(57)【要約】  本発明は、重合用光源１１１と、重合用光源が発生させた光エネルギーを光重合性材料の領域へと案内および／または向けるための光学的手段１１３とを備えた、光重合装置１００に関する。光重合装置１００は、光重合性材料によって反射された光の強度を測定するための手段１１７，１１８をさらに備え、この強度測定手段が、光源を制御するとともに測定された強度に応答して少なくとも光源１１１による照射時間を反射された光の強度の関数として自動的に調節するための処理制御手段３００と通信する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合用光源（１１１）と、
前記重合用光源（１１１）が発生した光エネルギーを、光重合性材料の領域へと案内および／または向けるための光学的手段（１１３）と、を備えた光重合装置（１００）であって、
前記光重合装置（１００）が、前記光重合性材料によって反射された反射光の強度を測定する強度測定手段（１１７，１１８）をさらに備え、
前記強度測定手段（１１７,１１８）が、処理制御手段（３００）と通信し、前記処理制御手段（３００）が、前記光源（１１１）を制御するとともに、測定された強度に応答して少なくとも前記光源（１１１）による照射時間を前記反射光の前記強度の関数として自動的に調節することを特徴とする、光重合装置（１００）。
【請求項２】
前記光重合性材料によって反射された反射光の強度を前記重合用光源（１１１）が発した光の波長での測定する強度測定手段（１１７，１１８）を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の光重合装置。
【請求項３】
所定の測定時間の間、前記重合用光源（１１１）の起動を制御するための手段と、前記測定時間の間に前記光重合性材料によって反射された光の強度の関数として、前記重合用光源（１１１）による照射時間を定めるための手段と、を備え、前記処理制御手段（３００）が、その後に定められた前記照射時間の間、前記重合用光源（１１１）を起動させることを特徴とする、請求項２に記載の光重合装置。
【請求項４】
前記所定の測定時間の間に前記重合用光源（１１１）の強度を弱めるための手段をさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の光重合装置。
【請求項５】
前記重合用光源（１１１）が発した光の波長と異なる波長の光で前記光重合性材料を照射するために測定用ビームを発するための手段（２２０）と、前記光重合性材料によって反射された光の強度を前記測定用ビームの波長で測定するための手段（２１７，２１８）と、をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の光重合装置。
【請求項６】
可視スペクトル内の波長で測定用ビームを発するための光源を備えることを特徴とする、請求項３に記載の光重合装置。
【請求項７】
前記測定用ビームの波長で測定された光の強度を、前記重合用光源（１１１）が発した光の波長に対応する強度値に変換するための手段（５１２）を備えることを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の光重合装置。
【請求項８】
前記重合用光源（１１１）が、ハロゲン光源、プラズマ光源、またはレーザー光源であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光重合装置。
【請求項９】
前記重合用光源（１１１）が、コヒーレントまたはコヒーレントでない光を発するための少なくとも１つの発光ダイオード（１１２）を備えることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光重合装置。
【請求項１０】
前記重合用光源（１１１）が、異なる波長で光を発する複数の発光ダイオードを備え、前記光重合装置（１００）が、前記光重合性材料によって反射された、前記発光ダイオードの各発光波長での光の強度を測定するための手段を備えることを特徴とする、請求項９に記載の光重合装置。
【請求項１１】
検証部材によって反射された光の強度を測定するための手段と、光重合装置（１００）が出力した光パワーのレベルを検証するために、測定された前記光強度と参照強度値とを比較するための手段と、を備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光重合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に歯科分野で適用される、充填、補綴、印象取り、接着またはホワイトニング用の材料を光重合するための装置またはランプに関する。この装置は、光源と、様々な光開始剤用に光源が発生させた光エネルギーを、照射すべきゾーンへと向け、制御し、変調し、選択し、発するための光学的手段および電子手段と、を備える。
【背景技術】
【０００２】
一般に、歯科分野で使用される複合材料は、放射の特性、使用する材料の吸収力、特に光開始剤の感度に依存して、所定の波長での光放射の効果によって分子構造が変化し、固体要素（介在物）を充填することが可能な光重合性樹脂またはアイオノマーガラスをベースとしている。したがって、重合時には、放射のエネルギー、組成、および複合材料の色の関数として算出された露光時間の間、この放射によって材料の光開始剤が活性化される。
【０００３】
光源の操作を自動的に管理するための、事前にプログラムされたメニューは、光重合装置の制御回路に格納されている。一般に、この管理は、理論的な操作条件の関数として定められるエネルギープロファイルおよび照射時間にしたがって光源を制御するものである。理論的な操作条件は、重合パラメータとも呼ばれ、例えば、重合すべき材料のタイプや、光源と処理すべき材料との間の距離などである。これらの条件は、工場で一旦永久的に設定されるため、作業者は、適切な重合が得られることを願いつつ、経験に基づいてこれらの事前に設定されたメニューを使うしかない。
【０００４】
しかし、照射パワーおよび／または照射時間が、特に光源と処理すべき材料との間の距離が固定値をとるとして装置内にプログラムされている場合、良好な重合を確実に行うために処理中を通してこの距離を維持することは、使用者にとって非常に難しい。装置内にメニューをプログラムする際に工場で考慮される他のほとんどの理論的な操作条件についても、同じことが言える。光源が、処理すべき部位へと光を案内し向けるための導波路と組み合わせて使用される場合、この導波路に適用可能な操作条件（光学特性）は、特定の導波路に対して定義され、例えば、（当初から、または劣化の結果）導波路に欠陥がある場合、または導波路を交換する場合のいかなる変動も考慮されない。
【０００５】
その結果、使用者は、事前に定義された重合パラメータに実際に適合しているという確証が無いまま光重合装置を使用することになり、このことは、例えば充填物の将来を危うくする低重合や、患者にとって有害であるとともに充填物の表面を過剰な熱にさらして劣化させる過剰露光につながる。
【０００６】
欧州特許出願公開公報ＥＰ１２３６４４４号には、光重合装置の導光部の端と光重合すべき材料との間の距離を測定するためのセンサを組み合わせたパイロットライトの使用が記載されている。パイロットライトおよび組み合わされたセンサは、導波路の端が処理すべき材料から所定の距離になったときに、重合用の光の起動を引き起こすために使用される。その後、重合用の光は、事前にプログラムされた時間、該当部位を照らす。そして、重合用の光は、この時間の最後で再び上記の所定距離になるとすぐに、再度起動することができる。欧州特許出願公開公報ＥＰ１２３６４４４号に記載された光重合装置においては、距離の測定は、所定の固定時間の間に重合用の光源を起動させるためだけに用いられ、光源の操作パラメータ（パワー、起動時間など）の調整に寄与しない。
【０００７】
欧州特許出願公開公報ＥＰ０９３３８１０号には、重合用の光源と処理すべき材料との間の距離を測定するための手段を有する重合用ランプが記載されている。このランプ制御ユニットは、光源による照射のパワーまたは照射の時間を、この距離の関数として調整する。
【０００８】
この重合用ランプには、光源を制御するために重合パラメータの変動を考慮するという利点はあるが、良好な重合を確実に得ることはできない。重合に対して正確な制御を確実に行うには、特に光重合性材料を使用する場合、光源と処理すべき材料との間の距離を測定するだけでは十分ではない。上述のとおり、光重合性材料は光開始剤を含んでおり、その活性化は、特に光重合性材料が受け取る所定の波長の光子の量に依存する。
【０００９】
光源と光重合性材料との間の測定距離は、光重合性材料が受けた光エネルギーを十分に表していない。例えば、距離を測定しても光重合性材料に適用された焦点面の角度や形を知ることはできない。それにもかかわらず、光重合性材料が受ける光エネルギーは、これらのパラメータに依存している。
【００１０】
さらに、長さが異なる複数の導波路を使用する場合、距離を測定する際に、使用する各導波路の長さが考慮されるように光重合装置をプログラムする必要がある。また、距離の測定には、導波路で生じる可能性のある透過における変動（減衰、屈折）が考慮されない。
【００１１】
米国特許出願公開公報ＵＳ２００６／０２４０３７６号には、重合用の光源を起動させた状態で材料の重合度を測定するのに適した、光重合装置が記載されている。この目的のために、この装置は、重合中に材料自身が発した赤外線放射を測定する赤外線センサを備える。歯科外科において硬化させるために使用される複合材料の重合には、発熱を伴う反応が含まれる。そのため、重合中に材料が発する熱量は、材料の重合度を表す。米国特許出願公開公報ＵＳ２００６／０２４０３７６号では、変化中に材料が発した熱を決定することができる示差走査熱量分析（ＤＳＣ）における既知の原理が用いられている。米国特許出願公開公報ＵＳ２００６／０２４０３７６号の装置は、重合中に材料が発する赤外線放射を連続的に測定することによって、材料が発した熱量を測定し、その重合度を追跡することによって、光源を切ったり、そのパワーを弱めたりする。しかし、特にエンタルピー測定を１〜１０倍変動させうる複数の要因（ポリマーの種類、濃度割合の各パーセンテージ、混合の効果など）により、信頼できる正確な測定値を得ることが非常に難しいので、この文献で提案された解決策では不十分である。さらに、この文献で提案された解決策は、異なる量の複数の化合物の重合を分析する方法に適用することができない。またこの解決策は、重合用の光の波長（一般に３５０ナノメートル（ｎｍ）〜５５０ｎｍの範囲）を伝送するのに適した導波路だけでなく、測定すべき赤外線放射の波長（一般に３０００ｎｍから５０００ｎｍの範囲）の光を伝送するのに適したもう１つの導波路を使用する必要があるという欠点を有する。
【発明の概要】
【００１２】
本発明の目的は、上述の欠点を改善すること、および、重合用の材料が受ける光の量を確実に測定するとともに、その測定の関数として重合用の光源を制御することができる、光重合装置または光重合ランプを提案することである。
【００１３】
この目的は、重合用光源と、この光源が発した光エネルギーを、充填、補綴、印象取り、接着またはホワイトニング用の材料などの光重合性材料の領域へと案内および／または向けるための光学的手段と、を備えた光重合装置によって達成される。光重合装置は、光重合性材料によって反射された反射光の強度を測定するための強度測定手段をさらに備え、この強度測定手段が、光源を制御するとともに測定された強度で応答して少なくとも光源による照射時間を反射光の強度の関数として自動的に調節するための処理制御手段と通信することを特徴とする。
【００１４】
したがって、本発明の光重合装置は、光重合用の材料によって反射された光の強度を測定することによって、その材料が受け取った所定の波長の光子数を推定することができる。これは、光が照射される際の状況（適用する焦点面のサイズ、形および角度）や透過の変動に拘わらず行うことができる。光子数は光パワーを表すので、本発明の光重合装置は、照射パワーおよび／または照射時間などの制御設定を測定された光強度の値の関数として調整することにより、光源を制御することができる。
【００１５】
光強度の測定によれば、測定される光エネルギーを変更するとともに離れた場所からの測定では常に検知できるとは限らない要因が、自動的に考慮される。例えば、伝送される光の量に影響を及ぼす導波路の長さ、欠陥、および他の側面は、光強度の測定においては自動的に加味される。その結果、本発明の光重合装置は、使用する導波路に拘わらず適切に作動する。
【００１６】
本発明の１つの側面によれば、本発明の光重合装置は、光重合性材料によって反射された反射光の強度を重合用光源が発した光の波長で測定するための手段を備える。
【００１７】
本発明の別の側面によれば、本発明の光重合装置は、所定の測定時間の間の光源の起動を制御するための手段と、この測定時間の間に光重合性材料によって反射された光の強度の関数として、光源による照射時間を定めるための手段と、を備える。処理制御手段は、その後に定められた照射時間の間、光源を起動させる。
【００１８】
本発明の光重合装置は、所定の測定時間の間に重合用光源の強度を弱めるための手段をさらに備える。重合段階に先行する測定段階で重合用の光源のパワーを弱めることによって、重合を開始させてしまう危険を冒すことなく、光重合用材料によって反射された光の強度を測定することができる。言いかえれば、このようにすれば、光強度測定は、後に続く重合段階の妨げにならない。
【００１９】
本発明の別の側面によれば、本発明の光重合装置は、重合用光源が発した光の波長と異なる波長の光で光重合性材料を照射するために測定用ビームを発するための手段と、光重合性材料によって反射された光の強度を測定用ビームの波長で測定するための手段と、をさらに備える。
【００２０】
このようにすれば、重合用光源とは別個のエミッタ／レシーバシステムで、光強度測定を行うことができる。場合によっては、測定用ビームを可視スペクトル内で発することができ、処理すべき部位を使用者が正確にとらえるための照準点としてこれを好適に用いることができる。
【００２１】
本発明の光重合装置が、重合用光源が発した光の波長と異なる波長の測定用ビームを使用する場合、この光重合装置は、測定用ビームの波長で測定された光の強度を、重合用光源が発した光の波長に対応する強度値に変換するための手段を備える。したがって、本発明の光重合装置のこの処理手段は、少なくとも光源による照射の時間および／または照射のパワーを、測定された光強度の関数として自動的に制御するために用いることができる値を有する。
【００２２】
重合用光源は、ハロゲン光源、プラズマ光源、レーザー光源、または光重合に適する他のいかなるタイプの光源であってもよい。特に、重合用光源は、コヒーレントまたはコヒーレントでない光を発する少なくとも１つの発光ダイオードを備えてもよい。重合用光源は、同じ波長または異なる波長で光を発する複数の発光ダイオードを備えていてもよい。異なる複数の波長を用いる場合、本発明の光重合装置は、光重合性材料によって反射された、光源の発光ダイオードの各発光波長での光の強度を測定するための手段を有する。
【００２３】
本発明の１つの側面によれば、本発明の光重合装置は、検証部材によって反射された光の強度を測定するための手段と、この測定された光強度と参照強度値とを比較することによって、光重合装置が出力した光パワーが、工場で設定された光パワーにまだ適合しているかどうかを確認するための手段と、をさらに備える。この検証によって、特に、導波路で発生する可能性のある光透過性に関する問題や光源の欠陥を検出することができる。
【００２４】
したがって、本発明の光重合装置では、重合にとって重要なパラメータ、すなわち照射の時間および／または光源のパワーを、露光の前と露光中に自動的に制御することができる。このような制御は、いかなるタイプの光源、導波路、および光重合性材料が使用されても、同様に良好に行うことができる。
【００２５】
本発明の他の特徴および利点は、以下の限定的ではない例である、本発明の特定の実施形態の説明、および以下の添付図を参照して明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の実施形態を構成する光重合装置の分解斜視図である。
【図２】図２は、図１の参照符号ＡＡにおける部分断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る光重合装置を制御するための電子回路のブロック図である。
【図４】図４は、本発明の特定の実施形態に係る重合に先立って行なわれた光強度測定段階を示したグラフである。
【図５】図５は、本発明の別の実施形態に係る光重合装置の分解斜視図である。
【図６】図６は、図５の参照符号ＢＢにおける部分断面図である。
【図７】図７は、本発明の別の実施形態に係る光重合装置を制御するための電子回路のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、光重合性材料に光放射を行うための光重合装置に関する。この放射は、少なくとも１つの所定の波長によりまたは１つの所定のスペクトルにおいて行われる。「光重合性」材料という用語は、所定の波長での光放射の効果によって変化する分子構造、特に、光重合性材料の重合反応を開始させるこの材料中の光開始剤（例えばカンファーキノン）を活性化することによって変化する分子構造を有するすべての材料を意味する。特に、光重合性材料は、充填、補綴、印象取り、および接着用の材料のような、硬化を目的とした複合材料であってもよいし、あるいはホワイトニング剤のような活性化を要する材料であってもよい。
【００２８】
以下に詳述するように、本発明の光重合装置は、装置の光源を測定の関数として制御するために、光重合性材料によって反射された光の強度を測定するための強度測定手段を備える。光の強度は所定の波長における光パワーを表すため、光重合性材料によって反射された光の強度を測定することによって、材料が実際に受けたエネルギーまたは光パワーを決定することができるとともに、それにしたがって光重合用の光源を調整することができる。
【００２９】
本発明の光重合装置で行なわれる光強度測定では、光の特性、特に反射が利用される。本発明の装置は、光重合用の材料が参照光源で照射された場合に、光重合用の材料によって反射された光の強度を測定するのに適した測定手段を使用する。この測定は、米国特許出願公開公報ＵＳ２００６／０２４０３７６号に記載されたような、重合の程度を評価する測定とは異なる。この文献に記載されたとおり、一般に測定されるのは、材料自身が発する放射（例えば赤外線放射）のレベルであり、本発明のように材料によって反射される光の強度ではない。重合は発熱反応を含み、その進行状況は、材料が発する熱量を測定することにより追跡できる。このような場合、測定は、材料の光学特性ではなく、特に体積の関数（カルノーの法則）としての熱容量の変動が原因で正確に測定することが不可能なエンタルピーの変化に基づくことになる。
【００３０】
図１は、本発明の第１実施形態に係る、複合材料のような特に歯科分野における印象取りや補綴のための材料を光重合させるための光重合装置１００を示す。光重合装置１００は、発光ダイオード（ＬＥＤ）１１２が取り付けられた光源１１１を既知の方法で収容する前方部分１１０を備える。前方部分１１０は、導波路１１３に連結されており、導波路１１３は、光源１１１が発生させた光エネルギーを、光重合すべき複合材料の領域に対応する照射領域へと案内し、方向付けし、かつ発する役割を果たす。導波路１１３および光源１１１は、部材１１４の内部で互いに連結されている。導波路１１３は、部材１１４の一方の端に着脱可能に取り付けられている。光源１１１は、支持部材１１９上において、部材１１４の他端に取り付けられている。
【００３１】
導波路１１３は光ファイバー（optical fibers）で構成されてもよい。また導波路に精通している当業者にとっては周知のとおり、導波路は、１つまたは１つ以上のレンズ、または「ロッド」として知られる１つの棒から構成されていてもよい。
【００３２】
導波路１１３は、図２に示したとおり内側部分に反射体１１６を備える端片部１１５によって、部材１１２内に取り付けられている。反射体１１６は、ＬＥＤ１１２による放射の発散を減少させるためのものであり、ＬＥＤ１１２を収容するための中央開口部１１６ａを備える。
【００３３】
本発明によれば、光重合装置１００の前方部分１１０は、ＬＥＤの近くで光源１１１と同じ高さに取り付けられた光強度センサ１１７も備えている。光強度センサ１１７は、感光性のセンサ、つまり自身が受け取る光子の量に比例する値を送るセンサで構成されてもよい。特に、センサ１１７は、フォトダイオードまたはフォトトランジスタ（受け取る光子の数の関数として電流が変動する）、またはフォトレジスタ（受け取る光子の数の関数として抵抗が変動する）によって構成されてもよい。本実施形態において、センサ１１７は、光源１１１が発した重合用の光の波長または重合用の光の波長スペクトルにおける光強度（すなわち受け取った光子の数）を測定する。言いかえれば、センサ１１７は、複合材料によって反射された重合用の光の強度を直接表す値を送る。
【００３４】
図２において、デフレクタ１１６は、複合材料によって反射され、導波路１１３を経由して戻ってきた光をセンサ１１７が受け取れるようにする開口部１１６ｂを有する。またセンサ１１７は、材料によって反射された導波路経由の光線Ｆreflを、センサ１１７の感光性表面に向けるための任意のプリズム１１８を備えてもよい。
【００３５】
光源は、ＬＥＤの使用に限定されない。光源は、例えばハロゲン光源、プラズマ光源、レーザー光源または光重合に適している他のいかなる種類の光源で構成されてもよい。
【００３６】
さらに光源は、それぞれ同一の波長で光重合用の光を発する複数のＬＥＤを備えてもよく、これによって、特に、光学系によって焦点を変えたり、光源のパワーを強めたりできる。または、光源が、それぞれ異なる波長で光重合用の光を発する複数のＬＥＤを備えてもよく（例えば、１つのＬＥＤが４８０ｎｍで発光し、別の1つのＬＥＤが４２０ｎｍで発光するなど）、これによって、ＢＡＳＦ製の「ルシリン（Ｌｕｃｉｒｉｎ）」（ＬＲ）のような、カンファーキノン以外の分子を用いた特定の補綴材料を重合することができる。この場合、本発明の光重合装置は、発せられたそれぞれの波長での光強度を表す値を測定するのに適した１つの光強度センサ、または、光源の複数のＬＥＤのうちの１つのＬＥＤの波長で光強度を測定するのにそれぞれ適した複数のセンサを備える。
【００３７】
光重合装置１００は、前方部分１１０のすぐ下に位置する制御ユニット１２０に相当する、第２の部分を備える。制御ユニット１２０は、一方の面にスクリーン１２２と制御ボタン１２３が取り付けられ、他方の面に電子制御回路（図１に示さず）が取り付けられた、カード１２１を備える。制御ユニットは、接続手段１２４を介して電源に接続される。電源は、特に、充電式電池で構成された内部電源、主電源のような外部電源、または、例えば使用者が用いる歯科用ユニット上で利用可能なローカル電源で構成されてもよい。光源１１１および光強度センサ１１７は、電子制御回路に電気的に接続されている。電子制御回路は、まず、光強度センサ１１７から送られた光強度測定信号を受け取り、次に、光源１１１を制御して、光源１１１が光を照射する際の時間および／またはパワーを、その受け取った測定信号の関数として調整する。
【００３８】
図３は、本発明の光重合装置の一実施形態における電子制御回路３００のブロック図である。
【００３９】
回路３００は、すべての重合パラメータを制御するようにプログラムされたＣＰＵカード３０１（例えばプログラマブルマイクロコントローラ）を含む。このカードは、ダウンロードインタフェース３０２を介して選択できるとともに場合によっては修正することも可能なメニューという形式で重合パラメータを含む、不揮発性メモリを備える。この重合パラメータは、光重合性材料の各種類に特有であって、このパラメータのために最適な光強度が定義されている。ＬＣＤ３０３および制御ボタンを用いて、使用者は、利用可能なメニューのうちの１つを選択し、そして制御ボタンまたはトリガー３０４によって重合サイクルを開始する。
【００４０】
ＣＰＵカード３０１は、光重合用光源３０５を制御する。上述したとおり、光重合用光源３０５は、１つまたは１つ以上のＬＥＤで構成されてもよく、または、ハロゲン、プラズマ、レーザーまたは他の光源で構成されてもよい。測定された反射光強度に応じて、ＣＰＵカード３０１は、ＤＣ／ＤＣチョッパコンバータ３０７（パルス幅変調器またはＰＷＭ）を設定し制御し、これによって、手持ち部分の温度上昇を最小限に抑える。電流調整器３０８は、光源に送られたエネルギーを連続的にサーボ制御する。重合パラメータは、光重合用材料によって反射された光の強度を測定するとともにこの測定の関数として照射時間および／または照射パワーを調整する、ＣＰＵ３０１によって最適化される。
【００４１】
回路３００は電源４００に接続されている。電源４００は、同様に、歯科用ユニット４０１、主電源などの外部電源４０２、または誘導または接触などによって充電することができる、リチウムイオン、Ｎｉ−Ｃｄ、ＭｎＡｌタイプなどのバッテリーであるバッテリー４０３を使った内部電源から選ばれる電源である。
【００４２】
本発明によれば、回路３００は、センサ１１７のところで説明したとおり、フォトダイオード、フォトレジスタ、フォトトランジスタなどの光強度センサ３０９に接続される。上述したとおり、センサ３０９は、光源３０５で照射された材料によって反射された光重合用の光の一部を、自身の感光性表面で受ける。センサ３０９は、自身が受けた光の強度を表す信号を発生させて応答し、この情報を、ＣＰＵカード３０１または専用部品に実装可能なレギュレータループ３１０に送信する。
【００４３】
このようにすれば、例えば、センサ３０９がフォトトランジスタである場合、センサ３０９は、自身の感光性基部で受け取った光子数に比例する、光電流とも呼ばれる電流Ｉを発生させる。そして、光電流Ｉは、電圧に変換されるとともにトランスインピーダンス増幅器で増幅されながら、レギュレータループ３０１に送信される。
【００４４】
センサが送った信号をアナログデジタル変換（ＡＤＣ）することによって、光強度情報をデジタル形式でレギュレータループに伝送することができる。
【００４５】
レギュレータループ３１０は、センサが受け取った光の強度を表す信号と参照光強度値とを比較し、規制信号を発生させる。この規制信号に応答して、ＣＰＵカード３０１が、光重合用光源による照射の時間および／または照射のパワーに作用する。
【００４６】
センサが測定した光強度値に応じて、材料が受け取った光子の量を推定し、それにしたがって光源による照射の時間および／または照射のパワーを調整することができる。例えば、センサが測定した光強度値を、事前にプログラムされたメニューに光源の照射パワーレベルの関数として予め定められた参照強度値と比較してもよい。センサが測定した光強度値が参照光強度値未満である場合、光源が送ったパワーレベルがメニューで想定されているパワーレベルよりも低いことを意味する。この場合、レギュレータループ３１０は、ＣＰＵカード３０１に制御信号を送り、ＣＰＵカード３０１は、その信号に応答して、照射の時間または光源のパワーを増加させる。同様に、センサが測定した光強度値が参照光強度値よりも大きい場合、光源が送ったパワーレベルがメニューで想定されているパワーレベルよりも大きいことを意味する。この場合、レギュレータループ３１０は、ＣＰＵカード３０１に制御信号を送り、ＣＰＵカード３０１は、その信号に応答して、照射の時間または光源のパワーを減少させる。
【００４７】
当業者であれば、本発明の光重合装置用の電子制御回路の他の実施形態を容易に想定できるであろう。光重合用光源の制御部材が少なくとも光源の照射時間および／または照射パワーをセンサが測定した光強度の関数として調整するために、本発明の電子制御回路は、一般に、光重合装置を制御するための通常の手段に加えて、少なくとも、光強度センサからの信号を取得するための手段と、（例えば、その信号を基準値と比較することによって）その信号を処理し利用するための手段と、を備える。
【００４８】
この調整は、材料によって反射された光強度をダイナミックに測定することに基づいているため、特に、光重合用光源による照射の時間およびパワーの設定をリアルタイムに修正することができる。また、メニューに定められた理想的な操作条件に一致しない場合は、定められたエネルギープロファイルおよび照射時間に適合するように光源を自動的に制御するために、事前にプログラムされたメニューが適用される。
【００４９】
本発明の特定の実施形態において、光重合装置は、本来の重合に先立つ段階で、光重合用の材料によって反射された光の強度を測定する。図４に示したとおり、例えば５００ミリセカンド（ｍｓ）である時間Ｔ１にわたって実行される光強度の測定段階が、重合用光源を起動させる段階に先行する。この最初の測定段階の間に、上述のＣＰＵカード３０１のような光重合装置の処理手段が、所定の測定時間Ｔ１にわたって光重合用光源を制御して光重合用の材料を照射する。
【００５０】
この測定段階の間に、処理手段は、光重合用の材料によって反射された光の強度の関数として、光源の照射時間Ｔ２を計算する。
【００５１】
この測定段階の間に、光重合用光源が重合に用いる強度よりも低い強度で光重合用の材料を照射するように、処理手段が光重合用光源を制御するのが好ましい。光源のパワーは、先行する測定段階における材料の重合の開始を避けるために予め定められた比ｒ（光重合用の材料を重合するために用いられるパワーの減少率に対応する）によって減ぜられる。この光強度の減少により、重合を開始させてしまう危険を冒さずに先行する測定を行うことができ、その結果、行うべき重合のための最適な照射時間を定めることができる。
【００５２】
測定段階の直後に本来の重合段階が続く。重合段階では、測定段階で先立って定められた照射時間Ｔ２の間、材料に吸収される光の最大量に対応するパワーＰQmaxで光源が材料を照射するように、処理手段が光源を制御する。
【００５３】
異なる実施態様においては、先行する測定段階が上述のとおりに既に行なわれた場合でも、光重合用の材料によって反射された光の強度の測定を重合段階で行なうことができる。このようにすれば、先行する測定段階において定められた照射時間Ｔ２は、測定された光強度の関数として重合中に修正することができる。
【００５４】
図５は、本発明の光重合装置の別の実施形態を示す。図５の光重合装置２００は、光重合用光源の波長以外の波長で光を発する測定ビーム発射用光源２２０をさらに備える点で、上述の光重合装置と異なる。この場合、光重合装置２００は、測定ビーム発射用光源２２０の波長での光強度を測定するセンサ２１７を備える。例を挙げると、図６に示したとおり、光源２２０は、赤外線レーザーダイオード２２１で構成されてもよく、このダイオードは、導波路１１３を介して、処理すべき材料に向かってデフレクタ１１６の開口部１１６ｃに収容されたプリズム２２２を経由して赤外線ビームＦIRを発射する。材料によって反射された赤外線ビームＦIRReflは、プリズム２１８を経由してセンサ２１７が受ける。本発明に係るこの例では、測定される赤外線強度は、材料が赤外線測定ビームで照射されつつ反射した光の強度であり、特に米国特許出願公開公報ＵＳ２００６／０２４０３７６号に記載されているような、材料が重合中に放った赤外線放射の強度ではない。上記で説明したとおり、本来の重合段階に先立って光強度が測定される場合、光重合用光源の波長と異なる波長で光を発する測定ビーム発射用光源を使用することにより、先行する測定段階での材料の重合の開始を避けることができる。
【００５５】
光重合装置２００の他の構造部材は、図１に示された光重合装置１００のものと同じであるため、簡潔化のために再記載しない。
【００５６】
光重合用光源を制御するために測定される光強度の波長は、光重合用の光の波長と異なるため、装置２００の電子制御回路は、測定ビーム発射用光源２２０の波長で測定された光強度値を光重合用の光の波長に相当する光強度値に変換するための変換手段も備えていなければならない。
【００５７】
この目的のために、図７に示したとおり、センサ５０９が送った信号を光重合用光源５０５が発した光重合用の光の波長での光強度を表す信号に変換するために、装置２００の電子制御回路５００は、材料によって反射された測定ビーム発射用光源５１１からの光の強度に相当するセンサ５０９が送った信号を処理するための信号処理手段５１２をさらに備えている、という点で、図３の電子制御回路と異なる。測定ビーム発射用光源により用いられる光の種類に応じて、処理手段５１２は、測定される光の強度値が光重合用の光に対してリニアに変化する場合は測定値に変換係数を適用することによって、リニアに変化しない場合はテーブルを使って、センサ５０９が送った信号を変換する。この変換を行なう処理手段５１２は、専用部品内またはＣＰＵカード５０１内に実装されていてもよい。
【００５８】
他の要素５０１〜５１０および６０１〜６０３は、上記で図３を参照して説明した要素３０１〜３１０および４０１〜４０３と同じである。
【００５９】
測定用ビームは、電磁スペクトルの広い領域、特にスペクトルの可視領域における放射を含んでもよい。測定用ビームをスペクトルの可視領域（例えば赤）で生成することにより、光強度を測定する機能と、ビームの照準を合わせる機能とを併せもつことができる。特に、国際公開公報ＷＯ０１／６０２８０号に記載されたとおり、光重合装置は、重合用の光だけでなく、使用者が処理すべき臨床部位の位置を定めるための照準点を生成する可視光線を発してもよい。この放射は、測定ビーム発射用光源によって直接発せられてもよく、または重合用の光源から発せられた光に適切な波長フィルターをかけてもよい。そして、照準点を生成するのに使用した光の波長で光強度が測定されるように光強度センサを選択する。
【００６０】
本発明の光重合装置からの光の強度の測定は、好ましくは光重合装置が、多数回の使用後でも工場出荷時に設定された光パワーに適合する光パワーを送り続けていることを検証するために用いることができる。使用回数が増えるにつれ、導波路と光源は劣化および／または経年劣化し、光重合装置が送る光パワーが減少する可能性がある。例えば、導波路は、各使用後に加圧蒸気殺菌器（オートクレーブ）でスチーム殺菌される。加圧蒸気殺菌器のサイクルを繰り返すと、特に加圧蒸気殺菌器に非脱塩水が使われる場合、導波路に割れが生じたり、導波路上に付着物が形成されたりする可能性がある。同様に、多数回の使用後、または光重合装置が損傷している場合は、光源からの光強度に影響が出る可能性がある。本発明の光重合装置では、現場や離れた場所、例えば歯科医師の事務所で、基準面を構成する検証スペーサを使ってその適切な作動を容易に検証できる。使用者は、光重合装置が発するビームに面してスペーサを配置し、光重合装置が、スペーサによって反射された光の強度を測定し、参照強度値と比較する。測定された強度値が参照値と著しく異なる場合、装置は、対応する情報を装置の液晶ディスプレー画面に表示して、ユーザーに警告することができる。警告されたユーザーは、例えば導波路を変えて、新たに検証測定を行うことができる。
【００６１】
特定の実施形態に沿って本発明が説明されたが、本発明は、いかなる点においてもこれに限定されず、本発明の範囲を超えない限り、形、材料およびその組み合わせをさまざまに変更することが可能なことは自然に理解されるであろう。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年8月3日(2009.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
欧州特許出願公開公報ＥＰ０９９３８１０号には、重合用の光源と処理すべき材料との間の距離を測定するための手段を有する重合用ランプが記載されている。このランプ制御ユニットは、光源による照射のパワーまたは照射の時間を、この距離の関数として調整する。
【国際調査報告】
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