專利名稱：一種高功率集成式led光學治療儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及LED發(fā)光二極管用于光學治療裝置技術領域，具體地說是一種高功率 集成式LED光學治療儀。
背景技術：
現(xiàn)有的LED為光源的光學治療儀大都使用數(shù)量較多的分立式單個LED發(fā)光二極管 排列組成面積較大的發(fā)光板來進行治療。如專利號為200520108617. 1的蘭光治療裝置，采 用單個小功率發(fā)光二極管排列組合成一面陣，總功率可達到15W，其光功率密度僅為2mw/ cm2 ；又如專利號為200520129964. 2的紅光治療裝置以及專利號為200620110797. 1的LED 光頭，它們的共同缺點是1.由于單個LED發(fā)光管的光通量在5 15流明，輸出光功率有限，因此傳統(tǒng)的LED 治療儀采用大量的分立單個LED發(fā)光管排列組成大面積發(fā)光板進行治療，雖然可以獲得一 定功率的LED光輸出，但由于發(fā)光板面積過大，因此無法獲得高的功率密度，其光功率密度 在5mW/cm2以下，在醫(yī)學臨床應用中仍受到限制，難于達到有效的消炎、消腫、治療潰瘍和血 管性疾病，而且由于發(fā)光板面積大，不宜選擇性集中于病變組織的照射；2. LED光輸出功率穩(wěn)定性差，使用壽命短。由于LED發(fā)光板通常采用風冷和金屬導 體散熱的冷卻方式，其冷卻效果差，溫升較快、較高，致使LED發(fā)光芯片點亮時間受其發(fā)熱 的限制，光輸出功率穩(wěn)定性差；3.治療區(qū)域受限制，由分立單個LED發(fā)光管排列組成的發(fā)光板面積過大，因此在 對某些面積狹窄的部位進行治療時會受到限制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供了一種采用高亮度集成封裝式LED發(fā) 光芯片，具有發(fā)光板面積小、輸出光功率密度高、使用壽命長的高功率集成式LED光學治療 儀。所述的高功率集成式LED光學治療儀，包括發(fā)光板、安裝機座、控制盤，其特征在 于所述光學治療儀設置有多個高亮度集成封裝LED發(fā)光芯片、拋光式金屬聚光罩、水循環(huán) 冷卻裝置及自鎖式萬向光學支架，所述多個高亮度集成封裝LED發(fā)光芯片固定在LED發(fā)光 板上，LED發(fā)光板設置在拋光式金屬聚光罩內(nèi)并與其底部固定連接，所述水循環(huán)冷卻裝置中 的冷卻水管與LED發(fā)光板內(nèi)層的冷卻水道連通，所述自鎖式萬向光學支架上設置的萬向節(jié) 前端與拋光式金屬聚光罩外側(cè)固定連接。所述水循環(huán)冷卻裝置包括水箱、冷卻水管，水箱上安裝有水泵，冷卻水管一端與水 泵的出水管連通，另一端穿過中、上支柱內(nèi)空腔并通過進出水口與LED發(fā)光板內(nèi)層的冷卻 水道連通后再與水箱連通。所述自鎖式萬向光學支架包括上、中、下支柱、萬向節(jié)及上、下自鎖銷板，上、下自 鎖銷板均由兩個同尺寸的金屬圓盤同軸轉(zhuǎn)動連接，上自鎖銷板的兩個金屬圓盤分別與上、中支柱固定，下自鎖銷板的兩個金屬圓盤分別與中、下支柱固定，下支柱的另一端與安裝機 座固定。所述上、下自鎖銷板的兩個同尺寸的金屬圓盤中的一個金屬圓盤上沿圓周等距分 布有定位孔，另一個圓盤上設有插銷。所述控制盤包括微控制器、電源、顯示屏、按鍵。所述LED發(fā)光板的光源量大于3000流明，LED發(fā)光板的聚焦點處光功率密度大于 200mw/cm2。本高功率集成式LED光學治療儀采用了集成封裝高亮度LED發(fā)光芯片，由若干個 芯片組成小面積發(fā)光板，同時采用拋光式金屬聚光罩，使得輸出的光功率密度得到了提高， 達到了可有效治療病變組織的要求。本治療儀還采用了水循環(huán)冷卻裝置，保證了 LED光功 率的穩(wěn)定性和使用壽命。針對非接觸照射病變組織的操作方式，本治療儀設計了自鎖式萬 向光學支架，可以實現(xiàn)任意高度和方向的調(diào)節(jié)，達到了準確照射治療部位的要求，保證了最 佳治療效果。本高功率集成式LED光學治療儀優(yōu)點如下1、LED光輸出功率密度高。本治療儀采用了高亮度集成封裝LED發(fā)光芯片和拋光 式金屬聚光罩，使輸出的光功率密度得到了提高了幾百倍。集成封裝小面積，LED發(fā)光板的 光通量達到了 3000流明，發(fā)光面積僅為分立發(fā)光板的百分之一。加上采用了拋光反射式聚 光罩，能有效匯聚LED的光線，使得其發(fā)光源最集中的焦點處功率密度提高到200mW/cm2以 上，使得LED光強能有效治療皮膚病潰瘍和光功力治療腫瘤。2、LED光輸出功率穩(wěn)定。本治療儀采用了水循環(huán)冷卻裝置，保證了光輸出功率穩(wěn) 定，其光功率穩(wěn)定性誤差小于正、負5%。3、治療時間不受發(fā)熱的限制。因為采用了水循環(huán)冷卻裝置，使得本治療儀的LED 發(fā)光芯片點亮時間不受其發(fā)熱的限制，所述高亮度集成封裝LED發(fā)光芯片長時間的工作溫 度控制在室溫狀態(tài)。4、LED發(fā)光芯片壽命長。因為采用了水循環(huán)冷卻裝置，保證了本治療儀的LED發(fā) 光芯片的壽命可以達到其標定壽命，不會因為發(fā)熱而縮短使用壽命。5、治療區(qū)域不受限制。本治療儀采用了集成封裝高亮度LED發(fā)光芯片，發(fā)光板的 面積大大縮小，治療區(qū)域不受限制。6、治療姿態(tài)不受限制。本治療儀采用了自鎖式萬向光學支架，可以實現(xiàn)任意高度 和方向的調(diào)節(jié)，對治療姿態(tài)沒有限制。本發(fā)明具有結(jié)構簡單、設計合理、使用安全、治療效果好、使用壽命長，造價低，應 用廣泛的優(yōu)點。
圖1是高功率集成式LED光學治療儀的結(jié)構示意圖，圖2是LED發(fā)光板的結(jié)構示意圖，圖3是金屬反射式聚光罩的結(jié)構示意圖，圖4是LED發(fā)光板水循環(huán)冷卻裝置的結(jié)構示意圖，圖5是萬向節(jié)的結(jié)構示意圖，
圖6是自鎖銷板的結(jié)構示意圖。圖中1-安裝機座，2-下自鎖銷板，3-萬向節(jié)，4-被照射的靶組織，5-拋光式金 屬聚光罩，6-LED發(fā)光板，7-冷卻水管，8-下支柱，9-中支柱，10-上支柱，11-上自鎖銷板， 12-水箱，13-控制盤，14-負電極，15-高亮度集成封裝LED發(fā)光芯片，16-正電極，17-進水 口，18-冷卻水道，19-出水口，20-插銷，21-定位孔。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。圖1、2、3、4中，所述的高功率集成式LED光 學治療儀，包括發(fā)光板、安裝機座、控制盤，其特征在于所述光學治療儀設置有多個高亮度 集成封裝LED發(fā)光芯片、拋光式金屬聚光罩、水循環(huán)冷卻裝置及自鎖式萬向光學支架，所述 多個高亮度集成封裝LED發(fā)光芯片16固定在LED發(fā)光板6上，LED發(fā)光板6設置在拋光式 金屬聚光罩5內(nèi)并與其底部固定連接，所述水循環(huán)冷卻裝置中的冷卻水管7與LED發(fā)光板 6內(nèi)層的冷卻水道19連通，所述自鎖式萬向光學支架上設置的萬向節(jié)3前端與拋光式金屬 聚光罩5外側(cè)固定連接。所述水循環(huán)冷卻裝置包括水箱12、冷卻水管7，水箱12上安裝有 水泵，冷卻水管7—端與水泵的出水管連通，另一端穿過中、上支柱9、10內(nèi)空腔并通過進出 水口 17、19與LED發(fā)光板6內(nèi)層的冷卻水道18連通后再與水箱12連通。所述自鎖式萬向 光學支架包括上、中、下支柱10、9、8、萬向節(jié)3及上、下自鎖銷板11、2，上、下自鎖銷板11、2 均由兩個同尺寸的金屬圓盤同軸轉(zhuǎn)動連接，上自鎖銷板11的兩個金屬圓盤分別與上、中支 柱10、9固定，下自鎖銷板2的兩個金屬圓盤分別與中、下支柱9、8固定，下支柱8的另一端 與安裝機座1固定。圖6中，所述上、下自鎖銷板11、2的兩個同尺寸的金屬圓盤中的一個金屬圓盤上 沿圓周等距分布有定位孔21，另一個圓盤上設有插銷20。所述控制盤13包括微控制器、電 源、顯示屏、按鍵。所述LED發(fā)光板6的光源量大于3000流明，LED發(fā)光板6的聚焦點處光 功率密度大于200mw/cm2。圖5中的萬向節(jié)，可以實現(xiàn)任意方位調(diào)節(jié)照射；自鎖銷由兩個同尺寸的金屬圓盤 部件同軸安裝構成，其中一個金屬圓盤上沿圓周等距分布有定位孔，另外一個圓盤上安裝 有一個插銷。當需要調(diào)節(jié)時，可將插銷拔起，轉(zhuǎn)動有定位孔的圓盤，當調(diào)節(jié)到指定位置時，將 插銷插入定位孔內(nèi)，最終實現(xiàn)任意高度的調(diào)節(jié)。實施例一將本治療儀LED光源調(diào)整到照射面積lOcmX 10cm范圍，其照射的光功率密度可達 到80mW/cm2，可治療腫瘤放射性皮炎，其紅光的光熱效應和光化效應能促進組織的血液循 環(huán)和新陳代謝，并通過神經(jīng)體液反射產(chǎn)生全身作用而起到鎮(zhèn)痛、消炎癥和促進創(chuàng)面愈合作用。實施例二 將照射面調(diào)至焦班區(qū)，其功率密度可達到150mW/cm2以上，對于治療頑固性“膝 瘡”(亦稱下肢潰瘍)有明顯的效果。實施例三LED紅光可以激活代謝過程，影響細胞膜的通透性和增加酶的活性，可使組織中的 核糖核酸的活性增強，提高白細胞的吞噬能力，所以一定功率密度的LED紅光有利于治療急慢性炎癥。
權利要求
一種高功率集成式LED光學治療儀，包括發(fā)光板、安裝機座、控制盤，其特征在于所述光學治療儀設置有多個高亮度集成封裝LED發(fā)光芯片、拋光式金屬聚光罩、水循環(huán)冷卻裝置及自鎖式萬向光學支架；所述多個高亮度集成封裝LED發(fā)光芯片(16)固定在LED發(fā)光板(6)上，LED發(fā)光板(6)設置在拋光式金屬聚光罩(5)內(nèi)并與其底部固定連接，所述水循環(huán)冷卻裝置中的冷卻水管(7)與LED發(fā)光板(6)內(nèi)層的冷卻水道(19)連通，所述自鎖式萬向光學支架上設置的萬向節(jié)(3)前端與拋光式金屬聚光罩(5)外側(cè)固定連接。
2.根據(jù)權利要求1所述高功率集成式LED光學治療儀，其特征在于所述水循環(huán)冷卻 裝置包括水箱(12)、冷卻水管(7)，水箱(12)上安裝有水泵，冷卻水管(7) —端與水泵的出 水管連通，另一端穿過中、上支柱(9、10)內(nèi)空腔并通過進出水口(17、19)與LED發(fā)光板(6) 內(nèi)層的冷卻水道(18)連通后再與水箱(12)連通。
3.根據(jù)權利要求1所述高功率集成式LED光學治療儀，其特征在于所述自鎖式萬向 光學支架包括上、中、下支柱(10、9、8)、萬向節(jié)(3)及上、下自鎖銷板(11、2)，上、下自鎖銷 板(11、2)均由兩個同尺寸的金屬圓盤同軸轉(zhuǎn)動連接，上自鎖銷板(11)的兩個金屬圓盤分 別與上、中支柱(10、9)固定，下自鎖銷板⑵的兩個金屬圓盤分別與中、下支柱(9、8)固 定，下支柱(8)的另一端與安裝機座(1)固定。
4.根據(jù)權利要求1所述高功率集成式LED光學治療儀，其特征在于所述上、下自鎖銷 板(11、2)的兩個同尺寸的金屬圓盤中的一個金屬圓盤上沿圓周等距分布有定位孔(21)， 另一個圓盤上設有插銷(20)。
5.根據(jù)權利要求1所述高功率集成式LED光學治療儀，其特征在于所述控制盤(13) 上設有微控制器、電源、顯示屏、按鍵。
6.根據(jù)權利要求1所述高功率集成式LED光學治療儀，其特征在于所述LED發(fā)光板 (6)的光源量大于3000流明，LED發(fā)光板(6)的聚焦點處光功率密度大于200mW/cm2。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高功率集成式LED光學治療儀，包括發(fā)光板、安裝機座、控制盤，其特征在于所述光學治療儀設置有多個高亮度集成封裝LED發(fā)光芯片、拋光式金屬聚光罩、水循環(huán)冷卻裝置及自鎖式萬向光學支架，所述多個高亮度集成封裝LED發(fā)光芯片(16)固定在LED發(fā)光板(6)上，LED發(fā)光板(6)設置在拋光式金屬聚光罩(5)內(nèi)并與其底部固定連接，所述水循環(huán)冷卻裝置中的冷卻水管(7)與LED發(fā)光板(6)內(nèi)層的冷卻水道(19)連通，所述自鎖式萬向光學支架上設置的萬向節(jié)(3)前端與拋光式金屬聚光罩(5)外側(cè)固定連接。本發(fā)明具有結(jié)構簡單、設計合理、使用安全、治療效果好、使用壽命長，造價低，應用廣泛的優(yōu)點。
文檔編號A61N5/06GK101856541SQ20091006158
公開日2010年10月13日 申請日期2009年4月13日 優(yōu)先權日2009年4月13日
發(fā)明者吳柏生, 徐官慶, 李正佳 申請人:武漢光福生物醫(yī)學工程有限公司