CN1042993A - 利用光辐射的生物测定装置 - Google Patents

Abstract

在这个对实验物进行试验的生物测定装置中，实验物放在底板的透明部分下面，用三条纤维光缆的光出射端射出的光线进行辐照。三条纤维光缆之一辐射含有大量红色谱成分的光线，另外一条辐射蓝色谱成分的光，余下的一条辐射绿色谱成分的光，每条纤维光缆都配有一装置，用来在移动板垂直运动的同时调节纤维光缆的倾斜角。

Description

本发明涉及一种把活的生物体暴露在可见光下进行实验的生物测定装置。

本发明的申请人先前提出，利用透镜或类似元件聚焦太阳光或人造光，把聚焦的光线引入纤维光缆并把它们传送到任何需要光的地方，用于照明或其它目的，例如，栽培植物、小球藻类、养鱼等等。在研究过程中已经发现，不含紫外线和红外线的可见光不仅能通过剌激人体的代谢活动，促进人的身体健康、防止人的皮肤衰老，而且显著地有助于治疗痛风、神经病、褥疮、风湿病、烧伤瘢痕、皮肤病、骨折等等，解除这些疾病的痛苦。

在上述发明者发现的基础上，本申请人曾进一步提出过光辐射装置的申请，此装置辐射不含有害的紫外线和红外线的可见光，利用此光有助于治愈各种疾病，给予美容处置并促进人体健康。此装置用太阳光或人造光的可见光成分，通过纤维光缆传送，辐照病人的皮肤表面。本装置由于使用的是滤除了红外线和紫外线（众所周知，红外线和紫外线光对人是有害的）的光，从而保证疾病安全治愈。为了增加此装置提供的光辐射治愈效率，必须改变如光量、波长、光强等等条件。而且，还必须利用实验室动物例如兔、鼠等研究医药和光辐射的配合疗效。

本发明目的之一是提供一把活生物体暴露在可见光下进行试验的生物测定装置。

本发明的另一目的是提供一用可见光辐照的生物测定装置，它能对活生物体更有效地进行有关可见光辐照效应的试验。

本发明还有一目的是提供一用可见光辐照的生物测定装置，它能够用能量强度和/或色温可变、或能量强度和/或色温是固定值的光来辐照活实验物。

图1是依据本发明的生物测定装置的基本示图。

图2是依据本发明的用光辐照的生物测定装置的一个实施例的结构示图。

图3是说明太阳光收集和出射装置的实施例图，此装置能够自动地收集太阳光并把它导入到纤维光缆中，让太阳光通过那里再传送到所需要的地方。

图4是说明怎样把所期望的光的颜色成分导入到纤维光缆中的基本示图。

图5是通过一个透镜聚焦的太阳象的例示图。

图1是说明依据本发明的生物测定装置的工作的结构图。在图1中，标号1a-1c表示传送太阳光或人造光的纤维光缆，这些光中含有大量的红色光成分（例如：用光缆1a传送的）、兰色光成分（用光缆1b传送的）以及绿色光成分（用光缆1c传送的）。（但是，红外线和紫外线由于它们对活生物体有害而被滤掉了。）2是支撑所说的纤维光缆的活动板，它可以按箭头A的方向移动;3是一个透明的元件，此元件有一透明或中空的中心部分3a和一具有反射表面的外围部分3b，此反射面消除了使光穿过3b而把热传输到处于光辐照下的试验物上的可能性。4是一试验盘。5是放在所述试验盘4中的试验物（活生物体）。6是底盘，在其上放置所述的试验盘4。在不需要把试验物5放到试验盘中的情况下，试验盘可以省略，因此底盘6也不总是需要的。7是光能传感器（照度计），8是色温计。通过光能传感器7检测投射在活生物体5上的光强，使光辐照能量总保持在最佳水平;同时通过色温计8量测投射在活生物体5上的光的色温并调节光的波长，以使光辐照总是保持最佳色温。因为每种活生物体5都需要各自的与光辐照照明强和色温有关的最佳条件，为了有效地用活生物体做试验，就必须把光的照明强度和色温调节到活生物体需要的最佳值。照明强度（即光能强度）可按箭头A方向移动活动板2、改变所有纤维光缆的光出射端与活生物体的距离来调节。光辐射的色温利用按箭头B所指的方向分别移动每条纤维光缆的光出射端、改变活生物体与纤维光缆的光出射端之间的距离即改变含大量特定谱成分的光的强度来调节。

图2表示依据本发明的生物测定装置的一个实施例的示图，它可调节光辐照的照明强度和色温。在图2中，10是一支撑板（相当于图1所示的透明板3），11是垂直装在支撑板10上的立柱，12是支在立柱11上端的一块固定板，13是能沿立柱11垂直移动的一移动板（所说的移动板相当于图1所示的活动板2），14是一电机，它能够使移动板13按箭头A所指的方向移动，15是一由电机14带动旋转的进给螺杆，而16是与进给螺杆螺纹啮合的螺母，它们整体地固定到移动板13上。当进给螺杆15由电机14带动旋转时，螺母16就与移动板13一起按箭头A所指的方向移动。17是一条纤维光缆的光出射端，它固定在移动板13的中心，18a、18b和18c（18c未示出）是另外几条纤维光缆的端头，它们每条都固定到移动板13上，其固定方式应使其可以按箭头B所指的方向移动并可以按箭头θ所指的方向转动。19a、19b、19c（19c未示出）是分别支撑纤维光缆18a、18b和18c的臂。20a、20b和20c（20未示出）是分别按箭头B所指的方向移动并分别按箭头θ所指的方向转动支撑臂19a、19b、19c的臂。21a、21b和21c（21c未示出）是分别按箭头θ所指的方向转动臂对20a和19a;20b和19b;20c和19c的电机。22a、22b和22c（22c未示出）是移动臂，当它们分别被电机21a、21b和21c驱动时，能够按箭头c所指方向移动。23a、23b和23c（23c未示出）是分别驱动进给螺杆24a、24b和24c（24b和24c未示出）旋转的电机。25a、25b和25c（25b和25c未示出）是分别与进给螺杆24a、24b和24c螺纹啮合的螺母。从安装在移动板中心的纤维光缆17出射的光，例如，它可能对应于白色太阳光。（但是，如下所述，纤维光缆17不总是需要的）。从纤维光缆18a出射的光含有大量的红色光成分，从纤维光缆18b出射的光含有大量的兰色成分，从纤维光缆18c出射的光含有大量的绿色成分。因此，可以利用调节来自光缆18a、18b和18c的光量来改变总的合成光的颜色，例如成为白色、红色、兰色或绿色。因为白色光可利用从纤维光缆18a、18b和18c射出的光线混合而获得。所以纤维光缆17不总是需要的。在本实施例中，在所示状态下，从纤维光缆17、18a、18b和18c出射的光束分别通过支撑板10的透明部分10a，然后投射在实验物28周围，它们互相混合形成一束辐照实验物的合成光。合成光的照明强度和色温能被予置到实验物28所需的最佳值。但是，每当实验物被另外一个代替或某一试验条件变化时，合成光的照明强度和色温的予置值必须调整。另外，即使当同一实验物暴露于照明强度和色温都不变的光辐照下时，也需重新调整，因为通过每一条纤维光缆传送的光的两个参数在一天内是变化的，而且还与天气有关，太阳光的颜色在早晨和晚上变成红色的。

在图2中，光能强度可以利用电机14驱动移动板13按箭头B方向移动来进行调整。但是，因为纤维光缆18a、18b和18c也随移动板13一起上下移动，因此，当调整移动板13时如果不做附加的调节，则组成的合成光的位置就偏离被辐照的实验物了。配备电机21a、21b和21c及移动臂22a、22b和22c就是为了补偿上述光缆的偏移。当移动板13被电机14驱动与纤维光缆一起垂直移动时，臂22a、22b和22c、同时由它们各自的电机21a，21b和21c驱动而按箭头C所指方向移动。每个臂的移动都借助于进给螺杆和固定螺母的组合来执行。换句话说，被电机21a（21b，21c）驱动旋转的螺杆21a′（21b′，21c′）和固定臂22a（22b，22c）上的螺母22a′（22b′，22c′）早就是互相啮合在一起的。臂22a由电机21a通过上述进给机构带动按箭头C方向移动。例如，当移动板13向上移动时，臂22a同步地被拉向电机21a，当移动板13向下移动时，臂22a同步地被推离电机21a。臂22a（22b，22c）的如此运动伴随着臂24a和19a（24b和19b，24c和19c）围绕支撑点26a沿箭头Q方向的转动。因此，可以使纤维光缆射出的光线对着实验物。换句话说，光线可以调焦对准实验物同时又不引起色温改变。辐照实验物28的光的色温调节可以按下述方法进行：当电机23a（23b，23c）转动进给螺杆24a（24b，24c）时，当进给螺杆24a螺纹啮合并固定到移动板上的螺母25a（25b、25c）沿着进给螺杆24a的自身长度移动，因此支撑纤维光缆18a的臂19a按箭头B指的方向移动，这样就调整了光的色温。举例来说，要把光的色温调节到接近红色，就把传送含有大量红色成分的光的纤缆光缆18a放得较接近实验物28，同时把其它的纤维光缆18b、18c放得远离实验物28。即任何所期望的光的色温都可利用调节实验物28与纤维光缆18a-18c的出射端之间的距离来实现。调节器27用来调节支撑板10的水平面，以使放在支撑板10下的实验物可以适当地暴露在光线下。在图2的情况下，暴露在光辐照下的实验物是一个动物，然而，实验物不限于动物，可以是其它各种活的生物，例如人、鱼、细胞等等都可以。另外，也可以在支撑板10下用放在实验盘（如图1所示）里的实验物做实验。

图3是解释把太阳光导入到上述纤维光缆中的太阳光收集器的实例结构图。如图3所示，太阳光收集器包括一透明的防护帽30、菲涅耳透镜31、透镜架32，太阳位置传感器33、由大量的光纤34组成的纤维光缆1、光缆架35、一个臂36，一脉冲电机37和由脉冲电机37驱动的水平转轴38、一支撑防护帽的底座39、脉冲电机40和由脉冲电机40驱动的垂直转轴41。

利用太阳位置传感器33检测太阳的方向并且用其检测信号控制电机37和40分别转动水平轴38和垂直轴41，以控制透镜31总是朝着太阳，被每个透镜31聚焦的太阳光通过置于透镜焦点上的每条光纤34的端面导入光纤中。位于各自透镜31上的光纤34集中起来捆在一起做为光缆1，把光缆1从太阳光收集器引出来送往任何需要的地方，在那里，光线被利用做关于活生物体对光反应的生物测定。

图4是说明怎样把太阳光导入到光纤里的示图。在图4中，31是菲涅耳透镜或类似元件;34是光纤，它接收被透镜31聚焦的太阳光，并通过它把接收的太阳光传送到任何需要的地方。在通过透镜系统聚焦太阳光的情况下，太阳象如图5所示，有一个几乎由白光组成的中心部分A和一个含有大量与透镜系统的焦点相对应波长的光成分的环形部分B。即在通过透镜系统聚焦太阳光的情况下，透镜的焦点和太阳象的大小依据光成光的波长成分不同而不同。例如，波长短的兰色光使直径为D₁的太阳象处于位置P₁，绿色光使直径为D₂的太阳象处于位置P₂，红色光使直径为D₃的太阳象处于位置P₃。因此，如图4所示，当光纤的光接收端面处于位置P₁时，在环形部分内能够收集到含有大量兰色成分的太阳光。当光纤的光接收端面处于位置P₂时，在园环部分内能够收到含有大量绿色成分的太阳光。当光纤的光接收端面处于位置P₃时，在园环部分内能够收到含有大量红色成分的太阳光。在每种情况下，光纤的直径可以依据所要收集的光的成分来选择。例如，根据所侧重的光线的颜色如兰色、绿色和红色，光纤所需要的直径分别是D₁、D_2和D3。用这样的方法，可以节省纤维光缆的需要量，而且因此可以最有效地收集含有大量所需颜色成分的太阳光。此外，如图4所示，如果光纤的光接收端面的直径增大到D₀，就能够在那里收集到含有所有波长成分的可见光。

光纤可以在制造厂家在太阳光收集器中相当于各自透镜的聚焦位置上予先把光纤的光接收端固定，也可以活动地装在太阳光收集器中，这样它们的光接收端的位置就可由用户根据所收集的光的颜色沿透镜的光轴方向进行附加的调整。

上述的说明很明显，根据本发明，可以提供一种具有可见光辐照设备辐照活实验物的生物测定装置。辐照所用的光能够改变它的能量强度和/或色温，或者固定它的能量强度和/或色温，因此，能用它准确有效地对活实验物进行实验，研究它们对光的反应。

Claims (4)

1、一生物测定装置，由一个有透明部分的底板、垂直装在所述底板上的立柱、活动地固定在所述垂直立柱上的移动板以及至少三条倾斜地装在所述移动板上的纤维光缆组成，其特征在于：在该生物测定装置中，是利用从纤维光缆的光出射端射出的光线对底板的透明部分下放置的实验物进行辐照来进行实验，三条纤维光缆中的一条提供含有大量红色谱成分的辐照光，另外一条提供含有大量兰色谱成分的辐照光，余下的一条提供含有大量绿色谱成分的辐照光，所述的每条纤维光缆都具有一装置，使它在移动板垂直移动的同时调节倾斜角，从而，使从光缆上射出的光线总是投向底板的透明部分。

2、依据权力要求1的生物测定装置，其特征在于：具有一些设施能分别将每条纤维光缆的光出射端相对底板的透明部分调整成某预定的倾斜角度。

3、依据权利要求1或2的生物测定装置，其特征在于：具有另外的纤维光缆，通过它出射相当于白色光的光，这白光穿过底板的透明部分辐射在实验物上。

4、依据权利要求1或2的生物测定装置，其特征在于：在底板上安装一照明强度传感器和/或一色温传感器，以使能根据照明强度传感器的输出信号控制移动板的垂直运动和/或根据色温传感器的信号控制底板的透明部分与每条纤维光缆的光出射端的距离。

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