CN205235185U - 一种近红外发射装置 - Google Patents

Abstract

一种用于理疗、保健以及美容的近红外发射装置，包括能够产生电磁波的电磁辐射源和邻近于所述电磁辐射源的量子点层，所述量子点层包括主体材料以及分散于所述主体材料中的近红外量子点，所述近红外量子点将所述电磁辐射源产生的电磁波中的至少一部分转化为近红外光。通过本实用新型的近红外发射装置，不仅可提升电光效率，还可运用不同的近红外量子点调整近红外光的波长，产生特定波长的近红外光，产生更好的治疗、保健以及美容效果。

Description

一种近红外发射装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于理疗、保健以及美容的近红外发射装置。

背景技术

红外线是一种电磁波，当它通过放射方式辐射到物体时，被物体吸收的辐射能传递给物体内的原子、分子等粒子，使这些粒子发生不规则运动，引起物体的升温作用，同时物体也随之发生其他的化学、物理等改变。人体是一个天然辐射体，同时又是一个吸收体。人体皮肤对红外辐射的吸收是有选择性的。对短波区的近红外来说，透过率比较高，入射的近红外透过皮肤传到深部组织后被慢慢的吸收。在医学领域，波长760-1500纳米红外线穿入人体组织较深(约5-10毫米)被定义为近红外线。红外线波峰值严格在1300nm，使红外线的波长刚好可以穿透人体真皮层，达到促进血液循环，增强肌肉对关节组织炎症的吸收能力，缓解关节炎症状，促进软组织损伤愈合。

红外线对人体具有治疗作用，而治疗作用的基础是温热效应。红外线照射可使分子振动产生的热能使生物组织温度升高，细胞的通透性、胶体状态、生物电、酸碱度、酶系统发生改变，形成生物活性物质组织胺和乙酞胆碱等，从而使新陈代谢旺盛，生物组织营养状况改善，组织再生能力加强，功能恢复加快。同时热效应可以引起血管扩张，血流加快，改善微循环，提高血液中的免疫成份如吞噬细胞、淋巴细胞、免疫球蛋白等，最终起到渗出物排除、消肿、镇痛、消炎及改善局部营养的作用，对防病抗病起着至关重要的作用。

红外线对人体还具有保健作用。红外线能够深入人体的皮下组织，使皮下深层皮肤温度上升，扩张微血管，促进血液循环，复活酵素，强化血液及细胞组织代谢，对细胞恢复年轻有很大的帮助。红外线还可以使身体内部温暖，放松肌肉，带动微血管网的氧气及养分交换，并排除积存体内的疲劳物质和乳酸等老化废物，对消除内肿、缓和酸痛有卓越效果。此外，红外线可调节自律神经保持在最佳状态，以上症状均可改善或祛除。

红外线对人体还具有美容作用。近红外光直接穿越及抵达肌肤深层部位，刺激胶原蛋白增生和胶原纤维紧致，令松弛皮肤突显紧致质感，改善面部皮肤松弛、去除深层皱纹，祛除各种斑印、红血丝并收缩毛孔，增强皮肤胶原含量，使皮肤更光滑、更细腻、更有弹性。

目前，电加热是红外理疗产品的主要方式，具体有以下四种类型的产品。

a.白炽灯，用250-300W钨丝灯泡装入反射器而构成，超过300W时，在灯罩出口处需加防护罩。通电后主要释放0.8-1.6μm的短波红外线。

b.石英红外线灯，将钨丝伸入充气的石英管或灯泡中构成。其原理是将钨丝伸入充气的石英管中，钨丝在交流电压的作用下发热并加热石英管中的气体，激发气体产生特定的红外线电磁波。这种灯辐射效率较高，灯管功率150-1500W不等。

c.近红外信息治疗仪，由光能发生器直接发出调制频率范围在10-100次/分的近红外脉冲波，其波长范围在1-4.5μm。

d.红外线灯或红外线辐射器，将电阻丝缠绕或是嵌在耐火土、碳化硅等物质制成的陶瓷棒或板内构成辐射头，通电后电阻丝产热，使罩在电阻丝外的碳棒温度升高而发出红外线，发出辐射全部为不可见的红外线，波长为760nm-15μm，以长波红外线为主，波长主要集中在2-3μm。

以上这些产品的问题是：电消耗大(一般要150W以上)，电光效率低(小于10％)，体积大，应用不方便；红外波长难以控制，穿透能力最好的波长范围的红外所占的比例较少，疗效低；产生的大量穿透能力不足的近红外或者可见光被表皮吸收(大于85％)，导致过热或者灼伤。由于这些原因，其应用受到极大限制。

此外，市场上也出现了直接使用红外二极管作为发光源的红外理疗产品，虽然提高了电光效率，但是受限于红外二极管的制作难度，目前市场上出现的红外二极管的发光波长仅在950nm以内，与最佳的红外波峰值差距较远，所以疗效较差。此外，随着所发红外光波长的增加，尤其在950nm之后，红外二极管的制作成本急速上升，使直接通过红外二极管作为发光源的理疗产品发展受到限制。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题为：提供一种用于理疗、保健以及美容的近红外发射装置，能够提升电光转化效率，提高理疗、保健以及美容的效果。

本实用新型提出了一种用于理疗、保健以及美容的近红外发射装置，包括能够产生电磁波的电磁辐射源和邻近于所述电磁辐射源的量子点层，所述量子点层包括主体材料以及分散于所述主体材料中的近红外量子点，所述近红外量子点将所述电磁辐射源产生的电磁波中的至少一部分转化为近红外光。

优选地，所述近红外光的波长峰值在1100nm-1400nm范围内。

优选地，所述近红外光中，波长峰值在1100nm-1400nm范围内的近红外光所占比例不低于50％。

优选地，所述近红外量子点包括硫化铅、硒化铅、硫化银、硒化银中的一种。

优选地，所述近红外量子点的表面至少一部分覆盖有硫化锌、硫化镉、硒化锌、硒化镉中的一种。

优选地，所述电磁辐射源产生的电磁波的至少一部分未被近红外量子点吸收，直接从所述近红外发射装置中射出。

优选地，所述电磁辐射源产生的电磁波为可见光。

优选地，所述电磁辐射源为发可见光的发光二极管。

优选地，所述电磁辐射源还包括柔性基底，所述柔性基底表面设置有多个电性连接的发光二极管。

优选地，所述主体材料为高分子薄膜，所述高分子薄膜邻近于所述电磁辐射源。

优选地，所述高分子薄膜的厚度范围为1-5mm。

优选地，所述高分子薄膜为无影胶。

优选地，所述高分子薄膜由液态的高分子预聚物经紫外光照射或者加热形成。

优选地，所述主体材料为玻璃体，所述玻璃体的外层为玻璃，内层为第一高分子材料，所述近红外量子点分散在所述第一高分子材料中。

优选地，所述主体材料还包括第二高分子材料，所述第二高分子材料中分散有多个所述玻璃体。

优选地，所述玻璃体为玻璃毛细管，所述第二高分子材料中分散有多个平行或者交错排列的玻璃毛细管。

优选地，所述主体材料是可拆卸的，可从所述近红外发射装置中拆卸和安装。

优选地，所述近红外发射装置还包括反射元件，用于将电磁辐射源产生的电磁波以及近红外量子点产生的近红外光以预设方向射出。

优选地，所述主体材料的出光面还设置有光学透明的接触元件，用于与需要接受理疗、保健以及美容的人体部位表面物理接触。

优选地，所述主体材料的出光面还设置有滤光层，用于滤除一些对当前人体无益的电磁波。

优选地，所述近红外发射装置还包括与电磁辐射源电性连接的控制器。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的近红外发生装置结构简单，电光转化效率高，不仅节省了电力，而且使用更加方便。通过利用量子点波长可调、半峰宽窄的特点，产生特定波长的近红外光，具有更加针对性的的理疗、保健以及美容效果。本实用新型的近红外发射装置可将近红外光波长精确的控制在1300nm附近，从而提高近红外光对皮肤下层器官的疗效，同时有效降低红外线对人体表皮的过热伤害。

附图说明

图1为本实用新型的原理示意图；

图2为本实用新型中实施例1中的近红外发射装置的示意图；

图3为本实用新型中实施例1中的近红外发射单元的接触元件打开，主体材料取出时的截面示意图；

图4为本实用新型中实施例1中的近红外发生单元的主体材料装入，接触元件关闭时的截面示意图；

图5为本实用新型中实施例2的示意图；

图6为本实用新型中实施例3的主体材料沿玻璃管垂直方向上的截面示意图；

图7为本实用新型中实施例4的近红外发射装置的截面示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施例中的技术方案进行详细地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护范围。

本实用新型揭示了一种用于理疗、保健以及美容的近红外发射装置，其原理图如图1所示。近红外发射装置包括能够产生电磁波的电磁辐射源1和邻近于电磁辐射源1的量子点层2，量子点层2包括光学透明的主体材料3以及分散于主体材料中的近红外量子点4，近红外量子点4将电磁辐射源1产生的电磁波中的至少一部分转化为近红外光。

电磁辐射源1是一种能将电能转化为电磁波的设备。电磁辐射源1的电力来源包括家用电源、电池以及连接有电源或者电池的设备。在通电后，电磁辐射源1能够发射电磁波。电磁辐射源1产生的电磁波的主要目的是激发量子点，以产生近红外光。理论上，只要电磁辐射源1发射的电磁波能够激发量子点产生近红外光，均满足本实用新型的要求。优选地，电磁辐射源1产生的电磁波包括紫外光、可见光、近红外光。为了降低成本，电磁辐射源1产生的电磁波为可见光。可见光的产生对于现有技术来说是相对低廉的。

量子点的激发光谱波长范围比较广，一般为比发射光谱波长短的电磁波即可。因此，本实用新型的电磁辐射源1无需很高的功率，即可实现对量子点的激发，从而产生近红外光。量子点本身对激发光的转化效率一般达30％以上，远高于电加热、荧光粉等现有技术的光转化效率，如，本申请人生产制备的近红外量子点的光转化效率达40％以上。

在一个具体实施方式中，电磁辐射源1为功率50W的可见光灯。可见光灯包括白炽灯、LED灯、红外线灯、激光灯、闪光灯中的至少一种。

在一个优选实施例中，电磁辐射源1为发可见光的二极管。发光二极管是公认的功率低的、节省电力的光源。通过发光二极管可以进一步降低本实用新型的近红外发射装置的电光转化效率，减少多余的热量产生。相对近红外二极管或者紫外二极管而言，可见光二极管的制备成本较低，满足工业化生产本实用新型的近红外发射装置的需要。

在一个优选实施方式中，电磁辐射源1包括柔性基底和设置在柔性基底上的多个发光二极管。柔性基底表面或者内部设置有导线。每个发光二极管表面设置有量子点层2。本实施方式的近红外发射装置具有柔性，可与人体更好的贴合，以提高疗效。在另一个优选实施方式中，电磁辐射源1包括多个铰接的发光二极管，发光二极管之间电性连接。铰接组成的发光二极管形成柔性的结构，也可以与人体进行较好的贴合。在一个优选实施方式，柔性基底上还设置有电池容纳装置，可以容纳电池以向发光二极管供电。

电磁辐射源1产生的电磁波可以具有多个波长，其中至少有一部分能够激发量子点产生近红外光。不能激发近红外量子点的电磁波，对人体基本无伤害，其经过量子点层2，仍发出原有波长的电磁波。在一个优选实施例中，本实用新型的近红外发射装置所发出的电磁波中，至少有一部分未激发近红外量子点的电磁波，其能够在人体表皮产生热量，不能完全是能透过人体表皮的电磁波，以使人体表皮感受到温暖。电磁辐射1源产生的电磁波未激发近红外量子点的方式包括两种，其中一种为电磁辐射源1产生的电磁波未经过量子点所在的主体材料，另一种方式为电磁辐射源1产生的电磁波经过量子点所在的主体材料3但是未达到近红外量子点的激发波长。

本实用新型可以通过选用不同的量子点，对所发射的近红外光波长进行调整，实现有针对性的治疗。为使本实用新型的近红外发射装置所发射的近红外光具有更好的疗效，本实用新型优选使用发射峰的波长峰值在1300nm附近的近红外量子点4。1300nm是公认的恰好能够穿透人体皮肤的红外光波长，其对人体的深度治疗具有显著的效果。更优选地，本实用新型的近红外量子点4经激发所发射的近红外光波长峰值在1100-1400范围内。为使本实用新型的近红外发射装置具有更好的治疗效果，波长范围在1100nm-1400nm范围内的近红外光在近红外发射装置所发出的所有光中所占比例不低于50％。

近红外量子点4的波长受到量子点本身材料性质、粒径和结构的影响。本实用新型所使用的近红外量子点4优选硫化铅、硒化铅、硫化银、砷化铟中的一种。在一个优选实施方式中，本实用新型的近红外量子点4呈核壳结构，核为硫化铅、硒化铅、硫化银、砷化铟中的一种，核表面至少一部分覆盖有壳，壳为硫化锌、硫化镉、硒化锌、硒化镉中的一种。在一个具体实施例中，近红外量子点4为3.7nm-5.5nm的硫化铅。在另一个具体实施例中，近红外量子点4为4nm-5nm的硒化镉包覆的砷化铟。

为了使近红外量子点4能够稳定的存在于本实用新型的近红外发射装置中，将近红外量子点4分散在主体材料3中。主体材料3是一种分散介质，其材质包括但不限于聚合物和玻璃，其结构包括但不限于膜片。为使主体材料3允许电磁辐射源1所产生的电磁波的部分或者全部穿过，主体材料3是光学透明的。光学透明指对预定波长的光是至少80％光学透明的。

在一个优选实施方式中，主体材料3为高分子薄膜，邻近于电磁辐射源1。电磁辐射源1所产生电磁波的发射路径穿过高分子薄膜。高分子薄膜的厚度优选为1-5mm，进一步优选为2-3mm。高分子薄膜中的近红外量子点4质量浓度优选范围为5wt％-20wt％，进一步优选范围为10wt％。分散有近红外量子点4的高分子薄膜由表面修饰有一定配体的近红外量子点4与无影胶混合经紫外光固化而成。为了使近红外量子点4在高分子薄膜中稳定均匀的分散，无影胶与量子点表面的配体需要具有一定的相溶性。在一个优选实施例中，无影胶优选为丙烯酸树脂类，近红外量子点4表面的配体为吐温。丙烯酸树脂类无影胶包括但不限于环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸树脂中的一种或者多种。

在使用高分子薄膜的实施方式中，进一步还优选在高分子薄膜周围设置隔氧隔水层，以避免量子点失效。

在另一个优选实施方式中，主体材料3包括玻璃和第一高分子材料，量子点分布于第一高分子材料中，玻璃包覆第一高分子材料。第一高分子材料优选为无影胶。玻璃为硅酸盐类玻璃。

在另一个优选实施方式中，主体材料3包括玻璃、第一高分子材料和第二高分子材料。第二高分子材料中分散有多个玻璃体，玻璃体外层为玻璃，内层为分散有量子点的第一高分子材料。第一高分子材料和第二高分子材料均优选为无影胶，其中第一高分子材料优选为丙烯酸树脂类无影胶。玻璃为硅酸盐类玻璃。玻璃体的形状包括但不限于管状、毛细管状、片状和球状。

在一个优选实施方式中，玻璃体为毛细管状，第二高分子材料中包括多个平行或者交错排列的毛细管，毛细管中包括分散有量子点的第一高分子材料。毛细管中基本不含有氧气和水。

在一个优选实施方式中，本实用新型的量子点层2是可拆卸的。用户可以根据实际所需的波段，选择相应的量子点层2进行更换。这使得理疗、保健以及美容更加具有针对性，更加具有效果。在一个具体实施例中，本实用新型的近红外发射装置包括可放松和锁紧的锁紧件，可以将主体材料与电磁辐射源1锁紧在一起。在另一个具体实施例中，本实用新型的近红外发射装置包括设置在电磁辐射源1表面的固定机构，固定机构中设置有容纳量子点层2的空间和紧固件，通过紧固件的活动实现量子点层2的可拆卸。

在一个优选实施方式中，本实用新型的近红外发射装置还包括反射元件，用于将电磁辐射源1产生的电磁波以及近红外量子点4产生的近红外光以预设方向射出。一个具体实施例如图所示，反射元件分布于近红外发射装置的底面和侧面，将将电磁辐射源1产生的电磁波以及近红外量子点4产生的近红外光从量子点层2的出光面射出。

在一个优选实施方式中，量子点层2的出光面还设置有光学透明的接触元件，用于与需要接受理疗、保健以及美容的人体部位表面物理接触。接触元件具有一定的弹性，接触人体后能够让人体感受舒适。

在一个优选实施方式中，量子点层2的出光面还设置有滤光层，用于滤除一些对当前人体无益的电磁波。滤光层的设计使得所用的近红外光更加具有针对性。

本实用新型的近红外发射装置还进一步包括控制器，以调节电磁辐射源1所发射的电磁波的强弱。控制器与电磁辐射源1电性连接。通过此可以选择合适的近红外强度对人体进行理疗、保健以及美容。优选地，控制器包括显示屏和操控按钮。显示屏上可显示电磁辐射源1的电磁辐射强度以及产生的红外线强度。操控按钮可以调节显示屏上的数值。

由于本实用新型的近红外发射装置原理简单，因而可以将其设计成各式各样的结构。本实用新型的近红外发射装置可以设置在床、衣服、桌椅、鞋垫等物体上，以方便使用者。

在一个优选实施方式中，除了上述元件外，本实用新型的近红外发射装置还包括电源连接线、开关等附件。在一个优选实施方式中，近红外发射装置还包括支架，支架的底盘设置有滚轮，可使支架移动。至少一个滚轮上设置有锁紧结构，以使近红外装置在工作时固定的。优选的支架包括伸缩结构，可调节支架的高度。

实施例1

如图1所示，一种用于理疗、保健以及美容的近红外发射装置100，包括近红外灯头102、控制器104和支架106。灯头102包括多个近红外发生单元108。灯头102的形状包括但不限于方形，可根据实际需要设置成所需形状。如图2和图3所示，每个近红外发射单元108包括LED光源110、分散有量子点112的主体材料114、接触单元116和反射元件118。主体材料114为固化的无影胶，主体材料114的厚度为3mm。近红外发射单元108设置在柔性基底120上面。接触单元116中设置有滤光元件(图中未示出)。接触单元116通过铰接元件122与反射原件118活动连接。主体材料114是可拆卸的，可以取出更换。反射原件118围绕在LED光源110周围，并且内表面设置有反光材料。反射原件118围绕的区域内，LED光源110所在的柔性基底120表面也设置有反射材料。控制器104包括显示屏124和操控按钮126。支架106包括立杆128、与立杆连接的底座130。底座130的下面还设置有滚轮132，滚轮132上设置有锁紧机构(图中未示出)。

实施例2

如图4所示，一种用于理疗、保健以及美容的近红外发射装置200，包括红外灯头202、控制器204和连接导线206。近红外灯头202中设置有近红外发射单元208。近红外灯头202的具体结构与实施例1相同。红外灯头202可以根据人体需要设置成各种形状。

实施例3

一种用于理疗、保健以及美容的近红外发射装置300，与实施例1基本相同，所不同的在于分散量子点的高分子膜。本实施例的分散有量子点的主体材料如图5所示，包括近红外量子点302、分散有量子点302的第一高分子材料304、管内具有第一高分子材料304的玻璃毛细管306以及内部具有多个玻璃毛细管306中的第二高分子材料308。玻璃毛细管306的内径为0.3mm，外径为0.5mm。第一高分子材料304和第二高分子材料308均为无影胶固化后的高分子材料

实施例4

一种用于理疗、保健以及美容的近红外发射装置，如图6所示，包括LED光源402、分散有近红外量子点404的主体材料406和壳体408。主体材料406为无影胶固化后的高分子材料。壳体408包括位于侧面的反光部410和位于LED光源402前方的出光部412。出光部412是光学透明的，至少能够允许近红外光透过。壳体408与主体材料406之间的空间基本不含水分和氧气。

尽管发明人已经对本实用新型的技术方案做了较详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的，都不能脱离本实用新型精神的实质，本实用新型中出现的术语用于对本实用新型技术方案的阐述和理解，并不能构成对本实用新型的限制。

Claims (12)

1.一种用于理疗、保健以及美容的近红外发射装置，其特征在于，包括能够产生电磁波的电磁辐射源和邻近于所述电磁辐射源的量子点层，所述量子点层包括主体材料以及分散于所述主体材料中的近红外量子点，所述近红外量子点将所述电磁辐射源产生的电磁波中的至少一部分转化为近红外光。

2.根据权利要求1所述的近红外发射装置，其特征在于：所述近红外光的波长峰值在1100nm-1400nm范围内。

3.根据权利要求1所述的近红外发射装置，其特征在于：所述电磁辐射源为发可见光的发光二极管。

4.根据权利要求3所述的近红外发射装置，其特征在于：所述电磁辐射源还包括柔性基底，所述柔性基底表面设置有多个电性连接的发光二极管。

5.根据权利要求3所述的近红外发射装置，其特征在于：所述主体材料为高分子薄膜，所述高分子薄膜邻近于所述电磁辐射源。

6.根据权利要求5所述的近红外发射装置，其特征在于：所述高分子薄膜的厚度范围为1-5mm。

7.根据权利要求1所述的近红外发射装置，其特征在于：所述主体材料为玻璃体，所述玻璃体的外层为玻璃，内层为第一高分子材料，所述近红外量子点分散在所述第一高分子材料中。

8.根据权利要求7所述的近红外发射装置，其特征在于：所述主体材料还包括第二高分子材料，所述第二高分子材料中分散有多个所述玻璃体。

9.根据权利要求8所述的近红外发射装置，其特征在于：所述玻璃体为玻璃毛细管，所述第二高分子材料中分散有多个平行或者交错排列的玻璃毛细管。

10.根据权利要求1所述的近红外发射装置，其特征在于：所述主体材料是可拆卸的，可从所述近红外发射装置中拆卸和安装。

11.根据权利要求1所述的近红外发射装置，其特征在于：所述近红外发射装置还包括反射元件，用于将电磁辐射源产生的电磁波以及近红外量子点产生的近红外光以预设方向射出。

12.根据权利要求1所述的近红外发射装置，其特征在于：所述主体材料的出光面附近还设置有光学透明的接触元件，用于与需要接受理疗、保健以及美容的人体部位表面物理接触。