(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部光源（１１）と，導光体（２１）と，ピンセット型の器具（２２）とを有し，
前記導光体（２１）は，
前記外部光源（１１）側に存在する光源側端部（２３）と，
前記光源側端部（２３）で受光した光が伝搬する導光体本体（２４）と，
前記光源側端部（２３）とは逆側の端部であって前記導光体本体（２４）を伝搬した光が出力する部位である出力端部（２５）とを有し，
前記器具（２２）は，
前記ピンセット型の器具の中心部を長手方向に伸びる前記導光体（２１）を挿入するための導光体挿入部（５１）と，
前記外部光源（１１）からの光を受けて発電する光電池（４１）と，
前記光電池（４１）により発光する内部光源（４２）とを有し，
前記内部光源（４２）から放射された光が前記導光体本体（２４）を伝搬し前記出力端部（２５）から出力され，前記外部光源（１１）に由来する光とは異なる領域を照射し，
前記外部光源（１１）は，前記器具（２２）を介して前記出力端部（２５）から出力した光を光硬化性樹脂（３１）に照射することで，前記光硬化性樹脂（３１）を硬化させる波長の光を発するものであり，
前記内部光源（４２）から発せられる光は，前記外部光源（１１）から発せられる光よりも強度が弱く，前記光硬化性樹脂（３１）の周囲を明るくするために用いられる
光照射システム（１）。
【請求項２】
前記外部光源（１１）は，歯科用又は医療用の術野照明用光源である，
請求項１に記載の光照射システム（１）。
【請求項３】
前記導光体（２１）は，前記導光体本体（２４）中又は前記導光体本体（２４）表面に設けられた導波路を有する，
請求項１又は２に記載の光照射システム（１）。
【請求項４】
請求項３に記載の光照射システム（１）であって，
前記導光体（２１）は，前記導光体本体（２４）中又は前記導光体本体（２４）表面に設けられた第１の導波路及び第２の導波路を有し，前記第１の導波路の出力端部（２５）の太さは，前記第２の導波路の出力端部（２５）の太さより大きい，
光照射システム（１）。
【請求項５】
前記光源側端部（２３）及び前記出力端部（２５）のいずれか又は両方は，光を集約する形状を有する，
請求項４に記載の光照射システム（１）。
【請求項６】
前記光硬化性樹脂（３１）は，歯科用又は医療用の光硬化性樹脂（３１）である，
請求項１に記載の光照射システム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，術野照明の強力な光を効果的に利用し，器具を通じて術野や対象部位を明るくすることができる，電源を必要としない光照射システムに関する。本発明の好ましい利用態様は，そのような光照射システムにより，対象となる光硬化性樹脂を硬化させることのできるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１２−１１１４５号公報（特許文献１）には，励起光源からの励起光を有効照明光束に屈折する光学部材と，励起光が照射され，蛍光を励起発光する蛍光体，および照射された励起光を伝送する導波路を有する蛍光担体と，を有する医療機器が開示されている。
【０００３】
この医療機器は，光を伝搬する導波路を有するものの，医療機器と一体化した励起光源を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１１１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで，本発明は，術野照明の強力な光を効果的に利用することで，器具本体に電池や電源コードを必要としない光照射システムを提供することを目的とする。
【０００６】
また，本発明は，器具本来の機能を損なわずに，視野を明るくできるシステムを提供することを目的とする。
【０００７】
更に，本発明は，環境光が届きにくい部位を明るくしつつ，適切な部位の光硬化性樹脂を選択的に硬化させることができるシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は，術野照明といった強力な光源を有効利用して，器具を通じて術野や対象部位に光を伝えることで，器具が電池や電源コードを有していなくても，術野への証明に関しては特に口唇，歯又は器具により影となる部分を明るくすることができるという知見に基づくものである。そして，上記の課題の少なくとも一つは，以下の発明により解決される。
【０００９】
本発明の第１の側面は，外部光源１１と，導光体２１を有する器具２２とを有する光照射システム１に関する。そして，導光体２１は，外部光源１１側に存在する光源側端部２３と，光源側端部２３で受光した光が伝搬する導光体本体２４と，光源側端部２３とは逆側の端部であって導光体本体２４を伝搬した光が出力する部位である出力端部２５とを有する。そして，この器具２２は，出力端部２５から出力した光を対象物又は対象領域に照射させることができる。このシステムの具体的な用途の一つは，光硬化性樹脂３１に出力端部２５から出力した光を照射させることで，光硬化性樹脂３１を硬化させるものである。
【００１０】
本発明の第２の側面は，光硬化性樹脂を硬化させる方法に関する。この方法は，外部光源と，導光体を有する器具とを用いた光硬化性樹脂の硬化方法である。そして，外部光源からの光を，導光体を通じて，光硬化性樹脂へ照射することにより，器具を用いて光硬化性樹脂の形状を調整し，光硬化性樹脂の対象部分を視認しやすくしつつ光硬化性樹脂を硬化させるというものである。この方法によれば，例えば，対象部位の側面といった従来の照射器では照明できない方向から光を照射することができる。このため，この方法を用いれば，対象部位の側面や底面からも光硬化性樹脂の重合反応を始めることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は，強力な医療用または歯科用の術野照明用光源からの光源を利用して対象領域に光を照射するため，器具本体に電池や電源コードを必要としない光照射システムを提供することができる。電池や電源を必要とする機器を使用すると，感電や破損により事故が起こる可能性が高くなる。また，電源コードがあると，施術や作業の際に邪魔になる場合がある。本発明は，器具本体に電池や電源コードを必要としないため，このような事故を防止することができる。
【００１２】
また，本発明は，例えば，器具本体とは別に導光体を設けることもできるため，器具本来の機能を損なわずに，視野を明るくできるシステムを提供できる。
【００１３】
更に，本発明は，例えば，導波路を２つ以上設けて，それぞれの光に対する作用を異ならせることで，１つの導波路により環境光が届きにくい部位を明るくしつつ，別の導波路により適切な部位の光硬化性樹脂を選択的に硬化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は，本発明のシステムを説明するための概念図である。
【図２】図２は，本発明の器具を説明するための概念図である。
【図３】図３は，本発明における器具の一例である導波路を有する器具を示す概念図である。
【図４】図４は，本発明における器具の一例である光を受けて発光する部位を有する器具を示す概念図である。
【図５】図５は，本発明の器具の一例を説明するための図である。
【図６】図６は，本発明の導光体の例を説明するための図である。
【図７】図７は，実施例１において計測に用いた樹脂を示す図面に替わる写真である。
【図８】図８は，実施例２における測定系の様子を示す概念図である。
【図９】図９は，実施例３における実体顕微鏡用ファイバーイルミネーションシステムの様子を示す概念図である。
【図１０】図１０は，実施例４における測定系の様子と測定結果を示す概念図である。
【図１１】図１１は，実施例５において測定に用いた器具を示す図である。
【図１２】図１２は，実施例５における測定系を示す図である。
【図１３】図１３は，実施例６における器具としてピンセットを用いた際の様子を示す図面に替わる写真である。
【図１４】図１４は，実施例６における器具としてピンセットを用いた際の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は，本発明のシステムを説明するための概念図である。図１に示されるように，本発明の第１の側面のシステムは，外部光源１１と，導光体２１を有する器具２２とを有する光照射システム１である。図２は，本発明の器具を説明するための概念図である。図２に示される通り，導光体２１は，外部光源１１側に存在する光源側端部２３と，光源側端部２３で受光した光が伝搬する導光体本体２４と，光源側端部２３とは逆側の端部であって導光体本体２４を伝搬した光が出力する部位である出力端部２５とを有する。そして，この器具２２は，出力端部２５から出力した光を対象物又は対象領域に照射させることができる。このシステムの具体的な用途の一つは，光硬化性樹脂３１に出力端部２５から出力した光を照射させることで，光硬化性樹脂３１を硬化させるものである。光源側端部２３は，器具２２の向きによっては，当然外部光源１１側にない場合も存在する。一方，この器具２２を用いて対象部位を照射する場合には，対象部位と逆側を向くため，出力端部２５と区別するために，光源側端部２３と命名したものであり，出力端部２５とは異なる端部と同義である。また，このシステムは，歯科照明システム又は医療用照明システムとして利用できるのみならず，広く工業用の照明システムとしても利用することができる。
【００１６】
外部光源１１の例は，歯科用又は医療用の術野照明用光源である。例えば，歯科用の術野照明用光源は，３万ルクス〜３万５０００ルクスの光強度がある。通常の読書に必要な明るさを提供する照明の光強度は，５００ルクス〜１０００ルクス程度である。このように強力な術野照明用光源を用いると，口腔内付近では，例えば２万８０００ルクス〜３万２０００ルクス程度の明るさを達成できる。一方，例えば，歯の裏側といった直接光が骨等によってさえぎられる箇所は，明るさが十分ではない。術野照明用光源の例は，キセノン光源，ハロゲン光源及びタングステン光源である。
【００１７】
本発明は，上記のような強力な光強度を達成していながら，実際の作業部位には十分な光強度を供給できないことのある歯科用又は医療用の術野照明用光源を利用することが好ましい。また，光源は，ＬＥＤ（発光ダイオード）であってもよい。なお，本発明は，このような外部光源１１からの光を受光し，効果的に術野等を明るくすることのできる器具自体をも提供するものである。
【００１８】
導光体２１は，受光した光を伝搬できるものであればよい。導光体２１の例は，透明高分子からなるものである。導光体２１は，例えば，透明なプラスチックを用いてもよい。導光体２１は，外部光源１１側に存在する光源側端部２３と，光源側端部２３で受光した光が伝搬する導光体本体２４と，光源側端部２３とは逆側の端部であって導光体本体２４を伝搬した光が出力する部位である出力端部２５とを有する。光源側端部２３は，通常，対象物又は対象領域と反対側の端部分に設けられる。光源側端部２３は，導光体本体２４の端の部分であってもよいし，導光体本体２４の端に設けられ導光体本体２４より径が大きい部分であってもよい。出力端部２５の形状は，導光体本体２４と同様でもよいし，多角形状部分を含んでもよい。また，出力端部２５は先端に進むほど狭くなる形状であってもよい。出力端部２５は先端に進むほど狭くなるテーパー状であってもよい。
【００１９】
図３は，本発明における器具の一例である導波路を有する器具を示す概念図である。図３に示される通り，導光体２１は，導光体本体と異なる屈折率を有する導波路２６を有するものであってもよい。導波路２６は，例えば，導光体本体２４の内部又は導光体本体２４の表面に設けられる。この場合，導波路を伝搬する光が導光体２１を伝搬する際に外部へ放出される割合を低く抑えることができる。導波路２６は，１本でもよいし，２本以上の導波路２６が設けられてもよい。２つ以上の導波路２６が設けられる場合，第１の導波路２６は光硬化性樹脂を硬化させるためのものであり，第２の導波路２６は例えば視野を明るくするためのものであってもよい。この場合，例えば，第１の導波路２６と第２の導波路２６は別々の出力端部２５を有し，しかも第２の導波路２６の出力端部２５の幅は，第１の導波路２６の出力端部２５の幅の１．２倍以上５倍以下（又は１．５倍以上４倍以下）となっているものが好ましい。一方，出力端部２５以外の部分（例えば，両端部以外の部分）の太さは，第１の導波路２６と第２の導波路２６で同じであってもよい。すると，第１の導波路２６により強く狭い領域に強い光を照射しつつ，第２の導波路２６により弱く広い領域に光を照射することができる。なお，第２の導波路２６は，導光体２１の導波路以外の部分であってもよい。そのような例は，光ファイバである。この場合，第１の導波路と第２の導波路の屈折率が異なることとなる。
【００２０】
導光体２１の例は，ＬＮ基板上に，Ｔｉ拡散のニオブ酸リチウム導波路を形成しても良いし，シリコン（Ｓｉ）基板上に二酸化シリコン（ＳｉＯ２）導波路２６を形成しても良い。また，導光体２１として，ＩｎＰやＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＡｓＰ導波路又はＧａＡｌＡｓ導波路を形成した光半導体導波路を形成してもよい。 
【００２１】
器具２２の例は，施術者が手で把持して作業を行う器具である。そのような器具の例は，ピンセット，メス，探針，薬物塗布棒，エスカベータ，及び鏡である。器具２２自体が導光体であってもよい。つまり，導光体となりうる透明の材質で器具２２を製造してもよい。
【００２２】
図４は，本発明における器具の一例である光を受けて発光する部位を有する器具を示す概念図である。図４に示されるように，この器具２２は，光電池４１と，光電池４１により発光する内部光源４２とを更に有するものである。光電池４１は，光を受けて発電する電池である。すなわち，外部光源４２からの光を受けて光電池４１が発電する。内部光源４２は，器具に取り付けられた光源である。この内部光源４２の強度は，外部光源１１の強度に比べて著しく弱いものであってもよい。内部光源４２からの光は導光体を通じて，出力端部２５から出力されてもよい。また，内部光源４２が，器具の先端部に設けられており，内部光源４２からの光が直接術野などを照射するものでもよい。
【００２３】
内部光源から放射された光も導光体本体を伝搬し出力端部から光硬化性樹脂へ照射される。この場合，例えば，外部光源からの光を，光硬化性樹脂を硬化させるために用い，内部光源からの光を硬化させる周辺部位を明るくするために用いてもよい。つまり，内部光源から放射された光も導光体本体を伝搬し出力端部から出力され，外部光源に由来する光とは異なる領域を照射する。
【００２４】
上記の通り，本発明のシステムを用いることで，例えば強力な光を照射する術野照明用光源からの光を有効に活用し，対象領域を照らすことができる。そして，本発明のシステムを用いれば，別途光源を用いて対象領域を明るくする必要なく，通常用いる器具を通常通り用いても，対象領域を明るくすることができる。なお，本発明のシステムを用いて，硬化性樹脂を硬化させることは，本発明の好ましい用途であるため，以下光硬化性樹脂について説明する。
【００２５】
光硬化性樹脂の例は，歯科用又は医療用の光硬化性樹脂である。また，本発明は，光硬化性樹脂を一般的な工業における用途で硬化させることができる。光硬化性樹脂は既に知られているため公知の物を用いることができる。光硬化性樹脂の用途例は，歯科用充填物又は骨模型における骨の一部を製造する際に用いるものである。光硬化性樹脂の例は，光重合性オリゴマー（モノマーを含む），反応性希釈剤および光重合開始剤を含むものである。光硬化性樹脂組成物は，硬化の反応機構により大別して二つに分類することができる。一つはラジカル重合反応により硬化するタイプであり，もう一つはカチオン重合反応により硬化するタイプである。前者はアクリロイル基やビニル基が官能基であり，後者はエポキシ基やビニルエーテル基が官能基となる。
【００２６】
モノマーは，重合してプラスチックを形成する有機材料である。オリゴマーは，モノマーを予めいくつか反応させてあるもので，モノマーと同様重合してプラスチックを形成する。モノマーやオリゴマーは，簡単に重合を開始しない。そこで，光重合開始剤が添加されて光硬化性樹脂組成物となる。モノマーとしては，アクリレート，メチルメタクリレート（ＭＭＡ），ジメタクリレート，ジメタクリレートのウレタン系置換物，ジメタクリレートの脂肪族系置換物，ジメタクリレートの芳香族系置換物，およびこれらの２種以上の混合物などが挙げられる。
【００２７】
図５は，本発明の器具の一例を説明するための図である。この器具２２は，導光体２１が取り外しできるようにされている。そして，この器具２２は，導光体２１を挿入するための導光体挿入部５１を有している。この導光体挿入部５１の形状は，導光体２１を収容するための穴部であってもよい。この場合，導光体２１の導光体本体２４は，円柱状の形状を有するものが好ましい。この場合は，別の器具がこの器具２２と同じ形状の導光体挿入部５１を有している。このため，導光体２１を複数の器具で使いまわすことができる。
【００２８】
図６は，本発明の導光体の例を説明するための図である。図中符号５２は，光を示す。図６に示されるように，本発明の導光体２１の光源側端部２３は，光源からの光５２を集約できる形状となっていることが好ましい。例えば，光源側端部２３は，球面レンズ又は非球面レンズ状の外形を有していてもよい。また，光源側端部２３は，凸レンズ状の外形を有していてもよい。導光体２１が円筒状の場合，光源からの光がほぼ直進する。一方，図６の導光体を用いた場合は，光源側端部２３が光源からの光５２を集約できる形状となっているため，光を集約することができ，明るくしたい個所を効果的に明るくすることができる。光源側端部２３で受光した光が伝搬する導光体本体２４の好ましい例は，図６に示されるように，出力端部２５に近づくほど細くなるものである。このように，光源側端部２３から出力端部２５に近づくほど細くなる導光体を用いることで，光源側端部２３に入射した光を効果的に出力端部２５へ導くことができる。さらに，図６に示されるように，導光体２１の出力端部２５は，導光体本体２４を伝搬した光を集約できる形状となっていることが好ましい。例えば，出力端部２５は，球面レンズ又は非球面レンズ状の外形を有していてもよい。また，出力端部２５は，凸レンズ状の外形を有していてもよい。このように，出力端部２５が，導光体本体２４を伝搬した光を集約できる形状となっているため，光を集約することができ，明るくしたい個所を効果的に明るくすることができる。
【００２９】
本発明の第２の側面は，光硬化性樹脂を硬化させる方法に関する。この方法は，外部光源と，導光体を有する器具とを用いた光硬化性樹脂の硬化方法である。そして，外部光源からの光を，導光体を通じて，光硬化性樹脂へ照射することにより，器具を用いて光硬化性樹脂の形状を調整し，光硬化性樹脂の対象部分を視認しやすくしつつ光硬化性樹脂を硬化させるというものである。
【００３０】
本発明を歯科用充填物の製造方法として用いる場合は，以下の様にして製造すれば良い。まず，光硬化性樹脂を含むペーストを取り出して窩洞（又は歯形の窩洞）に填入する。その際，例えばピンセットにはその中心部を長手方向に伸びる導光体が設けられている。又はピンセット本体が導光体であってもよい。術野照明用光源から放出された光は，導波体を伝搬して，光硬化性樹脂に照射される。この際，器具は，例えば，光硬化性樹脂の形状を整えるため，又は歯を抑えるために使用される。導光体からの光を，光硬化性樹脂に照射する。このようにして，例えば歯科用充填物を得ることができる。
【００３１】
以下，実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
【実施例１】
【００３２】
樹脂製器具によるデンタルユニットの照明の活用
各種透明樹脂（約２０ｃｍ）の尾部からデンタルユニットの照明を用いて，口腔付近の明るさである３００００ルクスの光を実体顕微鏡用ファイバーイルミネーションシステム（ＮＩＫＯＮ）で照らした時の先端での光量を計測した。なお，計測は暗室にて行った。入射光は，通常光（３０．０ｋｌｘ）と光硬化型レジン用光源（４００ｋｌｘ以上）を用いた。
【００３３】
実施例１において計測に用いた樹脂を図７に示す。また，測定結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
0005947077.tif 000002
【実施例２】
【００３５】
光ファイバーによるデンタルユニットの照明の活用
歯科用ピンセットにアクリル製光ファイバー（三菱化学，エスカΦ１．５ｍｍ）を装着し，尾部からデンタルユニットの照明の口腔付近の明るさである２８０００〜３２０００ルクスの光を実体顕微鏡用ファイバーイルミネーションシステム（ＮＩＫＯＮ）で照らしたときの，ピンセット先端での光ファイバーからの光量を計測した。なお，計測は暗室にて行った。
【００３６】
実施例２における測定系の様子を図８に示す。また，測定結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
0005947077.tif 000003
【実施例３】
【００３８】
電源として，カード型計算機（ＧＳ−４０２Ｓ，ダイソー）を分解し，その太陽電池を直列で２つ接続して使用した。太陽電池に接続したＬＥＤはＬＥＤ−１として３ｍｍ丸型白色ＬＥＤ（ＵＷ３８０４Ｘ）およびＬＥＤ−２として５ｍｍ丸型白色ＬＥＤ（ＮＳＰＷ５００ＧＳ−Ｋ１,日亜化学工業）をそれぞれ別に接続した。光源としてファイバーイルミネーター（Ｃ−ＦＩ１１５,Ｎｉｋｏｎ）を使用し，照度計（ＬＸ２,Ｓａｎｗａ）で各光の強さを測定・設定し，その光による発電量とその電力によって点灯したＬＥＤの明るさ(ｌｕｘ)を計測した
【００３９】
実施例３における実体顕微鏡用ファイバーイルミネーションシステムの様子を図９に示す。また，測定結果を表３に示す。
【００４０】
【表３】
0005947077.tif 000004
【実施例４】
【００４１】
樹脂製器具によるデンタルユニットの照明の活用―材質の検討―
ピンセットと同型のポリカーボネイトおよびＰＭＭＡ板の尾部からデンタルユニットの照明を口腔付近の明るさである３００００ルクスの光を実体顕微鏡用ファイバーイルミネーションシステム(ＮＩＫＯＮ)で照らしたときの，先端での光量を計測した。なお，計測は暗室にて行った。
【００４２】
実施例４における測定系の様子と測定結果を表４及び図１０に示す。
【００４３】
【表４】
0005947077.tif 000005
【実施例５】
【００４４】
樹脂製器具によるデンタルユニットの照明の活用―形態の検討―
ピンセットと同型のポリカーボネイトの尾部からデンタルユニットの照明を口腔付近の明るさである３００００ルクスの光を実体顕微鏡用ファイバーイルミネーションシステム(ＮＩＫＯＮ)で照らしたときの，先端での光量を計測した。なお，計測は暗室にて行った。
【００４５】
実施例５において測定に用いた器具を図１１に示す。また，実施例5における測定系を図１２に示す。
【実施例６】
【００４６】
光ファイバーによる光重合レジン用照射機の光の活用
ピンセットと同型のポリカーボネイトおよびＰＭＭＡ板の尾部から光重合レジン用照射機(ＬＩＧＨＴＥＬ−ＩＩ,モリタ)の光を照らしたときの，ピンセット先端での光ファイバーからの光量を計測に光重合レジン（３Ｍ,Ｚ１００,Ｒｒｅｓｔｏｒａｔｉｖｅ  Ａ３）が硬化するかどうかを調べた。なお，実験は暗室にて行った。
【００４７】
実施例６における測定系の様子を図１２に示す。また，測定結果を表４に示す。
【００４８】
実施例６における器具としてピンセットを用いた際の様子を図１３に示す。また，測定結果を表５に示す。実施例６における器具としてピンセットを用いた際の様子を図１４に示す。また，測定結果を表６に示す。
【００４９】
【表５】
0005947077.tif 000006
【表６】
0005947077.tif 000007
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は，照明器具や医療機器の分野において利用され得る。すなわち，上記では歯科における光照明システムを中心に説明した。しかしながら，本発明は，医療用照明のみならず，工業用照明の分野においても利用され得る。
【符号の説明】
【００５１】
１  光照射システム；
１１  外部光源；  
２１  導光体；  ２２  器具；  ２３  光源側端部；  ２４  導光体本体；  ２５  出力端部；
３１  光硬化性樹脂；
４１  光電池；  ４２  内部光源；
５１  導光体挿入部；  ５２  光
【図１】
0005947077.tif 000008
【図２】
0005947077.tif 000009
【図３】
0005947077.tif 000010
【図４】
0005947077.tif 000011
【図５】
0005947077.tif 000012
【図６】
0005947077.tif 000013
【図７】
0005947077.tif 000014
【図８】
0005947077.tif 000015
【図９】
0005947077.tif 000016
【図１０】
0005947077.tif 000017
【図１１】
0005947077.tif 000018
【図１２】
0005947077.tif 000019
【図１３】
0005947077.tif 000020
【図１４】
0005947077.tif 000021