CN103619409B - 发光设备和包括发光设备的光疗设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种发光设备（100）。该发光设备（100）包括多个发光元件（135）或光源以及适于选择性地将电功率输送、供应或提供给发光元件（135）的功率模块（120）。所述功率模块（120）可以被确定尺寸以便能够在给定时间仅仅对发光设备（100）的发光元件（135）的适当子组供电，该子组关于包含于发光设备（100）的发光元件（135）的所有子组中的发光元件（135）数量具有包含于其中的最大数量的发光元件（135）。所述多组发光元件（135）可以这样布置，以便在光发射区域上方发射光，并且所述多组发光元件（135）可以相对于彼此布置，使得不同组发光元件（135）在光发射区域的不同部分上方发射光。

Description

发光设备和包括发光设备的光疗设备

技术领域

本发明总体上涉及照明领域。特别地，本发明涉及发光设备和包括发光设备的光疗设备。

背景技术

光疗设备通常包括发光设备，该发光设备包括例如用于通过利用从发光设备发射的光照射或辐射被治疗的对象的皮肤区域而例如在该皮肤区域上造成光诱导效应的一个或多个发光二极管（LED）或激光器。这样的治疗的有效性可以至少部分地取决于光输出或辐照度的幅度。出于实用和功能的原因，经常希望在光疗设备中具有以脉冲的方式发射光的发光设备。

光疗设备的发光设备通常包括电源供应器以及用于驱动发光设备的一个或多个光源的电流驱动器。这样的电流驱动器可能相对昂贵，这增加了发光设备的制造成本以及因而增加了光疗设备的制造成本。能够降低这样的发光设备的制造成本将是所希望的。

WO2009/59270A1公开了一种用于治疗皮肤的发光设备。该发光设备由两个单元组成，一个单元包含功率模块并且一个单元产生光。一个功率单元可以用来对多个光单元供电。该设备可以由多个光单元组成，这些光单元可以同时地或者独立地操作。

对于基于LED的光疗设备而言，所述一个或多个LED中耗散的功率的大约三分之一可能被转换成光，所述一个或多个LED中耗散的功率的剩余部分被转换成热。LED中耗散的功率的被转换成光的份额可能取决于LED的光视效能、光疗设备中的热管理等等。尤其是对于便携式光疗设备而言，该光疗设备可以具有有限的电池容量，从而限制在不得不对光疗设备的一个或多个电池再充电或者进行替换之前的该光疗设备的可用操作时间。尤其是对于预期靠近对象的皮肤而应用的基于LED的光疗设备而言，所述一个或多个LED中耗散的被转换成热的功率所生成的热可以传导或者传递到皮肤并且可以导致皮肤上过多的热负载，这可以导致过热，例如，皮肤中的某个位置处的皮肤温度超过一定的阈值温度值。热负载借助于对象的身体中的血流从受光疗设备照射或辐射的皮肤部分散布到对象的身体中。保护皮肤免于过热或者消除或减轻作为靠近皮肤操作基于LED的光疗设备的结果的皮肤过热的风险的方式是所希望的。

光疗设备可以生成相对高程度的光照或辐照，或者光照或辐照的“剂量”，其例如可以根据每单位皮肤面积的辐照能量表示。可能存在允许的日光照剂量的幅值方面的限制。通过操作光疗设备，可以在相对较短的治疗时间内达到允许的日剂量。希望的是在遵循允许的日光照剂量的幅值方面的限制的同时能够延长治疗时间。

发明内容

鉴于上面的讨论，本发明的一个关切是提供一种其制造成本降低的发光设备。

本发明的另一个关切是提供一种适合于光疗或美容应用的发光设备，其可以在遵循允许的日光照剂量的幅值方面的限制的同时延长治疗时间。

本发明的另一个关切是提供一种适合于光疗或美容应用的发光设备，其可以在不要求例如借助于增加电池容量增大可用于操作发光设备的功率的同时延长治疗时间。

在本申请的上下文中，“治疗时间”表示其中可以发生借助于凭借发光设备对对象的例如皮肤进行照射的治疗以便不超过允许的日光照剂量的幅值的时间段。

本发明的另一个关切是提供一种适合于光疗或美容应用的发光设备，其可以缓解或消除被治疗的皮肤作为治疗的结果而过热的风险。

为了解决这些关切和其他关切，提供了依照独立权利要求的发光设备。优选的实施例由从属权利要求限定。

依照本发明的第一方面，提供了一种发光设备，其包括发光模块和功率模块。

该发光模块包括多组发光元件。

该功率模块适于在用于对各组发光元件供电的各非重叠时间间隔期间选择性地将电功率输送，即供应或提供给所述多组或者所述多组中的至少一些。

功率模块被配置成使得它具有关于可以输送至所述多组中的每一组的电功率的容量上限。功率模块的容量上限与所述多组中关于包含于各组中的发光元件数量具有包含于其中的最大数量的发光元件的一定组的电功率要求相应。

本发明的一个主旨是提供一种发光设备，该发光设备包括多个发光元件或光源以及适于选择性地将电功率输送、供应或提供给发光元件的功率模块，所述功率模块被确定尺寸以便能够在给定时间仅仅对发光设备的发光元件的适当子组供电。例如，在发光元件包括发光二极管（LED）等的情况下，功率模块可以包括电流驱动器，该电流驱动器可以用来调整通过LED的电流，而不管电源供应器变动如何，所述变动例如可能引起电源供应器的输出电压的变动或者LED之间的正向电压降的变化。在这样的发光设备中，与能够同时对每一个发光元件进行供电或者驱动的发光设备相比，可以降低功率模块的最大电流要求或者电流容量要求。电流驱动器的成本典型地随着要求其能够处理的最大电流而增加。因此，通过按照这种方式限制功率模块的最大电流要求或者电流容量要求，可以降低制造发光设备所需的电子器件的成本。因此，通过依照本发明的发光设备，可以降低制造成本。

在本申请的上下文中，一定组的适当子组表示作为该组的子组但不等于它的组。

在许多情况下，出于实用和功能二者的原因，希望的是具有这样的发光设备，其以脉冲方式发射光，即来自发光设备的光输出在时间上和/或在空间上分布。

借助于适于在各非重叠时间间隔期间选择性地将电功率输送、供应或提供给所述多组或者所述多组中的至少一些以便对各组供电的功率模块，来自发光设备的光输出可以在时间上分布。这在下文中进一步加以描述。

可选地，来自发光设备的光输出可以在空间上分布。这在下文中进一步加以描述。

本发明的原理在下文中进一步加以描述。如上面所指明的，功率模块可以例如包括适于在各非重叠时间间隔期间选择性地将电流输送至所述多组的电流驱动器。该电流驱动器可以被配置成使得它具有可以被输送至所述多组的电流的容量上限。换言之，功率模块和/或电流驱动器可以被确定尺寸以便具有在给定时刻仅仅对所述多组中的最大组或者所述多组中的最大组之一供电的容量。

在本申请的上下文中，对所述多组中的一定组供电表示对包含在被供电的组中的每一个发光元件供电，即将足够量的电流或功率供应给对应的组以便实现包含在该组中的所有发光元件都被供电并且因而发射光。换言之，所述多组发光元件中的一定组的功率要求可以表示实现该组中的所有发光元件同时在操作，即发射光所需的功率。

依照本发明的发光设备中的功率模块和/或电流驱动器与被确定尺寸以便具有同时对所有发光元件供电的容量的功率模块和/或电流驱动器相比通常可以不那么昂贵，因为后一情况下的功率模块和/或电流驱动器与依照本发明的发光设备的功率模块和/或电流驱动器相比将需要能够容纳或者处理更大的电流。

为了将功率输送至所述多组中的各组，发光设备和/或功率模块可以包括适于选择性地将电流和/或功率引导或输送至所述多组中的暂时选择的组的电流和/或功率复用器。

该功率模块可以被配置成例如借助于电池生成功率。

依照一个实例，多组发光元件可以包括至少两组发光元件。

一组发光元件可以仅仅包括单个发光元件。通常，每组发光元件可以包括多个发光元件。

功率模块的容量上限可以是这样的，以便在将来自功率模块的电功率输送至所述多组中的对应组期间附加地容纳可能的损耗，例如电阻性损耗。这样的损耗可能例如发生在从功率模块到所述多组的电传输路径中。电传输路径可以例如包括将功率模块与所述多组连接的电导体。

所述多组发光元件可以这样布置，以便在光发射区域上方发射光。

所述多组发光元件可以相对于彼此布置，使得不同组发光元件在光发射区域的不同部分上方发射光。

本发明的另一个主旨在于，除了被确定尺寸以便能够在给定时间仅仅对发光设备的发光元件的适当子组供电的功率模块之外，所述各组发光元件可以相对于彼此布置，使得不同组发光元件可以在光发射区域的不同部分上方发射光。所述多组发光元件相对于彼此的这种布置在下文中关于本发明的第二方面及其实施例进一步加以描述。换言之，所述多组发光元件可以被布置成使得光发射区域的各不同部分能够一次一个接连地由对应光发射辐射，可能地在接连的光发射时段之间具有间歇，即，使得存在所述多组发光元件中没有任何组发射光的时段。因此，在到所述多组发光元件中的后续供电的组的功率输送之间可以存在时间距离。

发光模块可以被布置成使得所述多组发光元件在发光设备中相对于彼此布置，使得它们相对于彼此在空间上分离。这样的配置可以允许在空间上分布来自发光设备的光输出。

发光设备可以包括适于控制发光模块和/或功率模块的操作的控制模块。

该控制模块可以适于使得功率模块连续地或顺序地将功率输送至所述多组。

该控制模块可以适于使得功率模块在各非重叠时间间隔期间将功率输送至所述多组，使得在到所述多组中的后续供电的组的功率输送之间存在时间距离，例如时间间隙或延迟。

因此，可以一个接一个地对后续供电的组供电，在对第一组供电与对第二组供电之间具有或者没有时间间隙或延迟。

所述控制模块可以适于以这样的顺序将功率输送至所述多组，以便最大化第一时间间隔期间供电的第一组发光元件与第二时间间隔期间供电的第二组发光元件之间的空间间距，其中第二时间间隔在第一时间间隔之后或者接续第一时间间隔。

特别地，所述控制模块可以适于基于发光设备中所述多组相对于彼此的布置以这样的顺序将功率输送至所述多组，以便最大化所述多组中的后续供电的组之间的平均空间间距。

所述功率模块可以适于连续地将附加电功率输送至所述多组。

也就是说，此外，可以连续地将一些功率输送至所述多组。

因此，除了功率模块在用于对各组供电的各非重叠时间间隔期间选择性地将电功率输送至所述多组或所述多组中至少一些之外，该功率模块可以进一步连续地将附加电功率输送至所述多组。

例如，在对应时间间隔期间输送至所述多组中的特定组的总功率的一定份额可以是仅仅在该对应时间间隔期间输送至该特定组的功率。在该对应时间间隔期间输送至该特定组的总功率的剩余份额，例如百分之几，例如5%，可以是连续地输送至该特定组的功率。

依照本发明的第二方面，提供了一种发光设备，其包括发光模块和功率模块。该发光模块包括多组发光元件。该功率模块适于在用于对各组发光元件供电的各非重叠时间间隔期间选择性地将电功率输送，即供应或提供给所述多组或者所述多组中的至少一些。所述多组发光元件这样布置，以便在光发射区域上方发射光。所述多组发光元件相对于彼此布置，使得不同组发光元件在光发射区域的不同部分上方或者经由光发射区域的不同部分发射光。

本发明的又一个主旨是提供若干组发光元件和功率模块，该若干组发光元件相对于彼此布置，使得不同组发光元件可以在光发射区域的不同部分上方发射光，该功率模块适于选择性地将电功率输送、供应或提供给发光元件。换言之，所述多组发光元件被布置成使得光发射区域的不同部分能够一次一个接连地发射光，可能地在接连的光发射时段之间具有间歇，即，使得存在所述多组发光元件中没有任何组发射光的时段。因此，在到所述多组发光元件中的后续供电的组的功率输送之间可以存在时间距离。

换言之，提供了一种包括多组发光元件的发光设备，所述组中的每一个被配置成经由发光设备的光发射区域的不同部分发射光，例如以便能够照射对象的皮肤的不同部分，并且所述组中的每一个可以单独地且选择性地接通和关断，或者激活和失活。所述多组发光元件可以例如借助于可以包含在发光设备中的控制单元或控制器顺序地操作，一次一组发光元件，可能地在两个接连的“接通时段”之间具有“关断时段”、空闲时段或者非照射时段。因此，可以实现发光设备的所述多组发光元件的光发射区域选择性和/或顺序操作。

在光疗或美容应用中利用依照本发明的发光设备的情景中，当对被治疗的皮肤部分提供能量或者进行照射时，可能发生被治疗的皮肤的其余部分的热弛豫。“接通时段”可以通过以相对较高或者最大的允许的光照功率对对象的皮肤提供能量或者照射来表征。“接通时段”的持续时间可以通过或者基于最大可允许皮肤温度确定。“接通时段”的效果可以是在对象的皮肤中刺激生物化学和/或血液灌注效应或者可替换地附加地在对象中刺激血液循环。这些效应中的一个或者二者可以在空间上延伸到与直接受发光设备照射的皮肤的一个或多个部分不同的皮肤部分，和/或在借助于发光设备对皮肤的一个或多个部分的照射停止之后的一定时间段期间被维持。这归因于人类对象的身体的热弛豫。人体散布由发光设备将光发射到一个或多个皮肤部分上造成的热以及因而在借助于发光设备对皮肤的一个或多个部分的照射停止之后将皮肤温度降低至正常、标称或者基线皮肤温度可能花费时间。在这样的热弛豫时间段期间，血管舒张，即由血管壁内平滑肌细胞的松弛而引起的血管的变宽，可能仍然处于升高的水平，即超过正常、标称或者基线水平。

所述时间间隔中的至少一个的持续时间可以基于由发光设备将光发射到对象的皮肤部分上造成的发光设备在该皮肤部分中的作为时间的函数的热生成容量的估计以及对象皮肤中的最大可允许温度来选择。

在光疗或美容应用中利用依照本发明的发光设备的情景中，“关断时段”可以通过不存在借助于发光设备对对象皮肤的一个或多个部分的照射时的对象皮肤的热弛豫来表征，然而可能地在对象皮肤中一些热借助于发光设备的局部或部分与对象皮肤之间的辐射热传递而生成。“关断时段”的持续时间可以通过或者基于“关断时段”期间在对象皮肤中已经在“接通时段”期间诱发的生物化学和/或血液灌注效应中的最大可允许或希望的下降来确定。例如，“关断时段”的持续时间可以通过或者基于对象中的血液循环的未下降到预定义值之下的血液循环值（例如标称或基线血液循环值的大约两倍）来确定。

因此，功率模块的操作可以例如借助于控制模块进行控制以便使得功率模块在各非重叠时间间隔期间将功率输送至所述多组，使得在到所述多组中的后续供电的组的功率输送之间存在具有选择的持续时间的空闲时间段或“关断”时段。

到所述多组中的不同后续供电的组的功率输送之间的空闲时间段的持续时间可以相同或者不同。

到所述多组中的不同后续供电的组的功率输送之间的空闲时间段的持续时间可以关于所述多组中的不同后续供电的组单独地加以选择。

空闲时间段的持续时间可以基于以下至少一个来选择：对象皮肤中的血流的热传输容量的估计；对象皮肤中的温度的测量；以及对象的皮肤血液灌注的测量。

通过发光设备的所述多组发光元件，其中所述组中的每一个被配置成经由发光设备的光发射区域的不同部分发射光，例如以便能够照射对象皮肤的不同部分，并且其中所述组中的每一个可以单独地且选择性地接通和关断或者激活和失活，与在一定时间段期间同时激活用于光疗的发光设备中的所有发光元件的情况相比，总治疗时间可以增加。这归因于以下事实：要治疗的整个皮肤部分不同时被治疗，而是例如顺序地治疗并且可能地在光发射时段之间具有间歇，使得局部地在要治疗的皮肤部分上，与在一定时间段期间同时激活用于光疗的发光设备中的所有发光元件的情况相比，允许的日光照剂量的积聚变得更缓慢。治疗时间的增加可以实现，而例如借助于电池容量的增加增大可用于操作发光设备的功率可能不是所需要的。由于一次只对所述多组发光设备中的一组供电，或者换言之，由于一次仅仅一组的发光元件发射光，因而可以缓解或者消除被治疗的皮肤部分作为治疗的结果而变得过热的风险。热负载借助于对象身体中的血流从被治疗的皮肤部分散布到身体中。由于一次仅仅照射被治疗的皮肤部分的一定部分，与其中照射被治疗的整个皮肤部分的情形相比，热负载可以借助于血流更快速地散布。反过来，与其中照射被治疗的整个皮肤部分的情形相比，皮肤温度的增加可以更小。

功率模块的操作可以例如借助于控制模块进行控制以便使得功率模块在各非重叠时间间隔期间将功率输送至所述多组，直到功率已经被输送至所述多组中的每一组至少一次。

功率模块的操作可以例如借助于控制模块基于发光设备中所述多组相对于彼此的布置进行控制以便使得功率模块将功率输送至所述多组，使得在所述多组中的后续供电的组之间存在空间间距。

依照本发明第二方面的一个实施例，功率模块可以适于在初始光照时间段期间同时将电功率输送至所述多组中的至少一些，以便在用于对各组供电的各非重叠时间间隔期间选择性地将电功率输送至所述多组之前对所述多组中的所述至少一些供电。换言之，在单独且选择性地对所述多组供电的序列之前，可以同时对这些组中的一些或全部供电。在光疗或美容应用中利用依照本发明的发光设备的情景中，这样的配置可以促进在发光设备的所述多组发光元件的光发射区域选择性和/或顺序的操作开始之前，将受发光设备照射的对象的血管舒张提高到超过正常、标称或基线血管舒张水平的升高的水平，或者维持升高的血管舒张水平。

所述多组发光元件可以例如这样布置，以便形成若干列和/或行发光元件，例如使得每列或行与所述多组中的一定组相应。这些列或行可以彼此邻近地布置以便形成光发射区域。然而，这些列或行可以关于彼此隔开，即在相邻列或行之间可以存在一定空间。

然而，所述多组的布置不限于若干列或行发光元件。所述多组发光元件可以例如相对于彼此布置，使得光发射区域的每一个部分包括在空间上关于彼此分离的子部分。例如，尤其是在其中发光元件这样布置以便在从一定方向上观看时形成阵列或模式的情况下，所述多组中的每一组可以由对应非重合“点模式”构成，其中对于每个“点模式”而言，每个“点”由一个或几个发光元件构成。所述若干组发光元件的这种配置在下文中参照附图进一步加以描述。

所述多组发光元件可以被布置成使得发光设备适于在对象皮肤的部分中生成热，该热由发光设备在光发射区域上方将光发射到该皮肤部分上造成。

所述多组发光元件中的每一组的发光元件可以这样布置，以便在将发光设备应用到皮肤上时沿着与对象的部分中的主要血流方向垂直的方向延伸。当在时间上和/或在空间上适当地操作时，这种配置可以借助于血流提高皮肤中的热散布和/或允许提高光治疗程度。

所述多组发光元件可以相对于彼此布置，使得光发射区域的每一个部分构成总的光发射区域的一定份额，该份额小于或等于总的光发射区域的大约25%，优选地使得光发射区域的每一个部分构成总的光发射区域的一定份额，该份额介于总的光发射区域的大约5%与20%之间。

依照本发明的第三方面，提供了一种发光设备，其包括发光模块和功率模块。该发光模块包括多组发光元件。该功率模块适于在用于对各组发光元件供电的各非重叠时间间隔期间选择性地将电功率输送，即供应或提供给所述多组或者所述多组中的至少一些。该功率模块被配置成使得它具有关于可以输送至所述多组中的每一组的电功率的容量上限。功率模块的容量上限与所述多组中关于包含于各组中的发光元件数量具有包含于其中的最大数量的发光元件的一定组的电功率要求相应。所述多组发光元件这样布置，以便在光发射区域上方发射光，并且所述多组发光元件相对于彼此布置，使得不同组发光元件在光发射区域的不同部分上方发射光。

因此，依照本发明的第三方面，提供了一种如上面所描述的依照本发明第一和第二方面或其实施例配置的发光设备。

发光元件可以例如包括LED。其他类型的发光元件也是可能的，例如可以容易地用于从发光设备提供脉冲式光发射的发光元件。

依照本发明的发光设备可以例如在光疗或美容应用中被利用。

为此目的，依照本发明的第四方面，提供了一种包括依照本发明的发光设备的光疗或美容设备。

在本发明的上下文中，光疗或光疗法或者日光浴疗法表示包括借助于诸如激光器、发光二极管、荧光灯、双色灯等等之类的光源将对象暴露于可能地具有特定波长的光的过程。该列表不是穷举的。对象典型地暴露于可以被定向到对象身体上的特定位置的光和/或在由预定义时间段限定的持续时间内暴露于光。光疗常用于治疗诸如牛皮癣之类的皮肤疾病、诸如昼夜节律紊乱之类的睡眠障碍和疼痛管理，尽管其他应用也是已知的。该列表不是穷举的。

已经发现，光疗应用中改善的治疗有效性可以通过使用脉冲式光发射而达到。与使用非脉冲式光发射相比，脉冲方式的发光设备的操作可以引起发光设备的功率要求降低。在光疗应用中使用脉冲式光发射，可以减轻或者甚至避免被治疗的皮肤的过热。可能的是，脉冲式光发射可以对于光生物学效率具有积极效果。

发光设备可以适于将光发射到对象的皮肤部分上，并且光疗设备可以这样布置以便可释放地连接到皮肤部分。例如，光疗设备可以包括用于允许光疗设备或发光设备可释放地布置到对象上以便能够将光发射到对象的选择的皮肤部分（例如对象的手臂或腿的皮肤部分）上的带条等等。光疗设备可以例如类似于如何将手表穿戴在手腕上一样可穿戴在对象的选择的皮肤部分上。依照另一个实例，光疗设备可以包含在止痛贴片等等中或者由其构成。

本发明的另外的目的和优点在下文中借助于示例性实施例加以描述。

应当指出的是，本发明涉及权利要求中记载的特征的所有可能的组合。当研究所附权利要求书和以下描述时，本发明的另外的特征和优点将变得清楚明白。本领域技术人员应当认识到，本发明的不同特征可以组合以形成与下文中描述的实施例不同的实施例。

附图说明

本发明的示例性实施例将在下面参照附图加以描述，在附图中：

图1为依照本发明一个示例性实施例的发光设备的示意性框图；

图2为依照本发明另一个示例性实施例的发光设备的示意性框图；

图3为依照本发明另一个示例性实施例的发光设备的示意性框图；

图4为依照本发明示例性实施例的光疗设备的示意性框图；

图5为用于说明本发明的原理的发光模块的示意图；

图6-8为依照本发明实施例的发光设备的示意性框图；

图9-11为用于说明本发明实施例的原理的发光模块的示意图；

图12为依照本发明实施例的对象皮肤部分中的皮肤温度T _s与时间t的关系的曲线图；以及

图13为依照本发明实施例的发光模块的示意图。

在附图中，相同的附图标记贯穿各视图表示相同或相似的元件。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图更完整地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施并且不应当被视为限于本文阐明的实施例；相反地，这些实施例通过实例而提供，使得本公开将本发明的范围传达给本领域技术人员。此外，相同的附图标记始终表示相同或相似的元件或部件。

现在参照图1，示出了依照本发明一个示例性实施例的发光设备100的示意性框图。

发光设备100包括发光模块110和功率模块120。

发光模块110包括由图1中的圆圈指明的多组130a-130e发光元件135。图1中示出的发光元件135中的仅仅一些由附图标记指明。发光元件135可以例如包括发光二极管（LED）。

图1中示出了五组130a-130e发光元件135，其中每组130a-130e包括四个发光元件135。然而，应当理解的是，发光模块110中包含的组的数量以及每组130a-130e中包含的发光元件135的数量原则上分别可以是任何正整数，例如二、三、四、六、八、十、十五、二十、三十或五十或者更大。

功率模块120适于在用于对各组130a-130e供电的各非重叠时间间隔期间选择性地将电功率输送，即供应或提供给所述多组130a-130e。

依照所描绘的实施例，电功率由可经由功率模块120连接到发光设备100的电源供应器单元140生成。电源供应器单元140可以适于供应直流电（DC）和/或交流电（AC）。功率模块120可以根据电源供应器单元140生成的电流类型进行配置，以便能够根据各发光元件135的可能要求选择性地将DC和/或AC功率输送至所述多组130a-130e。

功率模块120被配置成使得它具有关于可以输送至所述多组130a-130e中的每一组的电功率的容量上限。功率模块120的容量上限与所述多组130a-130e中关于包含于各组130a-130e中的发光元件135数量具有包含于其中的最大数量的发光元件135的一定组130a-130e的电功率要求相应。

如上面所提到的，发光元件可以包括LED。LED在从电压源驱动时可能要求限流。在许多应用中，希望的是利用恒流驱动器驱动LED。这样的电流驱动器可以用来调整通过各LED的电流，而不管电源供应器变动如何，所述变动例如可能引起电源供应器的输出电压的变动或者LED之间的正向电压降的变化。

为此目的，功率模块120可以包括适于在各非重叠时间间隔期间选择性地将电流输送至所述多组130a-130e的电流驱动器120。该电流驱动器120可以被配置成使得它具有可以被输送至所述多组130a-130e的电流的容量上限，该容量上限与所述多组中关于包含于各组中的发光元件数量具有包含于其中的最大数量的发光元件的一定组的电流要求相应。

功率模块120可以包括其自身的电源供应器，并且因此可以不需要如图1中所示的功率模块120可与其连接的单独的电源供应器单元140。

电源供应器140可以包括内部电源，例如电池（图1中未示出），或者电耦合到外部电源，例如电网（图1中未示出）。

可选地，所述多组130a-130e发光元件135可以这样布置，以便在光发射区域（图1中未示出）上方发射光。所述多组130a-130e发光元件135可以相对于彼此布置，使得不同组130a-130e发光元件135在光发射区域的不同部分上方发射光。

现在参照图2，示出了依照本发明另一个示例性实施例的发光设备100的示意性框图。

具有与图1中指明的部件相应的附图标记的图2中指明的部件与参照图1描述的对应部件相似或相同，并且其功能与参照图1描述的对应部件的功能相似或相同。

为了促进实现将功率输送或供应给所述多组130a-130e中的各组130a-130e，发光设备100包括电流和/或功率复用器150。

电流和/或功率复用器150适于选择性地将电流和/或功率引导或输送至所述多组130a-130e中的至少暂时选择的组130a-130e，即至少暂时地供电的组130a-130e。

选择要暂时地供电的组的原理在下文中参照图3加以描述。

图3为依照本发明另一个示例性实施例的发光设备100的示意性框图。

具有与图1中指明的部件相应的附图标记的图3中指明的部件与参照图1描述的对应部件相似或相同，并且其功能与参照图1描述的对应部件的功能相似或相同。

发光设备100包括控制模块160。控制模块160适于控制功率模块120以及可选地发光模块110的操作。控制模块160可以彼此独立地控制发光模块110和功率模块120的操作。

关于功率模块120的操作，控制模块160可以适于使得功率模块120连续地或顺序地将功率输送至所述多组130a-130e。

控制模块160可以适于使得功率模块120在各非重叠时间间隔期间将功率输送至所述多组130a-130e，使得在到所述多组130a-130e中的后续供电的组130a-130e的功率输送之间存在时间距离，例如时间间隙或延迟。

现在参照图4，示出了依照本发明示例性实施例的光疗设备200的示意性框图。光疗设备200包括例如参照图1-3中任何一幅描述的发光设备100，或者可替换地在下文中参照图6-8中任何一幅描述的发光设备105。

现在参照图5，示出了用于说明本发明的原理的发光模块110a、110b的示意图。

图5中的上下行发光模块110a、110b分别指明不同时刻T1至T5的发光模块110a和发光模块110b。

发光模块110a包括由发光模块110a内的多个圆圈指明的单组发光元件。发光模块110b包括与由发光模块110b内的圆圈指明的五列发光元件相应的五组发光元件。

这些发光元件中的每一个可以例如包括LED。

在图5中，填充的圆圈表示相应发光元件激活，即发射光。未填充的圆圈表示相应发光元件失活，即不发射光。

因此，图5图示出根据时间和空间控制发光模块110a、110b的发光元件的激活和失活。

首先考虑图5中上行发光模块110a中的发光模块110a，在时间T1，发光模块110a的所有发光元件激活并且发射光。在时间T2至T5，发光模块110a的所有发光元件失活并且因而不发射光。发光模块110a的占空比为1/5。

现在考虑图5中下行发光模块110b中的发光模块110b，该发光模块110b根据依照本发明实施例的发光设备（图5中未示出）配置。发光模块110b的与由发光模块110b内的圆圈指明的五个不同列发光元件中的对应列相应的每组发光元件在不同的时间T1至T5激活，即在单独的时间槽中激活。显然，发光模块110b的占空比为1/5，与针对发光模块110a的情况相同。

因此，发光模块110a和发光模块110b的占空比相同，但是发光模块110b的最大功率要求仅仅是发光模块110a的最大功率要求的五分之一，因为要求发光模块110a能够同时（在时间T1）对发光模块110a中的所有发光元件供电，但是仅仅要求发光模块110b能够一次对一组供电。

因此，关于给定时刻可以供应给发光模块的最大功率量，具有依照发光模块110a的原理操作的发光模块的发光设备（图5中未示出）与依照发光模块110b的原理操作的发光模块（图5中未示出）相比具有更高的功率容量要求。因此，具有依照发光模块110a的原理操作的发光模块的发光设备（图5中未示出）与依照发光模块110b的原理操作的发光模块相比可能与制造发光设备所需的更高成本的电子器件关联，因为具有依照发光模块110a的原理操作的发光模块的发光设备必须能够同时对所有发光元件进行供电或驱动。这与必须能够一次仅仅对一组进行供电或驱动的具有依照发光模块110b的原理操作的发光模块的发光设备形成对照。

如上面所描述的，发光模块110b中包括的由发光模块110b内的圆圈指明的五个不同列发光元件所指明的五组发光元件可以以一定顺序激活，其中第一组或列在时间T1激活，第二组在时间T2激活，第三组在时间T3激活，第四组在时间T4激活并且第五组在时间T5激活。

特别地，在其中将从发光设备发射的光施加到对象皮肤的特定区域的光疗应用中利用包括发光模块110b的发光设备的情况下，可能希望的是具有与参照图5描述的顺序不同的发光模块110b的组的激活和失活顺序，即脉冲式光发射顺序。

例如，为了降低治疗期间供应给皮肤的局部热功率，所述组可以以这样的顺序激活，其中第一组或列在时间T1激活，第三组在时间T2激活，第五组在时间T3激活，第二组在时间T4激活，并且第四组在时间T5激活。按照这种方式，发光模块110b的后续供电的组之间的空间间距可以增加或者甚至最大化以便减轻或者甚至消除皮肤的过热，同时仍然将预定义辐照量递送至治疗的区域。

进一步参照图5。一方面，在时间T1，发光模块110a的所有发光元件激活并且发射光，这可能造成治疗的区域的过热。另一方面，发光模块110b的不同组顺序地激活，从而跨越从T1至T5的时段将与发光模块110a相同的辐射总量递送至治疗的区域，但是跨时间和空间分布。

应当理解的是，发光模块110b的组的激活和失活顺序可以包括与上面作为实例描述的顺序不同的激活和失活顺序，以便实现发光模块110b的后续供电的组在时间和空间上的最小邻近。例如，在本发明的又一个实施例中，发光模块的后续供电的组的最大邻近可能作为目标。发光模块可以包括多组交织模式的发光元件，在一个特别的实例中，它可以是以棋盘模式配置的成组发光元件。交织的发光元件组的优点在于，可以利用每个单独的发光元件组辐射发光模块的基本上整个辐射区域。不管给定时间供电或激活的特定组发光元件如何，跨发光模块的基本上整个辐射区域的递送的空间光分布相对均匀，只有在交织的发光元件组之间切换功率时才有增量空间移动。换言之，功率切换基于发光设备中所述多组相对于彼此的布置以这样的顺序实现，以便最小化所述多组中的后续供电的组之间的平均空间间距。在一个交织的实施例中，功率要求降低以如先前参照图5所讨论的相似方式实现，即与单独地供电且可能地经由控制模块控制的发光元件组的数量成比例，但是当发光模块用在用于皮肤治疗的发光设备中时，不同地管理到皮肤的热负载。当使用交织的组时，热负载几乎连续地跨越基本上整个辐射区域而存在，但是处于较低的平均水平。

现在参照图6，示出了依照本发明示例性实施例的发光设备105的示意性框图。

发光设备105包括发光模块110和功率模块120。发光模块110包括由图6中的圆圈指明的多组130a-130e发光元件135。图6中示出的发光元件135中仅仅一些通过附图标记指明。发光元件135可以例如包括LED。

图6中示出了五组130a-130e发光元件135，其中每组130a-130e包括四个发光元件135。然而，应当理解的是，发光模块110中包含的组的数量以及每组130a-130e中包含的发光元件135的数量原则上分别可以是任何正整数，例如二、三、四、六、八、十、十五、二十、三十或五十或者更大。

功率模块120适于在用于对各组130a-130e供电的各非重叠时间间隔期间选择性地将电功率输送，即供应或提供给所述多组130a-130e。

依照所描绘的实施例，电功率由可经由功率模块120连接到发光设备105的电源供应器单元140生成。电源供应器单元140可以适于供应DC和/或AC。功率模块120可以根据电源供应器单元140生成的电流类型进行配置，以便能够根据各发光元件135的可能要求选择性地将DC和/或AC功率输送至所述多组130a-130e。

依照图6中描绘的实施例，所述多组130a-130e发光元件135这样布置，以便在光发射区域（图6中未示出）上方发射光。所述多组130a-130e发光元件135相对于彼此布置，使得不同组130a-130e发光元件135在光发射区域的不同部分上方发射光。

可选地，类似于参照图1-3所描述的实施例中的任一个，图6中的发光设备105的功率模块120可以被配置成使得它具有关于可以输送至所述多组130a-130e中的每一组的电功率的容量上限。功率模块120的容量上限可以与所述多组130a-130e中关于包含于各组130a-130e中的发光元件135数量具有包含于其中的最大数量的发光元件135的一定组130a-130e的电功率要求相应。功率模块120可以包括适于在各非重叠时间间隔期间选择性地将电流输送至所述多组130a-130e的电流驱动器120。该电流驱动器120可以被配置成使得它具有可以被输送至所述多组130a-130e的电流的容量上限，该容量上限与所述多组中关于包含于各组中的发光元件数量具有包含于其中的最大数量的发光元件的一定组的电流要求相应。

功率模块120可以包括其自身的电源供应器，并且因此可以不需要如图6中所示的功率模块120可与其连接的单独的电源供应器单元140。电源供应器140可以包括内部电源，例如电池（图6中未示出），或者电耦合到外部电源，例如电网（图6中未示出）。

现在参照图7，示出了依照本发明另一个示例性实施例的发光设备105的示意性框图。

具有与图6中指明的部件相应的附图标记的图7中指明的部件与参照图6描述的对应部件相似或相同，并且其功能与参照图6描述的对应部件的功能相似或相同。

为了促进实现将功率输送或供应给所述多组130a-130e中的各组130a-130e，发光设备105包括电流和/或功率复用器150。电流和/或功率复用器150适于选择性地将电流和/或功率引导或输送至所述多组130a-130e中的至少暂时选择的组130a-130e，即至少暂时地供电的组130a-130e。

现在参照图8，示出了依照本发明另一个示例性实施例的发光设备105的示意性框图。

具有与图6中指明的部件相应的附图标记的图8中指明的部件与参照图6描述的对应部件相似或相同，并且其功能与参照图6描述的对应部件的功能相似或相同。

发光设备105包括控制模块160。控制模块160适于控制功率模块120以及可选地发光模块110的操作。控制模块160可以彼此独立地控制发光模块110和功率模块120的操作。

现在参照图9，示出了用于说明本发明实施例的原理的发光模块110b的示意图。

图9中的发光模块110b行分别指明不同瞬间或时刻或者在不同时间段T1至T4期间的发光模块110b。

如图9中所图示的，发光模块110b包括由发光模块110b内的正方形指明的发光元件。依照图9中描绘的示例性实施例，这些发光元件在发光模块110b中布置在八列发光元件中。发光模块110b中最左边两列构成第一组发光元件，右边的接下来两列构成第二组发光元件，右边的接下来两列构成第三组发光元件，并且发光模块110b中最右边两列构成第四组发光元件。这些发光元件中的每一个可以例如包括LED。发光模块110b中这些发光元件组的布置以及发光元件组的数量均依照实例。例如，发光元件的列数并不限于八，而是原则上可以为任何正整数，例如四、六、七、九或十或者更大。每列中的发光元件的数量并不限于图9中所图示的数量，而是原则上可以为任何正整数。在图9中，暗正方形表示相应发光元件激活，即发射光，并且亮正方形表示相应发光元件失活，即不发射光。因此，图9图示出根据时间和空间控制发光模块110b的发光元件的激活和失活。

这些发光元件组这样布置，以便在光发射区域上方发射光。这些发光元件组相对于彼此布置，使得不同组发光元件在光发射区域的不同部分上方发射光。

在第一时间段T1，最左边的两列发光元件，即第一组发光元件发射光，同时剩余组发光元件失活。在时间段T1期满之后，第一组发光元件失活，并且在第二时间段T2，另一组发光元件激活，例如如图9中所图示的第四组发光元件激活。在T1与T2之间，可以存在没有任何一组发光元件激活的空闲时间段。在时间段T2期满之后，第四组发光元件失活，并且在第三时间段T3，另一组发光元件激活，例如如图9中所图示的第二组发光元件激活。在T2与T3之间，可以存在没有任何一组发光元件激活的空闲时间段。在时间段T3期满之后，第二组发光元件失活，并且在第四时间段T4，另一组发光元件激活，例如如图9中所图示的第三组发光元件激活。在T3与T4之间，可以存在没有任何一组发光元件激活的空闲时间段。

因此，所述发光元件组顺序地激活，可能地在不同组发光元件的激活之间具有间歇，和/或可能地直到在各时间段期间所有发光元件组激活至少一次。如果需要或者希望，在各时间段期间激活发光元件组的循环可以再次开始。

T1至T4中的每一个的持续时间可以例如为大约1至5分钟。

T1与T2之间、T2与T3之间和/或T3与T4之间的可能的空闲时间段可以例如为T1至T4中任一个的持续时间的大约5至20倍，例如大约5至100分钟。

依照图9中描绘的实施例，在给定时间发射光的光发射区域部分为总的光发射区域的25%。然而，通常，所述多组发光元件可以相对于彼此布置，使得光发射区域的每个部分构成总的光发射区域的一定份额，该份额小于或等于总的光发射区域的25%，优选地，使得光发射区域的每个部分构成总的光发射区域的一定份额，该份额介于总的光发射区域的5%与20%之间。

现在参照图10，示出了用于说明本发明实施例的原理的发光模块110b的示意图。

图10中图示出的实施例与图9中图示出的实施例的不同之处在于，各时间段T1至T4期间激活所述发光元件组的循环在其间同时对所有发光元件组供电的时间段或瞬间T0之后执行。由此，可以在各时间段T1至T4期间激活所述发光元件组的循环开始之前促进将由发光设备照射的对象的血管舒张提高到超过正常、标称或基线血管舒张水平的升高的水平，或者维持升高的血管舒张水平。

现在参照图11，示出了用于说明本发明实施例的原理的发光模块110b的示意图。

图11中图示出的实施例与图9中图示出的实施例的不同之处在于所述多组发光元件相对于彼此的布置。依照图11中描述的实施例，在各时间段T1至T4期间激活的所述发光元件组被布置成使得光发射区域的每一个部分包括在空间上关于彼此分离的子部分。像在图9中一样，在图11中，暗正方形表示相应发光元件激活，即发射光，并且亮正方形表示相应发光元件失活，即不发射光。因此，依照图11中描绘的实施例，所述发光元件组形成关于彼此不重合并且在各时间段T1至T4期间一次一个地激活的各“点模式”。然而，所述多组发光元件相对于彼此的与图9和图10中图示出的布置不同的布置是可能的。

在图12中，示出了对象皮肤部分中的皮肤温度T _s与时间t的关系的曲线图，所述皮肤部分由分别与图9中的发光模块110b中的不同组发光元件相应的光发射区域部分照射。T _s和t二者都以任意单位（a.u.）给出。图12中的不同曲线图分别与时间段T1至T4期间照射的皮肤部分相应，并且相应地进行标记。沿着水平轴的其中每个曲线图的最大值出现的位置代表各时段T1至T4期满的时间，即相应皮肤部分停止被照射的时间。T _s,max为阈值温度值，皮肤温度不允许超过该阈值温度值之上。如图12中所图示的，在各皮肤部分的照射停止之后，身体散布由各皮肤部分的照射所造成的热并且因而将各皮肤部分的皮肤温度降低到正常、标称或基线皮肤温度可能花费一些时间。在这样的热弛豫期间，血管舒张可能仍然处于升高的水平，即超过正常、标称或基线水平。

现在参照图13，示出了依照本发明实施例的发光模块110b的示图。发光模块110b包含在适合于用在光疗或美容应用中的发光设备（图13中未示出）中。发光模块110b的所述多组发光元件被布置成使得发光设备适于在对象手臂180的皮肤部分中生成热，该热由发光设备在光发射区域上方将光发射到该皮肤部分上造成。所述多组发光元件中的每一组的发光元件这样布置，以便在发光设备在光发射区域上方将光发射到皮肤上时沿着与手臂180中的主要血流方向垂直的方向延伸。手臂180中的主要血流方向示意性地在190处指明。

总之，公开了一种发光设备。该发光设备包括多个发光元件或光源以及适于选择性地将电功率输送、供应或提供给发光元件的功率模块。该功率模块可以被确定尺寸以便能够在给定时间仅仅对发光设备的发光元件的适当子组供电，该子组关于包含于发光设备的发光元件的其他子组中的发光元件数量具有包含于其中的最大数量的发光元件。所述多组发光元件可以这样布置，以便在光发射区域上方发射光，并且所述多组发光元件可以相对于彼此布置，使得不同组发光元件在光发射区域的不同部分上方发射光。

尽管在所述附图和前面的描述中已经详细地图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是说明性或示例性的，而不是限制性的；本发明并不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实施要求保护的本发明时，根据对于所述附图、本公开内容以及所附权利要求书的研究，应当能够理解并实施所公开实施例的其他变型。在相互不同的从属权利要求中记载了特定技术措施这一事实并不意味着这些技术措施的组合不可以加以利用。权利要求中的任何附图标记都不应当被视为对范围的限制。

Claims (17)

1.一种发光设备（100），包括：

发光模块（110；110b），其包括多组（130a-130e）发光元件（135）；以及

功率模块（120），其适于在用于对各组发光元件供电的各非重叠时间间隔期间选择性地将电功率输送给所述多组发光元件；

其中功率模块被配置成使得它具有关于可以输送至所述多组发光元件中的每一组的电功率的容量上限，该容量上限与所述多组发光元件中关于包含于各组中的发光元件数量具有包含于其中的最大数量的发光元件的一定发光元件组的电功率要求相应。

2.依照权利要求1的发光设备，其中所述多组发光元件被布置成在光发射区域上方发射光，并且所述多组发光元件相对于彼此布置，使得不同组发光元件在光发射区域的不同部分上方发射光。

3.依照权利要求1或2的发光设备，进一步包括控制模块（160），该控制模块适于使得功率模块连续地将功率输送至所述多组发光元件。

4.依照权利要求1或2的发光设备，进一步包括控制模块（160），该控制模块适于使得功率模块在各非重叠时间间隔期间将功率输送至所述多组发光元件，使得在到所述多组发光元件中的后续供电的发光元件组的功率输送之间存在时间间隙或延迟。

5.依照权利要求3的发光设备，其中控制模块进一步适于基于发光设备中所述多组发光元件相对于彼此的布置以这样的顺序将功率输送至所述多组发光元件，以便最大化所述多组发光元件中的后续供电的发光元件组之间的平均空间间距。

6.依照权利要求4的发光设备，其中控制模块进一步适于基于发光设备中所述多组发光元件相对于彼此的布置以这样的顺序将功率输送至所述多组发光元件，以便最大化所述多组发光元件中的后续供电的发光元件组之间的平均空间间距。

7.依照权利要求1或2的发光设备，进一步包括控制模块（160），该控制模块适于基于发光设备中所述多组发光元件相对于彼此的布置以这样的顺序将功率输送至所述多组发光元件，以便最大化所述多组发光元件中的后续供电的发光元件组之间的平均空间间距。

8.依照权利要求1或2的发光设备，其中所述多组发光元件被布置成提供空间交织的发光元件组，并且其中发光设备进一步包括控制模块，该控制模块适于基于发光设备中所述多组发光元件相对于彼此的交织布置以这样的顺序将功率输送至所述多组发光元件，以便最小化所述多组发光元件中的后续供电的发光元件组之间的平均空间间距。

9.依照权利要求1-2中任何一项的发光设备，其中功率模块进一步适于连续地将附加电功率输送至所述多组发光元件。

10.一种发光设备（105），包括：

发光模块（110），其包括多组（130a-130e）发光元件（135）；以及

功率模块（120），其适于在用于对各组发光元件供电的各非重叠时间间隔期间选择性地将电功率输送给所述多组发光元件；

其中所述多组发光元件被布置成在光发射区域上方发射光，并且所述多组发光元件相对于彼此布置，使得不同组发光元件在光发射区域的不同部分上方发射光，

其中所述时间间隔中的至少一个的持续时间基于以下进行选择：

由发光设备将光发射到对象的皮肤部分上造成的发光设备在该皮肤部分中的作为时间的函数的热生成容量的估计；以及

对象皮肤中的最大可允许血液温度；或者

其中所述多组发光元件被布置成使得发光设备适于在对象的部分的皮肤中生成热，该热由发光设备在光发射区域上方将光发射到该皮肤部分上造成，并且其中所述多组发光元件中的每一组的发光元件这样布置以便当发光设备在光发射区域上方将光发射到皮肤上时沿着与对象的部分中的主要血流方向垂直的方向延伸。

11.依照权利要求10的发光设备，进一步包括控制模块（160），该控制模块适于控制功率模块的操作以便使得功率模块在各非重叠时间间隔期间将功率输送至所述多组发光元件，使得在到所述多组发光元件中的后续供电的发光元件组的功率输送之间存在具有选择的持续时间的空闲时间段。

12.依照权利要求11的发光设备，

其中空闲时间段的持续时间基于以下进行选择：

对象皮肤中的血流的热传输容量的估计；

对象皮肤中的血液温度的测量；和/或

对象的皮肤血液灌注的测量。

13.依照权利要求10的发光设备，进一步包括控制模块（160），该控制模块适于基于发光设备中所述多组发光元件相对于彼此的布置控制功率模块的操作以便使得功率模块将功率输送至所述多组发光元件，使得在所述多组发光元件中的后续供电的发光元件组之间存在空间间距。

14.依照权利要求10-13中任何一项的发光设备，其中功率模块适于在初始光照时间段期间同时将电功率输送至所述多组发光元件中的至少一些的每一组，以便在用于对各组供电的各非重叠时间间隔期间选择性地将电功率输送至所述多组发光元件之前对所述多组发光元件中的所述至少一些的每一组供电。

15.依照权利要求10-13中任何一项的发光设备，其中所述多组发光元件相对于彼此布置，使得光发射区域的每一个部分包括在空间上关于彼此分离的子部分。

16.一种光疗设备（200），包括依照权利要求1-15中任何一项的发光设备（100；105）。

17.依照权利要求16的光疗设备，其中发光设备适于将光发射到对象的皮肤部分上，并且光疗设备这样布置以便可释放地连接到所述皮肤部分。