專利名稱：具有激光理療功能的移動終端的制作方法
技術領域：
本發明涉及移動終端，尤其涉及一種具有激光理療功能的移動終端。
背景技術：
目前，半導體激光治療儀經常被用以進行疾病治療，其是采用低強度的激光照射鼻腔粘膜組織下的血管，激光能量穿透血管壁及其它組織被循環血液吸收，從而產生光電生物效應，而不會引起機體的任何損傷，并由此使血液中的蛋白質分子結構發生改變，使得接受此療法的機體產生一系列的生物學效應，實現良好的治療效果。但是，通過半導體激光治療儀進行鼻腔激光照射，需要增加額外的外圍設備，例如，必須要有猶如耳機一樣的鼻腔照射管外設裝置，非常不便于攜帶。

發明內容
本發明提供一種具有激光理療功能的移動終端，以提高半導體激光治療的使用方便性。本發明提供一種具有激光理療功能的移動終端，包括激光器、處理器、溫度檢測單元、光功率采集單元、溫度控制單元和激光電源單元；所述激光器，用于在所述激光電源單元的控制下發射理療用的激光；所述溫度檢測單元，分別與所述激光器和處理器連接，用于采集所述激光器的溫度，并將所述激光器的溫度傳輸至所述處理器；所述光功率采集單元，與所述處理器連接，用于獲取所述激光器發射的激光的功率，并將所述激光的功率傳輸至所述處理器；所述處理器，用于根據所述激光器的溫度輸出溫度控制信息，以及根據所述激光的功率輸出所述激光器的功率調整信息；所述溫度控制單元，分別與所述處理器和所述激光器連接，用于根據所述溫度控制信息對所述激光器的溫度進行調整；所述激光電源單元，分別與所述處理器和所述激光器連接，用于根據所述功率調整信息對所述激光器的功率進行調整。本發明具有激光理療功能的移動終端的技術效果是通過設置激光器、處理器、溫度檢測單元、光功率采集單元等，可以進行激光理療，并且移動終端具有體積小，重量輕，操作簡單，攜帶方便的優點，相對于現有技術的半導體激光治療儀，更加方便用戶的使用。


圖1為本發明具有激光理療功能的移動終端實施例的結構示意圖；圖2為本發明具有激光理療功能的移動終端實施例中的光功率閉環控制回路示意圖；圖3為本發明具有激光理療功能的移動終端實施例中的光功率閉環控制流程示意圖；圖4為本發明具有激光理療功能的移動終端實施例中的主程序流程圖。
具體實施例方式圖1為本發明具有激光理療功能的移動終端實施例的結構示意圖，本實施例的移動終端是將激光理療的功能單元集成在移動終端中。如圖1所示，該移動終端包括激光器 (LDl) 11、處理器12、溫度檢測單元13、光功率采集單元(PD) 14、溫度控制單元15和激光電源單元16。上述的處理器12可以是采用移動終端原有的處理器，或者也可以為另外增設的處理器。其中，激光器11為治療用的半導體激光器，其可以在激光電源單元16的控制下發射理療用的激光。由于治療激光為紅外光，是不可見的，為方便操作和確保安全，必須有引導光，即圖1中所示的激光器LD2提供引導光。具體的，關于激光器11的選擇，由于在激光醫療應用中，綜合考慮占人體體重約 60%的水分和占人體體重約6%的血液中的血紅蛋白有不同的光譜吸收特性，選用980nm 半導體激光，這個波長的激光既可獲得較強的汽化切割能力，也有較理想的血凝效果。例如激光器11可以采用QW — 2000型半導體激光器，其最大輸出光功率為2W。另外，激光器LD2 可以采用HTL65T05型半導體激光器，其可以發出650nm波長的激光作為引導光束，其輸出功率為3mW。進一步的，由于激光器11輸出光束的發散角大，本實施例的激光器11的水平發散角為10°，垂直發散角為45°，造成能量分散，使得激光能力大大降低，因此，激光器11所發出的激光，需要經過光學系統準直聚焦輸出，本實施例的移動終端可以采用兩種輸出方式，即由透鏡準直輸出和光纖輸出。例如，當采用透鏡準直輸出時，激光器11的激光出射光路上設置有透鏡Ll和L2， Ll靠近激光器11設置。激光器11的出射光斑應位于準直透鏡(例如Li)的前焦點上， 為了使光斑較小，可以取fl = 5mm，該fl是橢圓光斑的短軸尺寸，橢圓光斑是激光器的出射光斑；橢圓光斑長軸尺寸為@ = 2fltan22. 5° ^ 4. Imm ；取透鏡Ll和L2的口徑為D = 1. 6-1. 8@ 7mm，該透鏡的口徑即透鏡口的直徑。此外，L1、L2、分束器S可以均鍍980nm波長光的增透膜，可忽略反射損耗；能量損失主要來自透鏡玻璃材料對光的吸收。經實測，光學系統的總透過率為94%。例如，當采用光纖輸出時，需要在透鏡L2的后方設置光纖，即附加圖1中虛線框中所示部分，用透鏡L2將平行光束聚焦于光纖端面耦合輸入；光纖的出射口與移動終端上的激光出射口相對，該激光出射口可以設置在移動終端的后蓋殼體上。為保證較高的耦合效率，透鏡L2的數值孔徑應小于等于光纖的數值孔徑，所述的數值孔徑是臨界光錐的一種數值表示，即臨界光錐頂角的一半的正弦值；且透鏡Li、L2的焦距應滿足以下關系fl/f2 = wl/w2 ；其中，wl為激光器11的發光面上的光斑尺寸，w2為光纖芯直徑，fl、f2均是橢圓光斑的短軸尺寸；經過測試，實際所得到的耦合效率為60%。其中，該移動終端的LD2為低功率半導體激光器，由較簡單的純硬件電路驅動，可以通過接通或切斷其電源進行控制；而LDl為稍大功率器件，它能否正常工作，直接影響到該具有激光理療功能的移動終端的安全性和可靠性，因此，它的驅動及控制較為復雜。本實施例的移動終端作為治療儀器，LDl的激光輸出功率的準確、穩定非常重要，它涉及到臨床療效和安全。根據半導體激光器的特性可知，影響LDl的輸出光功率的因素有兩個，即LDl 的工作電流和溫度。基于此，本實施例的移動終端通過光功率閉環控制回路、溫控閉環控制回路這兩個閉合反饋控制回路對LDl進行光功率和溫度控制。具體的，圖2為本發明具有激光理療功能的移動終端實施例中的光功率閉環控制回路示意圖，該光功率閉環控制回路是對圖1中所示的由光功率采集單元14、處理器12、激光電源單元16組成的閉環回路的具體說明。可以結合圖1和圖2所示，采用外部監測光電二極管即光功率采集單元(PD)的輸出光電流作為反饋信號，為消除LD2的影響，在光功率采集單元14前使用濾光片F濾除670nm波長的光。光功率采集單元14獲取到激光器11發射的激光的功率時，將激光的功率采樣模擬信號經A/D轉換器轉換為數字信號，傳輸至處理器12進行運算處理。處理器12根據激光的功率輸出功率調整信息，該功率調整信息作為反饋的控制信號經D/A轉換后送往激光電源單元16 ；激光電源單元16根據所述功率調整信息對激光器11的功率進行調整。上述的光功率控制回路采用12位A/D、D/A轉換器， 并由多路開關切換。在進行對于激光器(LDl) 11的功率控制時，LDl是由穩定的電流源即激光電源單元16供電，輸出電流經高速MOSFET開關管Q控制，注入LDl。LDl的輸出功率正比于注入電流(即激光電源單元16的輸出電流)，因此通過控制LDl的工作電流的大小來控制LDl 的激光輸出功率。而激光電源單元16的輸出電流正比于其輸入電壓V111，該V111由移動終端的處理器控制，相當于處理器所輸出的功率調整信息即為調整Vui的信息，根據該信息調整 V111，進而控制激光電源單元16的輸出電流和LDl的光輸出功率。進一步的，本實施例的移動終端可以接收光功率的設定。功率設定可以由移動終端的鍵盤輸入，并由顯示單元例如比D數碼管顯示有關設定數據。具體的，處理器可以包括功率設定單元，該功率設定單元與移動終端的顯示單元連接，用于接收設定功率，并將所述設定功率在顯示單元進行顯示。處理器還可以包括功率比較單元例如功率寄存器，該功率比較單元存儲功率上限值，分別與功率設定單元和顯示單元連接，用于將所述功率設定單元接收的設定功率與所述功率上限值進行比較，并在所述設定功率大于功率上限值時，向所述顯示單元輸出用于提示設定功率不合格的警示信息，進行提示，這樣可以起到限流保護的作用，防止因光功率過大而將激光器損壞。在接收設定功率之后，可以根據該設定功率輸出功率調整信息，調整、，進而控制激光器的輸出光功率。該移動終端的輸出功率可以分為三檔，分別為 1 檔 OmW士0. 3mff)、2 檔(3mW士0. 3mff)、3 檔(4mW士0. 3mff)。例如，本實施例的對于光功率控制的流程可以參見圖3，圖3為本發明具有激光理療功能的移動終端實施例中的光功率閉環控制流程示意圖，如果功率設定值改變，為防止大幅值的改變量造成電流的超調以及沖擊，調光功率慢調整子程序，其作用是使電流變化平滑，有助于保護激光器。如果設定值未變，則對光功率進行PID控制，即根據PID控制原理得到功率調整的校正控制量，對整個控制系統進行偏差調節，該校正控制量用于調整激光電源單元16的輸入電壓V111，使被控變量的實際值與工藝要求的預定值一致。為避免功率調整過于頻繁，消除由此所引起的振蕩，功率控制是帶死區的，死區偏差參數％在確保精度的前提下由實驗確定，該死區偏差參數％指的是在應該保護的范圍內但保護裝置卻無法反映或動作的區域參數。
進一步的，實際工作環境下，靜電、高壓、浪涌電流以及電網沖擊等多種因素都會對激光器造成永久性損壞或縮短其使用壽命，因此，必須采取措施加以防護；如圖2所示， 本實施例在光功率控制回路中設計了對激光器的電源進行橫流保護的單元。例如，采用繼電器保護，激光器LD并接一個常閉繼電器J1，這樣激光器兩端可通過J1與地短路等電位， 即使未開機，也被保護免受靜電的破壞。由于浪涌電流在電源接通和斷開時大量出現，通過控制Q、J1的動作順序，可以避開浪涌電流的沖擊。同時，采取慢啟動、慢關閉，使電流緩慢的變化，防止電流沖擊造成激光器的損壞。另外，C1、C2、L1組成低通濾波電路，它能濾除電源即激光電流單元導通時出現的高頻成分，對恒流源的穩定起重要作用。D可防止激光器兩端出現反向高壓，C3濾掉高頻成分。此外，Pl. 0是信號輸入端口，+12V是監測光電二極管的最高電壓。此外，使用過程中可能會由于連接端接觸不良或虛焊點等原因，造成瞬間斷路，當再次接通時會出現高壓沖擊而損壞激光器；工作電流過大也容易將激光器燒毀。為此，我們設計了高壓過流監測電路，它的作用是當出現以上情況時迅速做出判斷，并給出故障信號脈沖，發送給處理器；處理器可以將激光電流單元16的輸出電流降為零，關斷Q，閉合J1，從而實現斷路及過流保護。該高壓過流監測電路可以由高速運放、比較器以及邏輯電路組成。具體的，該移動終端的溫度閉環控制回路中，溫度控制單元15可以包括溫控電路和制冷器。溫度控制是通過采用半導體制冷來實現，制冷器是一種熱電制冷器，只要控制流過溫控電路電流的大小和方向，就能對激光器進行制冷或加熱，從而控制激光器的工作溫度。本實施例中，溫控電路采用了具有負溫度系數(NTC)熱敏電阻作為溫度傳感器，選用額定功率為16w的TE器件，最大驅動電流為4A，工作溫度控制在20 土 0. 5°C。例如，在溫度控制時，溫度檢測單元13采集激光器的溫度，并將激光器的溫度傳輸至處理器12 ；處理器12根據激光器的溫度輸出溫度控制信息至溫控電路；溫控電路可以據此調整電流的大小和方向，進而通過制冷器對激光器的溫度進行調整。進一步的，本實施例移動終端包括用于控制該激光理療系統啟動或者關閉的開關單元，該開關單元與移動終端的按鍵連接，用于通過所述移動終端的按鍵控制所述激光器的工作或者關閉。即激光系統的啟動或關閉可以由按鈕開關或手機快捷鍵開關控制，并使用低通濾波電路消抖。開關信號可以由移動終端的PI. 3接口輸入，當開關閉合，如果判斷為啟動，則逐漸增加激光器的工作電流，直到激光功率接近達到設定值，從而實現慢啟動； 當開關斷開，如果判斷為關閉，則逐漸緩慢降低工作電流直至零，實現慢關閉。進一步的，本實施例移動終端還包括定時單元，該定時單元與激光電源單元連接， 用于向所述激光電源單元發送時間控制信息，以使得所述激光電源單元根據所述時間控制信息控制所述激光器的激光發射時間。定時單元，還與移動終端的語音單元連接，用于在定時時間到達時向所述語音單元發送定時提示信息，以使得所述語音單元根據所述定時提示信息對所述激光器的激光發射時間進行語音提示。進一步的，本實施例的移動終端通過移動終端電池長時間供電；移動終端后蓋上設置有激光頭處，激光可以直接從手機的后面翻蓋處照射出來。圖4為本發明具有激光理療功能的移動終端實施例中的主程序流程圖，如圖4所示，主要實現初始化、開LD2、慢啟動及慢關閉LD1、LDl的溫度控制及光功率穩定控制或光功率慢調等功能，具體的流程可以參見上面原理的描述，在此僅簡單介紹。在初始化中，運行標志位FO置零(定義PSW中FO為運行標志位，FO = 0激光器未啟動，FO = 1激光器啟動運行)，功率寄存器賦予默認值，電流寄存器清零。設置定時器TO (未示出)、Tl處于工作模式，并裝入初值，分別相應于溫度控制、光功率控制的采樣周期，并啟動定時器TO。開放移動終端處理器中斷，允許T0、INT0、INT1中斷，其中，INTO接受高壓過流監測中斷信號， INTl接受鍵盤中斷請求，INTO為高優先級，Tl、INTl為低優先級。采用本實施例的移動終端進行激光理療的工作過程如下在進行左手橈動脈激光照射治療時，先開啟該移動終端的開關鍵，已自動設置有一標準治療方案，此時只需將移動終端后蓋上面的激光頭處對準左手動脈位置上面放好，按動輸出鍵就開始治療了。每次照射時，分時間段治療30分鐘，當照射時間達到30分鐘后，移動終端會自動發出提示聲響，總的治療時間達到30分鐘后，移動終端將自動終止治療，待機3分鐘后并自動關機。早上治療最佳黃金時間段是早上6-7點，晚上治療最佳黃金時間段是晚上8-9，每天2次，7-10天為一個療程。為使治療作用的后效應得到充分的釋放和發揮，每一個療程，通常間隔5-7天再開始新的療程，或按醫囑執行。本實施例的移動終端，通過設置激光器、處理器、溫度檢測單元、光功率采集單元等，可以進行激光理療，并且移動終端具有體積小，重量輕，操作簡單，攜帶方便，性能穩定， 耗電小的優點，相對于現有技術的半導體激光治療儀，更加方便用戶的使用。本領域普通技術人員可以理解實現上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中。該程序在執行時，執行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。最后應說明的是以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制； 盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
權利要求
1.一種具有激光理療功能的移動終端，其特征在于，包括激光器、處理器、溫度檢測單元、光功率采集單元、溫度控制單元和激光電源單元；所述激光器，用于在所述激光電源單元的控制下發射理療用的激光； 所述溫度檢測單元，分別與所述激光器和處理器連接，用于采集所述激光器的溫度，并將所述激光器的溫度傳輸至所述處理器；所述光功率采集單元，與所述處理器連接，用于獲取所述激光器發射的激光的功率，并將所述激光的功率傳輸至所述處理器；所述處理器，用于根據所述激光器的溫度輸出溫度控制信息，以及根據所述激光的功率輸出所述激光器的功率調整信息；所述溫度控制單元，分別與所述處理器和所述激光器連接，用于根據所述溫度控制信息對所述激光器的溫度進行調整；所述激光電源單元，分別與所述處理器和所述激光器連接，用于根據所述功率調整信息對所述激光器的功率進行調整。
2.根據權利要求1所述的具有激光理療功能的移動終端，其特征在于，所述處理器包括功率設定單元；所述功率設定單元，與移動終端的顯示單元連接，用于接收設定功率，并將所述設定功率在所述顯示單元進行顯示。
3.根據權利要求2所述的具有激光理療功能的移動終端，其特征在于，所述處理器還包括功率比較單元，所述功率比較單元存儲功率上限值；所述功率比較單元，分別與所述功率設定單元和顯示單元連接，用于將所述功率設定單元接收的設定功率與所述功率上限值進行比較，并在所述設定功率大于所述功率上限值時，向所述顯示單元輸出用于提示設定功率不合格的警示信息。
4.根據權利要求1所述的具有激光理療功能的移動終端，其特征在于，還包括定時單元；所述定時單元，與所述激光電源單元連接，用于向所述激光電源單元發送時間控制信息，以使得所述激光電源單元根據所述時間控制信息控制所述激光器的激光發射時間。
5.根據權利要求4所述的具有激光理療功能的移動終端，其特征在于，所述定時單元，還與所述移動終端的語音單元連接，用于在定時時間到達時向所述語音單元發送定時提示信息，以使得所述語音單元根據所述定時提示信息對所述激光器的激光發射時間進行語音提示。
6.根據權利要求1所述的具有激光理療功能的移動終端，其特征在于，所述移動終端的后蓋殼體上設置有用于使得激光射出的激光出射口。
7.根據權利要求6所述的具有激光理療功能的移動終端，其特征在于，還包括透鏡和光纖；所述透鏡和光纖，均設置于所述激光器的激光出射光路上，且所述透鏡靠近所述激光器，所述光纖的出射口與所述移動終端上的激光出射口相對。
8.根據權利要求1所述的具有激光理療功能的移動終端，其特征在于，還包括開關單元；所述開關單元，與移動終端的按鍵連接，用于通過所述移動終端的按鍵控制所述激光器的工作或者關閉。
9.根據權利要求1所述的具有激光理療功能的移動終端，其特征在于，還包括常閉繼電器；所述常閉繼電器與所述激光器并聯連接。
全文摘要
本發明提供一種具有激光理療功能的移動終端，包括激光器、處理器、溫度檢測單元、光功率采集單元、溫度控制單元和激光電源單元；溫度檢測單元分別與激光器和處理器連接，用于采集激光器的溫度，并傳輸至處理器；光功率采集單元與處理器連接，用于獲取激光器發射的激光的功率，并將功率傳輸至處理器；處理器，用于根據激光器的溫度輸出溫度控制信息，以及根據激光的功率輸出激光器的功率調整信息；溫度控制單元分別與處理器和所述激光器連接，用于根據溫度控制信息對激光器的溫度進行調整；所述激光電源單元，分別與所述處理器和所述激光器連接，用于根據所述功率調整信息對所述激光器的功率進行調整。本發明攜帶方便，更加方便用戶的使用。
文檔編號A61N5/067GK102512767SQ20111037647
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月23日 優先權日2011年11月23日
發明者李學文 申請人:北京百納威爾科技有限公司