(57)【要約】【課題】容易な操作性を有するものの例えば遠心側に配置された歯科補綴材等のアクセスし難い位置における硬化可能性も改善することができる光硬化装置を提供する。【解決手段】光放出部を有するケース部材内に収容された光源を備えていて前記光放出部を介してケース部材から光を放出する光硬化装置であり、光線の光放射方向を特に無段階式に変更可能である。そして、光放出が窓を通じて実施され、光源に対してのそれの相対位置が固定であることができる。また、光線が反射面（３２）を介して光硬化装置（１０）の縦軸から偏向可能とすることもできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光放出部を有するケース部材内に収容された光源を備えていて前記光放出部を介してケース部材から光を放出する光硬化装置であり、光線の光放射方向を特に無段階式に変更可能であることを特徴とする光硬化装置。
【請求項２】
光放出が窓（４４）を通じて実施され、光源（２０）に対してのそれの相対位置が固定であることを特徴とする請求項１記載の光硬化装置。
【請求項３】
光線が反射面（３２）を介して光硬化装置（１０）の縦軸から偏向可能であることを特徴とする請求項１または２記載の光硬化装置。
【請求項４】
光線の反射面（３２）が光硬化装置（１０）に対して調節可能であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光硬化装置。
【請求項５】
光硬化装置が少なくとも１つのレンズ（２８，３０）を備えており、それによって光線円錐に影響を与えることが可能であることを特徴とする請求項１または２記載の光硬化装置。
【請求項６】
レンズ（３０）がそのアライメント、特にその軸方向アライメントにおいて調節可能であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光硬化装置。
【請求項７】
光硬化装置（１０）が特にレンズ（２８，３０）および／または反射面（３２）の領域において閉鎖して形成されたケース部材（１２）を備えていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の光硬化装置。
【請求項８】
レンズ（２８，３０）および／または反射面（３２）の調節が調節装置によってケース部材壁部を貫通して実施されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の光硬化装置。
【請求項９】
光硬化装置（１０）の光放出側の末端領域（１４）内に特に光硬化装置（１０）の縦軸に平行でまた特にその側部側に延在している窓（４４）が配置されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の光硬化装置。
【請求項１０】
窓はガラスあるいは樹脂あるいはフィルムによって形成されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の光硬化装置。
【請求項１１】
反射面（３２）はケース部材（１２）上に固定された少なくとも１つの回転軸受け上に支承され、その反射面（３２）が少なくとも１０°、特に約４５°の角度範囲で調節可能であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の光硬化装置。
【請求項１２】
反射面が平坦あるいは凹面形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の光硬化装置。
【請求項１３】
反射面が変形可能であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の光硬化装置。
【請求項１４】
反射面が固定的にあるいはヒンジ、特に薄膜ヒンジを介してケース部材と結合されている反射要素の一部であることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の光硬化装置。
【請求項１５】
光源に隣接して反射器（２２）が配置されることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載の光硬化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、請求項１前段に記載の特に実質的に棒形状の光硬化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の光硬化装置においては光源から放射された光線を、反射器および／または集光レンズを含んだ光学手段を介して焦点化することが知られている。そのような光硬化装置は例えば歯科用材料の光硬化あるいは重合化のために使用され、その際光硬化装置から放射された光線が重合化すべき歯科補綴材に伝送される。
【０００３】
歯科補綴材は極めて多様な形状を有することが可能であり、重合すべき歯の部位は近心あるいは遠心のいずれでもあり得る。特に遠心の位置の場合しばしば光硬化のために必要な光量の供給が困難になる。このことを容易にするために、光を伝送する光硬化装置の光導体の末端を曲折させることが知られている。その一例は、独国特許第４２１１２３０号Ｃ２明細書（特許文献１）によって知られている光硬化装置である。
【０００４】
実質的にピストル形状の構造を有する光硬化装置は基本的に的確な作業を可能にすることが実証されている。一方でこれは、特に電力供給用の充電池を収容している場合に、比較的重いものとなる。
【０００５】
さらに、光導棒が例えば４５°曲折している棒状の光硬化装置を構成することも考案されている。それについては例えば独国特許出願公開第１０１４４４１４号Ａ１明細書（特許文献２）を参照することができる。
【０００６】
重合化すべき歯科補綴材の最適な硬化のために、光放射方向が歯科補綴材の位置と整合することが重要である。例えば曲折した光導棒を有していてそれに従って光硬化装置の軸に対して斜めに光放射面が延在している光硬化装置を歯科補綴材の表面に対して斜めに保持する場合、放射された光は通常歯科補綴材の一部分のみに重点的に照射される。それによって、歯科補綴材が一側面のみで集中的に硬化されるが他方の面は硬化されず、従ってそこに自由イオン基が残留することにつながる。
【０００７】
齲食検査との関連で、より良好な齲食の検知を可能にするために意図的に斜めの光放射面を使用することが提案されている。しかしながら、その種の解決方式は光硬化装置においては極めて不良なものとなる。
【０００８】
さらに、光導棒の先端にアタッチメントを装着して光転向の効果をもたらすようにすることが知られている。それについては独国特許出願公開第１０１２４３６７号Ａ１明細書（特許文献３）を参照することができる。
【０００９】
さらに独国特許出願公開第３２３３４１０号Ａ１明細書（特許文献４）により、柔軟な光導体を備えた光硬化装置を使用することが知られており、それにおいては光導体自体を挟みあるいはナイフで加工することができるか、または炎で溶融することができる。それによって光放出を変化させることが可能となる。しかしながら、ここで特に低価格の樹脂製光導体を使用する場合裁断された光導体の光学特性が大抵不良であるという問題が生じる。光導体が斜めに切断される場合、光が低い集光度をもって広角に放射される。また溶融によっても限られた収束効果しか達成されず、ここでも通常斜め方向の光放出が阻害される。
【００１０】
【特許文献１】独国特許第４２１１２３０号Ｃ２明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０１４４４１４号Ａ１明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０１２４３６７号Ａ１明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第３２３３４１０号Ａ１明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って本発明の目的は、容易な操作性を有するものの、例えば遠心側に配置された歯科補綴材等のアクセスし難い位置における硬化可能性も改善することができる、請求項１前段に記載の光硬化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の課題は本発明に従って請求項１によって解決される。従属請求項によって好適な追加構成が示されている。
【００１３】
本発明によれば、本発明に従って形成された光硬化装置が実質的に棒形状の要素として曲折を伴わずに側方の光放出を可能にすることが極めて好適である。それにっよって患者の口内への挿入が著しく容易になり、それは例えば児童の治療に際しての制約された口内空間との関連において重要である。それにもかかわらず、制御された焦点化および無段階式に方向を調節可能な光放射の可能性によって遠心側の硬化部位、すなわち遠心側に装着された歯科補綴材も的確かつ確実に硬化することができる。そのため棒形状の光硬化装置内に傾斜角を調節可能である反射面を備えていれば極めて好適である。
【００１４】
さらに、弓形に延在していて光硬化装置の先端部ならびに棒状の光硬化装置の前端部の近傍の側部領域の両方に跨った窓を備えていれば極めて好適である。
【００１５】
その際、窓機能に影響を与えることなく弓形の形状に代えて直線あるいは多角形の形状とすることも可能である。いずれにしても光放射領域を集中化するために窓に実質的にスリット形状の特徴を持たせることが好適であるが、ここで所要の焦点化効果を達成するために任意の適宜な方式で光学システムを的確に使用し得ることが理解される。
【００１６】
本発明によれば、光放出面、すなわち放射された光線が光硬化装置から放射される面は常に前記窓の一部、例えば１０％を占めるものとなる。それによって、光線の拡散あるいは放散が生じることなく集中化された光線が的確に歯科補綴材に対して照射されることが保証される。
【００１７】
本発明に係る光放出角度の調節可能性によって放射された光線が歯科補綴材の表面に垂直に照射されることも保証される。それによって歯科補綴材の表面による反射が可能な限り防止される。
【００１８】
本発明によれば、側方へも可能な光放出にかかわらず棒形状の光硬化装置の基礎構造に影響が及ばないことが極めて好適である。それによって、人間工学上好適な回転が可能になることが保証される。歯科医師は放射された光線の照射面を的確に歯科補綴材と一致させることができ、従って歯科補綴材の最適な光硬化が保証される。
【００１９】
この点に関して、光放出方向の調節を治療中においても可能にすることが極めて好適である。そのため例えば光硬化装置の後方端部に設けられたスライダを介して内部に配置された反射器の角度を調節することができる。しかしながら、予め、すなわち患者の口内への挿入前に角度調節を行うことも可能であり、それによって可能な限り治療中に調節を行わないことが好適である。
【００２０】
追加的あるいは代替的に、光硬化装置内に設置された光学系の一部であるレンズを摺動可能にすることもできる。そのレンズを適宜に焦点化することによっても放出される光線の角度調節を達成するか、または光線の拡散を必要に応じて広範囲に適合させることができる。
【００２１】
本発明によれば、単一のＬＥＤチップの形式の発光ダイオードを棒形状の光硬化装置内において前端部から距離をおいて配置し、そのＬＥＤチップを少なくとも部分的に包囲する反射器によって放出された光線を光硬化装置の前端部に向かって誘導することが極めて好適である。この種の例えばパラボラ状反射器と集光レンズとの組み合わせによって放射された光線の極めて良好な収束効果が得られ、ここで反射器が少なくとも可能な限り１００％に近い放出光線を反射することが理解される。この光学系の集光レンズ（群）は放射された波長領域において透過性である。
【００２２】
それに対して反射器が長波長の放射光線、例えば赤外線領域について透過性である場合、少ない割合の赤外線が前方に誘導される。この構成は、熱および光硬化の複合ではなく光硬化のみが実施される場合に好適である。特にこの解決方式においてはＬＥＤチップの充分な冷却を考慮する必要があり；そのため例えば光硬化装置のグリップ内に設置された極めて大きな熱容量体を使用することが好適である。
【００２３】
本発明によればさらに、前記の本発明に係る反射面を形成している反射鏡を極めて軽量なものに維持し、例えば同様に光の転向を可能にするプリズム体よりも軽量なものに維持し得ることが極めて好適である。それによって、棒形状の光硬化装置の前端部を極めて軽量に形成し得ることが保証される。
【００２４】
本発明に係る光硬化装置のケース部材を適宜に密封して構成することによって、光硬化装置が容易に洗浄可能あるいは殺菌可能となる。例えば光硬化装置の前端部上の窓を形成する材料によっても光硬化装置全体あるいは少なくとも光硬化装置の主要部分を被包し遮蔽する保護カバーを達成することができる。
【００２５】
実質的に葉巻形状を有している光硬化装置の全方位が丸み付けられたケース部材の前端部を含んだ連続的な表面によって汚染物がケース部材上に滞留することが防止されるとともに、極めて口に危害の無い構造が保証される。
【００２６】
本発明の別の好適な構成形態によれば、光硬化装置の前端部上に弓形に窓が延在し、特に６０°超、さらに好適には９０°超、特に好適には１２０°超の円弧角を占めるものとなる。
【００２７】
別の好適な構成形態によれば、光硬化装置が少なくともその前方半分において連続的な表面を有していて、特に洗浄液あるいは殺菌液中への浸漬に際して少なくともその長さの半分、特にその長さの９０％を洗浄および／または殺菌可能である。
【００２８】
別の好適な構成形態によれば、反射面が少なくとも１つの部位において光硬化装置のケース部材から斜めに延在し、その傾斜角度が調節可能である。
【００２９】
別の好適な構成形態によれば、反射面と光源との間にその軸方向に位置が調節可能なレンズが配置され、集光レンズとして形成されたそのレンズによって光硬化装置の焦点を調節可能である。
【００３０】
別の好適な構成形態によれば、光放出が窓を通じて実施され、光源に対してのそれの相対位置が固定である。
【００３１】
別の好適な構成形態によれば、光線が反射面を介して光硬化装置の縦軸から偏向可能である。
【００３２】
別の好適な構成形態によれば、反射面が光硬化装置に対して位置調節可能である。
【００３３】
別の好適な構成形態によれば、光硬化装置が少なくとも１つのレンズを備えており、それによって光線円錐に影響を与えることが可能である。
【００３４】
別の好適な構成形態によれば、レンズがそのアライメント、特にその軸方向アライメントにおいて調節可能である。
【００３５】
別の好適な構成形態によれば、光硬化装置がレンズおよび／または反射面の領域において閉鎖して形成されたケース部材を備えている。
【００３６】
別の好適な構成形態によれば、レンズおよび／または反射面の調節が調節機構によってケース部材壁部を貫通して実施される。
【００３７】
別の好適な構成形態によれば、光硬化装置の光放出側の末端領域に特に光硬化装置の縦軸に平行でまた特にその側部側に延在している窓が配置される。
【００３８】
別の好適な構成形態によれば、窓はガラスあるいは樹脂あるいはフィルムによって形成されている。
【００３９】
別の好適な構成形態によれば、反射面がケース部材上に固定された少なくとも１つの回転軸受け上に支承され、反射面は少なくとも１０°、特に約４５°の角度範囲で調節可能である。
【００４０】
別の好適な構成形態によれば、反射面が平坦あるいは凹面形状に形成されている。
【００４１】
別の好適な構成形態によれば、反射面が変形可能である。
【００４２】
別の好適な構成形態によれば、反射面が固定的にあるいはヒンジ、特に薄膜ヒンジを介してケース部材と結合されている反射要素の一部である。
【００４３】
別の好適な構成形態によれば、光源に隣接して反射器が配置されている。
【００４４】
本発明のその他の詳細、特徴ならびに利点は、添付図面を参照しながら以下に記述する実施例の説明によって明らかにされる。
【実施例】
【００４５】
図１には概略的に示されている光硬化装置１０はケース部材１２を備えている。このケース部材１２は実質的に縦長シリンダ形状であり、その前端部に半球形の窓１４を備えている。後方領域は図示されていないが；そこにもシリンダ形状が継続しており、従ってケース部材１２は実質的に棒形状あるいはペン型に形成され、鉛筆のように手で保持することができる。しかしながら、棒形状の光硬化装置１０の上面に歯科医師が人差指で操作し得る図示されていない作動ボタンを備えていて棒形状の光硬化装置を指示棒のように保持して上から手で握れるようになっていれば極めて好適である。
【００４６】
ケース部材１２の後端部には図示されていない電源供給部が内蔵されており、すなわち極めて小型の充電池を設けるかあるいはベースステーションに通じている電源ケーブルを設けることができる。
【００４７】
ケース部材１２はその後端部にさらに蓄熱部材１６を備えており、それは例えば銅によって形成され放出された熱を中間蓄積するために作用する。この点に関連して、光硬化装置１０の後端部をベースステーションに差し込んだ際に熱を良好に排出し得ることが好適である。
【００４８】
その蓄熱部材１６はＬＥＤチップ２０の基礎部材１８と熱伝導接続している。このＬＥＤチップ２０は反射器２２によって包囲されており、これが放出された光線を前方、すなわち前端部１４に向かって反射する。反射器２２の前端部は集光レンズ２４によって遮蔽されており、それによって放射光を収束する。
【００４９】
集光レンズ２４がさらに第２の反射器２６によって包囲されており、それも他方で集光レンズ光学要素２８によって遮蔽されていて、それによって放射光がさらに収束され平行化される。このため図示された実施例においては、従来から知られているように、平凸レンズと両凹レンズともう１つの平凸レンズの組み合わせが設けられる。
【００５０】
本発明によれば、放射方向において集光レンズ光学要素２８の前方に位置調節可能なレンズ３０が設けられている。この位置調節可能性は少なくとも軸方向の調節可能性に係り、すなわち放射された光線の光軸の方向における調節可能性に関するものである。レンズ３０を非円形に形成した場合は光線を適宜に偏向させるために回転調節も実施可能である。
【００５１】
本発明に従って光線方向においてレンズ３０の前方に反射面３２が設けられている。この放射面３２はケース部材１２の壁部３６に隣接した第１の端部３４から斜め下に向かって延在している。図示された状態において反射面３２の前端部４０は略光硬化装置１０の光軸上で終止している。
【００５２】
反射面３２は充分な幅を有しており、従って放出された光線がそこで完全に反射される。その幅は、たとえレンズ３０が最小の焦点位置にあっても、入射されるビームスポットよりも大きいものとされる。
【００５３】
本発明によれば、反射面３２はその傾斜角を調節可能である。その調節は上側後方の端部３４を起点にして実施される。そこには関節ピンを有する関節が設けられているか、あるいは反射面３２が薄膜ヒンジの形式でそこに装着され可動式になっている。
【００５４】
本発明によれば、反射面３２の設定を必要に応じて適応させることができる。例えば集光を達成するために点線で示された反射面の凹面形状３９を適用することができる。そのため反射面３２をその端部３４上でむしろ固定的に取り付けることが好適であり、それによって端部４０を下方に動かせば自動的に凹面形状が生じる。
【００５５】
放出される光線は、他の図面に示されているように窓４１を介して外側に誘導される。
【００５６】
反射面３２の旋回動作によって、放射された光線を既知の等式：入射角＝反射角に従って反射することが可能となる。このことは図３および図４に示されており、それらの図面、さらに図５においても同一の構成要素は同一の参照符号によって示されている。
【００５７】
図２にはレンズ３０が極めて前方にある状態が示されている。この状態においては焦点化が弱くなり、従って放出された光線は極めて大きな歯科補綴材の硬化に適合するものとなる。
【００５８】
それに対して図３には、反射面３２の状態は同じであるがレンズ３０が強い焦点化を達成するような状態が示されている。そのためレンズ３０は集光レンズ光学要素２８に近接している。そのようにして放出された照射面４２は極めて小さくなり、そのためこの状態は極めて小さな歯科補綴材の硬化に適している。
【００５９】
他方図４には、レンズ３０の位置は同じであるが反射面３２をさらに下げた状態が示されている。この状態においては入射した光が約９０°の角度で側方に転向され、従ってこの状態は遠心側の歯科補綴材に極めて適している。しかしながら光効率は図２および図３のものと比べても低下しない。
【００６０】
図５には反射面３２を完全に上方に持ち上げた状態が示されており、ここでレンズ３０は後方側、すなわち集光レンズ光学要素２８に近接した位置にある。この状態においては反射面３２に光線が入射せず；放出された光線はむしろ光軸に沿ってケース部材１２から前方に放出され、そこで硬化を行うように作用する。図示されていないが、反射面３２ならびにレンズ３０を調節するために既知の手段が設けられている。例えば、反射面３２の前端とレンズ３０の対向する２箇所の位置に係合している適宜なスライドあるいはレバーを介して所要の角度位置を達成することが可能である。このレバーあるいはスライドは図示されていないケース部材１２の後端部で終止していて、極めて良好に手動で操作することができる。他方、磁力による連結によってケース部材１２の壁部３６を貫通して行うことも可能である。
【００６１】
ケース部材１２はいずれにしても図示された領域において完全に閉鎖されている。光透過を達成するために光硬化装置１０の前端部４４の領域に適宜に窓４４が設けられている。この光硬化装置１０の窓４４は実質的にスリット形状であり、それによってその位置の光透過に悪影響はもたらされないが、ケース部材１２の機械的な脆弱性も生じない。これは図示された半球形の端部１４を有する実施例においてその半球に沿ってケース部材１２のシリンダ形状の領域まで延在している。窓４４は非対称形になっていて、すなわち半球形の端部１４の上方では４５°の位置で終止しているが下方では半球形端部全体にわたって延在し、また例えば端部を超えてさらに数ｍｍ後方まで延在することもできる。従って窓４４によって、反射面３２の状態に応じて上方ならびに一側面のいずれへの放射も可能となる。側方の寸法、すなわち窓幅は、レンズ３０が図２の位置に存在していても陰影が生じないように選択される。
【００６２】
窓４４は被包されていて、そこには透明の樹脂が設けられている。その樹脂部材４４は樹脂取り付け部品として形成することができるが、より好適にはケース部材１２全体を被包する樹脂被覆材として同時に防水作用をもたらすことができる。
【００６３】
反射面３２は任意の適宜な形状に形成することができる。蒸着あるいは被覆によって反射性に加工された薄い樹脂要素を使用すれば極めて好適である。この点に関連して光硬化装置の内面を外部に対して気密に密封することが極めて好適であり、それによって光効率を低下させる埃の堆積が生じない。本発明に係る光硬化装置を気密に形成して例えば純粋な窒素を充填すれば、周囲に存在する気体による腐食および劣化の危険性を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る光硬化装置の前方部分を示した断面図である。
【図２】図１の実施例において光線を示した説明図である。
【図３】図１の実施例において別のレンズ位置を示した説明図である。
【図４】図１の実施例において別の反射面位置を示した説明図である。
【図５】図１の実施例においてさらに別の反射面位置を示した説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  光硬化装置
１２  ケース部材
１４，４１，４４  窓
１６  蓄熱部材
１８  基礎部材
２０  ＬＥＤチップ
２２，２６  反射器
２４  集光レンズ
２８  集光レンズ光学要素
３０  レンズ
３２  反射面
３４  端部
３６  壁部
４０  前端部
４２  照射面
【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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