ОБОРУДОВАННОЕ СВЕТОВОДОМ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСВЕЩЕНИЯ ЗУБОВ
DEVICE EQUIPPED WITH LIGHT GUIDE FOR LIGHTING TEETH

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к устройствам для освещения зубов и к устройствам для ухода за полостью рта или гигиены полости рта, таким как устройства для отбеливания зубов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Устройства для ухода за полостью рта, такие как устройства для отбеливания зубов, используют свет для освещения зубов. Свет может быть использован в различных целях, в том числе для отбеливания зубов в сочетании с отбеливающим гелем, для антиналетной и антибактериальной гигиены путем использования дезинфицирующего УФ-света или в других целях. Чтобы освещение было эффективным, интенсивность света должна быть достаточно высокой. Кроме того, важное значение может иметь распределение света таким образом, чтобы интенсивность света была равномерной на всех зубах. Во избежание повреждения пульпы в полости пульпы зубов также важно, чтобы нагрев зубов поддерживался на безопасном уровне ниже критической температуры.
Соответственно, существует потребность в устройстве для ухода за полостью рта, которое удовлетворяет одному или более из этих требований. Соответственно, существует потребность в устройстве для ухода за полостью рта, которое способно освещать зубы с достаточной высокой интенсивностью при равномерном распределении интенсивности, и которое вызывает лишь приемлемый нагрев зубов.
В документе US 2004/0110111 A1 раскрыто устройство для отбеливания зубов, которое позволяет пользователю осуществлять себе отбеливание зубов с закрытым ртом и без торчащих наружу инструментов, лотков или электрических проводов и т.п.Устройство содержит опорную конструкцию и зубоотбеливающий состав, соприкасающийся с опорной конструкцией. Источник света, входящий в состав устройства, расположен на опорной конструкции или внутри нее так, чтобы излучаемый источником свет попадал на зубоотбеливающий состав. Устройство имеет размер, позволяющий полностью помещать его внутри рта пользователя во время процедуры.
В документе WO 2006/128021 A2 раскрыты загубники, имеющие приводимые в действие текстурированные поверхности, которые могут быть реализованы с использованием механизмов повторяющегося движения и раскрыты источники излучения энергии (например, источники электромагнитного излучения). Загубники могут использоваться для обнаружения, лечения и контроля состояний, включающих изменение цвета зубов и пародонтоз. Реализации изобретения могут включать в себя низкопрофильный загубник или загубник, охватывающий только передние стороны верхних и нижних зубов. Другие комбинации могут включать полные ротовые реализации, подходящие для одновременного покрытия части или всего верхнего и нижнего ряда зубов пациента. Приводимые в действие текстурированные поверхности могут включать в себя рельеф поверхности, состоящий из щетинок.
Автор настоящего изобретения пришел к пониманию, что улучшенное устройство для ухода за полостью рта будет полезно и в результате разработал настоящее изобретение.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Было бы полезно получить устройство для полости рта, способное улучшать формирование равномерной интенсивности света на зубах и, в качестве альтернативы или дополнительно, способное уменьшать нагрев зубов. В целом изобретение предпочтительно направлено на ослабление, смягчение или устранение одного или более из вышеупомянутых недостатков по отдельности или в любой комбинации.
Для решения одной или более из этих проблем в соответствии с первым аспектом изобретения предложен загубник для освещения зубов, который содержит:
- оптически прозрачный зубной участок, во время использования обращенный к щечной стороне зубов,
- световод, проходящий вдоль зубного участка и выполненный с возможностью передачи света на оптически прозрачный зубной участок, причем световод имеет наружную поверхность, содержащую первую поверхность, обращенную к щечной стороне зубов, и вторую поверхность, находящуюся напротив первой поверхности,
- по меньшей мере один источник света, выполненный с возможностью введения света в световод,
- разделительный элемент, расположенный по меньшей мере между частью первой поверхности световода и оптически прозрачным зубным участком для обеспечения полного внутреннего отражения по меньшей мере части вводимого света на по меньшей мере части первой поверхности, и
- выходную структуру, выполненную с возможностью рассеяния света на части второй поверхности в световоде для обеспечения возможности передачи по меньшей мере части рассеянного света сквозь первую поверхность, причем по меньшей мере часть рассеянного света распространяется от второй поверхности к первой поверхности через сердцевину световода, расположенную между первой и второй поверхностями.
Использование разделительного элемента между по меньшей мере частью световода и оптически прозрачным зубным участком для получения возможности полного внутреннего отражения в световоде обеспечивает смешивание света в световоде, что может привести к улучшению равномерности распределения интенсивности света на зубах. Разделительный элемент отделяет по меньшей мере часть первой поверхности световода от оптически прозрачного зубного участка. Разделительный элемент имеет показатель преломления ниже показателя преломления световода, чтобы обеспечивать полное внутреннее отражение.
Благодаря установке выходной структуры для достижения рассеяния на части второй поверхности, т.е., чтобы свет рассеивался только на части второй поверхности и, тем самым, только на части поверхности световода, свет в световоде может проходить большее расстояние, прежде чем он будет выведен через выходную структуру. Большее расстояние, проходимое лучами света, может дополнительно улучшать равномерность распределения интенсивности света на зубах.
Таким образом, при вводе света в световод лучи света будут полностью внутренне отражены частями первой поверхности. Благодаря полному внутреннему отражению лучи будет смешиваться по всему световоду для достижения улучшения равномерности интенсивности света. Для вывода смешанных лучей света из световода выходная структура рассеивает свет на части второй поверхности. Рассеянные лучи света будут передаваться через сердцевину световода на первую поверхность, где некоторые из рассеянных лучшей света будут подвергаться полному внутреннему отражению, тогда как остальные лучи будут передаваться сквозь первую поверхность на зубы через оптически прозрачный зубной участок.
В соответствии с вариантом реализации разделительный элемент представляет собой наполненный воздухом разделительный элемент.Преимуществом является то, что благодаря наполненному воздухом разделительному элементу для световода можно использовать материалы, показатель преломления которых относительно низкий, но выше показателя преломления воздуха. Соответственно, для световода можно использовать более широкий диапазон материалов, в том числе гибкие материалы, такие как силикон. Гибкие материалы могут быть выгодны в качестве материала для загубника в целях повышения комфорта пользователя и улучшения посадки загубника в ротовой полости.
В соответствии с вариантом реализации загубник дополнительно содержит одну или более распорок, расположенных между оптически прозрачным зубным участком и первой поверхностью световода для создания разделительного элемента. Распорки могут быть в форме тонких столбиков или других структур загубника и выполнены с возможностью отделения световода от окружающих материалов с целью удовлетворения условий для достижения полного внутреннего отражения в световоде.
В соответствии с вариантом реализации световод по меньшей мере частично заключен в корпус загубника, причем корпус содержит оптически прозрачный зубной участок. Преимуществом является то, что световод может быть по меньшей мере частично заключен в корпус для обеспечения создания разделительного элемента между несколькими частями поверхности световода и ограждающими частями корпуса. Кроме того, ограждающие части корпуса могут способствовать созданию распорок для получения подвесного расположения световода.
В соответствии с вариантом реализации корпус содержит выступы, которые соприкасаются со световодом в одной или более контактных областях на второй поверхности с образованием выходных структур в контактных областях. Преимуществом является то, что выходные структуры могут быть встроены в корпус для получения простой конструкции.
В соответствии с вариантом реализации загубник содержит отражатель, расположенный позади второй поверхности, если смотреть со стороны первой поверхности, для отражения света в световод. Преимуществом является то, что отражатель может повысить эффективность за счет повторного использования отраженного от зубов света, который передается через выходную структуру и вторую поверхность. Повышение эффективности может привести к снижению теплоотдачи, позволяющему повысить интенсивность света.
В соответствии с вариантом реализации по меньшей мере часть первой поверхности является нерассеивающей поверхностью. Преимуществом является то, что нерассеивающая поверхность может, в значительной степени, вызвать полное внутреннее отражение вводимого света на первой поверхности, что может приводить к улучшенному смешиванию света. Нерассеивающую часть можно получить путем размещения выходной структуры таким образом, чтобы она не вызывала выхода света по меньшей мере на части первой поверхности.
В соответствии с вариантом реализации выходная структура содержит множество отделенных друга от друга выходных структур, выполненных с возможностью рассеяния света на множестве отделенных друг от друга местоположений второй поверхности в световоде. Преимуществом является то, что за счет использования отделенных друг от друга местоположений для вывода света разделенная выходная структура может быть распределена для улучшения равномерности интенсивности света по всей поверхности зубов.
В соответствии с вариантом реализации по меньшей мере некоторые из отделенных друг от друга выходных структур имеют разные площади поверхности, обращенной к первой поверхности. Преимуществом является то, что площади поверхности можно изменять для достижения вариативности вывода света, например, для компенсации постепенного снижения интенсивности излучения из источников света вдоль главной оптической оси источников света. Например, в соответствии с вариантом реализации площади поверхности могут зависеть от расстояния между отделенными друг от друга выходными структурами и по меньшей мере одним источником света.
Например, отделенные друг от друга выходные структуры могут проходить в виде продольных областей вдоль направления одного или более местоположения по меньшей мере одного источника света, где один или более источников света расположены вдоль по меньшей мере одной стороны световода. Таким образом, одна выходная область может иметь вытянутую в продольном направлении форму, например, прямоугольную форму, которая проходит в продольном направлении вдоль ряда источников света, например, вдоль края световода, где расположены источники света для ввода света в световод. Преимуществом является то, что отделенные друг от друга выходные структуры могут проходить вдоль местоположения (местоположен) источника (ичточник) света для получения простой конструкции выходных структур.
В другом примере продольная область имеет меняющуюся ширину вдоль продольного направления областей, причем меняющаяся ширина коррелирует с одним или более местоположениями по меньшей мере одного источника света. Меняющаяся ширина может быть выполнена с возможностью компенсации вариации интенсивности излучаемого света вдоль местоположений множества источников света, например, чтобы ширина была наибольшей между источниками света и наименьшей в местах непосредственно перед источниками света.
В соответствии с вариантом реализации изолирующая структура выполнена с возможностью удержания нанесенного зубного вещества в пределах пространства, ограниченного оптически прозрачным зубным участком, закраиной и щечной стороной зубов. Преимуществом является то, что загубник может содержать изолирующую структуру, помогающую удерживать зубное вещество в пространстве между зубами и прозрачным окном загубника. Например, загубник может быть зубоотбеливающим загубником, а зубное вещество может быть зубоотбеливающим гелем.
В соответствии с вариантом реализации оптически прозрачный зубной участок и световод сделаны из одного и того же оптически прозрачного материала. Например, зубной участок и световод могут быть сделаны из одного и того же оптически прозрачного и, при необходимости, гибкого материала, такого как силикон. Кроме того, корпус может быть также сделан из того же самого гибкого материала, например силикона или силиконового каучука. Однако материал корпуса не обязательно должен быть прозрачным. Соответственно, по меньшей мере зубной участок и световод могут быть сделаны из одного и того же материала в целях упрощения производства.
В соответствии с вариантом реализации световод сделан из силиконового материала. Использование силиконового материала может давать преимущество по сравнению с другими материалами с точки зрения получения гибкого и приспосабливаемого к пользователю загубника. Например, использование гибких материалов, таких как силиконовый каучук, для прозрачного зубного участка, световода и корпуса может эффективно улучшить свойство сохранения формы и посадку для повышения комфорта пользователя.
В соответствии с вариантом реализации оптически прозрачный зубной участок содержит выступающий прикусной участок, проходящий вдоль оптически прозрачного зубного участка, причем выступающий прикусной участок выпирает наружу с образованием прикусной поверхности. Прикусной участок может эффективно улучшать посадку загубника в разные полости рта. Кроме того, прикусной участок может помогать в сохранении формы загубника при вдавливании загубника в полость рта.
Согласно второму аспекту изобретение относится к использованию загубника по первому аспекту для освещения зубов, включающего в себя этапы:
- расположения загубника таким образом, чтобы оптически прозрачный зубной участок был обращен к зубам пользователя и проходил вдоль зубов, и
- освещения зубов светом, передаваемым последовательно через первую поверхность световода и оптически прозрачный зубной участок.
Использование загубника может включать в себя этап нанесения зубного вещества, например, зубоотбеливающего геля, на зубы, закраину, прозрачное окно или их комбинацию.
В целом различные аспекты изобретения можно комбинировать и объединять любым способом, возможным в пределах объема изобретения. Эти и другие аспекты, признаки и/или преимущества настоящего изобретения станут очевидны из вариантов реализации, описанных далее в этом документе, и будут пояснены со ссылкой на данные варианты реализации.
Таким образом, изобретение относится к устройству для ухода за полостью рта, предназначенному для отбеливания зубов или иных целей. Устройство может быть выполнено с возможностью обеспечения равномерного распределения интенсивности света на зубах. Это достигается путем использования световода, который на некоторых частях поверхности отделен от окружающих частей загубника устройства ухода за полостью рта, например, посредством заполненных воздухом разделяющих элементов. Световод смешивает вводимый свет для улучшения равномерности интенсивности света. Для вывода света из световода загубник содержит выходную структуру, расположенную напротив щечной стороны зубов. Выходной структуре может быть придана форма, например, путем изменения площади или плотности частей выходной структуры в зависимости от расстояния до местоположения световода, где вводится свет.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты реализации изобретения будут описаны только на примерах со ссылкой на чертежи, где:
на Фиг. 1 показан загубник для использования в качестве устройства для освещения зубов;
на Фиг. 2A и 2B показаны поперечные сечения в плоскости, перпендикулярной прикусной поверхности, в альтернативных вариантах реализации загубника;
на Фиг. 3 показано поперечное сечение в плоскости, параллельной окклюзионной плоскости загубника, содержащей множество источников света;
на Фиг. 4 показана выходная структура для загубника;
на Фиг. 5 показана альтернативная выходная структура для загубника; и
на Фиг. 6 показано использование печатной платы для выходной структуры.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ
На Фиг. 1 показан загубник 100 для использования в качестве устройства для освещения зубов. Зубы пользователя могут быть освещены в целях отбеливания зубов, антиналетной и антибактериальной гигиены или иной гигиены полости рта или ухода за ней. Загубник может быть потребительским товаром для домашнего использования или профессиональным изделием для использования специалистом, причем в обоих случаях пользователь, т.е. пользователь в домашних условиях или пациент, является лицом, которое принимает освещение из устройства.
Загубник 100 содержит оптически прозрачный зубной участок 101, во время использования обращенный к щечной стороне зубов, необязательный выступающий прикусной участок 102, проходящий вдоль по меньшей мере части зубного участка, и, необязательно, закраину 103, которая, как показано на фигурах, может быть сформирована в виде замкнутого обода, который охватывает по периметру оптически прозрачный зубной участок 101, или, в альтернативном варианте реализации, в виде обода с отверстиями, например, возле концевых поверхностей прикусного участка 102, чтобы закраина 103 частично охватывала по периметру оптически прозрачный зубной участок 101.
Прикусная поверхность проходит в наружном направлении с образованием прикусной поверхности, например, показанной плоскости прикусного участка 102. Пользователь может прикусывать верхнюю и нижнюю прикусную поверхность, чтобы верхняя и нижняя окклюзионные стороны зубов соприкасались с прикусными поверхностями, и чтобы загубник мог удерживаться на месте во рту. Другая функция прикусного участка 102 заключается в сохранении формы загубника 100, когда к загубнику 100 прикладывают усилие. Например, когда загубник 100 слишком большой для пользователя, пользователь прикладывает давление к загубнику 100, чтобы привести закраину в контакт с деснами. Это необходимо для ограничения зубного вещества внутри структуры закраины (см. ниже), За счет использования эластичных материалов, таких как силиконовый каучук, для загубника, например, для световода 203, оптически прозрачного зубного участка 101 и корпуса 206, величина давления, которое пользователь должен прикладывать к прикусной поверхности, поддерживается на минимальном уровне для сохранения комфорта пользователя.
Вообще для одной или более частей загубника, например, для световода 203, оптически прозрачного зубного участка 101 и/или корпуса 206, могут быть использованы различные эластичные материалы. Предпочтительно для световода 203 и, возможно, для одной или более других частей загубника, включая оптически прозрачный зубной участок 101 и корпус 206, могут быть использованы прозрачные силиконовые материла или прозрачные полисилоксановые полимеры.
Закраине 103 может быть придана форма для контакта с деснами пользователя вдоль верхней и нижней зубных дуг.Функция закраины состоит в том, чтобы служить в качестве изолирующей структуры для предотвращения утечки зубоотбеливающего геля или других зубных веществ и помогать удерживать зубное вещество в месте нахождения зубов.
Зубной участок 101 называют прозрачным участком, т.е. прозрачным в том смысле, что свет не рассеивается в зубном участке. Однако на практике прозрачный материал зубного участка может содержать неровности, например, частицы, а это означает, что в какой-то степени свет будет рассеиваться. Соответственно, зубной участок можно называть оптически просвечивающим зубным участком.
На Фиг. 2A показа принципиальная схема поперечного сечения загубника 100 в плоскости, перпендикулярной прикусной поверхности прикусного участка 102.
На Фиг. 2A показан оптически прозрачный участок 101, обращенный к щечной стороне зубов 201, т.е. расположенный таким образом, что наружная поверхность зубного участка 101 обращена к щечной стороне зубов 201. На Фиг. 2A также показаны прикусной участок 102 и закраина 103.
Загубник также содержит световод 203, проходящий вдоль зубного участка 101, и один или более источников 213 света для введения света в световод. Световод имеет наружную поверхность, содержащую первую поверхность 204, обращенную к щечной стороне зубов, и вторую поверхность 205, находящуюся напротив первой поверхности. Таким образом, световод 203 выполнен с возможностью передачи света на оптически прозрачный зубной участок 101 через первую поверхность 204, а оптически прозрачный зубной участок 101 выполнен с возможностью передачи света из световода к зубам 201, в частности, на щечную сторону зубов.
Световод 203 может иметь прямоугольную, эллиптическую или круглую форму поперечного сечения в плоскости, перпендикулярной его продольному направлению. В случае прямоугольной формы первая поверхность 204 может называться одной из плоских граней световода. В случае круглого или эллиптического поперечного сечения первая поверхность 204 может называться частью поверхности, обращенной к щечной стороне зубов. Для справки: в настоящем описании определено, что световод 203 имеет продольную протяженность вдоль зубных дуг, т.е. в направлении в плоскость поперечного сечения, изображенного на Фиг. 2A, и вертикальную протяженность от низа до верха световода 203 в поперечном сечении.
Оптически прозрачный зубной участок 101 может быть частью корпуса 206 загубника 100, который по меньшей мере частично окружает световод 203, чтобы световод по меньшей мере частично был охвачен корпусом 206. Корпус может состоять из различных частей, где оптически прозрачный зубной участок 101 составляет одну или более частей, и где одна или более других частей, например, задняя сторона 207, содержат непрозрачный или полупрозрачный материал. В альтернативном варианте реализации оптически прозрачный зубной участок 101 и задняя сторона 207, возможно, весь корпус 206, могут быть сформированы из того же самого прозрачного материала. Например, когда загубник содержит прикусной участок 102, оптически прозрачный зубной участок 101 может состоять из двух частей, так как прикусной участок 102 может делить зубной участок 101 на две части.
Загубник 100 содержит по меньшей мере один разделительный элемент 208, который отделяет световод 203 от окружающих частей, таких как корпус 206 и прозрачный зубной участок 101 по меньшей мере в некоторых местах поверхности световода 203. Разделительный элемент 208 может быть наполненным газом или наполненным воздухом разделительным элементом, который в силу этого имеет показатель преломления ниже показателя преломления материала световода 203. Таким образом, разделительный элемент 208 может быть реализован посредством воздушного зазора или пустого пространства, которое содержит окружающий воздух. Соответственно, лучи света, которые падают на поверхность световода 203 под косым углом в месте, где световод отделен разделительным элементом 208, будут подвергнуты полному внутреннему отражению. Максимальный косой угол, требуемый для формирования полного внутреннего отражения, определяется известными оптическими законами.
В идеале, чтобы достичь полного внутреннего отражения на большей части первой поверхности 204, разделительный элемент 208 должен распространяться на как можно большую часть первой поверхности 204. Однако, когда разделительный элемент 208 состоит из, например, воздуха, могут потребоваться одна или более распорок 209, чтобы обеспечить отсутствие соприкосновения световода с окружающими частями в непредусмотренных местах разделительного элемента 208. Распорки могут быть в форме выступающих штырей, т.е. столбиков, световода 203, выпирающих наружу из первой поверхности 204 и/или второй поверхности 205. В качестве альтернативы или дополнительно распорки могут быть в форме выступающих штырей оптически прозрачного зубного участка 101, корпуса 206 или другой части загубника 100, имеющей поверхность, расположенную напротив первой или второй поверхности световода 203. Одна распорка 209 показана схематически. Торцевые грани таких распорок, соприкасающиеся со световодом 203, могут быть сделаны отражающими для поддержания эффективности и/или равномерности света из источников света. Соответственно, распорки 209 составляют структуры, которые отвечают за создание разделительного элемента 208, т.е. разделения между по меньшей мере оптический прозрачным зубным участком 101 и первой поверхностью 204 световода.
На Фиг. 2A показано, что прикусной участок 102 проходит через разделительный элемент 208 к первой поверхности световода 203. Соответственно, часть прикусного участка 102, выступающая к световоду 203, функционирует в качестве распорки 209. В данном случае, где выступающую часть прикусного участка 102 используют в качестве распорки 209, этот выступ может составлять единственную распорку на перовой поверхности световода 203. Во избежание передачи света в прикусной участок посредством контакта со световодом поверхность выступающей части прикусного участка 102, которая соприкасается со световодом, может быть рассеивающей или зеркально отражающей, чтобы отражать падающий свет обратно в световод.
В другом примере, показанном на Фиг. 2B, прикусной участок 102 проходит через ширину световода, а световод выполнен в виде двух отдельных световодов, где каждый световод 203 проходит от источника 213 света на одном конце до прикусного участка 102 на другом конце. И в этом случае поверхность выступающей части прикусного участка 102, которая соприкасается со световодом, тоже может быть рассеивающей или зеркально отражающей. Таким образом, в целом загубник выполнен с возможностью обеспечения полного внутреннего отражения на по меньшей мере части первой поверхности световода, а когда требуются одна или более распорок для отделения первой поверхности, внутреннее отражение обеспечивается частью первой поверхности световода.
Соответственно, загубник 100 оптически выполнен с возможностью обеспечения полного внутреннего отражения по меньшей мере части вводимого в световод 203 света посредством по меньшей мере одного разделительного элемента 208. Когда свет вводят в световод из по меньшей мере одного источника 213 света, большинство лучей будут излучаться под косым углом относительно первой и второй поверхностей, что удовлетворяет требованию для достижения полного внутреннего отражения. Однако в зависимости от свойств излучения света источников 213 света некоторые лучи могут излучаться под слишком большим углом, чтобы быть внутренне отраженными, и поэтому покинут световод за счет преломления, как показано на фигуре. Такие высвобождающиеся лучи создадут горячее пятно. Поэтому в варианте реализации первая поверхность 204 может быть локально обеспечена полностью или частично рассеивающими отражающими поверхностями, например, на частях поверхности у концов световода.
Чтобы выводить свет из световода в направлении зубов 201, загубник 100 дополнительно содержит выходную структуру 210, выполненную с возможностью рассеяния света на части второй поверхности 205 в световоде, чтобы обеспечивать возможность передачи по меньшей мере части рассеянного света через первую поверхность. Некоторые из световых лучей, рассеянных выходной структурой, имеют угол к первой поверхности 204, который достаточно большой, чтобы они вышли за счет преломления, тогда как другие рассеянные лучи имеют угол, который достаточно косой, чтобы они были внутренне отражены. Таким образом, часть света, рассеянного выходной структурой 210, распространяется от второй поверхности 205 к первой поверхности 204 сквозь толщину световода между первой и второй поверхностями и распространяется через первую поверхность 204 к щечной стороне зубов 201. В частности, выходная структура может быть выполнена с возможностью рассеяния света только на части второй поверхности 205, но не на первой поверхности 204.
На Фиг. 2A также показаны закраина 103, которая соприкасается с деснами 214, и зубное вещество 215, например зубоотбеливающий гель, расположенное между зубами 201 и оптически прозрачным зубным участком 101 и удерживаемое на месте закраиной 103. Зубное вещество может быть нанесено пользователем с щечной стороны зубов на оптически прозрачный зубной участок 101 и/или на закраину 103 перед вставкой загубника. Соответственно, зубная сторона 201a зубов 201, закраина 103 и оптически прозрачный участок 101 (т.е. грань зубного участка 101, обращенная к щечной стороне зубов) образуют пространство для содержания зубного вещества. Закраину 103 можно рассматривать как часть изолирующей структуры 250. Кроме того, необязательный прикусной участок 102 тоже можно рассматривать как часть изолирующей структуры 250, так как прикусной участок 102 ограничивает местоположение зубного вещества сверху или снизу окклюзионной плоскости 230. Таким образом, изолирующая структура 250 выполнена с возможностью удержания нанесенного зубного вещества в пределах пространства, образуемого щечной стороной 201a зубов 201, закраиной 103 и оптически прозрачным зубным участком 101, т.е. гранью зубного участка 101, обращенной к щечной стороне 201a зубов.
Выходные структуры 210 могут быть созданы различными способами. Например, выходные структуры могут быть созданы путем нанесения краски, клея или другого материала на части второй поверхности 205, где желательно рассеяние падающего света. В другом примере выходные структуры могут быть созданы путем огрубления второй поверхности 205, например, с помощью травления, пескоструйной обработки поверхности или нанесения формованной рассеивающей поверхностной структуры во время формовки световода 203, на части второй поверхности 205, где желательно рассеяние падающего света. В другом примере корпус 206 может быть выполнен с выступами 220, которые соприкасаются со световодом в одной или более контактных областях на второй поверхности 205 с образованием выходных структур в контактных областях. Например, корпус 206 или задняя сторона 207, содержащие выступы 220, могут быть выполнены с возможностью рассеяния света, например с помощью белого материала для корпуса. Например, корпус 206 или задняя сторона 207 могут быть сделаны из силикона или другого эластичного материала, наполненного рассеивающими частицами, такими как TiO2, AlO2 или другие частицы. Такие рассеивающие частицы предпочтительно используют для повышения теплопроводности материала корпуса 206 или задней стороны 207.
В целом выходная структура расположена напротив первой поверхности 204. Соответственно, выходная структура в виде грубой поверхности второй поверхности 205 расположена напротив первой поверхности 204. Выходная структура в виде выступов 220 или краски на второй поверхности 205 расположена напротив первой и второй поверхностей.
Загубник 100 может содержать отражатель 221, расположенный позади второй поверхности 205, и, возможно, расположенный позади выходной структуры 210, чтобы отражать свет, например, рассеянный зубами 201 свет, который передается через световод 203 и выходную структуру 210 посредством первой поверхности 204 обратно в световод 203. Отражатель 221 может быть поверхностью задней стороны 207. Например, задняя сторона 207 может быть сформирована из непрозрачного материала или прозрачного материала, наполненного рассеивающими частицами. В этом случае поверхность задней стороны 207, обращенная ко второй поверхности 205, может составлять отражатель 221. В другом примере заднюю сторону 207 формируют из прозрачного материала. В этом случае отражатель 221 может быть образован отражающей поверхностью обратной стороны 207, например, окрашенной в белый цвет наружной поверхностью, или другим отражающим материалом, соединенным с наружной поверхностью задней стороны 207.
Выходная структура может быть выполнена таким образом, чтобы первая поверхность была нерассеивающей поверхностью, т.е. так, что свет проходит через первую поверхность 204 не за счет рассеяния, а за счет преломления.
Как показано на Фиг. 2A и 2B, выходная структура представляет собой множество отделенных друга от друга выходных структур, например, структур 210a, 210b, выполненных с возможностью рассеяния света на множестве отделенных друг от друга местоположений второй поверхности 205 световода 203. Как показано, по меньшей мере некоторые из выходных структур могут иметь разные высоты вдоль вертикального направления световода 203, т.е. вдоль главного направления освещения одного или более источников 213 света. Соответственно, в целом выходные структуры 210 могут иметь разные площади поверхности, обращенной к первой поверхности 204. Например, разные высоты или площади поверхности выходных структур могут увеличиваться или варьироваться в зависимости от расстояния выходной структуры 210 от одного или более источников 213 света. Например, площади выходных структур ниже окклюзионной плоскости 230 на Фиг. 2A могут увеличиваться по мере увеличения расстояния до источника 213 света ниже окклюзионной плоскости 230. Площадь выходной структуры, обращенной к первой поверхности 204, является площадью, отвечающей за рассеяние света на второй поверхности 205. Например, площадь выходной структуры может быть площадью краски на части второй поверхности 205, где требуется рассеяние, площадью грубой поверхности на поверхности 205 или площадью выступа 220, который соприкасается со второй поверхностью 205.
При изменении площади выходных структур в зависимости от расстояния до источников 213 света вероятность того, что луч света из источников 213 света попадет в место нахождения выходной структуры, возрастает вдоль главного направления распространения света (в данном случае вертикальное направление световода 203), т.е. увеличивается как функция от расстояния до источника 213 света, так что свет, достигающий зубов, становится более равномерным. В качестве альтернативы или дополнительно к изменению площади, высот или других размеров выходных структур выход света может быть сделан зависимым от расстояния между местоположением вдоль световода и одним или более источниками 213 света путем изменения плотности выходной структуры 210 или изменения форм или рисунков выходных структур. Плотность выходной структуры можно варьировать, например, путем изменения плотности структур рассеяния, наносимых на вторую поверхность 205, например, путем нанесения формованной поверхностной структуры, которая меняется вдоль вертикального направления второй поверхности 205 или вдоль главного направления распространения света. Соответственно, в целом выходная структура может быть выполнена таким образом, чтобы интенсивность света, рассеиваемого выходной структурой, зависела он расстояния между местоположением вдоль вертикального направления второй поверхности 205 и по меньшей мере одним источником света. Выходная структура 210 может быть изменена путем изменения площади или плотности. Таким образом, вероятность того, что луч света из источника света, упадет на выходную структуру 210, достигнет максимума на окклюзионной плоскости 230 на наибольшем удалении от обоих концов световода или от одного или более источников света. В варианте реализации, где по меньшей мере один источник света помещен только на нижнем вертикальном конце световода 203 ниже окклюзионной плоскости 230, но не на верхнем вертикальном конце световода, или наоборот, выходная структура может быть изменена таким образом, чтобы вероятность того, что луч света из источника света упадет на выходную структуру 210, достигает максимума на вертикальном конце световода без источника света.
На Фиг. 3 показано поперечное сечение загубника 100 в плоскости, параллельной окклюзионной плоскости, т.е. плоскости прикуса. На Фиг. 3 показано множество источников 213 света, расположенных вдоль продольного направления световода 203 и вдоль зубной дуги зубов 201. Для удобства разделительный элемент 208 показан без распорок 209, а прикусной участок 102 не виден на этом представлении. Выходная структура 210 в основном показана пунктирной линией, удаленной от второй поверхности 205 световода 203, однако понятно, что выходная структура 210 соприкасается со второй поверхностью 205 или является ее частью.
На Фиг. 4 показан вид спереди световода 203, если смотреть на вторую поверхность 205 и выходные структуры 210. В данном примере загубник 100 выполнен таким образом, что выходные структуры 210 проходят в виде продольных областей вдоль направления местоположений множества источников 213 света, т.е. вдоль продольного направления 401, проходящего вдоль зубной дуги. Высота отделенных друг от друга выходных структур 210 увеличивается вдоль вертикального направления 402 по мере увеличения расстояния до продольной стороны 401, чтобы достичь максимальной площади на окклюзионной плоскости 230 или возле нее. Как описано ранее, один или более источников 213 света могут быть расположены вдоль верхней продольной стороны 401a, вдоль нижней продольной стороны 401b или вдоль обеих сторон. В данном примере, где площадь выходной структуры 210 достигает максимума на окклюзионной плоскости 230 или возле нее, было бы целесообразно иметь один или более источников 213 у верхней продольной стороны 401a и один или более источников 213 света вдоль нижней продольной стороны 401b. Для удобства на Фиг. 4 источники света 213 показаны только вдоль верхней продольной стороны.
В альтернативном варианте реализации (не показан) загубник 100 может быть выполнен таким образом, чтобы выходные структуры 210 проходили в виде продольных областей вдоль вертикального направления 402, т.е. в направлении, перпендикулярном окклюзионной плоскости 230. В этом случае высота выходных структур 210 (размер отделенных друг от друга выходных структур в продольном направлении 401) увеличивается вдоль продольного направления 401 по мере увеличения расстояния до вертикальной стороны 402, чтобы достичь максимальной площади на средней линии 231 зубного ряда или возле нее либо на противоположной стороне 402 (в случае, когда на этой стороне источники света не размещены). В данном примере один или более источников 213 света могут быть расположены вдоль левой вертикальной стороны 402, вдоль правой вертикальной стороны 402 или вдоль обеих вертикальных сторон.
Расположение источников 213 света вдоль верхней продольной стороны 401a и/или вдоль нижней продольной стороны 401b может быть предпочтительным по сравнению с расположением источников света вдоль вертикального направления 402, с точки зрения обеспечения распределения источников света по большей площади. Распределение по большей площади может уменьшить интенсивность света и тепловые горячие пятна, создаваемые источниками света. Кроме того, за счет размещения источников 213 света вдоль верхней и/или нижней вертикальных сторон 401a, 401b избыточное тепло от источников света образуется в области зубов, покрытой деснами, где имеющаяся в изобилии кровь будет функционировать как поглотитель тепла.
На Фиг. 5 показан вид спереди световода 203 аналогично Фиг. 4. На Фиг. 5 показан пример выходных структур 210, где по меньшей мере некоторые из продольных областей выходных структур 210 имеют ширину или высоту, которая меняется вдоль продольного направления этих областей (т.е. вдоль продольного направления 401 или вертикального направления 402, последний пример не показан). Как показано, изменение ширины или высоты выходных структур 210 коррелирует с местоположениями одного или более источников света. Например, как показано, ширина выходных структур 210 между соседними источниками 213 света может быть больше ширины в местах, где помещены источники света, чтобы компенсировать вариации интенсивности света вдоль вертикальной стороны 402 или продольной стороны 401, вдоль которой расположены источники света.
На Фиг. 6 показан пример загубника 100, где отражающий участок 501 загубника, например, состоящий из темной стороны 207 корпуса 206 или содержащий ее, содержит и отражатель 221, и выходную структуру 210. На рисунке слева показан вид спереди отражающего участка 501, если смотреть на выходную структуру 210 от первой стороны 204 световода 203. На рисунке справа показан вид сбоку отражающего участка 501 и световода 203. Также показаны окклюзионная плоскость 230 и средняя линия 231 зубного ряда.
Например, отражающий участок 501 может быть печатной платой (PCB), такой как многослойная печатная плата с несколькими слоями электропроводящих дорожек и наружными металлическими (например, медными) поверхностями. Один или более источников 213 света могут быть электрически соединены с электрическим источником посредством электропроводящих дорожек. Например, металлический слой на задней стороне отражающего участка 501 (левая сторона на Фиг. 6) может быть электрически соединен с одним из выводов одного или более источников 213 света, а один или более внутренних слоев проводящих дорожек могут быть электрически соединены со вторыми выводами одного или более источников 213 света.
Выступающие выходные структуры 210 на передней стороне отражающего участка 501 (правая сторона на Фиг. 6) могут быть сформированы в металлическом слое на передней стороне путем удаления металла в местах, кроме мест нахождения выходных структур 210, чтобы выходные структуры 210 выступали, как показано. Металл может быть удален известными способами, такими как травление. Выпячивание выходных структур сильно преувеличено - на практике выходные структуры должны выступать лишь на длину, соответствующую толщине металлического слоя печатной платы 501 или даже меньше.
После того, как выходные структуры 210 получены путем удаления металла, передняя поверхность может быть покрыта отражающим материалом, например, белой краской, чтобы впадины передней поверхности могли функционировать в качестве отражателя 221. Контактные поверхности выходных структур 210 могут быть соединены со второй поверхностью 205 световода 203 с помощью клея или путем стыковки с помощью термической обработки.
Соответственно, выходные структуры 210 и отражатель 221 могут быть встроены в структурированную поверхность отражающего участка 501. Отражающий участок 501 может быть печатной платой, а один или более источников света 213 могут быть электрически соединены с электропроводящими слоями и/или дорожками печатной платы. Один или более источников 213 света могут представлять собой светодиоды торцевого излучения, находящиеся на краях печатной платы и электрически соединенные с ними. Для поддержания структурной гибкости загубника при изготовлении печатной платы могут быть предпочтительны технологии изготовления гибких пленочных или тонких печатных плат, например с использованием подложки FR4 толщиной 200 или 300 мкм.
В качестве альтернативы объединению одного или более источников 213 света с загубником 100 свет может направляться на входные поверхности световода 203 посредством световодов, таких как оптические волокна. Соответственно, в качестве альтернативы использованию одного или более источников 213 света, объединенных с загубником, свет в световод могут передавать один или более внешних источников света посредством световодов.
Один или более встроенных источников 213 света или внешних источников света могут излучать свет в пределах диапазона длин волн, подходящего для получения данного результата ухода за полостью рта. Например, источники света, которые излучают свет в ультрафиолетовом диапазоне, могут быть использованы для антиналетной или антибактериальной гигиены. В целях отбеливания зубов могут быть использованы источники света, излучающие видимый синий свет.
Оптически прозрачный зубной участок 101 и световод 203 могут быть сделаны из одного и того же оптически прозрачного материала, такого как силикон. Корпус 206 тоже может быть сделан из того же материала, что и оптически прозрачный зубной участок 101, силикона, наполненного рассеивающими частицами, такими как TiO2, или другого материала. Предпочтительно оптически прозрачный зубной участок 101, корпус 206 и световод 203 могут быть сделаны из эластичного материала, чтобы загубнику 100 можно было придавать форму для подгонки к индивидуальным пользователям.
Хотя изобретение проиллюстрировано и описано в подробностях на чертежах и в вышеизложенном описании, такие иллюстрация и описание нужно считать приведенными в качестве иллюстрации или примера, но не ограничивающими; настоящее изобретение не ограничено описанными вариантами реализации. При использовании на практике данного заявленного изобретения, изучении чертежей, описания и приложенной формулы изобретения специалистами в данной области могут быть придуманы и осуществлены другие изменения к описанным вариантам реализации В формуле изобретения слово «содержащий/включающий в себя» не исключает другие элементы или этапы, а грамматические средства выражения единственного числа не исключают множественного числа. Сам факт того, что определенные меры изложены во взаимно отличающихся различных пунктах формулы, не означает того, что комбинация этих мер не может быть использована эффективно. Никакие номера позиций в формуле изобретения не следует рассматривать как ограничивающие объем изобретения.