CN114746778B - 滤光器及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种滤光器(100)包括至少一层粘合剂基质(110)和多个透明晶体(120)。多个透明晶体(120)不规则地横向分散在至少一层粘合剂基质(110)中，使得通过滤光器(100)的光被分离成不同的波长和/或被偏振成不同的定向。
Description
技术领域
本发明涉及一种偏振滤光器、一种偏振光以及该滤光器的使用方法。
背景技术
使用可见光谱的电磁辐射(即，有色光)来医治疾病和使伤口愈合被称为光疗法。可见光可以分解成许多电磁频率，并且频率与不同颜色(即，红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛蓝、紫色及其所有振动(vibration))有关。每种颜色表示不同的波长、频率和能量大小的特征。根据光疗法的教导，这些具有独特的波长和振荡的视觉颜色在其被选择性地应用于受损的器官或生命系统时提供身体所需的必要愈合能量。不同的光波长穿透皮肤的不同深度，从而产生电脉冲和能量场，这些电脉冲和能量场是人体的生化和激素过程的主要激活剂。
在不同类型的光疗法中，偏振光疗法(PLT)利用偏振光辐射来治疗疾病或损伤。当光被偏振时，其导致单独光粒子振动1并且沿相同方向行进，从而允许更深地穿透入身体。
发明内容
鉴于前述背景，本发明的目的是提供一种改进的用于光疗法的装置和方法。
相应地，本披露内容教导了一种具有更好的生物刺激效果的用于光疗法的装置和方法。
本发明的示例性实施例是一种滤光器，该滤光器包括至少一层粘合剂基质和多个透明晶体。多个透明晶体不规则地横向分散在至少一层粘合剂基质中，使得通过滤光器的光被分离成不同的波长和/或被偏振成不同的定向。
另一示例实施例是一种光照装置，该光照装置包括适于在至少一个方向上照明的光源和设置在光源的至少一个照明方向上的至少一个滤光器。滤光器包括至少一层粘合剂基质和多个透明晶体。多个透明晶体不规则地横向分散在至少一个粘合剂基质中，使得通过滤光器的光被分离成不同的波长和/或被偏振成不同的定向。
另一示例实施例是一种治疗有需要的受试者的急性或慢性疼痛的方法，包括使用光照装置朝向受试者照射光，使用滤光器将光分离成不同的波长和/或将光偏振成不同的定向，以及将不同波长和/或定向的光照射到受试者身上。
另一示例实施例是一种改善有需要的受试者的血液循环的方法，包括使用光照装置朝向受试者照射光，使用滤光器将光分离成不同的波长和/或将光偏振成不同的定向，以及将不同波长和/或定向的光照射到受试者身上。
本文还讨论了其他示例实施例。
附图说明
图1A和图1B示出了根据示例实施例的滤光器的截面视图。
图2A和图2B示出了通过根据示例实施例的滤光器的一束光线的光路的示意性视图。
图3示出了根据示例实施例的光装置的截面视图。
图4示出了根据示例实施例的治疗受试者的急性或慢性疼痛的方法的流程图。
图5示出了在血液微循环显微镜下观察到的受试者的甲襞的毛细血管的图像。
具体实施方式
如本文和权利要求中所使用的，“包括”是指包括以下元件，但不排除其他元件。
如本文和权利要求中所使用的，“多种不同的形状”包括但不限于球体、立方体、长方体、圆柱体、圆锥体、三棱柱、五棱柱、六棱柱、方锥、四面体、八面体、粉状、以及其他多边形或不规则形状。
如本文和权利要求中所使用的，“不规则地”是指不按照正式布置的方式或模式，但本质上可以是随机的。
如本文和权利要求中所使用的，“横向地”是指朝向侧面的方向。
如本文和权利要求中所使用的，“透明的”是指至少部分光学透明，并且具有允许一定量的光线透过其材料的性质。可透过的光线量可以根据用户的应用来确定。
如本文和权利要求中所使用的，“晶体”是指固体材料，包括但不限于玻璃、晶体和塑料。
如本文和权利要求中所使用的，“光”是指所有形式的电磁辐射，包括无线电波、微波、红外波、可见光、紫外辐射、X射线和伽马射线。
如本文和权利要求中所使用的，“高度散射的”是指散射光的平均强度不小于0.001cd。
示例实施例提供了一种产生高度散射的和/或折射的光的解决方案，该光包括多次内反射和多次偏振并且被分离成不同的波长和被偏振成不同的定向以用于光疗法。
根据示例实施例的滤光器用于将从光源发出的光转换成不同波长和不同定向，以能够通过刺激和加速愈合以及促进恢复来改善现有治疗效果。
在以下描述中，在不同附图中使用相同的附图标记来说明相同的部件。
现在参考图1，示出了滤光器100，该滤光器包括一层粘合剂基质110和多个透明晶体120。许多透明晶体120随机地、不规则地横向分散在该层粘合剂基质110中。这层粘合剂基质110将透明晶体120保持在一起，以保持多个透明晶体120在粘合剂基质110内的相对位置。在一些示例实施例中，透明晶体120随机分布在这层粘合剂基质110内。
在一些示例实施例中，滤光器100可以包括多于一层粘合剂基质110，其中分散有透明晶体120。参考图1B，例如，滤光器100包括三层粘合剂基质110，即粘附在一起的100A、100B和100C。在一些其他示例实施例中，这些层粘合剂基质110中的一些层可能不包含分散在其中的晶体120。在又一示例实施例中，滤光器100可以包括粘附到至少一层粘合剂基质110的至少一层玻璃。
在一些示例实施例中，粘合剂基质110由具有高透明度的透明聚合物制成，以允许高透光性和光学清晰度。在另一示例实施例中，透明聚合物选自由以下各项组成的组：聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)、聚氯乙烯(PVC)、液体硅橡胶、环烯烃共聚物、聚乙烯、聚苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(MABS)、离聚物树脂、聚丙烯、氟化乙烯丙烯(FEP)、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯(SMMA)、苯乙烯丙烯腈(SAN)、环氧树脂或其组合。
在一些示例实施例中，透明晶体120由玻璃、晶体或塑料制成，以允许高透光度。在另一示例实施例中，透明晶体120由二氧化硅制成。在一些示例实施例中，透明晶体120可以具有如图1所示的多种不同的形状。多种不同的形状包括但不限于球体、立方体、长方体、圆柱体、圆锥体、三棱柱、五棱柱、六棱柱、方锥、四面体、八面体、粉状、以及其他多边形或不规则形状，或它们的任意组合。在一些示例实施例中，透明晶体120可以具有多种不同的尺寸。在另一示例实施例中，透明晶体120的颗粒尺寸在0.01mm至5mm之间。在这种细颗粒尺寸下，透明晶体可以是沙状或粉状形式。透明晶体的颗粒尺寸越小，光的散射越大。
在一个示例实施例中，滤光器100的厚度为0.01mm至20mm。在另一示例实施例中，滤光器100的厚度为0.1mm至2mm。滤光器100的厚度影响通过滤光器的光的色散角。滤光器越厚，光的色散角越小，从而导致光线更集中。滤光器的厚度的选择可以根据用户的要求来选择。
现在参考图2A，示出了通过滤光器100的一束光线的光路。光源可以是例如荧光灯、发光二极管(LED)灯、白炽灯、LASER灯、UV灯、加热红外线辐射、或红外线LED灯。滤光器100放置在光源210与物体220之间。滤光器100包括面向光源210的第一表面130和与面向物体220的第一表面相反的第二表面140。由光源210产生的光线进入滤光器100的第一表面130，通过滤光器100，从滤光器100的第二表面出射并到达物体220。在如图2A所示的这个示例实施例中，从光源210发出的一束入射光线230进入滤光器100的第一表面130。当光线230行进通过粘合剂基质110时，一些光线将会通过随机分散在粘合剂基质110中的多个透明晶体120。透明晶体120可以具有多种不同的形状和尺寸。在通过被成形为棱镜的透明晶体120时，光线被分离成具有不同波长的不同颜色，以不同角度从棱镜出射。光线在从滤光器100的第二表面出射时将会进一步折射，从而导致在光到达物体220时使具有不同波长的折射光线250以不同角度分离。另外，当光线通过多个透明晶体120时，光的折射和/或反射也会产生偏振。当光束从一种材料进入另一种材料时(例如，从空气进入粘合剂基质、从粘合剂基质进入透明晶体，反之亦然)，发生折射。光束的路径在两种材料的表面处改变其定向，并且折射光束获得某种程度的偏振。由于入射光线通过多种不同的形状和尺寸的透明晶体120，有时甚至在从滤光器100透射出之前通过多个透明晶体，所以从滤光器出射的经折射和/或经反射的光线240在不同定向上高度散射和偏振。
图2B示出了光线260(如虚线所示)通过随机分布在滤光器的粘合剂基质110中的多个透明晶体120A、120B、120C、120D和120E的示例。在通过透明晶体120A时，光线260被分离成数条光线，例如，从透明晶体120A以不同角度出射的具有不同波长的光线262和264(如虚线所示)。光线262通过透明晶体120B，并且光线的光路在从透明晶体120B出射时被进一步折射。光线264被透明晶体120E的表面反射，并且反射光线进入透明晶体120C。在进入透明晶体120C时，光线264在其从透明晶体出射之前可能在透明晶体120C内经历多次内反射。在如图2B所展示的一些情况下，当光线通过透明晶体120D时，光线264甚至可能会经历另外一次多次内反射。另外，当光线262和264通过多个透明晶体时，也会因光的折射和/或反射而发生偏振。因此，从滤光器出射的光线被高度散射和/或折射(包括多次内反射和多次偏振)，并且被分离成不同的波长和偏振成不同的定向。
现在参考图3，光照装置300包括适于在某一方向上照明的光源310、以及在光源310的照明方向上设置的滤光器100。滤光器100包括一层粘合剂基质110和多个不规则地横向分散在这层粘合剂基质110中的透明晶体120。在所示的这个示例实施例中，光照装置300进一步包括壳体320和在一端的开口330。滤光器100安装在壳体320中、靠近开口330，从而在壳体内限定封闭的内部空间340。光源310附接到壳体320的与开口330相反的远端。光源310是光学对准的，以在平行于壳体320的长度延伸的轴线上照明，并且滤光器110沿着该轴线定位。当光源310发出光线时，通过滤光器110的光线被高度散射和/或折射(包括多次内反射和多次偏振)并且被分离成不同的波长和被偏振成不同的定向。
在一些示例实施例中，光源310可以是荧光灯、LED灯、白炽灯、LASER灯、UV灯、加热红外线辐射、或红外线LED灯。在一些示例实施例中，光照装置进一步包括开关以打开和关闭光源310。在一些实施例中，光源可以从多个不同的方向照明，并且滤光器可以放置在光源的一个或多个照明方向上。
图4示出了治疗有需要的受试者的急性或慢性疼痛的方法，包括使用光照装置朝向受试者照射光(步骤410)，使用滤光器将光分离成不同的波长和/或将光偏振成不同的定向(步骤420)，以及将不同波长和/或不同定向的光照射到受试者身上(步骤430)。在一个示例实施例中，光照装置包括光源。从光源产生光并且朝向受试者照射。
如本文和权利要求中所述，“急性或慢性疼痛”是指比如人或动物等受试者的急性(即时)或慢性(持续)疼痛。急性或慢性疼痛可能发生在受试者的身体的单一部位或多个部位。身体部位的示例包括但不限于头部、颈部、皮肤、四肢、背部、关节和器官。在示例实施例中，急性或慢性疼痛包括以下一种或多种：牙痛、痛风、风湿疼痛、椎间盘突出引起的疼痛、腰痛、关节痛、膝关节痛、胸痛、坐骨神经痛、湿疹引起的疼痛、睡眠期间的四肢麻痹、手腕疼痛、癌症相关的背痛、颈痛、痔疮疼痛、三叉神经痛、头痛、缺血性坏死疼痛、颈臂痛、脚痛、臂痛、骨盆痛、腰椎炎症、足底筋膜炎、小腿疼痛和麻痹、胃痛、膝关节痛、癌症治疗后遗症引起的疼痛、或上述病症的组合。
在一个示例实施例中，滤光器定位在光源与受试者之间。在另一示例实施例中，滤光器容纳在光照装置的内部。通过滤光器的光被高度散射和/或折射(包括多次内反射和多次偏振)，并且被分离成不同的波长和被偏振成不同的定向。
在一个示例实施例中，从滤光器出射的光包括被分离成不同的波长并且被偏振成不同的定向的光。将过滤光照射到受试者身上，使得受试者接受具有不同波长和/或不同定向的光的光疗法。
根据本披露内容的教导，已经确定从不同定向撞击身体部位的光波将产生不同的生物效果。
提供以下示例以便演示和进一步说明本发明的示例实施例和方面，而不应被解释为限制其范围。
示例1：用于受试者的急性或慢性疼痛的疼痛缓解的LED疗法
对使用具有如上所述的滤光器的LED光源的LED疗法对患有急性或慢性疼痛的受试者的疼痛缓解的效果进行评估。
将患有急性或慢性疼痛的受试者置于LED光源下，其中滤光器安装在LED光源的照明方向上，使得受试者将接受过滤LED疗法。每次治疗期进行50分钟的过滤光辐照，共8天。
在以下表1中示出了过滤LED疗法对患有不同类型急性或慢性疼痛的受试者的疼痛缓解的有效性。在30名受试者中，97％的受试者报告在接受过滤LED疗法总共不超过8天后疼痛减轻。对于一些受试者，记录并在表1中示出在接受过滤LED疗法之前和之后的疼痛程度(1到10级)。
表1
示例2：用于改善受试者的血液循环的LED疗法
另一示例实施例包括一种改善有需要的受试者的血液循环的方法。该方法包括使用光照装置朝向受试者照射光，使用滤光器将光分离成不同的波长和/或将光偏振成不同的定向，以及将不同波长和/或定向的光照射到受试者身上。在一个示例实施例中，光照装置包含光源。从光源产生光并且朝向受试者照射。在一个实施例中，光源可以是荧光灯、LED灯、白炽灯、LASER灯、UV灯、加热红外线辐射、或红外线LED灯。
通过使用血液微循环显微镜(DMX980 DigiLens，320X放大率)的血液微循环测试，对使用具有上述的滤光器的LED光源的LED疗法对受试者的血液循环改善的效果进行评估。将受试者置于LED光源下，其中滤光器安装在LED光源的照明方向上，使得受试者将接受过滤LED疗法。对每个受试者进行过滤光辐照，持续时间为2秒到20秒之间。通过将受试者的指尖置于血液微循环显微镜下，在辐照前后检查受试者的甲襞的血管中的血液循环。
图5示出了在血液微循环显微镜下以320X放大率观察到的受试者的甲襞的毛细血管的图像。在对受试者进行过滤光辐照后，记录到受试者的甲襞的毛细血管中的血液循环增加了2至3倍。
本发明的示例实施例由此得到了充分描述。尽管说明书参考了特定实施例，但是本领域的技术人员将会清楚，本发明可以通过这些具体细节的变化来实践。因此，本发明不应被解释为局限于本文阐述的实施例。
Claims (7)
1.一种光线治疗仪，包括：
a)光源，所述光源适于在至少一个方向上照明；以及
b)至少一个滤光器，厚度在20mm的范围内，包括：
三层的粘合剂基质；以及
在所述每层的粘合剂基质中横向随机分散有多个不规则形状的透明晶体；所述透明晶体具有各自不同的尺寸和形状以及所述透明晶体的颗粒尺寸在0.01mm至5mm之间；由此通过所述滤光器的光经过多个横向随机分散的透明晶体后被偏振成不同的定向的偏振光；
所述偏振光照射到受试者的身上，偏振光产生的单独光粒子振动并且沿相同方向行进，从而更深地穿透入身体。
2.如权利要求1所述的光线治疗仪，其中，通过所述滤光器的光被高度散射和/或折射，包括多次内反射和多次偏振。
3.如权利要求1所述的光线治疗仪，其中，所述透明晶体由玻璃、晶体或塑料制成。
4.如权利要求1所述的光线治疗仪，其中，所述透明晶体由二氧化硅制成。
5.如权利要求1所述的光线治疗仪，其中，所述粘合剂基质由透明聚合物制成。
6.如权利要求5所述的光线治疗仪，其中，所述透明聚合物选自由以下各项组成的组：聚碳酸酯、PMMA、聚对苯二甲酸乙二醇酯、PETG、PVC、液体硅橡胶、环烯烃共聚物、聚乙烯、聚苯乙烯、MABS、离聚物树脂、聚丙烯、FEP、SMMA、SAN、环氧树脂或其组合。
7.一种改善有需要的受试者的血液循环的方法，包括：
a.使用光照装置朝向所述受试者照射光；
b.使用权利要求1所述的光线治疗仪将所述光偏振成不同的定向的偏振光；以及
c.将所述偏振光照射到所述受试者身上。
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