用于将信号传输到眼睛的装置的制作方法

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于从人眼传输光学信号以及将光学信号传输到人眼的便携式装置。

背景技术：

这样的装置尤其将被用于光治疗。人体状况的许多障碍是由于缺少尤其在蓝色频率范围内的光。这些障碍中的一种被称为“冬季抑郁症”(“winterdepression”)。一般来说，冬季抑郁症或季节性情感障碍(sad，seasonalaffectivedisorder)在秋季和冬季月份中影响抑郁障碍。除了例如抑郁情绪或能量水平的降低和焦虑形式的抑郁症状外，诸如睡眠持续时间的延长、增加的甜食食欲、重量增加、增加的自杀率、增加的意外频率等的非典型症状也会发生。

这些症状是由于在正常状况下视网膜中的特殊神经节细胞对蓝光作出反应并且抑制褪黑素的释放的事实。如果这种蓝光成分在冬季由于少量光而丢失，诸如sad综合征的各种症状则会发生。

这些症状能够通过蓝光的人为摄入而被减轻。蓝光证明在治疗上是有效的，并且不仅对影响季节性抑郁症而且对能量和光照不足、时差综合症、或经前综合征(pms)有作用。

因此，各种装置已经被提出用于人为产生蓝光并将其供应到人眼。在大多数情况下，这些装置被设计为静止装置，要被治疗的人必须坐在或位于其前面。这些装置因此具有以下缺点：利用它们执行的治疗难以结合到日常生活中。相反，应当给予不需要对日常活动任何限制的装置优先。为此目的，在wo2009/118066a1、wo93/15792a1、wo2013/124615a1、ep1642609a1和wo2010/076706a1中已经提出了能够被佩戴在头部上的装置。在ep1982747a1和wo2014/020527a2中已经描述了进一步的装置。

技术实现要素：

因此本发明的目的是提供一种用于从人眼传输光学信号以及将光学信号传输到人眼的便携式装置，所述便携式装置能够以不引人注目的方式被高佩戴舒适度地佩戴在头部附近，并且尤其允许该装置与商业上可得到的眼镜规格佩戴。此外，对应装置的操纵、存储和运输是极其方便的。

这些目标通过权利要求1的特征来实现。权利要求1涉及一种用于从人眼传输光学信号及将光学信号传输到人眼的便携式装置，所述便携式装置具有至少一个电磁波的发射器和/或检测器、用于相应至少一个发射器和/或检测器的电源、和被连接到至少一个发射器的控制单元，其中所述至少一个电磁波的发射器和/或检测器被布置在杆状外壳的两个末端区域处，所述杆状外壳在其中间区域中具有保持夹具，并且用于相应至少一个发射器和/或检测器的所述电源以及被连接到所述至少一个发射器和/或检测器的所述控制单元被布置在所述杆状外壳内。

根据本发明的装置在使用者的鼻根区域中被置于操作位置中，由此它能够借助于保持夹具被直接夹紧到鼻子上或在眼镜的中心处。由于根据本发明的装置的小尺寸和低重量，在头部移动期间仅发生小的作用力，使得该装置通过保持夹具被充分牢固地保持在头部上。保持夹具也可以具有类橡胶涂层等以便改善夹紧配合。此外，保持夹具的夹紧肢臂也能够在其相对于彼此的间距上可调以便适合于相应的鼻子形状。至少一个电磁波的发射器和/或检测器被布置在杆状外壳的两个末端区域处，该发射器和/或检测器沿使用者的眼睛的使用方向进行指向。正在讨论的发射器尤其是用于发射在可见光谱范围内的光的光源，该光源将产生的光直接发射到使用者的相应眼睛中。在成本有效的变体中，例如，蓝色发光二极管(led)能够被使用，蓝色发光二极管适合于光治疗目的，并且已经配备有对应的集束透镜。然而，在更复杂的变体中，使用三原色发光二极管(rgb-led)也是可能的，三原色发光二极管也能够发射治疗蓝光，而且此外还具有红色和绿色光谱区域，并且因此与蓝光一起能够产生任何光色。在以下内容中，发射器被理解为表示主动发射器，换言之，能够产生并发射电磁波而非仅仅反射它们的发射器。电磁波的产生及其从杆状外壳的发射也可以例如借助于被布置在杆状外壳内的光波发生器局部地彼此独立地发生，所述光波发生器被光学地连接到被布置在末端区域中的发射器，所述发射器输出耦合(outcouple)在杆状外壳内产生的光。然而，例如被用于生物反馈目的的显示器(诸如led显示器)也被称为发射器。检测器能够是例如亮度传感器或摄像机，以便测量环境光的亮度，并且根据测量的亮度，控制由发射器发射的光的强度。然而，检测器也能够是例如用于使用者的眼睛移动或瞳孔变化的传感器，以便获得用于发射器的治疗优化控制的结论。

根据本发明的装置的简单结构特别适合于相应使用者的个体适用。优选地，杆状外壳可相对于保持夹具围绕其纵向轴线旋转。以此方式，发射器和/或检测器的光轴的角度能够被调整到水平面。此外，能够提供所述至少一个发射器和/或检测器能够相对于杆状外壳围绕垂直于杆状外壳的纵向轴线的旋转轴线被旋转或被枢转。以此方式，发射器和/或检测器的光轴的角度能够被调整到垂直面。此外，它能够提供杆状外壳可在长度上调整以便能够将它调整到不同的眼睛距离。

根据优选实施例，至少一个发射器是光源或光源组。光源组的使用具有若干优点。例如，个体光源的光强能够被降低，并且总光强被分布在更大的面积中，以便避免目眩效果。另一方面，通过控制个体光源以适于不同的眼睛间距而不需要杆状外壳的长度可调壳体也是可能的。特别地对于这样的应用，被连接到至少一个发射器和/或检测器的控制单元布置在杆状壳体内是有利的，光源组的光源可通过控制单元独立地控制。然而，在这样的控制单元的帮助下，在启动到最大照度之后不立即调整光源而是执行类似于日出的伴随有从橙红色到黄色和白色以及蓝色的对应颜色变化的亮度增加也是可能的。相同内容适用于关闭阶段，其中日落能够被模拟。

对于这种类型的更复杂控制程序，如果杆状外壳能够经由无线连接而被连接到外部装置则是有利的。以此方式，控制单元能够借助于无线连接而被连接到外部装置(优选移动手机)，以便将计算能力外包到外部装置，并且使得简单的图形化用户指导能够例如用于选择颜色变化、光发射顺序、或用户定义的时间控制的光发射。根据本发明的装置的状况也能够被显示在外部装置上，例如电源的充电状态。此外，根据本发明的装置因此也能够成为移动装置的适当专用的应用软件("apps")的主题。

多个光学装置可用于发射器和/或检测器与使用者的眼睛之间的信号传输的优化。例如，菲涅耳透镜能够被布置在杆状外壳的末端区域中，以便形成光源的发射轮廓，其中发射器也能够相对于相关联的菲涅耳透镜移位，以便产生额外的发射轮廓。在优选实施例中，杆状外壳能够设置有插入式套筒，插入式套筒具有用于调整发射器的辐射角度和/或亮度的光学元件。

附图说明

本发明将会在下面在附图的帮助下参考示例性实施例更详细地进行解释。这里，

图1示出了处于使用位置的根据本发明的装置的立体图，

图2从使用者视角示出了推荐的装置的实施例的视图，

图3示出了从上面观察的推荐的装置的实施例的视图，其中发射器的主光束方向由箭头表示，

图4a和4b示出了推荐的装置的实施例的视图，均具有由使用者观察到的在保持夹具的夹紧肢臂之间的不同间距，

图5a和5b示出了根据本发明的装置的实施例在杆状外壳相对于保持夹具的不同旋转位置的侧视图，

图6a示出了从使用者观察到的用于紧固到一副眼镜的推荐的装置的进一步实施例的视图，

图6b示出了根据图6a的被紧固到一副眼镜的实施例的侧视图，

图7示出了根据图6的被紧固到眼镜的实施例的立体图，

图8示出了具有发射器、电源、控制单元和充电触点的推荐的装置的实施例的剖视图，

图9a和9b示出了被布置在柔性电路板的末端处的发射器的两个发射位置的详细视图，

图10a和10b示出了被布置在一侧的发射器的两个发射位置的详细视图，所述发射器被布置为使得它能够相对于菲涅耳透镜被移位，

图11a-11c示出了通过控制光源组的不同光源的发射器的不同辐射角度的详细视图，所述发射器以光源组的形式被布置并且被布置在末端处，

图12a和12b示出了由于以套筒的形式设计的菲涅耳透镜垂直于杆状外壳的纵向轴线的不同旋转位置的被布置在末端处的发射器的不同发射角度，

图12c示出了根据图12a和12b的沿杆状外壳的纵向方向的实施例，

图13示出了从上面观察的具有发射器的推荐的装置的进一步实施例，所述发射器被设计为以便可相对于杆状外壳枢转，

图14示出了从使用者观察的具有两个发射器的推荐的装置的进一步实施例，每个发射器被配置为光源组，

图15示出了从上方观察的具有额外的摄像机和亮度传感器的推荐的装置的进一步实施例，

图16示出了与外部装置数据连接的根据本发明的装置的进一步实施例，

图17示出了从使用者观察的具有被布置在两侧的两个滤片的根据本发明的设备的进一步实施例，

图18示出了用于模拟日出和日落的可能的光颜色曲线，

图19示出了从使用者观察的具有光学插入式套筒的根据本发明的装置的进一步实施例，

图20a和20b示出了从使用者观察的在两个不同纵向位置处具有长度可调外壳的根据本发明的设备的进一步实施例，

图21示出了从使用者观察的具有薄侧支撑件的根据本发明的装置的进一步实施例，

图22a示出了处于分解状态的具有插入式套筒的根据本发明的设备的进一步实施例，

图22b示出了根据图22a的处于组装状态的实施例，

图23a示出了处于拆开状态的具有插入式套筒的根据本发明的装置的进一步实施例，

图23b示出了根据图23a的处于组装状态的实施例，

图24示出了存储和充电容器、以及充电触点、磁体和电流源的实施例，

图25示出了根据图24的存储和充电容器以及插入的根据本发明的装置，

图26示出了图24和25存储和充电容器根据以及插入的处于打开状态的根据本发明的装置，

图27示出了用于根据本发明的装置的存储和充电容器的进一步实施例，以及

图28示出了根据图27处于打开状态的存储和充电容器。

具体实施方式

图1示出了在使用位置中的根据本发明的装置的实施例的立体图，杆状外壳1借助于保持夹具2被紧固到使用者的鼻子。保持夹具2被设计为呈以两个优选弹性夹紧肢臂2a、2b的形式。发射器3和/或检测器被布置在杆状外壳1的每个末端区域处。在所示出的示例性实施例中，光源例如是将可见光发射到使用者的眼睛中的光源。图2示出了根据图1的从使用者观察的根据本发明的装置的实施例的视图，并且图3示出了从上面观察的根据本发明的装置的该实施例的视图，其中发射器3的主光束方向由箭头指示。在这里能够看出，使用者的眼睛被分配给两个发射器3中的每一个，并且发射器3的主光束方向将以这样的方式被对齐：光到相应的使用者的相关联的眼睛19中的最佳可能的发射发生。光线的主方向由图3中的箭头指示。

为了优化保持夹具2在使用者的鼻子上的夹紧配合，如图4所示，能够设置成保持夹具2的两个夹紧肢臂2a、2b可在其相距彼此的距离上调整。图4a和4b分别示出了具有由使用者所观察到的保持夹具2的夹紧肢臂2a、2b的不同距离的视图。

为了能够调整发射器3的光轴相对于水平面的角度，如图5所示，杆状外壳1能够被制作为可相对于保持夹具2围绕杆状外壳1的纵向轴线旋转。图5a和5b示出了根据本发明的装置的该实施例在杆状外壳1相对于保持夹具2的不同旋转位置的情况下的侧视图，直线箭头指示发射器3的主光束方向，而弧形箭头指示保持夹具2相对于杆状外壳1的旋转方向。

如图6和7所示，根据本发明的装置还能够被附接到一副眼镜5。如能够在图6b中看出的，为此目的，保持夹具2能够例如以保持支架的形式被对应地体现。由于在任何情况下都需要最小夹紧力用于到眼镜5的牢固紧固，因此类似于保持支架的实施例也被称为保持夹具2。图6a从使用者的角度示出了这样的实施例的视图，并且图6b示出了侧视图。图7示出了根据图6的被紧固到一副眼镜5的实施例的立体图。

根据本发明的装置的可能结构参考图8来进行解释。电源6被布置在杆状外壳1内部，所述电源6以导电方式被连接到充电触点7，所述充电触点7位于杆状外壳1的两个末端处。此外，控制单元8被提供用于杆状外壳1内的发射器3和/或检测器，其中在所示出的示例性实施例中两个发射器3中的每一个利用其自己的控制单元8来进行控制。发射器3被布置在杆状外壳1的两个末端区域中的每一个中，在所示出的示例性实施例中由led灯来表示。此外，磁传感器17也能够被设置在杆状外壳1内，其功能将会在下面更详细地进行解释。

发射器3和/或检测器能够在每一种情况下经由电路板22被连接到在每一种情况下被分配给它们的电源6和控制单元8，其也能够被设计为是柔性的。柔性设计也具有能够改变发射器3的辐射角度的优点，如参考图9解释的。图9a和9b示出了被布置在柔性电路板22上的末端侧上的发射器3的两个发射位置的详细视图，其中相关的发射器3的主光束方向相对于垂直面的角度能够依据电路板22的弯曲位置而被改变。

当然，发射器3的主光束方向也能够借助于光学装置被改变。图10示出了借助于菲涅耳透镜23的示例，所述菲涅耳透镜23被布置在杆状外壳1的两个末端区域中、在相应发射器3的发射区域中。图10a和10b示出了被布置在末端处的发射器3的两个发射位置的详细视图，所述发射器3相对于被分配给它的菲涅耳透镜23被可移位地布置。发射器3的位置能够在工厂被调整，或能够借助于移位机构从外部被执行。

在图11中示出了改变发射器3的主方向的进一步可能性。图11a-11c示出了通过控制光源组的不同发射器3的三个发射器3的不同发射角度，所述三个发射器3以被布置在末端处的光源组的形式进行布置。光源组的适当控制经由控制单元8来实现。不同的主光束方向由此通过光源组的选定的发射器3相对于杆状外壳1中的辐射开口4的不同定位来获得，所述辐射开口4被布置在发射器3的发射区域中。

图12示出了类似于图10所示的实施例的实施例，其中由于以套筒的形式形成的菲涅耳透镜23的不同旋转位置而引起被布置在末端处的发射器3的不同发射角度，所述菲涅耳透镜23被成形为像套筒一样，可围绕杆状外壳1的纵向轴线旋转。在图12c中清楚了示出了可扭转性，图12c示出了沿根据图12a和12b的杆状外壳1的纵向方向看见的该实施例。弧形箭头指示套筒状菲涅耳透镜23的旋转方向，所述套筒状菲涅耳透镜23在其周边区域中制造有不同的光学性质。根据哪一个周边区段位于相关的发射器3的辐射孔4中，辐射光的主光束方向将会具有不同的取向，如通过图12a和12b中的弧形箭头指示的。

在图13中示出了改变发射器3的主辐射方向的进一步可能性。在这种情况下，末端安装的发射器3被设计为可相对于杆状外壳1枢转，枢转轴线被取向为垂直于杆状外壳1的纵向轴线。发射器3的主方向由直线箭头指示，而枢转方向由弧形箭头指示。

图14示出了具有两个发射器3的根据本发明的装置的进一步实施例的视图，每个发射器3被配置为光源组。借助于这样的实施例，一方面，对不同眼睛距离的调整能够通过激活每个光源组的光源中的一个来进行，或另一方面，如果光源组的所有发射器3都被激活则降低每个发射器3的光强。在后一情况下，能够避免对使用者的炫光影响。

根据本发明的装置也适合作为用于额外部件的载体，所述额外部件的布置紧挨着眼睛会是有利的并且支持发射器3和/或检测器的活动。图15示出了具有额外的摄像机9和亮度传感器10的根据本发明的装置的实施例。摄像机9能够例如被用来检测使用者的眼睛移动或瞳孔的改变。亮度传感器10检测环境光强，并且如果需要的话则降低发射器3的光强，以便不超过使用者的眼睛上的预定总光强。

由于根据本发明的装置的各种操作可能性，如能够从图16看见的，把杆状外壳1内部的部件的操作和控制换到外部装置11能够是有利的。外部装置11能够是例如能够借助于无线连接被连接到杆状外壳1的操作界面的移动手机。

图17示出了根据本发明的装置的进一步应用，其中杆状外壳1设置有能够被装配在两侧上的两个滤片12。这些滤片12能够是例如调色塑料膜，所述调色塑料膜具有橙色以便滤除来自外部的蓝光。这实现了蓝光的相反效果，即褪黑素的激活，由此能够避免“时差综合症”的不利影响。

图18示出了作为时间的函数的发射器3的光的亮度的可能过程。能够看出在启动该装置之后，例如，光强的逐渐增加和光颜色从红色经过橙色和黄色到最终蓝光、或青白光的改变能够发生以模拟日出。类似地，当该装置被关闭以模拟日落时，该过程能够被逆转。日出或日落的模拟能够例如利用多个不同的颜色发射器3(红色、绿色和蓝色)来完成。

图19示出了具有光学插入式套筒20的根据本发明的设备的进一步实施例。在所示出的实施例中，插入式套筒20从外部沿杆状外壳1的纵向轴线的方向向外滑动，并且在在上面推动的状态下覆盖处于相应发射器3的辐射开口4。插入式套筒20由此通过例如充当漫射器或扩大正在讨论的发射器3的发射的光的角度而改变发射器3的发射特性。

在图20中示出根据本发明的装置适合于不同眼睛间距的进一步可能性，因为杆状外壳1具有长度可调的设计。图20a和20b示出了杆状外壳1的两个不同的纵向位置，这能够例如通过沿所示出的箭头的方向的拔出机构来实施。

在图21中示出了特别细长且巧妙的实施例，其中被布置在末端处的发射器3和/或检测器被布置在杆状外壳1的薄侧支撑件24上。在这种情况下，杆状外壳1具有中心区域和两个末端区域，保持夹具2被紧固到所述中心区域，所述两个末端区域以两个侧面载体24的形式来体现。该实施例特别适合于整个布置的长度可调性，因为杆状外壳1的侧面载体24能够相对于中心区域被推进和推出。

图22示出了根据本发明的设备的进一步实施例，其中杆状外壳1能够设置有套筒21，所述套筒21能够沿杆状外壳1的纵向方向被装配在其末端区域的两侧上。22a示出了处于分解状态的杆状外壳1和套筒21，并且图22b示出了根据图22a的处于安装状态的实施例。套筒21在每一种情况下都具有辐射开口4'，所述辐射开口4'在组装状态下与杆状外壳1的辐射开口4对齐。此外，套筒21各自支撑夹紧肢臂2a、2b中的一个，使得它们形成处于安装状态的保持夹具2。该实施例具有以下优点：套筒21能够在磨损或损坏的情况下被更换并且保护杆状外壳1。

图23a示出了具有插入式套筒21的处于分解状态的根据本发明的装置的进一步实施例，并且图23b示出了根据图23a的处于安装状态的实施例。套筒21以两个夹紧构件的形式被构建，所述两个夹紧构件沿其横向方向接收杆状外壳1。随后，用于相应夹紧肢臂2a、2b的紧固套筒能够被滑动到安装的套筒21上，所述安装的套筒21反过来再次形成处于安装状态的保持夹具2。

图24-26示出了用于根据本发明的装置的存储和充电容器13的实施例。存储和充电容器13设置有电流源14，所述电流源14与充电触点15导电连接。电流源14能够例如被设计为充电电池。替代地，电流源14也能够被设计为可再充电电池，所述可再充电电池例如能够经由usb连接的单独充电电子设备被充电。如图25所示，根据本发明的装置一被插入到存储和充电容器13内，杆状外壳1的充电触点7(参见图8)就与充电触点15电性接触。此外，存储和充电容器13能设置有磁体16，当外壳1被插入时，所述磁体16开始靠近被布置在杆状外壳1内的磁传感器17。位于杆状外壳1内的控制单元8因此能够检测根据本发明的装置是否已经被插入到存储和充电容器13内，并且因此打开用于电源6的充电电路。然而，根据本发明的装置也能够识别它是否已经从存储和充电容器13被移除并且随后开始照明周期，或者还有，它一被插入到存储和充电容器13内就终止照明周期。图26示出了根据图24和25的存储和充电容器13以及插入的根据本发明的装置，其中存储和充电容器13的盖18打开。存储和充电容器13能够被设计为是非常紧凑的，并且因此能够由使用者在任何时候容易地且不显眼地携带。

图27和28示出了用于根据本发明的装置的存储和充电容器13的进一步实施例。图27示出了存储和充电容器13以及插入的根据本发明的装置，并且图28示出了根据图27的处于打开状态的存储和充电容器13而无根据本发明的装置。存储和充电容器13的该实施例也具有两个充电触点15，充电触点15被布置在插入式充电套筒4中，所述插入式充电套筒4能够被插到存储和充电容器13的中心部分上。此外，接近地保护微usb连接的进一步的套筒25能够被插到存储和充电容器13的相对末端上。此外，提供了电流源14，所述电流源14与充电触点15导电连接。如果根据本发明的装置被插入到存储和充电容器13内并且充电套筒4已经被滑到上面，杆状外壳1的充电触点7与充电触点15电性接触。而且在这种情况下，存储和充电容器13能够设置有充电触点(未在图27和28中示出)，当壳体1被插入时，所述充电触点开始靠近被布置在杆状外壳1内的磁传感器17。位于杆状外壳1内的控制单元8因此能够再次检测根据本发明的装置是否已经被插入到存储和充电容器13内，并且随后打开用于电源6的充电电路。

根据本发明的便携式装置能够被实施得非常紧凑，由此也提出了非常实用的存储和充电容器13。本发明提供了用于从人眼传输光学信号及将光学信号传输到人眼的便携式装置，所述便携式装置能够以不引人注目的方式被高佩戴舒适度地佩戴在头部附近，并且尤其允许该装置与商业上可获得的眼镜平行地佩戴。此外，对应装置的操纵、存储和运输是极其方便的。

参考列表：

1杆状外壳

2保持夹具

3发射器

4辐射开口

5眼镜

6电源

7充电触点

8控制单元

9摄像机

10亮度传感器

11外部装置

12插入式滤片

13存储和充电容器

14电源

15充电触点

16磁体

17磁传感器

18盖

19眼睛

20光学插入式套筒

21壳体

22电路板

23菲涅耳透镜

24侧面载体

25套筒

26充电套筒