CN202876114U - 一种自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组led照射治疗装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置，包括芯片集成LED、光斑调节器、散热装置、测温感应器、光功率测量感应器，芯片集成LED包括2颗以上的半导体LED发光芯片和金属支架，芯片集成LED通过其金属支架固定在散热装置上，光斑调节器安装在芯片集成LED外端。本实用新型自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置，具有光斑大小可调、可实时监测被照射面温度、自动调节照射面光功率密度大小的特点，解决了普通光子治疗设备照射光斑大小固定不可调、容易造成光污染、容易导致烫伤和光功率密度无法自动调节的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学治疗医学领域，特别是一种自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置。
背景技术
目前大部分普通大功率的多芯片模组LED照射治疗装置照射光斑大小固定，无法调节大小，因多芯片模组LED通常都是面光源，发光角度超过120°，因此射出的光斑很发散，且容易形成大面积的弥散斑，在医院使用时，容易造成光污染和刺激眼睛的问题。
中国专利CN200820147310.6所述的多芯片模组LED照射治疗装置中，采用多芯片LED模组作为照射光源，采用反光罩进行反光和聚光，由于单一的反光罩的聚光效果有限，从该反光罩射出的光斑带有大面积的弥散斑，由于该治疗装置通常用于医院病房照射治疗，大面积的弥散斑容易使其他非光照射治疗病人眼部受刺激感觉不舒服，会造成病房光污染的问题。
另外，在某些治疗中，由于医护人员没有正确的设置照射距离和照射光强度，使得病患被照射面上由于光功率密度偏大而导致温度上升甚至烧伤情况。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置，采用光斑调节器来实现照射光斑大小的缩放，实现了光斑大小可按照需要进行调节的治疗光，能根据患面大小选择性调节治疗光斑大小，还能根据测温感应器测得的照射面温度实时调节光功率密度，实现了不同患面的差异性治疗，实现了良好的聚光效果，大大提高了光功率密度，避免了弥散斑的产生，能实时监测病患照射面的温度并相应进行光源输出强度的调节，解决了普通光子治疗设备照射光斑大小固定不可调、容易造成光污染、容易导致烫伤和光功率密度 无法自动调节的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置，包括照射头，所述照射头包括外壳和固定在其内的光源组件，每个光源组件包括多芯片模组LED、散热装置、反光罩和光斑调节器，所述散热装置包括散热器和固定在散热器进风端上的风扇，所述多芯片模组LED位于反光罩的底面开孔中，反光罩的底端和多芯片模组LED的基板固定在散热器上，照射头上还设有测量被照射面温度测温感应器，所述光斑调节器设置于多芯片模组LED的出光面前端的基座上，所述外壳上设有伸缩滑轨，该基座在该伸缩滑轨上沿第一方向或第二方向运动实现光斑调节器与多芯片模组LED之间的距离和位置的远近调节。
本实用新型解决进一步技术问题的方案是：所述光斑调节器是蛙眼透镜。
本实用新型解决进一步技术问题的方案是：所述光斑调节器是可变焦透镜组。
本实用新型解决进一步技术问题的方案是：所述可变焦透镜组包括第一凸透镜和第二凸透镜，所述第一凸透镜安装在离反光罩较近的前端，所述第二凸透镜安装在离反光罩较远的前端，所述第二凸透镜可以沿着伸缩滑轨前后运动。
本实用新型解决进一步技术问题的方案是：所述多芯片模组LED为一至数千个的LED芯片排列组合，安装在支架上成为一个模组，安装方式为正装或倒装，单电极或双电极，支架材料是铜、铝、银、硅、陶瓷或复合材料。
本实用新型解决进一步技术问题的方案是：所述测量被照射面温度的测温感应器装设在照射头外壳沿出光方向的前端。
本实用新型解决进一步技术问题的方案是：每个光源组件包含一至数十个多芯片模组LED的组合。
本实用新型解决进一步技术问题的方案是：所述多芯片模组LED的波长采用0.4μm～6μm，单个多芯片模组LED的功率为5W～1000W。
本实用新型解决进一步技术问题的方案是：其进一步包括智能控制单元，所述光源的发光强度，发光模式，发光时间及间隔是由智能控制单元控制。所述测量被照射面温度的测温感应器能够实时监测被照射面的温度 并及时反馈到智能控制单元，智能控制单元可以分析判断测温感应器所测得的温度值是否是安全数值，如果超过了机器默认设置的温度(比如40℃)，智能控制单元就下达指示降低多芯片LED模组光源的光功率强度(亦即发光强度，下同)的命令，这样就能够将照射面上的光功率密度控制在合理的安全的范围内，达到自适应调节照射剂量的目的。
本实用新型解决进一步技术问题的方案是：其进一步包括驱动装置，所述驱动装置与基座相连，所述光斑调节器在驱动装置的驱动下在该伸缩滑轨上沿第一方向或第二方向运动实现与多芯片模组LED之间的距离和位置的远近调节。
本实用新型解决进一步技术问题的方案是：其进一步包括智能控制单元，所述光源的发光强度，发光模式，发光时间及间隔、光源发光强度大小的自动调节是由智能控制单元控制的。
本实用新型解决进一步技术问题的方案是：所述光斑调节器的伸缩运动方向和运动行程是由智能控制单元控制的。
本实用新型解决进一步技术问题的方案是：所述的驱动装置可以是手动滑动控制的机械装置、电机或是电机驱动下的机械装置。
相较于现有技术，本实用新型的优点是：提供了一种自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置，该装置包括光斑调节器，该光斑调节器能够在驱动装置的驱动下改变与光源之间的距离，通过光斑调节器来实现照射光斑大小的缩放，实现了光斑大小可按照需要进行调节的治疗光，能根据患面大小选择性调节治疗光斑大小，还能根据测温感应器测得的照射面温度实时调节光功率密度，实现了不同患面的差异性治疗，实现了良好的聚光效果，大大提高了光功率密度，避免了弥散斑的产生，能实时监测病患照射面的温度并相应进行光源输出强度的调节，解决了普通光子治疗设备照射光斑大小固定不可调、容易造成光污染、容易导致烫伤和光功率密度无法自动调节的问题。
附图说明
图1是现有技术的多芯片LED模组照射治疗装置的照射头的结构示意图。
图2是现有技术的多芯片LED模组照射治疗装置的照射头的前视外观 示意图。
图3是现有技术的多芯片LED模组照射治疗装置的照射头的散热结构示意图。
图4是本实用新型的自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置第一实施例的照射头的结构示意图。
图5是本实用新型的自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置第二实施例的照射头的结构示意图。
具体实施方式
以下内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
现有技术的多芯片LED模组照射治疗装置，包括照射头、可调节升降与水平距离的可调支架系统以及控制台，所述控制台包括机箱，在机箱中安装有电源、信息处理系统、温度开关，信息处理系统包括单片机、键盘、显示器。上述可调支架系统以及控制台均采用现有成熟技术，在此不详述。
请参阅图1、图2和图3，现有技术的多芯片LED模组照射治疗装置的照射头内的外壳1内固定有一个光源组件，该光源组件包括反光罩2、多芯片模组LED3和散热装置，散热装置由多鳍片散热器4和风扇6组成，多鳍片散热器4固定在散热器基体上，散热器基体与照射头内的固定板固定在一起，在多鳍片散热器4的鳍片之间设有通风槽，其一端为进风端，另一端为出风端，风扇6固定在多鳍片散热器4的进风端上，在照射头外壳1的后端面设有进风孔101(在本文中照射头的出光端为前端)，在进风孔的内侧固定有一个前置风扇5，在照射头外壳1的一个侧面上设有散热孔102，该侧面在多鳍片散热器4的出风方向，多芯片模组LED3位于反光罩2的底面开孔中，反光罩的底端和多芯片模组LED3的支架通过螺丝固定在多鳍片散热器4上，在多芯片模组LED3的支架和多鳍片散热器4之间设有导热膏7，多鳍片散热器4与多芯片模组LED3的支架相接合面的面积大于多芯片模组LED3的支架的面积，所述反光罩2的前部为圆柱形，后部为抛物面形。实施例一与实施例二的主要区别是照射头的结构，以下分别详述。
如图4所示，实施例一中照射头与现有技术的不同之处在于：包括光斑调节器50，测温感应器，散热器具有不同的结构以及光源组件与光斑调节器50之间的距离是可以调节的；所述散热器包括多鳍片散热器和风扇6，多鳍片散热器的进风端正对前置风扇5，多鳍片散热器的出风端朝向两侧，风扇6安装在多鳍片散热器的进风端；所述光斑调节器6为蛙眼透镜，固定安装在多芯片模组LED的出光面前端的基座上，照射头的外壳上设有伸缩滑轨，该基座在该伸缩滑轨上沿D1D2方向运动实现光斑调节器与多芯片模组LED之间的距离和位置的远近调节；所述光源组件的光源多芯片模组LED3前固设有反光罩22，所述反光罩22为抛物线形曲面，当光斑调节器运动到D1时，多芯片模组LED所发出的光经过反光罩22反射后全部进入光斑调节器的内腔ACDB中，进而通过光斑调节器的侧导光墙51和中间聚光部52后射出照射头，当光斑调节器运动到D2时，多芯片模组LED所发出的光直接通过中间聚光部52后射出照射头；所述蛙眼透镜具有光进入侧导光墙51后可以实现全反射的导光特性，中间聚光部相当于会聚透镜，这样通过调节蛙眼透镜与多芯片模组LED之间的距离远近，就可使实现照射头射出光斑大小的调节；当蛙眼透镜沿着伸缩导轨运动到D1位置时，照射头射出的光斑较大，发散角相对大，对应相同距离的照射面上的光功率密度较小；当蛙眼透镜沿着伸缩导轨运动到D2位置时，照射头射出的光斑较小，发散角较小，对应相同距离的照射面上的光功率密度较大；所述测量被照射面温度的测温感应器装设在照射头外壳沿出光方向的前端。
实施例二与实施例一的区别在于光斑调节器50为由凸透镜61和凸透镜62构成的透镜组，所述凸透镜61固定在反光罩22前的伸缩导轨63上，所述凸透镜62设在伸缩导轨上的基座上，所述基座能够带动凸透镜62在伸缩导轨63上沿着D1D2前后运动；多芯片模组LED3发出的光经过反光罩22反射后射到凸透镜61上，光经过凸透镜61后射到凸透镜62上，通过凸透镜62后成为圆形光斑治疗光；这样通过调节凸透镜62与多芯片模组LED3之间的距离远近，就可使实现照射头射出光斑大小的调节；当凸透镜62沿着伸缩导轨运动到D1位置时，照射头射出的光斑较大，发散角相对大，对应相同距离的照射面上的光功率密度较小；当凸透镜62沿着伸缩导轨运动到D2位置时，照射头射出的光斑较小，发散角较小，对应相同距离的照射面上的光功率密度较大。
上述实施例中自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置进一步包括驱动装置，所述驱动装置与基座相连，所述光斑调节器在驱动装置的驱动下在该伸缩滑轨上沿第一方向或第二方向运动实现与多芯片模组LED之间的距离和位置的远近调节。
上述实施例中自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置进一步包括智能控制单元，所述光源的发光强度，发光模式，发光时间及间隔、光源发光强度大小的自动调节是由智能控制单元控制的。所述测量被照射面温度的测温感应器能够实时监测被照射面的温度并及时反馈到智能控制单元，智能控制单元可以分析判断测温感应器所测得的温度值是否是安全数值，如果超过了机器默认设置的温度(比如40℃)，智能控制单元就下达指示降低多芯片LED模组光源的功率强度的命令，这样就能够将照射面上的光功率密度控制在合理的安全的范围内，达到自适应调节照射剂量的目的。
所述的驱动装置可以是手动滑动控制的机械装置、电机、电动推杆或是电机驱动下的机械装置。
本实用新型的利用光斑调节器实现的自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置的光斑调节器的实现方式和运动方式并不限于上面描述的几种实施方式。
本实用新型的自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置通过驱动装置驱动伸缩滑轨上的光斑调节器的伸缩运动改变光斑调节器与光源之间的距离，通过光斑调节器来实现照射光斑大小的缩放，实现了光斑大小可按照需要进行调节的治疗光，能根据患面大小选择性调节治疗光斑，还能根据测温感应器测得的照射面温度实时调节光功率密度，实现了不同患面的差异性治疗，实现了良好的聚光效果，大大提高了光功率密度，避免了弥散斑的产生，能实时监测病患照射面的温度并相应进行光源输出强度的调节，解决了普通光子治疗设备照射光斑大小固定不可调、容易造成光污染、容易导致烫伤和光功率密度无法自动调节的问题。
Claims (10)
1.一种自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置，包括照射头，所述照射头包括外壳和固定在其内的光源组件，每个光源组件包括多芯片模组LED、散热装置、反光罩和光斑调节器，所述散热装置包括散热器和固定在散热器进风端上的风扇，所述多芯片模组LED位于反光罩的底面开孔中，反光罩的底端和多芯片模组LED的基板固定在散热器上，其特征在于：照射头上还设有测量被照射面温度测温感应器，所述光斑调节器设置于多芯片模组LED的出光面前端的基座上，所述外壳上设有伸缩滑轨，该基座在该伸缩滑轨上沿第一方向或第二方向运动实现光斑调节器与多芯片模组LED之间的距离和位置的远近调节。
2.根据权利要求1所述的自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置，其特征在于：所述光斑调节器是蛙眼透镜。
3.根据权利要求1所述的自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置，其特征在于：所述光斑调节器是可变焦透镜组。
4.根据权利要求1所述的自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置，其特征在于：所述多芯片模组LED为一至数千个的LED芯片排列组合，安装在基板上成为一个模组，安装方式为正装或倒装，单电极或双电极，基板材料是铜、铝、银、硅、陶瓷或复合材料。
5.根据权利要求1所述的自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置，其特征在于：所述测量被照射面温度的测温感应器装设在照射头外壳沿出光方向的前端。
6.根据权利要求3所述的自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置，其特征在于：所述可变焦透镜组包括第一凸透镜和第二凸透镜，所述第一凸透镜安装在离反光罩较近的前端，所述第二凸透镜安装在离反光罩较远的前端，所述第二凸透镜可以沿着伸缩滑轨前后运动。
7.根据权利要求1或4所述的自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置，其特征在于：其进一步包括智能控制单元，所述光源的发光强度，发光模式，发光时间及间隔、光源发光强度大小的自动调节是由智能控制单元控制的。
8.根据权利要求1所述的自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置，其特征在于：其进一步包括驱动装置，所述驱动装置与基座相连，所述光斑调节器在驱动装置的驱动下在该伸缩滑轨上沿第一方向或第二方向运动实现与多芯片模组LED之间的距离和位置的远近调节。
9.根据权利要求8所述的自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置，其特征在于：其进一步包括智能控制单元，光斑调节器的伸缩运动方向和运动行程是由智能控制单元控制的。
10.根据权利要求8所述的自适应剂量调节的可调光斑的多芯片模组LED照射治疗装置，其特征在于：所述的驱动装置可以是手动滑动控制的机械装置、电机或是电机驱动下的机械装置。
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