CN115666715A - 光疗可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

一种提供光疗提供给穿戴者的可穿戴设备，包括至少一个织物面板，其内表面在可穿戴设备穿戴时配置为朝向穿戴者的皮肤，以及至少一个侧发射光纤粘附在内表面上。侧发射光纤与光纤光源光连接，并配置为将具有治疗波长的光投射到可穿戴设备的穿戴者。当粘附在织物面板上时，侧发射光纤可根据侧发射光纤的入射光功率和侧发射光纤的平均衰减来确定其长度，单位为米。

Description

光疗可穿戴设备

背景技术

临床研究已经证明了红光和红外光治疗的增效和预防益处。已发现红光和红外光可以增加流向肌肉和关节的血液，这些除了提供增加柔韧性外还可以产生抗炎反应。肌肉和关节处的僵硬和酸痛已被证明显著降低，同时通过使用红光和红外光改善肌肉收缩功能。

红光和红外光治疗除了广泛应用于医疗水疗中心和理疗店外，还被专业运动员所利用。同样，在高端消费市场，光疗的认知和应用也在增长。

基于这种趋势，社交媒体中出现了大量非基于光的包裹和衣袖，带有支持抗炎和肌肉恢复的信息。虽然价格合理且容易获得，但这些产品只能暂时缓解症状，几乎没有康复或预防的益处。

美国专利US 4，234，907公开了一种由发光织物制成的服装。但是，该专利将这种服装描述为时尚物品或安全服装，当穿着者希望被看到时向外发光。美国专利申请公布US2007/0089800A1公开了一种服装系统，其中包括被集成的基础部件用于监测个人生命体征和其他监测目的。上述专利文献均未公开用于向服装的穿戴者传递治疗波长的光的服装。

发明内容

基于上述，一种用于提供光疗给穿戴者的可穿戴设备包括：至少一个织物面板，包括内表面且所述内表面当所述可穿戴设备被穿戴时被配置为朝向穿戴者的皮肤，还有与所述内表面相对的外表面和被刺绣到所述内表面和所述外表面中的至少一个的至少一个侧发射光纤。所述侧发射光纤光学地连接光纤光源且被配置为投射具有治疗波长的光朝着所述可穿戴设备的穿戴者。

附加于或者可替代于上述的所述可穿戴设备，用于提供光疗给所述可穿戴设备的穿戴者的可穿戴设备包括：被粘附到所述内表面和所述外表面中的至少一个的至少一个侧发射光纤。所述至少一个侧发射光纤可以具有允许的弯曲半径，其是最小半径从而使得所述至少一个侧发射光纤可以被弯曲直到所述侧发射光纤受到损伤以影响其沿着所述侧发射光纤的长度传输光的能力。间距，其沿着所述至少一个侧发射光纤延伸的方向的垂直方向测量，位于所述至少一个侧发射光纤的相邻部分之间沿着所述至少一个侧发射光纤的一个部分小于所述允许的弯曲半径。

附加于或者可替代于上述的所述可穿戴设备，所述至少一个侧发射光纤的每一端与所述至少一个光纤光源光学地连接并且被配置为投射具有所述治疗波长的光到所述可穿戴设备的穿戴者。当所述至少一个织物面板被平放时，所述至少一个侧发射光纤包括至少一个环状部分弯曲超过180度。

附加于或者可替代于上述的所述可穿戴设备，用于提供光疗给所述可穿戴设备的穿戴者的可穿戴设备包括：至少一个非光纤光源，被粘附到所述内表面和所述外表面中的至少一个并且位于所述织物面板从而投射光朝着所述可穿戴设备的穿戴者。所述至少一个非光纤光源可以包括所述至少一个侧发射光纤的相应侧发射光线位于相应非光纤光源的相对两侧。

附加于或者可替代于上述的所述可穿戴设备，用于提供光疗给所述可穿戴设备的穿戴者的可穿戴设备包括：被粘附到所述内表面和所述外表面中的至少一个的至少一个侧发射光纤，其中所述至少一个侧发射光纤的每一端与所述至少一个光纤光源光学地连接并且被配置为投射具有所述治疗波长的光到所述可穿戴设备的穿戴者。当被粘附到所述至少一个织物面板，所述至少一个侧发射光纤具有以米为单位的长度不少于00.46和所述至少一个侧发射光纤的平均衰减的商。

附图说明

图1是光疗可穿戴设备以包裹件的形式包裹在人的手腕上的透视图。

图2是图1所示的包裹件且从该包裹件中取出电子组件的透视图。

图3是图1所示的包裹件的平面视图且示出了包裹件的内表面。

图4是用于与图1所示的包裹件或者另一光疗可穿戴设备一起使用的电子组件的示意图。

图5是图3所示的服装部分的特写视图。

图6是的以用于提供光疗给服装的穿戴者的形式的光疗可穿戴设备的前视图。

图7是多个面板被平放且在被缝合一起以构成图6所示的服装之前的平面视图。

图8是图7所示的服装的部分的特写视图。

图9是具有替代侧发射光纤布局的面板的平面视图。

图10是图7所示的服装的部分的特写视图。

图11是多个面板被平放且在被缝合一起以构成示出了一种向服装的穿戴者传递光线的方式的服装之前的平面视图。

图12是光源组件的示意图。

图13是描述电源组件的示意图。

图14是多个面板被平放且被在缝合一起以构成示出了另一种向服装的穿戴者传递光线的方式的服装之前的平面视图。

图15是光源组件的另一示例的示意图。

图16是多个面板被平放且被在缝合一起以构成示出了另一种向服装的穿戴者传递光线的方式的服装之前的平面视图。

图17是多个面板被平放且被在缝合一起以构成示出了另一种向服装的穿戴者传递光线的方式的服装之前的平面视图。

具体实施方式

波长在630纳米到900纳米之间的光已被发现有利于增加血液流动并可能对炎症有改善作用，以及其他健康益处。因此，具有这个波长的光可以被称为具有治疗波长的光。附图1和附图2示出了以包裹件20的形式的光疗可穿戴设备，用于提供光疗给穿戴者。所述包裹件20被配置为投射具有治疗波长的光朝着穿着包裹件20的人。所述包裹件20可以配置成投射光到特定的身体区域，例如特定的肌肉、肌肉群、关节、人体四肢和穿戴者的皮肤。如图1和图2所示的包裹件20被设计成像传统的包裹在手腕、手臂、脚踝、腿、膝盖等部位的包裹件一样。

如图3所示，所述包裹件20包括至少一个织物面板22和至少一个侧发射光纤，其在实施例中包括第一侧发射光纤24和第二侧发射光纤26。所述侧发射光纤24、26可以包括具有高纯度聚甲基丙烯酸甲酯的核心和含氟聚合物的包层。所述侧发射光纤24、26可以包括大约为0.25毫米的平均外径和0.4dB/米的平均衰减(在650纳米)。具有其它规格的侧发射光纤24、26也可以被使用。所述包裹件20可以包括多个织物面板，以其它方式被缝合或者粘附一起，以及所述包裹件20可以包括多个侧发射光纤。

图3是包裹件20的内表面28的平面视图。在图3中，所述包裹件20被平放于平面上且所述内表面28朝上。所述包裹件20包括闭包，例如钩子和环条30，在图1所示的方向上锁存到外表面32。还可以提供其他类型的闭包，例如快照和按钮。此外，所述包裹件20可以在相对的两端缝合在一起并被拉向其要穿戴的地方。当所述包裹件20被穿戴时，所述内表面28朝向穿戴者的皮肤，而外表面32(见图1)朝着与所述内表面28相反的方向远离。在所示实施例中，所述侧发射光纤24、26粘接到所述内表面28。每个侧发射光纤24、26可与位于电子组件42中的光纤光源34、36、38、40(见图4)光学地连接，这将在下面更详细地描述。每个光纤光源34、36、38、40将光引导到相应的侧发射光纤24、26的相应端24a、24b、26a、26b。光从侧发射光纤24、26的外侧沿着侧发射光纤24、26的长度逸出从而向穿戴者提供治疗光能。

所述织物面板22可以由一个类似于裁剪和缝制图案片的面板或全定型的针织结构制成。裁剪缝制服装是用标准面料制成的，可以大卷形式，且图案件可以从标准面料上裁剪然后用缝纫机缝在一起。相比之下，全定型的针织穿戴物是通过增加或减少针或纱条的数量来塑形针织结构，其中针织结构更加工程化，因此每个针织结构都很少或没有额外的织物。其中所述织物面板22类似于裁剪和缝制图案件，所述织物面板22如图1所示，从标准织物卷上裁剪后。其中所述织物面板22为全针织结构，所述织物面板22为制造针织结构后的图。

织物面板22的纱线可以为所述包裹件20提供舒适的组件。这种纱线的例子包括棉、涤纶、棉/涤纶混纺、微旦涤纶/棉混纺及其混纺组合。应当提供所述包裹件20以便使其紧贴皮肤或形状合适从而使得治疗光从每个侧发射光纤24、26发射，非常接近所述包裹件20的穿戴者。因此，纱线也可以包括弹性纤维，如莱卡或氨纶，并且多种类型的纱线可以形成所述织物面板22。

所述织物面板22可由具有四向拉伸的织物制成，也就是说，所述织物面板22可以具有从百分之8的拉伸的沿着沿纹和横纹的百分之100或接近百分之100的恢复率。或者，所述织物面板22可以由具有从百分之30的拉伸的沿着沿纹和横纹的百分之100或接近百分之100的恢复率的织物制成。当所述织物面板22类似于裁剪和缝制图案件时，所述织物面板22可以是编织的或者针织的。侧发射光纤24、26弹性很小，甚至没有弹性。侧发射光纤24、26通常包括玻璃或塑料覆盖的覆层，玻璃或塑料限制了弹性。例如，侧发射光纤24、26可以有4N的屈服点，通过提供所述织物面板22与上述的拉伸和恢复，所述织物面板22可以当所述包裹件20最终组装时提供皮肤严密的形式安装包裹件20。由于光的强度与到光源的距离的平方成反比，通过提供一个合适的形状的包裹件20，使得侧发射光纤26、24非常接近穿戴者的皮肤，可以增加所述包裹件20的疗效和治疗效益。

所述织物面板22也可以提供隧道44、46，这可以允许所述包裹件20的组件隧道化。图3显示了两个隧道44和46，然而，可以提供更少或更多的隧道数量。每个隧道44、46都是双层结构的织物。每个隧道44、46可以用所述织物面板22制成，例如，编织成针织结构以组成所述织物面板22。或者，每个隧道44、46可以是另一个织物层缝合或者粘附在所述织物面板22，例如所述织物面板22类似于切割和缝纫面板。

不同于编织或针织到所述织物面板的类似于组成所述织物面板22的典型纱线，侧发射光纤24、26是在制作所述织物面板22后粘附在所述内表面28或所述织物面板22的外表面32，例如，这是制造过程中的一个额外步骤。通过在制作所述织物面板22后将每个侧发射光纤24、26固定到所述内表面28或所述织物面板22的外表面32，其中一个例子是通过使用刺绣针48(图5)，在制造所述包裹件20时侧发射光纤24、26的位置和密度有更大的自由度。然而，侧发射光纤24、26可以按照其他方式连接到所述织物面板22上，下面将更详细地描述。

图5示出了所述织物面板22和第一侧发射光纤24的部分的特写视图。所述第一侧发射光纤24被敷设并具有以不同半径弯曲的部分的第一侧发射光纤24的图案。在图5中，示出了具有最大半径50和最小半径52的第一侧发射光纤24的弯曲截面。侧发射光纤具有允许的弯曲半径，这是侧发射光纤的特性之一。如果侧发射光纤被弯曲到半径小于所述允许的弯曲半径，则会损伤侧发射光纤并影响其沿着侧发射光纤的长度传输光的能力。已知的玻璃光纤，例如电信行业中使用的那些，通常具有的允许的弯曲半径至少是玻璃光纤外径的20倍。一些已知的塑料光纤的允许的弯曲半径至少是塑料光纤外径的36倍。

第一侧发射光纤24被平放以使其最小半径52大于等于所述允许的弯曲半径。例如，第一侧发射光纤24为塑料光纤，其外径为0.250毫米，允许的弯曲半径至少为外径的36倍，则最小弯曲半径52至少为9毫米。为了进一步减少光损耗，最小半径52可以至少是侧发射光纤的外径的50倍。以第一侧发射光纤24是外径为0.250毫米的塑料光纤为例，其最小半径为12.5毫米。

间距，其沿着所述第一侧发射光纤24延伸的方向的垂直方向测量，位于第一侧发射光纤24的相邻部分之间沿着第一侧发射光纤24的多个部分小于所述最小半径52。这样的布局允许相对较长的侧发射光纤放置在相对小的区域，如果间距等于所述允许的弯曲半径。该布局还允许沿侧发射光纤24的长度获得良好的光发射一致性。然而，第一侧发射光纤24的相邻部分之间的间距不必彼此相等。例如，对于在最小半径52之后的第一侧发射光纤24的部分，在最小半径52限定的圆56内第一侧发射光纤24的相邻部分之间的间距等于圆56的直径。但是，对于第一侧发射光纤24的较直的运行部分，紧挨着圆56的第一侧发射光纤24的相邻部分之间的间距58a可以小于间距58b。

通向和离开第一侧发射光纤24的部分，其最小半径52以下的部分，称为最内环部分24c，彼此之间的间距也小于最小弯曲半径。这是因为最内环部分24c弯曲的角度Θ超过180度。更具体地说，当所述织物面板22平放时(如图3和图5所示)，第一侧发射光纤24向位于电子组件42中的光纤光源34、36、38、40向后弯曲180度以上。对于最内环部分24c和三个环形部分24d、24e、24f，在最内环部分24c的外面并且径向最靠近，当面板平放时，这些环形部分24c、24d、24e、24f向后弯曲的角度大于对电子组件42的270度。此外，每一个环形部分24c、24d、24e、24f都遵循从同一点发出的逐渐增大的各自半径。参考图3，在所述包裹件20上提供了与图5类似的多个环形部分。同样，与间距为所述允许的弯曲半径的情况相比，这样的布局允许在相对小的区域放置相对大的侧发射光纤长度。

提供最内环部分24c(和相邻的环形部分)，使其弯曲的角度Θ大于180度，然而，结果是圆56内部的区域没有光源。鉴于此，所述包裹件20可以包括更多的光源，这些光源不同于侧发射光纤24、26可光学连接的光纤光源34、36、38、40(图4)。在实施例中，这些进一步的光源，可称为非光纤光源，可包括发光二极管LED 62、64、66、68、70、72、74、76，它们可以是红外(“IR”)LED。

参考图3，每个LED 62至76位于所述织物面板22上在所述织物面板22的区域内，其上还提供侧发光纤24、26。例如，如图5所示，LED 68显示在LED 68的相对两侧有侧发射光纤24。更特别的是，LED 68定位在圆56内，为曾经没有光源的区域提供进一步的光源。如图3所示，每个LED 62至76可以被各自的半径限定为各自的环形部分，该部分遵循最小半径52。虽然在图5中看不到封闭圆56开口部分的侧发射光纤24的部分，但参考图3可以更明显地看到，每个LED 62至76都可以被各自的侧发射光纤24、26包围。

图5中所示的LED 68将被详细描述，并且应当理解的是其他LED 62、64、66、70、72、74、76可以类似地连接到所述织物面板22。每个LED 62至76连接到所述织物面板22的所述内表面28上。亮片78可以贴在所述织物面板22的所述内表面28上，LED 68可以通过亮片78贴在所述内表面28上。因此，亮片78可以插在LED 68和所述织物面板22的所述内表面28之间。一根导线82与LED 68连接，将电能(和其他信号，如果需要)发送到LED 68。导线82保留在所述织物面板22的所述内表面28上。参考图3，导线82可与进一步的导线84连接，或可与与其他LED 62、64、66、70、72、74、76连接的其他导线捆绑，然后通过第二个隧道44到达电子组件42。

图4示意性示出了所述电子组件42。每个光纤光源34、36、38、40可以是LED，激光二极管或其他类型的光源，发出具有治疗波长的光。因此，当光连接到具有治疗波长的适当光源时，每个侧发射光纤24、26被配置为将具有治疗波长的光投射到所述包裹件20的穿戴者。

电子组件42，其可包括控制器92，例如集成电路(integrated circuit，IC)，其与导线82、84电连接。控制器92与电源，例如电池94，电连接，其可通过充电端口96进行充电。控制器92还电连接到开关98，其可以控制向控制器92的功率传输，从而控制到LED 62、64、66、68、70、72、74、76的功率，以及到同样电连接到控制器92的光纤光源34、36、38、40的功率。控制器92、电池94和开关98可以被接收在电子组件外壳100中，而执行器102，例如按钮，可以被位于电子组件外壳100外部的用户访问，用于操作开关98。控制器92还可以配置为通过运行在外部设备上的应用程序与外部设备，例如智能手机，进行无线通信。控制器92还可以配置为控制光纤光源34、36、38、40和LED 62、64、66、68、70、72、74、76，从而控制光在至少两个不同的发光区域发出。例如，如果需要，控制器92可以在只有光纤光源34和36与LED62、64、66、68一起被照亮的模式下工作，从而只照亮所述包裹件20的一个区域，而光纤光源38、40和LED 70、72、74、76不被照亮。电子组件42可以在所述包裹件20上的任何合适位置提供，也可以选择性地连接到所述包裹件20，如图2所示。例如，电子组件侧磁体104(图4)可以与可穿戴设备侧磁体106(图2)配合使用，以促进电子组件42和所述包裹件20之间的连接。

图6以服装150的形式描述了向穿戴者提供光疗的可穿戴设备。服装150的制造方法是将有治疗波长的光，如上所述，投射到穿着服装150的人身上。服装150可以配置为投射特定的身体区域，其中可以包括特定的肌肉，肌肉群，关节，人类的四肢，以及穿戴者的皮肤。图6所示的服装150是一件卫衣，然而，该服装150可以是另一种类型的服装，如衬衫、短裤、裤子、手套、帽子、袜子、内衣等。服装150的设计目的是让人以与传统服装相似的方式穿着，因此图6所示的卫衣将穿在人的上半身。

参考图7，治疗服150由多个面板152(前)、154(后)、156(右袖)、158(左袖)、160(右罩)、162(左罩)组成，这些面板在缝合时组成治疗服150。图6描绘了在缝制成图7所示服装150之前的面板152至162。图7是显示每个面板的内表面168的平面视图，这是穿着服装150时面向穿戴者的表面。面板152至162可以切割和缝制图案件或全定型针织结构。其中面板152至162被切割并缝制图案件，每个面板152至162在从标准织物切割后如图7所示。其中面板152至162是完全针织结构，图7中的每个面板是在制造每个针织结构后显示的。当多个面板152至162缝在一起时，为如图6所示的服装150的头部和手臂提供开口。可以为穿戴者的腿部提供开口，其中服装采用另一种配置，如短裤，裤子或内衣。

在图案件或全定型针织结构的裁剪和缝制中，每个面板152至162的纱线可以为服装150提供舒适的组成部分。这种纱线的例子包括棉、涤纶、棉/涤纶混纺、微旦涤纶/棉混纺及其混纺组合。应当提供服装150，使其紧贴皮肤或合适的形式以带来治疗光源，这将在下面更详细地描述，非常接近服装150的穿戴者。因此，纱线也可以包含弹性纤维，如莱卡或氨纶，而且每个面板可以使用多种类型的纱线。

面板152至162的每一个都可以由具有四向拉伸的织物制成，即，每一个面板都可以具有从百分之8的拉伸的沿着沿纹和横纹的百分之100或接近百分之100的恢复率。当服装150是衬衫时，这是可取的。面板152至162的每一个可以从具有从百分之30的拉伸的沿着沿纹和横纹的百分之100或接近百分之100的恢复率的面料制成，这在衣服是袜子或包裹时非常有用。当面板被切割和缝制图案件时，每个面板152至162都可以编织或针织。当面板为全定型针织结构时，每个面板152至162都是针织结构，通常很少或没有额外的织物。

图7描绘了分别贴在每个面板152、154、156、158、160、162的所述内表面168上的侧发射光纤172、174、176、178、180、182。每条侧发射光纤172至182都与一个光源光学连接，这将在下面更详细地描述，并被配置为将有治疗波长的光线投射到服装150的穿戴者。侧发光纤172、174、176、178、180、182可与上述侧发光纤24、26相同，参考所述包裹件20。不像典型的纱线那样编织或针织到面板上，侧面发射光纤172至182在面板制作完成后被粘贴到每个面板152至162的所述内表面168上，例如，这是制造过程中的一个额外步骤。通过在面板制作完成后将每个侧发射光纤172至182固定在每个面板152至162的所述内表面168上，在制造服装150时可以更自由地选择侧发射光纤的位置和密度。

图8描绘了面板158和侧发射光纤178的特写视图。与上述参考所述包裹件20所述的侧发射光纤24、26类似，侧发射光纤178的布局具有各自的环形部分178a、178b、178c，可以提供更少或更多的环形部分。每个环形部分178a、178b、178c的半径(为了清晰起见，环形部分178a只有一个最小半径188a如图8所示)大于各自环形部分178a和178b之间的间距192a，大于各自环形部分178b和178c之间的间距192b以及在最内环部分188a所包围的区域外的侧发射光纤178的更直的相邻部分之间的间距192c。

与上述参考所述包裹件20描述的侧发射光纤24、26类似，侧发射光纤172至182的允许的弯曲半径至少是外径的36倍。为了进一步减少光损耗，最小半径188a至少可以是侧发射光纤外径的50倍。沿侧发射光纤178大部分的侧发射光纤178的相邻部分之间的间距小于最小半径188a，该间距垂直于侧发射光纤178运行的方向。这样的布局允许相对较长的侧发射光纤放置在相对小的区域，如果间距等于所述允许的弯曲半径。该布局还允许沿侧发射光纤178的长度获得良好的光发射一致性。然而，侧发射光纤178的相邻段之间的间距不必彼此相等。侧发射光纤178的相邻段之间的间距192a、192b、192c可以小于所述允许的弯曲半径，通过提供各自的环形部分178a、178b、178c，这些环形部分的半径(例如，最内环形部分178a的半径188a)大于所述允许的弯曲半径。通向和离开最内环形部分178a的部分彼此之间的间距192c也比所述允许的弯曲半径小。

图9描绘了另一种侧发射光纤198的布局，该布局可用于图3所示的用于包裹件20和用于服装的7的布局的补充或替代。如图7所示的布局，例如，各自的环形部分198a、198b的半径(如半径104a)大于侧发射光纤198的所述允许的弯曲半径，可与上述侧发射光纤24、26相同。在每个环形部分的半径限定的区域外，侧发射光纤198的相邻部分之间的间距202可以小于允许的弯曲半径。此外，侧发射光纤24、26的布局与LED 62、64、66、68、70、72、74、76作为附加光源可用于服装150。

将侧发射光纤固定在各自的面板上有多种方法。这些方法将参照图8进行描述，但理解到本说明书中描述的侧发射光纤可以按照类似的方式粘贴到各自的面板上。例如，图8描述了侧发射光纤178是通过刺绣到面板158(图7)。或者，侧发射光纤178可以通过粘合剂固定到面板158。与通过粘合剂粘贴相比，刺绣可以允许侧发射光纤178沿侧发射光纤的长度相对于侧发射光纤所粘贴的面板158移动。侧发射光纤178也可以通过构成面板158的织物进行推送，例如，侧发射光纤可以通过面板进行推送，以便在面板的外表面(图8中不可见)可见。在这种可选方案中，侧发射光纤通过构成面板的织物，可在面板的外表面上提供另一外层织物。

图8中面板158的刺绣将详细说明，但了解到包括所述包裹件20的其他面板也可以类似地被刺绣。当使用刺绣将侧发射光纤178固定在面板158上时，刺绣针242的针距可以沿侧发射光纤178不均匀。针距是绣线242沿同一方向移动的距离。针距越小，刺绣针242之间的距离越近。例如，侧发射光纤178沿相对较紧的弯曲部分(半径相对较小的部分)的针距小于侧发射光纤178沿相对较直的部分(半径相对较大的部分)的针距。例如，在相对较紧的弯曲部分，每单位长度提供更多的刺绣针242，可以抑制沿相对较紧的弯曲部分的侧发射光纤178以避免从面板158中抬起，例如在穿着服装150时面板被弯曲和扭曲。用于刺绣的纤维，构成刺绣针242，可以是透明(透光)或半透明的纤维。

当用胶粘剂将侧发射光纤178粘在面板158上时，可在面板158上连续涂一层胶粘剂，并将侧发射光纤178压在胶粘剂上直到胶粘剂固化。或者，粘合剂可以应用在面板158的离散位置，例如，粘合剂滴可以应用在图8中面板158中刺绣针242所示的每个位置，并且可以将侧发射光纤178压在粘合剂上，直到粘合剂固化。此外，织物胶带，可以是透明的，包括粘合剂，可用于固定侧发射光纤178到面板158。

参考图7，在将面板152至162缝合在一起以形成服装150之前，每个侧发射光纤172至182包括至少两个尾部184，尾部184是各自的侧发射光纤的一段，各自的侧发射光纤贴在各自的面板上，与各自的侧发射光纤的各自的自由端之间。每个尾部184都可以从各自的面板上移动。例如，对于图10所示的面板152的部分，每个尾部184是侧发射光纤172的截面，延伸到各自的自由端172a和172b，超出第一个刺绣针142a和最后一个刺绣针142b，这是图10中为清晰起见所示的仅有的两个刺绣针。在使用粘合剂将侧发射光纤172连接到面板152的情况下，每个尾部184包括侧发射光纤172的部分，该部分延伸到侧发射光纤172位于面板152的第一个或最后一个位置，其通常也位于面板152的外围边缘附近，以外的位置，并延伸到各自的自由端172a和172b。

每个尾部184还可以延伸到面板152的外围边缘以外，以方便稍后将侧发射光纤172耦接到光纤光源，这将在下面更详细地描述。每个侧发射光纤172至182提供两个尾部，使每个侧发射光纤的两端都能接收光纤光源的光。通过每个侧发射光纤172至182的两端提供光，与只将侧发射光纤的一端与光源光连接相比，可以帮助减少光的衰减。通过每个侧发射光纤的两端提供光，可以根据侧发射光纤长度的一半计算光衰减。

当光沿着一段光纤传播时，一些光被吸收或散射。这些吸收和散射损失的总和称为衰减。对于侧发射光纤，可以通过这种衰减来确定光纤中剩余的光的百分比，假设该百分比与通过侧发射光纤侧边逃逸的光量成正比。例如，如果光纤从一侧被照亮，理论上可以用下面的公式确定在任意长度的剩余光量:

其中α为治疗波长的平均衰减(例如，在650纳米处0.4dB/米)，其中P(l)为长度为l的光留在光纤中的光功率，单位为瓦特，P₀为在光纤中发射的光功率。此外，如果光纤从两端被照亮，就可以确定在任何长度上有多少光仍然存在。下面的公式可以写成不同的格式，以帮助阐明衰减、长度、一致性和效率之间的关系:

其中L为侧发射光纤的所述总长度。为确定基于效率的长度，下式中η可采用以下公式:

使用较长的长度的侧发射光纤可以让更多的光从侧发射光纤的两侧逸出，并射向穿戴者或所述可穿戴设备的皮肤，从而获得更高的效率，即更多的治疗光被发送到穿戴者。然而，这带来了沿侧发射光纤的长度更多的不一致性。从上面的方程可以定量地推导出，使用允许90％的光衰减的侧发射光纤长度(包括从两侧逸出的光)，将在侧发射光纤长度的中间产生最大强度的0.575或57.5％的理论(计算)最小相对强度，这是在侧发射光纤的两端，即长度“0”或长度“L”。相反，使用较短的长度的侧发射光纤可以从侧发射光纤的两侧获得非常一致的照明；然而，这伴随着更少的光离开侧发射光纤的两侧，因此效率较低，即更少的治疗光被送到穿戴者。定量地说，使用允许10％的光衰减的侧发射光纤长度，其中包括从两侧逸出的光，将产生侧发射光纤长度中间的理论(计算)最小相对强度为侧发射光纤两端最大强度的0.999或99.9％。可用侧发射光纤的长度的上限可以是衰减的函数。当粘贴在所述织物面板22上时，每根侧发射光纤24、26都有一个下界，即长度不小于0.46与侧发射光纤24,26的平均衰减的商(米)，其表达式为:

当使用刺绣将侧发射光纤172至182固定在各自的面板152至162上时，刺绣针242允许侧发射光纤沿侧发射光纤的长度相对于各自的面板移动。在允许侧发射光纤沿着侧发射光纤的长度相对于各自的面板移动的同时，刺绣针242抑制了侧发射光纤从各自的面板上抬起。允许侧发射光纤相对于各自的面板移动，同时抑制侧发射光纤从各自的面板上抬起，使组成面板的织物具有比侧发射光纤更大的弹性。如上所述，侧发射光纤172至182几乎没有弹性，或至少比各自的面板152至162低得多。然而，每个面板152至162都可以由具有四向拉伸的织物制成，即，每个面板可以具有从百分之8的拉伸的沿着沿纹和横纹的百分之100或接近百分之100的恢复率。此外，如果需要，每个面板152至162可以由具有从百分之30的拉伸的沿着沿纹和横纹的百分之100或接近百分之100的恢复率的织物制成。因此，当服装最终组装时，组成每个面板的织物可以提供一件贴身的衣服150。这样的结构使侧发射光纤172至182非常接近穿戴者的皮肤，通过提供合身的服装可以增加服装150的治疗效果。

提供尾部184，并将侧面发射光纤172至182固定到每个面板152至162的所述内表面168，在每个面板制作完成后，在将面板缝合在一起形成服装150之前，提供了一些优点。参照图6，多个面板152至162已缝在一起，以提供面板连接处的接缝190。由于图6显示了服装150的外部，因此侧发射光纤172至182不可见(尽管它们在发光时可能可见)。参考图6和图7，侧发射光纤172至182分别设置在各自的缝190的两侧。在面板制作完成后，在面板缝合之前，将侧面发射光纤172至182固定在面板152至162的所述内表面168上，就可以将侧面发射光纤提供在每个缝的相反一侧，然后再连接到光源上。

在面板152上显示了隧道250，该隧道在各方面可与上述的图3所述的隧道44和46相似。从面板152延伸出的尾部184可通过面板152上的隧道250耦接至光纤光源。图7和图9只显示了隧道250的位置的一个例子，类似的隧道可以在服装150的其他地方提供。或者，可以提供粘合剂或胶带来固定通向光纤光源的尾部184。例如，可在与隧道250相同或类似的位置的面板152上提供粘合剂或胶带，以在服装150最终组装时固定从面板152延伸的尾部184。每个尾部184的长度可达250厘米(约100英寸)，以适应不同的光源位置。长达250厘米的尾巴长度大约等于左肩外侧和(背面)面板154右下角之间的对角线距离，这将允许光源位于面板154上的几乎任何地方。

此外，每条侧发射光纤172至182都可以沿着服装150穿戴者的解剖结构弯曲。例如，图7所示的面板158是服装150最后组装时的左袖。侧发射光纤178位于面板158上，将光线投射到服装150穿戴者的三角肌、二头肌和三头肌上。侧发射光纤178可以遵循一个曲率，而面板158是由弹性织物制成的，侧发射光纤178的曲率可以改变，以符合穿戴者的左侧三角肌、二头肌和三头肌。这遵循服装150的解剖结构穿戴者的曲率，也可以用于另一侧发射光纤172至182。光的强度与到光源距离的平方成反比，使侧发射光纤非常接近穿戴者的皮肤，符合服装150穿戴者的解剖结构，可以增加服装的治疗效果。

图11示出了面板252、254、256、258、260在被缝制或以其他方式粘接在一起以形成服装(例如，衬衫)之前，其中每个面板为各自面板上的各自侧发射光纤272、274、276、278、280的每一端提供光源组件310。侧发射光纤272至280可与侧发射光纤172至182相同，其布局在图11中简化，但侧发射光纤272至280可在各自的面板上布置，类似于上述任何侧发射光纤的布局。在图11中，每个面板252、254、256、258、260均设有两个光源组件210。

图12是光源组件310的示意图，其中LED 312安装到电路板314上，二者都接收到外壳316的光源组件中。另一种类型的光源，例如激光二极管，可以用来代替LED。此外，电路板314不必是一个刚性板，但也可以是一个灵活的支持与适当的电路。灌封材料318，可以是透明或半透明的，被提供在LED 312的上方和周围，也可以包围各自的侧发射光纤272-280的终端部分222，接收来自LED 312的光。光源组件侧电触点324从电路板314延伸出来，用于接收电源。

光源组件310与电源组件330合作，如图13所示。电源组件330包括与控制器334电通信的电池332。例如，控制器334可以是一个适当的集成电路。控制器334与开关336电气通信，开关336可控制向光源组件310的功率传输。电池332、控制器334和开关336可以在电源外壳338中接收，执行器342(例如按钮)可以在电源外壳338的外部对用户进行访问，以操作开关336。

参考图11，电源外壳338可在电源插座346中提供的电源凹槽344中接收，当面板252至260最终缝在一起或以其他方式贴在一起时，可在服装上的任何合适位置提供电源凹槽344。当在电源插座346中接收电源组件330时，电源触点348通过电源插座346中提供的触点(不可见)与光源组件侧电触点324进行电通信。电源组件330与光源组件侧电触点324通过电线352进行电通信，可沿最终组装的服装适当布线，开关336闭合，可从电池332向LED312供电。也可以提供充电触点356，通过将充电触点356连接到另一个电源，例如充电器(未显示)来为电池332充电。

图14所示面板252至260在被缝制或以其他方式贴在一起以形成服装(例如，衬衫)之前，其中每个面板为各自面板上各自侧发射光纤272至280的每一端提供光源组件410和电源组件430。与图11一样，在图14中，侧发射光纤272至280的布局被简化，但是，侧发射光纤272至280可以在各自的面板上布置，类似于上述任何侧发射光纤布局。

图15是光源组件410的示意图，其中两个LED 412(例如，分别位于各自面板上各自侧发射光纤272至280的两端)安装到电路板414上。LED 412和电路板414都接收在照明组件外壳416中。灌封材料418提供在LED 412之上和周围，也可以包围各自侧发射光纤272至280的终端部分422，接收来自LED 412的光。光源组件侧电触点424从电路板414延伸出来，用于接收电源。如图11至13中所示的实施例，可替代光源，如激光二极管可代替LED 412。此外，电路板414不必是一个刚性板，但也可以是一个灵活的支持与适当的电路。

光源组件410与电源组件430合作，该电源组件430可以在所有方式上与图11所示的电源组件330相似，因此不再进一步详细描述。电源外壳338(图13)可在照明组件外壳416中提供的电源凹槽444中接收，该电源凹槽444可提供在各自面板252-260上的任何合适位置。当在电源凹槽444中接收到电源外壳338时，电源触点348(图13)与光源组件侧电触点424处于电通信状态。当电源触点348(图13)与光源组件侧电触点424处于电通信状态且开关336(图13)关闭时，可将电池332的电源供应给led 412。

图16所示面板252至260在被缝制或以其他方式贴在一起以形成服装(例如，衬衫)之前，其中侧发射光纤172-180被捆扎并与光源组件510光学连接。光源组件510包括安装到电路板(类似于图12所示的电路板214)上的LED(类似于图12所示的LED 312)，它们都接收在光组件外壳中(类似于图15所示的光组件外壳416)。与前面所述实施例中一样，可以在LED上方和周围提供灌封材料，也可以包围捆扎的侧发射光纤272-280的终端部分。光源组件侧电触点(类似于图12和15中所示的侧电触点324,424)从电路板延伸出来，用于接收电源。光源组件510与电源组件530合作，该组件可以在所有方式上类似于图13所示的电源组件330，因此不再进一步详细描述。电源外壳338(图13)可在灯组件外壳中提供的电源凹槽544中接收，该电源凹槽可在服装上的任何理想位置提供。

图16与图17的不同之处在于，用一个侧发射光纤450与光源组件410进行光连接，而不是由多个绑扎的侧发射光纤组成。

值得注意的是，上述披露的各种实施例和其他特性和功能，或其替代品或变种，可以被理想地组合成许多其他不同的系统或应用程序。此外，各种目前未预见到或未预料到的替代方案、修改、变化或改进可能随后由技术人员作出，这些技术人员也打算包含在下列权利要求中。

Claims (12)

1.一种用于向可穿戴设备的穿戴者提供光疗的可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备包括：

至少一个织物面板，包括内表面且所述内表面当所述可穿戴设备被穿戴时被配置为朝向穿戴者的皮肤；

至少一个光纤光源，被配置为投射具有治疗波长的光；和

至少一个侧发射光纤，被刺绣或者粘附到所述内表面，所述至少一个侧发射光纤的每一端与所述至少一个光纤光源光学地连接并且被配置为投射具有所述治疗波长的光到所述可穿戴设备的穿戴者，

当被固定到所述至少一个织物面板时，所述至少一个侧发射光纤具有以米为单位的总长度，所述总长度基于(1)在所述至少一个侧发射光纤中的剩余光的在沿着所述至少一个侧发射光纤的长度的特定位置处的计算出的最小光功率与在所述至少一个侧发射光纤中的剩余光的在沿着所述至少一个侧发射光纤的长度的另一位置处的计算出的最大光功率的比值以及(2)所述至少一个侧发射光纤的平均衰减，表示为：

其中P(l)是在所述光纤中的剩余光的在长度l处的所述计算出的光功率且以瓦特为单位，P₀是所述光纤中发射的所述初始光功率，以及L是所述至少一个光纤的所述总长度，从而所述总长度表示为：

其中α是所述治疗波长的平均衰减以及L是所述至少一个光纤的所述总长度。

2.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述至少一个侧发射光纤被刺绣到所述至少一个织物面板。

3.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述至少一个侧发射光纤被粘附到所述内表面。

4.根据权利要求2或3所述的可穿戴设备，其特征在于，所述至少一个侧发射光纤包括至少一个环状部分，当所述至少一个织物面板被平放时所述至少一个环状部分弯曲超过180度并且向后朝向所述至少一个光纤光源。

5.根据权利要求2或3所述的可穿戴设备，其特征在于，所述至少一个侧发射光纤包括至少一个环状部分，当所述至少一个织物面板被平放时所述至少一个环状部分弯曲超过270度并且向后朝向所述至少一个光纤光源。

6.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述至少一个光纤光源包括多个LED或者激光二极管。

7.一种方法，用于使得可穿戴设备向可穿戴设备的穿戴者提供光疗，其特征在于，所述方法包括：

提供至少一个织物面板，所述至少一个织物面板包括内表面且所述内表面当所述可穿戴设备被穿戴时被配置为朝向穿戴者的皮肤；

固定，通过刺绣或者粘附，具有以米为单位的预设长度(L)的至少一个侧发射光纤到所述内表面；

光学地连接所述至少一个侧发射光纤的每一端与至少一个光纤光源，所述至少一个光纤光源被配置为投射具有治疗波长的光进入所述至少一个侧发射光纤的每一端；

其中，所述至少一个侧发射光纤的所述预设长度被确定基于(1)在所述至少一个侧发射光纤中的剩余光的在沿着所述至少一个侧发射光纤的长度的特定位置处的计算出的最小光功率与在所述至少一个侧发射光纤中的剩余光的在沿着所述至少一个侧发射光纤的长度的另一位置处的计算出的最大光功率的比值以及(2)所述至少一个侧发射光纤的平均衰减，从而所述预设长度表示为：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述比值定义了与离开所述至少一个侧发射光纤的光量成正比的效率。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述固定所述至少一个侧发射光纤的所述预设长度到所述内表面是通过刺绣所述至少一个侧发射光纤到所述内表面。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，，所述固定所述至少一个侧发射光纤的所述预设长度到所述内表面是通过粘附所述至少一个侧发射光纤到所述内表面。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括弯曲所述至少一个侧发射光纤以包括至少一个环状部分，当所述至少一个织物面板被平放时所述至少一个环状部分弯曲超过180度并且向后朝向所述至少一个光纤光源。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括弯曲所述至少一个侧发射光纤以包括至少一个环状部分，当所述至少一个织物面板被平放时所述至少一个环状部分弯曲超过270度并且向后朝向所述至少一个光纤光源。

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