CN219623827U - 一种医用光源 - Google Patents

Abstract

本申请涉及医疗器械领域，尤其是涉及一种医用光源，包括基板、LD芯片、LED芯片、第一微透镜、第二微透镜，LED芯片和LD芯片分布于基板的一面；第一微透镜与LD芯片一一对应设置，并包裹住对应的LD芯片，对对应的LD芯片发出的光线进行发散；第二微透镜与LED芯片芯片一一对应设置，并包裹住对应的LED芯片，对对应的LED芯片发出的光线进行会聚。本申请具有光照强度较大且光照均匀的效果。

Description

一种医用光源

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，尤其是涉及一种医用光源。

背景技术

在使用医用光源进行局部检测治疗的时候需要大功率的小光斑。

传统的发光二极管（LED）光照强度较小，难以满足大功率光照治疗的需求；激光二极管（LD）的光照强度较大，但成本较高，且纯LD光源的使用寿命不如LED光源。为了结合LD芯片和LED芯片的优点，兼顾照明功率和成本，目前有将LED芯片与LD芯片混合作为医用光源的技术方案。

但是，因为LD芯片和LED芯片发光功率相差甚远，相关技术中的混合光源，在整个治疗面上的光照强度并不均匀，因此难以达到较好的治疗效果，所以，需要一种能提供均匀光照的大功率光源。

实用新型内容

为了得到光照强度均匀的大功率光线，本申请提供一种医用光源。

本申请提供的一种医用光源采用如下的技术方案：

一种医用光源，包括基板、LD芯片、LED芯片、第一微透镜、第二微透镜，所述LED芯片和LD芯片分布于所述基板的一面；所述第一微透镜与所述LD芯片一一对应设置，并包裹住对应的所述LD芯片，对对应的所述LD芯片发出的光线进行发散；所述第二微透镜与所述LED芯片一一对应设置，并包裹住对应的所述LED芯片，对对应的所述LED芯片发出的光线进行会聚。

通过采用上述技术方案，第一微透镜将LD芯片发出的光线进行发散，第二微透镜将LED发出的光线进行会聚。原本LD芯片的光照强度大于LED芯片，但是经过第一微透镜的调制LD芯片的一部分光线被发散到LED芯片的区域，第一微透镜出光面的光照强度小于LD芯片发出的原始光线；而，第二微透镜对LED芯片发出的光线进行会聚，且收到一部分来自于第一微透镜的光线，所以，第二微透镜出光方向的光照强度大于LED芯片发出的原始光线；光源整体上表现出较为均匀的光照强度。而且，因为光源由LD芯片和LED芯片混合照明，其光照强度也大于常规的LED治疗光源，满足医疗领域对大功率光照的需求，本申请作为医用光源，治疗效果较好且容易控制。

优选的，所述第一微透镜为平凹镜，所述平凹镜由透镜胶采用点胶工艺制备得到。

通过采用上述技术方案，所述第一微透镜在封装步骤中可一并制备，不需额外步骤，降低了生产成本。

优选的，所述第二微透镜为平凸镜，所述平凸镜由透镜胶采用点胶工艺制备得到。

通过采用上述技术方案，所述第二微透镜在封装步骤中可一并制备，不需额外步骤，降低了生产成本。

优选的，所述LD芯片均匀分布于所述基板上，所述LED芯片均匀分布于所述基板上，且每两个所述LD芯片之间间隔至少一个所述LED芯片。

通过采用上述技术方案，LD芯片被LED芯片包围，相应的，第一微透镜也被第二微透镜包围，第一微透镜发散的光被第二微透镜对应的区域接收，在整个光源面上，光照强度更加均匀。

优选的，所述LD芯片设置于所述基板的中央，所述LED芯片设置于所述LD芯片的外围。

通过采用上述技术方案，LD芯片集中分布，靠近LED芯片的部分LD芯片发散的光被LED芯片对应的区域接收，起到均匀光强的效果；中间部分的LD芯片对应的区域，一边被第一微透镜发散光线，一边接收附近的第一透镜发散出的光线，光照强度相比于其他部分更高；本技术方案适用于需要在局部区域汇聚较强光线，且周围需要均匀光照的情况。

优选的，所述第一微透镜与所述基板的接触面和所述第二微透镜与所述基板的接触面尺寸相同，每一个所述LD芯片与其对应的接触面同几何中心，每一个LED芯片与其对应的接触面同几何中心。

通过采用上述技术方案，LD芯片位于第一微透镜底部的正中央，发散的光线沿第一微透镜出光面的光轴中心对称；LED芯片位于第二微透镜底部的正中央，会聚的光线沿第二微透镜出光面的光轴中心对称；发散或会聚效果更好，使整体光源出光均匀，治疗效果更加稳定可控。

优选的，所述几何中心的连线为密铺正方形。

通过采用上述技术方案，LD芯片和LED芯片在基板上实现密铺，空间利用率较高，单位面积的光照强度也更高。

优选的，所述几何中心的连线为密铺正三边形。

通过采用上述技术方案，LED芯片和LD芯片实现了在接触面尺寸相同的情况下的最密平面排布。

优选的，所述微透镜远离所述基板的一侧设有聚光透镜，所述聚光透镜覆盖整个所述基板，所述聚光透镜具有正光焦度。

通过采用上述技术方案，第一微透镜和第二微透镜调制过的较为均匀的光线被整体会聚，达到更高的局部治疗光照功率。

优选的，所述基板上设有聚光杯，所述聚光杯将所有的所述LD芯片和所述LED芯片圈围。

通过采用上述技术方案，光源发出的光线中，照射向患处的光线不会被聚光杯干扰，其他方向的光线经过聚光杯的反射，也会照射在患处，提高对于患处的光照强度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请一种医用光源可以发出光照强度均匀的大功率光线，满足检测、治疗对光源的需求；

2.第一微透镜和第二微透镜在封装步骤中制备，无需额外生产步骤；

3.LD芯片和LED芯片在基板上紧密排布，达到更高的空间利用率和更大的光照强度；

4.聚光透镜和聚光杯的设置，使光线集中于患处，进一步增大光照强度。

附图说明

图1是本申请实施例1的医疗光源去掉聚光透镜后的结构示意图；

图2是本申请实施例1的医疗光源的主视图；

图3是沿图2中A-A线的剖视图；

图4是本申请实施例2的医疗光源去掉聚光透镜后的结构示意图；

图5是本申请实施例3的医疗光源去掉聚光透镜后的结构示意图；

附图标记说明：

11、第一微透镜；12、第二微透镜；13、聚光透镜；14、聚光杯；

21、LD芯片；22、LED芯片；

3、基板；

4、散热片。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

需要注意的是，为了便于观察，在图1、图4、图5中并未示出聚光透镜13。

本申请实施例公开一种医用光源。

实施例1

参照图1、图2，医用光源包括基板3、光学组件和散热片4。

参考图3，医用光源还包括芯片组。

芯片组包括LD芯片21和LED芯片22，优选的，LED芯片22的数量为LD芯片21的两倍或以上。

LD芯片21和LED芯片22在基板3表面的成正方形阵列分布，且LD芯片21位于阵列中央，LED芯片22设置于LD芯片21的外围。

基板3的材料为印制电路板（PCB板）或柔性电路板（FPC板）。

光学组件包括第一微透镜11、第二微透镜12，以及聚光透镜13和聚光杯14。

第一微透镜11和LD芯片21一一对应设置，并且将LD芯片21包裹，第一微透镜11的上表面具有负的光焦度，用于发散LD芯片21发出的光线。优选的，第一微透镜11为lens胶点胶制备的平凹镜。

第二微透镜12和LED芯片22一一对应设置，并且将LED芯片22包裹，第二微透镜12的上表面具有正的光焦度，用于会聚LED芯片22发出的光线，优选的，第二微透镜12为lens胶点胶制备的平凸镜。

第一微透镜11与基板3的接触面和第二微透镜12与基板3的接触面的尺寸相同，且每一个LD芯片21的底面与其对应的接触面同几何中心，每一个LED芯片22的底面与其对应的接触面同几何中心。

聚光透镜13设置于第一微透镜11和第二微透镜12远离基板3的一侧，且与第一微透镜11和第二微透镜12之间存在空隙，聚光透镜13具有正的光焦度。

可选的，聚光透镜13的入光面曲率为零；

优选的，聚光透镜13的入光面和出光面均镀有增透膜。

在本申请另一实施例中，聚光透镜13与第一微透镜11和第二微透镜12之间的间隙被封装胶、镜头胶或其他光密介质填充，以达到更佳的聚光效果。

聚光杯14固定连接于基板3上，将上述所有第一微透镜11、第二微透镜12、聚光透镜13和芯片组圈围，用于将朝向其他方向的光线反射至预定照射部位。优选的，在聚光杯14的内侧反光面镀有高反膜。

散热片4为设置于基板3远离芯片组的一侧且与基板3相贴合的金属板，也可设置为导热方向与基板3垂直的散热翅，散热片4的材质优选为紫铜。

优选的，为降低装置发热情况，第一微透镜11、第二微透镜12和聚光透镜13以高净度的玻璃制成，且聚光透镜13、聚光杯14和基板3围成的空间进行抽真空处理。

实施例1的实施原理为：

医用光源接通电源后，LD芯片21和LED芯片22通电并发光，LD芯片21的光照强度大于LED芯片22。

第一微透镜11的光焦度为负，LD芯片21发出的光经第一微透镜11调制后向周围发散，第二微透镜12的光焦度为正，LED芯片22发出的光经第二微透镜12调制后会聚。

因此，第一微透镜11出光区域的光照强度小于LD芯片21发出的初始光线；而第二微透镜12出光区域接收了来自第一微透镜11的发散光，故而光照强度大于LED芯片22所发出的初始光线。经过第一微透镜11和第二微透镜12调制后的整体光照强度，相比于LD芯片21和LED芯片22发出的光线更为均匀。

第一微透镜11和第二微透镜12发出的光线，一部分向预定的照射部位传播，另一部分则发散向其他方向，被聚光杯14反射向预定的照射部位，这两部分的光线经过聚光透镜13的会聚后，对预定的照射部位进行照射，达到治疗或检测的功能。

第一微透镜11、第二微透镜12和聚光透镜13的光焦度均可根据实际需求设置，以达到使光线更加均匀或局部集中的效果，满足不同治疗或检测的需求。

在聚光透镜13与第一微透镜11以及聚光透镜13与第二微透镜12之间填充封装胶或其他光密介质的情况下，由光线的折射定律可知，每个折射面两侧的光导率之差降低，光线在每一个折射面上传播方向的变化角度减小，第一微透镜11发散角减小，医用光源最终输出的光线，在其中央部位的光照强度更大。

LED芯片22和LD芯片21在发光的同时会发热，且光线在光学组件中的传播也会导致装置温度上升，一部分热量通过散热片4导出。

本医用光源可设置于光疗仪的治疗头直接对患处进行照射，也可设于光疗仪的座体内，通过光导纤维将医用光源发出的光线传导至待照射部位。需要注意的是，本医用光源的可以适用于患者体内的检测及治疗，并不限于体外照射。

实施例2

参照图4，本实施例与实施例1的不同之处在于：

LD芯片21和LED芯片22成正三角形阵列排布，其几何中心的连线为密铺正三角形。

实施例2的实施原理为：

更换了排布方式，根据平面最密排布原理，在相邻LD芯片21之间、相邻LED芯片22之间，以及相邻LD芯片21与LED芯片22之间的间距不变的情况下，本实施例具有最大的空间利用率，在LD芯片21和LED芯片22型号保持不变的情况下，本实施例在相同基板3尺寸上能镶嵌最多的LD芯片21和LED芯片22，以达到最大的光照强度。

实施例3

参照图5，本实施例与实施例1的不同之处在于：

LD芯片21均匀分布于基板3上，LED芯片22均匀分布于基板3上，且每两个LD芯片21之间间隔至少一个LED芯片22。

在本申请另一个实施例中，LD芯片21和LED芯片22成正三角形阵列排布，其几何中心的连线为密铺正三角形。

实施例3的实施原理为：

本实施例中，LD芯片21被LED芯片22包围，相应的，第一微透镜11被第二微透镜12包围，第一微透镜11发散的光进入周围第二微透镜12的出光范围，且，因为第二微透镜12对光线起会聚作用，所以，第一微透镜11的出光范围很少或者几乎不能接收到来自第二微透镜12的光线。

光线在第一微透镜11和第二微透镜12的出光面上调制的更为均匀，更适合长时间的范围光照治疗。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种医用光源，其特征在于：包括基板（3）、LD芯片（21）、LED芯片（22）、第一微透镜（11）、第二微透镜（12），所述LED芯片（22）和LD芯片（21）分布于所述基板（3）的一面；所述第一微透镜（11）与所述LD芯片（21）一一对应设置，并包裹住对应的所述LD芯片（21），对对应的所述LD芯片（21）发出的光线进行发散；所述第二微透镜（12）与所述LED芯片（22）一一对应设置，并包裹住对应的所述LED芯片（22），对对应的所述LED芯片（22）发出的光线进行会聚。

2.根据权利要求1所述的医用光源，其特征在于：所述第一微透镜（11）为平凹镜，所述平凹镜由透镜胶采用点胶工艺制备得到。

3.根据权利要求1所述的医用光源，其特征在于：所述第二微透镜（12）为平凸镜，所述平凸镜由透镜胶采用点胶工艺制备得到。

4.根据权利要求1所述的医用光源，其特征在于：所述LD芯片（21）均匀分布于所述基板（3）上，所述LED芯片（22）均匀分布于所述基板（3）上，且每两个所述LD芯片（21）之间间隔至少一个所述LED芯片（22）。

5.根据权利要求1所述的医用光源，其特征在于：所述LD芯片（21）设置于所述基板（3）的中央，所述LED芯片（22）设置于所述LD芯片（21）的外围。

6.根据权利要求1所述的医用光源，其特征在于：所述第一微透镜（11）与所述基板（3）的接触面和所述第二微透镜（12）与所述基板（3）的接触面尺寸相同，每一个所述LD芯片（21）的底部与其对应的接触面同几何中心，每一个LED芯片（22）的底部与其对应的接触面同几何中心。

7.根据权利要求6所述的医用光源，其特征在于：所述几何中心的连线为密铺正方形。

8.根据权利要求6所述的医用光源，其特征在于：所述几何中心的连线为密铺正三边形。

9.根据权利要求1所述的医用光源，其特征在于：所述微透镜远离所述基板（3）的一侧设有聚光透镜（13），所述聚光透镜（13）覆盖整个所述基板（3），所述聚光透镜（13）具有正光焦度。

10.根据权利要求1所述的医用光源，其特征在于：所述基板（3）上设有聚光杯（14），所述聚光杯（14）将所有所述LD芯片（21）和所述LED芯片（22）圈围。