CN105268110B - 黄疸光疗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明有关于一种黄疸光疗装置，解决习知黄疸光疗装置在使用时，其所发出的蓝光经过灯罩或是保温箱的箱体时，会造成部分蓝光反射，导致光疗效率降低的缺失。本发明包括一本体，界定一治疗空间；一发光单元，用以发出一蓝光朝向该治疗空间，而与该治疗空间之间有一照射路径；一个以上遮蔽层，例如灯罩或保温箱的遮盖等，该遮蔽层位在该照射路径上，在所述遮蔽层上有一抗反射膜，用以供该蓝光穿透。借此，使该蓝光能几近几近百分之百地穿透过该遮蔽层，缩短具黄疸症状的新生儿其照射蓝光的时间，提升光疗效率。
Description
技术领域
本发明有关于一种黄疸光疗装置，尤指一种蓝光可以几近百分之百穿透的黄疸光疗装置。
背景技术
按，常见的新生儿黄疸是指新生儿体内胆红素过高而引起的一组疾病，严重时可导致新生儿神经统受损引发胆红素脑病，影响新生儿智力发育；由于胆红素能够吸收光线，因此可通过光线照射加速游离胆红素氧化分解，促进胆红素清除和排泄，降低血清未结合胆红素浓度，以防止核黄疸的发生；而研究显示，蓝光LED的波长是目前最适合用来作为新生儿黄疸治疗的光源。
目前针对黄疸而须以光疗照顾的新生儿所使用的机构是将背照式黄疸光疗床或上照式黄疸光疗灯与保温箱做结合，让新生儿可以在恒温的保温箱中接受照射蓝光的治疗；然而，新生儿在光疗的过程中，由于背照式黄疸光疗床的躺卧板、上照式黄疸光疗灯的灯罩以及保温箱的箱体皆会造成部分蓝光反射，因此即便使用能照射较大面积的上照式黄疸光疗灯，其照光治疗的时间仍需要48至72小时，住院时间需长达2至5天，故在疗程时间很长的情况下，往往会造成新生儿父母心中的焦虑。
发明内容
有鉴于此，为了提高照光效率，缩短光疗时间，本发明提出一种黄疸光疗装置，在光行路径上的屏蔽涂布或蒸镀抗反射膜。根据薄膜光学理论所设计的抗反射膜，通常是采用低、高折射率两种材料，以交互堆叠成膜堆型态完成安排；但是此种传统抗反射膜的设计，使用于大入射角度时，低反射率的光谱范围通常无法宽广，导致全区域整体的光谱特性不佳，本发明进一步使用全区域搜寻算法来进行优化处理，期使能够符合在特定入射角度与光谱范围内反射率R接近0%的要求。
为达上述目的，本发明的解决方案是：
一种黄疸光疗装置，包含有：
一本体，该本体界定一治疗空间；
一发光单元，朝向该治疗空间，该发光单元与该治疗空间之间有一照射路径，该发光单元用以发出一蓝光，该蓝光的波长介于425纳米至475纳米之间；
一个以上遮蔽层，位在该照射路径上，所述遮蔽层有一抗反射膜，用以供该蓝光穿透，该抗反射膜由低折射率材料与高折射率材料形成多层交相堆叠形态，且至少有一层的厚度为四分之一的一设定中心波长的整数倍，该设定中心波长介于该蓝光波长之间。
进一步，该设定中心波长为460纳米。
进一步，前述低折射率材料与高折射率材料共有五层，其中有一层的厚度为四分之一的该设定中心波长的整数倍，又该蓝光进入该抗反射膜的入射角度为0度至20度之间。
进一步，前述低折射率材料与高折射率材料共有六层，其中有两层的厚度为四分之一的该设定中心波长的整数倍，又该蓝光进入该抗反射膜的入射角度为0度至25度之间。
进一步，前述低折射率材料为冰晶石（Na3AlF6）、氟化镁（MgF2）或二氧化硅（SiO2）其中之一。
进一步，前述高折射率材料为二氧化钛（TiO2）、硫化锌（ZnS）、二氧化铈（CeO2）或二氧化锆（ZrO2）其中之一。
进一步，该遮蔽层为该发光单元的一灯罩，该灯罩有两相对的罩面位在该照射路径上，前述罩面有该抗反射膜。
进一步，该遮蔽层为连接在该本体上的一遮盖，该遮盖用以遮蔽该治疗空间，该遮盖有两相对的盖面位在该照射路径上，前述盖面有该抗反射膜。
进一步，该遮蔽层为设置在该本体上的一承接座，该承接座有两相对的座面位在该照射路径上，前述座面有该抗反射膜。
本发明的功效在于：
1、本发明借由在前述遮蔽层上涂布或蒸镀前述抗反射膜，使该发光单元所发出的蓝光能几近百分之百地穿透过前述遮蔽层，到达该治疗空间。
2、本发明因能有效提高照射蓝光的效率，故能使具有黄疸症状的新生儿在照射蓝光时的时间大幅减缩，亦即能达到降低成本的功效。
3、本发明设计简单，却能有效改善目前具有黄疸症状的新生儿在照射蓝光时，其照射时间过长的缺点。
附图说明
图1为本发明第一实施例的构造剖视图；
图2为本发明第二实施例的构造剖视图；
图3为本发明第三实施例的构造剖视图；
图4为本发明抗反射膜的构造剖视图；
图5为本发明具有五层的抗反射膜的构造剖视图，在石英上依序以高、低折射率材料交相堆叠；
图6为本发明具有五层的抗反射膜于入射角为20度时的反射率光谱图；
图7为本发明具有五层的抗反射膜的构造剖视图，在石英上依序以低、高折射率材料交相堆叠；
图8为本发明具有五层的抗反射膜于入射角为20度时的反射率光谱图；
图9为本发明具有六层的抗反射膜的构造剖视图，在石英上依序以低、高折射率材料交相堆叠；
图10为本发明具有六层的抗反射膜于入射角为25度时的反射率光谱图；
图11为本发明具有六层的抗反射膜的构造剖视图，在石英上依序以高、低折射率材料交相堆叠；
图12为本发明具有六层的抗反射膜于入射角为25度时的反射率光谱图。
【符号说明】
1 保温箱本体 11 治疗空间
12 躺卧区 2 发光单元
21 光源 22 灯罩
221 罩面 3 抗反射膜
4 本体 41 遮盖
411 盖面 42 治疗空间
43 躺卧区 5 发光单元
6 抗反射膜 7 保温箱本体
71 底座 72 治疗空间
73 承接座 731 座面
8 发光单元 9 抗反射膜
B 石英
H1 第一层高折射率材料
L2 第二层低折射率材料
H3 第三层高折射率材料
L4 第四层低折射率材料
H5 第五层高折射率材料
L1 第一层低折射率材料
H2 第二层高折射率材料
L3 第三层低折射率材料
H4 第四层高折射率材料
L5 第五层低折射率材料
L1Ａ 第一层低折射率材料
H2Ａ 第二层高折射率材料
L3Ａ 第三层低折射率材料
H4Ａ 第四层高折射率材料
L5Ａ 第五层低折射率材料
H6Ａ 第六层高折射率材料
H1Ａ 第一层高折射率材料
L2Ａ 第二层低折射率材料
H3Ａ 第三层高折射率材料
L4Ａ 第四层低折射率材料
H5Ａ 第五层高折射率材料
L6Ａ 第六层低折射率材料。
具体实施方式
综合上述技术特征，本发明黄疸光疗装置的主要功效将可于下述实施例清楚呈现。
首先，请先参阅图1所示，为本发明的第一实施例，包含有：一保温箱本体1，该保温箱本体1界定有一治疗空间11，而在该治疗空间11中设有一躺卧区12，供具有黄疸症状的新生儿躺卧；一发光单元2，设置在该保温箱本体1内部的上方，该发光单元2与该治疗空间11之间有一照射路径，该发光单元2有一光源21朝向该治疗空间11并且照射在该躺卧区12，以对躺卧在该躺卧区12上具有黄疸症状的新生儿进行光疗，该光源21用以发出一蓝光，该蓝光的波长介于425纳米至475纳米之间；一个以上遮蔽层，位在该照射路径上，于本实施例中所述遮蔽层为该发光单元2的一灯罩22，该灯罩22可以透明的石英、玻璃或是塑料材质的其中一种，该灯罩22有两相对的罩面221位在该照射路径上，前述罩面221各涂布或蒸镀有一抗反射膜3，使该光源21所发出的蓝光在经过该灯罩22时不会产生反射，而能几近百分之百地穿透过该灯罩22，有效提高照射蓝光的效率，让具有黄疸症状的新生儿在照射蓝光时的时间可大幅减缩。
请参阅图2所示，为本发明的第二实施例，包含有一本体4、一发光单元5及一个以上遮蔽层，于本实施例中所述遮蔽层为连接在该本体4上的一遮盖41，该遮盖41可以为透明的石英、玻璃或是塑料材质的其中一种；该本体4界定一治疗空间42，该遮盖41用以遮蔽该治疗空间42，并在该治疗空间42中设有一躺卧区43，供具有黄疸症状的新生儿躺卧；该发光单元5设置在该遮盖41的上方，该发光单元5与该治疗空间42之间有一照射路径，该发光单元5朝向该治疗空间42并且照射在该躺卧区43，以对躺卧在该躺卧区43上具有黄疸症状的新生儿进行光疗，该发光单元5用以发出一蓝光，该蓝光的波长介于425纳米至475纳米之间；前述遮盖41有两相对的盖面411位在该照射路径上，前述盖面411各涂布或蒸镀有一抗反射膜6，使该发光单元5所发出的蓝光在经过该遮盖41时不会产生反射，而能几近百分之百地穿透过该遮盖41，有效提高照射蓝光的效率，让具有黄疸症状的新生儿在照射蓝光时的时间可大幅减缩。
请参阅图3所示，为本发明的第三实施例，包含有：一保温箱本体7，该保温箱本体7有一底座71，并在该底座71上方界定有一治疗空间72；一发光单元8，内嵌在该底座71，并朝向该治疗空间72，该发光单元8与该治疗空间72之间有一照射路径，该发光单元8用以发出一蓝光，该蓝光的波长介于425纳米至475纳米之间，而在该底座71上设置有一承接座73，该承接座73位在该发光单元8的上方，且为一躺卧区，供具有黄疸症状的新生儿躺卧在其上；一个以上遮蔽层，于本实施例中所述遮蔽层为该承接座73，该承接座73可以为透明的石英、玻璃或是塑料材质的其中一种，该承接座73有两相对的座面731位在该照射路径上，前述座面731各涂布或蒸镀有一抗反射膜9，使该发光单元8所发出的蓝光在经过该承接座73时不会产生反射，而能几近百分之百地穿透过该承接座73，有效提高照射蓝光的效率，让具有黄疸症状的新生儿在照射蓝光时的时间可大幅减缩。
再请参阅图4所示，前述第一实施例、第二实施例及第三实施例中的抗反射膜由低折射率材料L与高折射率材料H形成多层交相堆叠形态，且至少有一层的厚度为四分之一的一设定中心波长λo的整数倍，该设定中心波长λo介于该蓝光波长之间。其中前述低折射率材料L为冰晶石（Na3AlF6）、氟化镁（MgF2）或二氧化硅（SiO2）其中之一，而前述高折射率材料H则为二氧化钛（TiO2）、硫化锌（ZnS）、二氧化铈（CeO2）或二氧化锆（ZrO2）其中之一。
本发明在模拟测试前述抗反射膜时，将该抗反射膜涂布或蒸镀在一基板的两相对表面上，该基板可以透明的石英、玻璃或是塑料材质，本发明采用石英为基板，并以波长介于425纳米至475纳米之间的前述蓝光照射该抗反射膜；由于该抗反射膜针对波长介于425纳米至475纳米之间的前述蓝光所设计，因此选择适用于此波段的低折射率材料氟化镁（折射率为1.386）与高折射率材料二氧化钛（折射率为2.568），且该设定中心波长λo为460纳米。
以前述低折射率材料与高折射率材料共有五层为例，揭露两种镀膜设计；请参阅图5所示，第一种镀膜设计在石英B上依序涂布或蒸镀一第一层高折射率材料H1、一第二层低折射率材料L2、一第三层高折射率材料H3、一第四层低折射率材料L4及一第五层高折射率材料H5，该第五层高折射率材料H5与空气接触，其中该第一层高折射率材料H1的膜厚为0.05λo，该第二层低折射率材料L2的膜厚为0.096λo，该第三层高折射率材料H3的膜厚为0.5λo，该第四层低折射率材料L4的膜厚为0.18λo，该第五层高折射率材料H5的膜厚为0.021λo，于此设计中使该第三层高折射率材料H3的膜厚为四分之一的该设定中心波长λo的整数倍；测试结果其反射率光谱特性在该蓝光进入该抗反射膜的入射角度为0度至20度之间的范围内，该蓝光的穿透率高达99.81%至100%，其中入射角度为0度至15度之间的范围内，该蓝光的穿透率更可达100%；请参阅图6所示，为入射角度为20度时的反射率光谱图，显见波长为425纳米至475纳米的该蓝光的反射率几近0%。
请参阅图7所示，第二种镀膜设计是在石英B上依序涂布或蒸镀一第一层低折射率材料L1、一第二层高折射率材料H2、一第三层低折射率材料L3、一第四层高折射率材料H4及一第五层低折射率材料L5，该第五层低折射率材料L5与空气接触，其中该第一层低折射率材料L1的膜厚为0.5λo，该第二层高折射率材料H2的膜厚为0.067λo，该第三层低折射率材料L3的膜厚为0.124λo，该第四层高折射率材料H4的膜厚为0.106λo，该第五层低折射率材料L5的膜厚为0.284λo，于此设计中使该第一层低折射率材料L1的膜厚为四分之一的该设定中心波长λo的整数倍；测试结果其反射率光谱特性在该蓝光进入该抗反射膜的入射角度为0度至20度之间的范围内，该蓝光的穿透率高达99.957%至100%，其中入射角度为0度至15度之间的范围内，该蓝光的穿透率更可达100%；请参阅图8所示，入射角度为20度时的反射率光谱图，显见波长为425纳米至475纳米的该蓝光的反射率几近0%。
再以前述低折射率材料与高折射率材料共有六层为例，同样揭露两种镀膜设计；请参阅图9所示，第一种镀膜设计是在石英B上依序涂布或蒸镀一第一层低折射率材料L1Ａ、一第二层高折射率材料H2Ａ、一第三层低折射率材料L3Ａ、一第四层高折射率材料H4Ａ、一第五层低折射率材料L5Ａ及一第六层高折射率材料H6Ａ，该第六层高折射率材料H6Ａ与空气接触，其中该第一层低折射率材料L1Ａ的膜厚为0.5λo，该第二层高折射率材料H2Ａ的膜厚为0.074λo，该第三层低折射率材料L3Ａ的膜厚为0.118λo，该第四层高折射率材料H4Ａ的膜厚为0.117λo，该第五层低折射率材料L5Ａ的膜厚为0.25λo，该第六层高折射率材料H6Ａ的膜厚为0.01λo，于此设计中使该第一层低折射率材料L1Ａ与该第五层低折射率材料L5Ａ的膜厚为四分之一的该设定中心波长λo的整数倍；测试结果其反射率光谱特性在该蓝光进入该抗反射膜的入射角度为0度至25度之间的范围内，该蓝光的穿透率高达99.921%至100%，其中入射角度为0度至15度之间的范围内，该蓝光的穿透率更可达100%；请参阅图10所示，入射角度为25度时的反射率光谱图，显见波长为425纳米至475纳米的该蓝光的反射率几近0%。
请参阅图11所示，第二种镀膜设计在石英B上依序涂布或蒸镀一第一层高折射率材料H1Ａ、一第二层低折射率材料L2Ａ、一第三层高折射率材料H3Ａ、一第四层低折射率材料L4Ａ、一第五层高折射率材料H5Ａ及一第六层低折射率材料L6Ａ，该第六层低折射率材料L6Ａ则与空气接触，其中该第一层高折射率材料H1Ａ的膜厚为0.061λo，该第二层低折射率材料L2Ａ的膜厚为0.098λo，该第三层高折射率材料H3Ａ的膜厚为0.25λo，该第四层低折射率材料L4Ａ的膜厚为0.034λo，该第五层高折射率材料H5Ａ的膜厚为0.154λo，该第六层低折射率材料L6Ａ的膜厚为0.25λo，于此设计中使该第三层高折射率材料H3Ａ与该第六层低折射率材料L6Ａ的膜厚为四分之一的该设定中心波长λo的整数倍；测试结果其反射率光谱特性在该蓝光进入该抗反射膜的入射角度为0度至25度之间的范围内，该蓝光的穿透率高达99.952%至100%，其中入射角度为0度至15度之间的范围内，该蓝光的穿透率更可达100%；请参阅图12所示，为入射角度为25度时的反射率光谱图，显见波长为425纳米至475纳米的该蓝光的反射率几近0%。
本发明的黄疸光疗装置，借由在该发光单元与躺卧在该治疗空间中具有黄疸症状的新生儿间的遮蔽层上涂布或蒸镀该抗反射膜，使该发光单元所发出的蓝光可以几近百分之百的穿透过前述遮蔽层，而在不增加该发光单元的功率消耗的情况下，能够大幅提升整体光疗效率，而减少具有黄疸症状的新生儿的照光治疗时间，故本发明确实兼顾医疗效果的提升与节能减碳的要求，进而对具有黄疸症状的新生儿的照光医疗护理有实质显著的改善。
综合上述实施例的说明，当可充分了解本发明的操作、使用及本发明产生的功效，惟以上所述实施例仅为本发明的较佳实施例，当不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及发明说明内容所作简单的等效变化与修饰，皆属本发明涵盖的范围内。
Claims (5)
1.一种黄疸光疗装置，其特征在于，包含有：
一本体，该本体界定一治疗空间；
一发光单元，朝向该治疗空间，该发光单元与该治疗空间之间有一照射路径，该发光单元用以发出一蓝光，该蓝光的波长介于425纳米至475纳米之间；
一个以上遮蔽层，位在该照射路径上，所述遮蔽层有一抗反射膜，用以供该蓝光穿透，该抗反射膜由低折射率材料与高折射率材料形成多层交相堆叠形态，且至少有一层的厚度为四分之一的一设定中心波长的整数倍，该设定中心波长介于该蓝光波长之间，该低折射率材料为氟化镁，该氟化镁之折射率为1.386，该高折射率材料为二氧化钛，该二氧化钛之折射率为2.568；
该抗反射膜选自下列四种镀膜之任一种:
第一种镀膜之第一层高折射率材料的膜厚为0.05该设定中心波长，第二层低折射率材料的膜厚为0.096该设定中心波长，第三层高折射率材料的膜厚为0.5该设定中心波长，第四层低折射率材料的膜厚为0.18该设定中心波长，第五层高折射率材料的膜厚为0.021该设定中心波长，又该蓝光进入该抗反射膜的入射角度为0度至20度之间；
第二种镀膜之第一层低折射率材料的膜厚为0.5该设定中心波长，第二层高折射率材料的膜厚为0.067该设定中心波长，第三层低折射率材料的膜厚为0.124该设定中心波长，第四层高折射率材料的膜厚为0.106该设定中心波长，第五层低折射率材料的膜厚为0.284该设定中心波长，又该蓝光进入该抗反射膜的入射角度为0度至20度之间；
第三种镀膜之第一层低折射率材料的膜厚为0.5该设定中心波长，第二层高折射率材料的膜厚为0.074该设定中心波长，第三层低折射率材料的膜厚为0.118该设定中心波长，第四层高折射率材料的膜厚为0.117该设定中心波长，第五层低折射率材料的膜厚为0.25该设定中心波长，第六层高折射率材料的膜厚为0.01该设定中心波长，又该蓝光进入该抗反射膜的入射角度为0度至25度之间；
第四种镀膜之第一层高折射率材料的膜厚为0.061该设定中心波长，第二层低折射率材料的膜厚为0.098该设定中心波长，第三层高折射率材料的膜厚为0.25该设定中心波长，第四层低折射率材料的膜厚为0.034该设定中心波长，第五层高折射率材料的膜厚为0.154该设定中心波长，第六层低折射率材料的膜厚为0.25该设定中心波长，又该蓝光进入该抗反射膜的入射角度为0度至25度之间。
2.如权利要求1所述的黄疸光疗装置，其特征在于：该设定中心波长为460纳米。
3.如权利要求1所述的黄疸光疗装置，其特征在于：该遮蔽层为该发光单元的一灯罩，该灯罩有两相对的罩面位在该照射路径上，前述罩面有该抗反射膜。
4.如权利要求1所述的黄疸光疗装置，其特征在于：该遮蔽层为连接在该本体上的一遮盖，该遮盖用以遮蔽该治疗空间，该遮盖有两相对的盖面位在该照射路径上，前述盖面有该抗反射膜。
5.如权利要求1所述的黄疸光疗装置，其特征在于：该遮蔽层为设置在该本体上的一承接座，该承接座有两相对的座面位在该照射路径上，前述座面有该抗反射膜。
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