(57)【要約】光硬化性化合物を硬化させるために構成された歯科用器具(１０)は、一般的な歯科用ハンドピースの形状を持った細長い本体(１２)を有する。この歯科用器具には、歯科用器具の末端部(１６)に配されたＬＥＤ光源(４０)からの光の放射を制御するための指制御装置(７０，７２，７４)が装備されている。ＬＥＤ光源(４０)は光源を保護し、望まざる放射エネルギーを除去し、および／または望ましい輪郭をもたらすために光源で発せられた光を集束させるための透過レンズ(５０)を有することができる。歯科用器具につなげられる遠く離れた電源は、歯科用器具の寸法または重量を増大することなく、この歯科用器具に電力を供給する。歯科用器具は内部電池を代わりに有することができる。歯科用器具の本体は、標準的な歯科用ハンドピース保持トレー(１００)の保持スロット(８４)内に嵌合するように形成されることができる。
2005516668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光硬化性化合物を硬化させるために構成された歯科用器具であって、
基端部と末端部との間に延在する本体−この本体の基端部は少なくとも１種類の歯科用ハンドピースを収容するような寸法形状に形成された歯科用ハンドピース保持トレーにより収容される寸法形状に形成されると共に前記末端部は患者の口内に入るような寸法形状に形成されている−と、
この本体の末端部に配され、光硬化性化合物を硬化させるのに適した放射エネルギーを発するように構成された光源と
を具えたことを特徴とする歯科用器具。
【請求項２】
前記光源がＬＥＤまたはＬＥＤアレイの少なくとも１つを具えていることを特徴とする請求項１に記載の歯科用器具。
【請求項３】
前記歯科用器具を電源に操作可能に連結する電力コードと、前記本体内に配されて前記光源と前記電力コードとの間をつなぐ電線とをさらに具えていることを特徴とする請求項１に記載の歯科用器具。
【請求項４】
前記本体に配されて前記光源の照明を制御する制御装置をさらに具え、この制御装置は、予め設定された継続時間に亙って前記光源を作動させる第１の制御部と、前記予め設定された継続時間を変更する第２の制御部とを有することを特徴とする請求項１に記載の歯科用器具。
【請求項５】
前記本体の少なくとも一部に配され、電力を前記光源に供給する少なくとも１つの電池をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の歯科用器具。
【請求項６】
前記歯科用器具の末端部に配されるレンズをさらに具え、前記光源で発せられた光が前記レンズを通過するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の歯科用器具。
【請求項７】
前記レンズが前記光源で発した望まざる波長を除去するために構成されていることを特徴とする請求項６に記載の歯科用器具。
【請求項８】
前記レンズが歯科用器具に固定状態で結合されていることを特徴とする請求項６に記載の歯科用器具。
【請求項９】
前記レンズが歯科用器具に対して取り外すように連結されていることを特徴とする請求項６に記載の歯科用器具。
【請求項１０】
前記レンズが集束レンズを具えていることを特徴とする請求項６に記載の歯科用器具。
【請求項１１】
前記集束レンズが球面レンズを具えていることを特徴とする請求項１０に記載の歯科用器具。
【請求項１２】
前記光源は予め設定された距離および予め設定された角度にオフセットされた２つのＬＥＤを具え、これら２つのＬＥＤから発せられた光が望ましい楕円輪郭を有する照明光路に向けられるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の歯科用器具。
【請求項１３】
前記予め設定された角度が約３４°から約４４°の範囲内の角度を具え、前記予め設定された距離が約０.３７インチから約０.７５インチの範囲内の距離を具えていることを特徴とする請求項１２に記載の歯科用器具。
【請求項１４】
前記望ましい楕円輪郭は、前記２つのＬＥＤから約５mmから約８mm離れた距離にて約８mmから約１４mmの範囲内の第１の寸法と、約１０mmから約１６mmの範囲内の第２の寸法とを具えていることを特徴とする請求項１２に記載の歯科用器具。
【請求項１５】
前記２つのＬＥＤの異なる一方に隣接して配され、これら２つのＬＥＤから発せられた光を望ましい楕円輪郭へと集束するように形成された２つのレンズをさらに具えていることを特徴とする請求項１２に記載の歯科用器具。
【請求項１６】
歯科用器具は前記光源に隣接し、この光源で発生する熱を奪って放散するように形成されたヒートシンクをさらに具え、このヒートシンクは、アルミニウム，黄銅，銅，鋼または銀の少なくとも１つを好ましくは具えていることを特徴とする請求項１に記載の歯科用器具。
【請求項１７】
前記本体の基端部は、標準的な歯科用ハンドピース、好ましくは歯科用低速タービン，歯科用高速タービン，歯科用超音波器具，歯科用スリーウェイシリンジおよび経口吸引装置からなるグループから選択される少なくとも１つの歯科用ハンドピースの寸法および形状に近い寸法および形状を有することを特徴とする請求項１に記載の歯科用器具。
【請求項１８】
本体の基端部は、少なくとも１種類の標準的な歯科用ハンドピースを確実に収容するような寸法形状に形成された標準的な歯科用ハンドピース保持トレーの保持スロット内に確実に嵌合されるように構成され、前記本体の末端部が患者の口内に入るような寸法形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の歯科用器具。
【請求項１９】
前記本体の少なくとも一部がほぼ円筒状であることを特徴とする請求項１に記載の歯科用器具。
【請求項２０】
光硬化性化合物を硬化させるために構成された歯科用硬化装置を具える歯科用システムであって、前記歯科用硬化装置は、
基端部と末端部との間に延在する本体−前記末端部は患者の口内に入るような寸法形状に形成されている−と、
前記本体の末端部に配され、光硬化性化合物を硬化させるのに適した光を発するように構成された光源と、
歯科用器具の本体の基端部の少なくとも一部を摩擦で結合するような寸法形状に形成された内面を具えたホルダと
を具えていることを特徴とする歯科用システム。
【請求項２１】
前記ホルダは他の器具、好ましくは標準的な歯科用ハンドピース保持トレーを前記ホルダに連結するための連結手段をさらに具えていることを特徴とする請求項２０に記載の歯科用システム。
【請求項２２】
前記本体の基端部がほぼ円筒状であることを特徴とする請求項２０に記載の歯科用システム。
【請求項２３】
前記ホルダは、電力コードが自由に通過することができるスロットをさらに画成していることを特徴とする請求項２２に記載の歯科用システム。
【請求項２４】
前記ホルダは、少なくとも１つが歯科用硬化光である複数の歯科用ハンドピースを保持する複数の凹部を具えた標準的な歯科用ハンドピース保持トレーに連結されるか、またはその一部であることを特徴とする請求項２０に記載の歯科用システム。
【請求項２５】
前記歯科用ハンドピース保持トレーと一体の少なくとも１つの凹部内に収容されるように形成された少なくとも１つの追加歯科用ハンドピースをさらに具え、前記少なくとも１つの追加歯科用ハンドピースが歯科用低速タービン，歯科用高速タービン，超音波歯科用器具，歯科用スリーウェイシリンジおよび経口吸引装置からなるグループから選択されることを特徴とする請求項２４に記載の歯科用システム。
【請求項２６】
前記光源がＬＥＤまたはＬＥＤアレイの少なくとも１つを具えていることを特徴とする請求項２０に記載の歯科用システム。
【請求項２７】
光硬化性化合物を硬化させる光硬化装置を具えた歯科用キットであって、前記光硬化装置は、
基端部と末端部との間に延在する細長い本体と、
この本体の末端部に配され、光硬化性化合物を硬化させるのに適した放射エネルギーを発するように構成された光源と、
この光源で発生する熱を奪って放散させるように構成されたヒートシンクと、
前記光硬化装置の末端部に交換可能に装着可能なレンズ−このレンズは光硬化光を使用中の場合に光源で発生した光が当該レンズを通過するように配されている−と
を具えていることを特徴とする歯科用キット。
【請求項２８】
前記細長い本体の基端部を交換可能に収容するような寸法形状に形成された保持トレーをさらに具えていることを特徴とする請求項２７に記載の歯科用キット。
【請求項２９】
前記光源がＬＥＤまたはＬＥＤアレイの少なくとも１つを具えていることを特徴とする請求項２７に記載の歯科用キット。
【請求項３０】
前記光源が前記ヒートシンクに隣接して配され、前記ヒートシンクがアルミニウム，黄銅，銅，鋼または銀の少なくとも１つを具えていることを特徴とする請求項２７に記載の歯科用キット。
【請求項３１】
前記レンズは光硬化装置の使用中に光源を汚染物質から保護することを特徴とする請求項２７に記載の歯科用キット。
【請求項３２】
前記レンズが集束レンズを具えていることを特徴とする請求項２７に記載の歯科用キット。
【請求項３３】
前記光硬化装置の細長い本体に配された１つ以上の制御装置をさらに具え、この１つ以上の制御装置は、前記光源の照明を制御するように構成されていることを特徴とする請求項２７に記載の歯科用キット。
【請求項３４】
前記光硬化装置の細長い本体内の一部に配されて前記光源に電力を供給する少なくとも１つの電池をさらに具えていることを特徴とする請求項２７に記載の歯科用キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ね光硬化装置の分野、より詳細にはＬＥＤ光源を組み込んだ手持ち歯科用光硬化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯科医療分野において、可視光の如き放射エネルギーにさらされた場合に硬化する感光性化合物にて虫歯がしばしば充填および／またはシールされる。一般に光硬化性化合物と呼称されるこれらの化合物は、歯科形成窩洞内または歯の表面に置かれ、その次にこれらは歯科用光硬化装置によって光を照射される。
【０００３】
多くの光硬化装置には、光源からの光を患者の口に導くために光ファイバが配置されている。光源は、例えば電球，ハロゲン灯または発光ダイオード（ＬＥＤ）を具えることができる。光ガイドの一端が光源に近接して配され、光源から発せられた光が光ガイドに導かれて入射するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、光ガイドに関する１つの問題は、これらが相対的に重く、光硬化装置の重量を著しく増大させる可能性があるということである。これは、光ガイドがガラスの如き相対的に重い材料で構成されている場合、特に当てはまる。光ガイドはまた、この光ガイドを組み込んだ光硬化装置がこの光硬化装置の重量を増大させる可能性がある光ガイドに望ましい光を集束させるための特別な反射アセンブリをしばしば必要とするため、光硬化装置の重量を間接的に増大させる。光硬化装置の重量を増大させる可能性のあるさらなる他の装備は、電池パックまたは交流（ＡＣ）に対する変圧器の如き電源である。
【０００５】
直接的または間接的に光ガイドおよび電源によってもたらされる光硬化装置の付加重量は、光硬化装置をオペレータの掌中で操作することを困難にする可能性がある。重量はまた、配送コストならびに装置全体のコストを増大させる可能性がある。
【０００６】
光ガイドおよび一体化された電源ユニットはまた、光硬化装置の体積を増加させ、これによって光硬化装置を把持し、かつ操作することに対する困難性を増大する。既存の特定の光硬化装置の大きな寸法もまた問題をはらんでおり、それは超音波工具，スリーウェイシリンジ，吸引装置ならびに高速および低速タービンなどの如き標準的な歯科用ハンドピースを保持するために設計された既存の歯科用ハンドピース保持トレーの保持スロット内に、光硬化装置を保持または収容することを大きな寸法が一般に妨げるためである。一般に、既存の歯科用光硬化装置を歯科用ハンドピース保持トレーの保持スロット内に確実に保持させるためには大き過ぎるので、これらは使用していない間、カウンターまたは他の面に置かなければならない。これは、光硬化装置の重量増大に加え、光硬化装置を誤って床に落としたり、ぶつけたりする蓋然性が著しく増大することを理解されよう。
【０００７】
光ガイドを組み込んだ既存の光硬化装置に関する前述の制約を克服し、光硬化装置の効率を概ね改善するための１つの方法は、ＬＥＤの如き光源を光硬化装置の先端部に直接配置し、光ガイドが全く不要となるようにすることである。これは、ＬＥＤによって発せられた光の大部分を患者の口内に導くことができるので、この計画もまた有用である。
【０００８】
従って、前述の観点において、改良された歯科用光硬化装置のための技術において、より詳細には使いやすく、かつ標準的な歯科用ハンドピース保持トレー内に収容し得る寸法，形状および重量を持つ人間工学的に構成された歯科用光硬化装置に対する要求が現時点において存在する。
【０００９】
さらに、１つ以上のＬＥＤを組み込んだ改良形の歯科用光硬化装置のための技術において、１つ以上のＬＥＤから発せられた光を望ましい輪郭または照明光路へと集束または導くように構成された歯科用光硬化装置に対する要求がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
現時点における本発明の好ましい実施形態は、簡単に要約すると、光硬化性化合物を硬化させるために構成された改良型の歯科用器具に向けられている。より詳細には、現時点における本発明の好ましい実施形態は、使いやすさおよび歯科用ハンドピース保持トレーに使用していない間、収容を容易にするため、標準的な歯科用ハンドピースの一般形状へと人間工学的に形成された光硬化装置に向けられている。
【００１１】
現時点において好ましい一実施形態によると、この歯科用器具は、基端部と末端部との間に延在する本体を具えている。この本体は、標準的な歯科用ハンドピースのように見えかつ感じると共に標準的な歯科用ハンドピース保持トレーの保持スロット内に確実に嵌合するような寸法，形状および重量に構成されている。
【００１２】
本体の末端部に配された光源は、歯科用器具の制御装置を操作した場合、予め設定された継続時間に亙って歯科用器具から光を発する。この制御装置は、例えば光源を予め設定された継続時間に亙って作動させるボタンと、光源の継続時間を増大または減少させるボタンとを有することができる。この光源は、放射エネルギーを供給するために形成された任意の光源を具えることができる。一実施形態によると、この光源は少なくとも１つのＬＥＤまたはＬＥＤアレイを具えている。
【００１３】
この歯科用器具はまた、光源の上に置かれる透過レンズを有することもできる。この透過レンズは透明であってよく、あるいは光源で発生する橙色，緑色または黄色ペクトル光の如き、ある特定の不必要な波長を除去するために着色されていてもよい。この透過レンズはまた、歯科医療環境において汚染物質から光源を保護するための保護シールドとして機能することも可能である。この透過レンズは、光源で発せられた光を望ましい方法にて集束または導く集束手段を具えることも可能である。
【００１４】
この集束手段は、光源から発せられた光を最小の発散を持った望ましい輪郭を有する望ましい照明光路へと集束するように形成される。一実施形態によると、集束手段は光源から発せられた光を望ましい照明光路へと屈折するように構成したレンズまたはレンズ群を具えている。このレンズは、例えば個々のＬＥＤ光源と同軸に並べられた１つ以上の球面レンズと、個々のＬＥＤ光源と同軸に並べられない非球面レンズとを有することができる。これらのレンズはまた、球面または非球面の特性を有する単レンズへと一体に連結することも可能である。本発明によると、これらのレンズは、歯科用器具に対して固定して結合されるか、あるいは取り外し可能に構成される。
【００１５】
一実施形態によると、この歯科用器具は当該歯科用器具を電気の壁コンセントまたはＡＣ/ＤＣ変換器の如き外部電源に操作可能に接続するために形成された電力コードをさらに具えている。
【００１６】
歯科用ハンドピース保持トレーまたは他の器具に連結されるように構成されたホルダをさらに包含するキットの一部として、この歯科用器具を含めることも可能である。この実施形態は、歯科用器具とホルダとを一般的でない、つまり標準的ではない歯科用保持トレーに連結する場合、任意の望ましい歯科用保持トレーに嵌合するようにホルダを特化させることができるので、特に有用である可能性がある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の歯科用器具の一般的な構成が人間工学および軽量の両方であり、これによって歯科用器具を最小の努力で取り扱うことができ、使用していない間、歯科用ハンドピース保持トレーの保持スロット内に歯科用器具を容易に格納できるようにすることが理解されよう。
【００１８】
本発明のこれらおよび他の利益，長所および特徴は、以下の説明および添付した特許請求の範囲からより完全に明白となるか、あるいは以下に述べるような本発明の実施に基づいて教示可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
上述の方法および本発明の他の利益，長所および特徴が得られるように、簡潔に上述された本発明のより詳細な説明が、添付図面に示したその特定の実施形態を参照して提示されよう。これらの図画が単に本発明の代表的な実施形態のみを示しており、従ってその範囲の限定を考慮していないことは明白であり、本発明が添付図画の使用を介して追加の特異性および詳細と共に記述および説明されよう。
【００２０】
さて、本発明の歯科用器具の詳細な説明が本発明の好ましい実施形態を示す図面を具体的に参照して与えられよう。類似の参照符号が類似の構成のものに与えられることを理解されよう。
【００２１】
ここで用いたような用語「歯科用ハンドピース」は、切削，洗浄，研磨または他の歯科処理のために回転手段に連結される手持ちの歯科用器具に概ね該当する。用語「歯科用ハンドピース」は、歯科医療産業において周知の技術用語である。この歯科用ハンドピースの限定されない例は、高速タービン，低速タービン，超音波装置およびスリーウェイシリンジを包含している。歯科用ハンドピースは、空気圧，電気および超音波機構によって一般的に駆動される。
【００２２】
用語「歯科用ハンドピース保持トレー」は、一般的な歯科用ハンドピースを保持するための形状および寸法に特に構成されたスロットまたは保持装置を構成したトレーに概ね該当する。当業者らに周知の歯科用ハンドピース保持トレーは、この保持トレーに保持される歯科用ハンドピースへのアクセスを容易にするため、歯科用椅子に近接して設置されるか、またはこれに直接取り付けられる。
【００２３】
ここで置換可能に用いられる用語「保持スロット」および「ホルダ」は、歯科用ハンドピースを確実に保持するような寸法および形状に構成された手段に概ね該当する。保持スロットは、歯科用ハンドピース保持トレーの典型的な機能である。
【００２４】
ここに用いたような用語「輪郭」は、光源から発せられた光の照明光路の横断面形状に関して概ねなされる。この輪郭寸法は、当該輪郭の光源からの距離と、光源により発せられた光の角度とによって一般的に変化しよう。輪郭の一般的な形状および寸法は、光源の前に平らな物体を置き、光源によって照明される領域を観察することによって、一般的に確認することができる。ここに記述されるように、本発明の歯科用器具は、ＬＥＤ光源から発せられる光を望ましい輪郭を持った照明光路へと集束または平行に構成する。より詳細に以下に記述されるように、この輪郭はまた、複数のＬＥＤからの光が重なり合う領域にも該当する。
【００２５】
用語「ＬＥＤ光源」は、任意の発光ダイオード（ＬＥＤ）またはＬＥＤアレイを包含する。ここで置換可能にしばしば用いられる「ＬＥＤ」および「ＬＥＤアレイ」は、典型的なＬＥＤ構造体の一体化レンズまたはマイクロレンズはもちろん、ＬＥＤの電気部品を包含する。従って、レンズを組み込んだ歯科用器具の実施形態に対してここでなされる参照は第２のレンズ群、すなわちＬＥＤ構造体の一部として別に包含されないレンズ群に関してなされる。
【００２６】
ここで用いたような用語「集束」は、光をコリメートするため集束手段に関して一般に用いられ、光源から発せられた光の方向を光源から発せられた元の光の角度よりも小さな発散角度を有する照明光路へと変えるけれども、この光を個別の焦点に集光しないものとして定義される。換言すれば、光を集束またはコリメートする集束手段は、光源から発せられた光に対するコリメート作用をもたらす。「集束」はまた、光源の各構成要素から発せられた光の重なり合う部分によって画成される望ましい輪郭を作り出すための手段としても一般的に定義される。例えば、光源が２つ以上のＬＥＤを具えている場合、光源から発せられた光を集束することは、各ＬＥＤから発せられた光の少なくとも一部を各ＬＥＤからの光が重なり合う望ましい輪郭へと向ける作用を具えている。従って、光を集束するための集束手段は、ＬＥＤが相互に空間的および角度的にオフセットされた特定の形態を具えることができ、各ＬＥＤから発せられた光が望ましい輪郭内で重なり合うことをもたらす。この出願によると、集束手段は光をコリメート、または望ましい輪郭へと光を反射するために構成された反射鏡を有していない。本発明によると、集束手段はまた、発せられた光が通るＬＥＤの一体化レンズも有していない。
【００２７】
参照が本発明の歯科用器具の好ましい一実施形態を示す図１に対して最初になされる。図示のように、歯科用器具１０は基端部１４から末端部１６まで延在する滑らかで細長い本体１２を持った歯科用ハンドピースの一般的形状を有している。本体１２の形状は、円形の横断面形状で画成された概ね円筒状である。しかしながら、本体１２の横断面形状は、限定されないけれども正方形，三角形，六角形，楕円形および他の直線で囲まれた形状を含む他の形状に構成可能であることを理解されよう。本体１２はまた、図２に関して以下に記述されるように、歯科用器具１０の作動を制御するための制御ボタンが形成された小さな、またはわずかな凹凸、すなわち突出突起１８の如き突起を有することができる。
【００２８】
本実施形態において、概ね円筒形状の歯科用器具１０は、それが人間工学的であるので有用である。特に、概ね円筒形状の本体１２は、歯科医が歯科用器具を種々の位置に対して楽に保持することを可能にする。この歯科用器具の滑らかで細長い本体１２はまた、歯科医が歯科処置中に歯科用器具１０を種々の位置に容易に回転および移動させることを可能にするので有用である。
【００２９】
一実施形態によると、歯科用器具１０の基端部１４は、歯科用ハンドピース保持トレーの保持スロットに挿入されるような寸法および形状に構成されている。本体１２の基端部１４はまた、保持スロットへの歯科用器具１０の挿入を容易にするために先細りであってもよい。歯科用器具１０を歯科処置の間に歯科用ハンドピース保持トレーの保持スロット内に置くことは、歯科用器具１０を使用していない時に誤ってぶつけたり落としたりするあらゆる危険性を最小にするために有用である可能性がある。
【００３０】
図示のように、歯科用器具１０はまた、本体１２の基端部１４に電力コード３０が接続されるように構成されている。図示していないけれども、この電力コード３０は、歯科用器具１０から遠く離れて置かれた電源に対して歯科用器具１０を操作可能に接続する。遠くに離れた電源は、歯科用器具１０の末端部１６に配された歯科用器具１０の光源４０を点灯するため、歯科用器具に適切な電力供給をもたらすように適切に構成された電気の壁コンセント，電池，発電機，変圧器または他のあらゆる電源を包含することができる。電源コード３０と光源４０との間をつなぐ電線１５が本体１２内に都合よく保護して配置されている。
【００３１】
一実施形態によると、光源４０は、光硬化性化合物を硬化させるのに適した放射エネルギーを発するように形成されたＬＥＤを有する。しかしながら、この光源４０はまた、ＬＥＤアレイ，複数のＬＥＤおよび他の同様な光源を有することもできることを理解されよう。光源４０と共にレンズやフィルタなどを用いることができる。
【００３２】
特に、本発明の歯科用器具１０は、光源４０から発せられた光に対し、例えば光源４０で発せられた光を集束または選択的に通過させる如き望ましい光学的作用を行うためにＬＥＤ光源４０を覆う外部のフィルタまたはレンズを有することができる。
【００３３】
末端部に配置された１つ以上の光源（例えば１つ以上のＬＥＤまたはＬＥＤアレイ）を有し、遠く離れて置かれた電源により給電される光硬化装置の例が Cao に対する米国特許第６３３１１１１号に開示されている。しかしながら、Cao に開示された光硬化装置は従来の歯科用ハンドピースの一般的形状および寸法に構成されていない。
【００３４】
一実施形態によると、本発明の歯科用器具１０は、図１および図３，図４に示すような透過レンズ５０を有している。この透過レンズ５０は、光源４０で発せられた望まざる波長を排除するように着色されていることが好ましい。この透過レンズ５０はまた、歯科医療環境における汚染物質から光源４０を保護するためのシールドとして機能することもできる。図１に示すように、レンズ５０は、要求および好みに応じて異なる機能を持つ異なる種類のレンズを歯科用器具１０で交換可能に用いることができるように、スナップ嵌合または摩擦嵌合の如き状態で歯科用器具１０の末端部１６から取り外し可能であってよい。代わりに、図３に示すように、レンズ５０を接着剤や溶着または機械的結合の如き状態で歯科用器具１０の末端部１６に固定して結合することができる。
【００３５】
一実施形態によると、歯科用器具１０は使用中に光源で発生する熱を放散させるためのヒートシンク６０をさらに有する。図１に示すように、ヒートシンク６０の熱放散特性を熱伝導を介して向上させるため、光源４０をヒートシンク６０に直接取り付けることが好ましい。このヒートシンクは、その例がアルミニウム，銅，黄銅，鋼，銀およびこれらの組み合わせを含む金属の如き任意の熱導電材料を具えることができる。
【００３６】
図１および図３，図４に示すように、歯科用器具１０の光源４０および末端部１６は、患者の口内に入れて回転するのに具合のよい寸法および形状に構成されている。これは、光源から発せられた光を患者の口に伝えるための特別な光ガイドまたは他の突起およびかさばる機構を必要とする光硬化装置に対する利点がもたらされることを理解されよう。特に、光ガイドは相対的に重くて光源から離れて突出しており、それによりこのような光硬化装置のかさ高性を増大させる。
【００３７】
本発明の別な利点は、歯科用器具が、上述したような遠くに離れて位置する電源により電力を供給されるということであり、歯科用器具の全重量を大幅に減少させ、それによって歯科用器具の使いやすさおよび人間工学性を増大する。しかしながら、ある特定の状況において電池の如き一体的な電源と共に歯科用器具を構成することが望ましい可能性があることを理解されよう。このような状況において、歯科用器具の本体が歯科用ハンドピース保持トレーの保持スロット内に保持されるように適切に形成されたままでありさえすれば、歯科用器具を電池と共に構成することができる。
【００３８】
一実施形態によると、歯科用器具はまた、光源からの放射エネルギーの放射を制御するために制御装置も包含している。この制御装置は、使いやすさのために歯科用器具１０の本体１２に具合よく取り付けられている。限定ではなく、例示によって図２に示すように、この制御装置は、３つの異なるボタン７０，７２，７４を有することができる。第１のボタン７０が押し込まれた場合、ある時間、例えば１５秒の如き予め設定された継続時間に亙って光源４０を作動させる。２番目および３番目のボタン７２，７４は、例えば５秒の増分の如き任意の望ましい時間増分だけ、予め設定された継続時間を増大または減少させるために使用可能である。歯科医が使用中にボタンを押し続けることを必要とせずに歯科用器具１０を使うことを少なくとも可能とするため、この実施形態は役立つことを理解されよう。制御装置は、必要に応じて電気回路を完成するために電線１５（図１）とつながっている。
【００３９】
さて、図３に注意が向けられる。ここに示すように、歯科用器具１０の基端部１４がホルダ８０に挿入された場合、この歯科用器具１０を確実に保持するような寸法および形状に構成されたホルダ８０をさらに含むキットの一部として歯科用器具１０を含めることができる。特に、ホルダ８０は歯科用器具１０の基端部１４に摩擦で係合し、かつ所定箇所に歯科用器具１０を確実に保持するような寸法形状に（例えば先細りに）形成された内側面８２を有する。
【００４０】
このホルダ８０はまた、歯科用ハンドピース保持トレーまたはカウンターや棚の如き他の機器または物体に対してホルダ８０を連結するための連結手段を有することができる。この連結手段は、トレーの端縁に摩擦係合するように形成された凹部８４，ロッドに滑動可能に係合するように形成されたスロット，締金，粘着性の取り付け面，ねじまたはボルトおよび対応する穴の組み合わせ，ホルダ８０を歯科用ハンドピース保持トレーまたは他の機器に連結するための他の任意の適当な手段を有することができる。
【００４１】
一実施形態によると、図４はホルダ８０が歯科用ハンドピース保持トレー１００に歯科用器具をどのようにして保持するのかを示している。図示のように、歯科用ハンドピース保持トレーは、歯科用ハンドピースを保持するために形成した数個のホルダまたは保持スロットを有する。既存のタービンハンドピース９０がホルダ８０のうちの１つに置かれ、本発明の歯科用器具が別なホルダ８０に保持されている。
【００４２】
本発明の歯科用器具１００の一実施形態の下側の立体投影図を示す図５に対して参照が最初になされる。図示のように、歯科用器具１００の本体１０２は基端部１０４から末端部１０６まで延在している。本体１０２が滑らかで細長いように示されているが、歯科用器具１００の本体１０２は、任意の望ましい形状および寸法を具えることができることを理解されよう。
【００４３】
歯科用器具１００の末端部１０６に配置された光源１２０は、例えば歯科修復処置中の如き光硬化性化合物を硬化させるのに適した光を発するために構成されている。図示のように、光源１２０は２つのＬＥＤを有する。２つのＬＥＤを示しているが、光源１２０は代わりに１つのＬＥＤまたは２つ以上のＬＥＤを有することができることを理解されよう。光源１２０はまた、ＬＥＤアレイ，複数のＬＥＤアレイおよびＬＥＤとＬＥＤアレイとの任意の組み合わせを有することも可能である。
【００４４】
本発明の好ましい実施形態によると、光源１２０および本体１０２の末端部１０６は、患者の口内に容易に入れられるような寸法形状に形成され、それによって光源１２０で発生した光は、多くの従来の光硬化装置で必要とされるような細長い光ガイドを最初に通過することなく、患者の口へと直接発せられることを可能にする。
【００４５】
本実施形態によると、光源１２０は遠く離れた電気供給源（図示せず）によって電力を供給され、歯科用器具に電力を供給することができる壁コンセントの電源差し込み口，電池，発電機，変圧器または他の任意の電源を有することができるが、これらに限定されない。歯科用器具１００の基端部１０４に連結された電力コード１２２は、遠く離れた電源をこの歯科用器具１００に対して操作可能に相互連結する。
【００４６】
代わりの一実施形態（図示せず）によると、歯科用器具の基端部１０４は電力コード１２２に接続されていないと言うよりもむしろ、この歯科用器具１００には歯科用器具１００に電力を供給して光源を作動させることができる一体の電池パックが装備されている。
【００４７】
図６は、図５に示した歯科用器具の上側の立体投影図を示し、歯科用器具１００の本体１０２に配された制御装置をさらに示している。この実施形態によると、制御装置は歯科医が光源１２０の作動を制御できるように構成されている。この実施形態によると、制御装置は好ましくは３つの異なるボタン１３０，１３２，１３４を有する。第１のボタン１３０が押し込まれた場合、例えば１５秒の如き予め設定された継続時間に亙って光源１２０を作動させ、これによって歯科医は使用中にボタン１３０を押し続ける必要なく、歯科用器具１００を使うことができる。第２および第３ボタンの１３２，１３４は、望ましい時間増分、例えば５秒の増分の如き予め設定された継続時間を増大または減少させるために使用することができる。この制御装置は、使いやすさのために歯科用器具１００の本体１０２に人間工学的に都合よく取り付けられている。特にこの制御装置は、これらを歯科医の親指または指で操作することができるような方法で本体１０２に都合よく配されている。しかしながら、本発明の歯科用器具１００が任意の特定の形状または制御装置の形式に制限されないことを理解されよう。どちらかと言えば、本発明の歯科用器具は、要求に応じて歯科用器具の本体に装着されるか、またはこの装置から遠く離れて置かれた任意の形式の制御装置を構成することができる。
【００４８】
図５に示すように、歯科用器具１００はまた、光がこの歯科用器具１００から発散される挙動を制御するために形成された集束手段を有することもできる。本実施形態において、この集束手段は、本体１０２の末端部１０６にて光源１２０をカバーし、光源１２０から発せられる光を集束するような寸法形状に形成された単レンズ１４０を具えている。
【００４９】
図７は、光源１２０の２つのＬＥＤ４２の上に配されたレンズ１４０の拡大立体投影図を示している。この実施形態によると、レンズ１４０は両方のＬＥＤ１４２を覆うように構成された単一の一体化レンズを具えている。ＬＥＤアレイまたは多くのＬＥＤを有する実施形態において、レンズ１４０は追加のＬＥＤおよびＬＥＤアレイを対応して覆うように形成可能である。一般的に、レンズ１４０の形状および特性はまた、どのような望ましい要求または好みにも対応するように形成可能である。例えば一実施形態によると、レンズ１４０はＬＥＤで作り出された望まざる放射エネルギーを除去するために赤色，黄色，橙色，または他の色に着色することができる。レンズ１４０の形状および曲率はまた、望ましい光学的作用を作り出すために個別化させることができる。好ましい一実施形態によると、レンズ１４０はＬＥＤ１４２から発せられた光を集束するため、２つの異なるＬＥＤ１４２と同軸に並べられる２つの球面１４４を有する。
【００５０】
ＬＥＤ１４２から発せられた光を集束させることはまた、他の集束手段でも達成可能である。例えば、図８に示すように、集束手段はＬＥＤ１４２と同軸に並べられる２つの独立した球面レンズ１５０を有する。換言すれば、各球面レンズ１５０の中央軸線１５２は、ＬＥＤ１４２の一方の異なる中央軸線１５４と一直線状に並べられる。これは、ＬＥＤ１４２で発せられた光がより詳細に図１１に関して以下に記述されるように、望ましい輪郭を有する照明光路へと屈折させられることをもたらす。
【００５１】
一般に、集束手段の望ましい光学的作用は、光がＬＥＤから一般的に発せられる約１２０°から約１４０°までの発散角度を減じることである。発散角度を低減することによって光をコリメートすることが可能であり、歯科用器具１００が望ましい適用部位からより大きな距離範囲内で効率的に操作することができるようになっている。限定ではなく一例として、光をコリメートすることは、歯科用器具１００が望ましい適用部位を約５mmの距離とほぼ同じ約８mmでの放射エネルギーの強度で放射線処理することを可能にする。これは広い発散角度を持った光を発するＬＥＤが組み込まれた既存の光硬化装置に対する改良であることを理解されよう。
【００５２】
図９は、集束手段の他の実施形態を示している。図示のように、この集束手段は上述した２つの非球面レンズ１６０を具えており、光源１２０の２つのＬＥＤ１４２に対して同軸に並べられていない。換言すれば、各非球面レンズ１６０の中央軸線１６２は、これが対応するＬＥＤ１４２の中央軸線１５４に対して傾斜している。非球面レンズ１６０およびＬＥＤ１４２のそれぞれの軸線１６２，１５４をオフセットすることによって、概ね上述されたようなＬＥＤ１４２から発せられた光の望ましいコリメート作用を作り出すことが可能であることを見出している。
【００５３】
図１０は、集束手段のさらに他の実施形態を示している。本実施形態で示すように、集束手段はレンズを有していない。どちらかと言えば、この集束手段はＬＥＤ１４２のオフセット構造を具えている。特に本実施形態によると、光を望ましい照明光路へとコリメートするための手段が、約３５°と４５°との間の角度１７０および約０.３７５インチと約０.７５インチとの間の距離１７２にてＬＥＤ１４２のオフセット状態を具えているが、望ましい集束作用を作り出すために他の距離および角度を用いることも可能である。
【００５４】
本発明によると、ＬＥＤ１４２から発せられた光を集束するための集束手段はまた、上述したレンズおよびＬＥＤのオフセット構造の任意の組み合わせを有することも可能である。一般に、集束手段の望ましい作用は、歯科用器具がより効率的であって、歯科用器具が歯科処置の間、光硬化性化合物を硬化させるために効率的に用いられることができる距離範囲を増大させるため、発せられた光を集光することである。
【００５５】
図１１は、照明光路１８０内に光を発する本発明の歯科用器具の上側立体投影図を示している。本発明によると、歯科用器具から発せられた光は、概ね上述したように歯科用器具１００の集束手段によりほぼコリメートされるが、図１１には示されていない。この実施形態によると、照明光路１８０は、ほぼ楕円形の輪郭１９０を具えている。輪郭１９０の楕円形状は、これが、歯科修復処置の間、光が向けられる歯の表面のほぼ楕円形状と対応し、これによって歯科用器具１００の全体的な効率を増大するので有用である。しかしながら、図示しない他の実施形態によると、光源の輪郭はまた、例えば３個以上のＬＥＤを有する光源によって引き起こされる形状の如き他の形状を具えることができることも理解されよう。
【００５６】
一実施形態によると、楕円輪郭１９０の寸法は、歯科用器具１００の光源から約５mmと約８mmとの間まで離れた距離にて幅が約８mmから約１４mmまでの範囲内，長さが約１０mmから１６mmの範囲内に入る。好ましい一実施形態によると、この楕円輪郭は、歯科用器具１００の光源から約５mmと約８mmとの間まで離れた距離にて幅が約１０mm，長さが約１２mmの寸法形状である。
【００５７】
図７〜図１０に示すように、歯科用器具はまた、光源１２０で発生する熱を放散させるために形成したヒートシンク１９２を有することも可能である。熱伝導を介してヒートシンク１９２の効率を増大させるため、光源のＬＥＤ１４２をヒートシンクに直接取り付けるか、またはさもなければこれに隣接して配置することが好ましい。従って、ヒートシンクは、アルミニウム，銅，黄銅，鋼，銀，金およびこれらの組み合わせを具えた材料を有する熱伝導材料からなることが好ましいが、これらに限定されない。
【００５８】
要約すると、本発明の歯科用器具は、従来の歯科用ハンドピースと同じ一般的な形状，寸法および重量を有するように形成可能であり、これによって歯科用器具が従来の歯科用ハンドピース保持トレーまたは一般的に小さな寸法の保持トレーのホルダまたは保持スロット内に確実に保持されることを可能にしている。
【００５９】
本発明の歯科用器具はまた、保護レンズまたは光が望ましい照明光路へとコリメートおよび集束するように構成された集束手段を有することも可能である。レンズをＬＥＤと直接接触状態か、またはＬＥＤから離して配置することができる。レンズはまた、歯科用器具の末端部に固定状態で連結されるか、または交換可能に連結されることも可能である。例えば、一実施形態において、レンズは歯科用器具の末端部に対して接着剤，機械的結合，化学的接合または溶着によって固定状態で結合される。他の実施形態において、レンズは歯科用器具の末端部に摩擦嵌合またはスナップ嵌合の如き機械的結合によって交換可能に連結される。
【００６０】
本請求発明がその精神または必須の特徴から逸脱することなく、他の特定の形式に具体化できることを理解されよう。記述された実施形態は、あらゆる点において示されたものだけに限定されるのではないことを考慮すべきである。従って、本発明の範囲は、前述の説明によるというよりも、むしろ添付された特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の均等の意図および範囲に含まれるすべての変更は、その範囲内に含まれるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】一般的な歯科用ハンドピースの形状と寸法とで構成され、基端部から末端部まで延在し、末端部に配されるＬＥＤ光源と基端部に接続された電力コードとを持った細長い本体を有する本発明の歯科用器具の一実施形態の下側立体投影図を示している。
【図２】図１の歯科用器具の一実施形態の上側立体投影図を示し、光源の照明を制御するために形成された本体の突起部に配される制御装置をさらに示している。
【図３】図１の歯科用器具およびこの歯科用器具を保持スロット内に置く場合に当該歯科用器具を確実に保持するために形成された保持スロットの上側立体投影図を示している。
【図４】一般的な歯科用ハンドピース保持トレー内に収容される本発明による光硬化装置を示している。
【図５】基端部から末端部まで延在し、歯科用器具の末端部に光源と集束手段とを配した本体を有する本発明の歯科用器具の一実施形態の下側立体投影図を示している。
【図６】図５に示した歯科用器具の上側立体投影図を示し、本体に配されて光源を作動させるために用いることができる制御装置をさらに示している。
【図７】ＬＥＤ光源から発せられた光を望ましい照明光路へと導くような形状および寸法に構成された単レンズの上側立体投影図を示している。
【図８】ＬＥＤ光源およびこの光源のＬＥＤと同軸に並べられる２つの球面レンズを有する集束手段の一実施形態の横断面図を示している。
【図９】ＬＥＤ光源およびこの光源のＬＥＤと同軸に並べられない２つの非球面レンズを有する集束手段の一実施形態の横断面図を示している。
【図１０】光源の一実施形態の横断面図を示し、光源から発せられた光を望ましい照明光路へと導くために２個のＬＥＤが特定の角度および距離だけオフセットされている。
【図１１】本発明の歯科用器具の一実施形態を示し、光源が望ましい楕円輪郭を持つ照明光路へと光を発している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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