头部光学施加装置及光学模块的制作方法

1.本公开涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种头部光学施加装置及光学模块。


背景技术：

2.利用光调控改善脑功能进行神经和心理疾病的研究、治疗所采用的光需要能够穿透颅骨进入使用者的脑部组织。现有的经颅光调控产品在使用过程中，其发光装置发出的光受使用者头发遮挡的影响，导致光的传播率降低，使得大部分光线不能照射至使用者的头皮，影响经颅光调控产品的使用效果。
3.另外，近红外光谱脑功能成像设备使用时也存在类似问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种头部光学施加装置及光学模块，可以通过转动拨发，至少部分程度上解决头发对经颅光调控产品和近红外光谱脑功能成像设备遮挡的影响。
5.本实用新型实施例提供了一种头部光学施加装置，包括：
6.固定安装体，其上设有第一转轴；
7.第一光学构件，其用于向头皮传输光或从头皮接收光，所述第一光学构件的靠近头皮一侧设置有用于插入发间的插入结构；
8.主体构件，所述主体构件上设有第一传动部以及用于装设所述第一光学构件的安装孔，所述主体构件经由所述第一传动部配合到所述第一转轴，使所述主体构件随所述第一转轴转动且能够在轴向作用力下沿所述第一转轴的轴向方向运动。
9.在一些实施例中，所述第一转轴与所述第一传动部连接的部分外形成有外花键结构；所述第一传动部构造为内花键结构。
10.在一些实施例中，所述第一转轴上沿其径向方向形成有多个第一凸起部，相邻的所述第一凸起部之间沿所述第一转轴的轴向方向形成滑槽，所述第一传动部具有第二凸起部，所述第二凸起部构造为以可滑动方式容纳于所述滑槽内并与所述第一凸起部相抵。
11.在一些实施例中，所述主体构件构造为与头部外轮廓适配的帽型结构；
12.所述主体构件包括顶部本体和沿所述顶部本体的边缘向外延伸形成的环形本体，所述安装孔为多个，多个所述安装孔分别设于所述顶部本体和所述环形本体上。
13.在一些实施例中，多个所述安装孔成组分布，每一组所述安装孔与一个脑部目标区域对应。
14.在一些实施例中，所述头部光学施加装置还包括支撑杆和底座，所述支撑杆的一端连接于所述底座，另一端折弯后连接于所述固定安装体。
15.本实用新型实施例还提供了一种光学模块，其装设于固定外壳上，所述光学模块包括：
16.动力组件，其包括设于所述固定外壳上的驱动构件以及连接于所述驱动构件的输
出轴上的第二转轴；
17.转动组件，其以可转动方式装设于所述固定外壳，所述转动组件上设有第二传动部，所述转动组件经由所述第二传动部配合到所述第二转轴，使所述转动组件随所述第二转轴转动且能够在轴向作用力下沿所述第二转轴的轴向方向运动；
18.第二光学构件，其装设于所述转动组件上，用于向头皮传输光或从头皮接收光，所述第二光学构件的靠近头皮一侧设置有用于插入发间的插入结构。
19.在一些实施例中，所述转动组件包括第一装配件以及设于所述第一装配件远离所述固定外壳的一侧的第二装配件，所述第一装配件套设于所述第二转轴外，所述第二传动部和所述第二光学构件均设于所述第二装配件上，所述第二装配件以能够相对所述固定外壳在平行于第二转轴的方向上运动的方式安装于所述固定外壳上。
20.在一些实施例中，还包括复位件，所述复位件的一端抵于所述固定外壳，另一端抵于所述转动组件，用于向所述转动组件施加使其远离所述固定外壳的作用力。
21.在一些实施例中，所述固定外壳上设有多个限位槽，所述第二装配件包括分别伸入所述限位槽内的限位杆，所述限位杆的伸出端上设有卡合部。
22.本实用新型实施例还提供了另一种头部光学施加装置，包括固定外壳，所述固定外壳上设有多个安装孔，所述安装孔内装设有如上述任一项所述的光学模块。
23.与现有技术相比，本实用新型实施例的有益效果在于：本实用新型头部光学施加装置通过转轴和传动部之间的配合，即固定安装体的第一转轴和主体构件的第一传动部之间的配合，使得头部光学施加装置的主体构件能够随第一转轴转动且能够沿第一转轴的轴向方向运动，从而带动主体构件上的第一光学构件相对头皮移动，拨动头发，使光学构件发出的光尽可能多地照射至使用者的头皮上。
24.或者，在头部光学施加装置安装孔内设置光学模块，通过光学模块的第二转轴和第二传动部之间的配合，光学模块的转动组件能够随第二转轴转动且能够沿第二转轴的轴向方向运动，从而带动光学构件实现旋转地拨动头发，
25.实现了将光学构件发出的光直接照射至使用者的头皮上，提高了光传播率，解决了现有技术中头发遮挡光学构件发出的光，导致光传播率降低的技术问题，以达到理想的治疗效果，从而能够更好地改善脑功能。
附图说明
26.在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。
27.图1为本实用新型实施例头部光学施加装置的结构示意图；
28.图2为本实用新型实施例头部光学施加装置的剖视图；
29.图3为本实用新型实施例头部光学施加装置的另一结构示意图；
30.图4为本实用新型实施例一种光学模块的剖视图；
31.图5为本实用新型实施例另一种光学模块的剖视图；
32.图6为本实用新型实施例光学模块的俯视图；
33.图7为本实用新型实施例另一头部光学施加装置的结构示意图。
34.图中的附图标记所表示的构件：
35.100-头部光学施加装置；110-固定安装体；120-第一转轴；130-第一光学构件；140-主体构件；141-第一传动部；142-安装孔；143-顶部本体；144-环形本体；150-支撑杆；160-底座；200-光学模块；210-动力组件；211-驱动构件；212-第二转轴；220-转动组件；221-第二传动部；222-第一装配件；223-第二装配件；224-复位件；225-限位杆；226-卡合部；230-第二光学构件；240-导光部件；300-头部光学施加装置；310-固定外壳；311-限位槽。
具体实施方式
36.为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
37.本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
38.在本实用新型中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。
39.本实用新型使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本实用新型所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
40.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
41.本实用新型实施例提供了一种头部光学施加装置100，如图1至图3所示，头部光学施加装置100包括固定安装体110、第一光学构件130以及主体构件140。固定安装体110上设有第一转轴120。第一光学构件130用于向头皮传输光或从头皮接收光，第一光学构件130的靠近头皮一侧设置有用于插入发间的插入结构，例如导光部件。主体构件140上设有第一传动部141以及用于装设第一光学构件130的安装孔142，主体构件140经由第一传动部141配合到第一转轴120，使主体构件140随第一转轴120转动且能够在轴向作用力下沿第一转轴120的轴向方向运动。
42.上述主体构件140在自身重力的作用下，与固定安装体110之间具有一定间隔，在不受外力干扰的情况下，主体构件140能够仅做转动运动从而使第一光学构件130的插入结
构拨动头发，而在主体构件140的转动受到外力干扰，如因转动导致主体构件140与头皮之间压力增加的情况，主体构件140若继续转动，插入结构将会造成使用者的不适。因此在主体构件140受外力干扰的情况下，主体构件140将受到轴向作用力向靠近固定安装体110的方向运动，以远离使用者头部，达到泄力的效果，避免对使用者造成不适感，并在外力干扰撤销后，可以在主体构件140自身重力下向使用者头部移动，这样可以在整个过程保持第一光学构件130的插入结构尽量贴合头皮的状态，转动拨动头发。轴向可理解为第一转轴120的轴向方向，轴向作用力可理解为主体构件140在轴向受到的合力，大体可认为是头皮使主体构件140无法转动的作用力在轴向上的产生的分力与主体构件140自身重力的共同作用。
43.具体地，第一转轴120可在电机的驱动下转动，也可由用户手动操作转动从而实现旋转地拨动头发。在一些实施例中，可通过电机驱动第一转轴120转动或者第一转轴120直接为电机的输出轴，电机通过第一转轴120带动主体构件140小范围内正反转动，实现旋转拨发的操作。该电机可设于固定安装体110上。电机例如可以是微型步进电机。可以软件编程，通过控制脉冲频率来控制电机在小范围内正反转动，从而带动主体构件140小范围内正反转动拨发。
44.具体地，上述固定安装体110可理解为固定不动的部件，其可通过系带等结构固定在使用者的头部上，或者如图3所示，固定在支撑杆上。
45.第一光学构件130用于向头皮传输光或从头皮接收光，具体地，第一光学构件130用于向头皮传输光时可包括安装于主体构件140的红外led灯，或者从独立于主体构件140的光源导入到主体构件140以照射到使用者头部的光纤、光波导构件等，第一光学构件130用于从头皮接收光时可包括能够接收从头皮出射的光的光纤，第一光学构件130的靠近头皮一侧还设置有用于插入发间的插入结构。插入结构例如如图4中所示的导光部件240，导光部件240具体地可以为便于插入发间的导光柱。
46.主体构件140上还可设有用于反馈光疗效果的装置，如用于检测头皮温度的温度传感器、脑电波(eeg)采集装置等。
47.本实用新型通过头部光学施加装置100的第一转轴120和第一传动部141之间的配合，使得头部光学施加装置100的主体构件140能够随第一转轴120转动且能够沿第一转轴120的轴向方向运动，从而实现旋转地拨动头发，实现了将光学构件发出的光直接照射至使用者的头皮上，提高了光传播率，解决了现有技术中头发遮挡光学构件发出的光，导致光传播率降低的技术问题，以达到理想的治疗效果，从而能够更好地改善脑功能。
48.在一些实施例中，第一转轴120与第一传动部141连接的部分外形成有外花键结构；第一传动部141构造为内花键结构。上述内花键结构与外花键结构的结构设计具有传动稳定，导向性好的优点。使用花键结构连接固定安装体110和主体构件140，既可以在受到头皮的较大作用力时泄力，又可以防止泄力时上移过多导致第一光学构件130脱离头皮，使得第一光学构件130自始至终尽量贴合头皮的状态。
49.在一些实施例中，第一光学构件130的插入结构为将光源发出的光导向头皮的导光柱，且导光柱采用具有一定弹性的物质形成，导光柱的弹性设计结合花键设计以及主体构件的重力，可以使得第一光学构件130在转动拨发过程保持贴合头皮的状态。
50.具体地，上述固定安装体110和主体构件140具有间隔，以使主体构件140能够相对固定安装体110做上下运动，且该间隔的宽度小于第一转轴120上的外花键结构的长度，从
而保证外花键和内花键保持稳定的作用关系。间隔提供并限制了主体构件140上下移动的空间，又能保证外花键与内花键不脱离。
51.具体地，上述外花键结构可一体成型于第一转轴120的外壁，内花键结构可一体成型于主体构件140上。
52.在另一些实施例中，第一转轴120上沿其径向方向形成有多个第一凸起部，相邻的第一凸起部之间沿第一转轴120的轴向方向形成滑槽，第一传动部141具有第二凸起部，第二凸起部构造为以可滑动方式容纳于滑槽内并与第一凸起部相抵。具体地，上述第二凸起部与其相邻的两个第一凸起部之间可形成有间隙，从而利于第二凸起部沿第一转轴120的轴向方向在滑槽内做上下运动。进一步地，主体构件140和固定安装体110还设置有弹性件，弹性件例如可以是弹簧或弹片或其他。可以选择弹性较大的弹性件，以实现主体构件140既能沿滑槽上移泄力，又能使主体构件140保持贴近头皮以使第一光学构件130在转动拨发过程保持贴合头皮的状态。
53.在一些实施例中，如图1至图3所示，主体构件140构造为与头部外轮廓适配的帽型结构；主体构件140包括顶部本体143和沿顶部本体143的边缘向外延伸形成的环形本体144，安装孔142为多个，多个安装孔142分别设于顶部本体143和环形本体144上。
54.可选地，多个安装孔142成组分布，每一组安装孔142与一脑部目标区域对应。例如，所述头部光学施加装置用于治疗阿尔兹海默病，则安装孔142分布在与治疗阿尔兹海默病相关的脑部区域对应的区域。例如，如果治疗阿尔兹海默病相关的脑部区域存在两个，则可以将这两个脑部区域作为脑部目标区域，分别布设一组安装孔142。具体地，上述主体构件140可具有多个尺寸规格，从而适配不同使用者的头围的大小，实现不同使用者使用该头部光学施加装置100时，主体构件140都能够贴合使用者的头部。
55.具体地，安装孔142内可装设第一光学构件130，且安装孔142的排布可与使用者脑部的枕叶、额叶、顶叶、颞叶等脑功能区中的至少一个区域对应设置。另外，当该头部光学施加装置100应用于近红外脑成像装置上时，安装孔142内可用于安装发射探头或接收探头。
56.在一些实施例中，如图3所示，头部光学施加装置100还包括支撑杆150和底座160，支撑杆150的一端连接于底座160，另一端折弯后连接于固定安装体110。
57.具体地，支撑杆150可与底座160可旋转连接，便于旋转定位到使用者头部上方。或者，支撑杆150包括折弯部分和直杆部分，折弯部分可相对于直杆部可旋转连接，便于旋转定位到使用者头部上方。
58.另外，支撑杆150还可为伸缩杆，以灵活调节固定安装体110的定位高度，以及便于用户收纳。例如，支撑杆150包括折弯部分和直杆部分，直杆部分为可伸缩杆，可根据用户需要调节长度。
59.如上所述，本实用新型提供的头部光学施加装置，可以通过转动主体构件带动其上的光学构件转动，实现拨发，并且从而提高光传播率，可用于光治疗、脑成像等领域。
60.类似地，还可以将上述发明构思应用于局部，即采用类似结构驱动一个光学构件或位于一个局部小区域的多个光学构件。基于此，本实用新型提出如下技术方案。
61.本实用新型实施例还提供了一种光学模块200，如图4所示，光学模块200装设于固定外壳310上，光学模块200包括动力组件210、转动组件220以及第二光学构件230。动力组件210包括设于固定外壳310上的驱动构件211以及连接于驱动构件211的输出轴上的第二
转轴212。转动组件220以可转动方式装设于固定外壳310，转动组件220上设有第二传动部221，转动组件220经由第二传动部221配合到第二转轴212，使转动组件220随第二转轴212转动且能够在轴向作用力下沿第二转轴212的轴向方向运动。第二光学构件230装设于转动组件220上，用于向头皮传输光或从头皮接收光，所述第二光学构件的靠近头皮一侧设置有用于插入发间的插入结构。第二光学构件230可以是一个或多个。
62.具体地，当光学模块200应用于经颅光调控设备或近红外光谱脑功能成像设备上时，上述固定外壳310可以为经颅光调控设备或近红外光谱脑功能成像设备的一部分，光学模块200的数量可为多个，且可对应脑部的脑功能区设置。上述固定外壳310可以直接形成头部光学施加装置头盔或者头盔的一部分。
63.上述转动组件220在自身重力的作用下，与固定外壳310之间具有一定间隔，在不受外力干扰的情况下，转动组件220能够仅做转动运动从而拨动头发，而在转动组件220的转动受到外力干扰，如因转动导致出现转动组件220与头皮压力增加的情况，转动组件220此时若继续转动将会造成使用者的不适。因此在转动组件220受外力干扰的情况下，转动组件220将受到轴向作用力向靠近固定外壳310的方向运动，以远离使用者头部，达到泄力的效果，避免了对使用者造成的不适感。
64.具体地，第二转轴212可在动力组件210的驱动构件211的带动下转动，也可由用户手动操作转动从而实现旋转地拨动头发。上述驱动构件211可与第二转轴212具有一一对应关系，即每个第二转轴212能够独立地转动，即可以独立调整与第二转轴212对应的第二光学构件230与头皮的贴合程度，从而局部地调节第二光学构件230与头皮之间的作用力，达到既能转动又避免让使用者产生不适感。
65.具体地，上述固定外壳310可理解为固定不动的部件，第二转轴212在由驱动构件211的驱动下转动时，该驱动构件211可设于固定外壳310上。
66.具体地，第二光学构件230可包括红外led灯，或从其他能够引导光照射到使用者头部的光纤探头、光波导构件等。所述第二光学构件230的靠近头皮一侧设置有用于插入发间的插入结构，例如导光部件240。
67.本实用新型通过光学模块200的第二转轴212和第二传动部221之间的配合，使得光学模块200的转动组件220能够随第二转轴212转动且能够沿第二转轴212的轴向方向运动，从而实现旋转地拨动头发，实现了将光学构件发出的光直接照射至使用者的头皮上，提高了光传播率，解决了现有技术中头发遮挡光学构件发出的光，导致光传播率降低的技术问题，以达到理想的治疗效果，从而能够更好地改善脑功能。
68.在一些实施例中，第二转轴212与第二传动部221连接的部分外形成有外花键结构；第二传动部221构造为内花键结构。上述内花键结构与外花键结构的结构设计具有传动稳定，导向性好的优点。
69.在一些实施例中，第二转轴212上沿其径向方向形成有多个第三凸起部，相邻的第三凸起部之间沿第二转轴212的轴向方向形成有滑槽，第二传动部221具有第四凸起部，第四凸起部构造为以可滑动方式容纳于该滑槽内并与第三凸起部相抵。
70.在一些实施例中，如图4所示，转动组件220包括第一装配件222以及设于第一装配件222远离固定外壳310的一侧的第二装配件223，第一装配件222套设于第二转轴212外，第二传动部221和第二光学构件230均设于第二装配件223上，第二装配件223以能够相对固定
外壳310在平行于第二转轴的方向上运动的方式安装于固定外壳310上。
71.具体地，动力组件210(包括上述第一装配件222和第二装配件223)和第二光学构件230可相对靠近或远离固定外壳310，运动方向可与第二转轴212的轴向方向相平行。
72.具体地，上述第二装配件223靠近头皮的一侧可设有上述第二光学构件230。还包括用于对第二光学构件230发出的光起到导向作用的导光部件240，从而对光起到引导的作用，增加光传播效率。
73.在一些实施例中，光学模块200还包括复位件224，复位件224的一端抵于固定外壳310，另一端抵于转动组件220，用于向转动组件220施加使其远离固定外壳310的作用力。
74.如图4所示，复位件224可以是弹簧，其一端抵于固定外壳310，另一端抵于第二装配件223。第一装配件222位于弹簧的垂直纸面向里的一侧。
75.另外，如图5所示，复位件224可以是弹簧，其也可以一端抵于固定外壳310，另一端抵于第一装配件222，只要第一装配件222在弹簧下端有分布结构弹簧能够抵靠即可。
76.具体地，当转动组件220可以根据受到的轴向力移动，当头皮对转动组件220在轴向产生的力较大时，转动组件210适当上移泄力，可使头皮与第二光学组件230之间维持适当的作用力，既不阻碍转动组件220的转动，又能使头皮与第二光学组件230保持贴合，同时使用者也不会感到不适。需要说明的是，上移距离可能非常微小，只要能达到泄力而不脱离头皮目的即可。
77.在一些实施例中，如图6所示，固定外壳310上设有多个限位槽311，第二装配件223包括分别伸入限位槽311内的限位杆225，限位杆225的伸出端上设有卡合部226。限位杆225可以根据需要随转动组件220上移。
78.具体地，上述限位槽311的形成可为半圆弧状，多个限位槽311对应的圆心相同，且驱动构件211的输出轴所在轴线经过该圆心。上述限位槽311的数量为多个，图6中示出的限位槽311的数量为三个，本技术对此不做具体限定。
79.如此可以实现通过驱动构件211带动第二转轴212、转动组件220以及第二光学构件230在小角度范围内正转或反转，从而拨开头发，提高光传播率。
80.需要注意的是，上面参照附图中的第二光学构件230的分布区域或者其基板大小与安装孔大小一致或略小，但在其他实施例中，第二光学构件230的分布区域或者其基板大小不限于安装孔对应的区域，例如可超出安装孔投影区域。
81.本实用新型实施例还提供了另一种装设有上述光学模块200的头部光学施加装置300。如图7所示，该头部光学施加装置300包括上述的光学模块200以及头盔体。头盔体可以由固定外壳310形成，或者头盔体包括固定外壳310。头盔体上设有多个用于装设光学模块200的安装孔。上述多个安装孔可以成组分布，每一组安装孔与一个脑功能区对应。上述光学模块200装设于安装孔内。每个光学模块200可独立调节与头皮的贴合程度。采用上述光学模块200的头部光学施加装置300可通过第二转轴212和第二传动部221之间的配合，使得光学模块200的转动组件220能够随第二转轴212转动且能够沿第二转轴212的轴向方向运动，从而实现旋转地拨动头发，实现了将光学构件发出的光直接照射至使用者的头皮上，提高了光传播率，解决了现有技术中头发遮挡光学构件发出的光，导致光传播率降低的技术问题，以达到理想的治疗效果，从而能够更好地改善脑功能。
82.头部光学施加装置300还可以包括如图3所示的支撑杆和底座，支撑杆的一端连接
于底座，另一端折弯后连接于头盔体。头盔体上装设光学模块200。
83.此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本实用新型的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本技术的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。
84.以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本实用新型。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本实用新型的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本实用新型的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。
85.以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。