(57)【要約】本発明は、光重合型ポリマーを重合させる波長帯の範囲のうち相異なる波長帯の光を発光する２つ以上の発光素子が取り付けられ、４００ｎｍ〜５００ｎｍ以内の波長帯を持つ光を発光するように構成されるＬＥＤと、ＬＥＤに電源を供給する電源部と、人間の口腔内に引き込まれることが可能な棒状に設けられ、ＬＥＤの位置および発光方向を制限するハウジングとを含んでなり、相異なる波長で光重合が行われる光重合ポリマーを全て硬化（光重合）させることができるので、装備の購買および管理に投資される費用が節減されるうえ、光重合ポリマーの種類を問わずに共用として使用することができるので、非常に便利であるという利点がある光重合器を提供する。
2008534212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光重合型ポリマーを重合させる波長帯の範囲のうち相異なる波長帯の光を発光する２つ以上の発光素子（１２０）と、
前記発光素子（１２０）を固定するためのＬＥＤ基板（１１０）と、
前記発光素子（１２０）を覆うようにＬＥＤ基板（１１０）に結合する透明材質の発光レンズ（１３０）と、
前記ＬＥＤ基板（１１０）の後面に結合し、前記発光素子（１２０）から発生する熱を外部へ発散させる放熱板（１４０）と、
前記ＬＥＤ基板（１１０）に結合して前記発光素子（１２０）へ電流を印加するリード線（１５０）とを含んで構成されることを特徴とする、ＬＥＤ（１００）。
【請求項２】
前記発光素子（１２０）は、相異なる波長帯の光を発光する発光素子（１２０）と隣り合うように取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ（１００）。
【請求項３】
前記発光素子（１２０）は、相異なる波長帯の光を発光する各発光素子（１２０）から発光して混合される光が４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長帯を含むように構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載のＬＥＤ（１００）。
【請求項４】
光重合型ポリマーを重合させる波長帯の範囲のうち相異なる波長帯の光を発光する２つ以上の発光素子（１２０）が取り付けられるＬＥＤ（１００）と、
前記ＬＥＤ（１００）に電源を供給する電源部と、
前記ＬＥＤ（１００）の位置および発光方向を制限するハウジング（４００）とを含んでなることを特徴とする、光重合器。
【請求項５】
前記ハウジング（４００）は、人間の口腔内に引き込まれることが可能な棒状に設けられ、人間の口腔内に引き込まれる側の端部にＬＥＤ（１００）が結合することを特徴とする、請求項４に記載の光重合器。
【請求項６】
前記発光素子（１２０）は、相異なる波長帯の光を発光する発光素子（１２０）と隣り合うように取り付けられることを特徴とする、請求項４または５に記載の光重合器。
【請求項７】
前記発光素子（１２０）は、相異なる波長帯の光を発光する各発光素子（１２０）から発光して混合される光が４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長帯を含むように構成されることを特徴とする、請求項４または５に記載の光重合器。
【請求項８】
前記ハウジング（４００）はアルミニウム合金で製作され、前記ＬＥＤ（１００）は熱伝達が可能な材質の接着剤で前記ハウジング（４００）に接着されることを特徴とする、請求項４または５に記載の光重合器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光重合型ポリマーに含有された光開始剤を活性化させるために光を発散するＬＥＤを備える光重合器に係り、さらに詳しくは、相異なる波長で光開始剤が活性化される多様な種類の光重合型ポリマーを全て重合させることができるようにするため、より広い波長帯の光を発散するように構成された光重合器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光重合型ポリマーは、歯科治療または技工分野で使用されるレジンなどの医療用材料や、手の爪用マニキュアなどの美容材料などとして様々に使われている。光重合型ポリマーは、化学重合型ポリマーに比べて物性と重合速度の調節が容易でより広く用いられている。このような光重合型ポリマーに含有された光開始剤を活性化させることにより光重合型ポリマーを硬化させる装置としては、ＬＥＤ型光重合器が最も広く用いられている。
【０００３】
様々な光重合型ポリマーを必要に応じて硬化（光重合）させて製品を製造する代表的な分野としては、歯科治療および技工分野を挙げることができる。歯科治療分野で使用される光重合器は、歯の割れまたは穴を埋めるのに用いられる光重合性レジンを硬化させる装置を意味する。最近、このような光重合器の需要も増加しつつある実情である。
【０００４】
以下、添付図面を参照して、従来の光重合器に適用される従来のＬＥＤについて説明する。
図１は従来のＬＥＤの正面図、図２は図１に示したＬＥＤの背面図、図３は図１に示したＬＥＤの側面図である。
図１〜図３に示すように、従来のＬＥＤは、光が透過して分散できるように構成されたレンズ１０と、レンズ１０の内部にお互いに連結され、反復的に取り付けられた多数の発光素子１２と、発光素子１２が取り付けられると共に、光の反射効率を高める広面積の金属板１４とからなる。
【０００５】
ＬＥＤには電源印加のための２つのリード線１０ａが備えられ、レンズ１０は光の透過ができるように透明或いは半透明材質で形成される。
この際、レンズ１０は、発光素子１２から発散する光が透過して分散できるようにするためのもので、通常、半球形状をしているが、四角形、五角形、八角形、円形などの様々な形状にも変更可能である。
また、発光素子１２は、前記レンズ１０の内部に位置するように設置され、各発光ダイオードチップ１２同士がお互いに連結されて反復的に取り付けられ、金属板１４は、発光素子１２が取り付けられるもので、光の反射効率を高める役割を果たす。
また、金属板１４の中央部にはホール１８がさらに設けられるが、このホール１８は、ＬＥＤ組み立ての際に生ずるエポキシ内の空気泡を除去可能にすると共に、組み立て後には熱放出を助けるようにする機能を行う。
【０００６】
このような金属板１４には、発光素子１２が取り付けられる一面に白色を塗布することにより、発光する光が効率よく外部へ出られるようにする塗布層１６がさらに形成されている。
ところが、このような従来のＬＥＤは、１種類の光のみを発光するので、発光する光の波長領域が一定の範囲に限定されるという欠点がある。
【０００７】
通常、光重合成レジンを製造する歯科材料製造会社は、各会社のみの独特な触媒を用いて光重合成レジンを製造して歯科病院または技工所に供給する傾向が多いが、このように供給された製品は、一般に製品それぞれのレジン硬化（光重合）波長領域が相異するように製作される。したがって、従来のＬＥＤが取り付けられた光重合器を使用する使用者は、多様な種類のレジンを硬化させるためには各製造社別レジン毎にレジン硬化のためのそれぞれの光重合器を備えなければならないという欠点があった。
このため、近年では、一つの硬化装置で歯科材料製造会社別の製品を全て硬化させることが可能な方法が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる問題点を解決するために案出されたもので、その目的とするところは、相異なる波長で光重合が行われる光重合ポリマーを全て硬化（光重合）させることができるように広域波長帯の光を発散するＬＥＤ、およびこれを用いた光重合器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るＬＥＤは、光重合型ポリマーを重合させる波長帯の範囲のうち相異なる波長帯の光を発光する２つ以上の発光素子が取り付けられる。
また、本発明に係る光重合器は、光重合型ポリマーを重合させる波長帯の範囲のうち相異なる波長帯の光を発光する２つ以上の発光素子が取り付けられるＬＥＤと、ＬＥＤに電源を供給する電源部と、ＬＥＤの位置および発光方向を制限するハウジングとを含んでなる。
【００１０】
この際、本発明に適用される発光素子は、相異なる波長帯の光を発光する発光素子と隣り合うように取り付けられ、各発光素子から発光して混合される光は、４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長帯を含むように構成される。
また、本発明に適用されるハウジングは、人間の口腔内に引き込まれることが可能な棒状に設けられ、人間の口腔内に引き込まれる側の端部にＬＥＤが結合する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るＬＥＤおよび光重合器の好適な実施形態について説明する。
図４は本発明の一実施例に係るＬＥＤの分解斜視図である。
図４に示すように、本発明に係るＬＥＤは、光重合型ポリマーを重合させる波長帯の範囲のうち相異なる波長帯の光を発光する発光素子１２０が取り付けられるＬＥＤ基板１１０と、発光素子１２２、１２４、１２６を覆うようにＬＥＤ基板１１０に結合する透明材質の発光レンズ１３０と、ＬＥＤ版１１０の後面に結合し、発光素子１２０から発生する熱を外部へ発散させる放熱板１４０と、ＬＥＤ基板１１０に結合し、発光素子１２０に電流を印加するリード線１５０とを含んでなる。
【００１２】
発光素子１２０は、相異なる波長帯の光を発光する第１発光素子１２２、第２発光素子１２４、第３発光素子１２６から構成される。各発光素子１２２、１２４、１２６は、相異なる種類の発光素子と隣り合うように配置される。図１に示すように、各発光素子１２２、１２４、１２６が配置されると、横配列上または縦配列上に第１発光素子１２２、第２発光素子１２４、第３発光素子１２６が各一つずつのみ含まれるので、ＬＥＤから発光する光は、各発光素子１２２、１２４、１２６が結合する箇所と大きく関係なく均一な波長帯を持つ。
【００１３】
本実施例では３種類の発光素子１２０を３×３配列にして取り付けているが、発光素子１２０の種類および配列形状はこれに限定されず、様々に変更できる。
また、各発光素子１２２、１２４、１２６に電流を印加するリード線１５０は、一側がＬＥＤ基板１１０の後面に結合し、他側は放熱板１４０を貫通して外部へ引き出される。
また、発光レンズ１３０は、発光素子１２０から発散する光が透過して分散できるようにするためのもので、通常、半球形状をしているが、四角形、五角形、八角形、円形などの様々な形状にも変更可能である。
発光レンズ１３０と放熱板１４０との結合構造および性能は、従来のＬＥＤに適用されるレンズ１０と発光素子１２の結合構造および性能と同一なので、これについての詳細な説明は省略する。
【００１４】
図５は本発明の別の実施例に係るＬＥＤを示す。
本発明に係るＬＥＤは、発光レンズ１３０の形状だけでなく、リード線１５０の結合構造においても多様な構造に変更できる。
図５に示すように、ＬＥＤ基板１１０の両側面に、発光素子１２０へ電流を印加させるためのＬＥＤ射版端子１１２を備え、且つリード線１５０が放熱板１４０を貫通することなくＬＥＤ基板端子１１２に直接結合するように変更すると、放熱板１４０に対するリード線１５０の貫通のための穿孔作業が省略されるうえ、ＬＥＤ基板１１０との接触面積増加により放熱板１４０の効率が向上するという利点がある。
【００１５】
上述したＬＥＤ基板端子１１２の形成またはリード線１５０の結合は、従来のＬＥＤにもほぼ同様に適用される事項なので、これについての詳細な説明は省略する。
この際、発光素子１２０の配列構造は、図４に示した実施例と同様に、各発光素子１２２、１２４、１２６が相異なる種類の発光素子と隣り合うように構成される。
図６は本発明に適用される第１発光素子の波長帯を示す。
図６に示したグラフ１２２’は、本発明に適用される第１発光素子１２２の波長帯と光度を示すものであって、横軸が波長、縦軸が光度をそれぞれ示す。
【００１６】
発光素子は、通常、有効波長帯が５０ｎｍを超過し難いので、用途に応じて様々な波長帯の光を発光するように製作されているが、本発明に適用される第１発光素子１２２は３７５ｎｍ〜４２５ｎｍ内で光重合型ポリマーの重合が可能な光度の光を発光するように構成されている。
したがって、本発明に係るＬＥＤに適用される発光素子１２０のうち第１発光素子１２２のみを動作させて光を発光する場合、３７５ｎｍ〜４２５ｎｍ内の波長を持つ光によって重合反応を引き起こす光重合型ポリマーのみが硬化し、４２５ｎｍ超過の波長を持つ光によって重合反応を引き起こす光重合型ポリマーは硬化反応を引き起こさないので、従来のＬＥＤを用いて光重合型ポリマーを硬化させるときと同一の効果を示す。
【００１７】
図７は本発明に適用される第２発光素子の波長帯を示し、図８は本発明に適用される第３発光素子の波長帯を示す。
図７および図８に示すように、本発明に適用される第２発光素子１２４および第３発光素子１２６は、それぞれ４２５ｎｍ〜４７５ｎｍと４７５ｎｍ〜５２５ｎｍ内で光重合型ポリマーの重合が可能な光度の光を発光するように構成されている。
【００１８】
したがって、本発明に係るＬＥＤに適用される発光素子１２０のうち第２発光素子１２４のみを動作させて光を発光する場合には、４２５ｎｍ〜４７５ｎｍ内の波長を持つ光によって重合反応を引き起こす光重合型ポリマーのみが硬化し、第３発光素子１２６のみを動作させて光を発光する場合には、４７５ｎｍ〜５２５ｎｍ内の波長を持つ光によって重合反応を引き起こす光重合型ポリマーのみが硬化する。
【００１９】
第２発光素子１２４と第３発光素子１２６は、発光する光の波長帯のみが異なるだけであり、その他の構成は第１発光素子１２２と同一なので、これについての詳細な説明は省略する。
図９は本発明に適用されるＬＥＤの波長帯を示す。
本発明に適用される各発光素子１２２、１２４、１２６を全て動作させて光を発光させると、各発光素子１２２、１２４、１２６から発光した光が混合されて、図９に示すようなグラフ１２０’の特性を持つ。
【００２０】
したがって、本発明に係るＬＥＤに適用される各発光素子１２２、１２４、１２６を全て動作させて光を発光させる場合、３７５ｎｍ〜５２５ｎｍ内の波長を持つ光によって重合反応を引き起こす多種類の光重合型ポリマーを一度で硬化させることができる。
一般に使用される光重合型ポリマーは、製造社によって若干の差異はあるが、４００ｎｍ〜５００ｎｍ内の波長を持つ光によって全て重合反応を引き起こすので、本発明に係る光重合器を使用すると、一つの光重合器で多様な種類の光重合型ポリマーを全て硬化させることができるという利点がある。
【００２１】
本実施例に適用される各発光素子１２２、１２４、１２６は、通常用いられる光重合型ポリマーを重合させることに適するように、図６〜図９に示した波長帯の光を発光する構造で構成されているが、各発光素子１２２、１２４、１２６が発光する光の波長帯はこれに限定されず、使用者の必要に応じて多様に変更されて適用できる。
図１０は本発明の別の実施例に係る、発光素子の配列が他に変更されたＬＥＤを示す。
【００２２】
本発明に適用される発光素子１２０は、図１０に示すように結合するように配列が変更されてもよい。
本発明に係るＬＥＤは、図１０に示した実施例のように発光素子１２０の種類を２種類に変更させることができ、使用者の必要に応じて４種類以上に変更させて適用させることもできる。
また、図１０に示すように、各発光素子１２２、１２４を狭い間隔で交代に配列させる場合、各発光素子１２２、１２４から発光する光の混合効果が極大化されるので、各発光素子１２２、１２４の結合位置を問わずに均一な波長帯の光を得ることができる。
【００２３】
図１１は本発明に係る光重合器の断面図である。
図１１に示した光重合器は、図５に示したＬＥＤを適用させた歯科用光重合器であって、光重合型ポリマーを重合させる波長帯の範囲のうち相異なる波長帯の光を発光する２つ以上の発光素子１２０が取り付けられるＬＥＤ１００と；ＬＥＤ１００を点滅させるための点滅信号を発生する点滅操作部２００と；点滅操作部２００から発生する点滅信号を受け取り、ＬＥＤ１００の点滅を制御する制御部３００と；ＬＥＤ１００の位置および発光方向を制限するＬＥＤハウジング４１０、点滅操作部２００を固定させるボタンハウジング４２０、および使用者のハンドルの役割を果たすハンドルハウジング４３０を含むハウジング部４００と；ＬＥＤ１００の発光方向を限定させるガイド部５００と；ＬＥＤ１００および制御部３００に電源を供給する電源部（図示せず）とを含んで構成される。
【００２４】
この際、ＬＥＤ基板端子１１２に連結されるリード線１５０は、ＬＥＤハウジング４１０の内部を貫通して制御部３００に結合することにより、制御部３００から印加される電流および信号を発光素子１２０へ伝達する。ＬＥＤ１００の構成および動作は、前記に言及されたＬＥＤ１００の構成および動作と同一なので、これについての詳細な説明は省略する。
【００２５】
点滅操作部２００は、制御部３００と回路的に連結されるように結合するボタンＰＣＢ２１０と、ボタンＰＣＢ２１０に結合して点滅信号を発生するスイッチ２２０と、スイッチ２２０が外部に直接露出しないようにスイッチ２２０を覆うと共に、スイッチ２２０の位置を固定させるボタンパネル２３０とを含んで構成される。
【００２６】
ハウジング部４００は、人間の口腔内に引き込まれることが可能な棒状に設けられ、人間の口腔内に引き込まれる側の端部にＬＥＤ１００が結合する。
また、ガイド部５００は、ＬＥＤ１００を外部から保護するためにＬＥＤ１００を覆うように結合し、ＬＥＤ１００から発光する光が外部へ伝達できるように透明材質で形成されるガイドレンズ５１０と、ＬＥＤ１００から発光する光が四方に分散して使用者の視力に障害を与えないよう光の発光方向を制限する保眼鏡５２０とを含んで構成される。
【００２７】
電源部（図示せず）に連結される電源ケーブル６００は、ハンドルハウジング４３０およびボタンハウジング４２０の内部を貫通して制御部３００に結合することにより、各部の動作のための電源を伝達する。
このような構造で構成される歯科用光重合器は、ＬＥＤを除いたその他の部品においては従来のＬＥＤ用光重合器と同一の構造で構成されるので、これについての詳細な説明は省略する。
【００２８】
本発明に係るＬＥＤ１００が歯科用光重合器に適用されると、製造社によって多様な硬化（光重合）波長領域を持つ多種類のレジンを硬化させることができる。
したがって、レジン種類別光重合器を別途に備えず、一つの光重合器で多種類のレジンを硬化させることができるので、費用が節減されるうえ、使用に非常に便利であるという利点がある。
【００２９】
また、本発明に適用されるハウジング４００は、アルミニウム合金などの熱伝導率が高い材質で製作され、ＬＥＤ１００から発生する熱がハウジング４００を介して外部へ伝達されるように構成される。このようにハウジング４００が高熱伝導率の材質で製作されると、ハウジング４００全体が放熱板の役割を果たすので、本発明に係る光重合器はより高い放熱効果を得ることができる。
この際、ＬＥＤ１００をハウジング４００に結合させるために接着剤を使用する場合、接着剤は、熱伝達率(heat transfer rate)の良い材質で適用され、ＬＥＤ１００から発生する熱がより効果的にハウジング４００へ伝達できるように構成されることが好ましい。
【００３０】
本発明を好適な実施例を用いて詳細に説明したが、本発明の範囲は、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって定められるべきである。
特に、本実施例では本発明に係るＬＥＤを歯科用重合器に適用させて説明しているが、本発明に係るＬＥＤの活用は歯科用光重合器に限定されず、多様な装置にも可能である。
また、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の範囲から外れることなく様々な修正と変形を加え得ることを理解できるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係るＬＥＤおよびこれを用いた光重合器を使用すると、相異なる波長で光重合が行われる光重合ポリマーを全て硬化（光重合）させることができるので、装備の購買および管理に投資されるコストが節減されるうえ、光重合ポリマーの種類を問わずに共用として使用することができるので、非常に便利であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
本発明の前記および他の目的、特徴および利点は添付図面を参照する以降の詳細な説明からより明らかに理解可能である。
【図１】従来のＬＥＤの正面図である。
【図２】図１に示したＬＥＤの背面図である。
【図３】図１に示したＬＥＤの側面図である。
【図４】本発明の一実施例に係るＬＥＤの分解斜視図である。
【図５】本発明の他の実施例に係るＬＥＤを示す図である。
【００３３】
【図６】本発明に適用される第１発光素子の波長帯を示す。
【図７】本発明に適用される第２発光素子の波長帯を示す。
【図８】本発明に適用される第３発光素子の波長帯を示す。
【図９】本発明に適用されるＬＥＤの波長帯を示す。
【図１０】本発明の別の実施例に係る、発光素子が他に変更されたＬＥＤを示す図である。
【図１１】本発明に係る光重合器の断面図である。
【図１】
2008534212.tif 000003
【図２】
2008534212.tif 000004
【図３】
2008534212.tif 000005
【図４】
2008534212.tif 000006
【図５】
2008534212.tif 000007
【図６】
2008534212.tif 000008
【図７】
2008534212.tif 000009
【図８】
2008534212.tif 000010
【図９】
2008534212.tif 000011
【図１０】
2008534212.tif 000012
【図１１】
2008534212.tif 000013
【国際調査報告】
2008534212.tif 000014
2008534212.tif 000015