CN117159931A - Led多光谱组合光源、光疗设备及其照射方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED多光谱组合光源、光疗设备及其照射方法。组合光源中的发光模组内集成封装红外线LED芯片和紫外线LED芯片。照射方法包括如下步骤：控制模块接受第一预设照射剂量和第二预设照射剂量；上述两种发光芯片同时开启和关闭，且各自分别达到第一预设照射剂量和第二预设照射剂量。本发明中的LED光源使用双芯片封装结构的LED芯片，并组成输出均匀性高的LED模组，保证在治疗过程中患处受到红外线和紫外线的照射均衡。另一方面，通过程序控制光源驱动电流，使光输出强度达到需要的值，保证紫外线和红光线同时完成照射。这样能做到光疗设备的瞬时功率最低，治疗时间最短，效率最高。

Description

LED多光谱组合光源、光疗设备及其照射方法

技术领域

本发明涉及一种LED多光谱组合光源，以此为光源的光疗设备，以及上述光疗设备的照射方法，属于光疗技术领域。

背景技术

传统的光疗仪器采用荧光灯管作为光源。例如，申请号201220056573.2公开的“热应激白癜风治疗仪”，主要包括治疗仪壳体、紫外线灯管和红外线灯管。在治疗仪壳体的操作台面上，设有计量和时间控制开关，还设有紫外线和红外线切换开关。这些灯管类光疗仪产品，由于光源外形限制，无法做到紫外线和红外线混合对同一患处进行同时治疗。

近年来，紫外线光疗仪从紫外线荧光灯管陆续升级成紫外线LED光源。LED光源单颗体积小，运用时产品结构限制小，使用场景丰富。通常的做法是：将紫外线LED芯片作为紫外光源制成紫外光疗仪，将红外光LED芯片制成红外光疗仪。

如患者既需要紫外线光疗，又需要红外线光疗时，就需要使用上述两种不同的光疗仪交替进行光疗，这样会造成治疗时间延长一倍，效率低下。对患处较多的患者而言，治疗过程依从性不好。另外，如何做到两次照射区域的完全重叠，对治疗过程的操作者提出了很高要求，操作不方便。

发明内容

本发明要解决的技术问题：因为现有的光疗仪仅能发出单种治疗光线，需要两种光线进行光疗时，造成治疗时间长，效率低，操作不便。

为了解决上述技术问题，本发明的第一方面，提供了LED多光谱组合光源，包括：

发光模组，其由散热底板和安装在散热底板上的至少两种不同光谱的LED芯片组成：第一LED芯片和第二LED芯片；第一LED芯片和第二LED芯片具有单独的回路；其中，第二LED芯片用于发出紫外线；

光源安装座，其正面安装有多个发光模组；

导热部件，其安装在光源安装座的背面；

散热部件，其与导热部件连接。

在一些实施例中，第一LED芯片用于发出红外线。

在一些实施例中，散热底板的中间设有凹陷，一个红外线LED芯片和一个紫外线LED芯片安装在凹陷的底面。

在一些实施例中，在光源安装座正面安装有光电传感器。

本发明的第二方面，提供了一种光疗设备，包括：

上述LED多光谱组合光源；

控制模块，用于控制第一LED芯片和第二LED芯片的发光强度与发光开闭；

外壳组件，用于安装承载LED多光谱组合光源和控制模块；

电源，连接在控制模块，采用取电插头或充电电池。

在一些实施例中，外壳组件上的出光口采用深色透光片覆盖。

本发明的第三方面，提供了上述光疗设备的照射方法，包括如下步骤：

控制模块接受第一预设照射剂量和第二预设照射剂量；

使第一LED芯片与第二LED芯片同时开启和关闭，且各自分别达到第一预设照射剂量和第二预设照射剂量。

在一些实施例中，选择以第一LED芯片的发光强度作为基准发光强度；第一预设照射剂量除以基准发光强度，得到光照时长；

第二预设照射剂量除以上述光照时长，计算得到第二发光强度；调整第一LED芯片以第二发光强度进行发光。

在一些实施例中，通过调整电流控制第二发光强度。

本发明的有益效果：发光LED使用双芯片封装结构的LED芯片，并组成输出均匀性高的LED模组，保证治疗过程中患处红外线和紫外线的照射均衡。通过程序控制光源驱动电流，使光输出强度达到需要的值，保证紫外线和红光同时完成照射。这样能做到产品瞬时功率最低，治疗时间最少，效率最高。

附图说明

图1是本发明一个较佳实施例中的LED多光谱组合光源的整体结构示意图。

图2是本发明一个较佳实施例中的发光模组的正面结构示意图。

图3是本发明一个较佳实施例中的光疗仪的电路示意图。

上述各图中的附图标记含义如下：

100 光源安装座

200 发光模组

210 散热底板

220 凹陷

230紫外线LED芯片

240红外线LED芯片

300 光电传感器

410 导热部件

420 散热部件

具体实施方式

在本专利的描述中，“包括”或者“具有”等类似的词语意指出现在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“具有”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。

在本专利的描述中，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居间的元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件时，不存在居间的元件。

本发明提供了一种光疗仪器，采用如图1所示的LED多光谱组合光源。组合光源由光源安装座100、发光模组200、光电传感器300和散热组件组成。

光源安装座100采用导热性能优异的材料制成。光源安装座100的正面安装有发光模组200和光电传感器300。同一个光源安装座100上同时安装2个光电传感器300。同一个光源安装座100上安装的所有发光模组200规则排列，发光模组的数量可以是4个、16个、25个等。光源安装座100的背面与散热组件连接。

散热组件由导热部件410和散热部件420组成。导热部件410采用铜材制成，连接在光源安装座100背面。发光模组200发光时，产生大量热量，这些热量依次经过光源安装座100和导热部件410，来到散热部件420。散热部件420上设有大量散热翅片，成倍增加了其表面积；翅片用于散热，效率很高。进一步的，散热组件还可以包括风扇，风扇对着散热翅片吹风，快速带走它们表面的热量。

图2展示了发光模组200的正面结构示意图。发光模组200由散热底板210、LED芯片以及必要的电路组成。散热底板210中间设有一个凹陷220，至少两种不同光谱的LED芯片安装在这个凹陷处。本实施例中，紫外线LED芯片230和红外线LED芯片240同时安装在凹陷220，紫外线LED芯片用于发出中波紫外线。一个紫外线LED芯片230和一个红外线LED芯片封装在一起，但它们采用单独的回路。这种双芯片封装的LED光源，能很好的提高产品出光的均匀性。为了保护上述发光芯片，可以采用透光片覆盖住凹陷220。

将上述LED多光谱组合光源用在光疗设备中，制成一种光疗仪，其电路图如图3所示。光疗仪主要包括LED多光谱组合光源、控制模块、电源与电路等，以及安装和承载上述零部件的外壳，外壳也起到保护这些零部件的作用。光源安装在外壳的出光口处，因为发光模组200的零部件较多，看起来较为杂乱，在出光口用深色透光片覆盖，这种透光片可以让紫外线和红外线透过。透光片可以采用玻璃材质。

控制模块用于控制紫外线LED芯片和红外线LED芯片的发光。控制模块包括控制板、UV灯驱动器、交流控制光耦等。图中的UV灯即紫外线LED芯片230。电源即图中的开关电源。电路包括图中的多个继电器：继电器K1、继电器K2、时间继电器等。其中，时间继电器选择常闭继电器。图3所示的电路图中，光疗仪采用220V的市电。在其他类似功能的光疗仪中，可以采用充电电池，那么还需要电池模组、充放电控制元件等。

光疗仪系统上电后，UV灯开启。光电传感器感受到UV灯开启后，给出信号使交流控制光耦工作，从而使时间继电器开始工作，时间继电器根据剂量与强度设置最大定时时间，开始倒计时。待倒计时结束后，关闭K2继电器，关闭UV灯。

为实现中波紫外线和红外线的配合照射，通过固定红外线LED芯片的驱动电流，调整紫外线LED芯片的驱动电流，使紫外线输出强度达到需要的值，保证紫外线和红外线同时完成照射。这样能做到产品瞬时功率最低，治疗时间最少，效率最高。以上可以通过光源控制驱动程序实现。

光源驱动控制程序采用的控制和计算原理如下：

红外线预设照射剂量W1＝红外线发光强度E1*照射时间t1

紫外线预设照射剂量W2＝紫外线发光强度E2*照射时间t2

依据治疗设置的W1和W2，在红外线发光强度E1固定的情况下，计算出上述t1和t2，t1和t2相等。再根据紫外线预设照射剂量W2，计算出紫外线发光强度E2。这样保证两个光源照射时间相等，它们同时开始照射，且同时照射结束。

光源驱动控制程序包括如下步骤：

步骤一、固定一种光源发光强度E1，作为基准发光强度。

组合光源中以光谱长的作为固定功率光源。因为光谱越长的光，生物效应越低，临床使用时需要的能量值越大，照射时间较长。

本实施例中，组合光源中的两种LED芯片分别发出中波紫外线和红外线。中波紫外线是指：波长290～320nm范围的紫外线。它穿透力较弱，可达表皮，是对人正常皮肤产生红斑的光谱。红外线的的波长大于760nm，红外线的波长更长，因此以红外线LED芯片为基础，设定输出辐照度E1。

步骤二、设置两种不同光谱光源的照射剂量W1和W2。

根据患者皮肤病症的诊疗需要，确定紫外线照射剂量和红外线照射剂量。然后，操作者通过图3中的剂量确定按键，输入两种照射剂量的数值，控制板接收输入的照射剂量W1和W2。

步骤三、控制模块依据内置固定强度E1，自动计算照射时间t＝W1/E1。

步骤四、依据照射时间t和紫外线预设照射剂量W2，计算紫外线LED芯片的发光强度E2。

控制模块根据预设的LED光源输出强度和电流的线性关系，自动调整紫外线LED芯片的工作电流，保证它与红外线LED芯片的照射时间相同。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种LED多光谱组合光源，其特征在于，包括：

发光模组，其由散热底板和安装在所述散热底板上的至少两种不同光谱的LED芯片组成：第一LED芯片和第二LED芯片；所述第一LED芯片和所述第二LED芯片具有单独的回路；其中，所述第二LED芯片用于发出紫外线；

光源安装座，其正面安装有多个所述发光模组；

导热部件，其安装在所述光源安装座的背面；

散热部件，其与所述导热部件连接。

2.根据权利要求1所述的LED多光谱组合光源，其特征在于，所述第一LED芯片用于发出红外线。

3.根据权利要求2所述的LED多光谱组合光源，其特征在于，所述散热底板的中间设有凹陷，一个红外线LED芯片和一个紫外线LED芯片安装在所述凹陷的底面。

4.根据权利要求1所述的LED多光谱组合光源，其特征在于，在所述光源安装座正面安装有光电传感器。

5.一种光疗设备，其特征在于，包括：

LED多光谱组合光源，采用如权利要求1所述的组合光源；

控制模块，用于控制所述第一LED芯片和所述第二LED芯片的发光强度与发光开闭；

外壳组件，用于安装承载所述LED多光谱组合光源和所述控制模块；

电源，连接在所述控制模块，采用取电插头或充电电池。

6.根据权利要求5所述的光疗设备，其特征在于，所述外壳组件上的出光口采用深色透光片覆盖。

7.光疗设备的照射方法，其特征在于，采用如权利要求5所述的光疗设备，包括如下步骤：

所述控制模块接受第一预设照射剂量和第二预设照射剂量；

使所述第一LED芯片与所述第二LED芯片同时开启和关闭，且各自分别达到所述第一预设照射剂量和所述第二预设照射剂量。

8.根据权利要求7所述的照射方法，其特征在于，选择以第一LED芯片的发光强度作为基准发光强度；所述第一预设照射剂量除以所述基准发光强度，得到光照时长；

所述第二预设照射剂量除以所述光照时长，计算得到第二发光强度；调整所述第二LED芯片以所述第二发光强度进行发光。

9.根据权利要求8所述的照射方法，其特征在于，通过调整电流控制所述第二发光强度。