KR20120012367A - Portable ocular light therapy device - Google Patents

Portable ocular light therapy device Download PDF

Info

Publication number
KR20120012367A
KR20120012367A KR1020100120607A KR20100120607A KR20120012367A KR 20120012367 A KR20120012367 A KR 20120012367A KR 1020100120607 A KR1020100120607 A KR 1020100120607A KR 20100120607 A KR20100120607 A KR 20100120607A KR 20120012367 A KR20120012367 A KR 20120012367A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
leds
array
light
fresnel lenses
light therapy
Prior art date
Application number
KR1020100120607A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101305110B1 (en
Inventor
앤드류 제이. 바커
래리 브이. 페더슨
Original Assignee
더 라이트북 캄퍼니 엘티디.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 더 라이트북 캄퍼니 엘티디. filed Critical 더 라이트북 캄퍼니 엘티디.
Publication of KR20120012367A publication Critical patent/KR20120012367A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101305110B1 publication Critical patent/KR101305110B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N5/0613Apparatus adapted for a specific treatment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N2005/0635Radiation therapy using light characterised by the body area to be irradiated
    • A61N2005/0643Applicators, probes irradiating specific body areas in close proximity
    • A61N2005/0644Handheld applicators
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N2005/065Light sources therefor
    • A61N2005/0651Diodes
    • A61N2005/0652Arrays of diodes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N2005/0658Radiation therapy using light characterised by the wavelength of light used
    • A61N2005/0662Visible light
    • A61N2005/0663Coloured light
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N2005/0664Details

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: A portable ocular light therapy apparatus is provided to enhance total efficiency of collecting and utilizing lights. CONSTITUTION: A portable ocular light therapy apparatus comprises: a base board(11); arrays of LEDs(12) mounted on a surface of the base board; arrays of Fresnel lens(13) located on the array of LEDs; and housings which have openings. Each of the LEDs attached to the surface of the base board has light emitting angle from 60degree to 130degree. The base board is a printed circuit board. The wavelength of emitted light from LEDs is from 400nm to 800nm.

Description

휴대가능한 안구용 광 치료 장치{PORTABLE OCULAR LIGHT THERAPY DEVICE}PORTABLE OCULAR LIGHT THERAPY DEVICE

본 발명은 광 치료 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 광 결핍성 장애(light deficient disorder)들을 치료하는 휴대가능한 안구용 광 치료 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light therapy device, and more particularly to a portable ophthalmic light therapy device for the treatment of light deficient disorders.

서유럽인들 및 북미인들 중 최대 30 %가 계절성 우울증(Seasonal Affective Disorder: SAD)[주요 우울증(major depression)의 일 형태] 또는 겨울철 동안 경증의 겨울 우울증(milder winter blues)을 겪는 것으로 추정되며; 이러한 환자들의 비율이 중국에서는 낮다고 생각되지만, 여전히 두드러지고 있다. 한편, 중국 및 세계 각국의 수백만 명의 사람들은 교대근무, 시차증(jet lag) 뿐만 아니라 다양한 수면 장애들로 인해 이들의 내부 생체 리듬(internal circadian rhythm)("체내 시계")의 파괴를 겪는다. 추가로, 인식 및 학습 능력뿐만 아니라 근시("가까운 것만 잘보임")는 중국 및 세계 각국의 수억 명의 어린이들 및 청소년들에 대해 중요한 건강 문제들인 한편, 수백만 명의 성인들은 화학요법-관련 피로(chemotherapy-related fatigue), 분만전 및 분만후 우울증, 외상-후 스트레스 장애(post-traumatic stress disorder: PTSD), 주의력결핍 과잉행동장애(attention deficit hyperactivity disorder: ADHD), 불안 장애, 및 비만을 포함한 다양한 종류의 병에 걸린다. 연구자들은, 이러한 건강 문제들 및 의학적 장애뿐만 아니라, 여기에 적혀 있지 않은 다른 건강 상태들이 우리의 현대 생활방식으로 인해 밝은 태양 광에 매일 적절히 노출되지 않음에 따라 전체적으로 또는 부분적으로 유도되며, 결과적으로는 우리의 체내 시계의 방해를 가져온다고 생각한다.It is estimated that up to 30% of Western Europeans and North Americans suffer from seasonal depression (SAD) (a form of major depression) or mild winter blues during the winter months; The proportion of these patients is thought to be low in China, but still stands out. On the other hand, millions of people in China and around the world suffer from the destruction of their internal circadian rhythms ("internal clocks"), not only due to shifts, jet lags, but also various sleep disorders. In addition, myopia as well as cognitive and learning skills ("only visible") are important health issues for hundreds of millions of children and adolescents in China and around the world, while millions of adults have chemotherapy-related chemotherapy. various types including -related fatigue, postpartum and postpartum depression, post-traumatic stress disorder (PTSD), attention deficit hyperactivity disorder (ADHD), anxiety disorder, and obesity Gets sick. The researchers note that these health problems and medical disorders, as well as other health conditions not listed here, are induced, in whole or in part, due to our modern lifestyles not being properly exposed to bright sunlight every day, and consequently I think it will interfere with our internal clock.

연구자들은, 앞서 언급된 장애들 및 건강 상태들뿐만 아니라, 여기에 적혀 있지 않은 다른 건강 상태들의 치료에 효과적인 방법이 밝은 광에 노출되는 일일 노출 시간을 연장하고, 및/또는 특정 시간에 밝은 광에 적절히 노출하는 것이라고 밝혔으며, 이로 인해 대응적인 광 치료 장치들이 개발되었다. 예를 들어, US 6,875,225호는 광 결핍 장애들을 치료하기 위한 광 치료 장치를 개시하는데, 이는 크기가 작고 경량이며 따라서 휴대가능하고, 특히 안구용 광 치료, 즉 눈에 들어가는 밝은 광을 이용한 치료(이는 생물학적, 물리적 및/또는 심리적 치료 이점을 가짐)에 적합하다. US 6,875,225호에서, 광 치료 장치는 광원으로서 복수의 발광 다이오드(LED)들을 사용한다. 실제로, 대부분의 LED 안구용 광 치료 장치는 프레넬 렌즈(Fresnel lens)들의 어레이 및 확산기를 포함하여, 균일하고 더 편안한(덜 반짝거리는) 광원을 제공하며, 이때 LED들로부터 방출된 광은 LED들 위에 위치된 프레넬 렌즈들의 어레이를 통해 시준(collimate)된 후, 상기 프레넬 렌즈들의 어레이 위에 위치된 확산기에 의해 확산된다.The researchers found that effective methods for the treatment of the aforementioned disorders and health conditions, as well as other health conditions not listed herein, extend the daily exposure time to exposure to bright light, and / or to bright light at specific times. Appropriate exposure has been revealed, which has led to the development of corresponding phototherapy devices. For example, US Pat. No. 6,875,225 discloses a light therapy device for treating light deficiency disorders, which is small in size and light in weight and therefore portable, especially ocular light therapy, i.e. treatment with bright light entering the eye (which Having biological, physical and / or psychological therapeutic advantages. In US Pat. No. 6,875,225, the light therapy device uses a plurality of light emitting diodes (LEDs) as a light source. Indeed, most LED eye light therapy devices provide a uniform and more comfortable (less shiny) light source, including an array of Fresnel lenses and a diffuser, wherein the light emitted from the LEDs is After collimating through an array of Fresnel lenses located above, it is diffused by a diffuser located above the array of Fresnel lenses.

상기 광 치료 장치의 단점들 중 하나는, 상기 장치의 두께가 40 mm 미만으로 제어될 수 있더라도, 이러한 장치에 대해 더 작고 더 얇은 두께의 성장 요건들을 여전히 충족할 수 없다는 점이다. 일반적으로 말하면, 감정적 또는 정신적 장애를 겪는 환자들은 흔히 다른 사람들이 이들의 상태에 관해 아는 것을 꺼리며, 이는 공공연하게 광 치료 장치를 사용하는 것에 관해 수치심을 유도한다. 따라서, 상기 장치가 더 휴대가능하게, 즉 더 소형이며 더 얇게 만들어질 수 있고, 본질적으로 '의료 장치'와 흡사하지 않도록 설계될 수 있어, 상기 장치가 작동 중일 때에도 다른 사람들로부터 주의를 끌지 않는 경우에만, 환자들이 꺼리지 않을 수 있다. 따라서, 더 작은 광 치료 장치에 대한 요구가 존재하며; 특히, 상기 장치의 전체 두께가 20 mm를 넘지 않을 것으로 예상된다.One of the disadvantages of the phototherapy device is that even if the thickness of the device can be controlled to less than 40 mm, it still cannot meet the growth requirements of smaller and thinner thickness for such a device. Generally speaking, patients suffering from emotional or mental disorders are often reluctant to know others about their condition, which induces shame in the open use of phototherapy devices. Thus, the device can be made more portable, i.e., smaller and thinner, and designed to be essentially like a 'medical device' so as not to draw attention from others even when the device is in operation. Only, patients may not mind. Thus, there is a need for smaller phototherapy devices; In particular, it is expected that the overall thickness of the device will not exceed 20 mm.

기존의 광 치료 장치들의 또 다른 단점은, 광원인 LED의 어레이 및 광을 시준하는데 사용되는 프레넬 렌즈들의 어레이 이외에도, 상기 장치는 추가 광학 구성요소, 즉 확산기를 더 포함한다는 점이다. 확산기는 사용자의 얼굴["서브젝트 윈도우(subject window)"라고도 함]에 광 패치(light patch)의 치수를 조정하고 LED 조명의 균일성을 개선하는 역할을 한다. 하지만, 이 구성은 추가 광학 요소의 통합으로 인해 광의 추가 손실을 유발하며, 광 치료 장치의 불충분한 전체 효율성을 유도한다.Another disadvantage of existing phototherapy devices is that in addition to the array of LEDs as light sources and the array of Fresnel lenses used to collimate the light, the device further comprises an additional optical component, namely a diffuser. The diffuser serves to adjust the size of the light patch on the user's face (also called the "subject window") and to improve the uniformity of the LED lighting. However, this configuration causes additional loss of light due to the incorporation of additional optical elements and leads to insufficient overall efficiency of the phototherapy device.

본 발명의 목적은 더 작은 크기를 갖는, 특히 20 mm 미만의 두께를 갖는 휴대가능한 안구용 광 치료 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a portable ophthalmic light therapy device having a smaller size, in particular having a thickness of less than 20 mm.

본 발명의 또 다른 목적은 광 수집 및 활용에 있어서 더 높은 전체 효율성을 갖는 휴대가능한 안구 광 치료 장치를 제공하는 것이다.It is yet another object of the present invention to provide a portable ocular light therapy device having a higher overall efficiency in light collection and utilization.

기존의 광 치료 장치들에서의 상술된 단점들을 극복하고, 본 발명의 상기 목적들을 달성하기 위해, 본 발명자는 폭넓은 연구를 수행하였고, 다음의 방법들:In order to overcome the above-mentioned disadvantages in existing phototherapy devices and to achieve the above objects of the present invention, the inventors have conducted extensive research, the following methods:

a) 광원으로서 저-측면 표면 장착(low-profile surface mount) LED들의 어레이를 이용하고;a) using an array of low-profile surface mount LEDs as a light source;

b) 상기 LED들의 발광 각도를 증가시켜, 상기 LED들과 프레넬 렌즈(Fresnel lens)들 간의 거리를 감소시키며;b) increasing the light emitting angle of the LEDs, thereby reducing the distance between the LEDs and Fresnel lenses;

c) 서브젝트 윈도우를 최적화하기 위해 LED 발광 영역 및 프레넬 렌즈 초점 길이를 적절히 선택하여, 확산기와 같은 추가 광학 요소들을 생략함으로써;c) by appropriately selecting the LED emitting area and Fresnel lens focal length to optimize the subject window, omitting additional optical elements such as diffusers;

광 치료 장치의 두께가 최소화될 수 있다는 것을 발견하였다.It has been found that the thickness of the light treatment device can be minimized.

그러므로, 본 발명의 일 실시형태에서, 휴대가능한 안구용 광 치료 장치가 제공되고, 상기 장치는: 기판(base board); 상기 기판에 표면 장착된 LED들의 어레이 - 상기 LED들의 각각은 60 내지 130°, 바람직하게는 100 내지 130°의 발광 각도를 가짐 - ; 상기 LED들의 어레이 위에 위치된 프레넬 렌즈들의 어레이 - 상기 프레넬 렌즈들의 어레이 및 상기 LED들의 어레이는 공간적으로 정렬됨 - ; 및 개구부를 갖는 하우징 - 상기 개구부를 통해 상기 LED들의 어레이로부터 광이 방출될 수 있음 - 을 포함한다.Therefore, in one embodiment of the present invention, a portable ocular light therapy apparatus is provided, the apparatus comprising: a base board; An array of LEDs surface mounted to the substrate, each of the LEDs having an emission angle of 60 to 130 °, preferably 100 to 130 °; An array of Fresnel lenses positioned above the array of LEDs, wherein the array of Fresnel lenses and the array of LEDs are spatially aligned; And a housing having an opening, through which the light can be emitted from the array of LEDs.

두께를 감소시키기 위해 확산기가 생략될 수 있지만, 본 발명의 광 치료 장치는 광학 성능을 더욱 개선시키기 위해 확산기 또는 낮은 도수 렌즈(weak lens)와 같은 다른 광학 구성요소들을 포함할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서, 휴대가능한 안구용 광 치료 장치는 프레넬 렌즈들의 어레이 위에 위치된 확산기를 포함할 수도 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 휴대가능한 안구용 광 치료 장치는 상기 프레넬 렌즈들의 어레이 위에 위치된 약한 도수 렌즈를 포함할 수도 있다.Although the diffuser may be omitted to reduce the thickness, the optical therapy device of the present invention may include other optical components, such as a diffuser or a low lens, to further improve optical performance. Thus, in one embodiment of the invention, the portable ophthalmic light therapy device may include a diffuser located over an array of Fresnel lenses. In another embodiment of the present invention, the portable ophthalmic light therapy device may comprise a weak power lens positioned over the array of Fresnel lenses.

본 발명의 휴대가능한 안구용 광 치료 장치의 실시예들에 따르면, 각각의 표면 장착 LED의 발광 영역은 직경이 1 내지 3 mm이고, 각각의 프레넬 렌즈의 초점 길이는 4 내지 8 mm이며, 각각의 프레넬 렌즈는 10 내지 30 mm의 직경을 갖는다. 일 실시예에서, 프레넬 렌즈 어레이의 각각의 요소는 육각 형상이다.According to embodiments of the portable ophthalmic light therapy device of the present invention, the light emitting area of each surface-mounted LED is 1 to 3 mm in diameter, and the focal length of each Fresnel lens is 4 to 8 mm, respectively Fresnel lens of has a diameter of 10 to 30 mm. In one embodiment, each element of the Fresnel lens array is hexagonal in shape.

본 발명에 따른 휴대가능한 안구용 광 치료 장치는 훨씬 얇고, 따라서 전반적으로 치수가 더 작다. 또한, 각각의 프레넬 렌즈가 각각의 대응하는 LED의 방출 영역을 사용자의 얼굴에 바로 이미징하기 때문에, 광 활용 효율성이 최대화될 수 있다. 또한, 제조 비용이 감소될 수 있으며, 확산기와 같은 여하한의 추가 광학 요소가 생략될 수 있어 장치의 무게가 감소될 수 있다.The portable ophthalmic light therapy device according to the invention is much thinner and therefore overall smaller in size. In addition, because each Fresnel lens images the emission area of each corresponding LED directly on the user's face, light utilization efficiency can be maximized. In addition, manufacturing costs can be reduced and any additional optical elements, such as diffusers, can be omitted so that the weight of the device can be reduced.

도 1은 종래의 휴대가능한 안구용 광 치료 장치의 광학 조립체의 개략도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대가능한 안구용 광 치료 장치의 광학 조립체의 개략도;
도 3은 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 휴대가능한 안구용 광 치료 장치의 광학 경로의 개략도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대가능한 안구용 광 치료 장치의 프레넬 렌즈들의 어레이 및 LED들의 어레이의 배열 패턴의 개략도; 및
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대가능한 안구용 광 치료 장치 구성의 개략도이다.
1 is a schematic diagram of an optical assembly of a conventional portable ophthalmic optical therapy device;
2 is a schematic view of an optical assembly of a portable ophthalmic light therapy device according to one embodiment of the present invention;
3 is a schematic diagram of an optical path of a portable ophthalmic light therapy device according to an embodiment of the invention as shown in FIG. 2;
4 is a schematic diagram of an array pattern of an array of Fresnel lenses and an array of LEDs of a portable ophthalmic light therapy apparatus according to one embodiment of the present invention; And
5 is a schematic diagram of a configuration of a portable ophthalmic light therapy device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 첨부된 도면들과 연계하여 아래에 더 자세히 설명될 것이다. 첨부된 도면들과 연계하여 아래에 설명된 상세한 설명은 제한적이라기보다는 예시적으로서 고려되어야 함을 유의해야 한다.The invention will be explained in more detail below in connection with the accompanying drawings. It should be noted that the detailed description set forth below in connection with the appended drawings should be considered as illustrative rather than restrictive.

도 1은 종래의 휴대가능한 안구용 광 치료 장치의 광학 조립체의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 광학 조립체는 기판(11), 상기 기판(11)에 장착된 LED들의 어레이(12), 상기 LED들의 어레이(12) 위에 위치된 프레넬 렌즈들의 어레이(13), 및 상기 프레넬 렌즈들의 어레이(13) 위에 위치된 확산기(14)를 포함한다. 상기 LED들의 어레이(12)는 24 개의 어레이들로 구성될 수 있으며(도 1에는 이들 중 2 개만이 도시됨), 이 각각은 약 50°의 발광 각도를 갖는다. Nichia Corporation(일본)으로부터 보급된 NSPW510BS 타입 LED가 사용될 수 있다. LED들의 어레이(12)에 대응하여, 프레넬 렌즈들의 어레이(13)가 24 개의 프레넬 렌즈들로 구성된다. 프레넬 렌즈들의 어레이(13)는 LED들의 어레이(12)로부터 방출된 광을 수용하고 시준하며, 시준된 광은 확산기(14)를 통해 전사되고 사용자의 얼굴, 즉 서브젝트 윈도우의 특정 영역 상으로만 균일하게 조명된다.1 is a schematic diagram of an optical assembly of a conventional portable ophthalmic light therapy device. As shown in FIG. 1, the optical assembly comprises a substrate 11, an array of LEDs 12 mounted to the substrate 11, an array of Fresnel lenses 13 positioned over the array of LEDs 12, And a diffuser 14 located above the array of Fresnel lenses. The array of LEDs 12 may consist of 24 arrays (only two of them are shown in FIG. 1), each having an emission angle of about 50 °. An NSPW510BS type LED available from Nichia Corporation (Japan) can be used. Corresponding to the array of LEDs 12, the array of Fresnel lenses 13 consists of 24 Fresnel lenses. The array of Fresnel lenses 13 receives and collimates the light emitted from the array of LEDs 12, the collimated light is transferred through the diffuser 14 and only onto a user's face, i.e. a specific area of the subject window. Evenly illuminated.

도 1에 도시된 바와 같이 구성된 광학 조립체는 약 25 mm의 두께를 가지며, 이 두께는 기판(11)의 저부와 확산기(14)의 최상부 사이의 거리를 의미한다. 필요한 하우징을 고려한다면, 상기 장치의 전체 두께는 30 내지 40 mm일 것이다.The optical assembly constructed as shown in FIG. 1 has a thickness of about 25 mm, which means the distance between the bottom of the substrate 11 and the top of the diffuser 14. Considering the required housing, the overall thickness of the device will be 30 to 40 mm.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대가능한 안구용 광 치료 장치의 광학 조립체의 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같은 실시예에서는, 광원으로서 표면 장착 LED들의 어레이(22)(2 개의 LED들만이 도시됨)가 사용된다. 표면 장착 LED는 본질적으로 더 낮은 높이를 가지며, 또한 기판(21) 상에 바로 장착될 수 있어, 상기 장치의 두께 감소에 어느 정도 기여한다.2 is a schematic diagram of an optical assembly of a portable ophthalmic light therapy device according to one embodiment of the invention. In the embodiment as shown in FIG. 2, an array 22 of surface mount LEDs (only two LEDs are shown) is used as the light source. Surface mounted LEDs have an essentially lower height and can also be mounted directly on the substrate 21, contributing to some reduction in the thickness of the device.

또한, LED들의 어레이(22)와 프레넬 렌즈들의 어레이(23) 사이의 거리가 거욱 단축될 수 있는데, 이는 조명 영역 내에서 일관성을 유지하면서 더 넓은 LED 발광 각도에서 LED와 프레넬 렌즈 사이의 요구되는 거리가 더 좁을 것이다.In addition, the distance between the array of LEDs 22 and the array of Fresnel lenses 23 can be greatly shortened, which is required between the LED and the Fresnel lens at a wider LED emission angle while maintaining consistency within the illumination area. The distance will be narrower.

LED들의 어레이(22)로부터 방출되고 프레넬 렌즈들의 어레이(23)를 통해 시준된 광은 프레넬 렌즈들의 어레이(23) 위에 확산기를 제공할 필요없이 사용자의 얼굴 상에 곧바로 투영된다. 프레넬 렌즈 초점 길이 및 LED 발광 영역의 적절한 선택을 통해, LED들의 어레이에 의해 방출된 전체 광의 대부분이 잘-정의된(well-defined) 서브젝트 윈도우 안으로 효율적으로 전달(relay)된다.Light emitted from the array of LEDs 22 and collimated through the array of Fresnel lenses 23 is projected directly onto the user's face without the need to provide a diffuser over the array of Fresnel lenses 23. Through proper selection of the Fresnel lens focal length and the LED light emitting area, most of the total light emitted by the array of LEDs is efficiently relayed into a well-defined subject window.

도 3은 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 휴대가능한 안구용 광 치료 장치의 광학 경로의 개략도이다. 간명함을 위해, 도 3에는 하나의 표면 장착 LED만이 도시된 한편, 서브젝트 윈도우는 모든 LED 발광 영역들의 합성 이미지이다. 도 3에서, 서브젝트 윈도우(34)는 기판(31) 상에 표면 장착된 LED(32)로부터 방출되고 프레넬 렌즈(33)에 의해 시준된 광에 의해 형성된다.3 is a schematic diagram of an optical path of a portable ocular light therapy device according to an embodiment of the invention as shown in FIG. 2. For simplicity, only one surface mount LED is shown in FIG. 3, while the subject window is a composite image of all LED light emitting regions. In FIG. 3, the subject window 34 is formed by light emitted from the surface mounted LED 32 on the substrate 31 and collimated by the Fresnel lens 33.

이 실시예에서, 사용된 LED는 Nichia Corporation(일본)에 의해 제조된 NSSW0664 타입 LED이며, 이는 120°의 발광 각도를 갖고 직경이 2.4 mm인 발광 영역을 가지며; 사용된 프레넬 렌즈는 24 mm의 직경을 갖고 6 mm의 초점 길이를 갖는다. 광 치료 장치와 사용자의 얼굴 간의 거리는 600 mm이며, 직경이 약 240 mm인 잘-정의된 서브젝트 윈도우를 유도한다.In this embodiment, the LED used is an NSSW0664 type LED manufactured by Nichia Corporation (Japan), which has a light emitting angle of 120 ° and a light emitting area of 2.4 mm in diameter; The Fresnel lens used has a diameter of 24 mm and a focal length of 6 mm. The distance between the light therapy device and the user's face is 600 mm, leading to a well-defined subject window about 240 mm in diameter.

이 실시예에 따르면, 사용자의 눈이 서브젝트 윈도우 내부에 존재할 때, 프레넬 렌즈 어레이(23)의 각각의 요소는 대응하는 LED 방출 영역의 가상 이미지(virtual image)로 채워진 것처럼 보이고, 충분히 밝게 보이며, 이는 큰 2차 광원과 같이 효율적으로 작동한다. 사용자의 눈이 서브젝트 윈도우 밖으로 이동함에 따라, 사용자는 정의된 서브젝트 윈도우 내의 효율적인 광 농도로 인해 프레넬 렌즈 요소들의 밝기가 신속히 낮은 레벨로 떨어지는 것을 인지한다.According to this embodiment, when the user's eye is inside the subject window, each element of the Fresnel lens array 23 appears to be filled with a virtual image of the corresponding LED emitting area, and appears bright enough, It works efficiently like a large secondary light source. As the user's eyes move out of the subject window, the user notices that the brightness of the Fresnel lens elements quickly drops to low levels due to the efficient light concentration in the defined subject window.

이 실시예에 따르면, 본 발명의 휴대가능한 안구용 광 치료 장치는 몇 가지 장점들을 갖는다. 첫째, 기판(21)으로부터 프레넬 렌즈 어레이(23)의 최상부 표면까지의 거리는 약 10 mm일 수 있음에 따라, 매우 얇은 광 치료 장치를 가능하게 한다. 둘째, 광 수집 효율성이 높고 수집된 광들이 거의 모두 잘-정의된 서브젝트 윈도우로 투영되기 때문에, 요구되는 LED 출력 전력이 최소화되며, 상기 장치의 전체 효율성이 높다. 셋째, 다른 광학 요소 없이 표면 장착 LED들 및 이에 대응하는 프레넬 렌즈들을 함에 따라, 제조 비용을 감소시키고 상기 장치의 무게를 감소시키는데 도움을 준다. 마지막으로, 프레넬 렌즈 요소가 광으로 채워진 것처럼 보이기 때문에, 섬광(glare)이 최소화되며, 지향되어 사용될 때에 눈에 유해하지 않다.According to this embodiment, the portable ophthalmic light therapy device of the present invention has several advantages. First, the distance from the substrate 21 to the top surface of the Fresnel lens array 23 can be about 10 mm, thereby enabling a very thin phototherapy device. Secondly, because the light collection efficiency is high and almost all of the collected lights are projected into a well-defined subject window, the required LED output power is minimized and the overall efficiency of the device is high. Third, by doing surface mount LEDs and corresponding Fresnel lenses without other optical elements, it helps to reduce manufacturing costs and reduce the weight of the device. Finally, because the Fresnel lens element appears to be filled with light, the glare is minimized and is not harmful to the eye when directed and used.

일반적으로, 완성된 광 치료 장치는 10 개 내지 15 개 또는 이 이상의 발광 요소들의 어레이를 통합할 수 있으며, 각각의 요소는 유사한 LED 이미지를 전체 서브젝트 윈도우에 제공한다. LED들의 개수는 당업자에 의해 요구되는 만큼 선택될 수 있다. LED 어레이는 육각 패턴과 같은 다양한 패턴들로 배열될 수 있다. 프레넬 렌즈 어레이는 LED 어레이와 공간적으로 정렬될 수 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대가능한 안구용 광 치료 장치의 프레넬 렌즈들의 어레이 및 LED들의 어레이의 배열 패턴의 개략도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, LED 어레이는 13 개의 표면 장착 LED들을 포함하며, 이 각각은 각각의 육각형의 중심 영역 내에 위치된다. 이에 대응하여, 프레넬 렌즈 어레이 또한 13 개의 렌즈들을 포함하며, 육각 형상으로 되어 있고, 13 개의 LED들과 공간적으로 정렬된다.In general, the finished phototherapy device may incorporate an array of 10 to 15 or more light emitting elements, each of which provides a similar LED image to the entire subject window. The number of LEDs can be selected as required by those skilled in the art. The LED array can be arranged in various patterns, such as a hexagonal pattern. The Fresnel lens array can be spatially aligned with the LED array. 4 is a schematic diagram of an array pattern of an array of Fresnel lenses and an array of LEDs of a portable ophthalmic light therapy apparatus according to one embodiment of the invention. As shown in FIG. 4, the LED array includes 13 surface mount LEDs, each located within the center region of each hexagon. Correspondingly, the Fresnel lens array also includes 13 lenses, which are hexagonal in shape and spatially aligned with the 13 LEDs.

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 서브젝트 윈도우를 더욱 최적화하도록 요구된다면, 추가 광학 구성요소들이 포함될 수 있지만, 이는 전체 두께의 증가와 전체 효율성의 감소만을 가져온다. 당업자라면, 특정 요건들에 따라 다양한 인자들을 가중화하고 적절한 결정을 내릴 수 있을 것이다. 예를 들어, 개개의 어레이 요소들의 후면 배치를 수용하고 서브젝트 윈도우에 대한 개개의 기여들 간의 작은 변위들을 제거하도록, 추가의 약한 도수 렌즈가 프레넬 렌즈 어레이의 정면에 바로 위치될 수 있다. 대안적으로, 서브젝트 윈도우의 여하한의 비-균일성을 평탄하게 하기 위해 확산기가 프레넬 렌즈 어레이의 정면에 바로 위치될 수도 있다.In another embodiment of the present invention, additional optical components may be included if required to further optimize the subject window, but this only results in an increase in overall thickness and a decrease in overall efficiency. Those skilled in the art will be able to weight various factors and make appropriate decisions depending on the specific requirements. For example, an additional weak power lens can be positioned directly in front of the Fresnel lens array to accommodate the rear layout of the individual array elements and to eliminate small displacements between the individual contributions to the subject window. Alternatively, the diffuser may be located directly in front of the Fresnel lens array to flatten any non-uniformity of the subject window.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대가능한 안구용 광 치료 장치 구성의 개략도이다. 도 5에서, 휴대가능한 안구용 광치료 장치는 기판(51), LED들의 어레이(52), 프레넬 렌즈들의 어레이(도시되지 않음) 및 하우징(53, 54)을 포함한다. 이 실시예에서, 기판(51), LED들의 어레이 및 프레넬 렌즈들의 어레이(도시되지 않음)는 도 2에 나타낸 것과 동일한 방식으로 구성된다. 상기 하우징은 2 개의 부분들, 즉 정면부(53) 및 후면부(54)를 포함하며, 이는 예를 들어 플라스틱 몰딩 또는 금속화된 재료들로 만들어질 수 있다. 정면부(53)는 개구부(55)를 가지며, 이를 통해 LED들의 어레이로부터 광이 방출될 수 있다. 상기 개구부(55)는 투명한 플라스틱 또는 유리와 같은 투명한 재료로 덮일 수 있다.5 is a schematic diagram of a configuration of a portable ophthalmic light therapy device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 5, the portable ocular phototherapy device includes a substrate 51, an array of LEDs 52, an array of Fresnel lenses (not shown), and a housing 53, 54. In this embodiment, the substrate 51, the array of LEDs and the array of Fresnel lenses (not shown) are configured in the same manner as shown in FIG. The housing comprises two parts, namely the front part 53 and the rear part 54, which can be made of plastic molding or metallized materials, for example. The front portion 53 has an opening 55 through which light can be emitted from the array of LEDs. The opening 55 may be covered with a transparent material such as transparent plastic or glass.

LED들의 어레이(52)는 400 내지 800 nm의 가시 스펙트럼 내에서 여하한의 광색을 방출할 수 있다. 하지만, 460 nm에 가까운 피크 파장을 갖는 짙은 청색 성분을 포함하는 백색 발광 LED들이 치료에 효과적인 것으로 판명되었기 때문에, 440 내지 480 nm의 파장 내에서 짙은 청색 광 성분을 갖는 백색 광을 방출하는 LED들이 더 바람직하다. 일 실시예에서, LED들은 UV 범위, 즉 400 nm 미만의 광을 방출한다.The array of LEDs 52 can emit any light color in the visible spectrum of 400-800 nm. However, since white light emitting LEDs comprising a dark blue component with a peak wavelength close to 460 nm have proven effective for treatment, LEDs that emit white light with a dark blue light component within a wavelength of 440 to 480 nm are more. desirable. In one embodiment, the LEDs emit light in the UV range, ie less than 400 nm.

일 실시예에서, 휴대가능한 안구용 광 치료 장치(50)는 상기 장치(50)를 지지하고 상기 장치(50)의 방위를 조정하는 지지대를 포함하는 거치대(docking station: 58)를 포함한다. 상기 거치대(58)는 핀 결합, 힌지 결합, 나사 장착 또는 다른 적합한 연결 방식들에 의해 하우징에 연결된다.In one embodiment, the portable ocular light therapy device 50 includes a docking station 58 that includes a support that supports the device 50 and adjusts the orientation of the device 50. The cradle 58 is connected to the housing by pin coupling, hinge coupling, screw mounting or other suitable connection schemes.

온/오프 작동 또는 다른 기능적인 작동들을 제공할 수 있는 작동 버튼들(56)이 거치대 내에 또는 장치 하우징(50)의 정면, 옆면 또는 뒷면 내에 장착될 수 있다. 상기 거치대는 프로그래밍, 타이머 기능들, 알람 시계, 일출 재현(dawn simulation) 및 다른 기능들을 용이하게 하기 위해 작은 LCD 디스플레이를 포함할 수 있다. 기판(51)은 소정 기능을 수행할 수 있는 회로들을 포함한 인쇄 회로 기판(PCB)일 수 있다. 일 실시예에서, PCB 및 대응하는 작동 버튼을 통해, LED 요소들은 사전설정된 시간에서 0으로부터 사전정의된 값까지 광 밝기를 증가시켜 일출 재현 기능을 제공하도록 프로그램된다. 후방부(54)에는 배터리 커버(57)가 제공되며, 배터리는 휴대폰과 유사한 인클로저 내에 포함할 수 있다. 또한, 상기 장치는 USB 및 Bluetooth? 접속성을 가능하게 하도록 집적 구성요소들을 특성화할 수도 있다.Actuation buttons 56 that can provide on / off actuation or other functional actuations may be mounted within the cradle or within the front, side or back of the device housing 50. The cradle may include a small LCD display to facilitate programming, timer functions, alarm clocks, dawn simulation and other functions. The substrate 51 may be a printed circuit board (PCB) including circuits capable of performing a predetermined function. In one embodiment, through the PCB and the corresponding actuation button, the LED elements are programmed to increase the light brightness from zero to a predefined value at a preset time to provide sunrise reproduction. The rear portion 54 is provided with a battery cover 57, which may be contained in an enclosure similar to a mobile phone. The device may also characterize integrated components to enable USB and Bluetooth® connectivity.

도 5의 실시예에 따르면, 휴대가능한 안구용 광 치료 장치(50)는 13 mm 미만의 두께, 130 mm 미만의 길이, 및 80 mm 미만의 폭을 갖는다. 이러한 소형 크기를 갖는 광 치료 장치는 다양한 상황들에서, 이를테면 집안에서, 사무실이나 교실에서, 비행기, 버스, 기차, 자동차 등으로 이동하는 동안에 세심하게(discreetly) 사용될 수 있을 것이다.According to the embodiment of FIG. 5, the portable ophthalmic light therapy device 50 has a thickness of less than 13 mm, a length of less than 130 mm, and a width of less than 80 mm. Such a compact size phototherapy device may be used discreetly in various situations, such as at home, in an office or in a classroom, while traveling by airplane, bus, train, car, and the like.

본 실시예들에 대한 상기의 설명은 당업자가 본 발명을 실행할 수 있도록 제공된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다. 청구항들에 정의된 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 이러한 실시예들에 대한 다수의 수정, 변형 그리고 개조가 행해질 수 있다.The foregoing description of the embodiments is provided to enable any person skilled in the art to practice the invention, but is not intended to limit the scope of the invention. Many modifications, variations and adaptations to these embodiments may be made without departing from the scope of the present invention as defined in the claims.

Claims (14)

휴대가능한 안구용 광 치료 장치에 있어서,
기판(base board);
상기 기판에 표면 장착된 LED들의 어레이 - 상기 LED들의 각각은 60 내지 130°의 발광 각도를 가짐 - ;
상기 LED들의 어레이 위에 위치된 프레넬 렌즈(Fresnel lens)들의 어레이 - 상기 프레넬 렌즈들의 어레이 및 상기 LED들의 어레이는 공간적으로 정렬됨 - ; 및
개구부를 갖는 하우징 - 상기 개구부를 통해 상기 LED들의 어레이로부터 광이 방출될 수 있음 - 을 포함하는 휴대가능한 안구용 광 치료 장치.
A portable ocular light therapy apparatus,
A base board;
An array of LEDs surface-mounted on the substrate, each of the LEDs having an emission angle of 60 to 130 °;
An array of Fresnel lenses located above the array of LEDs, wherein the array of Fresnel lenses and the array of LEDs are spatially aligned; And
And a housing having an opening, through which the light can be emitted from the array of LEDs.
제 1 항에 있어서,
상기 LED들의 각각은 100 내지 130°의 발광 각도를 갖는 휴대가능한 안구용 광 치료 장치.
The method of claim 1,
And wherein each of the LEDs has a light emission angle of 100 to 130 °.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 기판은 인쇄 회로 기판인 휴대가능한 안구용 광 치료 장치.
The method according to claim 1 or 2,
And the substrate is a printed circuit board.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 LED들로부터 방출된 광의 파장은 400 내지 800 nm인 휴대가능한 안구용 광 치료 장치.
The method according to claim 1 or 2,
And a wavelength of light emitted from the LEDs is 400 to 800 nm.
제 4 항에 있어서,
상기 LED들로부터 방출된 광의 파장은 440 내지 480 nm인 휴대가능한 안구용 광 치료 장치.
The method of claim 4, wherein
And a wavelength of light emitted from the LEDs is 440 to 480 nm.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 LED들로부터 방출된 광의 파장은 400 nm 미만인 휴대가능한 안구용 광 치료 장치.
The method according to claim 1 or 2,
And a wavelength of light emitted from the LEDs is less than 400 nm.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
각각의 LED는 직경이 1 내지 3 mm인 발광 영역을 갖는 휴대가능한 안구용 광 치료 장치.
The method according to claim 1 or 2,
Wherein each LED has a light emitting area having a diameter of 1 to 3 mm.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
각각의 프레넬 렌즈는 4 내지 8 mm의 초점 길이를 갖는 휴대가능한 안구용 광 치료 장치.
The method according to claim 1 or 2,
Each Fresnel lens has a focal length of 4 to 8 mm.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
각각의 프레넬 렌즈는 육각 형상이고, 10 내지 30 mm의 직경을 갖는 휴대가능한 안구용 광 치료 장치.
The method according to claim 1 or 2,
Each Fresnel lens is hexagonal in shape and has a diameter of 10 to 30 mm.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 프레넬 렌즈들의 어레이 위에 위치된 확산기를 더 포함하는 휴대가능한 안구용 광 치료 장치.
The method according to claim 1 or 2,
And a diffuser positioned over the array of Fresnel lenses.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 프레넬 렌즈들의 어레이 위에 위치된 약한 도수 렌즈(weak lens)를 더 포함하는 휴대가능한 안구용 광 치료 장치.
The method according to claim 1 or 2,
And a weak lens positioned over the array of Fresnel lenses.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 하우징에 연결된 거치대(docking station)를 더 포함하는 휴대가능한 안구용 광 치료 장치.
The method according to claim 1 or 2,
And a docking station coupled to the housing.
제 3 항에 있어서,
상기 LED들은 사전설정된 시간에서 0으로부터 사전정의된 값으로 광 밝기를 증가시키도록 프로그램되는 휴대가능한 안구용 광 치료 장치.
The method of claim 3, wherein
And the LEDs are programmed to increase light brightness from zero to a predefined value at a predetermined time.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 장치의 두께는 20 mm 미만인 휴대가능한 안구용 광 치료 장치.
The method according to any one of claims 1 to 13,
A portable ocular light therapy device having a thickness of less than 20 mm.
KR1020100120607A 2010-07-30 2010-11-30 Portable ocular light therapy device KR101305110B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201020041065 2010-07-30
CN201010241065.7 2010-07-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120012367A true KR20120012367A (en) 2012-02-09
KR101305110B1 KR101305110B1 (en) 2013-09-06

Family

ID=45836326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100120607A KR101305110B1 (en) 2010-07-30 2010-11-30 Portable ocular light therapy device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101305110B1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2204365C2 (en) * 1998-06-11 2003-05-20 Ютар Интернейшнл Лтд. Device for applying ophthalmological laser therapy
JP3667268B2 (en) * 2001-09-26 2005-07-06 得一郎 長谷川 Eye mask
DE10301867A1 (en) 2003-01-17 2004-07-29 Günther, Andreas Color generation device for generating colors or color mixtures in front of the eyes of a wearer, comprises a ski goggles or spectacles type arrangement with transparent color light screens arranged in front of each eye
US7229199B2 (en) * 2005-10-21 2007-06-12 Eastman Kodak Company Backlight using surface-emitting light sources

Also Published As

Publication number Publication date
KR101305110B1 (en) 2013-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11577091B2 (en) Lighting system for protecting circadian neuroendocrine function
US20180345034A1 (en) Myopia inhibition apparatus and ocular method
KR101834155B1 (en) Light therapy system including spectacle frames and contact lenses
US9138595B2 (en) Hand-held programmable ocular light therapy apparatus and methods
KR101842423B1 (en) Spectacles for light therapy
CN104806915A (en) Vision care lamp for intelligently simulating dynamic natural light
RU2330693C2 (en) Colour-therapeutic light-emitting diode device
WO2017036091A1 (en) Multi-region irradiation lighting module structure for intelligent sleeping device
WO2020046298A1 (en) Myopia inhibition apparatus and ocular method
CN101363580A (en) Eyesight protection lamp for simulating dynamic natural light
JP2013541977A (en) Head-mounted phototherapy
WO2017036090A1 (en) Intelligent sleeping device
CN204925532U (en) Sharp healthy glasses of sleeping of eyeshield
JPH08150210A (en) High luminance light irradiation device for phototreatment
KR101305110B1 (en) Portable ocular light therapy device
CN205094776U (en) A wearable LED eye -shade for improving sleep
JP2013153965A (en) Portable ocular light therapy device
JP2002350790A (en) Spectacles with light emitting function
CN102343125A (en) Portable ophthalmic phototherapy device
RU124148U1 (en) DEVICE FOR IMPACT ON HUMAN CIRCADIAN CLOCK
CN201269457Y (en) Eyesight protection lamp with dynamic natural light simulation function
JP2014198096A (en) Light stimulation device
CN217279205U (en) Display screen and display device
CN201799010U (en) Portable light treatment device for eyes
CN217208998U (en) Portable sunlight spectrum supplement instrument

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160822

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170828

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180824

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190212

Year of fee payment: 7