(57)【要約】本発明は、パルス発振動作で作動される複数のＬＥＤによって放出される放射線を、少なくとも１つの光ガイドによって伝送するための方法および装置に関する。各々のＬＥＤ（１２，１４）に、第１のおよび第２の結合面（２０，２２，２４，２６）を有する第１の光ガイド（１６，１８）が割り当てられており、第１の光ガイドの各々の第１の結合面が、該光ガイドに割り当てられた定置式のＬＥＤに整列されており、第２の結合面が、閉じられたパス上に設けられており、第２の結合面には、第２の光ガイド（４２）の結合面（４４）が割り当てられている。高い光出力を、複数のＬＥＤによって、第２の光ガイドに入力することができるためには、第２の光ガイド（４２）は、スイッチオンされた複数のＬＥＤ（１２，１４）のタイミングに従って、少なくとも１つのスイッチオンされたＬＥＤの第１の光ガイド（１６，１８）の第２の結合面（２４，２６）に整列されることができることが意図されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤによって放出される放射線を光ガイドへ入力するための方法であって、
各々のＬＥＤ（１２，１４）を定置し、
各々のＬＥＤに、第１のおよび第２の結合面（２０，２２，２４，２６）を有する第１の光ガイド（１６，１８）を割り当て、
前記複数の第１の光ガイドのうちの１の各々の第１の結合面を介して、複数のＬＥＤのうちの１から光を入力し、および、
前記各々のスイッチオンされたＬＥＤの、前記第２の結合面から出る放射線を、第２の光ガイド（４２）の結合面（４４）へ伝送する方法において、
前記複数のＬＥＤ（１２，１４）を、パルス発振動作でかつ順次に作動させること、および、前記第２の結合面（２４，２６）を、閉じたパス上に設け、該パスに沿って、第２の光ガイド（４２）の結合面（４４）、または、前記定置された第２の光ガイドの前記結合面に整列された光学系（５６）を移動させることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の光ガイド（１６，１８）の前記第２の結合面（２４，２６）を、前記第２の光ガイド（４２）の前記結合面（４４）に対し平行に整列させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の光ガイド（４２）の動きを、電源のタイミングと同期化させ、該電源を介して、前記複数のＬＥＤ（１２，１４）を順次スイッチオンにすることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の光ガイド（４２）の前記結合面（４４）を、２つの同時にスイッチオンされたＬＥＤの第１の光ガイド（１６，１８）の第２の結合面（２４，２６）に整列させることを特徴とする請求項１ないし３の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の結合面（２４，２６）を、格子状に設けること、および、前記第１の光ガイド（１６，１８）を介して伝送される放射線を、少なくとも１つの光学偏向素子（５６）を介して、前記第２の光ガイド（４２）へ伝送することを特徴とする請求項１ないし４の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの光学偏向素子（５２）を、放射線の伝送のために、移動させることを特徴とする請求項１ないし５の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項７】
前記光ガイド（４２）を通して伝送される光を、物体に当て、該物体から反射された放射線を、光学センサによって測定し、かつ、前記スイッチオンされた複数のＬＥＤの時間間隔を、ＣＣＤカメラのような光センサのフレームレートと同期化することを特徴とする請求項１ないし６の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項８】
パルス発振動作で作動される複数のＬＥＤによって放出される放射線を、少なくとも１つの光ガイドによって伝送するための装置であって、
各々のＬＥＤ（１２，１４）に、第１のおよび第２の結合面（２０，２２，２４，２６）を有する第１の光ガイド（１６，１８）が割り当てられており、
第１の光ガイドの各々の第１の結合面が、該光ガイドに割り当てられた定置式のＬＥＤに整列されており、
前記第２の結合面が、閉じられたパス上に、または格子に対応して設けられており、
前記第２の結合面には、第２の光ガイド（４２）の結合面（４４）が割り当てられてなる装置において、
前記第２の光ガイド（４２）は、前記スイッチオンされた複数のＬＥＤ（１２，１４）のタイミングに従って、少なくとも１つのスイッチオンされたＬＥＤの第１の光ガイド（１６，１８）の前記第２の結合面（２４，２６）に整列されることができること、あるいは、光学偏向素子（５６）が、第１の光ガイドに割り当てられかつスイッチオンされたＬＥＤの第１の光ガイドの前記第２の結合面に整列されることができ、前記光学偏向素子は、放射線を、前記定置された第２の光ガイド（４２）の前記結合面（４４）に向けることを特徴とする装置。
【請求項９】
前記複数のＬＥＤ（１２，１４）は、ホルダ（１０）に、特に、必要な場合にはペルチェ素子を有するヒートシンクに、好ましくは、円形のパスに設けられていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の光ガイド（１６，１８）の第２の結合面（２４，２６）は、円形のパスに設けられており、該円形のパスに沿って、前記第２の光ガイド（４２）の前記結合面（４４）は可動であり、前記第１の光ガイドの前記第２の結合面は、前記第２の光ガイドの前記結合面に対し平行に整列されていることを特徴とする請求項８または９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の光ガイド（１６，１８）のコーティングは、少なくとも、前記第２の結合面（２４，２６）の領域で、除去されていることを特徴とする請求項８ないし１０の少なくとも１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記第２の光ガイド（４４）は、保持要素（４０）によって保持されており、該保持要素は、円環板のようなホルダ（１０）の中を通過する軸線を中心として回転可能であり、好ましくは、前記第２の結合面（１２，１４）は、前記軸線に対し傾斜していることを特徴とする請求項８ないし１１の少なくとも１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記光学偏向素子は、偏向プリズム（５６）であり、該偏向プリズムによって、前記放射線が、前記定置された第２の光ガイド（４２）に伝送可能であることを特徴とする請求項８ないし１２の少なくとも１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記光学偏向素子（５６）は、回転ディスク（５４）から出ており、該回転ディスクは、前記複数のＬＥＤ（１２，１４）の前記ホルダ（１０）を貫通する軸線を中心として回転可能であり、該軸線に沿って、前記第２の光ガイド（４２）は、少なくとも、前記光学偏向素子の領域で、延びていることを特徴とする請求項８ないし１３の少なくとも１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記光学偏向素子（５６）のベース面上へは、任意の或るスイッチオンされたＬＥＤ（１４）に割り当てられた少なくとも１つの第１の光ガイド（１８）の前記第２の結合面（２６）、および前記第２の光ガイド（４２）の前記結合面（４４）が整列されており、好ましくは、前記ベース面上に、放射線を集束するレンズ（６０，６２）が設けられていることを特徴とする請求項８ないし１４の少なくとも１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤによって放出される放射線を光ガイドへ入力するための方法であって、各々のＬＥＤを定置し、各々のＬＥＤに、第１のおよび第２の結合面を有する第１の光ガイドを割り当て、複数の第１の光ガイドのうちの１の各々の第１の結合面を介して、複数のＬＥＤのうちの１から光を入力し、および、各々のスイッチオンされたＬＥＤの、第２の結合面から出る放射線を、第２の光ガイドの結合面へ伝送する方法に関する。更に、本発明は、パルス発振動作で作動される複数のＬＥＤによって放出される放射線を、少なくとも１つの光ガイドによって伝送するための装置であって、各々のＬＥＤに、第１のおよび第２の結合面を有する第１の光ガイドが割り当てられており、第１の光ガイドの各々の第１の結合面が、該光ガイドに割り当てられた定置式のＬＥＤに整列されており、第２の結合面が、閉じられたパス上に、または格子状に対応して設けられており、第２の結合面には、第２の光ガイドの結合面が割り当てられていてなる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイババンドルまたは光ファイバに光を入力するための光源は、現在では、ハロゲンランプまたはキセノンランプを使用する。両者に共通しているのは、低い効率およびこれに対応して高い電力消費である。
【０００３】
複数の白色光ＬＥＤは、現在、かなり効率が高いが、達成可能なエネルギ密度は、例えばキセノンランプのエネルギ密度よりも、依然として、著しく小さい。このことは、一方では、光を発生する面の、比較的大きな空間的な延在に起因しており、他方では、ファイバまたはファイババンドルへの効率的な入力を困難にする大きな放射角度に起因している。光ファイバが、ＬＥＤのチップの非常に近くに動かされ、あるいは、結像光学系が使用されることができるが、しかしながら、出力密度はしばしば十分でない。
【０００４】
入力効率を改善するためのテーパは、開口角が著しく増大するという欠点を有し、これに対し、二色性のビームコンバイナは、該ビームコンバイナが選択的な波長範囲の結合の際にのみ使用可能であるという欠点を有する。
【０００５】
このことは、光ファイバに入力されるべき高い光出力への必要条件が、複数のＬＥＤによっては解決されないことをもたらす。
【０００６】
特許文献１は、内視鏡カメラで使用されることができる、高輝度の照明システムに関する。この装置は、青色の、緑色のおよび赤色の発光ダイオードのグループを有する。発光ダイオードの光を、光ファイバを介して伝送バンドルに、および、ミキサを介して光バンドル２に伝送し、次に、内視鏡カメラのために光を使用することができる。
【０００７】
特許文献２の主題は、広帯域信号用光源である。この目的のために、導波管結合器が設けられている。該導波管結合器は、多数のＬＥＤに割り当てられた光ガイドを介して伝送された信号を、広帯域出力端を有する第２の光ガイドに供給する。
【０００８】
特許文献３に記載の照明装置では、円に設けられた複数のＬＥＤから、ＬＣＤに整列された第２の光ガイドへ、伝送される。
【０００９】
特許文献４は、強力な照明目的のために発光ダイオードを使用するための装置に関する。ここでは、多数の発光ダイオードが使用され、各々のＬＥＤには、光ガイドの第１の結合面が割り当てられている。光ガイドの第２の結合面は、次に、ケーブルのように、光ガイドユニットに統合される。その目的は、発光領域を形成するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】US-A-2008/031081
【特許文献２】US-A-5,109,447
【特許文献３】US-A-2005/0046807
【特許文献４】DE-U-20 2008 006 191
【発明の概要】
【００１１】
明細書の最初の部分に記載されたタイプの方法および装置を、複数のＬＥＤによって高い光出力を光ガイドに入力することができるように、改善するという課題が、本発明の基礎になっている。この場合、構造の複雑性が少なくて、同時に、所望のリプルを有する出力を達成する可能性が形成されることが意図される。更に、無駄時間を最小限に抑え、かつ、複数のＬＥＤへの電力供給を簡素化することが、本発明の課題である。
【００１２】
方法に関して、上記課題は、複数のＬＥＤを、パルス発振動作でかつ順次に作動させること、および、第２の結合面を、閉じたパス上に設け、該パスに沿って、第２の光ガイドの結合面、または、定置された第２の光ガイドの結合面に整列された光学系を移動させること、実質的にこのことによって、解決される。
【００１３】
本発明によれば、複数のＬＥＤの、特に、複数の白色光ＬＥＤの特性、すなわち、連続波モードでの最大電流に比較して、５０倍またはそれより多い数まで出力を増加させることができるという特性が利用される。かくして、白色光ＬＥＤのようなＬＥＤは、パルスが相応に短いとき、適切なデューティサイクルにおいて平均出力を維持しつつ、高いパルス電力で作動されることができる。
【００１４】
不必要な遅延時間を避けるために、および、特に、複数のＬＥＤへの電力供給のためのスリップリングを回避するために、本発明では、複数のＬＥＤが定置される。複数のＬＥＤに割り当てられた第１の光ガイドには、次に、第２の光ガイドが割り当てられる。該第２の光ガイドは、定置式であるか、あるいは、第２の光ガイドの結合面は、第１の光ガイドの第２の結合面に対し整列可能である。それ故に、所望の程度で、かつ、スイッチオンされた複数のＬＥＤのクロックレートに従って、電流が貫流するので光を放出する複数のＬＥＤの、１つの光ガイドへの−必要な場合には２つの隣接した光ガイド−への整列がなされる。
【００１５】
換言すれば、所望の数のＬＥＤが使用される。ＬＥＤの光は、時間的に順次、光ファイバまたはファイババンドルのような第１の光ガイドに入力される。それ故に、出力を、５０倍またはそれより多い数まで増加させることができる。
【００１６】
複数のＬＥＤを回転ホイール上に設け、かつ、光パルスを、定置されている任意の或る光ガイドと向かい合って任意の或るＬＥＤが位置していてなるまさしくその時点で、該ＬＥＤによって、発生させる可能性があるだろう。しかしながら、このことによって、不必要な無駄時間が生じるだろう。他の欠点は、複数のＬＥＤへの電力供給のために必要なスリップリングである。
【００１７】
本発明に係わる教示に基づき、無駄時間が最小限に抑え、かつ、スリップリングが回避され、できる限り均等な出力または適切なパルスが、所定の時間枠で発生される。このことによって、記録ユニット、例えばＣＣＤカメラのフレームレートに対し時間枠を同期化する可能性も生じる。
【００１８】
本発明の教示によれば、第１の光ガイドは、各々の第１の光ガイド、例えば、短尺光ファイバがＬＥＤに結合されるように、設けられる。このことは、第１の光ガイドを複数のＬＥＤのチップ表面近くに直接配置することによって、なされる。次に、複数の第１の光ガイドを円形にできる限り密に配置するという可能性がある。つまりは、光ガイドのコーティングを、少なくとも、第２の結合面の領域で除去することができる。その目的は、無駄時間を減少させるためである。光ファイバのような、対応の第１の光ガイドに、次に、第２の光ガイドが割り当てられる。その目的は、個々の光ガイドのパルス放射線を伝送するためである。この場合、高電力密度の光を、例えば、歯牙または顎領域のような、測定される物体に光を当てるために、使用することができる。
【００１９】
曲げ半径を大幅に回避するように、光ガイドの長さを選択するほうがよい。
【００２０】
第２の光ガイドを、第１の光ガイドの第２の結合面に沿って導く可能性がある。その際、順次にスイッチオンされる複数のＬＥＤへの同期がなされる。例えば、第２の光ガイドの結合面が円形のパスに沿って移動させることができる。任意の或るスイッチオンされたＬＥＤの第１の光ガイドの第２の結合面は、スイッチオンの時点で、中心に置かれて、第２の光ガイドの結合面に向かい合っている。
【００２１】
可動の第２光ガイドの代わりに、該光ガイドを定置することもできる。パルス放射線の入力のために、光学偏向素子が使用される。該光学偏向素子は、従って、第１の光ガイドの第２の結合面に沿って動かされ、次に、光を、第２の光ガイドに入力する。偏向プリズムのような光学偏向素子が、回転支持体上に設けられていてもよい。その目的は、第１の光ガイドの光を、第２の光ガイドへ偏向させるためである。
【００２２】
円形とは異なって、第２の結合面は、格子状にも位置決めされていてもよい。その目的は、放射線を、ミラーまたは回転式のプリズムホイールまたは適切な偏向手段の組み合わせを介して、順次第２の光ガイドに入力するためである。
【００２３】
第２の光ガイドの結合面が、第１の光ガイドの第２の結合面によって移動されるとき、結合損失（Koppelverluste）は可変であり、第１の光ガイドに移動される第２の光ガイドの各々の位置に依存している。同様のことが、第１の光ガイドへ移動される組み光学系（Koppeloptik）に当てはまる。
【００２４】
このこととは関係なく、できる限り均等な出力を達成するために、本発明は、改善の中で、夫々２つの隣接したＬＥＤが同時に起動されることを意図する。従って、夫々隣り合ったＬＥＤがスイッチオンされているのは、第２の光ガイドの結合面が、スイッチオンされた複数のＬＥＤに割り当てられた第１の光ガイドが部分的に光学的に検出され、従って、第１の光ガイドに向かい合って設けられているときである。残余のリプルを、ＬＥＤ電流の補償変調によって除去することができる。このことは、開ループ制御または閉ループ制御によってなされることができる。
【００２５】
しかし、パルス動作も可能である。最大のカップリング効率を達成するために、最適な結合の直前から直後までの時間において、すなわち、第２の結合面が、第２の光ガイドの結合面に直接に向かい合っているとき、センサの光積分時間と同期化されることができる、ＬＥＤからの短い光パルスが放出される。
【００２６】
このこととは別に、本発明は、第２の結合面を、閉じたパス上に設け、該パスに沿って、第２の光ガイドの結合面、または、定置された第２の光ガイドの結合面に整列された光学系を移動させること、特にこのことを意図する。
【００２７】
更に、最適な光入力のために、第１の光ガイドの第２の結合面を、第２の光ガイドの結合面に対し平行に整列するほうがよい。
【００２８】
明細書の最初の部分に記載されたタイプの装置は、第２の光ガイドが、スイッチオンされた複数のＬＥＤのタイミングに従って、少なくとも１つのスイッチオンされたＬＥＤの第１の光ガイドの第２の結合面に整列されることができること、あるいは、光学偏向素子が、該第１の光ガイドに割り当てられかつスイッチオンされた任意の或るＬＥＤの第１の光ガイドの第２の結合面に整列されることができ、光学偏向素子は、放射線を、定置された第２の光ガイドの結合面（４４）に向けること、特にこのことを特徴とする。
【００２９】
複数のＬＥＤは、特に、ホルダとしてのヒートシンクに、設けられているほうがよく、必要な場合には、熱を除去するために、ペルチェ素子がある。
【００３０】
ＬＥＤの数は、２と１００の間にあってもよい。
【００３１】
第１の光ガイドの第２の結合面は、円形のパスに設けられていることは好ましく、該円形のパスに沿って、第２の光ガイドの結合面は可動であり、第１の光ガイドの第２の結合面は、第２の光ガイドの結合面に対し平行に整列されている。
【００３２】
無駄時間を減少させるために、第１の光ガイドのコーティングは、少なくとも、第２の結合面の領域で、除去されていることが意図されている。
【００３３】
第２の光ガイドが第１の光ガイドへ移動されるとき、第２の光ガイドが、保持要素によって保持されており、該保持要素は、円環板のような、複数のＬＥＤ用のホルダの中を通過する軸線を中心として回転可能であり、好ましくは、第２の結合面は、軸線に対し傾斜していることが提案される。
【００３４】
定置された第２の光ガイドでは、第１の光ガイドから、偏向プリズムのような光学偏向素子を介して、入力がなされることができる。光学偏向素子は、回転可能なホルダ上に取り付けられている。この場合、光学偏向素子は、回転ディスクから出ており、該回転ディスクは、複数のＬＥＤのホルダを貫通する軸線を中心として回転可能であり、該軸線に沿って、第２の光ガイドは、少なくとも、光学偏向素子の領域で、延びている。
【００３５】
最適な入出力を可能にするために、偏向プリズムのベース面上へは、任意の或るスイッチオンされたＬＥＤに割り当てられた少なくとも１つの第１の光ガイドの第２の結合面、および第２の光ガイドの結合面が整列されており、好ましくは、ベース面上に、放射線を集束するレンズが設けられていることが意図されている。
【００３６】
本発明の複数の他の詳細、利点および特徴は、複数の請求項と、これらの請求項から読み取れる、単独および／または組合せで生じる複数の特徴とからのみならず、複数の好ましい実施の形態の以下の記述および特に以下の補足的な説明からも明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】パルス発振動作で作動される複数のＬＥＤを伝送するための装置の第１の実施の形態を示す。
【図２】第１のおよび第２の光ガイドの構成の原理図を示す。
【図３】パルス発振動作で作動される複数のＬＥＤを伝送するための装置の第２の実施の形態を示す。
【図４】図３に示した装置の構成の部分図を示す。
【図５】連続的な出力を説明するための原理図を示す。
【図６】パルス動作モードを説明するための原理図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
高い光出力を有する複数のＬＥＤ（発光ダイオード）からの光を得るために、本発明によれば、複数のＬＥＤ、特に複数の白色光ＬＥＤが、パルス発振動作で作動されることが意図されている。このことによって、連続波モードでの最大電流に比較して、５０倍（Faktor）またはそれより多い数まで出力を増加させることができるという可能性がある。パルス発振動作で作動される複数のＬＥＤによって放出された放射線は、次に、第１の光ガイドを介して、第２の光ガイドに入力される。該第２の光ガイドから、次に、高い出力の放射線が、特に、測定されることが意図される歯科用物体に放射線を当てるために、導かれる。
【００３９】
高い出力を有するこのようなＬＥＤ放射線を発生させるための第１の装置は、図１から見て取れる。例えば、より良い熱放散、すなわち冷却のためのペルチェ素子を有することができるヒートシンク１０上には、複数のＬＥＤ１２，１４が環状に設けられている。各々のＬＥＤ１２，１４には、第１の光ガイド１６，１８、例えば、短尺光ファイバが割り当てられている。この光ファイバは、特に、グラスファイバまたはポリマー光ファイバであってもよい。光ガイド１６，１８は、コーティングを有する。第１の光ガイド１６，１８は、短尺光ファイバとして形成されている。短尺光ファイバは、Ｓ字ターンにおいて光ファイバの最小曲げ半径を下回らないように十分に長い。光ガイド１６，１８の長さが５ｃｍと１５ｃｍの間の範囲にあるのは、好ましい。長さは、光ファイバの最小曲げ半径に依存している。複数のＬＥＤ１２，１４が、例えば、円の半径上に位置しており、但し、Ｒ＝１０ｃｍであって、かつ、光ファイバの最小曲げ半径が５ｃｍであるとき、１５ｃｍのファイバの長さが必要であろう。複数のＬＥＤ１２，１４が設けられていてなる、円の半径が、Ｒ＝５ｃｍであり、かつ、光ファイバの最小曲げ半径が１ｃｍであろうとき、５ｃｍのファイバ長を有する光ファイバが必要だろう。
【００４０】
第１の光ガイド１６，１８は２００μｍないし１ｍｍの範囲の直径を有することができる。好ましい材料としては、０．１５ないし０．４の範囲の開口数ＮＡを有するＳｉＯ２が考えられる。光ガイド１６，１８がシリカクラッディングを有するシリカコアを含んでもよい。その代わりに、ＨＣＳ（Hard Clad Silica）のファイバ、すなわち、シリカガラスコアと、特殊プラスチック製のジャケットとを有する光導波路を使用することができる。このようなＨＣＳファイバは、例えばレーザコンポーネンツ・ゲーエムベーハーから提供される。
【００４１】
当然ながら、複数のＬＥＤ１２，１４が、ペルチェ素子を有し、かつ、ホルダとして用いられるボディ上に設けられていないことも、本発明に含まれている。
【００４２】
光ガイド１６，１８は、各々のＬＥＤ１２，１４に直接整列された第１の結合面２０，２２と、光ガイド１６，１８の他端にある第２の結合面２４，２６とを有する。第２の結合面２４，２６の領域では、コーティングが除去されていてもよい。このことによって、無駄時間を減じることができる。第１の結合面２０，２２は、チップ面の直ぐ近くに取り付けられているほうがよい。
【００４３】
第２の結合面２４，２６の領域にある光ガイド１６,１８は、ホルダによって固定されている。
【００４４】
位置エンコーダ３４を有するモータ３２によって、軸受３８およびディスク状のヒートシンク１０の中を通っているシャフト３６が、駆動される。シャフト３６上には、回転ディスク４０があって、該回転ディスクは、第２の光ガイド４２を保持する。該光ガイドの結合面４４は、第１の光ガイド１６，１８の第２の結合面２４，２６に整列される。かくして、第２の結合面は、互いにほぼ平行におよび好ましくはシャフト３６の長手方向軸線に対し傾斜して延びている。この場合、回転ディスク４０、従ってまた第２の光ガイド４２の結合面４４の移動の同期がなされ、それ故に、結合面４４は、対応の第１の光ガイドのＬＥＤに電流が加えられているとき、すなわち、ＬＥＤがスイッチオンされているときに、第２の結合面２４，２６に向かい合っている。第２の光ガイド４２は、２００μｍないし１ｍｍの範囲の直径を有し、好ましくはＳｉＯ２からなる。該ＳｉＯ２は、０．１５ないし０．４の範囲の開口数ＮＡを有する。第２の光ガイドが、シリカクラッディングを有するシリカコアを有することは好ましい。その代わりに、ＨＣＳ（Hard Clad Silica）ファイバを、前述のように、使用することができる。
【００４５】
回転ディスク４０の回転運動の間に、光ガイド４２の結合面４４が、第１の光ガイド１６，１８の第２の結合面２４，２６に沿って、最小の間隔をあけて通過するように案内されるほうがよい。その目的は、結合損失をできる限り少なく保つためである。好ましくは、この間隔が、光ファイバの製造公差によってのみ限定されているほうがよい。何故ならば、結合面すなわちファイバ端部の研削接触（Aneinanderschleifen）を安全に防止しなければならないからである。この間隔は、１０μｍないし２００μｍの範囲にあるほうがよい。
【００４６】
第１の光ガイド１６，１８の前記構成は、図２からも明らかである。円上に設けられた複数のＬＥＤ１２，４６，４８が見て取れる。これらのＬＥＤから、第１の光ガイド１６，５０，５２が出ている。
【００４７】
図３および４は、パルス発振動作で作動される複数のＬＥＤによって発生される放射線を伝送するための装置の第２の実施の形態を示す。図１および２に関して、同一の要素には、同一の参照符号が用いられる。パルス発振動作で作動される複数のＬＥＤは、１未満のパルス対休止比（Puls-Pause-Verhaeltnis）を有する。従って、オン時間、すなわち、１つのＬＥＤまたは複数のＬＥＤがスイッチオンされていてなる時間は、オン時間の間にあるオフ時間よりも短い。センサの積分時間と、ＬＥＤの数と、２つの光ファイバの出力端における、光出力の許容可能な変動とに従って、パルス持続時間は、好ましくは１μｓないし１００ｍｓの範囲に調整される。パルスピーク電力は、例えばＬＥＤのＣＷ出力を、例えば１０倍だけ上回るとき、パルス対休止比は、どのような場合でも、０．１未満である。その目的は、平均電力が許容可能なＣＷ電力を上回らないためである。
【００４８】
例えば、図１の実施の形態によれば、白光ダイオード１２、１４は、ヒートシンク１０上に設けられている。しかしながら、第１の実施の形態とは異なり、第２の光ガイド５４は、回転ディスク４０によって保持されず、定置される。これと係わりなく、ＬＥＤ放射線を入力するために、回転ディスク５４が設けられている。該回転ディスクに、偏向プリズム（Umlenkprisma）５６が設けられており、該偏向プリズムを介して、第１の光ガイド１６，１８によって伝送される放射線が、第２の光ガイド４２の結合面４４に入力される。実施の形態では第１の光ガイド１８の結合面２６から出る放射線が、偏向プリズム５６によって、第２の光ガイド４２の結合面４４へ偏向されることが分かる。
【００４９】
回転ディスク５４は好ましくはカウンタウェイト５８を有する。その目的は、均一の動きを可能にするためである。回転ディスクは、図１に示すように位置エンコーダ３４に割り当てられているモータ３２によって駆動される。
【００５０】
第２の光ガイド４２は、実施の形態では、支持ディスク１０を中心で貫通する。
【００５１】
出入力される放射線のための改善された焦点調節を達成するために、図４に従って、偏向プリズム５６に、集束レンズ６０，６２が設けられていてもよい。該集束レンズを介して、第１の光ガイド１８の放射線が、ほとんど損失なしに、第２の光ガイド４２に入力される。
【００５２】
図５および６に基づいて、本発明に係わる装置の操作モードの可能性を説明しよう。図５には、例えば、各々のＬＥＤのための電源のタイミングと、第２の光ガイド４２における出力の、タイミングから生じる時間的経過とが説明される。出力は、上側の曲線６４から見て取れる。できる限り均等な出力信号が認められる。該出力信号を得るために、夫々２つの隣接した第１の光ガイドが、対応の複数のＬＥＤによって、同時に発光される。それ故に、一方の第１の光ガイドから、隣接した他方の第１の光ガイドへの移行の際には、光出力が余り低下しない。しかしながら、このことによって、可能なデューティサイクルが半分にされる。これらの第１の光ガイドは、参照符号６６，６８，７０，７２，７４が付され、第１の光ガイドの上を通過する第２の光ガイドには、参照符号７６が付される。
【００５３】
図６からは、パルス発振動作と、第２の光ガイドにおける出力電力の時間的経過とが見て取れる。該出力電力は上側の曲線７８によって表わされる。曲線８０，８２から明らかなように、隣接し合う複数のＬＥＤの起動から生じるように、複数のＬＥＤ８４，８６，８８，９０，９２のうちの１つがスイッチオンにされるのは、第２の光ガイド９４との最適なオーバーラップが存在するときである。かようにして、図６の実施の形態によれば、曲線７８から明らかなように、個々のＬＥＤ８４，８６，８８，９０，９２の動作時間が著しく減じられ、従って、ピーク電力が大幅に増加される。
【符号の説明】
【００５４】
１２  ＬＥＤ
１４  ＬＥＤ
１６  光ガイド
１８  光ガイド
２０  結合面
２２  結合面
２４  結合面
２６  結合面
４２  光ガイド
４４  結合面。
【図１】
2013525840.tif 000003
【図２】
2013525840.tif 000004
【図３】
2013525840.tif 000005
【図４】
2013525840.tif 000006
【図５】
2013525840.tif 000007
【図６】
2013525840.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月25日(2013.1.25)
【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】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
測定される歯または顎領域または歯科用物体に高い光出力を当てる方法であって、
複数のＬＥＤによって放出される放射線を光ガイドへ入力し、
各々のＬＥＤ（１２，１４）を定置し、かつ、複数のＬＥＤを、第１の直径を有する第１の円に設け、
各々のＬＥＤに、第１のおよび第２の結合面（２０，２２，２４，２６）を有する湾曲した光ファイバの形態の第１の光ガイド（１６，１８）を割り当て、かつ、前記第２の結合面を、第２の直径を有する第２の円上に設け、
各々のＬＥＤの放射線を、前記第１の結合面を介して、複数の第１の光ガイドの１に入力し、
前記各々のスイッチオンされたＬＥＤの、前記第２の結合面から出る放射線を、第２の光ガイド（４２）の結合面（４４）へ伝送し、
前記測定される歯科用物体に、前記第２の光ガイドから出る放射線を当て、
前記複数のＬＥＤ（１２，１４）を、パルス発振動作で、１μｓと１００ｍｓの間のパルス持続時間で、および１未満のパルス対休止比でかつ順次に作動させること、および、前記第２の結合面（２４，２６）を、閉じたパス上に設け、該パスに沿って、前記第２の光ガイド（４２）の結合面（４４）、または、前記定置された第２の光ガイドの前記結合面に整列された光学系（５６）を移動させること、および、前記第２の光ガイドが移動されるとき、前記第２の結合面を、軸を中心として回転させ、前記第２の光ガイドが定置されているとき、前記光学系を、軸を中心として回転させ、前記第１のおよび第２の円は、互いに異なった平面で、軸と交差すること、を特徴とする方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
パルス発振動作で作動される複数のＬＥＤによって放出される放射線を、少なくとも１つの光ガイドによって伝送するための装置であって、複数のＬＥＤと、複数の光ガイドと、測定される物体とを具備し、
各々のＬＥＤ（１２，１４）に、第１のおよび第２の結合面（２０，２２，２４，２６）を有する第１の光ガイド（１６，１８）が割り当てられており、該第１の結合面は、第１の直径を有する第１の円に設けられており、
第１の光ガイドの各々の第１の結合面が、定置されたＬＥＤに整列されており、
前記第２の結合面は、第２の円でありかつ第２の直径を有する閉じられた円形のパス上に設けられており、前記第１の直径は、前記第２の直径よりも大きくてなる装置において、
前記第２の光ガイド（４２）は、前記スイッチオンされた複数のＬＥＤ（１２，１４）のタイミングに従って、少なくとも１つのスイッチオンされたＬＥＤの、湾曲した光ガイドの形態の第１の光ガイド（１６，１８）の前記第２の結合面（２４，２６）に整列されることができること、あるいは、光学偏向素子（５６）が、第１の光ガイドに割り当てられかつスイッチオンされたＬＥＤの第１の光ガイドの前記第２の結合面に整列されることができ、前記光学偏向素子は、放射線を、前記定置された第２の光ガイド（４２）の前記結合面（４４）に向けること、前記第２の光ガイドをスイッチオンされたＬＥＤに整列させるために、該第２の光ガイドは、軸を中心として回転可能であり、あるいは、光学偏向素子が前記第２の結合面に整列されているとき、該結合面は、軸を中心として回転可能であり、前記第１のおよび第２の円は、互いに異なった平面で、軸と交差すること、および、前記第２の光ガイドの出力端は、歯、顎領域または歯科用物体である前記物体に整列されていることを特徴とする装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、測定される歯科用物体に高い光出力を当てる方法に関する。更に、本発明は、パルス発振動作で作動される複数のＬＥＤによって放出される放射線を、少なくとも１つの光ガイドによって伝送するための装置であって、複数のＬＥＤと、複数の光ガイドと、測定される物体とを具備し、各々のＬＥＤに、第１のおよび第２の結合面を有する第１の光ガイドが割り当てられており、該第１の結合面は、第１の直径を有する第１の円に設けられており、第１の光ガイドの各々の第１の結合面は、定置されたＬＥＤに整列されており、第２の結合面は、第２の直径を有する閉じられた円形のパス上に設けられており、第２の結合面には、第２の光ガイドの結合面が割り当てられており、第１の直径は、第２の直径よりも大きい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
特許文献４は、強力な照明目的のために発光ダイオードを使用するための装置に関する。ここでは、多数の発光ダイオードが使用され、各々のＬＥＤには、光ガイドの第１の結合面が割り当てられている。光ガイドの第２の結合面は、次に、ケーブルのように、光ガイドユニットに統合される。その目的は、発光領域を形成するためである。
特許文献５は、照明装置および画像投影装置に関する。ライトバーによって、光が伝送される。ライトバーは、変化する直径を有する。その目的は、面積の大きい光照射野を発生させるためである。
特許文献６の主題は、マイクロフィルム画像システムである。該マイクロフィルム画像システムでは、ＬＥＤエミッタと、ラインスキャンカメラの操作との間の同期化がなされる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【特許文献１】US-A-2008/031081
【特許文献２】US-A-5,109,447
【特許文献３】US-A-2005/0046807
【特許文献４】DE-U-20 2008 006 191
【特許文献５】EP-A-1 602 962
【特許文献６】WO-A-2010/045062
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
明細書の最初の部分に記載されたタイプの方法および装置を、複数のＬＥＤによって、測定される歯科用物体に当てるための高い光出力を光ガイドに入力することができるように、改善するという課題が、本発明の基礎になっている。この場合、構造の複雑性が少なくて、同時に、所望のリプルを有する出力を達成する可能性が形成されることが意図される。更に、無駄時間を最小限に抑え、かつ、複数のＬＥＤへの電力供給を簡素化することが、本発明の課題である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
方法に関して、上記課題は、測定される歯科用物体に高い光出力を当てる方法であって、
複数のＬＥＤによって放出される放射線を光ガイドへ入力し、
各々のＬＥＤを定置し、かつ、複数のＬＥＤを、第１の直径を有する第１の円に設け、
各々のＬＥＤに、第１のおよび第２の結合面を有する湾曲した光ファイバの形態の第１の光ガイドを割り当て、かつ、第２の結合面を、第２の直径を有する第２の円上に設け、
各々のＬＥＤの放射線を、第１の結合面を介して、複数の第１の光ガイドの１に入力し、
各々のスイッチオンされたＬＥＤの、第２の結合面から出る放射線を、光ファイバの形態の第２の光ガイドの結合面へ伝送し、
測定される歯科用物体に、第２の光ガイドから出る放射線を当て、
複数のＬＥＤを、パルス発振動作で、１μｓと１００ｍｓの間のパルス持続時間で、および１未満のパルス対休止比でかつ順次に作動させること、および、第２の結合面を、閉じたパス上に設け、該パスに沿って、第２の光ガイドの結合面、または、定置された第２の光ガイドの結合面に整列された光学系を移動させること、および、第２の光ガイドが移動されるとき、第２の結合面を、軸を中心として回転させ、および、第２の光ガイドが定置されているとき、光学系を、軸を中心として回転させ、第１のおよび第２の円は、互いに異なった平面で、軸と交差すること、実質的にこのことによって、解決される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
換言すれば、所望の数のＬＥＤが使用される。ＬＥＤの光は、時間的に順次、第１の光ファイバに入力される。それ故に、出力を、５０倍またはそれより多い数まで増加させることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
明細書の最初の部分に記載されたタイプの装置は、第２の光ガイドが、スイッチオンされた複数のＬＥＤのタイミングに従って、少なくとも１つのスイッチオンされたＬＥＤの、湾曲した光ガイドの形態の第１の光ガイドの第２の結合面に整列されることができ、光学偏向素子が、該第１の光ガイドに割り当てられかつスイッチオンされた任意の或るＬＥＤの第１の光ガイドの第２の結合面に整列されることができ、光学偏向素子は、放射線を、定置された第２の光ガイドの結合面に向けること、第２の光ガイドをスイッチオンされたＬＥＤに整列させるために、該第２の光ガイドは、軸を中心として回転可能であり、あるいは、光学偏向素子が第２の結合面に整列されているとき、該結合面は、軸を中心として回転可能であり、第１のおよび第２の円は、互いに異なった平面で、軸と交差すること、および、第２の光ガイドの出力端は、歯、顎領域または歯科用物体である物体に整列されていること、特にこのことを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
図６からは、パルス発振動作と、第２の光ガイドにおける出力電力の時間的経過とが見て取れる。該出力電力は上側の曲線７８によって表わされる。曲線８０，８２から明らかなように、隣接し合う複数のＬＥＤの起動から生じるように、複数のＬＥＤ８４，８６，８８，９０，９２のうちの１つがスイッチオンにされるのは、第２の光ガイド９４との最適なオーバーラップが存在するときである。かようにして、図６の実施の形態によれば、曲線７８から明らかなように、個々のＬＥＤ８４，８６，８８，９０，９２の動作時間が著しく減じられ、従って、ピーク電力が大幅に増加される。
以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］複数のＬＥＤによって放出される放射線を光ガイドへ入力するための方法であって、
各々のＬＥＤ（１２，１４）を定置し、
各々のＬＥＤに、第１のおよび第２の結合面（２０，２２，２４，２６）を有する第１の光ガイド（１６，１８）を割り当て、
前記複数の第１の光ガイドのうちの１の各々の第１の結合面を介して、複数のＬＥＤのうちの１から光を入力し、および、
前記各々のスイッチオンされたＬＥＤの、前記第２の結合面から出る放射線を、第２の光ガイド（４２）の結合面（４４）へ伝送する方法において、
前記複数のＬＥＤ（１２，１４）を、パルス発振動作でかつ順次に作動させること、および、前記第２の結合面（２４，２６）を、閉じたパス上に設け、該パスに沿って、第２の光ガイド（４２）の結合面（４４）、または、前記定置された第２の光ガイドの前記結合面に整列された光学系（５６）を移動させることを特徴とする方法。
［２］
前記第１の光ガイド（１６，１８）の前記第２の結合面（２４，２６）を、前記第２の光ガイド（４２）の前記結合面（４４）に対し平行に整列させることを特徴とする［１］に記載の方法。
［３］
前記第２の光ガイド（４２）の動きを、電源のタイミングと同期化させ、該電源を介して、前記複数のＬＥＤ（１２，１４）を順次スイッチオンにすることを特徴とする［１］または［２］に記載の方法。
［４］
前記第２の光ガイド（４２）の前記結合面（４４）を、２つの同時にスイッチオンされたＬＥＤの第１の光ガイド（１６，１８）の第２の結合面（２４，２６）に整列させることを特徴とする［１］ないし［３］の少なくとも１に記載の方法。
［５］
前記第２の結合面（２４，２６）を、格子状に設けること、および、前記第１の光ガイド（１６，１８）を介して伝送される放射線を、少なくとも１つの光学偏向素子（５６）を介して、前記第２の光ガイド（４２）へ伝送することを特徴とする［１］ないし［４］の少なくとも１に記載の方法。
［６］
少なくとも１つの光学偏向素子（５２）を、放射線の伝送のために、移動させることを特徴とする［１］ないし［５］の少なくとも１に記載の方法。
［７］
前記光ガイド（４２）を通して伝送される光を、物体に当て、該物体から反射された放射線を、光学センサによって測定し、かつ、前記スイッチオンされた複数のＬＥＤの時間間隔を、ＣＣＤカメラのような光センサのフレームレートと同期化することを特徴とする［１］ないし［６］の少なくとも１に記載の方法。
［８］
パルス発振動作で作動される複数のＬＥＤによって放出される放射線を、少なくとも１つの光ガイドによって伝送するための装置であって、
各々のＬＥＤ（１２，１４）に、第１のおよび第２の結合面（２０，２２，２４，２６）を有する第１の光ガイド（１６，１８）が割り当てられており、
第１の光ガイドの各々の第１の結合面が、該光ガイドに割り当てられた定置式のＬＥＤに整列されており、
前記第２の結合面が、閉じられたパス上に、または格子に対応して設けられており、
前記第２の結合面には、第２の光ガイド（４２）の結合面（４４）が割り当てられてなる装置において、
前記第２の光ガイド（４２）は、前記スイッチオンされた複数のＬＥＤ（１２，１４）のタイミングに従って、少なくとも１つのスイッチオンされたＬＥＤの第１の光ガイド（１６，１８）の前記第２の結合面（２４，２６）に整列されることができること、あるいは、光学偏向素子（５６）が、第１の光ガイドに割り当てられかつスイッチオンされたＬＥＤの第１の光ガイドの前記第２の結合面に整列されることができ、前記光学偏向素子は、放射線を、前記定置された第２の光ガイド（４２）の前記結合面（４４）に向けることを特徴とする装置。
［９］
前記複数のＬＥＤ（１２，１４）は、ホルダ（１０）に、特に、必要な場合にはペルチェ素子を有するヒートシンクに、好ましくは、円形のパスに設けられていることを特徴とする［８］に記載の装置。
［１０］
前記第１の光ガイド（１６，１８）の第２の結合面（２４，２６）は、円形のパスに設けられており、該円形のパスに沿って、前記第２の光ガイド（４２）の前記結合面（４４）は可動であり、前記第１の光ガイドの前記第２の結合面は、前記第２の光ガイドの前記結合面に対し平行に整列されていることを特徴とする［８］または［９］に記載の装置。
［１１］
前記第１の光ガイド（１６，１８）のコーティングは、少なくとも、前記第２の結合面（２４，２６）の領域で、除去されていることを特徴とする［８］ないし［１０］の少なくとも１に記載の装置。
［１２］
前記第２の光ガイド（４４）は、保持要素（４０）によって保持されており、該保持要素は、円環板のようなホルダ（１０）の中を通過する軸線を中心として回転可能であり、好ましくは、前記第２の結合面（１２，１４）は、前記軸線に対し傾斜していることを特徴とする［８］ないし［１１］の少なくとも１に記載の装置。
［１３］
前記光学偏向素子は、偏向プリズム（５６）であり、該偏向プリズムによって、前記放射線が、前記定置された第２の光ガイド（４２）に伝送可能であることを特徴とする［８］ないし［１２］の少なくとも１に記載の装置。
［１４］
前記光学偏向素子（５６）は、回転ディスク（５４）から出ており、該回転ディスクは、前記複数のＬＥＤ（１２，１４）の前記ホルダ（１０）を貫通する軸線を中心として回転可能であり、該軸線に沿って、前記第２の光ガイド（４２）は、少なくとも、前記光学偏向素子の領域で、延びていることを特徴とする［８］ないし［１３］の少なくとも１に記載の装置。
［１５］
前記光学偏向素子（５６）のベース面上へは、任意の或るスイッチオンされたＬＥＤ（１４）に割り当てられた少なくとも１つの第１の光ガイド（１８）の前記第２の結合面（２６）、および前記第２の光ガイド（４２）の前記結合面（４４）が整列されており、好ましくは、前記ベース面上に、放射線を集束するレンズ（６０，６２）が設けられていることを特徴とする［８］ないし［１４］の少なくとも１に記載の装置。
【国際調査報告】
2013525840.tif 000009
2013525840.tif 000010
2013525840.tif 000011
2013525840.tif 000012