本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年6月21日、申請(qǐng)?zhí)枮?01080028876.7且發(fā)明名稱(chēng)為“皮膚輻射裝置”的專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及一種皮膚輻射裝置。

本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于向輻射區(qū)域中人的皮膚提供光子輻射的方法。

本發(fā)明還更進(jìn)一步涉及一種光子輻射分布（profile）。

背景技術(shù)：

皮膚的主要功能是調(diào)節(jié)身體溫度，以及更重要的，保護(hù)我們的內(nèi)部器官不受外部環(huán)境的侵害。皮膚是使身體免于沖擊和損害的保護(hù)器。皮膚由三個(gè)功能層組成：表皮層，真皮層以及皮下組織層（hypodermisorsubcutis）；每一層具有它自己獨(dú)特的功能。

表皮層是最上層，通常由15-20層細(xì)胞組成。表皮層連續(xù)地經(jīng)歷細(xì)胞的出生，生存和死亡，這些細(xì)胞在表皮層基底（base）處生成，并且在兩周的遷移后在表面脫落。

真皮層由細(xì)胞構(gòu)成，這些細(xì)胞產(chǎn)生纖維（膠原蛋白和彈性蛋白），以及容納皮膚的彈性支撐。位于真皮層中的神經(jīng)末梢起感受器的作用，其檢測(cè)溫度的變化以及感覺(jué)壓力、痛楚和振動(dòng)。用于感知溫暖的感受器存在于該層中距離皮膚表面約0.3至0.6mm深度處。

最后，皮下組織層起襯墊和為身體貯藏能量的存儲(chǔ)站的作用。

光治療由下述組成：在預(yù)定量的時(shí)間期間，以及在一些情況下在白天的特定時(shí)間，暴露于日光，或者暴露于使用激光、led、熒光燈、分色燈的特定波長(zhǎng)的光或極亮的全譜光下。它已經(jīng)在治療尋常性痤瘡、季節(jié)性情感障礙、新生兒黃疸中證明了是有效的，并且它是針對(duì)睡眠相位后移癥候群的標(biāo)準(zhǔn)治療方案的一部分。它最近已經(jīng)在非季節(jié)性抑郁癥中顯示有效。利用uva和uvb輻射的光線療法聲稱(chēng)對(duì)于諸如牛皮癬的皮膚狀況具有明顯的益處。諾貝爾獎(jiǎng)金得主n.r.finsen在19世紀(jì)末創(chuàng)立了光線療法的原理。他使用光醫(yī)治皮膚病。光治療的發(fā)展主要?dú)w因于最初在外科手術(shù)中使用的激光療法的引入。

根據(jù)波長(zhǎng)范圍，皮膚中的光吸收主要是由黑色素、血紅蛋白和水引起。黑色素是由黑色素細(xì)胞產(chǎn)生的色素，黑色素細(xì)胞存在于表皮層和毛發(fā)中，從真皮層延伸出來(lái)。血紅蛋白存在于特別是真皮層中的血管內(nèi)的血液中。水基本上存在于皮膚的每一個(gè)功能層中。通常來(lái)說(shuō)，uv以及藍(lán)色范圍中的光子輻射基本上由表皮層中的黑色素和血紅蛋白所吸收。在更長(zhǎng)的波長(zhǎng)處，輻射的穿透深度增加，這可能是受到黑色素和血紅蛋白的吸收減少這一事實(shí)的影響（見(jiàn)圖1a和1b）。然而，在高于1500nm的波長(zhǎng)處，水的吸收增加到一個(gè)較大值，由此有助于減少上述波長(zhǎng)的穿透深度（見(jiàn)圖1c）。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一目的是提供一種具有新應(yīng)用可能性的皮膚輻射裝置。

本發(fā)明的另一目的是提供一種具有新應(yīng)用可能性的、向輻射區(qū)域中人的皮膚提供光子輻射的方法。

本發(fā)明的另一目的是提供一種具有新應(yīng)用可能性的光子輻射分布。

根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種皮膚輻射裝置。皮膚輻射裝置向該裝置的輻射區(qū)域中人的皮膚提供調(diào)制的光子輻射。該裝置包括用于產(chǎn)生光子輻射的光子輻射源和調(diào)制設(shè)備，該調(diào)制設(shè)備用于引起在輻射區(qū)域的至少一個(gè)子區(qū)域中的在從300至700nm，從1900至2000nm以及從2400至10000nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光子輻射的總功率密度的調(diào)制，該功率密度在第一和第二互不相同的值之間以至少0.1hz以及至多10hz的頻率進(jìn)行調(diào)制。功率密度的第一值的強(qiáng)度（magnitude）至少是20mw/cm²以及第二值的強(qiáng)度最多是第一值強(qiáng)度的四分之一。總功率密度被理解為在所述波長(zhǎng)范圍積分的功率密度。具有至少20mw/cm²的功率密度的光子輻射可以由皮膚中的溫暖感受器清楚地感知。假如皮膚充分吸收光子輻射，則以0.1hz到10hz范圍內(nèi)的頻率在第一和第二級(jí)別之間調(diào)制光子輻射的功率密度導(dǎo)致皮膚上按摩效果的感知。

輻射區(qū)域是當(dāng)裝置相對(duì)于用戶(hù)皮膚處于預(yù)定位置和方向時(shí)光子輻射源可以照射的皮膚的區(qū)域。所述總功率密度調(diào)制可以然后包括在整個(gè)輻射區(qū)域中的總功率密度的同步調(diào)制，但這并非必須的情況。可替換地，輻射區(qū)域可以劃分為子區(qū)域，所述子區(qū)域各自與輻射源的相應(yīng)的光子輻射模塊相關(guān)聯(lián)，所述光子輻射模塊被獨(dú)立地調(diào)制。還可替換地，輻射源的輻射射束可以掃過(guò)輻射區(qū)域內(nèi)的皮膚表面，使得每一次照射輻射區(qū)域內(nèi)的不同子區(qū)域。在任何情況下，效果就是：可以是輻射區(qū)域的子區(qū)域的皮膚區(qū)域被提供有光子輻射，所述光子輻射的在特定波長(zhǎng)范圍上所積分的功率密度被調(diào)制。

最適于實(shí)現(xiàn)按摩效果的光子輻射具有在從300至700nm，從1900至2000nm以及從2400至10000nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)。具有這些范圍中波長(zhǎng)的光子輻射由皮膚中的溫暖感受器直接吸收或者其由表皮層吸收，在表皮層處，熱量被快速傳導(dǎo)到溫暖感受器。

特別地，從1900至2000nm以及從2400至10000nm的范圍有利地在根據(jù)本發(fā)明的所述第一個(gè)方面的裝置中使用，這是由于皮膚對(duì)于具有在這些范圍中的波長(zhǎng)的光子輻射的反射相對(duì)較少，而跟皮膚類(lèi)型無(wú)關(guān)。

特別適合的是從300至500nm，從1900至2000nm，從2400至2600nm以及從3600至4200nm的范圍。在這些波長(zhǎng)范圍中的光子輻射在包括溫暖感受器的皮膚區(qū)域中基本上被直接吸收。特別地，上述范圍中的從1900至2000nm，從2400至2600nm以及從3600至4200nm的范圍是有利的，這是由于皮膚對(duì)于具有在這些范圍中波長(zhǎng)的光子輻射的反射相對(duì)較低，而跟皮膚類(lèi)型無(wú)關(guān)。

特定功率密度被理解為照射到皮膚上的光子輻射的功率密度。對(duì)一些皮膚類(lèi)型而言，相對(duì)大部分的光子輻射可以由皮膚反射。在實(shí)施例中，因此，第一值至少為50mw/cm²。在該實(shí)施例中，同樣，從300至500nm的波長(zhǎng)范圍中的光子輻射也被擁有對(duì)于該輻射具有相對(duì)高反射率的皮膚類(lèi)型的人清楚地感知。

在一個(gè)實(shí)施例中，功率密度的第一值至多為200mw/cm²。基本上更高的值，例如高于500mw/cm²的值，暗示著相對(duì)高的功耗，而它不再貢獻(xiàn)對(duì)人的舒適效果。

可以使用各種光子輻射源，諸如低壓放電燈、發(fā)光二極管（led）、團(tuán)簇（cluster）放電燈等。假如一些類(lèi)型的白熾燈冷卻足夠快，諸如icxphotonics公司的reflectir-p1n型的白熾燈，還可以使用這些類(lèi)型的白熾燈。然而，led是特別有利的，這是由于所發(fā)射的光子輻射的功率密度可以作為時(shí)間的函數(shù)而精確地控制，并且由于其具有相對(duì)高的效率。

同樣，調(diào)制設(shè)備可以以各種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)制設(shè)備是引起光子輻射源周期移動(dòng)的致動(dòng)器，以使得生成的光子輻射投影到輻射區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)子區(qū)域。可替換地，致動(dòng)器可以在從光子輻射源到輻射區(qū)域的輻射路徑中移動(dòng)例如鏡子的光學(xué)系統(tǒng)，而不是移動(dòng)光子輻射源本身。在又一個(gè)實(shí)施例中，比如例如lcd設(shè)備的光學(xué)快門(mén)的光學(xué)調(diào)制器布置在以開(kāi)和關(guān)狀態(tài)調(diào)制的輻射路徑中。于是，避免了移動(dòng)的部件。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，調(diào)制設(shè)備包括：對(duì)供給光子輻射源的功率的調(diào)制。這是有利的，因?yàn)楸苊饬艘苿?dòng)的部件，以及與光子輻射生成后應(yīng)用調(diào)制的方法相比，設(shè)備的平均功耗更低。另一方面，在光子輻射生成后應(yīng)用調(diào)制的實(shí)施例具有優(yōu)勢(shì)：還可能使用不能快速調(diào)制的光子輻射源，例如高壓放電燈和大多數(shù)的白熾燈。

在調(diào)制設(shè)備調(diào)制供給光子輻射源的功率的實(shí)施例中，發(fā)光二極管（led）作為光子輻射源是特別有利的，這是由于其光子輻射輸出可以很容易控制。盡管如此，還可如上所述地使用某些類(lèi)型的白熾燈。

在一個(gè)實(shí)施例中，輻射源包括在互不相同的時(shí)間間隔期間開(kāi)啟（switchon）的多個(gè)輻射模塊。輻射源可以例如包括10個(gè)輻射模塊，每個(gè)輻射模塊在輻射區(qū)域的相應(yīng)子區(qū)域中照射皮膚。所述相應(yīng)子區(qū)域可以是完全分開(kāi)的或者可以部分重疊。各種幾何布置會(huì)是可能的，例如，輻射模塊可以形成一組同心圓或一組平行帶。輻射源可以具有運(yùn)行模式，其中，當(dāng)其前一個(gè)輻射模塊關(guān)閉時(shí)，輻射模塊開(kāi)啟。當(dāng)序列中最后一個(gè)輻射模塊關(guān)閉時(shí)，第一個(gè)輻射模塊再次開(kāi)啟。代替在其前一個(gè)輻射模塊（例如，前一個(gè)帶）關(guān)閉的時(shí)刻開(kāi)啟輻射模塊（例如，帶），輻射模塊被開(kāi)啟期間的時(shí)間間隔可能重疊。可替換地，在輻射模塊關(guān)閉的時(shí)間點(diǎn)和下一個(gè)輻射模塊開(kāi)啟的時(shí)間點(diǎn)之間可能會(huì)有一些時(shí)間推移。

在另一個(gè)實(shí)施例中，針對(duì)光子輻射的功率密度的級(jí)別設(shè)置作為時(shí)間的函數(shù)而控制。在實(shí)施例中，第一級(jí)別的強(qiáng)度逐漸增加，以便補(bǔ)償皮膚對(duì)溫暖感覺(jué)的敏感度的適應(yīng)。

這也適用于下述實(shí)施例，其中輻射源包括多個(gè)在互不相同的時(shí)間間隔期間開(kāi)啟的輻射模塊。在所述實(shí)施例中，例如，在第一個(gè)循環(huán)中，每個(gè)連續(xù)的輻射模塊可以以更高級(jí)別被供能，使得其比其前一個(gè)輻射模塊給皮膚提供更高的功率密度。在接著第一個(gè)循環(huán)的第二個(gè)循環(huán)中，每個(gè)連續(xù)的輻射模塊可以利用更低的功率驅(qū)動(dòng)。這一模式（pattern）可以重復(fù)。

溫暖感受器直接感覺(jué)的經(jīng)調(diào)制的光子輻射（例如在從300至700nm，從1900至2000nm和/或從2400至10000nm的波長(zhǎng)范圍中的輻射，以下稱(chēng)為主輻射）可以與附加輻射結(jié)合，例如與具有治療或另一效果的光子輻射結(jié)合，其條件是所述主輻射被充分調(diào)制以感知按摩效果。如果所述附加輻射是在所述主輻射波長(zhǎng)范圍之一中，其可以和主輻射同步調(diào)制以防止其抑制按摩效果。即，附加輻射和由調(diào)制設(shè)備引起的調(diào)制被同步調(diào)制。這也是有利的，因?yàn)檫@種情況下主輻射和附加輻射可以由同一光子輻射源提供。

在一個(gè)實(shí)施例中，皮膚輻射裝置包括用于產(chǎn)生具有在從700至1600nm范圍中的波長(zhǎng)的附加光子輻射的設(shè)備。具有在該范圍中（例如，在從800至1500nm的子范圍中）的波長(zhǎng)的光子輻射（例如，具有870nm波長(zhǎng)的光子輻射）穿透通過(guò)上層并直接加熱皮膚更深層，而基本上不需要觸發(fā)皮膚上層中的溫暖感受器。具有從1100至1400nm范圍中的波長(zhǎng)（例如，具有1320nm波長(zhǎng)）的光子輻射實(shí)現(xiàn)光子輻射的很高穿透。

附加輻射可以和主輻射同步調(diào)制。然而，可替換地，由于具有在從700至1600nm的范圍中的波長(zhǎng)的輻射沒(méi)有被溫暖感受器感知，至少?zèng)]有立即被溫暖感受器感知，其可以持續(xù)地被提供，而不干擾主輻射的按摩效果。

經(jīng)調(diào)制的主輻射還可以與其它附加輻射結(jié)合。例如已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有590nm波長(zhǎng)的輻射和ir范圍中的輻射的結(jié)合有助于減少皺紋。其它類(lèi)型的附加輻射對(duì)于脂肪團(tuán)的治療是有用的。同樣，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)經(jīng)調(diào)制的主輻射的應(yīng)用對(duì)于減輕疼痛是有用的。例如，使用光子輻射的脫毛方法已知是疼痛的。通過(guò)將用于脫毛的光子輻射和經(jīng)調(diào)制的主輻射結(jié)合，由此實(shí)現(xiàn)的按摩效果顯著地減輕了脫毛治療的不適。

在一個(gè)實(shí)施例中，皮膚輻射裝置具有在預(yù)定時(shí)間后中斷裝置的運(yùn)行的定時(shí)器。預(yù)定時(shí)間可以例如在由制造商預(yù)定義的范圍內(nèi)由用戶(hù)設(shè)置。

在一個(gè)實(shí)施例中，皮膚輻射裝置具有用于生成指示輻射源和輻射區(qū)域之間距離的距離信號(hào)的距離感知設(shè)備。如果估計(jì)距離小于例如和安全相關(guān)的最小運(yùn)行距離的閾值，則距離信號(hào)可以用來(lái)中斷光子輻射源的運(yùn)行。可替換地，距離信號(hào)可以用來(lái)控制光子輻射源，使得接近皮膚或者在皮膚上的輻射區(qū)域中的功率密度的第一值基本上獨(dú)立于光子輻射源和輻射區(qū)域之間的距離。可替換地，光子輻射源，比如，例如半導(dǎo)體激光器的激光器，可以生成基本上平行的光子輻射射束，使得功率密度固有地基本上獨(dú)立于距光子輻射源的距離。

在一個(gè)實(shí)施例中，皮膚輻射裝置被提供有用于提供光學(xué)檢測(cè)信號(hào)的光學(xué)檢測(cè)設(shè)備。光學(xué)檢測(cè)信號(hào)可以指示用戶(hù)皮膚是否存在于輻射區(qū)域中，以及如果存在，是哪種類(lèi)型的皮膚。根據(jù)光學(xué)檢測(cè)信號(hào)的指示，可以控制裝置的運(yùn)行。例如，如果皮膚存在于輻射區(qū)域中，裝置可以自動(dòng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，以及如果不是這種情況，則運(yùn)行可以中斷。根據(jù)檢測(cè)到的皮膚類(lèi)型，由光子輻射源提供的光子輻射的性質(zhì)可以被適配。例如，如果檢測(cè)到在輻射區(qū)域內(nèi)存在白皮膚，可以增加功率密度的第一值，以補(bǔ)償皮膚的更高的反射。

光學(xué)檢測(cè)信號(hào)可以進(jìn)一步指示皮膚的狀態(tài)。如果光學(xué)檢測(cè)信號(hào)指示皮膚由于過(guò)高量的光子輻射而受到刺激，可以中斷或以更低的功率繼續(xù)皮膚輻射裝置的運(yùn)行。

在另一個(gè)實(shí)施例中，皮膚輻射設(shè)備為了和皮膚直接接觸地使用而設(shè)計(jì)。在所述實(shí)施例中，皮膚輻射設(shè)備可以具有接觸傳感器，該接觸傳感器僅當(dāng)其和皮膚接觸時(shí)使設(shè)備運(yùn)行。

皮膚輻射裝置可以進(jìn)一步包括用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)值的存儲(chǔ)器。預(yù)設(shè)值可以包括針對(duì)最大和最小功率密度、針對(duì)調(diào)制主輻射的頻率、特定的輻射波長(zhǎng)范圍等的預(yù)設(shè)值。

存儲(chǔ)器可以為不同的用戶(hù)存儲(chǔ)多于一組預(yù)設(shè)值。預(yù)設(shè)值可以以默認(rèn)值來(lái)初始化。

皮膚輻射裝置可包括機(jī)械按摩設(shè)備。機(jī)械按摩設(shè)備可結(jié)合由經(jīng)調(diào)制的主輻射提供的按摩來(lái)應(yīng)用機(jī)械按摩。

根據(jù)發(fā)明的第二方面，提供了一種用于向輻射區(qū)域中人的皮膚提供光子輻射的方法，該光子輻射具有從300至700nm，從1900至2000nm以及從2400至10000nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的總功率密度，所述總功率密度在第一和第二互不相同的值之間以至少0.1hz以及至多10hz的頻率進(jìn)行調(diào)制，其中，該第一值至少是20mw/cm²以及該第二值最多是該第一值的四分之一。

根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了一種用于在輻射區(qū)域中的人皮膚處應(yīng)用的光子輻射功率分布（profile），所述分布具有在從300至700nm，從1900至2000nm以及從2400至10000nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的總功率密度，所述總功率密度在第一和第二互不相同的值之間以至少0.1hz以及至多10hz的頻率進(jìn)行調(diào)制，其中，該第一值至少是20mw/cm²以及該第二值最多是該第一值的四分之一。

附圖說(shuō)明

參考附圖更詳細(xì)地描述這些和其它的方面。其中：

圖1a示出了人皮膚的橫截面，

圖1b示出了作為波長(zhǎng)的函數(shù)的光子輻射在人皮膚中的穿透深度，

圖1c示出了作為波長(zhǎng)的函數(shù)的對(duì)于人皮膚中存在的不同物質(zhì)的光子輻射的吸收，

圖1d示出了作為波長(zhǎng)的函數(shù)的人皮膚對(duì)于光子輻射的反射率，

圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的輻射裝置的一個(gè)實(shí)施例，

圖3更詳細(xì)地示出了圖2實(shí)施例的一部分，

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的輻射裝置的另一個(gè)實(shí)施例，

圖5針對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，示出了針對(duì)給定區(qū)域的，應(yīng)用于光子輻射源的電流、由光子輻射源提供的功率密度以及由測(cè)試者的感官知覺(jué)之間的關(guān)系，

圖6針對(duì)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，示出了感受到所應(yīng)用的光子輻射的短暫中斷的測(cè)試者的百分比，與連續(xù)（subsequent）光子輻射脈沖之間的關(guān)閉時(shí)間的函數(shù)關(guān)系。

圖7a示出了人皮膚處應(yīng)用的光子輻射功率分布的第一個(gè)示例，

圖7b示出了人皮膚處應(yīng)用的光子輻射功率分布的第二個(gè)示例，

圖7c示出了人皮膚處應(yīng)用的光子輻射功率分布的第三個(gè)示例，

圖7d示出了人皮膚處應(yīng)用的光子輻射功率分布的第四個(gè)示例。

具體實(shí)施方式

在以下詳細(xì)的描述中，闡述了大量具體的細(xì)節(jié)，以便提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解：本發(fā)明沒(méi)有這些具體的細(xì)節(jié)也可實(shí)現(xiàn)。在其它實(shí)例中，沒(méi)有詳細(xì)地描述廣為人知的方法，步驟，以及組件，以免使本發(fā)明的方面模糊不清。

以下參照附圖更充分地描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)表現(xiàn)，并不應(yīng)解釋為限制于在此闡述的實(shí)施例。相反的，提供這些實(shí)施例以使得本公開(kāi)將是透徹和完整的，并將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分表達(dá)本發(fā)明的范圍。在圖中，層和區(qū)域的尺寸和相對(duì)尺寸可能為了清晰起見(jiàn)而被夸大。

將理解，雖然術(shù)語(yǔ)第一，第二，第三等可在此用于描述各種元件、組件和/或部件，但是這些元件、組件和/或部件不應(yīng)被這些術(shù)語(yǔ)所限。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)元件、組件和/或部件和另一個(gè)元件、組件和/或部件相區(qū)分。因此，以下討論的第一元件、組件和/或分部件可以被稱(chēng)為第二元件、組件和/或部件，而不違背本發(fā)明的教導(dǎo)。

除非另有定義，這里使用的所有的術(shù)語(yǔ)（包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)）具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常的理解的相同的含義。將進(jìn)一步理解：諸如那些在常用詞典中定義的術(shù)語(yǔ)的這些術(shù)語(yǔ)應(yīng)解釋為具有和相關(guān)技術(shù)上下文中他們的含義一致的含義，并將不會(huì)解釋為理想化的或過(guò)于形式的意義，除非此處明確這樣定義。所有的出版物、專(zhuān)利申請(qǐng)、專(zhuān)利以及此處涉及的其它參考資料全部以引用方式并入。當(dāng)出現(xiàn)沖突時(shí)，包括定義的本說(shuō)明書(shū)將控制。此外，材料、方法以及示例都僅僅是說(shuō)明性的而非意在限制。

圖1a示意性地示出了人皮膚的橫截面。皮膚由三個(gè)功能層組成：表皮層、真皮層以及皮下組織層；每一層具有自己獨(dú)特的功能。

表皮層是最上面的功能層，通常由15-20個(gè)細(xì)胞層組成。表皮層連續(xù)經(jīng)歷細(xì)胞的出生、生存和死亡，這些細(xì)胞在表皮層基地處產(chǎn)生，并且在兩周的遷移后在表面脫落。

真皮層（緊鄰的功能層），由細(xì)胞構(gòu)成，這些細(xì)胞產(chǎn)生纖維（膠原蛋白和彈性蛋白），以及容納皮膚的彈性支撐。位于真皮層中的神經(jīng)末梢可以檢測(cè)溫度的變化，并且其它的神經(jīng)末梢可檢測(cè)癢、疼痛等。特別地，用于感知溫暖的感受器存在于該功能層中距離皮膚表面約0.3至0.6mm深度處。

最后，皮下組織層起襯墊和為身體貯藏能量的存儲(chǔ)站的作用。

圖1b示出了作為光子輻射波長(zhǎng)的函數(shù)的光子輻射穿透深度。穿透深度定義為95%的照射光子輻射被吸收處的深度。在指示了皮膚的深度的垂直方向上，圖1a和圖1b具有相同的比例。

穿透深度主要由黑色素、水和氧合血紅蛋白物質(zhì)對(duì)光子輻射的吸收，以及在皮膚層內(nèi)部的散射來(lái)確定。圖1c示出了作為在從300至2000nm范圍中波長(zhǎng)的函數(shù)的在這些物質(zhì)中的吸收。根據(jù)波長(zhǎng)的范圍，皮膚中的光吸收通常主要由黑色素、血紅蛋白和水引起。黑色素是黑色素細(xì)胞制造的色素，黑色素細(xì)胞存在于表皮層和毛發(fā)中，其從真皮層延伸出來(lái)。血紅蛋白存在于特別是真皮層中的血管內(nèi)的血液中。水基本上存在于皮膚的每一個(gè)功能層中。通常來(lái)說(shuō)，uvb范圍中的光子輻射基本上由表皮層中的黑色素所吸收，以使得它不會(huì)在真皮層中穿透太深。uva輻射，也在真皮層中穿透少許，并且藍(lán)色輻射比uva輻射在真皮層中穿透地稍微更深一點(diǎn)。在更長(zhǎng)的波長(zhǎng)處，在1300nm時(shí)，穿透深度增加到大約5mm的穿透深度，因?yàn)楹谏睾脱t蛋白的吸收減少。然而，在高于1500nm的波長(zhǎng)處，水的吸收增加到一個(gè)顯著值，由此有助于減少上述波長(zhǎng)的穿透深度。這解釋了：對(duì)于波長(zhǎng)1950nm而言至約0.5mm的穿透深度的急劇減少。穿透深度在波長(zhǎng)2300nm處具有第二最大值3mm以及對(duì)于2850nm具有約0mm的第二最小值。在從2850至10000nm范圍中的更長(zhǎng)的波長(zhǎng)淺薄地穿透皮膚。

圖1d示出了作為波長(zhǎng)函數(shù)的皮膚的反射率。在從大約300至1500nm的波長(zhǎng)范圍中，反射率相對(duì)高。對(duì)于深色皮膚，在波長(zhǎng)1000nm處，反射量從約10%增加到約45%的最大值，以及對(duì)于1400nm以及更高的波長(zhǎng)，減少到約10%。對(duì)于白皮膚，反射量從300nm波長(zhǎng)處的約10%增加到700nm波長(zhǎng)處的約70%的最大值，以及在1400nm和更高波長(zhǎng)處再次減少到約10%。

圖2示出了皮膚輻射裝置10，其用于向皮膚輻射裝置10的輻射區(qū)域12附近的人的皮膚20提供調(diào)制的光子輻射14。該裝置10包括用于生成光子輻射14的光子輻射源18和調(diào)制設(shè)備16。在運(yùn)行期間，調(diào)制設(shè)備引起在輻射區(qū)域12中的在第一和第二值之間對(duì)從300至700nm，從1900至2000nm，和從2400至10000nm的波長(zhǎng)范圍中的光子輻射的總功率密度進(jìn)行調(diào)制。遍及所述范圍的總功率密度以至少0.1hz和至多10hz的頻率進(jìn)行調(diào)制。在所示實(shí)施例中，第一值至少為20mw/cm²，且第二值至多為第一值的四分之一。

圖3更詳細(xì)地示出了調(diào)制設(shè)備16。調(diào)制設(shè)備16包括給光子輻射源18提供經(jīng)調(diào)制的供電的調(diào)制供電設(shè)備（facility）161。這種情況下，光子輻射源18包括一個(gè)或多個(gè)led并且經(jīng)調(diào)制的供電以經(jīng)調(diào)制的供給電流的形式提供。在這一實(shí)施例中，功率密度在整個(gè)輻射區(qū)域中同時(shí)調(diào)制。

在所示實(shí)施例中，調(diào)制供電設(shè)備161包括：用于在預(yù)定時(shí)間之后中斷裝置運(yùn)行的定時(shí)器162。預(yù)定時(shí)間可以通過(guò)用戶(hù)接口163設(shè)置。預(yù)設(shè)時(shí)間可以在存儲(chǔ)器164中儲(chǔ)存。進(jìn)一步的，調(diào)制設(shè)備16包括：用于生成指示光子輻射源18和輻射區(qū)域12之間距離的距離信號(hào)的距離感知設(shè)備165以及用于提供光學(xué)檢測(cè)信號(hào)的光學(xué)檢測(cè)設(shè)備166。

在另一個(gè)實(shí)施例中，皮膚輻射裝置可以與皮膚接觸地應(yīng)用。在這一實(shí)施例中，皮膚輻射裝置可以具有接觸傳感器，該接觸傳感器當(dāng)其未和皮膚接觸時(shí)停止皮膚輻射裝置的運(yùn)行。

在皮膚輻射裝置的示例性實(shí)施例中，光子輻射源由多個(gè)（此處為3個(gè)）由飛利浦philipslumileds公司制造的luxeonblue類(lèi)型的inganled形成。這些led提供具有420nm波長(zhǎng)的光子輻射。在輻射區(qū)域中的光子輻射的功率密度可能通過(guò)在從0至800ma的范圍中改變供應(yīng)電流而在從0到約200mw/cm²改變。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的輻射裝置的另一個(gè)實(shí)施例。其中，輻射源18包括多個(gè)輻射模塊18a，……，18j，所述輻射模塊通過(guò)相應(yīng)的供電線17a，……，17j耦合到電源16，并且在互不相同的時(shí)間間隔中開(kāi)啟（用于切換的裝置未示出）。可替換地，每個(gè)輻射模塊可具有其自己的電源，并且中央控制器在互不相同的時(shí)間間隔中激活相應(yīng)的電源。在所示實(shí)施例中，輻射源18包括10個(gè)輻射模塊18a，……，18j，每一個(gè)模塊照射輻射區(qū)域中的相應(yīng)子區(qū)域中的皮膚。在這一實(shí)施例中，輻射模塊18a，……，18j由平行帶形成，每一個(gè)平行帶包括多個(gè)（這種情況下為10個(gè)）led。輻射源18可以具有運(yùn)行模式，在這種模式下，每個(gè)輻射模塊在其前一個(gè)輻射模塊關(guān)閉時(shí)開(kāi)啟。當(dāng)序列中最后一個(gè)輻射模塊18j關(guān)閉時(shí)，第一個(gè)輻射模塊18a再次開(kāi)啟。代替在其前一個(gè)輻射模塊關(guān)閉的時(shí)刻開(kāi)啟一個(gè)帶，輻射模塊開(kāi)啟時(shí)段的時(shí)間間隔可能會(huì)重疊。可替換地，在輻射模塊關(guān)閉的時(shí)間點(diǎn)和下一輻射模塊開(kāi)啟的時(shí)間點(diǎn)之間，可能發(fā)生一些時(shí)間推移。

每一個(gè)輻射模塊18a，……18j不必利用同一個(gè)的電源驅(qū)動(dòng)。例如，在第一個(gè)循環(huán)中，每個(gè)連續(xù)的輻射模塊可以以更高的級(jí)別供電，使得其給皮膚提供比其前一個(gè)輻射模塊更高的功率密度。在接著第一個(gè)循環(huán)的第二個(gè)循環(huán)中，每個(gè)連續(xù)輻射模塊可以利用更低的功率驅(qū)動(dòng)。這一模式可以重復(fù)。

在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，調(diào)制設(shè)備16是電流源，其能夠在和所述功率密度范圍對(duì)應(yīng)的范圍中提供電流，電流源可選地利用在0.01和100hz的范圍中可控的頻率開(kāi)啟和關(guān)閉。

利用具有淺色皮膚（類(lèi)型2）的人測(cè)試該裝置。輻射區(qū)域約20cm²。結(jié)果如圖5所示。這里的圖示出了作為電源電流i的函數(shù)的輻射區(qū)域12中所測(cè)量的功率密度。圖5進(jìn)一步指示了測(cè)試者對(duì)于功率密度（圖中的矩形點(diǎn)）的具體設(shè)定的感知體驗(yàn)。在19mw/cm²的功率密度處，測(cè)試者仍未感覺(jué)到溫暖。在35mw/cm²以及更高的功率密度處，感覺(jué)到光子輻射。在190mw/cm²的功率密度處，感覺(jué)到光子輻射非常溫暖，但仍然舒適。假設(shè)高于190mw/cm²的功率密度也可以接受，考慮到在根據(jù)本發(fā)明的裝置中以脈沖方式提供光子輻射，以使得皮膚被允許在連續(xù)光子輻射脈沖之間冷卻。

在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中考察了在連續(xù)脈沖之間時(shí)間段的效果。在這一實(shí)驗(yàn)中，使用了由icxphotonic公司制造的reflectir-p1n型的廣譜燈，以應(yīng)用具有263mw/cm²的功率密度的光子輻射脈沖。具有持續(xù)時(shí)間2s的光子輻射脈沖應(yīng)用于6個(gè)測(cè)試者的類(lèi)型2的皮膚的22cm²區(qū)域。連續(xù)脈沖之間的間隔在0.0至1.0s之間變化。結(jié)果展示于圖6中。在間隔為0.1s時(shí)，沒(méi)有測(cè)試者感知到了由光子輻射源提供的光子輻射的中斷。在間隔為0.2s時(shí)有一個(gè)測(cè)試者已經(jīng)感覺(jué)到了連續(xù)光子輻射脈沖之間缺少光子輻射。在間隔為0.4s時(shí)，觀察到感知到光子輻射短暫中斷的測(cè)試者數(shù)量突然增多。在間隔為0.7s和更多時(shí)，所有的測(cè)試者都感到了光子輻射的中斷。

圖7a至7d示出了根據(jù)本發(fā)明的光子輻射功率分布的幾個(gè)示例。

垂直軸指示了在從300至700nm，從1900至2000nm以及從2400至10000nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光子輻射的總功率密度（以mw/cm²為單位）。水平軸指示了以秒為單位的時(shí)間。在圖7a示出的示例中，所述波長(zhǎng)范圍中的總功率密度以22mw/cm²的第一值和0mw/cm²的第二值之間的脈沖方式調(diào)制。脈沖持續(xù)時(shí)間為2s，并且連續(xù)脈沖間的時(shí)間間隔是0.2s。

在圖7b所示的示例中，所述波長(zhǎng)范圍中的總功率密度以22mw/cm²的第一值和0mw/cm²的第二值之間的脈沖方式調(diào)制。同樣，這種情況下，脈沖持續(xù)時(shí)間為2s，然而，連續(xù)脈沖間的時(shí)間間隔是0.6s。

在圖7c所示的示例中，在所述波長(zhǎng)范圍中的總功率密度以50mw/cm²的第一值和0mw/cm²的第二值之間的脈沖方式調(diào)制。脈沖持續(xù)時(shí)間為2s，以及連續(xù)脈沖間的時(shí)間間隔是0.6s。

圖7d所示的示例和前面的示例不同，因?yàn)榭偣β拭芏入S著每個(gè)連續(xù)脈沖而逐漸遞增。在這一示例中，第一脈沖具有第一值為20mw/cm²的功率密度，第二脈沖具有第一值為35mw/cm²的功率密度以及第三脈沖具有第一值為50mw/cm²的功率密度。脈沖持續(xù)時(shí)間為2s，以及連續(xù)脈沖之間的時(shí)間間隔為0.6s。實(shí)際上，脈沖的功率密度可以更逐漸增加。例如，在100個(gè)脈沖的序列中，脈沖的功率密度，即第一級(jí)別，可以從序列中的第一個(gè)脈沖的20mw/cm²逐漸增加到序列中的最后一個(gè)脈沖的60mw/cm²。

在圖7中呈現(xiàn)的示例中，總功率密度在例如22mw/cm²的第一級(jí)別和0mw/cm²的第二級(jí)別間切換。然而，在不關(guān)閉總功率密度的情況下而通過(guò)將總功率密度切換到比第一值大幅降低的第二值，也可以實(shí)現(xiàn)按摩效果，以使得感覺(jué)到溫暖感知的區(qū)別。如果第二值至多是第一值的四分之一，則認(rèn)為感覺(jué)到了這種溫暖感知的區(qū)別。

根據(jù)皮膚類(lèi)型、皮膚狀況、人的靈敏度和個(gè)人偏好，當(dāng)實(shí)施用于向輻射區(qū)域中的人的皮膚設(shè)置提供光子輻射的方法時(shí)，可以選擇根據(jù)本發(fā)明的這些或其它的光子輻射功率分布之一。

在權(quán)利要求中，單詞“包括”不排除其他的元件或步驟，并且不定冠詞“一（a）”或“一（an）”不排除多個(gè)。單個(gè)組件或其它單元可以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求中所陳述的幾個(gè)項(xiàng)目的功能。

在互不相同的權(quán)利要求中表述某些措施的純粹事實(shí)不表示這些措施的結(jié)合不能有利地使用。在權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)解釋為對(duì)范圍的限制。進(jìn)一步的，除非明確表示相反，“或者”指包括性的或者，并且不是排除性的或者。例如，以下任意之一滿足情況a或b：a為真（或存在）以及b為假（或不存在），a為假（或不存在）以及b為真（或存在），以及a和b兩者都為真（或存在）。