專利名稱：利用光輻射的生物測(cè)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種把活的生物體暴露在可見(jiàn)光下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的生物測(cè)定裝置。
本發(fā)明的申請(qǐng)人先前提出，利用透鏡或類似元件聚焦太陽(yáng)光或人造光，把聚焦的光線引入纖維光纜并把它們傳送到任何需要光的地方，用于照明或其它目的，例如，栽培植物、小球藻類、養(yǎng)魚(yú)等等。在研究過(guò)程中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，不含紫外線和紅外線的可見(jiàn)光不僅能通過(guò)剌激人體的代謝活動(dòng)，促進(jìn)人的身體健康、防止人的皮膚衰老，而且顯著地有助于治療痛風(fēng)、神經(jīng)病、褥瘡、風(fēng)濕病、燒傷瘢痕、皮膚病、骨折等等，解除這些疾病的痛苦。
在上述發(fā)明者發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，本申請(qǐng)人曾進(jìn)一步提出過(guò)光輻射裝置的申請(qǐng)，此裝置輻射不含有害的紫外線和紅外線的可見(jiàn)光，利用此光有助于治愈各種疾病，給予美容處置并促進(jìn)人體健康。此裝置用太陽(yáng)光或人造光的可見(jiàn)光成分，通過(guò)纖維光纜傳送，輻照病人的皮膚表面。本裝置由于使用的是濾除了紅外線和紫外線(眾所周知，紅外線和紫外線光對(duì)人是有害的)的光，從而保證疾病安全治愈。為了增加此裝置提供的光輻射治愈效率，必須改變?nèi)绻饬俊⒉ㄩL(zhǎng)、光強(qiáng)等等條件。而且，還必須利用實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物例如兔、鼠等研究醫(yī)藥和光輻射的配合療效。
本發(fā)明目的之一是提供一把活生物體暴露在可見(jiàn)光下進(jìn)行試驗(yàn)的生物測(cè)定裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一用可見(jiàn)光輻照的生物測(cè)定裝置，它能對(duì)活生物體更有效地進(jìn)行有關(guān)可見(jiàn)光輻照效應(yīng)的試驗(yàn)。
本發(fā)明還有一目的是提供一用可見(jiàn)光輻照的生物測(cè)定裝置，它能夠用能量強(qiáng)度和/或色溫可變、或能量強(qiáng)度和/或色溫是固定值的光來(lái)輻照活實(shí)驗(yàn)物。


圖1是依據(jù)本發(fā)明的生物測(cè)定裝置的基本示圖。
圖2是依據(jù)本發(fā)明的用光輻照的生物測(cè)定裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示圖。
圖3是說(shuō)明太陽(yáng)光收集和出射裝置的實(shí)施例圖，此裝置能夠自動(dòng)地收集太陽(yáng)光并把它導(dǎo)入到纖維光纜中，讓太陽(yáng)光通過(guò)那里再傳送到所需要的地方。
圖4是說(shuō)明怎樣把所期望的光的顏色成分導(dǎo)入到纖維光纜中的基本示圖。
圖5是通過(guò)一個(gè)透鏡聚焦的太陽(yáng)象的例示圖。
圖1是說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明的生物測(cè)定裝置的工作的結(jié)構(gòu)圖。在圖1中，標(biāo)號(hào)1a-1c表示傳送太陽(yáng)光或人造光的纖維光纜，這些光中含有大量的紅色光成分(例如用光纜1a傳送的)、蘭色光成分(用光纜1b傳送的)以及綠色光成分(用光纜1c傳送的)。(但是，紅外線和紫外線由于它們對(duì)活生物體有害而被濾掉了。)2是支撐所說(shuō)的纖維光纜的活動(dòng)板，它可以按箭頭A的方向移動(dòng);3是一個(gè)透明的元件，此元件有一透明或中空的中心部分3a和一具有反射表面的外圍部分3b，此反射面消除了使光穿過(guò)3b而把熱傳輸?shù)教幱诠廨椪障碌脑囼?yàn)物上的可能性。4是一試驗(yàn)盤。5是放在所述試驗(yàn)盤4中的試驗(yàn)物(活生物體)。6是底盤，在其上放置所述的試驗(yàn)盤4。在不需要把試驗(yàn)物5放到試驗(yàn)盤中的情況下，試驗(yàn)盤可以省略，因此底盤6也不總是需要的。7是光能傳感器(照度計(jì))，8是色溫計(jì)。通過(guò)光能傳感器7檢測(cè)投射在活生物體5上的光強(qiáng)，使光輻照能量總保持在最佳水平;同時(shí)通過(guò)色溫計(jì)8量測(cè)投射在活生物體5上的光的色溫并調(diào)節(jié)光的波長(zhǎng)，以使光輻照總是保持最佳色溫。因?yàn)槊糠N活生物體5都需要各自的與光輻照照明強(qiáng)和色溫有關(guān)的最佳條件，為了有效地用活生物體做試驗(yàn)，就必須把光的照明強(qiáng)度和色溫調(diào)節(jié)到活生物體需要的最佳值。照明強(qiáng)度(即光能強(qiáng)度)可按箭頭A方向移動(dòng)活動(dòng)板2、改變所有纖維光纜的光出射端與活生物體的距離來(lái)調(diào)節(jié)。光輻射的色溫利用按箭頭B所指的方向分別移動(dòng)每條纖維光纜的光出射端、改變活生物體與纖維光纜的光出射端之間的距離即改變含大量特定譜成分的光的強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)。
圖2表示依據(jù)本發(fā)明的生物測(cè)定裝置的一個(gè)實(shí)施例的示圖，它可調(diào)節(jié)光輻照的照明強(qiáng)度和色溫。在圖2中，10是一支撐板(相當(dāng)于圖1所示的透明板3)，11是垂直裝在支撐板10上的立柱，12是支在立柱11上端的一塊固定板，13是能沿立柱11垂直移動(dòng)的一移動(dòng)板(所說(shuō)的移動(dòng)板相當(dāng)于圖1所示的活動(dòng)板2)，14是一電機(jī)，它能夠使移動(dòng)板13按箭頭A所指的方向移動(dòng)，15是一由電機(jī)14帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的進(jìn)給螺桿，而16是與進(jìn)給螺桿螺紋嚙合的螺母，它們整體地固定到移動(dòng)板13上。當(dāng)進(jìn)給螺桿15由電機(jī)14帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺母16就與移動(dòng)板13一起按箭頭A所指的方向移動(dòng)。17是一條纖維光纜的光出射端，它固定在移動(dòng)板13的中心，18a、18b和18c(18c未示出)是另外幾條纖維光纜的端頭，它們每條都固定到移動(dòng)板13上，其固定方式應(yīng)使其可以按箭頭B所指的方向移動(dòng)并可以按箭頭θ所指的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。19a、19b、19c(19c未示出)是分別支撐纖維光纜18a、18b和18c的臂。20a、20b和20c(20未示出)是分別按箭頭B所指的方向移動(dòng)并分別按箭頭θ所指的方向轉(zhuǎn)動(dòng)支撐臂19a、19b、19c的臂。21a、21b和21c(21c未示出)是分別按箭頭θ所指的方向轉(zhuǎn)動(dòng)臂對(duì)20a和19a;20b和19b;20c和19c的電機(jī)。22a、22b和22c(22c未示出)是移動(dòng)臂，當(dāng)它們分別被電機(jī)21a、21b和21c驅(qū)動(dòng)時(shí)，能夠按箭頭c所指方向移動(dòng)。23a、23b和23c(23c未示出)是分別驅(qū)動(dòng)進(jìn)給螺桿24a、24b和24c(24b和24c未示出)旋轉(zhuǎn)的電機(jī)。25a、25b和25c(25b和25c未示出)是分別與進(jìn)給螺桿24a、24b和24c螺紋嚙合的螺母。從安裝在移動(dòng)板中心的纖維光纜17出射的光，例如，它可能對(duì)應(yīng)于白色太陽(yáng)光。(但是，如下所述，纖維光纜17不總是需要的)。從纖維光纜18a出射的光含有大量的紅色光成分，從纖維光纜18b出射的光含有大量的蘭色成分，從纖維光纜18c出射的光含有大量的綠色成分。因此，可以利用調(diào)節(jié)來(lái)自光纜18a、18b和18c的光量來(lái)改變總的合成光的顏色，例如成為白色、紅色、蘭色或綠色。因?yàn)榘咨饪衫脧睦w維光纜18a、18b和18c射出的光線混合而獲得。所以纖維光纜17不總是需要的。在本實(shí)施例中，在所示狀態(tài)下，從纖維光纜17、18a、18b和18c出射的光束分別通過(guò)支撐板10的透明部分10a，然后投射在實(shí)驗(yàn)物28周圍，它們互相混合形成一束輻照實(shí)驗(yàn)物的合成光。合成光的照明強(qiáng)度和色溫能被予置到實(shí)驗(yàn)物28所需的最佳值。但是，每當(dāng)實(shí)驗(yàn)物被另外一個(gè)代替或某一試驗(yàn)條件變化時(shí)，合成光的照明強(qiáng)度和色溫的予置值必須調(diào)整。另外，即使當(dāng)同一實(shí)驗(yàn)物暴露于照明強(qiáng)度和色溫都不變的光輻照下時(shí)，也需重新調(diào)整，因?yàn)橥ㄟ^(guò)每一條纖維光纜傳送的光的兩個(gè)參數(shù)在一天內(nèi)是變化的，而且還與天氣有關(guān)，太陽(yáng)光的顏色在早晨和晚上變成紅色的。
在圖2中，光能強(qiáng)度可以利用電機(jī)14驅(qū)動(dòng)移動(dòng)板13按箭頭B方向移動(dòng)來(lái)進(jìn)行調(diào)整。但是，因?yàn)槔w維光纜18a、18b和18c也隨移動(dòng)板13一起上下移動(dòng)，因此，當(dāng)調(diào)整移動(dòng)板13時(shí)如果不做附加的調(diào)節(jié)，則組成的合成光的位置就偏離被輻照的實(shí)驗(yàn)物了。配備電機(jī)21a、21b和21c及移動(dòng)臂22a、22b和22c就是為了補(bǔ)償上述光纜的偏移。當(dāng)移動(dòng)板13被電機(jī)14驅(qū)動(dòng)與纖維光纜一起垂直移動(dòng)時(shí)，臂22a、22b和22c、同時(shí)由它們各自的電機(jī)21a，21b和21c驅(qū)動(dòng)而按箭頭C所指方向移動(dòng)。每個(gè)臂的移動(dòng)都借助于進(jìn)給螺桿和固定螺母的組合來(lái)執(zhí)行。換句話說(shuō)，被電機(jī)21a(21b，21c)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的螺桿21a′(21b′，21c′)和固定臂22a(22b，22c)上的螺母22a′(22b′，22c′)早就是互相嚙合在一起的。臂22a由電機(jī)21a通過(guò)上述進(jìn)給機(jī)構(gòu)帶動(dòng)按箭頭C方向移動(dòng)。例如，當(dāng)移動(dòng)板13向上移動(dòng)時(shí)，臂22a同步地被拉向電機(jī)21a，當(dāng)移動(dòng)板13向下移動(dòng)時(shí)，臂22a同步地被推離電機(jī)21a。臂22a(22b，22c)的如此運(yùn)動(dòng)伴隨著臂24a和19a(24b和19b，24c和19c)圍繞支撐點(diǎn)26a沿箭頭Q方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，可以使纖維光纜射出的光線對(duì)著實(shí)驗(yàn)物。換句話說(shuō)，光線可以調(diào)焦對(duì)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)物同時(shí)又不引起色溫改變。輻照實(shí)驗(yàn)物28的光的色溫調(diào)節(jié)可以按下述方法進(jìn)行當(dāng)電機(jī)23a(23b，23c)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給螺桿24a(24b，24c)時(shí)，當(dāng)進(jìn)給螺桿24a螺紋嚙合并固定到移動(dòng)板上的螺母25a(25b、25c)沿著進(jìn)給螺桿24a的自身長(zhǎng)度移動(dòng)，因此支撐纖維光纜18a的臂19a按箭頭B指的方向移動(dòng)，這樣就調(diào)整了光的色溫。舉例來(lái)說(shuō)，要把光的色溫調(diào)節(jié)到接近紅色，就把傳送含有大量紅色成分的光的纖纜光纜18a放得較接近實(shí)驗(yàn)物28，同時(shí)把其它的纖維光纜18b、18c放得遠(yuǎn)離實(shí)驗(yàn)物28。即任何所期望的光的色溫都可利用調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)物28與纖維光纜18a-18c的出射端之間的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)器27用來(lái)調(diào)節(jié)支撐板10的水平面，以使放在支撐板10下的實(shí)驗(yàn)物可以適當(dāng)?shù)乇┞对诠饩€下。在圖2的情況下，暴露在光輻照下的實(shí)驗(yàn)物是一個(gè)動(dòng)物，然而，實(shí)驗(yàn)物不限于動(dòng)物，可以是其它各種活的生物，例如人、魚(yú)、細(xì)胞等等都可以。另外，也可以在支撐板10下用放在實(shí)驗(yàn)盤(如圖1所示)里的實(shí)驗(yàn)物做實(shí)驗(yàn)。
圖3是解釋把太陽(yáng)光導(dǎo)入到上述纖維光纜中的太陽(yáng)光收集器的實(shí)例結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，太陽(yáng)光收集器包括一透明的防護(hù)帽30、菲涅耳透鏡31、透鏡架32，太陽(yáng)位置傳感器33、由大量的光纖34組成的纖維光纜1、光纜架35、一個(gè)臂36，一脈沖電機(jī)37和由脈沖電機(jī)37驅(qū)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)軸38、一支撐防護(hù)帽的底座39、脈沖電機(jī)40和由脈沖電機(jī)40驅(qū)動(dòng)的垂直轉(zhuǎn)軸41。
利用太陽(yáng)位置傳感器33檢測(cè)太陽(yáng)的方向并且用其檢測(cè)信號(hào)控制電機(jī)37和40分別轉(zhuǎn)動(dòng)水平軸38和垂直軸41，以控制透鏡31總是朝著太陽(yáng)，被每個(gè)透鏡31聚焦的太陽(yáng)光通過(guò)置于透鏡焦點(diǎn)上的每條光纖34的端面導(dǎo)入光纖中。位于各自透鏡31上的光纖34集中起來(lái)捆在一起做為光纜1，把光纜1從太陽(yáng)光收集器引出來(lái)送往任何需要的地方，在那里，光線被利用做關(guān)于活生物體對(duì)光反應(yīng)的生物測(cè)定。
圖4是說(shuō)明怎樣把太陽(yáng)光導(dǎo)入到光纖里的示圖。在圖4中，31是菲涅耳透鏡或類似元件;34是光纖，它接收被透鏡31聚焦的太陽(yáng)光，并通過(guò)它把接收的太陽(yáng)光傳送到任何需要的地方。在通過(guò)透鏡系統(tǒng)聚焦太陽(yáng)光的情況下，太陽(yáng)象如圖5所示，有一個(gè)幾乎由白光組成的中心部分A和一個(gè)含有大量與透鏡系統(tǒng)的焦點(diǎn)相對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的光成分的環(huán)形部分B。即在通過(guò)透鏡系統(tǒng)聚焦太陽(yáng)光的情況下，透鏡的焦點(diǎn)和太陽(yáng)象的大小依據(jù)光成光的波長(zhǎng)成分不同而不同。例如，波長(zhǎng)短的蘭色光使直徑為D1的太陽(yáng)象處于位置P1，綠色光使直徑為D2的太陽(yáng)象處于位置P2，紅色光使直徑為D3的太陽(yáng)象處于位置P3。因此，如圖4所示，當(dāng)光纖的光接收端面處于位置P1時(shí)，在環(huán)形部分內(nèi)能夠收集到含有大量蘭色成分的太陽(yáng)光。當(dāng)光纖的光接收端面處于位置P2時(shí)，在園環(huán)部分內(nèi)能夠收到含有大量綠色成分的太陽(yáng)光。當(dāng)光纖的光接收端面處于位置P3時(shí)，在園環(huán)部分內(nèi)能夠收到含有大量紅色成分的太陽(yáng)光。在每種情況下，光纖的直徑可以依據(jù)所要收集的光的成分來(lái)選擇。例如，根據(jù)所側(cè)重的光線的顏色如蘭色、綠色和紅色，光纖所需要的直徑分別是D1、D2和D3。用這樣的方法，可以節(jié)省纖維光纜的需要量，而且因此可以最有效地收集含有大量所需顏色成分的太陽(yáng)光。此外，如圖4所示，如果光纖的光接收端面的直徑增大到D0，就能夠在那里收集到含有所有波長(zhǎng)成分的可見(jiàn)光。
光纖可以在制造廠家在太陽(yáng)光收集器中相當(dāng)于各自透鏡的聚焦位置上予先把光纖的光接收端固定，也可以活動(dòng)地裝在太陽(yáng)光收集器中，這樣它們的光接收端的位置就可由用戶根據(jù)所收集的光的顏色沿透鏡的光軸方向進(jìn)行附加的調(diào)整。
上述的說(shuō)明很明顯，根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種具有可見(jiàn)光輻照設(shè)備輻照活實(shí)驗(yàn)物的生物測(cè)定裝置。輻照所用的光能夠改變它的能量強(qiáng)度和/或色溫，或者固定它的能量強(qiáng)度和/或色溫，因此，能用它準(zhǔn)確有效地對(duì)活實(shí)驗(yàn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究它們對(duì)光的反應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一生物測(cè)定裝置，由一個(gè)有透明部分的底板、垂直裝在所述底板上的立柱、活動(dòng)地固定在所述垂直立柱上的移動(dòng)板以及至少三條傾斜地裝在所述移動(dòng)板上的纖維光纜組成，其特征在于在該生物測(cè)定裝置中，是利用從纖維光纜的光出射端射出的光線對(duì)底板的透明部分下放置的實(shí)驗(yàn)物進(jìn)行輻照來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，三條纖維光纜中的一條提供含有大量紅色譜成分的輻照光，另外一條提供含有大量蘭色譜成分的輻照光，余下的一條提供含有大量綠色譜成分的輻照光，所述的每條纖維光纜都具有一裝置，使它在移動(dòng)板垂直移動(dòng)的同時(shí)調(diào)節(jié)傾斜角，從而，使從光纜上射出的光線總是投向底板的透明部分。
2.依據(jù)權(quán)力要求1的生物測(cè)定裝置，其特征在于具有一些設(shè)施能分別將每條纖維光纜的光出射端相對(duì)底板的透明部分調(diào)整成某預(yù)定的傾斜角度。
3.依據(jù)權(quán)利要求1或2的生物測(cè)定裝置，其特征在于具有另外的纖維光纜，通過(guò)它出射相當(dāng)于白色光的光，這白光穿過(guò)底板的透明部分輻射在實(shí)驗(yàn)物上。
4.依據(jù)權(quán)利要求1或2的生物測(cè)定裝置，其特征在于在底板上安裝一照明強(qiáng)度傳感器和/或一色溫傳感器，以使能根據(jù)照明強(qiáng)度傳感器的輸出信號(hào)控制移動(dòng)板的垂直運(yùn)動(dòng)和/或根據(jù)色溫傳感器的信號(hào)控制底板的透明部分與每條纖維光纜的光出射端的距離。
全文摘要
在這個(gè)對(duì)實(shí)驗(yàn)物進(jìn)行試驗(yàn)的生物測(cè)定裝置中，實(shí)驗(yàn)物放在底板的透明部分下面，用三條纖維光纜的光出射端射出的光線進(jìn)行輻照。三條纖維光纜之一輻射含有大量紅色譜成分的光線，另外一條輻射藍(lán)色譜成分的光，余下的一條輻射綠色譜成分的光，每條纖維光纜都配有一裝置，用來(lái)在移動(dòng)板垂直運(yùn)動(dòng)的同時(shí)調(diào)節(jié)纖維光纜的傾斜角。
文檔編號(hào)G01N33/48GK1042993SQ89107730
公開(kāi)日1990年6月13日 申請(qǐng)日期1989年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月24日
發(fā)明者森敬 申請(qǐng)人:森敬