一种光线调整部件及用于蓝光治疗仪的光学系统的制作方法

本发明涉及蓝光治疗仪领域，尤其是涉及一种光线调整部件及用于蓝光治疗仪的光学系统。

背景技术：

1、目前市面上蓝光治疗仪产品在临床运用上通常会存在一些治疗效果不足，比如治疗面积不够大，没法覆盖婴儿全身，导致分解疸黄素的治疗面积小，治疗效果不好；而目前市面上有些产品为了达到足够大的治疗面积往往使用照明单元堆积的笨方法实现，从而使得产品过大且笨重，不便于使用；另外，传统的光学照明方案光斑边界不够清晰，甚至是光斑边缘过于散光，容易造成医护对使用者产生眩光，导致工作上视觉疲劳。而本发明设计了一种兼顾大角度扩光和偏光透镜，并运用此透镜的两排对称式排列方式获得一种边界清晰的长方形光斑，从而得到恰好近似人体平躺的投影形状的长方形治疗区域光斑，既满足了治疗效果而又不造成非治疗需要的光溢出造成光污染。传统这类产品实现方案存在的缺点：仪器会做得比较大，不利于使用；外溢光线过多，不但利用率低还造成光污染；光斑拼接所得的照明区域没法完成达到长方形，且会有照明暗区，均匀度不够。因而现有技术还有待提高。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种光线调整部件及用于蓝光治疗仪的光学系统。

2、为解决以上技术问题，本发明采取了以下技术方案：

3、本发明提供一种光线调整部件，所述光线调整部件包括光学透镜组合，所述光学透镜组合包括一对光学透镜单元，该对光学透镜单元的两个光学透镜单元镜像对称设置，所述治疗光源的光线透过所述光线调整部件投射在治疗区域的光斑呈矩形状。

4、进一步地，所述的光线调整部件，所述光学透镜单元在出光侧的视角下呈矩形状，具体来说，呈圆角矩形状，其具备长轴和短轴，所述长轴与短轴互相垂直。

5、进一步地，所述的光线调整部件，所述光学透镜组合的两个光学透镜单元沿短轴方向镜像对称设置。

6、在一较佳实施例中，所述的光线调整部件，所述光线调整部件包括集成光学透镜组，所述集成光学透镜组由多个光学透镜组合组成，多个光学透镜组合沿长轴方向线性阵列排布设置。这样把镜像对称形成光学透镜组合进行线性阵列多个，从而能够得到足够大的辐射强度。

7、具体地，所述的光线调整部件，所述光学透镜单元在长轴方向的横截面呈“n”字形状。

8、具体地，所述的光线调整部件，所述光学透镜单元在短轴方向的横截面呈“n”字形状。

9、具体地，所述的光线调整部件，所述光学透镜单元靠近治疗区域中心的一侧的透镜厚度大于远离治疗区域中心的一侧的透镜厚度。即所述光学透镜单元的透镜厚度靠近治疗区域中心的一侧较厚，所述光学透镜单元的透镜厚度靠近治疗区域边缘的一侧较薄。

10、具体地，所述的光线调整部件，所述光学透镜单元的入光侧的镜面为向内凹陷的自由光学曲面，所述光学透镜单元的出光侧的镜面为向外出凸出的自由光学曲面。

11、本发明提供一种用于蓝光治疗仪的光学系统，包括治疗光源，还包括如上所述的光线调整部件，所述治疗光源的光线透过所述光线调整部件投射在治疗区域的光斑呈矩形状。

12、在一较佳实施例中，所述的用于蓝光治疗仪的光学系统，所述治疗区域为长方形的治疗区域，所述治疗光源位于所述治疗区域中心正上方。

13、在一较佳实施例中，所述的用于蓝光治疗仪的光学系统，所述治疗光源采用led灯光源。

14、本发明产品的相关结构参数，本领域技术人员可根据长方形治疗区域的尺寸大小、治疗光源距离治疗区域的高度、以及治疗区域等照度的性能需求进行设计。比如，根据光学中的几何关系式：i＝e*d^2(i为点光强，e为点照度，d为照射距离)，结合整个治疗区域等照度的性能需求，可以分别计算出光学透镜在长轴方向的发光角度，把这个角度分成n等分，微分化后可以得到每个角度上的光强分布曲线；得到光强分布曲线后，选择相应透镜材料，可优化出相应的入光侧和出光侧的自由光学曲线结合成长轴方向的透镜结构；进一步为了加强照射区域边界清晰效果，对短轴方向实现光强偏置设计，同样依据几何模型和i＝e*d^2关系式得出光强曲线，同样结合选取材料就可得出相应的入光侧和出光侧的自由光学曲线组成的透镜结构；组合不同方向产生的入光侧和出光侧的自由光学曲线就能得到入光侧和出光侧的自由光学曲面，从而获得封闭的透镜结构；然后短轴方向通过镜像对称形成光学透镜组合获得结构对称，从而实现光强分布对称关系，才能获得治疗区域照明均匀效果。

15、相较于现有技术，本发明提供了一种光线调整部件及用于蓝光治疗仪的光学系统，其中，所述光线调整部件包括光学透镜组合，所述光学透镜组合包括一对光学透镜单元，该对光学透镜单元的两个光学透镜单元镜像对称设置，所述治疗光源的光线透过所述光线调整部件投射在治疗区域的光斑呈矩形状。用于蓝光治疗仪的光学系统包括治疗光源，还包括如上所述的光线调整部件，所述治疗光源的光线透过所述光线调整部件投射在治疗区域的光斑呈矩形状。本发明提供了一种具有边界清晰的矩形光斑光学系统，用于蓝光治疗仪进行婴儿黄疸治疗，其治疗光斑范围恰好清晰且均匀辐射于治疗区域实现有效果的治疗效果，其不仅可以避免现有技术中大的圆形光斑过度覆盖，相当于矩形治疗区域的外接圆，外溢光线过多，导致不但利用率低还造成光污染的情形，而且可以避免现有技术中多个圆形光斑拼接所得的照明区域没法完成达到长方形，如果内切圆拼接会有照明暗区和无法覆盖的四个角落的情形，还可以避免现有技术中光斑拼接产生的叠加地方和非叠加地方明暗差会较大，均匀度会较差的情形。本发明可以实现通过较小发光单元就能实现了较大面积的有效照明效果，不同于传统的黄疸治疗仪的光学系统为实现大面积照明光斑而必须把灯体做得比较大，从而大大提高了使用便利性。本发明用于蓝光治疗仪中，实现近似长方形的照明效果，照明效果均匀且边界清晰，不同于传统的多光斑叠加方案，最终照射光线会外溢或者治疗区域明暗不一，本发明不产生外溢于环境中的杂散光，使用环境无眩光压力。

技术特征：

1.一种光线调整部件，其特征在于，包括光学透镜组合(110)，所述光学透镜组合(110)包括一对光学透镜单元(111)，该对光学透镜单元(111)的两个光学透镜单元(111)镜像对称设置，光线透过所述光线调整部件(100)投射在治疗区域的光斑呈矩形状。

2.根据权利要求1所述的光线调整部件，其特征在于，所述光学透镜单元(111)在出光侧的视角下呈矩形状，其具备长轴(a)和短轴(b)，所述长轴(a)与短轴(b)互相垂直。

3.根据权利要求2所述的光线调整部件，其特征在于，所述光学透镜组合(110)的两个光学透镜单元(111)沿短轴(b)方向镜像对称设置。

4.根据权利要求3所述的光线调整部件，其特征在于，所述光线调整部件(100)包括集成光学透镜组，所述集成光学透镜组由多个光学透镜组合(110)组成，多个光学透镜组合(110)沿长轴(a)方向线性阵列排布设置。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的光线调整部件，其特征在于，所述光学透镜单元(111)在长轴(a)方向的横截面呈“n”字形状。

6.根据权利要求5所述的光线调整部件，其特征在于，所述光学透镜单元(111)在短轴(b)方向的横截面呈“n”字形状。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的光线调整部件，其特征在于，所述光学透镜单元(111)靠近治疗区域中心的一侧的透镜厚度大于远离治疗区域中心的一侧的透镜厚度。

8.根据权利要求7所述的光线调整部件，其特征在于，所述光学透镜单元(111)的入光侧的镜面为向内凹陷的自由光学曲面，所述光学透镜单元(111)的出光侧的镜面为向外出凸出的自由光学曲面。

9.一种用于蓝光治疗仪的光学系统，包括治疗光源，其特征在于，还包括如权利要求1-8任意一项所述的光线调整部件(100)，所述治疗光源的光线透过所述光线调整部件(100)投射在治疗区域的光斑呈矩形状。

10.根据权利要求9所述的用于蓝光治疗仪的光学系统，其特征在于，所述治疗区域为长方形的治疗区域，所述治疗光源位于所述治疗区域中心正上方。

技术总结
本发明提供了一种光线调整部件及用于蓝光治疗仪的光学系统，其中所述光线调整部件包括光学透镜组合，所述光学透镜组合包括一对光学透镜单元，该对光学透镜单元的两个光学透镜单元镜像对称设置，所述治疗光源的光线透过所述光线调整部件投射在治疗区域的光斑呈矩形状。本发明提供了一种具有边界清晰的矩形光斑光学系统，用于针对婴儿黄疸治疗，其治疗光斑范围恰好清晰且均匀辐射于治疗区域实现有效果的治疗效果，其不仅可以避免外溢光线过多，导致不但利用率低还造成光污染的情形，而且可以避免现有技术中会有照明暗区和无法覆盖的四个角落的情形，还可以避免现有技术中光斑拼接产生的叠加地方和非叠加地方明暗差会较大，均匀度会较差的情形。

技术研发人员：陈良晓
受保护的技术使用者：深圳市科曼医疗设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15