CN109011192A - 一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置 - Google Patents

一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置，通过在治疗头光斑大小调节部的竖直方向设置有一个圆形槽，圆形槽内设置有呈竖直直线分布的四个红外传感器，在圆形槽的下方设置有一个缺口，激光发射部靠近缺口的位置设置有一圈数字，激光发射部顶端每个数字沿竖直方向的位置设置有数量不同的圆孔，每个数字对应的圆孔排列方式不同，根据圆孔的排列方式，四个红外传感器检测的结果不同，MCU根据红外线传感器检测的结果，可以将光斑直径显示出来；整个装置可以调节光斑直径大小，可以在治疗头上直观地看到光斑大小，可以准确的调节光斑大小，光斑直径调节范围大，并可以在显示屏上实时显示出来。

Description

一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置
技术领域
本发明涉及光学治疗医学领域，尤其涉及一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置。
背景技术
激光治疗仪采用光致爆破原理，即通过毫秒、微秒级的超脉冲时间，激光瞬间可以透过皮肤的表皮到达皮肤的深层，使皮肤内部的色素颗粒瞬间粉碎，粉碎的色素颗粒会被人体的巨噬细胞吞噬后，慢慢运走。激光祛斑的原理是通过激光照射皮肤表面的痣或者其他色素，将黑色素粉碎，不同症状以及不同面积的黑色素，需要采用不同的激光波长以及激光光斑大小，但是市面上的激光治疗仪大多都是通过调节聚光透镜的位置或者直接设置固定的光斑大小，这种设置通常会面临这种问题：在患者需要治疗的面积小于光斑大小时，激光会损坏治疗区以外的皮肤，在患者需要治疗的面积比光斑大小要大很多时，例如大面积的胎记，需要用光斑多次照射皮肤表面，这样治疗时间太长，市面上也有一些可以调节光斑大小的治疗仪，但是都是粗略的调节光斑大小，不能准确的调节，而且调节的范围也比较小，上述的几种情况激光治疗仪都不能根据患者需要治疗面积的大小来改变光斑的大小，现需一种可以根据用户治疗面积调节光斑大小、光斑直径调节范围大的控制装置。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种可以根据用户治疗面积调节光斑大小、光斑直径调节范围大的控制装置。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置，其包括治疗头、MCU、激光电源、5V电源和12V电源，其特征在于：还包括安装在治疗头内的四个红外传感器、信号采集电路和波长切换电路；
治疗头的形状为圆筒状，治疗头分为激光发射部和光斑大小调节部，激光发射部和光斑大小调节部可转动连接；
光斑大小调节部的竖直方向设置有一个圆形槽，圆形槽内设置有安装板，四个红外传感器呈竖直直线分布在安装板上，在圆形槽的下方设置有一个缺口；
激光发射部的底端设置有出光孔，激光发射部顶端伸入光斑调节部内，激光发射部靠近缺口的位置设置有一圈数字，光斑大小调节部的缺口正对着一个数字，激光发射部顶端每个数字沿竖直方向的位置设置有数量不同的圆孔，圆孔的位置正对红外传感器；
激光发射部的顶端设置有孔径调节器，孔径调节器包括固定在激光发射部的顶端的环形底板、至少六个沿环形底板圆周方向均匀分布的弧形叶片，以及连接弧形叶片和激光发射部内壁的连接杆，弧形叶片可转动固定在环形底板上，在环形底板上合围出直径可变化的透光孔；
四个红外传感器均与信号采集电路电性连接，信号采集电路、激光电源和波长切换电路均与MCU电性连接。
在以上技术方案的基础上，优选的，设置在激光发射部数字竖直位置上的圆孔数量不超过四个，每个数字竖直位置设置的圆孔排列方式都不同，每个数字对应一种圆孔的排列方式。
在以上技术方案的基础上，优选的，数字为0和2～10十个数字。
在以上技术方案的基础上，优选的，MCU的型号为STC15W4K60S4_LQFP32。
进一步优选的，信号调理电路包括压敏电阻RV1、三极管Q1、电阻R1；
压敏电阻RV1的一端与四个红外传感器电性连接，压敏电阻的另一端与三极管Q1的发射极电性连接，三极管Q1的基极与STC15W4K60S4_LQFP32的第27管脚电性连接，三极管Q1的集电极与电阻R1的一端电性连接，电阻R1的另一端与接地。
进一步优选的，波长切换电路包括电阻R2、电阻R3、电容C1、有极性电容C2、二极管D1、三极管Q2和继电器K1；
电阻R2的一端和STC15W4K60S4_LQFP32的第17管脚电性连接，电阻R2的一端分别与电阻R3的一端和三极管Q2的基极电性连接，电阻R3的另一端分别与三极管Q2的发射极和5V电源电性连接，三极管Q2的集电极分别与继电器K1的线圈接点和二极管D1的负极电性连接，继电器K1的另一个线圈接点和二极管D1的正极均接地，继电器K1的公共端、常开触点和常闭触点均与激光电源电性连接，电容C1的正极和有极性电容C2的正极均与5V电源电性连接，电容C1的负极和有极性电容C2的负极均接地。
进一步优选的，还包括冷却电路；
冷却电路包括：水流检测电路和水温检测电路；
水流检测电路和水温检测电路均与MCU电性连接。
更进一步优选的，水流检测电路包括：电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9和TLP521_4光耦合器U4；
电阻R4的一端、电阻R5的一端和电阻R6的一端分别和TLP521_4光耦合器U4的第1管脚、第3管脚和第5管脚一一对应电性连接，电阻R4的一端、电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、TLP521_4光耦合器U4的第4管脚和TLP521_4光耦合器U4的第6管脚分别与12V电源电性连接，TLP521_4光耦合器U4的第2管脚、第15管脚、第13管脚和第11管脚均接地，电阻R7的一端、电阻R8的一端和电阻R9的一端分别与TLP521_4光耦合器U4的第12管脚、第14管脚和第16管脚一一对应电性连接，电阻R7的另一端、电阻R8的另一端和电阻R9的另一端分别接5V电源，TLP521_4光耦合器U4的第12管脚、第14管脚和第16管脚分别与STC15W4K60S4_LQFP32的第21管脚、第20管脚和第15管脚一一对应电性连接。
更进一步优选的，水温检测电路包括：LM358运算放大器U5、温度传感器、电阻R10、电容C3、电容C4、有极性电容C5和电容C6；
LM358运算放大器U5的第8管脚分别与电容C3的正极、电容C4的正极、有极性电容C5的正极和5V电源电性连接，电容C3的负极、电容C4的负极、有极性电容C5的负极均接地，温度传感器的一端接地，温度传感器的另一端分别与电阻R10、电容C6的正极和LM358运算放大器U5的第3管脚电性连接，LM358运算放大器U5的第1管脚和第2管脚均与STC15W4K60S4_LQFP32的第4管脚电性连接，LM358运算放大器U5的第4管脚接地。
本发明的激光治疗仪光斑大小调节装置相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)通过在治疗头光斑大小调节部的竖直方向设置有一个圆形槽，圆形槽内设置有呈竖直直线分布的四个红外传感器，在圆形槽的下方设置有一个缺口，激光发射部靠近缺口的位置设置有一圈数字，激光发射部顶端每个数字沿竖直方向的位置设置有数量不同的圆孔，圆孔的位置正对红外传感器，光斑大小调节部的缺口正对着一个数字，每个数字是光斑的直径大小，可以在转动治疗头时，通过孔径调节器改变光斑的大小，通过改变四个红外传感器与圆孔的对应位置，改变红外传感器检测的结果，MCU根据红外线传感器检测的结果，可以将光斑直径显示出来；
(2)整个装置可以调节光斑直径大小，可以在治疗头上直观地看到光斑大小，可以准确的调节光斑大小，光斑直径调节范围大，并可以在显示屏上实时显示出来。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种激光治疗仪的治疗头的正视图；
图2为本发明一种激光治疗仪治疗头的激光发射部的正视图；
图3为本发明一种激光治疗仪激光发射部内的孔径调节器的结构图；
图4为本发明一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置的结构图；
图5为本发明一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置的信号采集电路图；
图6为本发明一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置的波长切换电路；
图7本发明一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置中实施例二冷却电路中的水流检测电路图；
图8本发明一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置中实施例二冷却电路中的水温检测电路图；
图9本发明一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置中实施例三的RS232电平转换电路图；
图10本发明一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置中STC15W4K60S4_LQFP32的引脚图。
图中，1-激光发射部，11-出光孔，12-圆孔，13-孔径调节器，131-环形底板，132-弧形叶片，133-连接杆，134-透光孔，2-光斑调节部，21-圆形槽，22-缺口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例一、
如图4所示，本发明的一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置，其包括治疗头、MCU、红外传感器、信号采集电路、波长切换电路和激光电源。
治疗头，将激光导入治疗头内，方便随时移动。治疗头的形状为圆筒状，治疗头分为激光发射部1和光斑大小调节部2，激光发射部1顶端伸入光斑调节部2内，与光斑大小调节部2可转动连接；如图2所示，光斑大小调节部2的竖直方向设置有一个圆形槽21，圆形槽21内设置有安装板，四个红外传感器呈竖直直线分布在安装板上，在圆形槽21的下方设置有一个缺口22；激光发射部1的底端设置有出光孔11，激光发射部1靠近缺口22的位置均匀设置有一圈数字，每个数字上方沿竖直方向设置均匀设置有最多四个圆孔12，每个数字上方的圆孔12排列顺序不一样，圆孔12的位置正对红外传感器，光斑大小调节部2的缺口22正对着一个数字，表示当前光斑直径大小为缺口正对的数字，如图2所示，缺口对应数字10，表示当前光斑直径大小为10mm；激光发射部1的顶端设置有孔径调节器13，如图3所示，孔径调节器13包括固定在激光发射部的顶端的环形底板131、至少六个沿环形底板圆周方向均匀分布的弧形叶片132，以及连接弧形叶片132和激光发射部1内壁的连接杆133，弧形叶片132可转动固定在环形底板131上，在环形底板131上合围出直径可变化的透光孔134。当一束激光穿过透光孔134时，将缺口22转动到某一数字时，连接杆133推动弧形叶片132做顺时针或逆时针转动，改变透光孔134的大小，进而改变光斑直径的大小；有的红外传感器的上方没有圆孔12，此时红外线传感器显示数据“1”，有的红外线传感器的上方设置有圆孔12，红外传感器就可以检测到红外线，此时红外线传感器显示“0”，根据圆孔12的排列方式，四个红外传感器可以产生不同的二进制码，将二进制码传给MCU，MCU可以知晓当前光斑大小，并将光斑直径大小显示在显示屏上，方便查看。
本实施例中MCU的型号是STC15W4K60S4_LQFP32，如图10所示，STC15W4K60S4_LQFP32的引脚图。
信号采集电路，将四个传感器采集结果整合成一个脉冲信号，即二进制码，将二进制码传给MCU进行显示。如图5所示，信号采集电路包括：压敏电阻RV1、三极管Q1、电阻R1；压敏电阻RV1的一端与四个红外传感器电性连接，压敏电阻的另一端与三极管Q1的发射极电性连接，三极管Q1的基极与STC15W4K60S4_LQFP32的第27管脚电性连接，三极管Q1的集电极与电阻R1的一端电性连接，电阻R1的另一端与接地。
波长切换电路，根据用户的需要在1064nm和532nm之间任意切换。如图6所示，波长切换电路包括：压敏电阻RV1、三极管Q1、电阻R1；压敏电阻RV1的一端与四个红外传感器电性连接，压敏电阻的另一端与三极管Q1的发射极电性连接，三极管Q1的基极与STC15W4K60S4_LQFP32的第27管脚电性连接，三极管Q1的集电极与电阻R1的一端电性连接，电阻R1的另一端与接地。
实施例二、
在实施例一的基础上，如图4所示，本发明一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置还包括冷却电路。
冷却电路，利用水循环给激光治疗仪散热。冷却电路包括：冷却电路包括：水流检测电路和水温检测电路；水流检测电路和水温检测电路均与MCU电性连接。如图7所示，水流检测电路包括：电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9和TLP521_4光耦合器U4；电阻R4的一端、电阻R5的一端和电阻R6的一端分别和TLP521_4光耦合器U4的第1管脚、第3管脚和第5管脚一一对应电性连接，电阻R4的一端、电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、TLP521_4光耦合器U4的第4管脚和TLP521_4光耦合器U4的第6管脚分别与12V电源电性连接，TLP521_4光耦合器U4的第2管脚、第15管脚、第13管脚和第11管脚均接地，电阻R7的一端、电阻R8的一端和电阻R9的一端分别与TLP521_4光耦合器U4的第12管脚、第14管脚和第16管脚一一对应电性连接，电阻R7的另一端、电阻R8的另一端和电阻R9的另一端分别接5V电源，TLP521_4光耦合器U4的第12管脚、第14管脚和第16管脚分别与STC15W4K60S4_LQFP32的第21管脚、第20管脚和第15管脚一一对应电性连接。
如图8所示，水温检测电路包括：LM358运算放大器U5、温度传感器、电阻R10、电容C3、电容C4、有极性电容C5和电容C6；LM358运算放大器U5的第8管脚分别与电容C3的正极、电容C4的正极、有极性电容C5的正极和5V电源电性连接，电容C3的负极、电容C4的负极、有极性电容C5的负极均接地，温度传感器的一端接地，温度传感器的另一端分别与电阻R10、电容C6的正极和LM358运算放大器U5的第3管脚电性连接，LM358运算放大器U5的第1管脚和第2管脚均与STC15W4K60S4_LQFP32的第4管脚电性连接，LM358运算放大器U5的第4管脚接地。
实施例三、
在实施例一或二的基础上，本发明一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置还包括RS232电平转换电路。
RS232电平转换电路，将TTL/CMOS电平与RS232标准电平相互转换，实现全双工式的数据交换方式。如图9所示，RS232电平转换电路包括：MAX232ACSE、电阻11、电阻12、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、优恩半导体TVS1和优恩半导体TVS2；电容C7的两端分别与MAX232ACSE的第1管脚和第3管脚电性连接，电容C8的两端分别与MAX232ACSE的第4管脚和第5管脚电性连接，电容C9的负极与MAX232ACSE的第2管脚电性连接，电容C9的正极和电容C10的负极均接地，电容C10的正极和MAX232ACSE的第16管脚分别与12V电源电性连接，电阻11的一端与MAX232ACSE的第14管脚电性连接，电阻R11的另一端分别与优恩半导体的第1管脚和激光电源电性连接，电阻R12的一端和MAX232ACSE的第13管脚电性连接，电阻R12的另一端分别与激光电源和优恩半导体TVS2的第2管脚电性连接，优恩半导体TVS1的第2管脚接地，优恩半导体TVS2的第1管脚与电容C11的负极电性连接，电容C11的正极与MAX232ACSE的第6管脚电性连接，MAX232ACSE的第10管脚和第15管脚均接地，MAX232ACSE的第11管脚和第12管脚分别与STC15W4K60S4_LQFP32的第2管脚和第1管脚顺次一一对应连接，MAX232ACSE的第8管脚和第10管脚均接地。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置，其包括治疗头、MCU、激光电源、5V电源和12V电源，其特征在于：还包括安装在治疗头内的四个红外传感器、信号采集电路和波长切换电路；
所述治疗头的形状为圆筒状，治疗头分为激光发射部(1)和光斑大小调节部(2)，激光发射部(1)和光斑大小调节部(2)可转动连接；
所述光斑大小调节部(2)的竖直方向设置有一个圆形槽(21)，圆形槽(21)内设置有安装板，四个红外传感器呈竖直直线分布在安装板上，在圆形槽(21)的下方设置有一个缺口(22)；
所述激光发射部(1)的底端设置有出光孔(11)，激光发射部顶端伸入光斑调节部内，激光发射部(1)靠近缺口(22)的位置设置有一圈数字，光斑大小调节部(2)的缺口(22)正对着一个数字，激光发射部(1)顶端每个数字沿竖直方向的位置设置有数量不同的圆孔(12)，圆孔(12)的位置正对红外传感器；
所述激光发射部(1)的顶端设置有孔径调节器(13)，孔径调节器(13)包括固定在激光发射部(1)的顶端的环形底板(131)、至少六个沿环形底板圆周方向均匀分布的弧形叶片(132)，以及连接弧形叶片(132)和激光发射部(1)内壁的连接杆(133)，弧形叶片(132)可转动固定在环形底板(131)上，在环形底板(131)上合围出直径可变化的透光孔(134)；
所述四个红外传感器均与信号采集电路电性连接，信号采集电路、激光电源和波长切换电路均与MCU电性连接。
2.如权利要求1所述的一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置，其特征在于：所述设置在激光发射部(1)数字竖直位置上的圆孔(12)数量不超过四个，每个数字竖直位置设置的圆孔(12)排列方式都不同，每个数字对应一种圆孔(12)的排列方式。
3.如权利要求1所述的一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置，其特征在于：所述数字为0和2～10十个数字。
4.如权利要求1所述的一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置，其特征在于：所述MCU的型号为STC15W4K60S4_LQFP32。
5.如权利要求4所述的一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置，其特征在于：所述信号调理电路包括压敏电阻RV1、三极管Q1、电阻R1；
所述压敏电阻RV1的一端与四个红外传感器电性连接，压敏电阻的另一端与三极管Q1的发射极电性连接，三极管Q1的基极与STC15W4K60S4_LQFP32的第27管脚电性连接，三极管Q1的集电极与电阻R1的一端电性连接，电阻R1的另一端与接地。
6.如权利要求4所述的一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置，其特征在于：所述波长切换电路包括电阻R2、电阻R3、电容C1、有极性电容C2、二极管D1、三极管Q2和继电器K1；
所述电阻R2的一端和STC15W4K60S4_LQFP32的第17管脚电性连接，电阻R2的一端分别与电阻R3的一端和三极管Q2的基极电性连接，电阻R3的另一端分别与三极管Q2的发射极和5V电源电性连接，三极管Q2的集电极分别与继电器K1的线圈接点和二极管D1的负极电性连接，继电器K1的另一个线圈接点和二极管D1的正极均接地，继电器K1的公共端、常开触点和常闭触点均与激光电源电性连接，电容C1的正极和有极性电容C2的正极均与5V电源电性连接，电容C1的负极和有极性电容C2的负极均接地。
7.如权利要求4所述的一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置，其特征在于：还包括冷却电路；
所述冷却电路包括：水流检测电路和水温检测电路；
所述水流检测电路和水温检测电路均与MCU电性连接。
8.如权利要求7所述的一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置，其特征在于：所述水流检测电路包括：电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9和TLP521_4光耦合器U4；
所述电阻R4的一端、电阻R5的一端和电阻R6的一端分别和TLP521_4光耦合器U4的第1管脚、第3管脚和第5管脚一一对应电性连接，电阻R4的一端、电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、TLP521_4光耦合器U4的第4管脚和TLP521_4光耦合器U4的第6管脚分别与12V电源电性连接，TLP521_4光耦合器U4的第2管脚、第15管脚、第13管脚和第11管脚均接地，电阻R7的一端、电阻R8的一端和电阻R9的一端分别与TLP521_4光耦合器U4的第12管脚、第14管脚和第16管脚一一对应电性连接，电阻R7的另一端、电阻R8的另一端和电阻R9的另一端分别接5V电源，TLP521_4光耦合器U4的第12管脚、第14管脚和第16管脚分别与STC15W4K60S4_LQFP32的第21管脚、第20管脚和第15管脚一一对应电性连接。
9.如权利要求7所述的一种激光治疗仪光斑直径调节控制装置，其特征在于：所述水温检测电路包括：LM358运算放大器U5、温度传感器、电阻R10、电容C3、电容C4、有极性电容C5和电容C6；
所述LM358运算放大器U5的第8管脚分别与电容C3的正极、电容C4的正极、有极性电容C5的正极和5V电源电性连接，电容C3的负极、电容C4的负极、有极性电容C5的负极均接地，温度传感器的一端接地，温度传感器的另一端分别与电阻R10、电容C6的正极和LM358运算放大器U5的第3管脚电性连接，LM358运算放大器U5的第1管脚和第2管脚均与STC15W4K60S4_LQFP32的第4管脚电性连接，LM358运算放大器U5的第4管脚接地。
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