专利名称：用于紫外线辐射源的反射器的制作方法
技术领域：
本发明主张较早申请的美国临时申请号第60／143，608(1999年7月13日申请，具有相同名称)的利益，该案并入此处参考，且该案为美国序号第09／259，758“消毒方法”(1999年3月1日申请)(VTN-388)的后续部分，该VTN-388案亦并入此处参考。
本发明是有关一种供传递紫外线辐射的辐射源用的新式反射器。
美国专利第5，786，598号揭示下述的宽广概念一种闪光灯系统可用以使容器内的微生物停止作用，该容器包括具有一箔垫片的聚烯容器，其包含一隐形眼镜及一保存液。虽然该专利揭示使用闪光灯系统以消毒于容器的保存溶液中的隐形眼镜的想法，但是没有界定任何用以完成消毒的条件，也没有提供实例显示可以实现消毒。
美国专利第5，034，235及4，871，559号揭示使用非常强且非常短期间脉冲的光以使食品表面上的微生物停止活动，且建议该方法可用于容器、医学装置及包装内的食品。
已曾努力使用一种闪光灯系统以消毒容器内的隐形眼镜；但是，直至今日，并未发展出任何系统可一致地实现所需要的消毒以提供系统的高依赖水准。在商业可利用系统的实验中，在正常操作条件下，并未能实现对所有微生物的消毒。为了增加对容器的辐射强度，需要增加施加于闪光灯的电压；但是，此会缩短灯的使用寿命，且也会损坏容器及产品材料。又，无论何时灯被更换(其因灯缩短了使用寿命而需要更经常更换)，灯灯之间于辐射强度的变化导致已实现的消毒水准产生变化。为消毒单次使用的隐形眼镜，USFDA需要10-6(每容器微生物数目)的最小消毒保证水准(SAL)。10-6的消毒保证水准为来自一百万个容器有一个非消毒容器的机率。因此，仍需要一种可均匀传递高能量UV(紫外线)辐射至产品以使用闪光灯系统消毒的方式，且该闪光灯系统可重复地、商业性利用。
本发明提供一种供高能量辐射系统用的反射器，其中该反射器至少局部包围一辐射源；该辐射源包括一反射材料，其有一漫反射表面，该表面反射大于50％的冲击于其上的240-280nm的辐射。本发明的反射器提供均匀的UV辐射至一目标区或容积。不仅辐射更均匀，且漫反射器能反射更多来自灯的辐射；与镜面反射器相较，该灯辐射冲击反射器。均匀的UV辐射允许灯可以在较低的电压下使用以在目标容积中的各处传递最小量的辐射，而此可延长灯的使用寿命。利用漫反射器，灯到灯的变异性会被降低。
本发明也提供形状为椭圆形的反射器。如果使用多数椭圆形反射器以形成一反射腔，最好实质上全部或全部的腔表面为漫反射表面，反射器的基底(此处反射器相交以形成要被目标充填的容积)的尺寸是配合目标，藉此提供最小的死角。死角是辐射能经过目标而不会冲击目标之处。反射器的设计将灯的辐射反射至目标的反射最大化。
此新式反射器能使用一辐射系统，较好为一脉冲闪光灯系统，其具有这些用以消毒产品(包括药剂的、医学的及化妆产品)的反射器，且此反射器能被用于制造这些产品的线内(in-line)模式中。此处所揭示的提供均匀辐射至目标上的反射器也能用于光聚合作用、表面处理及激光应用中。
本发明将参考下列图式予以说明
图1示出一具有本发明的两反射器的辐射系统的横剖面；图2示出具有本发明的一反射器的辐射系统的横剖面；图3示出使用习用反射器而于目标区内的辐射能量的轮廓图；图4示出使用相同之用以产生图3轮廓的反射器但除了该反射器表面有一漫射涂层之外，而于目标区内的辐射能量的轮廓图；图5示出使用具有图1所示形状的反射器及漫射涂层而于目标区内的辐射能量的轮廓图；图6示出具有一使用两个产生图3轮廓的反射器而形成的腔的辐射系统的Q因数(Q Factor)的图表；图7示出具有一使用两个产生图4轮廓的反射器而形成的腔的辐射系统的Q因数的图表；和图8示出具有一使用两个产生图5轮廓的反射器而形成的腔的辐射系统的Q因数的图表。
“紫外线辐射”或“UV辐射”一词意即辐射具有200至400nm的波长。如果一范围是被指定在“紫外线辐射”或“UV辐射”一词之后，一较窄的辐射范围意即在200至400nm范围内。又，被指定的范围(除非另外陈述)，其乃意即辐射是具有该范围内的波长。
“宽辐射光谱”一词意即辐射具有至少20至1100nm波长的多数，其中至少辐射的一部分为UV辐射。
“导引辐射朝向目标”一句意即将辐射通过反射、发射或反射-发射送至目标。被导引的辐射可直接及／或减去任何故意或非故意衰减的量而间接地到达目标。此“目标”是指辐射可被导引至其上的医学装置、容器或表面。
本发明提供供高能量辐射源用的反射器。可与本发明的反射器一起使用的高能量辐射源包括分立或连续产生性质不同的灯，如闪光灯、弧光灯、激光(连续或非连续)、氘灯、或连续波光源(例如氙气体或水银蒸汽光源)。此UV辐射源为高能量，即，其产生的能量大于每脉冲0．1J／cm2(对闪光灯而言)或20瓦特／cm2(对连续辐射源而言)，较好辐射的至少百分之一为240至280nm。目前较宜的UV辐射源为一闪光灯系统，其有许多灯(如1至6个灯)产生每闪光至少1J／cm2宽光谱辐射(100-3000nm)，其中至少每闪光的10mJ／cm2为UV辐射。本发明较佳应用是用于闪光灯系统，用以消毒隐形眼镜(目标)。并于此处参考的美国序号第09／259，758号“消毒方法”，VTN-388揭示消毒隐形眼镜更详细的方法。240至280nm的辐射是消毒微生物最有效的范围，有许多参考指出254nm是该范围的高峰。
反射器包括一反射材料及一漫反射表面。反射器反射大于50％的冲击于其上的240至280nm的辐射，较好是大于75％，更好是90％。本发明的许多反射器使用此处所描述的材料反射大于95％的240至280nm的辐射。对一些实施例而言，反射材料反射大于50％的冲击于其上的250至270nm的辐射，较好是大于75％，更好是大于90％。240至280nm，及250至270nm会被视为所要的范围，反射器可以或不会反射该指定范围外的额外辐射，但是至少会反射在所要范围内的辐射的特定百分比。被反射的辐射量可包括被反射器所吸收且于所要范围内在不同波长下再次被发射的辐射。较好反射器反射冲击于其上的所要辐射的所有波长的至少一部分。反射材料可能不会依单一百分比反射在所要范围内的所有波长，所以某种反射材料会较它种材料更适合某些应用。可以利用反射材料的混合物来实现改良于所要范围内在某种或全部波长下的反射。
本发明的反射器较好提供一大于1．7，较好大于2，且最好大于3的品质因数(“Q”)。品质因数被界定成自所有辐射源及其构形于闭合腔中的反射器在目标区中所测量的所有能量，除以来自各灯及反射器、个别在目标区或一打开腔容量中所测量的能量总和。对包括两个反射器及两个灯的较佳实施例而言，Q是大于3，较好大于4，最好大于5。
为反射器的部分的反射材料反射来自一辐射源的辐射至一目标上。此目标可以为受任何以如消毒、光敏化、表面处理、光聚合作用等为目的辐射所影响的材料。目标可以为如产品，特别是一医学产品，聚合物，单体，激光介质及染料。较好的目标为要消毒的医学产品。本发明的反射器可成形为导引所要的辐射至目标上。较好使用本发明之一或多个反射器于包含一或多个灯的辐射系统。较好反射器实质上包围或至少局部包围辐射源。较好反射器包围自灯中心线起至少180°。此外，反射器较好也包围目标。较好是反射器较好形成一包围目标区或容积的腔、隧道、中空球体或室，其形状配合目标的大致尺寸及形状，使得能自一反射器经过至另一反射器或自一表面经过另一位于目标的相对侧上的反射器的表面而不会穿经目标或为目标所吸收的辐射量能为最少。较好少于由各辐射源所产生的总辐射的50％，或更好少于25％，或最少于10％能经过目标而不穿经目标或为目标所吸收。目标区或容积是位于反射器的焦点或焦平面。反射器直接或间接(即，所要的辐射在撞击目标前是冲击在一装置，如反射器的另一表面、镜子、光纤或类似者)反射所要辐射朝向目标。
本发明的漫反射器传递均匀的辐射量，至少传递所要的辐射至一目标区或容积。均匀的辐射量意即在目标区及／或容积内的能量水准的变化是少于8mJ／cm2，较好少于6mJ／cm2，最好少于5mJ／cm2。在目标区或容积内的能量水准的变化是少于15％，较好少于10％，最好少于5％。因此，对于具有相等辐射源(其由反射器包围以形成具有一目标区或容积的处理腔)的两辐射系统而言，仅有的差异为反射器的型式，使用漫反射器的系统通常提供至少一相等的平均辐射量至一目标区或容积，及一更均匀的辐射量于目标区或容积中。
漫反射器也提供较广角度阵列的辐射，其具有的好处是在较佳实施例中，微生物逃脱该辐射的机会较小。当使用镜面反射器，辐射的入射角度并非如此改变而增加了微生物因其他微生物或包装中的折射、衍射或反射元件而不受辐射的可能性。对一具有一个或多个镜面反射器的系统而言，到一目标区或容积的入射角是自0．5至6度。对一具有本发明的一个或多个反射器的系统而言，入射角度包括40度至180度。在对目标的辐射中，入射角度较大的变化对微生物为更致命的，且提供一较大对比度系数系数(contras ralio)。该对比度系数系数是在一不被干扰(空的)目标区或容积内的辐射强度与在一被干扰的目标区或容积内的辐射强度的比率。一被干扰的目标区或容积，是指存在一或更多元件于目标区或容积内，而由于吸收、反射、折射、衍射、或散射减弱了强度之处。该种元件的范例包含透镜、包装、微生物、气泡、表面几何形状等。使用说明于Ebel等人的美国专利申请案＿＿(VTN-443)的“消毒系统”中的监视系统，可测量该辐射，此一申请案于此将配合参考。通过放置一感测器在包装内，可进行辐射的被干扰测量。本发明的反射器在目标区或容积内提供小于1．5的对比度系数系数。此可与一可提供大于10的对比度系数系数的一镜面(specular)反射器相比。
供本发明的漫反射器用的较佳反射材料包含(但不局限于此所述)碱金属化合物(氧化物与卤化物)、重金属氧化物(例如钡)、二价金属氧化物(例如镁)、及多价金属氧化物(例如镱或铝)。亦可依据下列公式MaObXcHd选择反射材料，其中，M是一单一金属或金属混合物，较佳为稀土金属，O是氧，X是例如为硫、氮、及亚磷等等的一杂原子(heteroacom)，及H是较佳为氟的卤化物，a是1至20，较佳为1至12，b是0至20，较佳为0至12，c是0至20，较佳为0至12，及d是0至20，较佳为0至12，且具有至少b、c或d是至少为1的条件。这些材料必须具有充分的纯度，以便不纯度的水平不会劣化反射器功能。较佳的，该材料具有高于99．9％的纯度，更佳的，高于99．99％的纯度。有用的反射材料的范例均列于表1。包含在表1中的是反射材料的平均百分率反射性。百分率反射性是通过将固体材料的干燥粉末样本包入一比色器(cuvette)内，且比色器被置入具有一整体球面的分光光度计中，并测量来自样本所反射的辐射而决定。表1．反射材料
反射材料的式子中，当a为1至6且b为2至11，及c与d为0时，则反射材料为金属氧化物，如氧化钙(CaO)及氧化铪(HfO2)，氧化镧(La2O3)，氧化铽(Tb4O7)，及钛酸钡(BaTiO3)。a为1且d为2及b与c为0的反射材料的范例为氟化镁(MgF2)。反射材料另外的范例包括氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)、氧化钡(BaO)、钛酸钡(BaTiO3)、氧化钬(Ho2O3)、氧化钙(CaO)、氧化镧(La2O3)、氧化锗(GeO2)、氧化碲(TeO2)、氧化铕(Eu2O3)、氧化铒(Er2O3)、氧化钕(Nd2O3)、氧化钐(Sm2O3)、氧化镱(Yb2O3)、氧化钇(Y2O3)、氟化镁(MgF2)、硫酸钡(BaSO4)及氧化镝(Dy2O3)。其他范例包括其他稀土族的耐火氧化物，稀土族卤化物及金属混合氧化物。较佳的反射材料为氧化镁、氟化镁、氧化铝、硫酸钡、氧化镧、氧化钇及氧化镱，且最佳者为氧化镁、氟化镁、氧化铝及硫酸钡。
反射器的较佳形状为椭圆形。就单一椭圆形反射器而言，目标区或容积及灯的位置较佳位于椭圆的焦点。就具有一个以上的反射器的辐射系统而言，反射器较佳相交以形成腔，目标区或容积较佳位于或涵盖椭圆的焦点处，且一或多个灯位于椭圆的相对焦点上。较佳的设计中，其具有二个椭圆型反射器，灯对面的各反射器的焦点是位于目标容积内的不同位置。较佳设计(如图1所示)中，下面的反射器的焦点是位于目标容积的顶端，而上面的反射器的焦点是位于目标容积的底部。
图1显示本发明供使用在例如为一闪光灯系统100(可于美国专利4，464，336；5，034，235；及4，871，559中找出闪光灯系统的更多讯息，这些专利亦于此配合参考)的一辐射系统100中的二漫反射器110与120。辐射系统包括反射器110与120，及闪光灯130与140。反射器110实质上围绕闪光灯130。反射器120实质上围绕闪光灯140。个别的闪光灯130、140均位于每一反射器110、120的一焦点处。反射器110与120围绕放置目标170的目标容积160(以虚线显示)。反射器110、120的第二焦距(未示于图)均位于目标容积内。如图所示，反射器均被成形以提供一目标容积，其允许最小辐射自一反射器传送至另一反射器而不会通过该目标。目标170是含有一隐形眼镜(未示于图)及溶液(未示于图)的一隐形眼镜容器。目标170是由界定目标容积160的底部的一目标支撑件所固持于定位。目标支撑件150是一透明玻璃、结晶材料、石英板或类似物。于图1中，显示闪光灯系统100具有一直立组态；但是，系统可以被旋转任何数量之角度；但是，目标支撑件150也许必须修正或变化为例如一钩、输送器、或中空块，以使适应目标170。可选择的，可以有任何数量的反射器来引导目标处的辐射。较佳的，反射器均被设计以形成一密闭腔，其可由一门或类似物开启，以将目标置入腔内，当腔关闭时可进行以辐射处理，且然后，腔可被开启或进入，以移除处理后的目标。当腔关闭时，腔是为不透光的。
所示的反射器具有相同尺寸与形状；但是，如果需要，其可为不同的。如图所示，每一反射器110与120包括一反射器支撑件121、123及一反射涂层122、124。反射涂层122、124可由任何反射材料制成，其提供一漫反射层。反射涂层122、124均被显示为一单层，但如果需要，涂层122、124可包括多种反射材料的多数层。
反射涂层122、124可以为相同或不同的，且可由涂布、喷雾、浸渍、浇铸、转化涂层、凝胶涂层、蚀刻、化学蒸汽淀积、喷镀、等离子喷雾、激光淀积、或例如由包括衰减材料之一薄膜的胶粘剂的化学或机械粘合，被施加于反射器支撑件121、123。施加反射涂层的较佳方法是将反射材料涂布或喷雾至反射器支撑件121、123上。为使将之涂布或喷雾至支撑件121、123上，形成较佳的包括反射材料及粘合剂之一水的或非水的悬浮体。有用的粘合剂为聚合性的、无机的或溶胶，较佳为无机的或溶胶，及最佳为无机的。较佳的悬浮液包含0．1至50％重量比的粘合剂、0．1至99．9％重量比的反射材料及0．1至90％重量比的载体。载体为用以形成反射材料与粘合剂的稀释液以涂敷涂层的液体。有用的载体的范例为说水、醇类、烷类、氟氯烷类等，最佳为水。
可用于制造包含反射材料的涂层的聚合性粘合剂范例为聚乙烯醇、氰基丙烯酸酯、丙烯酸类及硅氧烷。目前聚合性粘合剂的使用受限，因彼等于高能量UV辐射下易于降解。可用于制造包含反射材料的涂层的无机粘合剂范例为硅酸钠、低温烧结玻璃、碱金属氧化物硅酸盐，例如硅酸钠、钾及锂。可用于制造包含反射材料的涂层的溶胶凝胶粘合剂前体范例为叔丁氧化铝、硅酸钠、四乙基原硅酸酯(TEOS)、金属异丙氧化物、异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化镝、己烷中的2-乙基己酸镝、甲苯-异丙醇中的异丙氧化镝、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化镝、异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化铒、己烷中的2-乙基己酸铒、甲苯-异丙醇中的异丙氧化铒、异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化钬、甲苯-异丙醇中的异丙氧化钬、2-甲氧乙醇中的2-甲氧乙氧化钬、乙酸镧、己烷中的2-乙基己酸镧、异丙氧化镧、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化镧、乙醇中的乙氧化镁、甲醇中的甲氧化镁、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化镁、异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化钕，己烷中的2-乙基己酸钕、甲苯-异丙醇中的异丙氧化钕、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化钕、甲苯异丙醇中的乙基己酰单异丙氧化钐，己烷中的2-乙基己酸钐、甲苯-异丙醇中的异丙氧化钐、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化钐、甲苯-异丙醇中的异丙氧化镱、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化镱、甲苯-异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化钇、甲苯-异丙醇中的乙基己酰单异丙氧化钇。较佳的溶胶前体为异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化铒、己烷中的2-乙基己酸铒、甲苯-异丙醇中的异丙氧化铒、异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化钬、甲苯-异丙醇中的异丙氧化钬、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化钬、乙酸镧、己烷中的2-乙基己酸镧、异丙氧化镧、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化镧、乙醇中的乙氧化镁、甲醇中的甲氧化镁、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化镁、甲苯异丙醇中的乙基己酰单异丙氧化钐、己烷中的2-乙基己酸钐、甲苯-异丙醇中的异丙氧化钐、甲苯-异丙醇中的异丙氧化镱、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化镱、甲苯-异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化钇、甲苯-异丙醇中的乙基己酰单异丙氧化钇。更佳的溶胶前体为乙酸镧、己烷中的2-乙基己酸镧、异丙氧化镧、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化镧、甲苯-异丙醇中的异丙氧化镱、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化镱、甲苯-异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化钇、甲苯-异丙醇中的乙基己酰单异丙氧化钇。
某些粘合剂可单独用作反射材料，特别是可如上述应用于悬浮液中或烧结中以形成涂层或固态团块的反射组合物的溶胶。可单独用作反射材料的粘合剂前体的范例包括异丙氧化镝、异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化镝、己烷中的2-乙基己酸镝、甲苯-异丙醇中的异丙氧化镝、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化镝、异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化铒、己烷中的2-乙基己酸铒、甲苯-异丙醇中的异丙氧化铒、异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化钬、甲苯-异丙醇中的异丙氧化钬、2-甲氧乙醇中的2-甲氧乙氧化钬、乙酸镧、己烷中的2-乙基己酸镧、异丙氧化镧、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化镧、乙醇中的乙氧化镁、甲醇中的甲氧化镁、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化镁、异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化钕，己烷中的2-乙基己酸钕、甲苯-异丙醇中的异丙氧化钕、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化钕、甲苯异丙醇中的乙基己酰单异丙氧化钐，己烷中的2-乙基己酸钐、甲苯-异丙醇中的异丙氧化钐、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化钐、甲苯-异丙醇中的异丙氧化镱、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化镱、甲苯-异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化钇、甲苯-异丙醇中的乙基己酰单异丙氧化钇。
抑或上述反射涂层可包含上述任一反射材料及粘合剂，其以膜形状形成且而后以化学或机械方式接合至反射器支撑件。或者，反射材料可以组合金属氧化物或粉末玻璃且被烧结以形成反射材料薄膜，而可以用化学或机械方式接合至反射器支撑件。如上述，最佳反射材料为硫酸钡、氧化铝、氟化镁及氧化镁。
较佳涂敷反射涂层以形成厚度0．1至2500微米的涂层。(大于2500微米的涂层视为材料的团块)。较佳涂敷涂层为多层相同的衰减材料，较佳使用相同涂料组合物。
反射器支撑件121、123可以为非反射反射器支撑件或反射反射器支撑件，其可包括例如为薄膜或箔的额外涂层，而一或更多的前述反射涂层即被施加于其上。反射支撑件可以为漫射或镜面。反射支撑件可包括金属。一反射反射器支撑件的范例是一例如为固体磨光铝的金属，其是充分的厚以使固持其的形状，且由栓接或其他方式装配进入围绕该灯的适当位置，或是例如为一蒸汽淀积镜面金属片的薄膜，被胶粘至具有所需要反射器形状的另一部分，以形成一反射反射器支撑件。反射反射器支撑件亦可由包括反射材料的固体块所制成，且可施加反射涂层至该块上。于下将说明包括反射材料的固体块的反射器。
几乎任何材料均可被使用为一非反射反射器支撑件，包含木材、聚合物、金属及陶瓷。
在一可选择实施例中，本发明的漫反射器可由包括反射材料的成形固体所组成。成形固体可由结合反射材料与金属氧化物或粉末玻璃所形成，且将之烧结以形成反射器。反射材料及金属氧化物或粉末玻璃均以反射器形状烧结。可选择的，反射器可由结合反射材料与粘合剂所制成，且以反射器的形状或非反射器的形状形成一成形固体，其后，将成形固体机制成为反射器的形状。可选择的，通过在使用以制造一石英、结晶材料、蓝宝石、或UV辐射透明玻璃的原料中添加做为一掺杂剂的反射材料，以反射器的形状形成一玻璃反射器。
图2显示本发明的一可选择实施例。于图2中，所示的辐射系统包括单一的灯与单一的反射器220。反射器220围绕该灯与目标。目标容积260是于焦距、焦点、或反射器(以虚线显示)的平面处，且是目标270放置之处。目标270是一隐形眼镜容器。反射器220包括一反射器支撑件221、一材料层210及一透明支撑件201。透明支撑件201对至少一部分冲击于其上的辐射(较佳为所需求的辐射)而言为透明的。透明支撑件201佳的包括玻璃、石英、蓝宝石、结晶材料等等。反射器支撑件221可包括任何反射或非反射支撑件，或如前述在支撑件上的涂层的组合。材料层210包括一或更多的反射材料，及／或可以为任何包括前述反射材料的组合物；但是，此一实施例是特别适合供没有透明支撑件201便不会停置于定位的反射材料(例如为一包装粉末)之用。材料层47较佳的具有自0．1至2500微米的厚度。
如示于图2，辐射系统200是一可选用的反射阻挡元件202。特别是在来自辐射源的直接辐射是不均匀的情况中，反射阻挡元件202可被使用以提供更均匀的辐射至一目标区或容积。为防止来自辐射源的辐射直接地入射目标，反射阻挡元件202是被置于辐射源240与目标270之间。反射阻挡元件202较佳的具有一简单的几何形式，更佳的为一光学集中形式，且最佳的为反射光学镜片的整体形式。有用的形状的范例为一三角形(示于图2)及一半圆形。较佳的，反射阻挡元件是包括于此说明的反射材料之一漫反射器。反射阻挡元件可包括任何于此说明的反射器组合物。较佳的，阻挡元件的尺寸可阻塞任何来自辐射源至目标的直接辐射。
于此所述的所有漫反射器可包括做为在反射器上的一涂层、或做为反射器组合物的添加剂的可选用衰减材料。衰减材料均被使用以自辐射中衰减不需要的辐射，该辐射是由辐射源所制造且最终会抵达目标。衰减材料及添加衰减材料至一辐射系统的方式，均揭示与说明在同时地申请的Kimbel等人的美国序号＿＿的“具有用以选择地衰减辐射的材料的UV辐射系统”中(VTN-0462)，于此将配合参考。于该参考案中所揭示的任何衰减材料与将衰减材料结合进入一辐射系统的方式，均可使用在于此所述的反射器中。事实上，在参考申请案中所揭示的某些衰减材料，为本发明有用的反射材料。因为某些反射材料可反射某些波长的辐射且吸收其他波长的辐射，小心的选择反射材料可被用以衰减不需要的辐射。为使较佳地使用本发明的反射器，即为，在一消毒隐形眼镜的辐射系统中。较佳的，衰减会损坏隐形眼镜聚合物的自100至240nm的辐射。较佳的，衰减大于30％的将抵达隐形眼镜聚合物的辐射，更佳的大于60％，且最佳的大于90％。亦可衰减自100至240nm的辐射的反射材料范例，是为氧化镁、氧化镧、氧化镱、氧化钇。
与具有相同形状的镜面反射器比较，使用具有任何形状之一漫反射器，可大为改良被引导至目标区或容积的辐射的均匀性。此外，辐射的数量可因漫反射器或反射器而增加，该反射器至少部分地围绕该灯或多数的灯，甚至更佳的至少实质上围绕该灯与目标，形成较佳为一密闭腔的一腔或室，于其中，由腔的反射表面与灯将所有辐射引导朝向目标。该一或更多的反射器可具有一圆筒形、多边形、抛物线或椭圆形状；但是，较佳形状是一椭圆形状。椭圆形反射器示于图1与图2中。已知技术反射器是为镜面，且具有导致大量损失辐射的直侧边，特别是当辐射以小的入射角度撞击直侧边时。较佳辐射系统包括二椭圆形状反射器，其具有在反射器腔与目标之间有最小空隙的一目标容积，以将自一反射器通过至另一反射器且不会撞击目标的辐射数量减至最小。但是，任何组态之一或更多的漫反射器可提供于此说明的益处。
使用一光谱辐射计监视系统来测量在目标区内位于240至280nm的所需范围内的辐射，该辐射是由二已知技术反射器与本发明的一反射器，个别与成对地，使用脉冲辐射系统在目标区处被导引。监视系统进一步的说明在Ebel等人的美国专利申请案＿＿(VTN-443)的“消毒系统”中，稍早已配合参考。Ebel等人揭示的监视系统，可测量每一闪光灯的光谱辐射计输出。反射器成对地装配在相同辐射系统内，且光谱辐射计测量被执行。所有反射器均具有相同抛物线形状。辐射系统是一PurePulse PBS 1-4系统(由PurePulse Technologies，IncSan Diego，CA所生产)，其由串联连接的二闪光灯组件所组成，每一闪光灯组件由一灯构成，且一反射器部分地围绕该灯。PBS 1-4系统由一脉冲产生器及控制电路所构成，脉冲产生器由于其的大电容(80～160μF)与高电位(大于6kV)而可产生一大能量脉冲。二灯产生一宽辐射光谱，包含了紫外线、红外线、及可视光。对使用于下说明的反射器的此一范例所进行的三个测量中的二个而言，来自第二灯与反射器的辐射，通过使用一铝片在灯组件之间，而与来自第一灯与反射器(对其进行测量)的辐射隔离。进行的第一测量，是使用以在自灯组件的保护窗21mm距离的目标区内，产生供一灯与一反射器(一灯组件)用的每一闪光的辐射能的轮廓标绘图。
在产生轮廓标绘图之后，于离开该灯21mm的一点处(放置整体球面处)测量在变化灯的电压时，一灯与下述反射器的其中之一的辐射能。作为电压的函数，绘出自240至280nm的总测量辐射能。然后，刚才具说明的步骤被子再重复，除了二灯组件(每一组件由一灯及于下所述的一反射器所构成)是被使用以测量于相同点处的自240至280nm的总辐射能之外(在灯组件之间的铝片已被移除)。当测量仅来自一灯组件的辐射能时，在相同表上标绘成为电压的函数的自240至280nm的总测量辐射能。
一阻挡元件并非辐射系统的一部分。
已知技术反射器A是一成形铝反射器，具有一铝的蒸汽淀积层，并具有一氧化硅的涂层于该淀积层上以供保护之用，该涂层是由PBS1-4系统的制造商所提供。使用已知技术反射器A的辐射能的轮廓标绘图示于图3。图6显示测量一使用已知技术反射器A的灯组件于不同灯电压下自240至280nm的总能量曲线，及在由二灯组件形成的腔内的总能量的第二曲线，其中在使用已知技术反射器A的灯组件之间具有直侧边。
反射器B是通过修正已知技术反射器A所制成，其是将一涂有抗氧化保护层的一镜面铝箔的薄片粘结至已知技术反射器A上。所使用的镜面铝箔材料是称之为一光片(Light Sheet)。被引导进入使用已知技术反射器B的灯的目标区内的辐射能的轮廓标绘图示于图4中。图7显示测量一使用已知技术反射器B的一灯组件于不同灯电压下自240至280nm的总能量曲线，及由使用反射器B的二灯组件所形成的一腔内的总能量的第二曲线。反射器B比已知技术反射器A提供一更均匀的能量水平。
反射器C是通过涂覆BaSO4至已知技术反射器A而修正制成。已知技术反射器A的表面，首先以小玻璃珠喷砂。通过混合1重量份的硅酸钠(粘合剂)，10重量份的硫酸钡(反射材料)及10重量份的水(载体)，制备一硫酸钡涂层组合物。20层的涂层组合物被喷雾至铝基质上。每一涂层在涂层之间被空气干燥。被引导进入使用反射器C的灯的目标区内的辐射能的轮廓标绘图示于图5中。图8显示测量一使用反射器C的灯组件于不同灯电压下自240至280nm的总能量曲线，及由使用反射器C的二灯组件所形成的一腔内的总能量的第二曲线。
与已知技术反射器A与反射器B(图3与图4)比较，反射器C(图5)的轮廓标绘图显示漫反射器于目标区域处引导的能量均匀性增加。较大的均匀性降低了微生物可避开消毒所需的最小剂量的机会。在轮廓标绘图上的圆是代表目标，即为，可移除地互相附接的12个隐形眼镜容器。这些可移除附接容器，共同使用以组成隐形眼镜容器的多数包装。
与图6比较，图8显示当本发明的较佳漫反射器被使用以至少部分地围绕灯与目标区或容积时(虽然更佳为使用以形成一腔(更佳为一密闭腔)，其中来自该灯的辐射可被反射及再反射且被引导于目标处)，比使用镜面反射器的相同室具有一较高的Q与较高能量。
本发明已参照特别实施例加以说明；但是，对熟悉本技术者可清楚了解权利要求的范畴内的变化。
权利要求
1．一种用于辐射系统的反射器，其包含漫反射表面，其反射大于50％的240至280nm的辐射。
2．如权利要求1的反射器，其中该反射器反射大于75％的240至280nm的辐射。
3．如权利要求1的反射器，其中该反射器反射大于90％的240至280nm的辐射。
4．如权利要求1的反射器，其中该反射器反射大于90％的250至270nm的辐射。
5．如权利要求1的反射器，其中该反射器为椭圆形。
6．如权利要求1的反射器，其中该反射器对目标区提供辐射能，其中该能量的变异小于8毫焦耳／平方厘米。
7．如权利要求1的反射器，其中该反射器对目标区提供辐射能，其中该能量的变异小于15％。
8．如权利要求1的反射器，其中该反射器对目标区提供辐射能，其中该能量的变异小于10％。
9．如权利要求1的反射器，其中该反射器对目标区提供辐射能，其中辐射包含40至180度的入射角。
10．如权利要求1的反射器，其中该反射器提供小于1．5的对比度系数系数。
11．如权利要求1的反射器，其包含一或多个选自式MaObXcHd的反射材料，其中M为单一金属或金属的混合物，O为氧，X为杂原子，及H为卤化物，a为1至20，b为0至20，c为0至20，及d为0至20，条件是至少b、c或d为至少1。
12．如权利要求1的反射器，其包含一或多个纯度大于99．9％的反射材料。
13．如权利要求1的反射器，其包含一或多个选自氧化钙、氧化铪、氧化镧、氧化铽、钛酸钡、氟化镁、氧化镁、氧化铝、氧化钡、钛酸钡、氧化钬、氧化钙、氧化镧、氧化锗、氧化碲、氧化铕、氧化铒、氧化钕、氧化钐、氧化镱、氧化钇、氟化镁、硫酸钡及氧化镝的反射材料。
14．如权利要求1的反射器，其包含一或多个选自稀土族、稀土族卤化物及金属组合氧化物的反射材料。
15．如权利要求1的反射器，其包含一或多个选自氧化镁、氟化镁、氧化铝、硫酸钡、氧化镧、氧化镱及氧化钇的反射材料。
16．如权利要求1的反射器，其包含一或多个选自氧化镁、氟化镁、氧化铝及硫酸钡的反射材料。
17．如权利要求1的反射器，其中该反射器包含反射涂层或附于支撑件的膜。
18．如权利要求17的反射器，其中该反射器包含反射涂层，其通过选自包含涂刷、喷射、浸渍、浇铸、转化涂刷、凝胶涂刷、蚀刻、化学蒸汽淀积、溅射、等离子喷射及激光淀积的方法施加。
19．如权利要求17的反射器，其中该反射涂层或膜为0．1至2500微米。
20．如权利要求1的反射器，其中该反射器包含反射材料的填装的粉末或块。
21．如权利要求1的反射器，其中该反射器包含选自聚乙烯醇、氰基丙烯酸酯、丙烯酸类及硅氧烷的材料。
22．如权利要求1的反射器，其中该反射器包含选自硅酸钠、低温烧结玻璃、碱金属氧化物硅酸盐的材料。
23．如权利要求1的反射器，其中该反射器包含选自叔丁氧化铝、硅酸钠、四乙基原硅酸酯(TEOS)、金属异丙氧化物、异丙氧化镝、异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化镝、己烷中的2-乙基己酸镝、甲苯-异丙醇中的异丙氧化镝、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化镝、异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化铒、己烷中的2-乙基己酸铒、甲苯-异丙醇中的异丙氧化铒、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化铒、异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化钬、甲苯-异丙醇中的异丙氧化钬、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化钬、乙酸镧、己烷中的2-乙基己酸镧、异丙氧化镧、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化镧、乙醇中的乙氧化镁、甲醇中的甲氧化镁、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化镁、异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化钕、己烷中的2-乙基己酸钕、甲苯-异丙醇中的异丙氧化钕、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化钕、甲苯异丙醇中的乙基己酰单异丙氧化钐、己烷中的2-乙基己酸钐、甲苯-异丙醇中的异丙氧化钐、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化钐、甲苯-异丙醇中的异丙氧化镱、2-甲氧基乙醇中的2-甲氧基乙氧化镱、甲苯-异丙醇中的乙基己酰二异丙氧化钇、甲苯-异丙醇中的乙基己酰单异丙氧化钇的材料。
24．如权利要求1的反射器，其中该反射器包含选自硫酸钡、氧化铝、氟化镁及氧化镁的反射材料。
25．一种辐射系统，其包括至少一个辐射源、及至少部分地围绕该至少一个辐射源的至少一个反射器，其中，该至少一个反射器为漫射的。
26．如权利要求25的辐射系统，其中，该至少一个辐射源为闪光灯。
27．如权利要求25的辐射系统，其进一步包括多个辐射源，每一该辐射源均至少部分地被多个反射器所围绕，且其中，该多个反射器为漫射的。
28．如权利要求25的辐射系统，其中，该至少一个反射器具有漫反射表面，反射大于50％的自240至280nm的辐射。
29．如权利要求25的辐射系统，其中，该至少一个反射器完全地围绕该至少一个辐射源以形成密闭腔。
30．如权利要求29的辐射系统，其中，该腔的所有内侧表面是漫射地反射，且其反射大于50％的自240至280nm的辐射。
31．如权利要求25的辐射系统，其中，该至少一个反射器是椭圆形状。
32．如权利要求25的辐射系统，其进一步包括目标容积，其中，该目标容积包括在一隐形眼镜包装内的隐形眼镜。
33．如权利要求25的辐射系统，其中，每一灯具有至少一个反射器，且该至少一个反射器提供大于1．7的品质因数。
34．如权利要求33的辐射系统，其中，该至少一个反射器提供大于2的品质因数。
35．如权利要求33的辐射系统，其中，该至少一个反射器提供大于3的品质因数。
36．如权利要求25的辐射系统，其中，可自一反射器通过至另一反射器而不经过该目标的辐射的量小于50％。
37．如权利要求25的辐射系统，其进一步包括衰减材料。
38．如权利要求25的辐射系统，其中，该至少一个反射器包括选自硫酸钡、氧化铝、氟化镁及氧化镁的反射材料。
全文摘要
本发明提供一种供辐射系统用的反射器,包括漫反射表面,可反射大于50%的自240至280nm的辐射。本发明进一步提供一种辐射系统,包括至少一辐射源,及至少部分地围绕该至少一辐射源的至少一个反射器,其中,该至少一个反射器是为漫射的。
文档编号G02B5/10GK1291696SQ0012026
公开日2001年4月18日 申请日期2000年7月13日 优先权日1999年7月13日
发明者J·A·埃贝尔, A·W·金布勒, J·B·恩斯 申请人:庄臣及庄臣视力保护公司