據(jù)，在處理單元中確定多個(gè)UV LED電力控制信號(hào)； 響應(yīng)于來(lái)自所述處理單元的所述多個(gè)UV LED電力控制信號(hào)，從電源部分向第一多個(gè)UV-LED提供第一電力輸出并且向第二多個(gè)UV-LED提供第二電力輸出；以及 響應(yīng)于所述第一電力輸出，將主要在210納米到365納米的頻帶內(nèi)的光從所述第一多個(gè)UV-LED輸出到目標(biāo)的至少第一部分； 響應(yīng)于所述第二電力輸出，將主要在第二 UV頻帶內(nèi)的光從所述第二多個(gè)UV-LED輸出到所述目標(biāo)的至少第二部分，其中，所述第二UV頻帶不同于210納米到365納米之間的所述第一 UV頻帶。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述第一電力輸出的電力參數(shù)不同于所述第二電力輸出的電力參數(shù)。11.根據(jù)權(quán)利要求1O所述的方法，其中，所述電力參數(shù)選自由電壓、電流、占空比、波形圖案組成的組。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述第二UV頻率選自從大約365納米到大約420納米的范圍。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，從所述第一多個(gè)UV-LED主要輸出在210納米到365納米的UV頻帶內(nèi)的光包括:以大約0.1 %到大約70 %范圍內(nèi)的外部量子效率將所述第一電力輸出轉(zhuǎn)化為主要在所述第一頻帶內(nèi)的光。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括: 控制主要在210納米到365納米的所述第一頻帶內(nèi)的光和所述第二UV頻帶的光穿過(guò)目標(biāo)的表面； 其中，所述目標(biāo)選自由印刷媒介的表面、具有油墨混合物的表面和具有光引發(fā)劑的表面組成的組。15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，和所述第一多個(gè)UV-LED相關(guān)的峰值頻率與和所述第二多個(gè)UV-LED相關(guān)的峰值頻率大約相差20納米。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK105828496SQ201510515753
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年8月20日
【發(fā)明人】廖翊韜, D·A·柯林斯
【申請(qǐng)人】紫岳科技有限公司