有效
一种具有匀光腔的LED封装器件及其使用方法
顾瑛
中国人民解放军总医院第一医学中心
顾
顾瑛机构 暂无
技术领域 暂无
摘要
本发明属于医疗器械领域，具体公开了一种具有匀光腔的LED封装器件及其使用方法。该器件由匀光腔、发光二极管和气压调节装置组成。匀光腔由覆盖层、支撑件和底层组成；所述覆盖层或/和底层是塑料薄膜制件。气压调节装置与匀光腔连通。通过抽气或充气，改变腔内与大气环境的压差，使处于松弛状态的塑料薄膜制件变形，形成向内凹、或向外凸的气压式光学元件。所述凹面、凸面是离轴旋转抛物面、或者类圆锥面。所述覆盖层既是匀光腔的反射面，又是光输出窗。发光二极管阵列输出的光束，在匀光腔内反射、漫反射，沿多路径传播。输出光斑在皮肤上形成近似均匀的光强分布；从而降低紫外损伤DNA的概率。气压式空心结构的自重小，改善了用户舒适度。
1.一种具有匀光腔的LED封装器件，其特征在于，包括覆盖层(1)、支撑件(2)、底层(3)、发光二极管(4)和气压调节装置(5)；所述支撑件(2)设有圆形通光孔、或有圆弧倒角的方形通光孔，所述支撑件(2)的通光孔两侧分别气密性地连接所述覆盖层(1)和底层(3)，形成匀光腔，所述匀光腔内为密闭空气间隙；所述匀光腔与所述气压调节装置(5)连通，所述气压调节装置(5)调节所述匀光腔内的气压处于预设值；所述覆盖层(1)是塑料薄膜制件，所述塑料薄膜的内表面反射率≥60％，所述的覆盖层(1)既是所述匀光腔的反射面，又是LED封装器件的光输出窗；所述底层(3)是塑料薄膜制件或者硬质薄板，所述底层(3)的内表面覆盖有铝反射层，所述的内表面反射率≥60％，或附带锯齿形微结构、或微凸、或微凹散射结构；当所述匀光腔与大气环境压强差为零的条件下，所述塑料薄膜制件处于松弛状态；当所述匀光腔与大气环境压强差小于零的条件下，大气压力使所述塑料薄膜制件变凹形，绷紧后的所述塑料薄膜制件形状为离轴旋转抛物面或者类圆锥面，导致所述匀光腔两侧形成凹面-平面结构、或凹面-凹面结构；当所述匀光腔与大气环境压强差大于零的条件下，气体压力使所述塑料薄膜制件变凸形，绷紧后的所述塑料薄膜制件形状为离轴旋转抛物面或者类圆锥面，导致所述匀光腔两侧形成凸面-平面结构、或凸面-锥面结构、或凸面-凸面结构；所述发光二极管(4)安装在所述底层(3)的中部；或者所述发光二极管(4)安装在所述支撑件(2)通光孔的内壁；或者所述支撑件(2)的通光孔内设置栅格状支撑架(21)，所述栅格状支撑架(21)为透明材料，所述发光二极管(4)安装在所述栅格状支撑架(21)上；所述发光二极管(4)发射的光线在所述匀光腔内沿多路径反射、漫反射传播，产生匀光效果，并在所述覆盖层(1)外侧产生光功率密度近似均匀分布的光斑；所述光斑的有效照射面积，大于单只所述发光二极管(4)直接照射所述覆盖层(1)的透射光束的横截面积。
2.根据权利要求1所述的具有匀光腔的LED封装器件，其特征在于，所述气压调节装置(5)包括导气接头(51)、导气管(52)、微型气泵(53)，所述导气接头(51)设置在所述支撑件(2)上并与所述匀光腔连通，所述微型气泵(53)通过所述导气管(52)与所述导气接头(51)连通。
3.根据权利要求2所述的具有匀光腔的LED封装器件，其特征在于，所述气压调节装置(5)还包括气压传感器(54)和气压控制模块(55)，所述气压传感器(54)用于监测所述匀光腔与大气环境的压强差，所述气压控制模块(55)根据所述气压传感器(54)的监测结果控制所述微型气泵(53)启动抽气、充气或者停止，以维持所述匀光腔内的气压处于预设值。
4.根据权利要求1所述的具有匀光腔的LED封装器件，其特征在于，所述覆盖层(1)是含氟聚合物或聚二甲基硅氧烷材料制成的薄膜；所述支撑件(2)由硬质非透明材料制成，厚度不小于1mm，内表面的反射率≥60％；或者所述支撑件(2)由石英或聚二甲基硅氧烷材料制成，透射率≥60％。
5.根据权利要求1所述的具有匀光腔的LED封装器件，其特征在于，在所述凹面-平面结构中，所述发光二极管(4)安装在所述底层(3)的中心位置，所述底层(3)是带铝反射层的塑料或金属薄板，其厚度不小于1mm，内表面反射率≥60％；当所述匀光腔与大气环境压强差小于零时，所述覆盖层(1)的形状为内凹的离轴旋转抛物面，所述底层(3)内表面近似为平面。
6.根据权利要求1所述的具有匀光腔的LED封装器件，其特征在于，在所述凹面-平面结构中，所述发光二极管(4)均匀安装在所述支撑件(2)的内壁，所述发光二极管(4)的数量≥4；所述底层(3)是带铝反射层的塑料或金属薄板，其厚度不小于1mm，内表面反射率≥60％；当所述匀光腔与大气环境压强差小于零时，所述覆盖层(1)的形状为类圆锥面；所述底层(3)的内表面设置锯齿形微结构。
7.根据权利要求1所述的具有匀光腔的LED封装器件，其特征在于，在所述凹面-凹面结构中，所述发光二极管(4)均匀安装在所述支撑件(2)的内壁，所述发光二极管(4)的数量≥4；所述底层(3)是带铝反射层的塑料薄膜，材料反射率≥60％；所述底层(3)的内表面设置有微凸或者微凹散射结构；当所述匀光腔与大气环境压强差小于零的条件下，所述覆盖层(1)与所述底层(3)凹面形状均为离轴旋转抛物面；所述覆盖层(1)轴线与所述底层(3)的抛物面轴线重合。
8.根据权利要求1所述的具有匀光腔的LED封装器件，其特征在于，在所述凸面-凸面结构中，所述发光二极管(4)均匀安装在所述栅格状支撑架(21)上；所述发光二极管(4)的数量≥4；在所述匀光腔与大气环境压强差大于零、并小于薄膜材料破裂阈值的条件下，所述覆盖层(1)形状与所述底层(3)的凸面形状为离轴旋转抛物面；所述覆盖层(1)轴线与所述底层(3)的类抛物面轴线重合。
9.根据权利要求1所述的具有匀光腔的LED封装器件，其特征在于，N个所述LED封装器件使用柔性连接件拼装成大面积光疗器具，N≥4。
10.一种如权利要求1～9任一项所述的具有匀光腔的LED封装器件用于非疾病治疗目的使用方法，其特征在于，在严格控制光剂量的前提下，采用所述具有匀光腔的LED封装器件将光能量投送到用户的待照射皮肤区域，所述光剂量等于紫外LED封装器件的辐射源强度与辐射暴露时间的乘积；光源产生293-310nm带宽内的一个或多个波长；所述照射皮肤的光剂量为1～50mJ/cm 2 ；所述具有匀光腔的LED封装器件照射用户皮肤的面积为1％～80％人体表面积。
