便携式眼用光治疗装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种便携式眼用光治疗装置，包括：基板；表面贴装在所述基板上的发光二极管阵列，其中所述发光二极管具有６０－１３０°的发光角度；位于所述发光二极管阵列上方的菲涅耳透镜阵列，其中所述菲涅耳透镜与所述发光二极管在空间上相匹配；以及壳体，所述壳体设有供光线从其中射出的开口。本实用新型专利技术的便携式眼用光治疗装置具有厚度薄、效率高、成本低、重量轻等优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光治疗装置，更具体地涉及一种用于治疗因光缺陷而造成的疾病和症状的便携式眼用光治疗装置。
技术介绍
据估计，在北美及西欧，有高达30％的人患有季节性情绪失调症(Seasonal Affective Disorder，SAD，一种主要的抑郁症)或在冬季出现轻度忧郁；在中国，受SAD影响的人口比例也很高。同时，中国以及世界各地有数以百万计的人经受着体内生理节律(或称“生物钟”)紊乱的困扰。造成生物钟紊乱的因素有很多，其中包括工作换班、旅行时差以及各种睡眠失调。此外，在中国及世界各地，众多儿童和青少年存在着诸如认知能力和学习能力下降以及近视等严重的健康问题，同时数百万的成年人还遭受着包括化疗相关的疲劳、产前和产后抑郁、外伤后心理压力障碍(PTSD)、注意力缺陷多动障碍(ADHD)、焦虑症以及肥胖症在内的一系列疾病，而造成这些健康问题、医学疾病以及其它这里未列出的状况的全部或部分原因被认为是因现代生活方式造成在日常生活中受到日光照射不足而导致人们体内生物钟紊乱。研究表明，延长光照时间和/或充分暴露于明亮光线特定时间是治疗上述疾病和病症的重要手段。因此，已经开发出相应的光治疗装置。例如，美国专利US6875225公开了一种用于治疗因光缺陷而引起的疾病和病症及其它状况的装置，该装置体积小、重量轻、易于携带，特别适用于通过眼睛进行光治疗，即通过进入眼睛的亮光来施加生理和/或心理上的治疗。在US6875225中，光治疗装置采用多个发光二极管(LED)作为光源。在实际应用中，为了提供均匀、更舒适(不眩目)的光照效果，大多数LED眼用光治疗装置还包括菲涅耳透镜(Fresnel lens)阵列和散光板，其中LED发射出的光线通过设置在LED上方的菲涅耳透镜进行准直，然后经由菲涅耳透镜上方的散光板散射形成均匀分布的光线。此光治疗装置的一个缺点是，尽管其厚度可以控制在40mm以内，但仍然无法满足对这类装置日益增长的小巧轻薄的要求。通常，情绪性或精神性疾病的患者往往不愿意被别人知晓其患病事实，这使其对在公共场合使用光治疗装置有所顾忌。只有把该装置制造得更加轻薄便携并且将其外观设计成不像医疗器械，即使在使用过程中也不易被别人察觉，才能消除用户的顾忌。因此，目前对此光治疗装置的尺寸存在更高的要求，特别是期望其总体厚度不超过20mm。现有装置的另一个缺点是，除了作为光源的LED阵列以及用于校准光线的菲涅耳透镜阵列之外，该装置还包括散光板。散光板的作用是调节照射在用户面部的光线区域(“光治疗窗口”)的尺寸，并提高光均匀性。然而，由于这种设置方式利用了额外的光学元件，对光线造成了进一步的损耗，从而导致该装置的总体光学效率不高。-->
技术实现思路
本技术的一个目的是提供一种便携式眼用光治疗装置，该装置具有更小的尺寸，特别地，其厚度不超过20mm。本技术的另一个目的是提供一种便携式眼用光治疗装置，该装置具有更高的光学效率。为了克服现有技术中的光治疗装置的前述缺陷而实现本技术的上述目的，本专利技术人经过研究发现，可以通过以下技术手段来减小光疗装置的厚度：1)采用本身高度更小的表面封装LED作为光源；2)增大LED的发光角度，从而减小LED与菲涅耳透镜间的距离；3)通过恰当地选择LED发光面积和菲涅耳透镜的焦距来优化“光治疗窗口”，从而省略其它光学元件，例如散光板。基于此，在本技术的一个方面，提供了一种便携式眼用光治疗装置，包括：基板；表面贴装在所述基板上的发光二极管阵列，其中所述发光二极管具有60-130°、优选100-130°的发光角度；位于所述发光二极管阵列上方的菲涅耳透镜阵列，其中所述菲涅耳透镜与所述发光二极管在空间上相匹配；以及壳体，所述壳体设有供光线从其中射出的开口。尽管从减小装置厚度的角度来说，可以省略散光板，但为了进一步优化光学性能，本技术的装置也可以包括附加光学元件，例如散光板或弱透镜。因此，在一种实施方式中，本技术的便携式眼用光治疗装置还包括设置在菲涅耳透镜阵列上方的散光板。在另一种实施方式中，本技术的便携式眼用光治疗装置还包括设置在菲涅耳透镜阵列上方的弱透镜。根据本技术的便携式眼用光治疗装置，其中使用的表面封装LED的发光面积的直径为1-3mm；使用的菲涅耳透镜的焦距为4-8mm，直径为10-30mm。在一种实施方式中，菲涅耳透镜为六角形。本技术的便携式眼用光治疗装置，具有厚度薄、体积小的优点。而且，由于LED发光经过菲涅耳透镜后直接照射用户，提高了光利用效率。此外，由于省略了诸如散光板之类的附加光学元件，降低了制造成本并减轻了装置的重量。附图说明图1为现有技术的便携式眼用光治疗装置的光学组件示意图；图2为根据本技术的一种实施方式的便携式眼用光治疗装置的光学组件示意图；图3为根据图2所示实施方式的便携式眼用光治疗装置的光路示意图；图4为根据本技术的一种实施方式的便携式眼用光治疗装置的LED阵列和菲涅耳透镜阵列的排列方式；图5为根据本技术的一种实施方式的便携式眼用光治疗装置的结构示意图。-->具体实施方式下面结合附图对本技术进行详细描述。应当说明的是，附图和详细描述被认为是示例性的而不是限制性的。图1为现有技术中的便携式眼用光治疗装置的光学组件示意图。如图1所示，光学组件包括基板11、安装在基板11的LED阵列12、位于LED阵列12上方的菲涅耳透镜阵列13以及位于菲涅耳透镜阵列上方的散光板14。其中，LED阵列12可由24个LED组成(图中仅示出两个LED)，每个LED具有约50°的发光角度，例如可以使用日本Nichia公司的NSPW510BS型LED。与LED阵列12相对应，菲涅耳透镜阵列13由24个菲涅耳透镜组成。菲涅耳透镜阵列13对LED阵列12所发出的光线进行准直，经过准直的光线通过散光板14均匀地照射在用户面部的特定区域(“光治疗窗口”)。采用图1所示配置方式的光学组件具有大约25mm的厚度，该厚度是指从基板11底部到散光板14顶部的距离(见图1)。如果加上必要的外壳，该装置的总厚度将会达到30-40mm。图2为根据本技术的一种实施方式的便携式眼用光治疗装置的光学组件示意图。如图2所示，在这种实施方式中，使用表面封装LED阵列22(图中仅示出两个)作为光源，这种LED本身的高度较小并且直接表面封装在基板21上，这在一定程度上对减小装置厚度具有贡献。另外，增大LED的发光角度可以进一步压缩LED阵列22与菲涅耳透镜阵列23之间的距离，原因在于照明面积保持一致的前提下，LED的发光角度越大，所需的菲涅耳透镜到LED的相距空间越小。从LED阵列22发射出的光线经过菲涅耳透镜阵列23准直后直接投射到用户面部，而无需在菲涅耳透镜阵列23上方再设置散光板。通过恰当地选择LED发光面积以及菲涅耳透镜的焦距，以使从LED阵列22发出的光线中有相当大的一部分被高效率地传递到明确定义的“光治疗窗口”。图3为根据图2所示实施方式的便携式眼用光治疗装置的光路示意图。为了便于说明，图3仅以一个表面封装LED为例，实际上“光治疗窗口”是多个LED所形成图像的叠加合成效果。在图3中，表面封装在基板31上的LED 32所发出的光通过菲涅耳透镜33校准后投射形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式眼用光治疗装置，其特征在于，包括：基板；表面贴装在所述基板上的发光二极管阵列，其中所述发光二极管具有６０－１３０°的发光角度；位于所述发光二极管阵列上方的菲涅耳透镜阵列，其中所述菲涅耳透镜与所述发光二极管在空间上相匹配；以及壳体，所述壳体设有供光线从其中射出的开口。

【技术特征摘要】
1.一种便携式眼用光治疗装置，其特征在于，包括：基板；表面贴装在所述基板上的发光二极管阵列，其中所述发光二极管具有60-130°的发光角度；位于所述发光二极管阵列上方的菲涅耳透镜阵列，其中所述菲涅耳透镜与所述发光二极管在空间上相匹配；以及壳体，所述壳体设有供光线从其中射出的开口。2.根据权利要求1所述的便携式眼用光治疗装置，其特征在于，发光二极管具有100-130°的发光角度。3.根据权利要求1或2所述的便携式眼用光治疗装置，其特征在于，所述基板是印刷电路板。4.根据权利要求1或2所述的便携式眼用光治疗装置，其特征在于，所述发光二极管发出的光的波长在400-800nm之间。5.根据权利要求4所述的便携式眼用光治疗装置，其特征在于，所述发光二极管发出的光的波长在440-480nm之间。6.根据权利要求1或2所述的便携式眼用光治疗装置，其特征在于，所述发光二极管发出的光的波长小于400nm。7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：AJ巴克，
申请(专利权)人：莱特布克有限公司，
类型：实用新型
国别省市：CA[加拿大]