牙科光照射装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种牙科光照射装置，该牙科光照射装置适于发射蓝光。该装置具有光源、用于对从光源发射的光进行准直的构件、以及光导。光准直构件包括：被取向成平坦面朝向光源的平凸透镜，以及由具有内锥形反射表面的中空环形结构形成的反射器。所述反射器被布置成使得其内横截面朝向所述透镜增宽，并且所述反射器在所述透镜的所述平坦面与所述光源之间的整个距离上延伸。所述光源基本上定位在所述透镜的有效焦距处，并且所述光导具有用于接收从所述光源发射的光的输入面以及用于所述光的输出面。

Dental light irradiation device

The invention discloses a dental light irradiation device which is suitable for emitting blue light. The device has a light source, a collimator for collimating light emitted from the light source, and a light guide. The light collimating member includes a plano convex lens which is oriented to a flat surface toward the light source, and a reflector formed by a hollow annular structure with an inner conical reflecting surface. The reflector is arranged such that the inner cross section extends toward the lens, and the reflector extends over the entire distance between the flat surface of the lens and the light source. The light source is substantially positioned at an effective focal length of the lens, and the light guide has an input surface for receiving light emitted from the light source and an output surface for the light.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及牙科光照射装置，并且具体地涉及适于在预定最小化范围内以光强度分布在工作区域中发射光的牙科光照射装置。
技术介绍
光固化或光硬化型材料广泛应用在牙科中，用于牙齿修复，例如用于填充牙齿中的龋洞。此类材料通常被制造用于提供与自然牙齿的光学特征类似的光学特征，这就使这些材料成为例如外观不佳的汞合金材料的优选替代品。光硬化材料常常包括可聚合的基质材料和包含着色剂的填料材料，并且可初始地为大致柔软或可流动的，使得能够以所需的形状施加到所需位置。例如，为了修复牙齿，牙科材料可填入龋洞并成形为使得所修复的牙齿很像自然牙齿。一旦形成所需形状，就可通过使材料在取决于材料的一定时间段内持续暴露于所需波长的光而硬化。光通常激活牙科材料中引起基质材料聚合的光引发剂。能够由波长在约450nm和500nm之间的蓝光硬化的牙科材料，已在牙科中普遍使用。因此，用于硬化此类牙科材料的牙科光照射装置通常发射此类波长下的光并且通常使装置能够自动控制光发射仅持续预选或可预选时间段。此类牙科光照射装置例如可以商品名EliparTM S10 LED固化灯(EliparTM S10 LED Curing Light)得自德国3M ESPE公司(3M ESPE,Germany)。垂直照射牙科材料使得牙科材料的暴露于从装置发射的足够强的光的部分硬化。非常少量的牙科材料通常可以通过在所需的预选操作时间段内持续激活一次装置来硬化。然而，对于填充牙齿中的较大龋洞，通常将牙科材料提供在若干部分中并相继硬化。为了进一步硬化较大量的牙科材料，必须将光照装置重新定位一次或若干次，以确保牙科材料的所有相关部分都暴露于光。已发现，可由一些牙科执业医师在预选操作时间段内在操作装置期间执行此类重新定位。然而，这可能导致牙科材料的每个不同部分暴露于光的时间短于预选时间。这可能进一步导致牙科材料硬化不充分，并且因此导致牙科填充物不够耐用。否则，一些牙科执业医师可能要在预选操作时间段内在每个位置上通过若干次装置操作来执行重新定位。然而，这可能导致牙科材料升温并引起患者的术后疾病。此外，这可能导致牙科材料过度硬化并变得易碎。尽管牙科执业医师通常能够熟练控制牙科光照装置来适当地硬化甚至较大的填充物，但在一方面填充物质量和患者舒适度与另一方面牙科执业医师的处理牙科光照射装置的方式之间存在相对较高的依赖度。通常，现有技术的装置可以不同的操作次数和/或不同的强度来操作，以控制牙科材料的适当硬化。因此通常可控制牙科材料的过长或过短暴露。然而，仍需要一种最大程度地降低填充物质量与装置处理之间的依赖度的装置。此外，仍需要提供一种允许容易地处理以在不同情况下适当地硬化牙科材料的装置。
技术实现思路
本专利技术涉及一种适于发射蓝光的牙科光照射装置。出于本说明书的目的，“蓝光”是指波长在约430nm(纳米)和约490nm的范围内并且峰值波长在约444nm和约453nm的范围内的光。此外，此类蓝光优选地基本上不包括波长在约430nm和约490nm的范围之外的光。例如，从装置发射的光量的至少90％、更优选地95％，由波长在约430nm和约490nm的范围内的蓝光形成。本专利技术的装置包括光源以及用于对从光源发射的光进行准直的构件。光准直构件包括(优选地单个或仅一个)平凸透镜。此类平凸透镜具有凸面和相对的平坦面。平凸透镜被取向成平坦面朝向光源。光准直构件还包括反射器。反射器由具有内锥形反射表面的中空环形结构形成。因此，反射器基于与全反射相反的表面反射而工作。因此，光损失可降至最低。装置的反射器被布置成使得其内横截面朝向透镜增宽。此外，反射器在透镜的平坦面与光源之间的整个距离上延伸。光源基本上定位在(或定位在)透镜的有效焦距处。装置还包括光导。光导具有用于接收从光源发射的光的输入面以及用于光的输出面。此外，装置具有反射管。反射管布置在光准直构件与光导之间。换句话讲，本专利技术的装置可被描述为一种包括光源、用于对从光源发射的光进行准直的构件、以及光导的装置。光导具有用于接收从光源发射的光的输入面以及用于光的输出面。优选地，光导被布置在或适于布置在装置中使得光导的输入面面向光准直构件，其中光准直构件布置在光源与光导之间。输出面具有：-从其中发射光的总区域，-几乎由总区域内的内切第一圆限定的参考区域，和-几乎由同心地布置在第一圆内的第二圆限定的较小的工作区域，-其中第二圆的直径是第一圆的直径的80％，并且-其中第一圆轴线几乎限定穿过第一圆和第二圆的中心并且在第一圆和第二圆的平面内，并且-第二圆轴线几乎限定穿过第一圆和第二圆的中心并且在同一平面内，其中第二圆轴线垂直于第一圆轴线布置。装置适于使得从输出面发射的光表现出跨第一圆内的第一圆轴线确定的第一光强度分布。第一光强度分布表现出至少一个第一光强度最大值。此外，光源、光准直构件和光导各自被构造成并且(组合地)被布置用于协作，使得第二圆内的第一光强度分布在第一光强度最大值的70％和100％的限制范围内。光源、光准直构件和光导各自可被构造成并且被布置用于协作，使得第二圆内的第一光强度分布在第一光强度最大值的72％和100％、更优选地74％和100％、最优选地76％和100％的限制范围内。在一个实施方案中，光准直构件仅由单个平凸透镜和反射器组成。装置的有益效果在于它有助于最大程度地提高光硬化型牙科材料在患者口腔中的光硬化可靠性。不同于旨在通过朝向小区域聚光来最大程度地提高光强度的现有装置，本专利技术的装置实施的是将发散光准直成平行光的光学器件。已发现，与现有技术装置相比较，基于被硬化牙科材料的相似质量，本专利技术的装置相对于要硬化的材料的定位的精确度较不重要。换句话讲，尽管一些现有技术装置考虑了在精确定位的情况下以卓越的质量来硬化牙科材料，但在以更高的定位公差来定位的情况下，本专利技术的装置也能够实现相同的结果。在一个实施方案中，输出面由光导的平坦或基本上平坦的端面形成。在另一个实施方案中，装置适于使得从输出面发射的光表现出跨第一圆内的第二圆轴线确定的第二光强度分布。在该实施方案中，第二光强度分布同样表现出至少一个第二光强度最大值。此外，光源、光准直构件和光导各自被构造成并且(组合地)被布置用于协作，使得第二圆内的第二光强度分布在第二光强度最大值的70％和100％的限制范围内。光源、光准直构件和光导各自可被构造成并且被布置用于协作，使得第二圆内的第二光强度分布在第二光强度最大值的72％和100％、更优选地74％和100％、最优选地76％和100％的限制范围内。在另一个实施方案中，光源为蓝光LED(发光二极管)或蓝光激光二极管。光源可由输入功率在6W至12W之间并且光输出功率在约1W至约3W之间、优选地为至少约1.12W的单个高功率LED形成。此外，光源可基本上形成点源。此类点源在实施过程中可具有照射区域。此类照射区域可不大于20mm2，例如在2mm2和3mm2之间，并且具体地为约2.25mm2。本文所述的照射区域是指在两个维度上都大致等尺寸的二维平坦区域，例如大致圆形或正方形的区域。光准直构件优选地被相对于光源调整和布置，以将光准直成基本上平行的光束。技术人员将能够根据光源的照射角度、光准直构件的准直特征以及光源与光准直构件之间的距离来选择光准直构件和光源的适当组合。在一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于发射蓝光的牙科光照射装置，所述装置包括：‑光源，‑用于对从所述光源发射的光进行准直的构件，所述光准直构件包括：‑被取向成平坦面朝向所述光源的平凸透镜，和‑由具有内锥形反射表面的中空环形结构形成的反射器，‑所述反射器被布置成使得其内横截面朝向所述透镜增宽，并且所述反射器在所述透镜的所述平坦面与所述光源之间的整个距离上延伸，‑所述光源基本上定位在所述透镜的有效焦距处，并且‑其中所述装置还包括光导，所述光导具有用于接收从所述光源发射的光的输入面以及用于所述光的输出面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.24 EP 14165892.21.一种适于发射蓝光的牙科光照射装置，所述装置包括：-光源，-用于对从所述光源发射的光进行准直的构件，所述光准直构件包括：-被取向成平坦面朝向所述光源的平凸透镜，和-由具有内锥形反射表面的中空环形结构形成的反射器，-所述反射器被布置成使得其内横截面朝向所述透镜增宽，并且所述反射器在所述透镜的所述平坦面与所述光源之间的整个距离上延伸，-所述光源基本上定位在所述透镜的有效焦距处，并且-其中所述装置还包括光导，所述光导具有用于接收从所述光源发射的光的输入面以及用于所述光的输出面。2.根据权利要求1所述的装置，其中另外的反射管布置在所述光准直构件与所述光导之间。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述光源为蓝光LED。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述光源由输入功率在6W至12W之间的单个高功率LED形成。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述透镜的凸面是非球面。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述光源的中心定位在所述透镜的有效焦距处。7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还具有由透明封闭件封闭的外壳，其中所述反射管沿所述透镜的所述凸面与所述封闭件之间的整个距离延伸。8.根据权利要求7所述的装置，其中所述外壳适于可拆卸地附接所述光导。9.根据权利要求8所述的装置，其中所述光导和所述外壳能够通过磁性耦合器彼此附接。10.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其中所述外壳还密封地封装所述光源、电池和控制单元，所述电池用于对所述光源供电，所述控制单元用于在可预选操作时间内操作所述光源并且用于在所述操作时间结束时自动停用所述光源。11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述光导至少部分地在大致矩形的横截面处延伸。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·K·韦尔克尔，员智省，R·施密德，K·舍普克吉拉施，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US