用於光照診斷和光照療法的光源設備的製作方法
2023-07-27 02:39:51
用於光照診斷和光照療法的光源設備的製作方法
【專利摘要】在本文中公開的是用於光照診斷和光照療法的光源設備。該光源設備包括：第一光源、第二光源、光導、幹涉濾光器和補償濾光器。第一光源是非相干的，第二光源是相干的。光導傳送從第一光源和第二光源發射的光。幹涉濾光器被設置在第一光源的光路上。補償濾光器被設置在第一光源與光導之間，並且補償第一光源的輸出光譜，並且將第一光源的輸出光譜轉換為預定的參考輸出光譜。這裡，從第二光源發射的光由幹涉濾光器反射以入射到光導，並且，同時，來自第一光源的光穿過幹涉濾光器。
【專利說明】用於光照診斷和光照療法的光源設備
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請根據35U.S.C.§ 119(a)要求於2012年8月9日提交的韓國專利申請N0.10-2012-0087175的權益，該韓國專利申請的全部內容通過引用併入本文。
【技術領域】
[0003]本發明涉及一種光源設備。更具體地說，本發明涉及用於光照診斷(photo-diagnosis)和光照療法(phototherapy)的光源設備,其被配置為通過光導有效地照射光，以提高對於在身體的內部或外部部位中出現的疾病(尤其是包括子宮頸癌的腫瘤)的光照診斷的精度和光照療法的效率。
【背景技術】
[0004]今天，使用光照療法來治療包括痤瘡、雀斑、老年斑、瑕疵、疤痕、皺紋和惡性腫瘤的皮膚病是眾所周知的。用於這些醫用的光照療法的光照治療裝置通常包括:治療光束的源和由光纖形成的光纜，該光纜將從源生成的光傳送到患者的治療部位。
[0005]使用滷素、氙、金屬滷化物、汞和其它材料的各種類型的燈被用作源，基於這些燈的光纖光源設備在美國專利N0.6，461，866中進行了公開。
[0006]美國專利N0.5，634，711公開了使用LED陣列的光源，美國專利N0.7，016，718公
開了使用相干雷射光源的光源設備。
[0007]另一方面，作為用於光照療法的現有光源的例子，被開發用來進行光動力療法(F1DT)的來自Lumacare Inc.的光源僅包括滷素燈。
[0008]在使用400nm以下的短波長範圍中的光譜光的治療情況中，這樣的專用滷素燈不能在可接受範圍內提供足夠的光強度。此外，當使用單個燈時，難以形成滿足診斷和治療的各種需要的最佳條件。
[0009]光源是在考慮到技術和經濟方面以及特殊的醫用部件的情況下根據設備的生產要求而選擇的。特別地，當需要進行複雜操作時，單個燈的使用不能提供最佳方法。在這種情況中，設備開發者依賴於具有特殊功能的燈，或者同時使用多個燈來對缺點進行補充。
[0010]為了補充由單個光源給出的光輸出功率或者波長，存在允許用戶根據需要使用多個光源的某些已知方法。
[0011]例如，對於替換光源的方法，在不改變光導線纜與光源之間的距離的情況下，適當的光源可以通過旋轉方法被同軸地布置在光導線纜的末端側，或者，如美國專利N0.6，494，899中公開的，可以通過電機在縱軸方向上移動光源。
[0012]或者，燈被固定，並且，通過可移動摺疊型反射鏡，光可以被順序地入射到光導的入射表面。
[0013]但是，這種照明方法具有如下局限性:(a)由於移動光源或反射鏡，因此該設備變得複雜，以及(b)從多個光源發射的光不能被同時使用。
[0014]另一方面，為了有效地執行螢光照診斷和光動力療法，需要將具有兩個或多個不同波長的光照射到測量的物體。
[0015]對於這樣的光的照射，可以考慮燈和雷射器的結合使用。例如，照射具有350nm到450nm的波長範圍的光的汞燈和具有635nm的單一波長的雷射器可以被用於不使用螢光造影劑介質的螢光照診斷。 [0016]雖然汞燈通過同時激勵廣泛並均勻地存在於皮膚中的內生螢光材料(膠原蛋白、角蛋白、NADH和FAD)來提供用於提供關於組織的形狀的信息的背景圖像，但是雷射器允許用戶通過選擇性地激勵含有關於癌症的信息的內生原卟啉IX螢光材料來識別癌症的位置。
[0017]如上所述，為了從照射具有短波長的光的汞燈和照射具有長波長的光的半導體雷射器將光照射到要進行測量的皮膚組織，使用同一光導來傳送從兩個不同光源照射的光將是便利的。
[0018]圖16和圖17示出通過同一光導從兩個不同的光源照射光的典型的光源設備。
[0019]首先，圖16不出使用二向色鏡150將光傳送到同一光導的光源設備。二向色鏡150被設置在兩個光源(雷射器與燈)的光路之間，從而使得從每個光源照射的光被傳送到光導。
[0020]更具體地說，如圖16中所描述的，來自燈110的光穿過濾光器，然後，具有二向色鏡的穿透波長範圍的光選擇性地穿過二向色鏡，並被透射到光導130。此外，在圖16中的另一個光源，即，雷射器120，是具有被二向色鏡150反射的波長範圍的光源，並且來自雷射器120的光被二向色鏡150反射，從而入射到光導130。
[0021]這樣的結構的光源設備依賴於二向色鏡150，二向色鏡150將從兩個光源照射的光按波長分開，然後將它們引導到光導130。但是，由於二向色鏡150被設置在燈光源的光路中，因此發生由燈110照射的光的光學損耗。特別地，當考慮在白光條件下使用的汞燈時，為了使由汞燈照射的具有可見光波長範圍的光入射到光導，存在需要將二向色鏡從光路去除的限制。
[0022]此外，在具有上面提到的結構的光源設備中，存在用於燈的濾光器140必須與二向色鏡分開地設置的限制。此外，由於只有當光以45度的特定角度被引入時，二向色鏡才有效地反射光，因此光源設計非常受限制並且該設備難以小型化。
[0023]圖17示出通過改變來自兩個光源的光的入射角來將光傳送到同一個光導的光源設備。在該光源設備中，燈210和雷射器220被設置為相對於光導230的光軸分別具有入射角「a」和「b」。這樣，光可以被傳送到同一個波導230 (未解釋的附圖標記240指濾光器)。
[0024]但是，當這樣的其中入射角改變的光學設計被採用時，兩個光源入射到光導230的入射角a和b必須被設置為大的值，以降低光導230的光透射效應。
[0025]同時，在這些典型的光源設備中，白光是通過組合多個燈來實現的。在這種情況中，只有可見光範圍的光被透射以實現白光。這樣，可見光範圍的所有波長都可以被實現。但是，儘管這些燈被組合，但是由於具有各自的波長範圍的光的強度之間的差以及電荷耦合器件(CCD)傳感器的識別差，因此很難實現光學白光。
[0026]此外，在燈光源的情況中，由於燈的特性隨著時間的流逝而改變，因此白光的再現性降低。
[0027]【背景技術】部分中公開的上述信息僅僅用於增強對本發明的【背景技術】的理解，因此，上述信息可以包含沒有形成本領域的普通技術人員已知的現有技術的信息。
【發明內容】
[0028]本發明提供用於光照診斷和光照療法的光源設備，其可以通過組合多個光源來發射光並在提高光量、擴展光譜並提高照明光譜的均勻性的同時抑制有害的光譜成分。
[0029]本發明還提供用於光照診斷和光照療法的光源設備，其可以校正由於時間的流逝而造成的色溫的改變，以連續地實現最佳白光。
[0030]在一個方面中，本發明提供用於光照診斷和光照療法的光源設備，其包括:非相干的第一光源；相干的第二光源；傳送從第一光源和第二光源發射的光的光導；設置在第一光源的光路上的幹涉濾光器；以及第一光源與第二光源之間的補償濾光器，其中，從第二光源發射的光被幹涉濾光器反射而入射到光導，並且同時，來自第一光源的光穿過幹涉濾光器。
[0031]在示例性實施例中，幹涉濾光器可以包括透射從第一光源發射的主要光的透射光P曰。
[0032]在另一個示例性實施例中，第二光源可以發射具有與幹涉濾光器的透射光譜的範圍偏離的波長範圍的光。
[0033]在另一個示例性實施例中，可以相對於與光導的光軸垂直的平面以一定的角度a來傾斜幹涉濾光器。
[0034]在另一個示例性實施例中，可以相對於光導的光軸以一定的角度a來傾斜第一光源。
[0035]在另一個示例性實施例中，所述一定的角度a可以在從大約3度到大約10度的範圍。
[0036]在另一個示例性實施例中，第一光源可以包括汞燈，其發射在光譜的紫外區和可見區中的主要發射光。
[0037]在另一個示例性實施例中，第二光源可以包括發射500nm或更大的短波長光的雷射器。
[0038]在另一個示例性實施例中，幹涉濾光器可以具有關於大約350nm到大約450nm的波長範圍的透射光譜。
[0039]在另一個示例性實施例中，第一光源和第二光源可以被這樣設置，從而使得入射到光導的入射平面的光的入射範圍落入到光導的接受角度範圍內，並且同時，第一光源和第二光源的光斑點落入到光導的入射平面的核心內。
[0040]在另一個示例性實施例中，通過將第一光源的輸出光譜轉換為預定的參考輸出光譜，補償濾光器補償第一光源的輸出光譜。
[0041]在另一個示例性實施例中，補償濾光器和幹涉濾光器可以構成濾光器輪，從而被選擇性地置於第一光源與光導之間。
[0042]在另一個示例性實施例中，光源設備可以包括設置在第一光源與濾光器輪之間的控制光量的衰減器。
[0043]在另一個示例性實施例中，光源設備可以包括在第一光源與濾光器輪之間的可變光闌。[0044]在另一個示例性實施例中，可變光闌可以是可移動光闌，其向前或向後移動以調整離第一光源的距離。
[0045]在另一個示例性實施例中，可變光闌可以被配置為改變其孔徑大小
[0046]在另一個示例性實施例中，光源設備還可以包括用於感測穿過濾光器輪的光的RGB信號的RGB傳感器。
[0047]在另一個示例性實施例中，光源設備還可以包括光闌控制器，該光闌控制器被配置為根據由RGB傳感器感測到的RGB信號與參考輸出光譜的比較結果來移動可變光闌或者控制可變光闌的孔徑大小。
[0048]在另一個示例性實施例中，濾光器輪還可以包括選擇性地透射從第一光源發射的光的一個或多個輔助濾光器。
[0049]下面討論本發明的其它方面和示例性實施例。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0050]現在針對在附圖中示出的本發明的某些示例性實施例詳細地描述本發明的上述和其它特徵，這些附圖僅僅以圖示的方式在下文中給出，從而並不限制本發明，在附圖中:
[0051]圖1是示出根據本發明實施例的示例性光源設備的示圖；
[0052]圖2是示出燈和雷射器相對於光導的入射角和輸出發散度的示圖；
[0053]圖3是示出包括在根據本 發明實施例的光源設備中的幹涉濾光器的透射和反射光譜的示圖；
[0054]圖4是示出可以實時地實現白光的根據本發明實施例的用於光照診斷和光照療法的示例性光源設備的示圖；
[0055]圖5是示出用於在根據本發明實施例的光源設備中實現白光的燈的輸出光譜的特性的示圖；
[0056]圖6是示出使用根據本發明實施例的光源設備的白光的示例性參考輸出光譜的示圖；
[0057]圖7是示出補償濾光器的設計值的示圖；
[0058]圖8是示出在圖7中設計的補償濾光器的輸出特性的示圖；
[0059]圖9是示出由具有這樣的輸出特性的補償濾光器轉換的輸出值與燈的固有輸出之間的比較的示圖；
[0060]圖10是示出弧光燈的輸出光譜隨著時間的流逝而改變的示圖；
[0061]圖11是示出被設置於燈的前面以基於汞燈的光軸對中心部分與邊緣部分處的光譜進行比較的光闌的示圖；
[0062]圖12是示出基於汞燈的光軸的在汞燈的中心部分與邊緣部分處的光譜的示圖；
[0063]圖13是示出設置在弧光燈的光路上的光闌的示圖；
[0064]圖14是示出第一光源的輸出光譜隨著可變光闌的位置改變而改變的曲線圖；
[0065]圖15是示出根據本發明實施例的用於光照診斷和光照療法的示例性光源設備的示圖；以及
[0066]圖16和圖17是示出通過同一光導從兩個不同的光源照射光的典型的光源設備的示圖。[0067]如下文中所進一步討論的，在附圖中闡述的附圖標記包括對下列元件的標記:
[0068]10:第一光源20:第二光源
[0069]30:光導40:幹涉濾光器
[0070]50:補償濾光器60:可變光闌
[0071]70:衰減器80:導軌
[0072]90:RGB傳感器100:光闌控制器
[0073]應該理解，附圖並不一定是按比例的，呈示了說明本發明的基本原理的各種示例性特徵的稍微簡化的表示。包括例如特定尺寸、取向、位置和形狀的本文中公開的本發明的特定設計特徵將部分地由具體的期望應用和使用環境來確定。
[0074]在這些圖中，附圖標記在若干附圖中始終是指本發明的相同或等同的部件。
【具體實施方式】
[0075]現在將在下文中對本發明的各種實施例進行詳細的提及，本發明的例子在附圖中示出並在下面被描述。雖然將結合示例性實施例描述本發明，但是將會這樣理解，本描述不應當將本發明限制於這些示例性實施例。相反，本發明應當不僅覆蓋這些示例性實施例，還覆蓋可以包含在由所附權利要求限定的本發明的精神和範圍內的各種替換、修改、等同物和其它實施例。
[0076]下面討論本發明的上述和其它特徵。
[0077]本發明提供一種光源設備，該光源設備被配置為使來自光源的光有效地透射通過單個光導，以診斷並治療在身體的內部或外部中出現的各種疾病，例如，腫瘤。
[0078]本發明還提供一種光源設備，該光源設備可以連續地輸出具有最佳輸出光譜的白光。
[0079]在下文中，將參考附圖詳細描述根據本發明實施例的用於光照診斷和光照療法的光源設備。
[0080]圖1示出根據本發明實施例的示例性光源設備的示圖，其中，兩個光源被配置為通過單個光導30來照射光。
[0081]如圖1所示，用於光照診斷和光照療法的光源設備可以包括用於發射非相干光的第一光源10和用於發射相干光的第二光源20。
[0082]第一光源10可以是非相干光源，其將白光照射到整個治療和診斷部位，並且具有用於激勵的光譜範圍。第二光源20可以是相干光源，其具有用於在疾病的特定部位進行激勵的相干波長光譜範圍。
[0083]第一光源10可以包括主要照射具有大約350nm到大約450nm的波長的光的汞燈。可以根據諸如診斷和治療目的以及環境的因素來恰當地選擇燈。此外，第二光源20可以是諸如雷射器的長波長光源。
[0084]從第一光源10和第二光源20發射的光可以被配置為入射到同一個光導。在不例性實施例中，如圖1所示，光源設備可以包括用於透射從第一光源10和第二光源20發射的光的光導30。
[0085]光導30可以被 設置在第一光源10的光路上，以允許從第一光源10發射的光被入射到光導30。[0086]在示例性實施例中，如圖1所示，光源設備可以被配置為包括具有選擇性透射和反射特性的幹涉濾光器40。幹涉濾光器40可以被設置在第一光源10的光路與第二光源20的光路相互重疊的位置處。
[0087]更具體地說，幹涉濾光器40可以是這樣的濾光器，其具有關於特定波長範圍的選擇性透射特性、以及關於其它波長範圍的高反射特性。
[0088]在本實施例中，從第一光源10和第二光源20發射的光可以被配置為使用幹涉濾光器40的特性來有效地入射到同一個光導30。也就是說，第一光源10的主要的發射光的波長範圍與第二光源20的主要的發射光的波長範圍可以彼此分開，以同時使用幹涉濾光器40的透射和反射特性。
[0089]例如，幹涉濾光器40可以被設計為具有允許來自第一光源10的主要的發射光被透射的透射光譜。這樣，來自第一光源10的照射光可以被大部分地透射到光導30。
[0090]因此，從第一光源10發射的光可以穿過設置在第一光源10的光路上的幹涉濾光器40。在這種情況中，由於從第一光源10發射的光的主要光譜範圍可以與幹涉濾光器40的透射光譜一致，因此第一光源10的主要發射光可以透射通過幹涉濾光器40以入射到光導30。
[0091]在本實施例中，第二光源20可以被配置為照射具有與幹涉濾光器40的透射光譜範圍偏離的波長範圍的光。因此，從第二光源20發射的光可以被設置在第二光源20的光路上的幹涉濾光器40所反射，然後，反射光可以入射到光導30。
[0092]在這種情況中，第一光源10和第二光源20可以被配置為使得入射到光導30的入射表面的光的入射範圍落入光導30的接受角範圍內，並且可以被這樣設置，從而使得第一光源10和第二光源20的光斑點落入到光導30的入射平面的核心內。
[0093]因此，第一光源10和第二光源20可以被緊湊地設置，從而使得從第一光源10和第二光源20發射的光都通過透射或反射過程在接受角內入射到光導30。
[0094]為了提高光透射效率，本發明提供具有可以降低各個光源的入射角的結構的光源設備。
[0095]在示例性實施例中，如圖1所示，幹涉濾光器40可以相對於與光導的光軸垂直的平面以傾斜角a傾斜。類似於幹涉濾光器40的傾斜角a，第一光源10也可以以與傾斜角a相同的角度傾斜，從而使得第一光源10相對於光導30的光軸的耦合角與傾斜角a相同。
[0096]關於第一光源10的傾斜角a，光導30可以具有數值孔徑，該數值孔徑是光可以被接受的最大接受角。當光以大於該數值孔徑的角度入射到光導30時，會發生光損耗。
[0097]圖2分別示出燈和雷射器中的相對於光導的入射角和輸出發散度。關於具有大入射角的光學能量，由於在光導30的末端處的輸出發散度的增加與入射角的增加一樣多，因此，當考慮效率時，可能存在對具有小入射角的配置的需要。 [0098]因此，在本發明的示例性實施例中，傾斜角a可以被設置在從大約3度到大約10度的範圍。在這種情況中，如圖2所示，在光導30的末端處的輸出發散度可以被控制為低於大約62度。當傾斜角a被設置為等於或小於大約3度時，由於大小和空間的限制，設置在光導30側的第二光源20可能不會被機械地安裝在光導30和幹涉濾光器40處，或者會發生光學能量透射損耗。[0099]同時，從圖1中的第二光源20發射的光可以被以傾斜角a傾斜的幹涉濾光器40反射，然後可以入射到光導30。在考慮到相對於光導30的由幹涉濾光器40反射的光的入射角的情況下，可以設置第二光源20相對於光導30的光軸的入射角3，從而使得從第二光源20照射的光可以在其接受角範圍內被入射到光導30。
[0100]在這種情況中，需要考慮第一光源10和第二光源的光學能量透射效率以及在光導30的末端處的兩種光學能量的輸出發散度的相似性。
[0101]也就是說，反射條件可以被設置為如圖2的紅色區域所示的那樣，從而使得在光導30的末端處的兩種光學能量的輸出發散度彼此相等，並且光源10和20具有小於最大接受角的入射角。
[0102]因此，如圖2所示，當作為雷射器的第二光源20的入射角可以被設置為從大約16度到大約22度時，在光導30的末端處的光透射效率和輸出發散度可以被相等地保持。
[0103]圖3是示出根據本發明實施例設計的幹涉濾光器40的透射和反射光譜的示圖。
[0104]幹涉濾光器40可以被配置為具有關於特定波長範圍的選擇性的穿透力。在本實施例中，如圖3所示，幹涉濾光器40可以被配置為透射具有大約350nm到大約450nm的波長的光。同時，幹涉濾光器40可以反射其它波長的光，即，等於或小於大約350nm或等於或大於大約450nm的波長。
[0105]具有如圖3所示的透射和反射光譜的幹涉濾光器40可以與使用透射和反射特性的第一光源10和第二光源20 —同使用。
[0106]在幹涉濾光器40的情況中，具有大約350nm到450nm的主要發射光的汞燈可以一同被用作第一光源10，發射大約500nm或以上的長波長光的雷射器可以被用作第二光源20。例如，發射大約635nm或660nm的光的雷射器可以一同被用作第二光源20。
[0107]這裡，第一光源10和第二光源20並不限於上述例子。第一光源10可以被配置為使得從光譜的紫外區或可見區選擇的一部分或全部被用作主要的發射光。
[0108]在這種情況中，幹涉濾光器40可以被配置為根據第一光源10和第二光源20的設計值選擇性地透射光。
[0109]因此，通過選擇性地透射來自多個光源的一部分的光而反射來自其它部分的光，在沒有諸如二向色鏡的額外的光學部件的情況下，用於光照診斷和光照療法的光源設備可以執行有效的光透射。
[0110]與圖17中示出的典型的設備相比，光源設備可以被設計為使得入射到光導30的入射角之間的差並不顯著。特別地，第二光源20的入射角可以通過幹涉濾光器40相對地降低，以允許入射到光導30。
[0111]因此，第一光源10和第二光源20可以被設置為使得第一光源10和第二光源20的入射範圍落入光導30的接受角範圍內，並且，同時，光源10和20的光斑點可以落入光導30的入射平面的核心內。
[0112]在用於光照診斷和光照療法的光源設備中，光源的照射使用效率可以被增加，並且，通過在諸如雷射器的第二光源20的光路以及諸如燈的第一光源10的光路上使用同一個幹涉濾光器40，可以簡化光源設備的結構。
[0113]用於光照診斷和光照療法的光源設備可以被配置為實現白光模式，該白光模式用於在光照診斷和光照療法處理中提供白光以觀測診斷和治療部位。[0114]在白光模式中，非相干的第一光源10可以被使用，並且濾光器和衰減器70可以被用於獲取接近白光的輸出。
[0115]特別地，在整個使用時間期間，在白光模式中的光源的輸出可以被處理並保持為最接近白光。
[0116]由此,光源設備還可以包括在第一光源10與光導30之間的補償濾光器50和可變光闌60。[0117]在這個方面，圖4示出可以實時地實現白光的根據本發明實施例的用於光照診斷和光照療法的示例性光源設備。
[0118]如圖4所75,可變光闌60和補償濾光器50可以被設置在從第一光源10到光導30的光路上。
[0119]補償濾光器50可以將從第一光源10發射的光轉換為具有想要的輸出光譜的白光的形式。補償濾光器50可以是白光轉換濾光器,該白光轉換濾光器被配置為選擇性地吸收或透射特定波長範圍的光。
[0120]在這個方面，圖5示出被用作第一光源10的汞燈的可見光範圍中的輸出光譜。圖6不出白光的參考輸出光譜。
[0121]參考圖5和圖6，由於白色光源表現出與參考輸出光譜極大的不同，因此實現最佳白光存在困難。
[0122]為了克服這些限制，補償濾光器50可以被設置在光路上以將如圖5所示的輸出光譜的燈光轉換為圖6的參考輸出光譜。
[0123]圖7示出根據CXD傳感器的RGB (紅、綠和藍)範圍的靈敏度的補償濾光器50的設計值，其被實現以在特定波長範圍具有透射率和斜率。
[0124]圖8示出基於設計值實際地設計的補償濾光器50的透射特性。可以看出，實際的濾光器特性與補償濾光器50的設計值類似。圖9示出使用具有這些透射特性的補償濾光器50轉換的輸出值。可以看出，通過補償得到的轉換輸出光譜類似於與燈的固有輸出相比的參考輸出光譜。
[0125]因此，用於光照診斷和光照療法的光源設備可以包括在第一光源10與光導30之間的補償濾光器50，並且，因此通過使用補償濾光器50將第一光源10的輸出光譜轉換為預定的輸出光譜，可以提供高質量的白光。
[0126]可以選擇性地使用上述的補償濾光器50和幹涉濾光器40。例如，幹涉濾光器40和補償濾光器50可以以濾光器輪的形式來製造。包括幹涉濾光器40和補償濾光器50的濾光器輪可以通過與其連接的電機來旋轉，並且可以被置於光路上。因此，根據光照診斷和光照療法處理的需要可以選擇性地提供白光、激勵光或混合光。
[0127]濾光器輪可以被配置為包括選擇性地透射從第一光源10照射的光的一個或多個輔助濾光器。根據需要，輔助濾光器可以通過光導30僅透射特定波長範圍的光。
[0128]此外，用於光照診斷和光照療法的光源設備還可以包括設置在第一光源10與濾光器輪之間的控制光量的衰減器70。與幹涉濾光器40和補償濾光器50 —樣，衰減器70可以被配置為可由電機旋轉，從而調整衰減的程度。
[0129]被用作白色光源的典型的燈可以顯示出輸出光譜隨著時間的流逝而改變。在示例性實施例中，該光源設備可以包括用於校正輸出光譜的改變的可變光闌60。[0130] 在這個方面，圖10示出燈的輸出光譜的改變，即，色溫隨著時間的流逝而改變。參考圖10，當弧光燈被使用了大約1200小時時，可以看到，與新的燈相比，弧光燈在紅色類中變得相對明顯。
[0131]因此，由於如圖10所示的光源的色溫的改變，如圖4所示的光源設備僅在最初階段的某一時間顯示出與最初設計的參考輸出光譜相同的輸出值，然後在一段時間過後顯示出改變的輸出值。因此，當僅僅簡單地應用補償濾光器50時，連續地實行最佳白光會變得困難。
[0132]同時，通過根據汞燈的輸出發散度來研究色溫的特性，本 申請人:確認RGB信號的強度顯示出一定的趨勢。藍色和綠色區域主要被示出在來自汞燈的光路的外側。
[0133]圖11和圖12示出基於汞燈的光軸的在中心部分與邊緣部分處的光譜。
[0134]如圖11所示，光闌I被安裝在汞燈的前端，並且在邊緣部分A和中心部分B處測量該燈的輸出光譜。測量結果在圖12中示出。
[0135]特別地，兩個數據基於550nm的波長C被歸一化，以比較和分析光譜特性。由此可以看出，與關於中心部分的曲線圖B相比，關於邊緣部分的曲線圖A主要在藍色和綠色區域中。
[0136]因此，用於光照診斷和光照療法的光源設備可以包括在第一光源10與濾光器輪之間的可變光闌60，以通過選擇性地中斷關於第一光源的邊緣部分的光，來控制透射到光導30的光學能量的輸出光譜。
[0137]因此，光源設備可以積極地控制與最初由於光源的輸出隨著時間的流逝而改變所導致的輸出光譜相比的RGB信號的強度的改變。
[0138]如圖13所示，可變光闌60可以被設置，以阻擋從弧光燈的光路向外照射的光。通過控制向外照射的光的阻擋範圍，紅色區域的強度可以被校正，從而不隨著時間的流逝而增加。也就是說，為了校正其強度隨著時間的流逝而增加的紅色區域，可變光闌60可以被允許較少地阻擋燈的外部區域，以補償藍色和綠色區域。
[0139]因此，可變光闌60可以選擇性地阻擋從第一光源10照射並基於光軸從外側入射到光導30的光的一部分，以校正RGB平衡。這樣，與最初的參考輸出光譜類似的條件可以
被保持。
[0140]可變光闌60可以在孔徑大小被調整的類型或者可變光闌60可以沿著設置在光路上的導軌80向前或向後移動的類型中實現。
[0141]也就是說，可變光闌60可以被配置為在光路上向前或向後移動或者改變其孔徑大小，以設置燈的阻擋區域。
[0142]例如，當隨著時間的流逝照射主要在紅色區域中的光，並且，如圖4所示，可變光闌60從可變光闌60被最初設置的位置Il移動到更接近光導30的位置12時，藍色和綠色類的波長範圍的強度會增加，從而補償紅色類的波長範圍的強度的增加。
[0143]圖14是示出第一光源10的輸出光譜隨著可變光闌60的位置改變而改變的曲線圖，其示出在可變光闌60被最初設置的位置Il與更接近光導30的位置12處的燈的輸出光譜之間的比較。
[0144]參考圖14，隨著可變光闌60從可變光闌60被最初設置的位置Il移動到更接近光導30的位置12，可變光闌60的外部區域的阻擋程度可以被降低，從而顯示出藍色和綠色類的波長範圍的強度被加強的效果。因此，由於燈的壽命造成的紅色類的波長範圍的強度被相對加強的效果可以被抵消(offset)，因此最初設置的白光的輸出條件可以被保持。
[0145]在光闌60的孔徑大小是可調的結構中，當紅色類的波長範圍的強度會隨著時間的流逝而加強並且光闌的孔徑大小可以變寬時，對燈的外部區域的阻擋的程度可以被降低。這樣，可以實現與可變光闌60移動相同的效果。 [0146]為了執行上述處理，可變光闌60可以被配置為還包括光闌控制器，以控制可變光闌60的移動和孔徑大小。
[0147]光闌控制器可以檢查入射到光導30的光，然後，可以向前或向後移動可變光闌60，或者改變可變光闌60的孔徑大小。
[0148]為此，光源設備可以被配置為包括RGB傳感器90，以檢測穿過濾光器輪的光的RGB信號。
[0149]圖4示出包括光闌控制器100和RGB傳感器90的用於光照診斷和光照療法的光源設備。如圖4所示，RGB信號可以由RGB傳感器90實時地獲取。RGB信號可以被傳送到光闌控制器100。根據最初的白光的參考光譜數據的比較結果，通過控制可變光闌60的孔徑大小或位置，光闌控制器100可以實時地產生白光。
[0150]不同於圖4，通過藉助於CCD傳感器、具有濾光器的光電二極體、分光儀或裸眼自動地或手工地控制可變光闌60，可以實時地引入最佳白光。
[0151]圖15是示出根據本發明實施例的包括相干第二光源20的示例性光源設備的示圖。但是，除了衰減器70、可變光闌60和補償濾光器50以外的配置與圖1的配置類似。
[0152]如上所述，補償濾光器50可以代替幹涉濾光器40放置，衰減器70和可變光闌60可以設置在補償濾光器50與第一光源10之間。
[0153]在這種情況中，當幹涉濾光器40以角度a傾斜時，用於替換幹涉濾光器40的補償濾光器50可以以相同的傾斜角來傾斜。衰減器70和可變光闌60也可以以與幹涉濾光器40的傾斜角相同的角度來傾斜。
[0154]如上所述，根據本發明實施例的用於光照診斷和光照療法的光源設備具有下列效果。
[0155]首先，由於從光源照射的光對於光導的入射角可以被減小，因此光源設備可以降低在光導處的光學損耗，從而增加光量。
[0156]第二，光源設備可以選擇性地只透射可見光的波長範圍，並且使用補償濾光器來實現最佳白光。
[0157]第三，通過根據燈的壽命來控制色溫的改變，光源設備可以連續地實現最佳白光，直到將燈更換為止。
[0158]針對本發明的示例性實施例已經詳細地描述了本發明。但是，本領域的技術人員將會認識到，在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以在這些實施例中進行改變，本發明的範圍由所附權利要求或其等同物限定。
【權利要求】
1.一種用於光照診斷和光照療法的光源設備，包括: 非相干的第一光源； 相干的第二光源； 傳送從第一光源和第二光源發射的光的光導； 設置在第一光源的光路上的幹涉濾光器；以及 其中，從第二光源發射的光被幹涉濾光器反射以入射到光導，並且，來自第一光源的光同時穿過幹涉濾光器。
2.根據權利要求1所述的光源設備，其中，幹涉濾光器包括透射從第一光源發射的主要的光的透射光譜。
3.根據權利要求2所述的光源設備，其中，第二光源發射具有與幹涉濾光器的透射光譜的範圍偏離的波長範圍的光。
4.根據權利要求1所述的光源設備，其中，幹涉濾光器相對於與光導的光軸垂直的平面以一定的角度傾斜。
5.根據權利要求4所述的光源設備，其中，第一光源相對於光導的光軸以一定的角度傾斜。
6.根據權利要求4或5所述的光源設備，其中，所述一定的角度在從大約3度到大約10度的範圍。
7.根據權利要求1所述的光源設備，其中，第一光源包括發射在光譜的紫外區和可見區中的主要發射光的汞燈。
8.根據權利要求7所述的光源設備，其中，第二光源包括發射500nm或更大的長波長光的雷射器。
9.根據權利要求7或8所述的光源設備，其中，幹涉濾光器具有關於大約350nm到大約450nm的波長範圍的透射光譜。
10.根據權利要求1所述的光源設備，其中，第一光源和第二光源被設置為:使得入射到光導的入射平面的光的入射範圍落入在光導的接受角度範圍內，並且，同時，第一光源和第二光源的光斑點落入在光導的入射平面的核心內。
11.根據權利要求1所述的光源設備，包括在第一光源與光導之間的補償濾光器，該補償濾光器將第一光源的輸出光譜轉換為預定的參考輸出光譜。
12.根據權利要求11所述的光源設備，其中，補償濾光器和幹涉濾光器構成濾光器輪，從而被選擇性地置於第一光源與光導之間。
13.根據權利要求12所述的光源設備，包括設置在第一光源與濾光器輪之間的控制光量的衰減器。
14.根據權利要求11所述的光源設備，包括在第一光源與濾光器輪之間的可變光闌。
15.根據權利要求14所述的光源設備，其中，可變光闌是可移動光闌，該可移動光闌向前或向後移動以調整離第一光源的距離。
16.根據權利要求14所述的光源設備，其中，可變光闌被配置為改變該可變光闌的孔徑大小。
17.根據權利要求14到16中的任意一項的光源設備，還包括用於感測穿過濾光器輪的光的RGB信號的RGB傳感器。
18.根據權利要求17的光源設備，還包括光闌控制器，該光闌控制器被配置為根據由RGB傳感器感測到的RGB信號與參考輸出光譜的比較結果來移動可變光闌或者控制可變光闌的孔徑大小。
19.根據權利要求12所述的光源設備，其中，濾光器輪還包括選擇性地透射從第一光源發射的光的一個或多個輔助濾光器。
【文檔編號】A61N5/06GK103566476SQ201310134792
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年4月18日 優先權日:2012年8月9日
【發明者】姜旭, 李大植, 金光勳, 丁敏雄, G·V·帕帕巖, V·貝爾齊 申請人:韓國電氣研究院