(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
手持ち部材の先端部近傍に少なくとも一対の導電路を設けた基板を配置し、当該基板の前記導電路上に電流を流すと発光する発光素子であるＬＥＤペレットを複数配置した歯科用光照射器であって、
前記各ＬＥＤペレットは、前記基板上に配設した複数の凹部に配置するとともに各ＬＥＤペレットの電極と前記凹部を画する端面上に設けた導電路とを接続して構成し、
前記基板の各凹部に配置した各ＬＥＤペレットから直接発光する光と、各凹部壁面から反射する光とを合成した光束を得て、作用面における当該光束の最大強度の概ね６０％以上の光からなる光束同士が重なり合うように前記凹部形状を設定して構成した歯科用光照射器において、
前記各ＬＥＤペレットからの入射光の最大強度の少なくとも概ね６０％以上の光を発光する角度をαとするとともに前記各ＬＥＤペレットの発光面から作用面までの最短距離をＤとするときに、前記各ＬＥＤペレットからの光の強度が一番強い中央部間の距離Ｌが、Ｌ＝２Ｄｔａｎαより少ない距離となるように、前記各ＬＥＤペレットを配置することにより、前記作用面に少なくとも２つのＬＥＤペレットから最大強度６０％以上の強度をもった入射光が届くように構成したことを特徴とする歯科用光照射器。
【請求項２】
前記基板が、絶縁体に凹部を設けたものであるとともに該絶縁体上面に導体を形成して前記導電路として構成したことを特徴とする請求項１記載の歯科用光照射器。
【請求項３】
前記手持ち部材の先端部近傍に、金属板からなる基板及び該基板上の複数の壁面が光を上方に反射するテーパー状のスルーホールを有する絶縁体を配置し、各スルーホール内方の基板面に電流を流すと発光する発光素子である複数のＬＥＤペレットを配置して各ＬＥＤペレットの一方の電極を接続するとともに、他方の電極を前記絶縁体の上面に設けた導電路に接続し、かつ前記基板の絶縁体とは反対側の端面には放熱用のフィン部を設けることにより構成したことを特徴とする請求項１記載の歯科用光照射器。
【請求項４】
前記手持ち部材の先端部近傍に、複数の凹部を備えた金属板からなる基板を配置し、該基板の各凹部に電流を流すと発光する発光素子である複数のＬＥＤペレットを配置して、各ＬＥＤペレットの一方の電極を接続するとともに他方の電極を前記基板の各凹部を画する上面領域に絶縁層を介して設けた導電路に接続し、かつ前記基板の絶縁体とは反対側の端面には放熱用のフィン部を設けることにより構成したことを特徴とする請求項１記載の歯科用光照射器。
【請求項５】
前記歯科用光照射器は、複数のＬＥＤペレット４を配置した基板１を保持する基板保持部１００と、当該基板保持部１００に取付けた前記基板１に設けた導電用のリード線１７のリード線カバー１９と、前記各ＬＥＤペレット４からの光を拡散させ光強度のむらを少なくする導光用のガラスロッド２０および冷却用の空気を、前記リード縁カバー１９内から前記基板保持部１００を経て外部に通風するための空気管１１１、 空気逃げ穴１１２とを設けることにより構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の歯科用光照射器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯科用光照射器に関し、詳しくは、複数の半導体素子である発光素子（例えばＬＥＤ（発光ダイオード）ペレット，ＬＤ（レーザーダイオード）を使用することによって、高強度発光が可能となり、狭小な口腔内での使用を容易に行うことができ、さらに発光素子の高密度実装を図った小型構成の光化学反応用光照射器でもある歯科用光照射器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＥＤを歯科用光照射器として利用する事が試みられている。例えば光重合用の光源としたり、歯の漂白用の光源としたりすることが試みられている。光の種類も３８０ｎｍの紫外光を発するＬＥＤの光を歯の漂白に用いたり、４６０ｎｍ前後の青色の光を重合に用いたり１μｍ前後の遠赤外光を漂白促進や重合補助として用いる場合もある。このような場合においてＬＥＤペレットを高密度に実装し光の利用効率を高める試みがなされている。
【０００３】
例えば、１平方センチあたり２００個以上の集積度をもつ高密度実装のＬＥＤ光源が開発されている。
【０００４】
しかるに、前記のような高密度実装のＬＥＤ光源では、ＬＥＤペレットが互いに放射する熱の影響を受けるため個々のＬＥＤペレットの出力を上げることが困難となる。
【０００５】
個々のＬＥＤペレットに遮光板等を設ける場合は、遮光板を別途成形してＬＥＤペレットがマウントされた基板上に配置するため、給電用のボンディングワイヤを避けなければならない。このため、遮光板はボンディングワイヤの外側に配置しなければならなくなり、ペレットサイズは通常１５０μｍから３００μｍ角程度であるにも関わらず、遮光板、ボンディングワイヤの部分を含めると数ｍｍ角程度の外形にならざるをえなくなり、高密度実装を図る上で大きな支障となる。
【０００６】
因て、本願出願人は、上記事情に鑑みて、光の利用効率が高く、十分な光強度、光量の光出力が得られるとともに、発光素子であるＬＥＤの高密度実装を実現できる歯科用光照射器を提供することを目的として、特願２０００−３８２５４３号を出願したところである。
【０００７】
以下には、本出願人の先願（特願２０００−３８２５４３号）に係る発明の実施の形態を詳細に説明する。
【０００８】
（先願発明の実施の形態１）
図９は先願発明の実施の形態１の歯科用光照射器を示すものであり、この歯科用光照射器は、例えば片手で把持可能な丸棒状の手持ち部材５から突出させた腕部５ａの先端部に、円板状の基板１を連結し、基板１上に少なくとも一対の導電路、即ち、円環状の導体２及び円板状の導体３を形成して、導体２、導体３間に本実施の形態１では４個の発光素子であるＬＥＤペレット４を９０度間隔で接続することにより構成している。尚、図９では導体２、導体３、及びＬＥＤペレット４に各々ハッチングを付して示す。
【０００９】
前記基板１としては、従来から公知のプリント基板を使用し、通常のエッチング処理により前記導体２、３を形成している。
【００１０】
前記基板１上へのＬＥＤペレットの接続方法は、一組の導体２、３に並列接続されるように複数のＬＥＤペレット４を配置し、ＬＥＤペレット４の電極を基板１上の導体２、３に直接ボンデイングすることにより行う。
【００１１】
前記ＬＥＤペレット４は、通常５００μｍ角以下であるため、基板１の直径を１０ｍｍとすると、この基板１にボンディングの為のスペースを考慮に入れても数十個のＬＥＤペレット４を楽に配置することができる。
【００１２】
基板１を手持ち部材５の腕部５ａの先端部に配置すれば、複数のＬＥＤペレット４からの光を重合して直接図示しない患部に照射することができる。
【００１３】
前記ＬＥＤペレット４から放射される光に基づく患部への入射光の相対的強度について図１０を参照して説明する。図１０、図１１に示すように、入射光の相対的強度はＬＥＤペレット４の表面略中央部鉛直線上が一番強く、鉛直線からずれるほど弱くなる。
【００１４】
また、図１０に示すように、前記ＬＥＤペレット４からの入射光の最大強度の少なくとも概ね６０％以上の光を発生する角度をαとし、図１２に示すように、Ｄを各ＬＥＤペレット４の発光面７から作用面６までの最短距離とすれば、前記ＬＥＤペレット４からの光の強度が一番強い中央部の点８と点９間の距離Ｌは、Ｌ＝２Ｄｔａｎαで表すことができる。換言すれば、一つのＬＥＤペレット４からＬ＝２Ｄｔａｎα又はこれよりも少ない距離だけ離れたところに次のＬＥＤペレット４を配置すれば、作用面６には少なくとも２つのＬＥＤペレット４からの最大強度の概ね６０％以上の強度をもった入射光が届くことになる。
【００１５】
すなわち、これらのＬＥＤペレット群を平面的に複数配置して構成した歯科用光照射器によれば、患部への入射光の強度、光量とも歯科向けの光重合用として充分なものとなる。
【００１６】
図１３は、基板１上に数十個のＬＥＤペレット４を配置した例を示すものである。図１３に示す例では、基板１Ａ上に、陰極用導体１１と陽極用導体１２とを絶縁体１３、１４を介して櫛歯状に互いにかみ合うような配置に形成し、合計５１個のＬＥＤペレット４群を陰極用導体１１、陽極用導体１２に各々接続ワイヤ１１ａ、１２ａを用いて接続した高密度な構成となっている。
【００１７】
ここで、図１３中の１５は短絡防止用のツェナーダイオードであり、陽極用導体１２上に接続配置し接続ワイヤ１５ａを用いて陰極用導体１１にも接続している。ツェナーダイオード１５は前記ＬＥＤペレット４に正負逆方向の電圧を印加するとある電圧で急激に電流が流れ始め短絡故障につながることを考慮したものである。また、図１３中の１６ａ、１６ｂは配線用の穴である。
【００１８】
（先願発明の実施の形態２）
図１４は、先願発明の実施の形態２の歯科用光照射器を示すものであり、この歯科用光照射器は、基板１、ＬＥＤペレット４、通電用のリード線１７から構成に加えて、滅菌性を考慮して短いガラスロッド２０を使用する。又は、プラスチックファイバーロッドを使用した場合には、透明素材でできたカバーを使用することが可能である。
【００１９】
先願発明の実施の形態２の構成によれば、ガラスロッド２０からなる導光部材を使用し、ＬＥＤペレット４からの光を導光して作用面６に向けて照射するようにしているので、実質的に作用面６に相対する側の端面２０ａで各ＬＥＤペレット４からの光束が重なり合い、これにより、患部への入射光の強度、光量とも歯科向けとして充分なものとなる。
【００２０】
（先願発明の実施の形態３）
図１５、図１６は、先願発明の実施の形態３の歯科用光照射器を示すものであり、光の減衰と効率のトレードオフ（平均を取ること）を参考にしての対応となるが、図１５に示すように、各々のＬＥＤペレット４の間に各々ＬＥＤペレットに対して傾斜した反射面２１ａ、２１ｂを有する微小な反射板２１を配置した歯科用光照射器や、図１６に示すようにＬＥＤペレット４上にマイクロレンズ２２を付加した歯科用光照射器とすることもできる。
【００２１】
これらの歯科用光照射器によれば、個々のＬＥＤペレット４から放射される光の広がり角のバラツキを矯正することができる。即ち、反射板２１やマイクロレンズ２２による矯正後の光束が作用面６で少なくとも隣接するようになり、ＬＥＤペレット４からの光束は重なり合い、光の強度は強まることとなって、個々のＬＥＤペレット４からの光束を別途にレンズ等で集光する必要のない構成とすることができる。
【００２２】
（先願発明の実施の形態４）
図１７は、先願発明の実施の形態４の歯科用光照射器を示すものであり、基板１上の左右周辺部のＬＥＤペレット４を、各々基板中央に関して対象配置に傾斜させるようにして配置したものである。この歯科用光照射器によれば、光学的なロスを発生させずに基板中央を通る鉛直線上にＬＥＤペレット４群からの光束を集中することができ、患部に照射する光の強度をより増すことができる。
【００２３】
この場合、フレキシブルな素材でできた基板１を使用すれば平らな状態で該ＬＥＤペレット４をボンデイングした後、前記基板の素材の柔軟性を利用してこの基板１上の周辺部のＬＥＤペレット４の向きを変えることができる。
【００２４】
（先願発明の実施の形態５）
図１８は、先願発明の実施の形態５の歯科用光照射器を示すものであり、ＬＥＤペレット４群の集積度は、ボンディングマシンの先端ホーンスペースにより決定される。つまり、ある程度の間隔を開けて配置しないとＬＥＤペレット４上から基板１上の導体部分にワイヤボンディングができない。
【００２５】
この場合には、図１８に示す歯科用光照射器のように、基板１ａ、１ｂ、１ｃのように複数枚用い、各基板１ａ、１ｂ、１ｃに通電用の一組の導体３１、３２を絶縁体３３を介在させつつ各々形成し、ＬＥＤペレット４を基板１ａ、１ｂ、１ｃ上に列状態で配置し、各々接続ワイヤ３５により接続する。
【００２６】
この場合、前記各基板１ａ、１ｂ、１ｃ間に、極めて薄い絶縁体３３を介在させるか、又は微小スペースを開けつつ前記基板を１ａ、１ｂ、１ｃを密着して配置することにより、全体として前記ＬＥＤペレット４群の密集度を高めることができる。
【００２７】
（先願発明の実施の形態６）
図１９は、先願発明の実施の形態６の歯科用光照射器を示すものであり、基板１の外周側に周辺部ＬＥＤペレット用導体４１ａ、４１ｂと、基板１の中心部側に中心部ＬＥＤペレット用導体４２ａ、４２ｂを形成し、周辺部ＬＥＤペレット用導体４１ａ、４１ｂ間、中心部ＬＥＤペレット用導体４２ａ、４２ｂ間にそれぞれＬＥＤペレット４（図１９には図示せず）群を接続して、これらを各々独立に点灯制御するように構成している。
【００２８】
この構成によれば、光の重合収縮を軽減するために光の強度を段階的に変化させる点灯制御を、出力の調整可能な電源装置を使用することなく実現することが可能となる。
【００２９】
即ち、最初に周辺部ＬＥＤペレット用導体４１ａ、４１ｂに配置されたＬＥＤペレット群を点灯し、その後中心部ＬＥＤペレット用導体４２ａ、４２ｂに配置したＬＥＤペレット群も点灯させれば、単純なスイッチの付加のみで光の強度を段階的に調整することができるとともに、患部における充填部位の形状により充填材料の外側又は内側を先に重合させることにより重合レジンにかかるストレスを軽減でき、収縮や内部応力を軽減できる。
【００３０】
（先願発明の実施の形態７）
図２０乃至図２２は、先願発明の実施の形態７の歯科用光照射器を示すものであり、この歯科用光照射器は、基板１上に複数のＬＥＤペレット４を配置し、光透過性樹脂５１でモールドした構成としたものである。
【００３１】
図２０は、各ＬＥＤペレット４をモールドして放射面５０を凸状（球面体状）にした例である。この場合、各ＬＥＤペレット４からの放射光は、光透過性樹脂５１でモールドされた表面により屈折を起こし、集束される。従って、この歯科用光照射器の放射光は集光となる。
【００３２】
また、図２１は、指向性の強い（放射角の小さい）ＬＥＤペレット４ａを使用する場合である。ＬＥＤペレット４ａを光透過性樹脂５１でモールドして表面を平坦にすると、放射光は槻ねＬＥＤペレット４ａから垂直（基板１に対して垂直）放射される状態となり、この歯科用光照射器の放射光は平行光となる。
【００３３】
次に、図２２は、指向性の弱い（放射角の大きい）ＬＥＤペレット４ｂを使用する場合であり、ＬＥＤペレット４ｂを光透過性樹脂５１でモールドして表面を僅かに凸状（図２０に示す場合より凸状の程度が小さい球面体状）にすると、ＬＥＤペレット４ｂから放射される放射光は屈折を起こすが、図２０に示したような大きな屈折とはならず、ＬＥＤペレット４ｂから垂直（基板１に対して垂直）及び斜めに放射される放射光は概ね平行光になる。すなわち、この歯科用光照射器の放射光は全体として平行光となる。
【００３４】
尚、前記実施の形態７において、放射面の凸状を中心（凸状の最上部）から外周に向かい曲率を連続的に変化させ非球面体状にすることにより、ＬＥＤペレット４の横方向（基板１と平行）からの放射光に対しても、より平行性の高い平行光とすることができる。
【００３５】
（先願発明の実施の形態８）
図２３は、先願発明の実施の形態８の歯科用光照射器を示すものであり、この歯科用光照射器は、通常、青色ＬＥＤペレットは図２３に示すサファイア基板層６１上に窒化ガリウム層６２を形成した上で、活性層を形成し、さらに最上部面に金属電極層（Ａｕ、Ａｌ等）を形成し、金属電極層を透過した光が利用されている。
【００３６】
そこで、さらに光強度を増すために、ＬＥＤペレットを基板であるサファイア基板層６１を上面にして基板１上に配置すれば、金属電極層に光が遮られることなく透過するので２乃至３割程度の光強度を図れる。
【００３７】
また、このとき、ボールバンプ６３による半田付けを行えば、ＬＥＤペレットの密集度はさらに高まり、低輝度のＬＥＤペレットを使用することが可能となって低コスト化が可能である。また、高輝度のＬＥＤペレットを使用すれば、より短時間で重合を終了することができる。
【００３８】
本発明の実施の形態の他の変形例について説明すると、導体（ＬＥＤペレット用導体）を渦巻き状に配置したり、又は、図２４に示すように、基板１の厚み方向に設けられたスルーホール７１を利用し、基板１の表裏を電気的に接続するスルーホールタイプの構成も挙げることができる。尚、図２４中、７２は絶縁体、７３、７４は接続導体である。
【００３９】
因て、本願出願人は以上の説明に係る先願発明の実施に当り、さらに、高密度かつ光強度、光量の光出力にすぐれた歯科用光照射器を提供すべく、本願発明を開発したものである。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の歯科用光照射器は、手持ち部材の先端部近傍に少なくとも一対の導電路を設けた基板を配置し、当該基板の前記導電路上に電流を流すと発光する発光素子であるＬＥＤペレットを複数配置した歯科用光照射器であって、前記各ＬＥＤペレットは、前記基板上に配設した複数の凹部に配置するとともに各ＬＥＤペレットの電極と前記凹部を画する端面上に設けた導電路とを接続して構成し、前記基板の各凹部に配置した各ＬＥＤペレットから直接発光する光と、各凹部壁面から反射する光とを合成した光束を得て、作用面における当該光束の最大強度の概ね６０％以上の光からなる光束同士が重なり合うように前記凹部形状を設定して構成した歯科用光照射器において、前記各ＬＥＤペレットからの入射光の最大強度の少なくとも概ね６０％以上の光を発光する角度をαとするとともに前記各ＬＥＤペレットの発光面から作用面までの最短距離をＤとするときに、前記各ＬＥＤペレットからの光の強度が一番強い中央部間の距離Ｌが、Ｌ＝２Ｄｔａｎαより少ない距離となるように、前記各ＬＥＤペレットを配置することにより、前記作用面に少なくとも２つのＬＥＤペレットから最大強度６０％以上の強度をもった入射光が届くように構成したことを特徴とするものである。
【００４１】
請求項１記載の発明によれば、手持ち部材の先端部近傍に少なくとも一対の導電路を設けた基板を配置し、当該基板の前記導電路上に電流を流すと発光する発光素子であるＬＥＤペレットを複数配置した歯科用光照射器であって、前記毎ＬＥＤペレットは、前記基板上に配設した複数の凹部に配置するとともに各ＬＥＤペレットの電極と前記凹部を画する端面上に設けた導電路とを接続して構成し、前記基板の各凹部に配置した各ＬＥＤペレットから直接発光する光と、各凹部壁面から反射する光とを合成した光束を得て、作用面における当該光束の最大強度の概ね６０％以上の光からなる光束同士が重なり合うように前記凹部形状を設定して構成した歯科用光照射器において、前記各ＬＥＤペレットからの入射光の最大強度の少なくとも概ね６０％以上の光を発光する角度をαとするとともに前記各ＬＥＤペレットの発光面から作用面までの最短距離をＤとするときに、前記各ＬＥＤペレットからの光の強度が一番強い中央部間の距離Ｌが、Ｌ＝２Ｄｔａｎαより少ない距離となるように、前記各ＬＥＤペレットを配置することにより、前記作用面に少なくとも２つのＬＥＤペレットから最大強度６０％以上の強度をもった入射光が届くように構成したものであるから、従来令で述べたような遮光板はＬＥＤペレットの必要最小限の部位を囲うだけですみ、基板上におけるＬＥＤペレットの高密度な実装が可能となり、また、前記凹部形状によって照射対象物上で少なくとも隣り合うＬＥＤペレットからの光が重なり合い、光の当たらない箇所をなくすことができ、照射対象物上の光の強度のばらつきをなくし重合むらや漂白むらを減少させつつ十分な光強度、光量の光出力を得ことができる。
【００４２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の歯科用光照射器において、前記基板が、絶縁体に凹部を設けたものであるとともに該絶縁体上面に導体を形成して前記導電路として構成したことを特徴とするものである。
【００４３】
請求項２記載の発明によれば、絶縁体からなる基板上に複数の凹部を設ける。例えば樹脂基板やセラミックス基板の場合は基板成形時に複数の凹部を同時に成形する。基板上面の給電用の導電路は各凹部近傍にプラス、マイナスの２系統の導体を印刷したり接着することで形成する。ＬＥＤペレットは各凹部の底部に配置し、ＬＥＤペレット上面の電極から前記導電路に金線等からなる給電用の配線をワイヤボンディングする。また、前記凹部形状によって照射対象物上で少なくとも隣り合うＬＥＤペレットからの光が重なり合い、光の当たらない箇所をなくすことができ、照射対象物上の光の強度のばらつきをなくし重合むらや漂白むらを減少させつつ十分な光強度、光量の光出力を得ことができる。
【００４４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の歯科用光照射器において、前記手持ち部材の先端部近傍に、金属板からなる基板及び該基板上の複数の壁面が光を上方に反射するテーパー状のスルーホールを有する絶縁体を配置し、各スルーホール内方の基板面に電流を流すと発光する発光素子である複数のＬＥＤペレットを配置して各ＬＥＤペレットの一方の電極を接続するとともに、他方の電極を前記絶縁体の上面に設けた導電路に接続し、かつ前記基板の絶縁体とは反対側の端面には放熱用のフィン部を設けることにより構成したことを特徴とするものである。
【００４５】
請求項３記載の発明によれば、基板を金属板として、該基板上の複数のスルーホールを有する絶縁体上に導体を形成し、絶縁体は金属板に接着又は溶着する。そして各スルーホール内方にＬＥＤペレットが配置されるので、ＬＥＤペレット底部は直接基板に接着又はワイヤボンディングされる。また、前記基板の絶縁体とは反対側の端面には放熱用のフィン部を設けているので、これにより金属板はＬＥＤペレット自体からの発熱を放熱する放熱板として機能する。
【００４６】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の歯科用光照射器において、前記手持ち部材の先端部近傍に、複数の凹部を備えた金属板からなる基板を配置し、該基板の各凹部に電流を流すと発光する発光素子である複数のＬＥＤペレットを配置して、各ＬＥＤペレットの一方の電極を接続するとともに他方の電極を前記基板の各凹部を画する上面領域に絶縁層を介して設けた導電路に接続し、かつ前記基板の絶縁体とは反対側の端面には放熱用のフィン部を設けることにより構成したことを特徴とするものである。
【００４７】
請求項４記載の発明によれば、基板が金属板でありその基板上に凹部を加工又はプレス成形にて形成したものである。凹部を除く基板の上面領域に絶縁層を介して導電層を設けることにより、ＬＥＤペレットから直接伝わる熱だけでなく放射熱をより効率的に放熱する効果があり、レーザチップや赤外光ＬＥＤ等の高密度実装に適するものである。また、前記基板の絶縁体とは反対側の端面には放熱用のフィン部を設けているので、これにより金属板はＬＥＤペレット自体からの発熱を放熱する放熱板として機能する。
【００５０】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４記載の歯科用光照射器において、前記歯科用光照射器は、複数のＬＥＤペレット４を配置した基板１を保持する基板保持部１００と、当該基板保持部１００に取付けた前記基板１に設けた導電用のリード線１７のリード線カバー１９と、前記各ＬＥＤペレット４からの光を拡散させ光強度のむらを少なくする導光用のガラスロッド２０および冷却用の空気を、前記リード縁カバー１９内から前記基板保持部１００を経て外部に通風するための空気管１１１、 空気逃げ穴１１２とを設けることにより構成したことを特徴とするものである。
【００５１】
請求項５記載の発明によれば、ガラスロッド２０からなる導電部材を使用し、ＬＥＤペレット４からの光を導光して作用面６に向けて照射するようにしているので、実質的に作用面６に相対する側の端面２０ａで各ＬＥＤペレット４からの光束が光の拡散、光強度のむらを伴うことなく重なり合い、これにより、患部への入射光の強度、光量とも歯科向けの光重合用として充分なものとなる。また、基板１に組み込んだＬＥＤペレット４の温度上昇を回避できる。
【００５２】
以下本発明の実施の形態について、図面とともに説明する。
【００５３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の歯科用光照射器の概略拡大断面図であり、この歯科用光照射器は、セラミックス等の絶縁体からなる基板８１に、対向する壁面間隔が下方に至るにしたがい小さくなる傾斜壁状態であり、断面空間が台形状を呈するように穿設した多数の凹部８２を設けるとともに、各凹部８２を画する基板８１の端面には給電用の導電路８３を形成している。
【００５４】
多数の凹部８２の底面には、各々ＬＥＤペレット４の底面が接着配置され、ＬＥＤペレット４の上面に設けられる電極（図示せず）と前記導電路８３とを例えば金線等を用い、ワイヤボンディングによる配線８５で接続し、図示しない電源から導電路８３、配線８５を経てＬＥＤペレット４へ発光用の電力を供給するように構成している。また、凹部８２の傾斜した壁面によりＬＥＤペレット４からの光を上方へ反射させるようにしている。
【００５５】
この実施の形態１の歯科用光照射器によれば、従来例で述べたような遮光板はＬＥＤペレット４の必要最小限の部位を囲うだけですみ、前記基板８１上における多数のＬＥＤペレット４の高密度な実装が可能となる。
【００５６】
（実施の形態２）
図２及び図３は本発明の実施の形態２の歯科用光照射器の概略拡大断面図であり、この歯科用光照射器は、金属材料からなる基板９１上に、スルーホール９２ａを多数所定の間隔で設けた絶縁体９２を接着配置し、絶縁体９２の端面におけるスルーホール９２ａを画する領域に導電路９３を形成した例である。
【００５７】
多数のスルーホール９２ａ内には、各々ＬＥＤペレット４の底面が基板９１に接着配置され、ＬＥＤペレット４の上面に設けられる電極（図示せず）と前記導電路９３とを例えば金線等を用い、ワイヤボンディングによる配線９５で接続している。
【００５８】
また、前記スルーホール９２ａの壁面をテーパー状にしてＬＥＤペレット４からの光を上方へ反射するようにしている。更に、基板９１の絶縁体９２とは反対側の端面には放熱用のフィン部９４を設け、ＬＥＤペレット４が発する熱の放熱作用を発揮させるように構成している。
【００５９】
この実施の形態２の歯科用光照射器によれば、実施の形態１の場合と同様従来例で述べたような遮光板はＬＥＤペレット４の必要最小限の部位を囲うだけですみ、前記基板９１上における多数のＬＥＤペレット４の高密度な実装が可能となる。また、基板９１に放熱用のフィン部９４を設けているので、ＬＥＤペレット４が発する熱の放熱作用が発揮され、この歯科用光照射器の基板９１の温度上昇が回避される。
【００６０】
（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３の歯科用光照射器の概略拡大断面図であり、この歯科用光照射器は、金属材料からからなる基板１０１に実施の形態１の場合と同様な形状の凹部１０２を穿設して凹部１０２を除く基板１０１の上面に、例えばテフロン（登録商標）等からなる絶縁層１０６を焼き付け等で形成し、さらにその上面に給電用の導電路１０３を形成している。
【００６１】
ＬＥＤペレット４の底面が基板１０１に接着配置され、ＬＥＤペレット４の上面に設けられる電極（図示せず）と前記導電路１０３とを例えば金線等を用い、ワイヤボンディングによる配線１０５で接続している。また、凹部１０２の傾斜した壁面によりＬＥＤペレット４からの光を上方へ反射させるようにしている。
【００６２】
この実施の形態３の歯科用光照射器によれば、実施の形態１の場合と同様、従来例で述べたような遮光板はＬＥＤペレット４の必要最小限の部位を囲うだけですみ、前記基板１０１上における多数のＬＥＤペレット４の高密度な実装が可能となる。
【００６３】
（実施の形態４）
図５は実施の形態４を示すものであり、実施の形態１，２，３の各歯科用光照射器からの光の作用面における光の重なり合いを示す図（光の強度分布図）であり、隣接するＬＥＤペレット４からの光のうち最大光強度の６０％以上の光が互いに重なり合う範囲には斜線を付し、また、最大光強度の８０％以上の光が互いに重なり合う範囲にはクロス斜線を付して示している。
【００６４】
この場合、実施の形態１，２，３の各歯科用光照射器におけるＬＥＤペレット４から直接放射される光と、凹部８２、スルーホール９２ａ、凹部１０２の壁面からの反射光の合成された光束の最大強度の概ね６０％以上の光が、実質的な作用面で重なり合うように前記凹部８２、スルーホール９２ａ、凹部１０２の各壁面を形成することによって、照射対象物上で少なくとも隣り合うＬＥＤペレット４からの光が重なり合い、光の当たらない箇所を無くし、又は極力少なくすることができる。
【００６５】
尚、前記凹部８２、スルーホール９２ａ、凹部１０２の壁面形状としては、図６に示すような角形すり鉢状、図７に示すような円形すり鉢状等種々の形状の選択が可能である。
【００６６】
（実施の形５）
図８は実施の形態５を示すものであり、この歯科用光照射器は、基板保持部１００により保持される基板１、ＬＥＤペレット４、リード線カバー１９、通電用のリード線１７からなる構成に加えて、ＬＥＤペレット４からの光を拡散させ光強度のむらを少なくする導光用のガラスロッド２０を使用する。又は、プラスチックファイバーロッドを使用した場合には、透明素材でできたカバーを使用することが可能である。さらに、この歯科用光照射器は、冷却用の空気をリード線カバー１９内から基板保持部１００を経て外部に通風するための空気管１１１、空気逃げ穴１１２を設けている。
【００６７】
実施の形態５の構成によれば、ガラスロッド２０からなる導光部材を使用し、ＬＥＤペレット４からの光を導光して作用面６に向けて照射するようにしているので、実質的に作用面６に相対する側の端面２０ａで各ＬＥＤペレット４からの光束が光の拡散、光強度のむらを伴うことなく重なり合い、これにより、患部への入射光の強度、光量とも歯科向けの光重合用として充分なものとなる。また、基板１に組み込んだＬＥＤペレット４の温度上昇を回避できる。図示しないが小型ファンを内蔵させて強制冷却を行うようにすることも可能である。
【００６８】
尚、本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではなく、例えばＬＥＤペレットをＬＤ（レーザダイオード）ペレットに置き換ることも可能であることはいうまでもない。ＬＤペレットがレーザ光を放出する場合には光の強度分布が先鋭的になるので重なりが生じにくいが、レーザ光の放出方向を隣接するペレット同士で互い違いにすることにより一端凹部壁面で反射した光は重なりやすくなる。
【００６９】
以上、本発明の各実施の形態の歯科用光照射器について説明したが、近年においては歯を漂白するための漂白剤の効果を増すために歯科用光照射器を使用する例が増えている。漂白には光による効果の他、熱による効果もあるので、ＬＥＤペレット４の一部を赤外光又は赤外線を発光するＬＥＤペレットに置き換えれば、漂白用の光照射器としても十分に機能させることができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、多数の発光素子を密集させて配列しているので放射光が重なり合って、又は放射光と凹部壁面からの反射光とが重なり合って作用面に照射されることになり、作用面における照射光のむらを減少させつつ十分な光強度、光量の光出力を得ことができる歯科用光照射器を提供することができる。
【００７１】
また、本発明によれば、基板上の発光素子であるＬＥＤペレットの高密度実装を図りより小型な構成とすることができる歯科用光照射器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の歯科用光照射器の概略拡大断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２の歯科用光照射器の概略拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２のスルーホールを示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態３の歯科用光照射器の概略拡大断面図である。
【図５】本発明の実施の形態４の歯科用光照射器からの光の作用面における光の重なり合いを示す図である。
【図６】実施の形態１の凹部の形状の一例を示す図である。
【図７】実施の形態１の凹部の形状の他例外示す図である。
【図８】本発明の実施の形態５の歯科用光照射器を示す図である。
【図９】先願発明の実施の形態１の歯科用光照射器を示す平面図である。
【図１０】先願発明の実施の形態１の歯科用光照射器における入射光の相対的強度を示す説明図である。
【図１１】先願発明の実施の形態１の歯科用光照射器におけるＬＥＤペレットによる入射光の相対的強度を示す説明図である。
【図１２】先願発明の実施の形態１の歯科用光照射器における２個のＬＥＤペレットによる入射光の相対的強度を示す説明図である。
【図１３】先願発明の実施の形態１の歯科用光照射器の高密度実装構成の基板部分を示す平面図である。
【図１４】先願発明の実施の形態２の歯科用光照射器を示す概略断面図である。
【図１５】先願発明の実施の形態３の歯科用光照射器の基板及びＬＥＤペレットを示す側面図である。
【図１６】先願発明の実施の形態３の歯科用光照射器の他例の基板及びＬＥＤペレットを示す断面図である。
【図１７】先願発明の実施の形態４の歯科用光照射器の基板及びＬＥＤペレットを示す側面図である。
【図１８】先願発明の実施の形態５の歯科用光照射器を示す概略斜視図である。
【図１９】先願発明の実施の形態６の歯科用光照射器の基板及びＬＥＤペレットを示す平面概略平面図である。
【図２０】先願発明の実施の形態７の歯科用光照射器の放射光を示す説明図である。
【図２１】先願発明の実施の形態７の他例の歯科用光照射器の放射光を示す説明図である。
【図２２】先願発明の実施の形態７のさらに他例の歯科用光照射器の放射光を示す説明図である。
【図２３】先願発明の実施の形態８の歯科用光照射器を示す概略断面図である。
【図２４】先願発明の実施の形態１乃至８の変形例の概略断面図である。
【符号の説明】
１  基板
１Ａ  基板
１ａ，１ｂ，１ｃ  基板
２  導体
３  導体
４  ＬＥＤペレット
４ａ  ＬＥＤペレット
４ｂ  ＬＥＤペレット
５  手持ち部材
５ａ  腕部
６  作用面
７  発光面
８  点
９  点
１１  陰極用導体
１２  陽極用導体
１３  絶縁体
１４  絶縁体
１５  ツェナーダイオード
１６ａ、１６ｂ  穴
１７  リード線
１９  リード線カバー
２０  ガラスロッド
２１  反射板
２２  マイクロレンズ
３１  導体
３２  導体
３３  絶縁体
３５  接続ワイヤ
４１ａ、４１ｂ  周辺部ＬＥＤペレット用導体
４２ａ、４２ｂ  中心部ＬＥＤペレット用導体
５０  放射面
５１  光透過性樹脂
６１  サファイア基板層
６２  窒化ガリウム層
６３  ボールバンプ
７１  スルーホール
８１  基板
８２  凹部
８３  導電路
８５  配線
９１  基板
９２  絶縁体
９２ａ  スルーホール
９３  導電路
９５  配線
１１１  空気管
１１２  空気逃げ穴
【図１】
0004905751.tif 000002
【図２】
0004905751.tif 000003
【図３】
0004905751.tif 000004
【図４】
0004905751.tif 000005
【図５】
0004905751.tif 000006
【図６】
0004905751.tif 000007
【図７】
0004905751.tif 000008
【図８】
0004905751.tif 000009
【図９】
0004905751.tif 000010
【図１０】
0004905751.tif 000011
【図１１】
0004905751.tif 000012
【図１２】
0004905751.tif 000013
【図１３】
0004905751.tif 000014
【図１４】
0004905751.tif 000015
【図１５】
0004905751.tif 000016
【図１６】
0004905751.tif 000017
【図１７】
0004905751.tif 000018
【図１８】
0004905751.tif 000019
【図１９】
0004905751.tif 000020
【図２０】
0004905751.tif 000021
【図２１】
0004905751.tif 000022
【図２２】
0004905751.tif 000023
【図２３】
0004905751.tif 000024
【図２４】
0004905751.tif 000025