专利名称：用于光动力治疗的光照射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光照射装置；特别涉及使用半导体发光元件产生集中光束且应用于光动力治疗的光照射装置。
在现有的光照射装置中，灯管一般使用氙气灯管或复金属卤素灯管。然而，此类灯管发光时，会产生大量的热能。进一步，为了解决现有的光照射装置发光时产生的大量热能，一般使用液态冷却装置移除热能。然而，具有液态冷却装置的光照射装置具有大体积的缺点。
此外，氙气灯管以及复金属卤素灯管会发出广波段波长的光。然而，光照射装置使用于光动力治疗时，只需要一既定的狭窄波段波长。因此，现有的光照射装置需要滤光片消除不需要波段的波长。
此外，氙气灯管以及复金属卤素灯管的使用寿命大约数百小时。因此，目前使用于光动力治疗的光照射装置具有需要经常更换灯管的缺点。
综合上述，使用于光动力治疗的现有光照射装置具有大体积、高热能以及昂贵等缺点。
有鉴于此，为了解决上述的问题，本发明提出一种光照射装置，适用于光动力治疗；其中，光照射装置使用半导体发光元件。在本发明中，使用半导体发光元件的光照射装置不会产生高热。本发明的光照射装置省略使用液态冷却装置，而利用散热器与风扇散去照射装置中的热能。
本发明的一目的在于提供一种光照射装置，适用于光动力治疗，包括；一支撑基板、设置于上述支撑基板上的数个半导体发光元件、与上述支撑基板黏接的一散热器以及一风扇；其中，设置于上述支撑基板上的数个半导体发光元件排列成半圆球状。当半导体发光元件发光时，散热器与风扇散去该光照射装置内的热能。
本发明的另一目的在于提供一种光照射装置，适用于光动力治疗，包括一支撑基板、设置于上述支撑基板上的数个半导体发光元件、一正透镜、与上述支撑基板黏接的一散热器以及一风扇；其中，设置于上述支撑基板上的数个半导体发光元件发射出一准直光束，接着借由上述正透镜将上述准直光束形成一汇聚光束。当半导体发光元件发光时，散热器与风扇散去光照射装置内的热能。
本发明的一特征在于，设置于上述支撑基板上的数个半导体发光元件排列成半圆球状。当半导体发光元件发光时，产生集中的光束。
本发明的另一特征在于，设置于上述支撑基板上的数个半导体发光元件发射出一准直光束，接着借由上述正透镜将上述准直光束形成集中的光束。
本发明的再一特征在于，当半导体发光元件发光时，使用散热器与风扇散去光照射装置产生的热能。
本发明的一优点在于，上述半导体发光元件具有较长的使用寿命。
本发明的另一优点在于，不需要使用液态冷却装置，减少光照射装置的体积与重量。
本发明的再一优点在于，上述半导体发光元件可发射出同调性的单一波长光束。
图2B是概要地显示使用于本发明的光照射装置的另一种半导体发光元件。如图2B所示，一光发射二极管晶片3设置于具有导电电路的一印刷电路板(prlnted circuit board简称PCB)9上，并且于PCB 9的周围形成包围光发射二极管晶片3的反射侧壁10。此外，通过一导线5将该光发射二极管晶片3与该印刷电路板9的导电电路连接。最后，一第一封装材料8封装此光发射二极管晶片3及此PCB 9形成另一半导体发光元件。
第一实施例图3是概要地显示本发明的第一实施例的一光照射装置。如图3所示，一支撑基板21大体为一半圆球状，且数个半导体发光元件20设置于此支撑基板21上。因此，数个半导体发光元件20集中地朝向半圆球状的支撑基板21的圆心发射光束，且此光束具有一汇聚区域22。
参考图3，通过一热导胶(thermal conductive paste)23将支撑基板21与一散热器24黏接。一风扇25与散热器24彼此对立地设置。当光照射装置发光时，通过风扇25与散热器24散去数个半导体发光元件20产生的热能。
参考图3，于本发明的第一实施例中，应用于光动力治疗的光照射装置包括一光导管26，例如一光纤，其一端设置于光束产生的汇聚区域22。因此，当数个半导体发光元件20发光时，大部分的光通过光导管26传递至需要光动力治疗的部位。
图4是概要地显示本发明的光照射装置的光强度分布图。如图4所示，随着光导管的一端远离光轴位置。光导管发射的光强度逐渐减少。此外，随着光导管的一端与光源距离增加，光导管发射的光强度亦逐渐减少。于本发明的第一实施例中，应用于光动力治疗的光照射装置通过光导管发射出216.9mW/cm2的光强度。
图5是概要地显示本发明的第一实施例的一光照射装置的另一种型态。于本发明的第一实施例的支撑基板21可以选择弹性物质、半弹性物质或硬质材料，例如陶瓷、聚合物质或金属材料制造。当支撑基板21选择硬质材料，例如陶瓷，参考图3，数个支撑基板21a、21b、21c构成半圆球状的结构。当支撑材料选择弹性物质，例如聚合物质，参考图5，支撑基板21变形形成半圆球状的结构。
第二实施例图6是概要地显示本发明的第二实施例的一光照射装置。如图6所示，数个半导体发光元件20形成于平面的一支撑基板21上；其中，每一半导体发光元件20发射出大体准直的光束。于本发明的第二实施倒中，光照射装置更包括一正透镜28。当数个半导体发光元件20发射准直光束后，通过正透镜28将上述准直光束集中且形成一汇聚区域22。
参考图6，通过一热导胶(thermal conductive paste)23将支撑基板21与一散热器24黏接。接着，一风扇25与散热器24彼此对立地设置。当光照射装置发光时，通过风扇25与散热器24散去数个半导体发光元件20产生的热能。
参考图6，于本发明的第一实施例中，应用于光动力治疗的光照射装置更包括一光导管26，例如一光纤，其一端设置于正透镜28将准直光束形成一汇聚区域22。因此，当数个半导体发光元件20发光时，大部分的光通过光导管26传递至需要光动力治疗的部位。
于本发明的第一实施例与第二实施例中，数个半导体发光元件20设置于支撑基板21后，再通过第二封装材料27将数个半导体发光元件20与支撑基板21封装。于本发明的第二实施例中，第二封装材料27具有微透镜阵列(micro-lens array)结构29，将数个半导体发光元件20发射的光束转换成较准直的光束。
图7A至图7C是分别显示本发明的光照射装置的各种范例。如图7A所示，于本发明的光照射装置100中，光导管26具有固定直径。如图7B所示，于本发明的光照射装置100中，光导管26的另一端具有逐渐变细的结构30。图7B所示的光导管发射的光束较图7A所示的光导管发射的光束的截面积更小。
此外，于图7A与图7B中，一直流电源供应器31设置于本发明的光照射装置100中。参考图7C，本发明的光照射装置100更可以使用一交流直流转换电源供应器32。因此，通过建筑物的插座为本发明的光照射装置提供电源。
图8是概要地说明PHOTOFRIN药物使用本发明的光照射装置的光动力治疗结果；其中，本发明的光照射装置的发光波长为630nm。参考图8，横座标是表示本发明的光照射装置照射PHOTORIN药物的时间，而纵座标是表示具有PHOTOFRIN药物的细胞被本发明的光照射装置照射后的存活率。如图8所示，本发明的光照射装置照射具有PHOTOFRIN药物的细胞后，确实可降低此细胞的存活率。
在本发明中，由于不同药物对于不同波长的反应，因此本发明的光照射装置内可设置不同波长的光发射二极管晶片。
虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围，当可作些更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求所确定的范围为准。
权利要求
1.一种光照射装置，适用于光动力治疗，具有一本体，该本体内包括一支撑基板，是半圆球形状；一数个半导体发光元件，设置于上述支撑基板上，且每一半导体发光元件朝向半圆球的圆心发射光束，且此光束具有一汇聚区域；一散热器，与上述支撑基板粘接，其中当该半导体发光元件发光时，该散热器吸取该半导体发光元件产生的热能；一风扇，用以移除上述散热器上的热能，且降低该光照射装置内的温度；以及一电源供应器，对该半导体发光元件及上述风扇提供电流。
2.如权利要求1所述的光照射装置，其特征在于更包括一光导管，设置于上述光束的汇聚区域，使得该半导体发光元件发射的光束大体进入光导管中。
3.如权利要求1所述的光照射装置，其特征在于更包括一热导胶，将上述散热器与上述支撑基板黏接。
4.如权利要求1所述的光照射装置，其特征在于所述的电源供应器是一直流电源供应器。
5.如权利要求1所述的光照射装置，其特征在于所述的电源供应器是一交流直流转换电源供应器。
6.如权利要求1所述的光照射装置，其特征在于所述的每一半导体发光元件包括一杯状导电架；一导电架，与上述杯状导电架平行设置；一光发射二极管晶片，设置于上述杯状导电架，并借由一导线将该光发射二极管晶片与该导电架连接；以及一第一封装体，包覆上述光发射二极管晶片、杯状导电架及导电架。
7.如权利要求1所述的光照射装置，其特征在于所述的支撑基板的材料是选自下列所组成族群陶瓷材料、聚合物质及金属材料。
8.如权利要求6所述的光照射装置，其特征在于所述的杯状导电架的材料是选自下列所组成族群铜、铜合金及铁合金。
9.如权利要求6所述的光照射装置，其特征在于更包括一导电黏接层，形成于上述杯状导电价与上述光发射二极管晶片之间。
10.如权利要求9所述的光照射装置，其特征在于所述的导电黏接层是选自下列所组成族群银层、金层、铝层及镍层。
11.如权利要求1所述的光照射装置，其特征在于所述的每一半导体发光元件包括一印刷电路板，具有一导电电路以及包围该印刷电路板的一反射侧壁；一光发射二极管晶片，设置于上述印刷电路板上，并借由一导线将该光发射二极管晶片与该印刷电路板的导电电路连接；以及一第一封装体，包覆上述光发射二极管晶片及印刷电路板。
12.如权利要求1所述的光照射装置，其特征在于更包括一第二封装体，包覆该半导体发光元件及该支撑基板。
13.一种光照射装置，适用于光动力治疗，具有一本体，该本体内包括一支撑基板，是平面形状；数个半导体发光元件，设置于上述支撑基板上，且该半导体发光元件发射一准直光束；一正透镜，将上述准直光束集中且产生一汇聚区域；一散热器，与上述支撑基板黏接，其中当该半导体发光元件发光时，该散热器吸取该半导体发光元件产生的热能；一风扇，用以移除上述散热器上的热能，且降低该光照射装置内的温度；以及一电源供应器，对于该半导体发光元件及上述风扇提供电流。
14.如权利要求13所述的光照射装置，其特征在于更包括一光导管，设置于上述光束的汇聚区域，使得该半导体发光元件发射的光束大体进入光导管中。
15.如权利要求13所述的光照射装置，其特征在于更包括一热导胶，将上述散热器与上述支撑基板黏接。
16.如权利要求13所述的光照射装置，其特征在于所述的电源供应器是一直流电源供应器。
17.如权利要求13所述的光照射装置，其特征在于所述的电源供应器是一交流直流转换电源供应器。
18.如权利要求13所述的光照射装置，其特征在于所述的每一半导体发光元件包括一杯状导电架；一导电架，与上述杯状导电架平行设置；一光发射二极管晶片，设置于上述杯状导电支架，并借由一导线将该光发射二极管晶片与该导电架连接；以及一第一封装体，包覆上述光发射二极管晶片、杯状导电架及导电架。
19.如权利要求13所述的光照射装置，其特征在于所述的支撑基板的材料是选自下列所组成族群陶瓷材料、聚合物质及金属材料。
20.如权利要求18所述的光照射装置，其特征在于所述的杯状导电架的材料是选自下列所组成族群铜、铜合金及铁合金。
21.如权利要求18所述的光照射装置，其特征在于更包括一导电黏接层，形成于上述杯状导电架与上述光发射二极管晶片之间。
22.如权利要求21所述的光照射装置，其特征在于所述的导电黏接层是选自下列所组成族群银层、金层、铝层及镍层
23.如权利要求13所述的光照射装置，其特征在于所述的每一半导体发光元件包括一印刷电路板，具有一导电电路以及包围该印刷电路板的一反射侧壁一光发射二极管晶片，设置于上述印刷电路板上，并借由一导线将该光发射二极管晶片与该印刷电路板的导电电路连接；以及一第一封装体，包覆上述光发射二极管晶片及印刷电路板。
24.如权利要求13所述的光照射装置，其特征在于更包括一第二封装体，包覆该半导体发光元件及该支撑基板。
全文摘要
本发明提出一种光照射装置，适用于光动力治疗，包括支撑基板、设置于上述支撑基板上的数个半导体发光元件、与上述支撑基板黏接的散热装置以及风扇。本发明的特征在于上述支撑基板是一半圆球状，当设置于此支撑基板上的数个半导体发光元件发光时，产生集中的光束。利用此光照射装置产生的集中光束，照射对于此光束产生化学反应的药物。
文档编号A61N5/06GK1429636SQ01130240
公开日2003年7月16日 申请日期2001年12月29日 优先权日2001年12月29日
发明者罗永辉, 曹宏熙, 罗俊仁, 魏立中, 李明一, 何志伟 申请人:财团法人工业技术研究院