(57)【要約】本発明は、ハウジングと、単一の発光ユニットと、入射開口部および反射素子を設けた受光ユニットと、を具備する照射装置に関する。上記の反射素子は、発光ユニットと受光ユニットの入射開口部との間の全距離にわたって延在する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに配置される一の発光ユニット（１１）と、入射開口部および反射素子（２２）を備えた受光ユニット（１８）と、を具備するハウジング（１０）を有する照射装置であって、前記反射素子が前記発光ユニットと前記受光ユニットの前記入射開口部との間の全距離にわたって延在し、小開口部および大開口部を有し、直径が小さい方の前記開口部が前記発光ユニットに面し、直径が大きい方の前記開口部が前記受光ユニットに面し、前記反射素子の開口角度が、以下の関係式
傾斜角＝０．５×（最大ビーム角−受光角）
に従う照射装置。
【請求項２】
前記反射素子（２２）における前記大開口部の直径が、前記受光ユニット（１８）の直径以下である請求項１に記載の照射装置。
【請求項３】
前記反射素子（２２）における前記小開口部が、前記発光ユニット（１１）を少なくとも部分的に包囲する、請求項１または２に記載の照射装置。
【請求項４】
前記反射素子（２２）における前記開口角度が、前記小開口部から前記大開口部まで連続的または少なくとも１つのステップでサイズを減少させる、請求項１から３のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項５】
前記発光ユニット（１１）と前記受光ユニット（１８）との間の距離が、前記受光ユニットの直径の２分の１より大きい、請求項１から４のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項６】
前記反射素子（２２）の長さが、前記発光ユニット（１１）と前記受光ユニット（１８）との間の距離より大きい、請求項５に記載の照射装置。
【請求項７】
前記反射素子（２２）の大開口部が、光学的保護ガラスによって覆われている、請求項１から６のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項８】
前記光学的保護ガラスが、一面または両面に曇りを有する、請求項９に記載の照射装置。
【請求項９】
前記反射素子（２２）が、内部に反射面を有する円錐台である、請求項１から８のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項１０】
前記円錐台の内面が、金属様の鏡面であるか、または高い光学反射を有するシートから形成されている、請求項９に記載の照射装置。
【請求項１１】
前記シートが、良好な反射特性を有する金属から構成されるか、またはかかる金属で被覆されている、請求項１０に記載の照射装置。
【請求項１２】
前記シートが、金属を含まない多層干渉反射体シートである、請求項１１に記載の照射装置。
【請求項１３】
前記発光ユニット（１１）が、青色の高出力発光ダイオードであり、サイズが少なくとも０．２５ｍｍ２、好ましくは１〜５ｍｍ２である少なくとも１つの発光素子を具備し、前記ユニットが１００〜１４００ｍＷ、好ましくは２００〜８００ｍＷの照射出力を生成する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項１４】
前記発光ユニット（１１）が、前記ハウジング（１０）に熱接続されている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項１５】
前記ハウジング（１０）が、アルミニウム、亜鉛または黄銅などの金属であることが好ましい高い熱伝導性および熱容量を有する材料により、全体または部分的に構成されている、請求項１４に記載の照射装置。
【請求項１６】
前記発光ユニット（１１）が、１０〜１００Ｊ／Ｋ、好ましくは２０〜５０Ｊ／Ｋの熱容量を有する素子にさらに熱接続されている、請求項１５に記載の照射装置。
【請求項１７】
前記発光素子（１１）が、高い熱伝導性を有する平面保持板（１９）に取り付けられている、請求項１から１６のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項１８】
前記受光ユニット（１８）が、剛性光導波路ロッドまたは可撓性光導波路から選択される、請求項１から１７のいずれか一項に記載の照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一の照射装置と、光ファイバ導波路などの受光領域を備えた導光装置と共に、反射素子も具備する、医療分野において用いられることが好ましい高い光出力を有する照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平９−１０２３８号公報は、歯科用照射装置を開示しており、発光ダイオードから構成されるアレイが、球の一部をなす形状であり、石英またはプラスチックから構成され、その先端が光導波路ロッドの中で合体する光導体本体のキャップ面に配置されている。発光ダイオードからのビームは、円錐状の壁で反射によって光導体本体によって集光され、光導体本体ロッドに導入される。
【０００３】
国際公開第９７／３６５５２  Ａ号パンフレットは、別の歯科用照射装置を開示しており、平行な光軸を有する発光ダイオードから構成される平面アレイが、今度も円錐状である光導体本体の湾曲した入射面に対向している。この集光器は、光導波路の出射面に連結され、光学的に透明な液体で満たされていてもよい。
【０００４】
上述の明細書で述べたようなこれらの円錐状の光導体本体または国際公開第９９／１６１３６号パンフレット（図４）に記載されている他の円錐状の光導体本体は、装置の作製が複雑であり、装置の重量が増大するという事実に加え、相当の放射損失も生じる。これは、光ビームが光導体本体の円錐状の壁で反射されるときは常に、ビームは光軸から円錐角の２倍偏向されるためである。少数の反射の後であっても、このことは、光導波路における内部全反射のための角度がより大きくなることになり、光導波路から出射するビームにおいて、または光導波路が鏡面である場合には、回転されるビームの方向においても、光出射開口部に進むことなく、光入射開口部に戻ることになる。
【０００５】
したがって、このような構成は、そのビームが光軸に対してきわめて狭い角度範囲でのみ傾斜されるＬＥＤから入射される光の成分に対してのみ機能する。ＬＥＤが光を照射する光円錐は一般に、相当大きな開口角度を有するため、処理領域を照明するために、ＬＥＤから照射される光の大部分を用いることができない。
【０００６】
国際公開第９９／１６１３６  Ａ号パンフレット（図６）はまた、多円錐状光導体本体を有する装置も開示しており、２つ以上の環状光入射領域が円形の光入射領域の前に来る。この場合には、光は、多円錐状光導体本体によって第１の円形光入射領域から第１の環状光入射領域の間の中央領域に誘導される。環状形に配置されたこの光入射開口部を照らすＬＥＤからの光と共に、今度は、ＬＥＤリングおよび環状入射領域の別の組合せの中心を通過する。このように集光された光は、今度は光導波路を通って出射開口部を通過する。光導波路のさらなる外形は今度も円錐状である。
【０００７】
この構成においても、上述の理由のため、ＬＥＤから照射されるビームのわずかな量のみが光出射開口部および照射される点に達する。一直線に配置される２つ以上の円錐状光導体本体の結果、出射開口部から最も遠い位置にある領域の効率は、単円錐状集光器の場合の効率よりはるかに低下する。さらに、多円錐状光導波路を作製することはさらにいっそう困難であり、費用がかかる。
【０００８】
ＬＥＤに基づき、円錐状光導体本体がない状態で処理するため、これらに関連する欠点がない照射装置の他の実施形態もまた公知である。たとえば、特開平０８−１４１００１号明細書（図１）および国際公開第９９／３５９９５  Ａ号パンフレット（図４）は、ＬＥＤアレイから照射されるビームを集光するための光学収束レンズおよび光導波路の光入射領域にＬＥＤアレイから照射されるビームを集光するための光学収束レンズを提案している。
【０００９】
この場合には、収束レンズの方向において、個々のＬＥＤから照射されるビームのすべてが偏向される。しかし、ビームの所望の方向への偏向および集光は、今度は、本質的に平行に収束レンズに当たるか、または光入射領域のサイズに応じて、この方向とはわずかに異なるビームの量に関してのみ生じる。ビームの相当量が収束レンズから光入射開口部に通過することができないため、この量は処理点の照射に用いられることはない。
【００１０】
国際公開第９９／３５９９５  Ａ号パンフレットの図１に示されている構成では９個のＬＥＤが、１つの光導波路の方向に個別に配置され、この場合には光硬化サンプルを部分的にのみ硬化することを観測することが観測されている。これは、非最適な光注入の結果のほか、記載された構成では用いることができるＬＥＤが少数であるための不適切な光出力の結果である。
【００１１】
国際公開第９９／１６１３６  Ａ号パンフレットに記載されており、光導波路の光入射開口部に対してＬＥＤの類似の構成に基づく別の装置では、最初に円錐状光導波路を用い、次にダイオードに公称動作電流の倍数を適用することによって、光出力が増大される。円錐状光導波路は、これより前で既に上述した問題を結果的に生じる。
【００１２】
高い動作電流には、ＬＥＤにおける熱損失が比例より増大して大きく、装置が短期間で暖かくなり、冷却するまで非常に長い時間用いることができないという欠点がある。さらに、ＬＥＤの寿命は、高い動作電流によって著しく短くなる。これは、時間の経過にわたる光出力の連続的な減少から明らかである。
【００１３】
国際公開第９９／３５９９５  Ａ号パンフレット、国際公開第０２／１１６４０  Ａ２号パンフレットまたは欧州特許出願公開第０  ８７９  ５８２  Ａ号明細書に提案されているように、共通の基板上に個別の半導体チップの形のＬＥＤの構成は、いずれかの問題がある。個別の素子が互いに加熱しあうため、今度は光強度および／または寿命を制限することになることからである。さらに、機械的に簡単に取り付けやすい標準的な構成要素を用いることが不可能であるため、これらの構成を作製することは相当複雑であり、費用がかかる。
【００１４】
２つ以上のＬＥＤを有する別の照射装置が、国際公開第０１／１９２８０  Ａ号パンフレットに開示されている。光導波路の中にできる限り好都合に生成される光を注入することができるようにするために、ＬＥＤは、多数のレベルの特定の態様で配置されている。
【００１５】
上述の装置はすべて、実現可能な光出力がそこに記載されたＬＥＤ構成によって制限されるという共通の特徴を有する。
【００１６】
光出力をさらに増大させるために、多数の個別のＬＥＤを備えるアレイが提案される。しかし、個別のＬＥＤの数が増大するにつれて、照射される光を集光することがさらに一層困難になる。一例として、国際公開第０２／１１６４０  Ａ２号パンフレット号は、光導波路に注入されることができるようにＬＥＤアレイからのビームを集光するために、反射体に加えて集光レンズを開示している。
【００１７】
さらに、ＬＥＤの数が大きくなると、長い寿命を可能にするために必要な空間、必要な電力およびＬＥＤから消失されなければならない電気的熱損失も増大する。はじめに述べた理由のために、１つのみの個別のＬＥＤによってできる限り処理することが望ましく、このことは、製作コストにプラスの影響を与えると推測される。
【００１８】
原則的には、本目的を実現するために、従来のＬＥＤよりはるかに大きな光出力レベルを照射することができる高い出力のＬＥＤを用いることが可能である。しかし、この場合には、生成される光を可能な限り小さな損失で集光しなければならない上、たとえば、そうでなければＬＥＤアレイの性能を実現することができないため、治療点まで光導波路によって供給しなければならない。
【００１９】
１つのみのＬＥＤを装備した照射装置は、たとえば、米国特許第６，３１８，９９６  Ｂ１号明細書および国際公開第０１／６４１２９  Ａ１号パンフレット号に提案されている。国際公開第０１／６４１２９  Ａ１号パンフレット号は、そうでなければ十分な照射出力を実現することができないため、寿命が１０時間未満であるＬＥＤに非常に高い電流を印加することを提案している。
【００２０】
米国特許第６，３１８，９９６号明細書では、２５〜約３８ｍＷ／ｃｍ２に過ぎない強度が単一ＬＥＤによって実現される。このような値は、歯科用材料を硬化するための照射装置の場合には比較的低い。したがって、これは、６０秒の比較的長い照射時間に基づいている。さらに、ＬＥＤは、硬化対象の材料から７ｍｍ±２ｍｍの距離に配置される必要がある。このことは、ＬＥＤが患者の口の中に位置していることを意味している。ＬＥＤがハウジングの内部に封入されている場合であっても、通常約１３０℃で殺菌によって実現されるような十分な衛生は不可能である。このような高い温度はＬＥＤを破壊する恐れがあるためである。このため、歯科用材料を硬化するための照射装置の場合には、標準として光ファイバ導波路などの光導体素子が挿入されている。これらは、ハウジングから除去すて、治療後、殺菌することができる。
【００２１】
いわゆる受光角以下の特定の角度で入射領域に当たるときのみ、大部分は損失することなく光ファイバ導波路に光ビームを注入することができることが分かっている。
【００２２】
この受光角は一般に±３０°である。しかし、ある環境では開口角度がこの最大注入角より大きい円錐において、可能なＬＥＤは光を照射する。したがって、ＬＥＤが光導波路の前方に直接配置される場合には、出力の一部のみを用いることができる。
【００２３】
しかし、ＬＥＤの広い開口角度（たとえば±５０°以上）のために、レンズは、注入効率を増大させるための制限範囲に対してのみ適切である。このようなレンズを用いて、その角度が受光角より大きいビームの一部を偏向して注入することができるが、他方ではこれらのビームもまたレンズを通過しなければならないため、たとえば、反射損失の結果として、元来注入されることが可能であるビームに関して注入プロセスの効率を直接低下させる。
【００２４】
たとえば、ＬＥＤの受光角内に照射される、すなわち屈折光学素子または反射光学素子によって既に集光されているビームの直接注入は、照射屈折または集光の結果として少しの損失も許容する必要がないことから、特に好都合である。
【００２５】
他方、受光角外に照射させるビームも利用可能にするために、光学素子が必要とされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
要約すれば、高出力光装置のすべての公知の実施形態は、できる限り高い強度を実現するために、より多い数またはより少数の発光素子からなる複雑な構成を用いている。この場合には、個別の素子の数が多くなればなるほど、複雑になると同時に、個別の素子から光を集光および集束するために必要な光学素子または必要な構成はより損失が多くなる。しかし、少数のみの発光素子または唯一の発光素子が用いられる場合には、いずれの照射出力も低く、または衛生の欠如、あるいは短い寿命などの他の深刻な欠点を許容しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
従って、本発明の１つの目的は、作製しやすいが、ＬＥＤアレイを有する装置の光出力に匹敵するかまたはそれより良好な光出力を有し、できる限り少数の発光ユニットを有する照射装置を提供することである。
【００２８】
別の目的は、光硬化歯科用充填材料をより迅速かつ高い信頼性で硬化することができる照射装置を提供することである。
【００２９】
最後に、発光ユニットのために必要な空間および必要な充電式電池の削減は、装置のサイズを低減するためであり、特に製作コストを低減することを可能にする。
【００３０】
さらに、発光ユニットは、長い寿命を有する必要がある。通常の光導波路に用いられるような装置の簡単な洗浄も望ましい。
【００３１】
本目的は、請求項に記載された照射装置によって実現される。
【００３２】
「含む」、「含有する」、「包含する」の用語は、特徴の完全な列挙を意味するものではない。同様に、「１つ」の用語は、「少なくとも１つ」の意味に理解されるものとする。
【００３３】
発光ユニットと受光ユニットとの間を選択的に結合する光学素子として配置される反射素子の提供または設置によって、必要な複雑さの緩和および空間の縮小による、より高い効率およびより高い照射収量を実現することができることが分かっている。
【００３４】
これは、たとえば、１つのＬＥＤからの光は、かなりの割合で光導波路に直接注入されることができるように放射されるという事実を考慮している。これらのビームに、選択的に結合する光学素子または反射素子を作用させる方法は、通常光を減衰させることにつながるため、意図されていない。光軸に対する傾斜角が受光角より大きいビームのみが、この方法によって、光導波路における開口部の方向に偏向されて注入されることができるようにされる。
【００３５】
直接注入されるビーム、偏向されるビームのいずれも、十分な光伝導を行うことができないことが分かっている。本発明による構成によって可能とされるように、照射装置の十分な性能は、両方の光学要素の全体としての最適な使用によってのみ保証される。
【００３６】
反射素子は、発光素子の放射面から受光素子の入射面までの全距離にわたって延在する。しかし、「全距離」なる表現は、たとえば、設計要因および製作要因によって生じる可能性があるような変形が、反射素子と受光素子との間に全くあってはならないということを意味するものではない。しかし、いずれの場合も、変動は最小限であるものとする。
【００３７】
上記変動は、反射素子の出射面から光導波路の取付けまたは嵌合を行うことができる受光素子の入射面までの移行における製作または設計によって生じる任意の変動を含む。また、反射素子の出射面と受光ユニットの入射領域との間に中に薄いガラスパネルが挿入される小さな間隙があってもよい。これは、不安定な反射面を埃から保護するために用いられる。ガラスパネルは、反射から生じる放射損失を避けるために、両面に光学的な曇りを有することが理想的である。
【００３８】
好適な反射素子は、たとえば円錐形状であり、内部が中空である。すなわち、反射素子は、光学的な意味で屈折媒体で満たされていない。
【００３９】
反射素子は、少なくとも発光素子に面し、内部が鏡面である円錐台の面形状であることが好ましい。この場合には、円錐台の小さな方の断面積は、発光ユニットに面している。
【００４０】
直接注入されることができる光ビーム（すなわち受光角以下の角度の光ビーム）の一部が、入射領域を完全に照射するように、発光ユニットは、受光素子に面して一定の距離をおいて配置される。
【００４１】
この場合には、任意の光学素子における屈折、回折または境界面の移行の結果として生じる損失が全く生じないため、光円錐のこの量ではこれが最適な構成を示している。光ファイバ導波路の場合には、これは一般に、発光ユニットまでの距離が受光ユニットの入射開口部の直径の２分の１よりある程度大きいかまたは２分の１に等しいことを意味している。
【００４２】
したがって、本発明によれば、発光ユニットと受光素子との間のこの構成によって画定される円錐台面は、反射素子によって境界がなされる。この反射素子は発光ユニットの直径から受光ユニットの直径まで開口し、円錐の角度は発光ユニットから受光ユニットまでの距離によって定義される。
【００４３】
したがって、受光ユニットの入射開口部の断面を調節することによって、発光ユニットの個別の実施形態について最適な構成となる、特定の角度を実現することが可能である。
【００４４】
受光角より大きい放射角を有するすべてのビームは、反射素子に当たる。反射されると、今度は光軸に対する角度は、反射素子の開口角度の２倍だけ低減される。
【００４５】
たとえば、光軸に対して５０°の角度の光ビームが開口角度１０°の反射素子に当たると、反射後、その角度は−３０°となる。これは、光導波路に当たり、今度は注入されることができる角度である。
【００４６】
このために、反射素子は、以下の特徴を有することが好ましい。
【００４７】
反射素子の入射開口部は、発光ユニットから放射されるビームのすべてを受光することができるほど十分に大きい。すなわち、用いられるＬＥＤレンズとほぼ同一のサイズである。
【００４８】
反射素子の出射開口部は、受光素子の入射開口部とほぼ同一の直径を有する。
【００４９】
反射素子の開口角度は、傾斜角＝０．５×（最大ビーム角−受光角）という関係に従う。
【００５０】
さらに、最初に反射されるビームは、光導波路に近いビームより高い傾斜角を有するため、傾斜角はまた、最初の（発光ユニットに近い）より大きい値からより小さい値に減少することができる。
【００５１】
最大ビーム角は、発光ユニットの放射特性によって予め決定され、さらに、治療点の照射に用いることを目的としてビームを特徴付ける。さらに大きな角度のビームは、発光素子から放射されないか、または無視することができる強度でのみ放射されるため、このようなビームの使用によって強度を著しく増大させる原因とはならない。
【００５２】
一例として、市販の高出力ダイオードは、±３０°の通常の光導波路の受光角内で全強度の３０％を放射し、３０°〜５０°の角度範囲でさらに６０％を放射し、残りの１０％が５０°〜９０°の放射角である。これらの使用により、３０°〜５０°の範囲に匹敵する少量の出力を生成するため、最大ビーム角はこの例では５０°に設定されることが賢明である。
【００５３】
したがって、最大ビーム角は、たとえば、約６５°、好ましくは約５５°、さらに好ましくは５０°である。
【００５４】
用いられる発光ユニットは、数百時間の寿命を有することが好ましく、１０００時間を超えていればさらに好ましく、４００〜５００ｎｍの範囲で放射し、４４０〜４８０ｎｍの放射最大を有し、少なくとも１００ｍＷ、好ましくは少なくとも２００ｍＷの光出力を有する。
【００５５】
照射装置は、特に以下の特徴によって識別される。
【００５６】
一のみの反射素子を有し、発光ユニットと受光ユニットの入射開口部との間を結合する、反射態様または屈折態様で動作する別の光学素子を備えていないことが好ましい。
【００５７】
電力によって動作されるアクティブ冷却素子を備えていないことが好ましい。
【００５８】
メインシステムに関係なく動作可能であることが好ましい。
【００５９】
反射素子材料として、たとえば、アルミニウム、チタンまたはステンレス鋼から構成される研磨金属本体のほか、良好な反射特性を有する金属シート、鏡面層、あるいは国際公開第００／０７０４４号パンフレットから公知でたとえば３Ｍから入手可能なたとえば金属フリーの干渉鏡面シートを用いてもよい。
【００６０】
本発明の目的のために、発光ユニットは、４００〜５００ｎｍの範囲の波長で光を生成する任意のコンパクトな形の放射源であることが好ましい。この放射は、指向性であることが好ましく、高出力発光ダイオード等、通常用いられる光学素子などの、発光ユニットに組込まれる光学素子によって実現することができる。この場合には、単一発光素子または２つ以上の発光素子の組合せを具備するかどうかについては、装置の内部構成は、無関係である。
【００６１】
特に、「発光ユニット」なる語は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。しかし、欧州特許出願公開第０  ７５５  ６６２  Ａ号明細書に記載されているようなレーザダイオードを用いることも可能である。
【００６２】
本発明の目的のために、受光ユニットは、発光ユニットまたは発光素子によって生成される光を受光し、指向して再放射する性能を有する任意の装置である。
【００６３】
これらは一般に、いわゆる光導波路ロッドである。光導波路ロッドは多数の束ねられたグラスファイバーを含む。これらの光導波路ロッドは、継手またはネジによって、発光ユニットまたはそれを含むハウジングに可逆的に接続可能である。
【００６４】
しかし、これはまた、従来のフィルタディスク、散乱光ディスクまたは独国特許発明第１００  ０６  ２８６  Ｃ１号明細書に記載されているような光導波路変換器を含む。
【００６５】
光導波路が取り外されるときには、発光ユニットおよび／または反射素子を湿気や埃から保護するために、必要に応じて、発光ユニットおよび／または反射素子は透明ディスクで覆われる。
【００６６】
発光ユニットは、一般に平面パネルに取り付けられることが好ましい。
【００６７】
照射装置の動作中に発光素子によって生成される熱を消失させる問題は、熱伝導性の高い基板材料および／またはヒートシンクに対する素子の直接熱伝導性アタッチメントの使用によって克服されることができる。熱はこの場合には、熱伝導性によって装置ハウジングに伝達され、そこから環境に逃すように放射される。したがって、さらに電力を消費するファンまたはペルティエ素子などのアクティブ冷却素子を使用する必要はない。尚、ファンの場合には、高い雑音レベルを生じる。さらに、これらの要素は清潔に維持することが困難であること、および通気スロットを設ける必要がないことから、衛生におけるさらなる改善が実現される。
【００６８】
通常の短期間動作中に生成される熱量を捕捉し、発光ユニットの温度を低く保って寿命を長くするために、高い熱容量を有する別の素子を発光ユニットに熱接続することができる。これは、動作中に生成される熱量を蓄え、治療の休止中に熱伝導性の高いハウジングによって該熱量を環境に連続的に放射する。
【００６９】
また、照射装置は一般に、発光素子のための電圧および電流レベルを制御するための電子制御ユニットと、好ましくはリチウムイオン充電式電池、ＮｉＭＨまたはＮｉ／Ｃｄ充電式電池などの充電式電池または電池と、ディスプレイユニットと、ハウジングと、を有する。
【００７０】
ハウジングは、本質的に間隙がまったくない表面を有し、当該表面内にディスプレイユニットが組込まれているように設計されることが好ましい。
【００７１】
本発明による照射装置は、特に医療分野、好ましくは歯科分野で用いられ、一方では、治療点を照射するため、または光によって硬化されることができる物質、特に複合材料、コンポマーまたはグラスアイオノマーセメントなどの歯科用充填材料を照射するために用いてもよい。
【００７２】
使用中、光導波路ロッドの出射端部は、治療点、たとえば、硬化対象の歯の充填物に向けられ、スイッチオン式押しボタンが押され、ＬＥＤが作動し、同時にディスプレイユニットが点灯する。所定の、または可変の時間間隔の後、制御回路は、発光ダイオードおよびディスプレイユニットへの電力供給を遮断する。
【００７３】
好ましい具体的な実施形態は、図面を参照し、以下に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７４】
図１に示される、歯科用プラスチックの照射のための手持ち式装置は発光ユニット（１１）を含み、本質的に円筒形のハウジング（１０）の前方領域に、ＬＥＤチップ（１２）の形の発光素子を備えている。
【００７５】
発光素子（１２）は、制御回路（１５）によって時間制御されるドライバステージ（１４）を介して、ハウジング（１０）の後部に配置される電池（１３）から給電される。制御回路（１５）は、ハウジング（１０）の側部に配置されるスイッチオン式押しボタン（１６）、および同様にハウジング（１０）の側部に配置されるディスプレイダイオード（１７）に接続される。前端が湾曲している光導波路ロッドの形の受光ユニット（１８）は、ハウジング（１０）の円錐状の前端から突き出している。発光素子（１２）は、平面保持板（１９）上に配置される。
【００７６】
図２は、発光素子（１２）から放射されるビームのうち、たとえば、光導波路（１８）内に注入されることができるビームおよび注入されることができないビームを示している。実線によって表されるビームは、光導波路内に注入されることができるのに対し、点線によって示されるビームは、光軸に対する角度が光導波路の受光角より大きいため、光導波路内に注入されることができない。
【００７７】
図３は、本質的に図２に対応しており、鏡面になった円錐台の面状の反射素子（２２）が、発光ユニット（１２）の面から光導波路（１８）の入射面に延在することのみ異なっているだけである。しかし、この反射素子によって、光導波路の受光角より大きい角度のために光導波路内に注入されることができないビームもまた、反射の結果、光軸に対する傾斜角の大きさが反射体の開口角度の２倍だけ低減されるため、端部に注入されることができる。受光角より小さい角度で発光ユニットから光円錐内に放射されるビームは、光導波路の入射開口部を直接照射するため、その強度をできる限り有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】照射装置の長手方向の断面図を示している。
【図２】反射素子がない状態での、発光素子から受光素子への移行領域における照射装置の長手断面図を示している。
【図３】円錐形の反射素子を備えた図２に示されたものに対応する長手断面図を示している。
【符号の説明】
【００７９】
１０  ハウジング
１１  発光ユニット
１２  発光素子／発光ダイオード
１３  電池
１４  ドライバステージ
１５  制御回路
１６  スイッチオン式押しボタン
１７  ディスプレイユニット
１８  受光ユニット／光導波路ロッド
１９  保持板
２０  集光領域
２１  ヒートシンク本体
２２  反射素子
【図１】
2005530533.tif 000003
【図２】
2005530533.tif 000004
【図３】
2005530533.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成15年12月12日(2003.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（１０）と、
前記ハウジング内に配置される単一の発光ユニット（１１）と、
入射開口部を備える受光ユニット（１８）と、
前記発光ユニットと、前記受光ユニットの前記入射開口部との間の全距離にわたって延在し、小開口部および大開口部を有する反射素子（２２）と、を備え、
小直径を有する前記開口部が前記発光ユニットに面し、大直径を有する前記開口部が前記受光ユニットに面し、
前記反射素子の傾斜角νが、関係式
ν＝０．５×（δ−α）
に従い、式中、δは依然として光導波路内部に注入される光ビームが前記発光ユニットから離れる最大放射角であり、αが前記光導波路の受光角である照射装置。
【請求項２】
前記反射素子（２２）の大開口部の直径が、前記受光ユニット（１８）の直径以下である、請求項１に記載の照射装置。
【請求項３】
前記反射素子（２２）の小開口部が、前記発光ユニット（１１）を少なくとも部分的に包囲している、請求項１または２に記載の照射装置。
【請求項４】
前記反射素子（２２）の開口角度が、前記小開口部から前記大開口部までのサイズを連続的に、または少なくとも１つのステップで減少させる、請求項１から３のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項５】
前記発光ユニット（１１）と前記受光ユニット（１８）との間の前記距離が、前記受光ユニットの前記直径の２分の１より大きい、請求項１から４のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項６】
前記反射素子（２２）の長さが、前記発光ユニット（１１）と前記受光ユニット（１８）との間の前記距離より大きい、請求項５に記載の照射装置。
【請求項７】
前記反射素子（２２）の大開口部が、光学的保護ガラスによって覆われている、請求項１から６のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項８】
前記光学的保護ガラスが、一面または両面に曇りを有する、請求項９に記載の照射装置。
【請求項９】
前記反射素子（２２）が、内部に反射面を有する円錐台である、請求項１から８のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項１０】
前記円錐台の内面が、金属様の鏡面であるか、または高い光学反射を有するシートから形成されている、請求項９に記載の照射装置。
【請求項１１】
前記シートが、良好な反射特性を有する金属から構成されるか、またはかかる金属で被覆されている請求項１０に記載の照射装置。
【請求項１２】
前記シートが、金属を含まない多層干渉反射体シートである、請求項１１に記載の照射装置。
【請求項１３】
前記発光ユニット（１１）が、青色の高出力発光ダイオードであり、サイズが少なくとも０．２５ｍｍ２、好ましくは１〜５ｍｍ２である少なくとも１つの発光素子を具備し、前記ユニットが１００〜１４００ｍＷ、好ましくは２００〜８００ｍＷの照射出力を生成する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項１４】
前記発光ユニット（１１）が、前記ハウジング（１０）に熱接続されている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項１５】
前記ハウジング（１０）が、アルミニウム、亜鉛または黄銅などの金属であることが好ましい高い熱伝導性および熱容量を有する材料により、全体または部分的に構成されている、請求項１４に記載の照射装置。
【請求項１６】
前記発光ユニット（１１）が、１０〜１００Ｊ／Ｋ、好ましくは２０〜５０Ｊ／Ｋの熱容量を有する素子にさらに熱接続されている、請求項１５に記載の照射装置。
【請求項１７】
前記発光素子（１１）が、高い熱伝導性を有する平面保持板（１９）に取り付けられている、請求項１から１６のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項１８】
前記受光ユニット（１８）が、剛性光導波路ロッドまたは可撓性光導波路から選択される、請求項１から１７のいずれか一項に記載の照射装置。
【請求項１９】
ハウジング（１０）と、
前記ハウジングに配置される単一発光ユニット（１１）と、
入射開口部を備える受光ユニット（１８）と、
前記発光ユニットと、前記受光ユニットの入射開口部との間の全距離にわたって延在し、小開口部および大開口部を有する反射素子（２２）と、を備え、
小直径を有する前記開口部が前記発光ユニットに対向し、大直径を有する前記開口部が前記受光ユニットに対向し、
前記反射素子は、前記発光ユニットからの放射角が前記受光ユニットの受光角より大きい光ビームのみを、前記受光ユニットへの所望の入射角範囲に選択的に偏光し、他の光ビームには影響を及ぼさない、照射装置。
【国際調査報告】
2005530533.tif 000006
2005530533.tif 000007
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