用于分散来自多个光源的光以消除其间的可见边界的装置、具有这样的装置的光疗设备...的制作方法

专利名称：用于分散来自多个光源的光以消除其间的可见边界的装置、具有这样的装置的光疗设备 ...的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及具有间隔开的光源的阵列的装置。特别是，本发明涉及包括光 源阵列的光疗装置。更具体地，本发明涉及光疗装置，其包括的元件用于对来自多个光源的 光进行分散并至少部分地对其进行准直，并且用于通过基本上消除多个光源之间的可见边 界而使用多个光源来提供基本上均勻的照明。
背景技术：
多年以来，研究者发现光对于包括时差反应、轻微的季节性抑郁症(例如， seasonal affective disorder (季节性情绪失调)，或称“SAD”，等等)在内的多种机能紊 乱，是一种有效的治疗方法。人们采取了多种不同的途径来提供光疗，比如使用强光和使用 特定波长的光(例如，蓝光、绿光，等等)。用以提供光疗的装置已从具有荧光灯的大型灯箱发展为相对较小的便携式设备。 发光二极管(LED)由于其较小的尺寸和相对较低的功耗需求，被用于许多现有技术的便携 式光疗设备之中。虽然LED阵列可用于提供充足的光疗，但其是以点的形式提供光。

发明内容
本发明包括用于通过基本上消除多个光源之间的可见边界而使用多个光源来提 供基本上均勻的照明场(例如，消除可见边界、将可见边界减少到在视网膜成像后过程中 不再明显的程度，等等)的装置。这样的装置可包括光分散元件阵列。光分散元件可至少 部分地对来自光源阵列的光进行准直。这样的装置的一种实施方式包括反射器阵列，在其中该多个光分散元件为反射 器、或者导光管(例如，管型反射器、在发光之前对光进行内部反射的固态光学透明元件， 等等)，其接收来自相应的多个不同的间隔开的光源的光并部分地对其进行准直。随着光被 引入到反射器中，光被以这样的方式分散，使得在从反射器的发射端观看时，光源看上去基 本上占据反射器的整个观看区域。用于使用来自光源阵列的光提供基本上均勻的照明的装置的另一实施方式包括 准直透镜阵列，阵列的每个准直透镜对应于光源阵列的单个光源。每个准直透镜，在此也被 称为“光分散元件”，有效地放大相应的光源，以这样的方式对光进行分散，使得光源看上去 占据整个透镜。用于分散来自离散光源的光以产生基本上均勻的发射场的方法的各种实施方式 也在本发明的范围之内。在另一方面，本发明包括光疗设备，其具有光源阵列以及用于从多个光源提供基 本上均勻的照明的装置。通过考虑随后的描述、附图，以及附加的权利要求书，本领域中的技术人员将会明 晰本发明的其他方面，及其特征和优点。


图1是根据本发明的教导的光准直装置的一实施方式的正视图，其中反射器或导 光管阵列对引入其中的光进行准直并且扩展相应光源的有效视面积；图2是具有突出到每个导光管之中的光源的，图1中所示的光准直装置的实施方 式的横截面表示；图3和图3A是本发明的光准直装置的实施方式的导光管可能在被弓I入其中的光 上所施加的作用的示意性表示；图4是描绘由比如图3和图3A中所示的导光管对光所进行的分散的辐照度分布 图；图5是本发明的另一实施方式的导光管施加于被引入其中的光上的作用的示意 性表示；图6是描绘由导光管，比如由图5中所示的实施方式，对光所进行的分散的辐照度 分布图；图7是包含本发明的教导的光准直与漫射装置的实施方式的侧面装配视图；图8是描绘包括准直透镜阵列的，图7中所示的装置的准直元件的实施方式的透 视图；图9是图8中所示的准直元件的实施方式的准直透镜的放大透视图；图10是对被导引通过如图9中所示的准直透镜的光所进行的准直的示意性表 示；图11示意性地示例说明在光离开如图9中所示的准直透镜时，对准直光所进行的 漫射；图12是被装配以光源阵列的，图7中所示类型的光准直与漫射装置的侧视图；图13示例说明当漫射元件的第一实施方式被用于图12的装配中时，从不同角度 观看时，光由准直透镜，比如图9中所描绘的实施方式所进行的分散的程度；图14示例说明在漫射元件的第二实施方式被用于图12的装配中的情况下，从不 同角度观看时，光由准直透镜比如图9中所描绘的实施方式所进行的分散的程度；图15是包含本发明的教导的光疗设备的一实施方式的正面透视图；图16是图15中所示的光疗设备的实施方式的背面透视图；图17A和图17B是图15和图16的光疗设备的实施方式的部分截面表示，其示例 说明光疗设备的内部特征；图18至图22分别为图15至图17中所示的光疗设备的实施方式的第一侧视图、 正视图、第二侧视图、后视图，以及俯视图；以及图23示例说明根据本发明的光疗设备的实施方式的用户界面的一个示例。
具体实施例方式在图1和图2中示出了准直装置10的一实施方式。光准直装置10包括阵列导光 管12，比如管型反射器；在发光之前对光进行内部反射的固态光学元件；或者其它对光进 行分散并且有效地减少或消除相邻光源之间的可见边界的结构。在某些实施方式中，光准 直装置10包括光收集面Ila和相对的光发射面lib。光收集面Ila和光发射面lib可定向为基本上相互平行，或者它们可定向为彼此不平行。在其他实施方式中，光准直装置10的 一个或者一个或两个面IlaUlb可以是非平面的(例如，弯曲的)。导光管12可以并排地布置，光准直装置10的相对面Ila和lib由构成光准直装 置10的导光管12的相对端所构成。导光管12可被布置为使它们的轴Ap基本上互相平行， 或者其可被布置为以不同的角度定向它们的轴Apo每个导光管12包括至少一个通过其限定光通道16的侧壁14。在某些实施方式 中，通道16可被填充以气体或混合气体(例如，空气)。这样的实施方式的通道16也可被 称为“开放通道”。导光管12的其他实施方式包括填充以光学透明材料的通道16。这些实 施方式的通道16在此也被称为“固态通道”。在此处也称为“输入端口，，的一端18光被引 入通道16，并且在此处也称为“发射端口”的另一相对端20光离开通道16。在光通过输入端口 18被引入通道16之后，至少有一些光被导向限定了通道16的 一个或多个反射侧壁14上。随着光由侧壁14所反射，其被显著地准直并从侧壁反射，从而 使光变得平滑或者将光分散。准直的程度取决于若干不同的因素，包括但不限于光相对于 沿通道16的长度延伸的轴Ap被引入通道16的角度；每个侧壁14相对于轴Ap成锥形的角 度或定向的角度；通道16沿轴Ap截取的横截面形状；由每个侧壁14所反射的光量(相对 于由该侧壁14所吸收的光量)；以及每个侧壁14的表面构造(例如，纹理)。在示例说明的实施方式中，每个导光管12具有横切沿通道16的长度延伸的轴Ap 的，形状为矩形的截面。当然，其他截面形状也在本发明的范围之内。此外，每个侧壁14的 内表面15从输入端口 18到发射端口 20向外略呈锥形。每个侧壁14相对于导光管12的 中心轴Ap成锥形的角度小于将光引入导光管12中的光源40相对于其中心轴As发光的角 度(例如，士80°、士 100°，等)。在不限制本发明的范围的情况下，包含本发明的教导的 导光管的某些实施方式具有形如复合抛物面聚光器的侧壁。图3和图3A示例说明参照图2，由光源40所发出并引入这样的导光管12的通道 16中的光L的显著准直，图3提供侧视图，而图3A提供从导光管12的发射端口 20的透视 图。更具体地，图3和图3A描绘了光L的部分准直，光L是从具有0. 125mm乘0. 125mm尺 寸的LED 42在相对于垂直LED 42的表面取向的中心轴As的每个方向上，以士80°的发射 角或发射锥发出的，在所描绘的实施方式中，中心轴As与导光管12的轴Ap重合。LED 42 被安置在导光管12的输入端口 18，该端口在描绘的实施方式中为4mm(例如，在图3A中所 示的χ方向上)乘6mm(例如，在图3A中所示的y方向上)。导光管12具有16mm的长度。 在离开具有IOmm乘IOmm的尺寸的发射端口 20时，光L在一个(例如，χ)方向上可仅从轴 Ap分散大约士 32° (S卩，4/10Χ 士 80° )，而在另一(例如，y)方向上可从轴Ap分散大约 士48° ( SP，6/10X 士80° )。图4是已知类型的辐照度分布图，其描绘了跨发射端口 20的面积的发射光的强 度。如图4所示，从0. 125mm乘0. 125mm的LED发出的光被漫射在IOmm乘IOmm(即，IOOmm2) 的面积上。图4的辐照度分布图是在发射端口 20的面积上“基本上平均的”光分布以及“基 本上均勻的”强度的示例。为便于比较，图5示例说明导光管12，的另一实施方式。导光管12’包括4mm乘 6mm的输入端口 18，和16mm乘16mm的发射端口 20，，并且具有16mm的长度。在通过导光 管12，之后，来自0. 125mm乘0. 125mm LED的在每个方向上具有士80°的发射角的光L，在一个(例如，χ)方向上以大约士 20° (S卩，4/16X 士 80° )的角度离开导光管12’，并且在 另一(例如，y)方向上以大约士 30° (S卩，6/16X 士 80° )的角度离开导光管12’。虽然输 出自导光管12’的发射端口 20’的光比输出自导光管12的发射端口 20(图3和图3A)的 光得到更多的准直，但是如图6的辐照度分布图所示，导光管12’对光L进行的漫射不如导 光管12那样均勻(图3、图3A和图5)。再次参考图1和图2，光准直装置10的示例说明的实施方式可包括六个导光管12 乘十个导光管12，总共有六十个导光管12的网格阵列。当然，不同配置(例如，六角形，等) 和尺寸(即，导光管12的数量)的阵列也是在本发明的范围之内的。光准直装置10可由各种材料制成。在某些实施方式中，光准直装置10可以由塑 料制造(例如，模塑、通过光刻工艺、立体光刻工艺，或者类似的工艺等制成)，其可在随后 被涂(例如，镀、刷，等)以反射材料(例如，金属、金属涂料，等等)。在其他实施方式中，光 准直装置10可由金属(例如，铝)制造(例如，用机器加工、铸造，等)。为了进一步地平滑 所发出的光，可在光准直装置10的光发射面lib(图1和图2)上安置比如在图7中所示并 参考其描述的光漫射元件118。光漫射与准直装置110的另一实施方式在图7至图9中示出，并且参考图7至图 14进行描述。如图7中所示，光漫射与准直装置110包括准直元件112和漫射元件118。准 直元件112的一实施方式以倒置方向被描绘于图8中，其包括由任何合适的光学透明材料 通过已知工艺构成的准直透镜120的阵列(例如，网格阵列、六角形阵列，等等)。在此处称 为“透镜状镜片阵列”，或者更简单地称为“透镜阵列”的某些实施方式中，准直透镜120由 合并在一起(即，占据同一空间)并且具有朝向为相互垂直的脊的两个常规透镜元件的重 合顶点所限定。每个准直透镜120对应于单个光源140 (图12)。在图9中描绘的，其中准直透镜120按网格阵列布置的实施方式中(见，例如，图 8)，每个准直透镜120具有基本上为平面的矩形基底，或光发射表面124。在某些实施方式 中，每个准直透镜120的相对的光收集表面126可具有效果上为凸形的形状，包括如图9中 所示的真正凸起的形状，以及体积更小的，或更薄的，更加扁平的菲涅耳(Fresnel)配置。 表面126的形状可被定制用以提供比如图10所示的，期望的漫射与准直程度。在一特定实施方式中，每个准直透镜120具有每边长IOmm的正方形光发射表面 124以及拥有-2. 3的圆锥常数和4mm的下弯(即，准直透镜120的整体厚度为4mm)的非球 面光收集表面126。每个准直透镜120包括在光发射表面124与光收集表面126之间纵向 延伸的外围边界122。因而，外围边界122将光收集表面126向光发射表面124的完整的 自然弯曲或锥形化截短。外围边界122可被提供在造成来自与准直透镜120相对应的光源 140(图12)的光可见地占据整个光发射面124的位置上。在所描绘的实施方式中，每个准 直透镜是圆形的非球面透镜，并且其边缘被截去以使其具有正方形外缘。在其中相邻准直 透镜120的外围边界122相互邻接的实施方式中(见，例如，图7和图8)，相邻光源140之 间的间隔在光源140被点亮时看起来可能是不明显的。再次参考图7，可包括任何已知类型的光漫射元件并可具有塑料材料薄板的形式 并且其一个表面或两个相对表面伪随机地或随机地以图案纹理化的漫射元件118，被安置 在邻近每个准直透镜120的光发射表面124处，或者在邻近准直元件112的光发射表面114 处，其中光发射表面114由多个相邻准直透镜120的光收集表面124所构成。如图11中所示，漫射元件118可将发射自准直元件112的光散射为几组朝向给定角度范围内的多个不 同角度的准直光束。当然，漫射量至少部分地取决于漫射元件118的散射角。在某些实施方式中，漫射元件118可与准直元件112相分离。当漫射元件118与 准直元件112彼此分离时，具有期望特性(例如，漫射角的范围，以及，由此的照明面积和亮 度，等等)的漫射元件118可以从各种不同的漫射元件118中选择，以在包括光准直与漫射 装置110的光疗设备的封装或者使用过程中与准直元件112 —同使用。在其他实施方式中，光发射表面114/124本身可被配置用以对光进行漫射并因而 包括漫射元件118。现在转到图12，其示例说明了包括根据本发明的光准直与漫射装置110以及光源 140的阵列130的实施方式的装配的示例。在所描绘的实施方式中，阵列130包括载体132， 比如电路板，其具有承载光源140并将它们以本领域中已知的方式电连接到电源(未示出) 的发射表面134。阵列130的所描绘的实施方式的每个光源140包括LED 142以及从LED 142突出的透镜144。每个光源140具有中心轴As，其朝向垂直于LED 142的平面并且可延 伸通过其透镜144的中心轴。透镜144对由LED 142所发出的光进行聚焦，使得光以具有 相对于其中心轴As的预定角度(例如，15°、30°、45°，等)的实心发射锥的形状被发出 去。相邻光源140的中心轴As以与相应的准直透镜120的相邻轴、彼此间隔的距离 相对应的距离相互间隔。此外，光源140以与其相应的准直元件112的准直透镜120的布 置相对应的方式(例如，按网格阵列)进行布置。相应地，阵列130的所有光源140的中心 轴As与所有其所对应的准直透镜120的中心轴~可以被对齐并且彼此重合。阵列130的发射表面132面向准直元件110的收集表面116。阵列130的LED 142 的表面与其相应的准直元件Il2的准直透镜120的焦点之间的距离能够以这样的方式定 制，以优化或最大化由准直透镜120的收集表面126对光所进行的收集，以及优化或最大化 由准直透镜120的发射表面124对光所进行的漫射。图13和图14描绘了使用光准直与漫射装置110的不同实施方式所能实现的漫射 量的示例。在全部这些示例中，准直元件112(图7和图8)包括准直透镜120，其具有边长 为IOmm的正方形光发射表面124以及拥有-2. 3的圆锥常数和4mm的下弯的非球面光收集 表面126。如图12中所示，准直元件112与光源140的阵列130装配在一起，光源140具有 5mm宽的LED和透镜144，透镜144将光聚焦在每个光源140的中心轴As的大约15°以内 的角度或发射锥中。每个光源140的LED 142的表面被安置在距与该光源140相对应的准 直透镜120的焦点12mm处，提供12mm的焦距和1. 2的F/数值(F/#)，F/数值(F/#)等于 焦距除以跨准直透镜120的距离(例如，直径，等)。图13描绘了在使用这样的准直元件112(图12)以及具有10°的散射角的漫射 元件118 (图12)时，在500mm的距离上所感觉到的光的分散。在从准直透镜120(图8和 图9)的正上方位置(即，与穿过准直透镜120的中心轴^相一致的位置)观看所发射的光 时，光基本上均勻地并且完全地分散到准直透镜120的发射表面124的外围边界122(图8 和图9)，而只有准直透镜120的角部的很小面积未被充分照明。随着在准直透镜120上对 光进行观看的位置的横向距离的增加，所感觉到的由准直透镜120所分散的光量首先逐渐 地，而后更为显著地减少。就这一点而言，图13还示例说明了在相对于准直透镜120的中
8心轴A的某些横向偏移距离及其相应角度上所感觉到的分散，其中2. 86°对应于距轴A为 25mm的横向偏移距离，5. 71°对应于距轴A为50mm的横向偏移距离，而8. 53°对应于距轴 A为75mm的横向偏移距离。在25mm和50mm的横向偏移距离上，光仍然基本上被分散在每 个准直透镜120的发射表面122的整个面积上。在一同使用准直元件114的上述实施方式和具有25°散射角的漫射元件118时， 出现图14中所示的感觉到光分散量。在0°视角(在距发射表面122 (图9)的500mm的纵 向距离上无偏移)、7. 41°视角(在500mm的纵向距离上的65mm的横向偏移)、以及14. 57° 视角(在500mm的纵向距离上的130mm的横向偏移)，光看起来基本上均勻地分散在发射表 面122的整个面积上。但是，在视角增大至21. 3°的点上(在500mm的纵向距离上的195mm 的横向偏移)，光看起来已不再分散在发射表面122的整个面积上了。当然，其他布置也是在本发明的范围之内的，包括具有在更小或更大角度上(即， 在具有相对其轴的不同角度的发射锥中)发光的LED的布置，以及具有不同焦距的布置。光准直装置的公开实施方式的变型(例如，“折叠”导光管，其中光最初被部分反 射、部分透射的材料反射回光源并且反射到导光管的侧壁的反射表面上；具有彼此不平行 的(例如，垂直，等)朝向的拉长的透镜的叠加的透镜状胶片，等)，同用于对光进行准直和 分散以基本上消除相邻光源之间的可见边界的装置和系统的其他实施方式(例如，具有比 如半圆柱形透镜、半球形透镜、嵌入珠等特征，或者有效地放大多个相邻光源的轮廓并且基 本上消除光源之间的可见边界的表面特征的其他光学透明元件；等等)一样，也在本发明 的范围之内。在使用中，本发明的光准直与漫射装置的各种实施方式可被包含在光疗设备之 中。在图15至图23中示出了这样的光疗设备200的示例。为简单起见，光疗设备200被图15至图17以及图19示例说明为包括光准直与漫 射装置10和光源40的特定实施方式。但是，应当认识到，这些元件，包括但不限于光准直 与漫射装置110和光源140的阵列130(图7至图10以及图12)的任何其他合适的实施方 式，均可替代所示例说明的实施方式。参考图15至图22，光疗设备200包括外壳210，其具有正面212、相对的背面214， 以及外围边缘216。至少一个外围边缘216b在被支撑于比如台面或桌面之类的表面上时， 充当将外壳210承托于其上的底座。在某些实施方式中，外壳210可具有使其便于携带的尺寸。在一特定实施方式中， 外壳210的厚度(即，从正面212到背面214的距离)可以为一英寸或更薄(例如，大约 0. 950英寸，或大约2. 5cm)，其高度为大约5. 25英寸(大约13. 3cm)，并且其宽度大约为5. 4 英寸(大约13. 7cm)。特别参考图15和图19，光发射窗213位于外壳210的正面212中。光学透明元件 218可被放置在光发射窗213中。在某些实施方式中，光学透明元件218可包括光漫射器、 透镜，或者只是平面元件。继续参考图15和图19，并补充参考图17A，外壳210包含光准直与漫射装置10以 及光源40的阵列30。光准直与漫射装置10和阵列30以这样的方式装配，使得光源40将 光引入光准直与漫射装置10的元件(例如，导光管12，等)之中。光准直与漫射装置10的 光发射面lib朝向窗213并可通过其可被看到。光学透明元件218，如果存在的话，在整个窗213上延伸，以保护光疗设备200被包含在外壳200内的元件(例如，光准直与漫射装置 10、阵列30等)。在比如图17A中所示的，光准直与漫射装置10的光发射面lib与透明元 件218相间隔开的实施方式中，在该间隔217内的空气或其他气体可进一步漫射离开发射 面lib的光。正如上文所述，在某些实施方式中，光学透明元件218可为离开光准直与漫射 装置10的光发射面lib的光提供额外的漫射。除包含光准直与漫射装置和光源阵列以外，如图17B中所示，外壳210可包含和/ 或承载光疗设备的多种其他特征，比如支架300的储存插孔221。外壳210还可包含各种电 子元件，包括但不限于一个或多个用户界面元件225 (例如，触摸感应显示器或其他输入与 输出元件)(另见图23)、载有一个或多个处理器的控制电路板(未示出，但可位于用户界面 元件225的后面)、其他控制元件(例如，电阻器、电容器、二极管、晶体管、电感器，等)，以 及开关、与电路板上的电子特征以及用户界面元件225相连的电池(未示出，但可位于储存 插孔221和用户界面元件225的后面或其中一个的后面)，以及可从外壳210的外部访问并 且电气连接到电池的电源插头223。各种其他特征，比如所示例说明的扬声器224、冷却元 件，等等，也可被包含在外壳210之内，或者以其他方式由其所承载。外壳210内的一个或 多个元件可通过舱门219的方式访问(图15)。图23示例说明了可被包括在本发明的光疗设备200的实施方式(图15至图22) 中的用户界面元件225的非限制性示例。在所描绘的示例中，用户界面元件225是触摸感 应液晶设备，其包括非感应性显示区域230和触摸感应控制区域232，两者都以任何合适的 已知方式与光疗设备200的处理器(未示出)相连，并且能够由对该处理器的编程进行控 制。用户界面元件225的显示器230可包括一个或多个特征。在图23中所示的实施 方式中，显示器230包括定时器特征240、数字时钟250，以及指示器特征260。显示器230的定时器特征240包括数字显示器242和图标244、图标246、图标248。 根据由用户所选择的显示模式，数字时间显示器242可以显示出闹铃应响起的时间、光源 40(图17A)应被自动点亮的时间、为光源40设置的照明持续时间，或者剩余照明时间量。图标244、图标246、图标248可向用户提供关于光疗设备200 (图17A至图22)的 某些功能是否处于活动状态，或者是否被“开启”或“关闭”的信息。作为示例，如果特定的、 相应的功能处于活动状态，或者被“开启”，则图标244、图标246、图标248可出现在或者可 见于显示器230上。如果该功能处于非活动状态，或者被“关闭”，则图标244、图标246、图标 248可能不出现在显示器上，或者看起来明显浅于和在活动状态的功能相对应的图标244、 图标246、图标248。可选地，图标244、图标246、图标248可被配置用以提供在活动状态的编程和/或 显示模式的指示。在某些实施方式中，图标244、图标246、图标248可以跳动，或“闪烁”，或 者显示器230可以其他方式(例如，以位于图标244、图标246、图标248的周围或旁边的可 见图形元素)表示光疗装置200的与数字显示器242上所示的数值相对应的特定功能。在所示例说明的实施方式中，当光疗设备200的声响闹铃功能(即，闹钟)被激 活，或者被“开启，，时，图标244显示为铃铛。当数字显示器242示出声响闹铃应响起的时 间时，标记244也可以显示。在所示例说明的实施方式中图形化地描绘出太阳的图标246，提供可见闹铃功能(例如，一个或多个光源40 (图17A)的照明)是否处于活动或“开启”状态的指示。另外， 图标246可提供其中由数字显示器246所示的时间是光疗装置200被编程为点亮光源40 的时间的情况的指示。在所示例说明的实施方式中具有跑表状外形的图标248，在光源40被激活时出现 并且将在(例如，定时器的控制下的)预定时段内保持激活状态。在图标248显示为跑表 的实施方式中，图标248可包括手249或者另一特征，比如与图形化描绘的跑表相关的数字 值，其(例如，以分钟)提供定时器倒计时至零并且光源40的照明被终止之前所剩时间的 指示。此外，图标248可被配置用以提供在其中数字显示器242提供光源40将保持照明的 持续时间的倒计时的情况的指示。当然，图标244、图标246、图标248，以及对应于不同功能的图标的其他实施方式， 也是在本发明的范围内的。指示器特征260、262、264可被相应地配置用以指示各种特征，比如光疗设备 200 (图15至图22)的当前模式(例如，“DEM0”、编程、手动、自动、黎明模拟，等)、电池剩余 电量，以及相对于可由光源40发出的光的潜在强度的所发出的光的强度。用户界面元件225的触摸感应控制区域232可包括一个或多个“按钮” 270、272、 274、276，其允许个人对光疗设备200(图15至图22)进行操作。在所示例说明的实施方式 中，按钮270和按钮272允许个人对由显示区域230所显示的模式进行选择，而按钮274和 按钮276允许用户对照明程度进行选择以及在其他方面对控制光疗设备200的工作的处理 器(未示出)进行编程。现在参考图16和图21，其描绘了根据本发明的光疗设备200可被支撑的方式的示 例。在所描绘的实施方式中，外壳210的底座216b，连同可被可拆卸地插入外壳的背面214 中的一个或多个孔洞215中的支架300 (在一特定实施方式中，可具有大约2. 8英寸(大约 7. Icm)的长度)，可以在表面S上支撑光疗设备200。支架300可包括伸长的元件，比如针 或钉，其具有在被插入孔洞215时将光疗装置200的正面212定向在相对于表面S的非垂直 角度上的长度(见图15)。在其中有多个孔洞215形成于背面214中的不同纵向位置上的 实施方式中，可以使用单个的支架300来根据支架300所装配的特定孔洞215，将正面214 定向在各个不同的角度上。当然，用于支撑光疗装置200的外壳210以及用于将其定向在相对于表面S(图 16)的期望的角度上的其他特征，比如枢转支柱、可伸缩特征等，也可与包含本发明的教导 的光疗设备一同使用。尽管上述描述包含许多细节，但这些不应被解释为对本发明的范围做出限制，而 只是提供了某些实施方式的示例说明。类似地，也可以想出不超出本发明的范围的本发明 的其他实施方式。来自不同实施方式的特征可被结合使用。因此，本发明的范围仅由附加 的权利要求及其法律等效物，而不是由上述描述所指出和限定。属于权利要求的意义和范 围内的对在此所公开的本发明的所有添加、删除和修改因而均被包含。
1权利要求
一种用于和光源阵列一同使用的光准直装置，包括具有被定向为彼此呈并排关系的多个导光管的阵列，所述多个导光管中的每个导光管包括由至少一个具有至少部分反射的表面的侧壁所限定的通道。
2.根据权利要求1的光准直装置，其中所述多个导光管按网格阵列布置。
3.根据权利要求1的光准直装置，其中所述多个导光管被定向为基本上相互平行。
4.根据权利要求1的光准直装置，其中每个导光管包括在一端处的输入端口以及在相 对一端处的发射端口。
5.根据权利要求4的光准直装置，其中每个导光管的所述至少一个侧壁由所述输入端 口到所述发射端口向外呈锥形。
6.根据权利要求5的光准直装置，其中每个输入端口具有矩形截面。
7.根据权利要求5的光准直装置，其包括复合抛物面聚光器。
8.根据权利要求1的光准直装置，其中所述通道包括开放通道。
9.根据权利要求1的光准直装置，其中所述通道包括固态通道。
10.一种光疗装置，包括离散且间隔开的光源的阵列；以及光准直装置，其包括导光管阵列，所述阵列的每个导光管被安置用以接收来自所述光 源阵列的相应光源的光。
11.根据权利要求10的光疗装置，其中所述阵列的每个导光管包括限定出通过其的通 道的侧壁。
12.根据权利要求11的光疗装置，其中所述通道包括开放通道。
13.根据权利要求11的光疗装置，其中所述通道包括固态通道。
14.根据权利要求10的光疗装置，其中所述离散的、间隔开的光源的阵列包括发光二 极管阵列。
15.根据权利要求14的光疗装置，其中所述阵列的每个发光二极管具有超过其相应的 导光管的侧壁成锥形的角度的发射角度。
16.根据权利要求15的光疗装置，其中每个发光二极管被安置在其相应的导光管的所 述输入端口处。
17.根据权利要求10的光疗装置，还包括安置在所述光准直装置的光发射面之上的漫射元件。
18.根据权利要求18的光疗装置，其中每个导光管将来自单个发光二极管的光基本上 均勻地分散在比所述发光二极管的面积更大的面积之上。
19.根据权利要求18的光疗装置，其中所述阵列中至少有一些导光管被配置并被定向 为基本上消除从所述阵列的相邻光源所发出的光之间的可见边界。
20.根据权利要求10的光疗装置，还包括外壳，该外壳的正面包括光发射窗，离开所述光漫射与准直装置的光被引导通过该窗。
21.根据权利要求20的光疗装置，其中所述外壳具有大约一英寸或更薄的厚度。
22.根据权利要求20的光疗装置，其中至少一个支撑插孔被限定在所述外壳的背面。
23.根据权利要求22的光疗装置，还包括被配置用以被所述至少一个支撑插孔所接纳的支撑元件。
24.根据权利要求23的光疗装置，其中所述支撑元件被配置用以将所述光发射窗定向 在相对于承托外壳和支撑元件的表面的一角度处。
25.根据权利要求24的光疗装置，其中所述外壳包括多个支撑插孔，被安置在距所述 外壳的底座的多个距离上，用于将光发射窗定向在相对于所述表面的多个不同角度处。
26.根据权利要求23的光疗装置，其中所述支撑元件是伸长的。
27.根据权利要求26的光疗装置，其中所述支撑元件基本上成直线延伸。
28.一种用于对来自离散光源阵列的光进行分散的装置，包括光分散元件阵列，每个光分散元件与所述离散光源阵列的一个光源对齐并且被配置用 以将引入其中的光分散到所述光分散元件的光发射端的基本上整个外围，使得所述光源看 起来占据整个所述光发射端并且使得所述离散光源之间的可见边界被基本上消除。
29.根据权利要求28的装置，其中所述光分散元件阵列包括网格阵列，每个光分散元 件具有矩形的光发射端。
30.根据权利要求28的装置，其中所述光源阵列包括相互邻接的具有截短的边缘的准 直透镜的阵列。
31.根据权利要求28的装置，其中所述光源阵列包括光反射导光管阵列。
32.一种光疗装置，包括包括多个离散光源的光阵列；以及包括多个光分散元件的分散器阵列，每个光分散元件与所述光阵列的一个光源对齐， 并且被配置用以将引入其中的光分散到所述光分散元件的光发射端的基本上整个外围，使 得所述光源看起来占据整个所述光发射端并且使得所述分散器阵列的发射表面基本上被 均勻地照射。
33.根据权利要求32的光疗装置，还包括漫射元件，其被安置在所述光分散元件阵列的每个光分散元件的光发射端之上。
34.根据权利要求32的光疗装置，还包括外壳，其承载所述光阵列和所述分散器阵列，并且包括窗，通过该窗可见到所述分散器 阵列的所述光发射表面。
35.根据权利要求34的光疗装置，还包括至少一个伸长的支撑元件，其中至少一个孔洞凹入所述外壳内，以接纳所述至少一个 伸长的支架。
36.根据权利要求35的光疗装置，其中多个孔洞在不同的纵向位置处凹入所述外壳 内，以允许使用同一伸长的支架来选择多个外壳定向角度。
37.根据权利要求35的光疗装置，还包括储存插孔，用于接纳所述伸长的支架。
38.一种提供光疗的方法，包括点亮多个离散光源；将来自所述多个离散光源的光导入相应的多个光分散元件，所述光在所述多个光分散 元件中被至少部分地准直和分散；以及在所述多个光分散元件的每个光分散元件的发射端的整个面积上基本上均勻地发光。
39.根据权利要求38的方法，其中对光的引导包括将光导入相互邻接的具有外围边缘的 光分散元件的阵列，并且其中发光包括在所述阵列的整个发射表面上基本上均勻地发光。
全文摘要
用于使用多个离散光源提供基本上均匀的照明的装置，包括邻接的光分散元件，比如反射导光管或准直透镜的阵列，用以基本上消除所述光源之间的可见边界。用于产生基本上均匀的发射场的方法，包括将光引入这样的分散器阵列。包括光分散元件阵列的光疗设备也被公开。
文档编号G02B27/30GK101965534SQ200980106785
公开日2011年2月2日 申请日期2009年2月26日 优先权日2008年2月28日
发明者D·伯罗斯, J·M·S·阿尔瓦拉多, S·S·威尔豪斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司