專利名稱：醫(yī)療用光照射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療用光照射裝置，具體來說，涉及到牙科治療過程中修補用光聚合樹脂的硬化裝置以及口腔內(nèi)照明裝置、其它醫(yī)療用照明裝置等的改良。
背景技術(shù)：
在牙科診療過程中，人們使用光聚合器、照射器或者牙科用燈(無影燈)等，該光聚合器用來使牙齒上所修補的光聚合樹脂快速硬化，該照射器附設(shè)于各種機頭上或單獨對口腔內(nèi)治療對象牙齒進(jìn)行照射，該牙科用燈架設(shè)于診療臺的側(cè)部對口腔內(nèi)進(jìn)行照射。就這種照明而言，需要在口腔內(nèi)狹窄的范圍對光進(jìn)行集中，在這一點上與要求明亮照射廣大范圍的其他領(lǐng)域的照明有所不同。
作為上述那種光照射器的光源，雖然鹵素?zé)艉碗瘹鉄粢驯粡V泛使用，但是最近也在嘗試LED(發(fā)光二極管)和半導(dǎo)體激光器等發(fā)光器件的使用，該發(fā)光器件具有與上述照明器相比壽命長且消耗電力少等的特性。這種LED和半導(dǎo)體激光器等的發(fā)光器件按照下述兩種形式進(jìn)行提供，一是將從晶片所截取的裸狀態(tài)芯片封裝到盒內(nèi)后的組裝用器件的形式，二是裸芯片的形式。
可是，在上述牙科用照射器尤其是光聚合器的場合下，其特性上要求在狹窄的范圍內(nèi)對光進(jìn)行集中，與此同時為了縮短照射時間等而需要大功率輸出。另外，為了在口腔內(nèi)狹窄的空間上進(jìn)行使用，最好是小型、重量輕、袖珍型的裝置。
如此，上述LED和半導(dǎo)體激光器等的發(fā)光器件其設(shè)計為在廣大范圍內(nèi)發(fā)光，為此，如上所述，在要求明亮照射廣大范圍的其他領(lǐng)域照明中已被廣泛采用，但是在照射范圍內(nèi)每單位面積的照度小。由于每1個的輸出小，因而為了得到所希望的光量，人們考慮增加發(fā)光器件的個數(shù)，但是與小型化的要求相違背。本申請人在特許文獻(xiàn)1及特許文獻(xiàn)2中已提出能夠解決大功率輸出和小型化相互矛盾問題所在的醫(yī)療用光照射器。
專利文獻(xiàn)1特開2002-306512號公報專利文獻(xiàn)2特開2002-360605號公報在上述專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2中所闡述的醫(yī)療用光照射器采用多個發(fā)光器件，為了對從這些各發(fā)光器件所出射的光盡可能有效地進(jìn)行使用，通過采用聚光裝置或?qū)?dǎo)光裝置的形狀等進(jìn)行改良，而可以實現(xiàn)其每單位面積光量大的照射，其實用價值已得到較高的評價。另外，上述發(fā)光器件雖然就單體來說沒有發(fā)熱，但是若由多個來構(gòu)成則其發(fā)熱變得不能忽視。特別是，對于接觸齒齦和面部頻率高的牙科用光照射器而言，由于這種發(fā)熱是不能令人滿意的，因而在上述特許文獻(xiàn)1及2中進(jìn)一步設(shè)計出對發(fā)光器件進(jìn)行冷卻所用的裝置。
但是，上述特許文獻(xiàn)1及特許文獻(xiàn)2中所公開的醫(yī)療用光照射器，即使例如是使牙齒上所修補的光聚合樹脂硬化的光聚合器，仍沒有形成從修補樹脂表面直至深處均勻照射出光的那種光束圖案這樣的考慮，因而按照有效且均勻?qū)嵭袠渲不倪@種觀點，仍然是不充分的，其根本的改良才是所期望的。再者，上述特許文獻(xiàn)1及特許文獻(xiàn)2中所公開的醫(yī)療用光照射器，由于實行了大功率輸出且小型化，并且也已采取對發(fā)熱進(jìn)行抑制的措施，因而其實用價值得到較高的評價，但是還有也指出下面的那類問題所在。也就是說，因為上述冷卻裝置主要是從發(fā)光器件基板一側(cè)實行的，并不是對發(fā)光器件前面(發(fā)光側(cè)面)和上述聚光裝置或?qū)Ч庋b置主動進(jìn)行冷卻，所以不可否認(rèn)在其冷卻效果上仍然有不足之處。尤其是，配置于發(fā)光器件前面的聚光裝置或?qū)Ч庋b置經(jīng)常接觸齒齦等，若該部分的發(fā)熱抑制不充分，則也將成為給牙科診療造成障礙的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述那種實際情況而做出的，用來提供一種新的醫(yī)療用光照射裝置，該裝置可以實現(xiàn)大功率輸出化、小型化并使照射光有效利用于所希望的目的，能夠進(jìn)一步有效抑制發(fā)熱。
本發(fā)明的第1目的在于，通過設(shè)定環(huán)狀反射部件和透鏡部件的形狀，以使來自透鏡部件的幾乎所有出射光都指向指定的照射區(qū)域，而能夠在治療對象區(qū)域上有效利用出射光，有效且準(zhǔn)確度高地實行目的的治療。而且，因為從構(gòu)成發(fā)光體的發(fā)光器件向側(cè)方所放射的光通過環(huán)狀反射部件被反射到前方，所以其指向為該反射光也照射到被照射部，發(fā)光器件所具有的發(fā)光能力被有效利用。因而，盡管不將發(fā)光器件排列得多，也能得到大功率輸出，謀求小型化。另外，借助于透鏡部件使發(fā)光體得到保護，防止其污染和損壞。
特別是，由于將上述指定區(qū)域作為以出射光光軸為中心的大致圓筒形區(qū)域，在該照射區(qū)域的與光軸正交的各照射范圍面積區(qū)域內(nèi)的照度分布大致均勻，并且在任一照射范圍照度都大致相同，因而在使牙齒上所修補的光聚合樹脂硬化的場合下，通過在該指定區(qū)域內(nèi)對牙齒表面進(jìn)行定位，而可以實行均勻且快速的硬化。這樣，為了在指定區(qū)域內(nèi)使各照射范圍的照度分布大致均勻化或在任一照射范圍使照度大致相同，而可以憑借環(huán)狀反射部件形狀及透鏡部件形狀的適當(dāng)組合加以實行。
本發(fā)明的第2目的在于，除上述之外，對由發(fā)光體、反射部件及透鏡部件所圍出的空間區(qū)域進(jìn)行供氣，主動對其進(jìn)行冷卻，有效完成出光部的發(fā)熱抑制。因而，對因口腔內(nèi)的發(fā)熱而引起障礙的上述牙科用光照射裝置的適應(yīng)性增大，也使對發(fā)光器件熱度的耐久性得到提高。另外，由于冷卻氣體向上述空間區(qū)域的導(dǎo)入，因而透鏡部件內(nèi)面模糊現(xiàn)象的發(fā)生被抑制，也沒有造成使用過程中照度低下的擔(dān)心。再者，如同牙科用燈其它醫(yī)療用無影燈那樣，即使在大功率輸出優(yōu)先的場合下，因通過該冷卻裝置被有效冷卻，也可以排列多個發(fā)光器件。
理想的是，上述環(huán)狀反射部件的形狀在其中心線周圍形成為徑向?qū)ΨQ，其反射面的內(nèi)徑形成為前面擴大狀，更為具體地說上述反射面沿著環(huán)狀反射部件中心線的剖面形狀是直線狀、凹曲線狀或者凸曲線狀。而且，在上述反射面的剖面形狀是凹曲線狀的場合下，該凹曲線最好采用由楕圓弧構(gòu)成或者由采用多條直線的彎曲線構(gòu)成的形狀。在具備這種反射面的環(huán)狀反射部件上，特別是向發(fā)光體側(cè)方所放射的光也反射到透鏡部件一側(cè)，因此發(fā)光體所發(fā)出的光在不浪費的狀況下被有效利用，得到大功率輸出。另外，還易于使反射光聚光到狹窄的范圍，能夠增大照射范圍的照射密度。
另外，理想的是在上述反射面的剖面形狀是凸曲線狀的場合下，該凸曲線由拋物線的一部分構(gòu)成，在上述環(huán)狀反射部件和透鏡部件接合位置上的該拋物線切線與位于從發(fā)光體直接指向透鏡部件的照射光內(nèi)最外部的照射光光路線吻合。按照這種結(jié)構(gòu)，從發(fā)光體發(fā)出的光幾乎全部都入射到透鏡部件中。
另一方面，理想的是透鏡部件的形狀在其中心線周圍由徑向?qū)ΨQ的玻璃透鏡組成，其入光側(cè)面形成為凸曲面并且出光側(cè)面形成為平面或者與其接近的凸曲面，再者上述透鏡部件的入光側(cè)面成為由中央曲面部和與此毗連的外圍傾斜面構(gòu)成的雙曲面，上述中央曲面部是曲率半徑小的球狀面，另一方面理想的是上述傾斜面沿著透鏡部件中心線的剖面形狀是大致直狀的面。這樣，如果由玻璃透鏡構(gòu)成透鏡部件，則在插入口腔內(nèi)加以使用的牙科用光照射裝置中是極其衛(wèi)生的。另外，如果中央曲面部設(shè)為曲率半徑小的球狀面，則從發(fā)光體直接入光到該中央曲面部中并出光的光束，在被照射部的應(yīng)照射區(qū)域成為以均勻光量所聚光的光束。再者，在外圍的傾斜面上來自發(fā)光體的直接光及來自反射部件的反射光被均勻折射并出光，它們也在上述應(yīng)照射的區(qū)域以均勻的光量被聚光。
另外，理想的是在透鏡部件上，給其入光側(cè)面及/或出光側(cè)面施加反射防止膜的涂層(AR層)，或者施加防水及防油性的涂層。通過施加這種涂層，向透鏡部件所入射的光或所出射的光不用由其入光側(cè)面和出光側(cè)面進(jìn)行反射，而在不浪費的狀況下指向指定區(qū)域。并且，可以防止因修補用光聚合樹脂和唾液或油分等附著而引起的污染，因此能夠保持光聚合所需要的均勻光量。
如上所述，通過適當(dāng)設(shè)定環(huán)狀反射部件和透鏡部件的形狀，使來自透鏡部件的幾乎所有出射光都指向指定照射區(qū)域。特別是，最好采用對環(huán)狀反射部件和透鏡部件進(jìn)行組合后的裝置，該環(huán)狀反射部件其反射面剖面形狀為楕圓弧的凹曲線狀，該透鏡部件其中央曲面部為曲率半徑小的球狀面且外圍傾斜面的剖面形狀為大致直狀。
在將該組合后的裝置例如供給牙齒修補用光聚合樹脂的硬化的場合下，如果將上述指定照射區(qū)域設(shè)為從上述出光部出光端面開始的距離是1～12mm且其照射范圍直徑是5～12mm的空間區(qū)域，則該空間區(qū)域相當(dāng)于光聚合樹脂的修補區(qū)域。因而，在該修補區(qū)域上每單位面積的照度(照射密度)增大且被均勻照射，因此修補用光聚合樹脂從其表面直至深處被快速且均勻地促使硬化。
順便而言，在從出光端面開始的距離不到1mm的場合下，修補用光聚合樹脂和唾液易于沾到出光端面上，而成為污染的原因。另外，在從出光端面開始的距離超過12mm或者照射范圍直徑超過12mm的場合下，其趨勢為變得不能得到光聚合所需要的每單位面積的照度，并且照射范圍的照度均勻性也降低，因此修補用光聚合樹脂的硬化變慢，或者不被均勻硬化。再者，在照射范圍直徑不到5mm的場合下，若在比照射范圍更廣大的范圍存在修補用光聚合樹脂，則不得不起動光照射裝置，因此不能期望修補用光聚合樹脂的均勻硬化。
上述反射部件及透鏡部件相對于上述出光部采用螺紋式蓋帽部件成為裝卸自如狀態(tài)，采用該螺紋式蓋帽部件的反射部件及透鏡部件對上述出光部的安裝，最好通過O形環(huán)來實行，使之密封成一體。這樣，若反射部件及透鏡部件成為裝卸自如狀態(tài)，則可以對這些組件進(jìn)行拆卸，分別實行采用高壓蒸汽滅菌器等的滅菌消毒，另外還能夠按照使用目的任意交換成聚光特性等不同的其它組件，實現(xiàn)多種多樣的治療。再者，因為這些組件的安裝通過O形環(huán)來實行使之密封成一體，所以在采用冷卻空氣等對由發(fā)光體、反射部件及透鏡所圍出的空間區(qū)域進(jìn)行冷卻的場合下，不出現(xiàn)冷卻空氣泄漏的狀況而更加有效地進(jìn)行冷卻。
理想的是，上述光照射裝置主體構(gòu)成由手指進(jìn)行手持操作的機頭，上述出光部形成于該光照射裝置主體的頂端部。因而，本裝置適合使用于插入口腔內(nèi)的牙科用機頭。做手術(shù)的人手持上述光照射裝置主體，將其頂端部插入口腔內(nèi)，使出光部接近治療對象部位，通過使發(fā)光體發(fā)光來實行牙齒上所修補的光聚合樹脂的硬化和治療牙齒的照射。因而，對于以往光聚合裝置困難的臼齒進(jìn)行修補的光聚合樹脂的硬化處理，也變得易于實行。
而且，上述光照射裝置主體若相對于上述機頭的基部裝卸自如，則也可以從機頭的基部卸下光照射裝置主體，采用高壓蒸汽滅菌器等令其消毒滅菌，或根據(jù)被治療部位的狀態(tài)更換成其它光照射裝置主體。另外，如果將上述基部作為空氣渦輪機頭的結(jié)合部，并在該結(jié)合部設(shè)置渦輪驅(qū)動用壓縮空氣供給·排氣連接器及電源連接端子，則可以通過更換并連接空氣渦輪機頭的主體部及光照射裝置主體，而兼作雙方使用。也就是說，如果在光照射裝置主體的基端部設(shè)置與上述冷卻所用的供氣管道及排氣管道相通的連接口及電源連接端子，在與上述結(jié)合部之間進(jìn)行連接時能夠?qū)⑺鼈兣c上述渦輪驅(qū)動用壓縮空氣供給·排氣連接器及電源連接端子接合，則渦輪驅(qū)動用壓縮空氣作為上述冷卻用空氣并且電源作為發(fā)光體的電源加以提供。另外，如果上述供氣管道及排氣管道存在于該機頭內(nèi)，則通過供氣管道及排氣管道內(nèi)上述冷卻氣體的回流，機頭本身也被冷卻，也沒有給做手術(shù)的人的操作造成障礙。
如果在上述光照射裝置主體中內(nèi)置電源部及控制部，構(gòu)成為無塞繩型，則不用選擇場所就可以使用，也容易使用于家庭內(nèi)的家庭漂白。再者，在具備冷卻裝置的場合下，可以使上述供氣管道的基部與光照射裝置主體內(nèi)所配備的通風(fēng)裝置(風(fēng)扇等)連接，并在上述光照射裝置主體中內(nèi)置電源部及控制部，通過該電源部及控制部來實行上述發(fā)光器件及通風(fēng)裝置的驅(qū)動控制。
作為構(gòu)成上述發(fā)光體的發(fā)光器件，最好是裸芯片或是在基板上配置多個裸芯片的集成晶片。而且，這些裸芯片最好其將光出射的一側(cè)用透明樹脂成形。此處的裸芯片是LED芯片或者半導(dǎo)體激光芯片。從晶片所截取的裸芯片其本身較小。因而，如果對多個裸芯片進(jìn)行集成，則可以容易地形成小型且大功率輸出的發(fā)光體。
上述發(fā)光體采用由下述兩種發(fā)光器件構(gòu)成的部件，一是發(fā)出適于使光聚合樹脂硬化的波長(峰值發(fā)光波長為430～480nm)的光的發(fā)光器件(例如，藍(lán)色LED)，二是發(fā)出白色光的發(fā)光器件。前者使用于上述那種修補用光聚合樹脂的硬化，后者使用于被治療部位的照明等?？梢詫τ诠庹丈溲b置主體使分別具備這些2種發(fā)光體的出光部成為裝卸自如狀態(tài)，并且更換這些出光部加以使用是可能的。另外，也可以將這些2種發(fā)光體設(shè)置于1個光照射裝置主體中，通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換操作來選擇照射光。這類2種發(fā)光體的選擇使用大大有助于牙科治療等的效率化。
理想的是，在上述反射部件上形成供氣用連通孔和排氣用連通孔，該供氣用連通孔用來使上述供氣管道及上述空間區(qū)域間相連通，該排氣用連通孔用來使上述空間區(qū)域及上述排氣管道間相連通，來自該供氣管道的冷卻用氣體通過供氣用連通孔被導(dǎo)入上述空間區(qū)域，與此同時通過上述排氣用連通孔從排氣管道被排出。按照這種結(jié)構(gòu)，因為來自供氣管道的冷卻用氣體總是沿著供氣用連通孔→空間區(qū)域內(nèi)停留→排氣用連通孔→排氣管道的一系列回流管道進(jìn)行流動，在停留于上述空間區(qū)域內(nèi)的期間以環(huán)狀反射部件作為管道，直接噴射到發(fā)光體(發(fā)光器件)的前面、反射部件的反射面及部件的內(nèi)面，所以這些各部位的冷卻被極其有效率地實行。
理想的是，在上述發(fā)光體支撐體的背面安裝散熱片，使該支撐體的背面及散熱片位于上述排氣管道內(nèi)，并且發(fā)光器件的基板構(gòu)成該支撐體。而且，作為散熱片使用鋁片等比熱小的金屬片。另外，基板由陶瓷基板、氧化鋁基板或者被絕緣涂敷后的金屬基板等構(gòu)成。這樣，如果在發(fā)光體也就是發(fā)光器件的基板上安裝散熱片，則發(fā)光體從其背后也被冷卻。并且，因為基板及散熱片位于排氣管道內(nèi)，在冷卻氣體的氣流下被降低溫度，所以基板通過冷卻氣體被冷卻，與此同時散熱片中所累積的熱量也被依次排出，適合于經(jīng)常進(jìn)行基板的排熱。


圖1是表示將本發(fā)明的醫(yī)療用光照射裝置使用于機頭型牙科用光聚合裝置中示例的一部分截斷外觀圖。
圖2是圖1中X部的擴大圖。
圖3是表示來自發(fā)光器件的放射光概略工作狀況的說明圖。
圖4(a)(b)(c)是表示將形狀不同的3種環(huán)狀反射部件和透鏡部件組合后的出光部示例，是分別表示下述(a)(b)(c)的主要部分的剖面圖，(a)是環(huán)狀反射部件反射面的剖面形狀為凹曲線狀且該凹曲線由楕圓弧構(gòu)成的出光部，(b)是該剖面形狀為凸曲線狀且該凸曲線由拋物線的一部分構(gòu)成的出光部，(c)是該剖面形狀為凹曲線狀且該凹曲線由采用2條直線的彎曲線構(gòu)成的出光部。
圖5(a)(b)(c)是對圖4(a)所示示例中的光照射圖案進(jìn)行分解予以說明的附圖，(a)是直接入光到透鏡部件中的情形，(b)是采用環(huán)狀反射部件的反射光入光到透鏡部件中的情形，(c)是這些兩種圖案重疊的狀態(tài)(實際的照射圖案)。
圖6是對采用圖4(a)的示例時從出光端面開始5mm位置上的相對照度(％)測定數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線化后的附圖。
圖7(a)(b)是對采用圖4(a)(b)的示例時因從出光端面開始的位置變化而引起的相對照度(％)測定數(shù)據(jù)變化進(jìn)行曲線化后的附圖。
圖8(a)(b)表示發(fā)光體的其它實施方式，(a)是其平面圖，(b)是(a)中的Y-Y線剖面圖。
圖9是表示發(fā)光體變形例的與圖8(b)相同的附圖。
圖10是表示無塞繩型牙科用光聚合裝置示例的一部分截斷外觀圖。
圖11是表示圖1的牙科用光聚合裝置變形例的一部分截斷外觀圖。
圖12是反射鏡型牙科用光聚合裝置的外觀圖。
圖13(a)(b)表示使牙科用空氣渦輪或微電機機頭具有照明功能的牙科用光照射裝置，(a)是整體外觀圖，(b)是其主要部分的擴大圖。
圖14是表示在附設(shè)于牙科診療裝置中的牙科用燈上使用本發(fā)明的醫(yī)療用光照射裝置示例的外觀圖。
圖15(a)是圖14的Z方向的箭頭視角圖，(b)是表示其變形例的附圖。
具體實施例方式
下面，有關(guān)本發(fā)明的實施方式，根據(jù)附圖予以說明。
圖1及圖2表示的是將本發(fā)明的醫(yī)療用光照射裝置使用于機頭(hand piece)型牙科用光聚合裝置A中的示例。1是機頭主體(光照射裝置主體)，相對于基部10成為裝卸自如狀態(tài)。在該基部10上連接有軟管(hose)10a，該軟管內(nèi)裝壓縮空氣的供給管道110、電源線120及排氣管道130。其中，該排氣管道130由軟管10a內(nèi)的除去供給管道110及電源線120的空間部分構(gòu)成。壓縮空氣的供給管道110與設(shè)置于牙科診療室內(nèi)未圖示的作為通風(fēng)裝置的壓縮機連接，并且電源線120與相同情況的電源部等連接。
上述機頭基部10構(gòu)成與上述機頭主體1之間的結(jié)合部，在將該基部10與機頭主體1的基端部連接時，上述壓縮空氣的供給管道110、電源線120及排氣管道130分別與機頭主體1內(nèi)下述的供氣管道11、發(fā)光體用電源線(cord)12及排氣管道13結(jié)合。
此處的機頭基部10也可以作為本光聚合裝置A的專用結(jié)合部，但是例如也可以作為空氣渦輪機頭用而予以兼并使用。也就是說，如果將內(nèi)置空氣渦輪及活性介質(zhì)的管道等未圖示的空氣渦輪機頭主體作為相對于該機頭基部10能裝卸的結(jié)構(gòu)，則可以對它們進(jìn)行適當(dāng)更換予以使用，能夠謀求治療的效率化和節(jié)省空間化。
機頭主體1形成為筒狀，以易于做手術(shù)的人等用手指進(jìn)行手持操作，在其筒內(nèi)裝有上述供氣管道11、發(fā)光體用電源線12及排氣管道13。排氣管道13是由機頭主體1內(nèi)的除去上述供氣管道11及發(fā)光體用電源線12等的空間部分而形成的，從頂端部直到基端部相連通。借助于該供氣管道11及排氣管道13而構(gòu)成冷卻裝置113。另外，在發(fā)光體用電源線12的中間設(shè)置有控制部12a，通過該控制部12a，利用未圖示的手動開關(guān)或者腳踏開關(guān)的操作，進(jìn)行下述發(fā)光體(發(fā)光器件)的開關(guān)控制。
在機頭主體1的頂端部上，在與其長度方向正交的方向形成向著開口部的圓筒狀出光部14，在該出光部14內(nèi)配備有發(fā)光組件L。該發(fā)光組件L由成形后的發(fā)光體2、配設(shè)于該發(fā)光體2周圍的環(huán)狀反射部件3以及透鏡部件4構(gòu)成，該透鏡部件4遮蓋該環(huán)狀反射部件3的前方開口部。發(fā)光體2由多個發(fā)光器件21…和透明樹脂的模件(mould)22構(gòu)成，該發(fā)光器件是裝載于基板(支撐體)20上的藍(lán)色LED芯片(裸芯片)等，該透明樹脂的模件將這些發(fā)光器件21…罩蓋成圓頂狀而一體化。上述發(fā)光體用電源線12與形成設(shè)置于該基板20上的電路(未圖示)電結(jié)線。這樣，如果將發(fā)光體2作為裸芯片或者作為在基板上配置有多個裸芯片的集成晶片，并且這些芯片其將光出射的一側(cè)已采用透明的樹脂成形，則因為芯片本身較小，所以能夠?qū)Χ鄠€芯片進(jìn)行集成，容易地形成小型、大功率輸出的發(fā)光體。
環(huán)狀反射部件3由成形為其內(nèi)面反射面31前部擴大的喇叭狀的金屬或樹脂材料構(gòu)成，反射面31為了提高反射性，進(jìn)行了鏡面加工或者采用銀等的蒸鍍加工。如果將該環(huán)狀反射部件3制成金屬制品(例如，鋁、鋼)，則也具有散熱功能，并獲得對發(fā)光體2產(chǎn)生的發(fā)熱進(jìn)行抑制的效果。
該環(huán)狀反射部件3，以環(huán)繞安裝于上述出光部14內(nèi)的發(fā)光體2上的圓頂狀的樹脂模件22的方式，來進(jìn)行安裝。在該環(huán)狀反射部件3上按照這種安裝狀態(tài)貫穿設(shè)置有供氣用連通孔32，該供氣用連通孔與內(nèi)裝于機頭主體1中的供氣管道11前端部吻合，并使反射部件3的內(nèi)部與供氣管道11相連通。
另外，形成有排氣用連通孔(溝槽)33，用于在其對向位置上使反射部件3內(nèi)部和上述排氣管道13相連通。還有，在反射部件3的安裝時，最好在反射部件3設(shè)置可按徑向出沒的小球35(在出光部14的空處內(nèi)面上需要對其接受的凹部)和適當(dāng)?shù)挠浱柕榷ㄎ谎b置，以確實實行供氣用連通孔32和供氣管道11前端部之間的吻合。
透鏡部件4雖然由玻璃或硬質(zhì)透明樹脂(聚丙樹脂等)構(gòu)成，但是如同本實施方式那樣，在口腔內(nèi)使用的牙科用光聚合裝置A的場合下，從衛(wèi)生上的觀點出發(fā)最好是玻璃透鏡。該透鏡部件4的安裝成遮蓋環(huán)狀反射部件3的前方開口部。該環(huán)狀反射部件3及透鏡部件4向出光部14的安裝一體化，是通過環(huán)狀螺紋式蓋帽部件5來完成的。下面，有關(guān)其安裝要點予以闡述。
首先，對環(huán)狀反射部件3進(jìn)行定位，如上所述，以使供氣用連通孔32和供氣管道11的前端部吻合，從出光部14的開口部一側(cè)插入該圓筒狀空處內(nèi)。在環(huán)狀反射部件3的外體上環(huán)繞裝配有第1的O形環(huán)34，憑借該O形環(huán)34在環(huán)狀反射部件3外面及出光部14空處內(nèi)面間的彈性安裝，來阻止環(huán)狀反射部件3的脫落，并且其推進(jìn)方向的抖動被防止。
接著，在上述環(huán)狀反射部件3的前方開口部上嵌上透鏡部件4，通過其外體上所刻制的外螺紋部51及出光部14的空處內(nèi)面所刻制的內(nèi)螺紋部14a，使環(huán)狀螺紋式蓋帽部件5與出光部14通過其開口部進(jìn)行螺合安裝一體化。在蓋帽部件5的頂端開口部上形成有內(nèi)向凸緣部52，由于該內(nèi)向凸緣部52被透鏡部件4的外面邊緣部分掛住，因而在使蓋帽部件5與出光部14螺合安裝成一體時，環(huán)狀反射部件3及透鏡部件4被接合，在不相互抖動的狀況下被一體固定化。
53是第2個O形環(huán)，如上所述，在蓋帽部件5被螺合安裝成一體的狀態(tài)下，在蓋帽部件5外面及出光部14的空處內(nèi)面間該第2O形環(huán)53被彈力安裝，以此發(fā)揮蓋帽部件5的防松和出光部14內(nèi)的密封功能。還有，54是蓋帽部件5裝卸時起工具作用所需的切口。
在上述發(fā)光體2的基板20背面上，由鋁等比熱小的金屬板構(gòu)成的散熱片6采用螺絲(未圖示)等而緊固成一體。該散熱片6沿機頭主體1的基端部方向延伸，該散熱片6和基板20的背面位于排氣管道13內(nèi)。
這樣一來，如上所述，在采用組裝有發(fā)光組件L的牙科用光聚合裝置A使牙齒上所修補的光聚合樹脂硬化的場合下，將出光部14的頂端部靠近牙齒的目標(biāo)部位(2～5mm左右)，打開發(fā)光體2的開關(guān)。從發(fā)光器件21所出射的光透過樹脂模件22，并進(jìn)一步透過透鏡部件4照射到牙齒的目標(biāo)部位。
另外，從發(fā)光體2向側(cè)方所放射的光由環(huán)狀反射部件3的反射面31進(jìn)行反射，該反射光也透過透鏡部件4照射到牙齒的目標(biāo)部位。因而，從發(fā)光器件21所放射的光在不浪費的狀況下供給修補用光聚合樹脂的硬化，因此盡管不使數(shù)量多的發(fā)光器件21成形，也可以獲得大功率輸出的照射能力。
這種場合下，最好對發(fā)光器件21進(jìn)行脈沖驅(qū)動。這樣，通過進(jìn)行脈沖驅(qū)動，可以按照脈沖的大小和周期容易地控制光聚合樹脂的硬化速度。例如，能夠?qū)饩酆蠘渲查g照射大功率輸出光，獲得較深的聚合深度。另外，若給光聚合樹脂瞬間照射大光量則將進(jìn)行收縮的場合下，可以通過脈沖驅(qū)動逐漸使光量增加，防止因急劇的光量變化而引起的收縮。在使用發(fā)光器件的場合下，這種脈沖驅(qū)動是較為實用的。
在上述照射的同時，來自供氣管道11作為冷卻氣體的壓縮空氣通過上述供氣用連通孔32，如箭頭所示被導(dǎo)入由發(fā)光體2、環(huán)狀反射部件3及透鏡部件4形成的空間區(qū)域7內(nèi)。被導(dǎo)入的壓縮空氣在空間區(qū)域7內(nèi)停留之后，從排氣用連通孔33經(jīng)過排氣管道13、130被排出到裝置外。這樣，憑借壓縮空氣的供氣管道11→供氣用連通孔32→空間區(qū)域7→排氣用連通孔33→排氣管道13的一系列回流，發(fā)光體2的樹脂模件22、環(huán)狀反射部件3、透鏡部件4、基板20及散熱片6總是被冷卻，抑制出光部14及機頭主體1的發(fā)熱。
因為散熱片6與基板20成為一體，所以對基板20的熱量進(jìn)行吸收，但是由于在上述壓縮空氣的回流下被連續(xù)降低溫度，因而所吸收的熱量通過該冷卻空氣被依次散熱，并總是維持其冷卻功能。另外，透鏡部件4由于其內(nèi)面在壓縮空氣的回流下被降低溫度，因而在連續(xù)冷卻的同時，模糊現(xiàn)象的發(fā)生被抑制，也不造成使用過程中來自發(fā)光體2的照度降低。
在圖例中，雖然采用螺紋式蓋帽部件5使透鏡部件4及環(huán)狀反射部件3相對于出光部14成為裝卸自如狀態(tài)，但是也可以對它們進(jìn)行一體化而作為頭部相對于機頭主體1成為裝卸自如狀態(tài)。另外，雖然使冷卻空氣導(dǎo)入到空間區(qū)域7，但是也可以只將基板20的背面和散熱片6置于冷卻空氣中。這種場合下，最好在上述空間區(qū)域7中填充透明樹脂來謀求這些部件的固定化。
由于透鏡部件4其配設(shè)為遮蓋環(huán)狀反射部件3的開口部，因而如上所述發(fā)光體2由此被保護，防止其污染和損壞。而且，向透鏡部件4入射包含來自發(fā)光體(發(fā)光器件21)的直接光及來自環(huán)狀反射部件3的反射光，這些光在透過該透鏡部件4并折射而出光時，對著指定照射區(qū)域(修補用光聚合樹脂硬化的場合下，是從修補樹脂的表面直至深處的區(qū)域)被定向，在該照射區(qū)域的照射范圍上，可以成為下述光束，該光束作為整體包含許多平行光并且均勻，每單位面積的照度(照射密度)大。
圖3是表示那種放射光概略工作狀況的說明圖。圖中環(huán)狀反射部件3的反射面31表示出，前面擴大狀且其剖面形狀為直線狀的示例。另外，透鏡部件4的發(fā)光體2側(cè)的內(nèi)面成為由曲率半徑大的球面構(gòu)成的凸曲面，其出光側(cè)的面成為平面。在圖中，實線表示從發(fā)光器件21直接入光到透鏡部件4中并透過該透鏡部件4的光的光路，2點虛線表示由環(huán)狀反射部件3的反射面31進(jìn)行反射后入光到透鏡部件4中并透過的光的光路。
在采用具備圖3那種照射圖案的光聚合裝置使牙齒上所修補的光聚合樹脂硬化的場合下，對出光部14的出光端面進(jìn)行定位，以使從被硬化部位(牙齒表面)開始的距離約為5mm，打開發(fā)光體2的開關(guān)。如同附圖那樣，幾乎所有的出射光都指向從出光端開始的距離為T1及T位置間長度D1的直徑大致為D的略圓筒形區(qū)域上，在該區(qū)域內(nèi)的各照射范圍上可以獲得大致均勻且大致相等的照度。還有，最好其設(shè)定為牙齒表面上照射面積(照射范圍)的直徑大致是8mm。這樣，若采用下述光束按照在各照射范圍D上均勻且每單位面積照度大的照射圖案，照射到牙齒上所修補的光聚合樹脂，該光束為包含許多平行光且以光軸為中心的略圓筒形的光束，則不只是修補用光聚合樹脂的表面直至其深處都侵入照射光，修補用光聚合樹脂在整體范圍上快速且均勻地被硬化，與此同時即使從被硬化部位T開始的距離產(chǎn)生一些變化，牙齒表面的光量也不起變化，因此均勻的硬化被保證。
雖然在圖3中表示出下述示例，即環(huán)狀反射部件3的反射面31在環(huán)狀反射部件3的中心線F周圍形成為徑向?qū)ΨQ，并且使其剖面形狀成為直線狀，但是通過使反射面31成為凸曲面或凹曲面并使其剖面形狀制成圓弧狀、楕圓狀、拋物線狀及雙曲線狀等，反射光線在透過透鏡部件4后被盡可能地指向指定照射區(qū)域(同上)。另外，如果反射光線在透過透鏡部件4后被盡可能地指向指定照射區(qū)域，顯然反射面31在環(huán)狀反射部件3的中心線F周圍不一定是徑向?qū)ΨQ。作為這種非徑向?qū)ΨQ的環(huán)狀反射部件示例，可以考慮組合多個小平面反射鏡的部件，以及與上述中心線F正交的剖面形狀為楕圓形及多角形的部件等。
另一方面，理想的是透鏡部件4的發(fā)光體2側(cè)的內(nèi)面為凸面，剖面形狀其整體為圓弧狀(也包括曲率不同的圓弧組合)或者中央部為圓弧狀，并且其外圍部為直線傾斜的形狀，另外其外面(出射面)采用平面或接近平面的凸面形狀。而且，根據(jù)上述環(huán)狀反射部件3形狀及該透鏡部件4形狀的適當(dāng)組合(也包括圓弧部分的曲率半徑差異等)，其設(shè)計可以為，使上述指定區(qū)域(按照目的用途而不同)如圖3所示成為以光軸為中心的大致圓筒形，在該照射區(qū)域與光軸正交的各照射范圍表面區(qū)域內(nèi)的照度分布是大致均勻的，并且在任一照射范圍照度都是大致相同的。
圖4(a)(b)(c)表示的是將形狀不同的3種環(huán)狀反射部件3和透鏡部件4組合后的示例，該透鏡部件4其發(fā)光體2側(cè)內(nèi)面41的中央部41a為曲率半徑小的圓弧狀(球狀)且其外圍部41b為直線傾斜的雙曲面(非球面形狀)。還有，出光側(cè)的外面42成為平面或與其接近的凸面。圖4(a)的示例為環(huán)狀反射部件3反射面31的剖面形狀為凹曲線狀，并且該凹曲線由楕圓弧構(gòu)成。另外，圖4(b)的示例為環(huán)狀反射部件3反射面31的剖面形狀為凸曲線狀，并且該凸曲線由拋物線的一部分構(gòu)成。再者，圖4(c)的示例為環(huán)狀反射部件3的反射面31的剖面形狀為凹曲線狀，并且該凹曲線由采用2條直線的彎曲線構(gòu)成。
雖然這些形狀按照上述指定照射區(qū)域的狀態(tài)(照射范圍的大小和深度等)予以適當(dāng)選定，但是在圖4(a)(c)的示例中，從發(fā)光體2向側(cè)方尤其是接近正切向所放射的光也通過該反射面31進(jìn)行反射，指向透鏡部件4，因此由發(fā)光體2所發(fā)出的光的大部分被有效利用，實現(xiàn)有效且大功率輸出的照射。
另外，在圖4(b)示例的場合下，上述環(huán)狀反射部件3和透鏡部件4接合位置上的上述拋物線切線S與位于從發(fā)光體2直接指向透鏡部件4的照射光內(nèi)最外部的照射光的光路線吻合，據(jù)此從發(fā)光體2所發(fā)出的光的幾乎全部都入光到透鏡部件4中，此處也同樣實現(xiàn)有效且大功率輸出的照射。
另一方面，在這些各示例中，若對從出光端面開始的距離為10mm以上位置上的照射圖案狀態(tài)進(jìn)行比較，在圖4(b)(c)和圖3所示的示例中光量減半，而在圖4(a)的示例中已證實僅僅降低約30％左右。再者，在圖(a)示例的場合下，也已證實在照射范圍的周圍仍不出現(xiàn)暗帶，而在照射范圍整體上獲得均勻的光量，除此之外對于狹窄的照射范圍而言，適于得到下述光束并且最好加以采用，該光束包含許多平行光，易于使之聚光并且照射密度大。還有，此處的暗帶指的是，在照射范圍內(nèi)因光量不均勻或者光量低的部分而看起來暗的部分。
但是，已證實在圖4(a)之外的示例中，從出光端面開始的距離為3～5mm位置上，光量或照射密度等與圖4(a)沒有改變，并且也已證實按照該距離不產(chǎn)生暗帶。因而，根據(jù)所希望的照射圖案，環(huán)狀反射部件3及透鏡部件4的形狀被適當(dāng)組合及選擇，使適當(dāng)部件適當(dāng)處所的使用成為可能。
圖5(a)(b)(c)是對圖4(a)所示示例中的光照射圖案進(jìn)行分解予以說明的附圖，(a)是從發(fā)光體(發(fā)光器件21)2直接入光到透鏡部件4中并透過·折射進(jìn)行出光時的圖案，(b)是由環(huán)狀反射部件3的反射面31進(jìn)行反射入光到透鏡部件4中并透過·折射進(jìn)行出光時的圖案，再者(c)是這些兩種圖案重疊的狀態(tài)(實際的照射圖案)。
如圖5(a)所示，在從發(fā)光體2直接入光到透鏡部件4中的光中，入光到下述中央部41a上并出光的光束在被照射部位的應(yīng)照射區(qū)域(例如，牙齒表面T)以均勻的光量被聚光，該中央部形成于曲率半徑小的球狀上。再者，入光到外圍部41b傾斜面上的光被均勻折射進(jìn)行出光，它們也在上述牙齒表面T上以均勻的光量被聚光。
另外，從發(fā)光體2由環(huán)狀反射部件3的反射面31進(jìn)行反射入光到透鏡部件4中且透過·折射來進(jìn)行出光的光束如圖5(b)所示，在上述牙齒表面T上以均勻的光量被聚光。而且，如圖5(c)所示對于它們重疊的實際照射圖案而言，在上述牙齒表面T上成為每單位面積的照度大且均勻的照射圖案。另外，不論在比上述牙齒表面T接近透鏡部件4的位置T1上還是在稍微遠(yuǎn)離的位置上，在采用這種照射圖案的照射能量上都沒有大的變化，因而在進(jìn)行牙齒上所修補的光聚合樹脂硬化時，從其表面直至深處照射光均勻達(dá)到，其硬化被快速且均勻地實行。
圖6表示的是采用圖4(a)的示例時，從出光端面到5mm位置上的相對照度(％)的測定數(shù)據(jù)。橫軸表示照射范圍內(nèi)從光軸(將位置設(shè)為0mm)開始的距離，縱軸表示與所使用的發(fā)光器件(LED芯片)標(biāo)準(zhǔn)照度對應(yīng)的相對照度。在圖中得知，在直徑為8mm的照射范圍內(nèi)，為與其外圍部相比極高的相對照度，并且在照射范圍整體上得到均勻的照度。這樣，來自發(fā)光體的照射光在不浪費的狀況下聚光到照射范圍上，并且得到均勻的高照射能量，因此在修補用光聚合樹脂的硬化過程中實現(xiàn)極快速且高品質(zhì)的樹脂硬化。
圖7(a)(b)分別表示的是采用圖4(a)及圖4(b)所示示例時，改變從出光端面開始的距離的場合下照射范圍的相對照度(％)的測定數(shù)據(jù)并且與圖6相同的附圖。還有，圖中的d表示從出光端面開始的距離。如同由附圖所得知的那樣，在d為3mm及5mm的場合下，對于照射范圍直徑為8mm的范圍而言，雙方共同照度是高標(biāo)準(zhǔn)且均勻的。另外，在d為10mm的場合下，對于圖7(a)的示例(圖4(a)的示例…環(huán)狀反射部件3的反射面31剖面形狀為凹曲線狀)而言，照度降低約30％，而在圖7(b)的示例(圖4(b)的示例…環(huán)狀反射部件3的反射面31剖面形狀為凸曲線狀)而言，照度減半。這樣，在圖4(a)示例的場合下，因從出光端面開始的距離變化而引起的照度變化不大。
如上所述，可以使環(huán)狀反射部件3的反射面31形狀和透鏡部件4的入光側(cè)面及出光側(cè)面形狀相互關(guān)聯(lián)，可以獲得為了進(jìn)行修補用光聚合樹脂的硬化的適當(dāng)?shù)恼斩葓D案。另外，透鏡部件4的平面或接近平面的凸面之出光側(cè)面形狀，可以是在口腔內(nèi)不產(chǎn)生阻礙的形狀，最好加以采用。
再者，若采用以氟化鎂等作為主要成份的反射防止膜，對由玻璃透鏡構(gòu)成的透鏡部件4的入光側(cè)面及/或出光側(cè)面進(jìn)行涂敷，則不出現(xiàn)無用的反射，因此光的透過率得到提高，易于得到光聚合所需要的光量。除此之外，如果在透鏡部件4的入光側(cè)面及/或出光側(cè)面上施以防水·防油性的涂層處理，或者在透鏡本身的材料中使之滲入防水·防油性材料，則在口腔內(nèi)使用時，不易產(chǎn)生因修補用光聚合樹脂和唾液或油的附著而引起的污染。作為這種防水·防油性涂層處理劑，例如列舉出由主要原料為全氟烷基硅烷樹脂(perfluoro alkoxyalkane)、二氧化硅和氧化鋁等氧化混合物組成的材料。通過這些處理，除謀求上述污染的防止之外，還提高透鏡部件的折射率或光的透過率并且不易受到損害，這是極其有效的。
圖8(a)(b)表示發(fā)光體2的其它實施示例，(a)是其平面圖、(b)是(a)中的Y-Y線剖面圖。另外，圖9是表示其變形例的與圖8(b)相同的附圖。在圖8(a)(b)中，在基板20上形成5個研缽狀凹部20a…，在各凹部20a…的底部設(shè)置有發(fā)光器件(LED芯片等)21…。另外，在各凹部20a…中填充透明樹脂以嵌入發(fā)光器件21…，在各自上形成有樹脂模件22。
該發(fā)光體2如圖8(b)所示，與環(huán)狀反射部件3及透鏡部件4組合構(gòu)成上述相同的發(fā)光組件L。上述凹部20a的內(nèi)面最好實行過鏡面加工或銀蒸鍍加工，借此盡可能在不浪費的狀況下使來自發(fā)光器件21向側(cè)方的放射光反射·聚光，再加上環(huán)狀反射部件3及透鏡部件4的作用，可以使來自透鏡部件4的出射光成為每單位面積照度大且均勻的光束。在這些多個發(fā)光器件21…中，如果以一部分作為白色光LED(例如，中央的發(fā)光器件21)，并以其它的作為藍(lán)色LED，則可以將白色光LED作為牙齒的照明用，將藍(lán)色LED作為光聚合樹脂的硬化用，并能通過其轉(zhuǎn)換操作，在1臺光照射裝置中同時使用2種功能，這是便利的。另外，也可以將這些多個發(fā)光器件21…的全部作為光聚合樹脂的硬化用藍(lán)色LED，或者將全部作為白色光LED，還能夠?qū)⑶罢咦鳛楣饩酆蠘渲挠不瘜Ｓ?，將后者作為光照射專用，適當(dāng)?shù)胤謩e進(jìn)行使用。
另外，如果配置多個輸出波長不同的發(fā)光器件21，則對于將硬化的波長不同的多種樹脂混合的光聚合樹脂材料，同時存在可使各自樹脂硬化的波長的發(fā)光器件，因此可以使該光聚合樹脂完全硬化。
圖9表示出下述結(jié)構(gòu)，即在基板20的表面上配設(shè)小的杯形部件23…，在該各杯形部件23…的底部設(shè)置發(fā)光器件21…，構(gòu)成為平行狀。在各杯形部件23…中填充透明樹脂，以嵌入上述相同的發(fā)光器件21…，在各自上形成有樹脂模件22，與此同時其內(nèi)面已實行過鏡面加工或銀蒸鍍加工。其它的結(jié)構(gòu)與圖8(b)相同，其產(chǎn)生的功能也是相同的，因此在共有部分上附加同一符號，以省略其說明。另外，圖8及圖9所示的發(fā)光體2只不過表示出該示例的一部分，而其它結(jié)構(gòu)本身也并非排除在外。
還有，在這些示例中的LED芯片那種發(fā)光器件的場合下，有時包含若干所希望波長(例如，藍(lán)色LED時的上述波長)之外波長的光(例如，紅外光)，而這樣若包含紅外光則還將成為發(fā)熱的一個原因，因此也最好采用設(shè)置適當(dāng)?shù)臑V波器將其消除的裝置。另外，為了抑制來自發(fā)光體的照射光擴散，也可以設(shè)置適當(dāng)?shù)目讖?光圈)。
圖10是表示將上述機頭型牙科用光聚合裝置A進(jìn)一步作為無塞繩型牙科用光聚合裝置A1示例的一部分截斷外觀圖。在機頭主體1中內(nèi)置電源(電池)15、風(fēng)扇16及控制部17，在風(fēng)扇16的通風(fēng)口上連接供氣管道11的基端部。另外，控制部17與發(fā)光體用電源線12及風(fēng)扇16相連接，在該控制部17上連接電源部15。
在機頭主體1的外體上設(shè)置有手動開關(guān)18，如果實行該手動開關(guān)18的操作，則將電源部15作為驅(qū)動電源，通過控制部17的控制實行發(fā)光體2及風(fēng)扇16的開·關(guān)。排氣管道13其構(gòu)成為，由上述相同的機頭主體1內(nèi)空間部分而形成，回流過該排氣管道13的冷卻氣體從機頭主體1的基端部被排出到裝置外。由于其它結(jié)構(gòu)與圖1所示的牙科用光聚合裝置A相同，因而給共有部分附加同一的符號，在此處也省略其說明。
圖11所示的牙科用光聚合裝置A2由可折彎部19來構(gòu)成圖1所示機頭主體1的前側(cè)部分。該可折彎部19如同用2點虛線所示的那樣，具有能夠用手折彎并且可維持彎曲后狀態(tài)適度的柔軟性。因而，做手術(shù)的人根據(jù)被照射對象部位的位置或角度，將可折彎部19彎曲成適當(dāng)?shù)慕嵌龋源丝梢允怪沙龉獠?4將光照射到所希望方向，謀求治療準(zhǔn)確度的提高。不言而喻，這種可折彎部19也可以使用于圖9所示的無塞繩型示例。由于其它結(jié)構(gòu)與圖1所示的示例相同，因而此處也給共有部分附加同一的符號，以省略其說明。
圖12的示例表示反射鏡型牙科用光聚合裝置A3。也就是說，在機頭主體1的頂端部上安裝可朝向適當(dāng)角度的牙齒用反射鏡8，在該牙齒用反射鏡8支撐體80的基部上形成與上述相同所構(gòu)成的出光部14。在圖例中，來自該出光部14的出光方向指向牙齒用反射鏡8的反射鏡面81，出射光如箭頭所示，由反射鏡面81進(jìn)行反射照射到被照射部位。做手術(shù)的人與通常的牙齒用反射鏡一樣，在觀看由反射鏡面81而得到的被照射部位(牙齒)反射像的同時，使之由出光部14將光照射到被照射部位上，能夠?qū)嵭行扪a用光聚合樹脂的硬化。
在圖12示例中的出光部14上，裝入與上述實施示例相同的發(fā)光組件L，另外在機頭主體1中內(nèi)裝與上述實施示例相同的供氣管道11、電源線12及排氣管道13等。而且，與圖1和圖11示例的情形相同，在機頭主體1的基端部上連接作為結(jié)合部的機頭底部10使之裝卸自如，雖然在該機頭基部10上也同樣連接軟管10a，該軟管內(nèi)裝供氣管道110、電源線120及排氣管道130，但是不言而喻，也可以如同圖10那樣將本實施示例的牙科用光聚合裝置A3作為無塞繩型。
還有，在圖12的示例中雖然使來自出光部14的出光方向指向反射鏡面81，但是也可以從出光部14直接照射到被照射部位上。再者，也可以對多個發(fā)光組件進(jìn)行排列，使之環(huán)繞牙齒反射鏡8的反射鏡面81，以此構(gòu)成出光部14。另外，也能夠使牙齒用反射鏡8對于機頭主體1成為裝卸自如狀態(tài)。
圖13(a)(b)表示牙科用光照射裝置B，該裝置使牙科用空氣渦輪或微電機機頭具有照明功能，或者具有通過由該照射光所照出的熒光或反射光來觀察患部內(nèi)部狀態(tài)的功能。也就是說，在裝有牙齒切削工具91的頭部9的頸部上設(shè)置出光部14，來自該出光部14的出光方向指向切削工具91前端部旁邊。出光部14與上述各實施示例相同予以構(gòu)成，并且在機頭主體1中除與通常的空氣渦輪或微電機機頭同樣的切削工具驅(qū)動裝置和活性介質(zhì)供給管道之外，與上述相同地內(nèi)裝有由供氣管道、排氣管道及散熱片等構(gòu)成的冷卻裝置。
在本實施示例中，從出光部14照射白色光，供給被治療部位的照明。因而，做手術(shù)的人可以在從出光部14照射到牙齒上的同時，使切削工具91進(jìn)行動作，實行牙齒的切削等。還有，10是作為結(jié)合部的機頭基部，在該基部10上除上述活性介質(zhì)的供給管道和切削工具動作用電源線之外，還連接有與上述相同的內(nèi)裝發(fā)光體冷卻用管道和電源線的軟管(hose)(未圖示)，不言而喻，在將該基部10與機頭主體1的基端部連接時，它們分別與機頭主體1內(nèi)對應(yīng)的管道等接合。
圖14是在附設(shè)于牙科診療裝置上的牙科用燈(無影燈)上使用本發(fā)明的醫(yī)療用光照射裝置的示例，圖15(a)是圖14Z方向的箭頭視角圖，圖15(b)表示其變形例。在圖14中，100是牙科診療臺，底座101用來支撐座板102可上下升降，在該座板102的一端連接有背板103使之起落自如。104是嗽口用痰盂，設(shè)置于牙科診療臺100的側(cè)部。105是吊架臂，用來對作為本發(fā)明醫(yī)療用光照射裝置的牙科用燈C進(jìn)行支撐使之可上下及水平旋轉(zhuǎn)。106是腳踏開關(guān)，用來對牙科診療臺100的升降/偏斜或各種機頭的驅(qū)動等進(jìn)行開·關(guān)。
在牙科診療臺100上，通過上述牙科用燈來照射仰臥于其上的患者口腔內(nèi)。在圖15(a)中表示，給出光部14裝入6個發(fā)光組件L…的示例，圖中的上排表示發(fā)光器件由藍(lán)色LED芯片構(gòu)成，下排由白色LED芯片構(gòu)成。在該示例中，進(jìn)行轉(zhuǎn)換控制以在如同通常的無影燈那樣對口腔內(nèi)照明時，令下排的發(fā)光組件L…點亮，另一方面在使牙齒上所修補的光聚合樹脂硬化的場合下，令下排的發(fā)光組件L…點亮。
圖15(b)的示例是在每個發(fā)光組件L…中具備藍(lán)色LED芯片和白色LED芯片的牙齒用燈，如上的口腔內(nèi)照明及修補用光聚合樹脂硬化的分別使用是通過每個發(fā)光組件L…的藍(lán)色LED芯片及白色LED芯片適當(dāng)轉(zhuǎn)換開·關(guān)控制來完成的。還有，雖然圖中未示出，但是在出光部14內(nèi)最好具備與上述相同的冷卻裝置。而且，適當(dāng)選擇下述兩種等的方式，即經(jīng)過吊架臂105內(nèi)將各冷卻用管道和發(fā)光體用電源線等與設(shè)置于牙科診療臺100旁邊的壓縮空氣發(fā)生源和電源等連接，或者在牙科用燈C內(nèi)裝入壓縮空氣發(fā)生源和電源等。
還有，在上述實施方式中雖然已對使用于牙科用光照射裝置中的示例做出說明，但是也可以使用于其它醫(yī)療用途。另外，使出光部14的形狀進(jìn)一步成為扁平狀，提高口腔內(nèi)的操作性，這也按照用途適當(dāng)加以選擇。再者，在上述實施方式中雖然采用借助于冷卻空氣和散熱片的冷卻裝置，但是也可以取而代之采用珀耳帖元件來實行。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)療用光照射裝置，其特征為具備光照射裝置主體；發(fā)光體，由設(shè)置于該主體出光部內(nèi)的發(fā)光器件構(gòu)成；環(huán)狀反射部件，配設(shè)于該發(fā)光體的周圍，用來使來自該發(fā)光體的光通過內(nèi)面的反射面反射到前方；透鏡部件，其配設(shè)成遮蓋該反射部件的前方開口部，用來使來自上述發(fā)光體的直接光及來自反射部件的反射光折射透過，來自該透鏡部件的幾乎所有出射光指向指定的照射區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為具備由供氣管道及排氣管道構(gòu)成的冷卻裝置，該供氣管道用來向由反射部件及透鏡部件所圍出的空間區(qū)域供氣，該排氣管道用來從該空間區(qū)域進(jìn)行排氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述指定照射區(qū)域是以出射光的光軸為中心的大致圓筒形區(qū)域，在該照射區(qū)域，在與光軸正交的各照射范圍面積區(qū)域內(nèi)的照度分布大致均勻，并且在任一照射范圍照度都大致相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述環(huán)狀反射部件在其中心線周圍形成為徑向?qū)ΨQ，其反射面的內(nèi)徑形成為前面擴大狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述反射面沿著環(huán)狀反射部件中心線的剖面形狀是直線狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為沿著上述環(huán)狀反射部件中心線的反射面剖面形狀是凹曲線狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述凹曲線由楕圓弧構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述凹曲線由多條直線的彎曲線構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為沿著上述環(huán)狀反射部件中心線的反射面剖面形狀是凸曲線狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求9記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述凸曲線由拋物線的一部分構(gòu)成，在上述環(huán)狀反射部件和透鏡部件接合位置上的該拋物線切線，與位于從發(fā)光體直接指向透鏡部件的照射光內(nèi)最外部的照射光的光路線吻合。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述透鏡部件在其中心線周圍由徑向?qū)ΨQ的玻璃透鏡構(gòu)成，其入光側(cè)面形成為凸曲面，出光側(cè)面形成為平面或者與其接近的凸曲面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述透鏡部件的入光側(cè)面為由中央曲面部和與此相連的外圍傾斜面構(gòu)成的雙曲面，上述中央曲面部是曲率半徑小的球狀面，而上述傾斜面沿著透鏡部件中心線的剖面形狀是大致直形的面。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述反射部件及透鏡部件通過螺紋式蓋帽部件，相對于上述出光部裝卸自如，采用該螺紋式蓋帽部件的反射部件及透鏡部件向上述出光部的安裝，通過O形環(huán)來實行，使之密封成一體。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述光照射裝置主體構(gòu)成由手指進(jìn)行手持操作的機頭，上述出光部形成于該光照射裝置主體的頂端部。
15.根據(jù)權(quán)利要求14記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述光照射裝置主體相對于上述機頭的基部裝卸自如。
16.根據(jù)權(quán)利要求1記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為在上述光照射裝置主體中內(nèi)置電源部及控制部并構(gòu)成為無塞繩型。
17.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為構(gòu)成上述發(fā)光體的發(fā)光器件是裸芯片。
18.根據(jù)權(quán)利要求17記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述裸芯片的將光出射的一側(cè)用透明樹脂成形。
19.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為構(gòu)成上述發(fā)光體的發(fā)光器件由在基板上配置多個裸芯片的集成晶片構(gòu)成。
20.根據(jù)權(quán)利要求19記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述裸芯片的將光出射的一側(cè)用透明樹脂成形。
21.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述發(fā)光體由發(fā)光器件構(gòu)成，該發(fā)光器件用來發(fā)出適合于使光聚合樹脂硬化的波長的光。
22.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述發(fā)光體由發(fā)出白色光的發(fā)光器件構(gòu)成。
23.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述發(fā)光體由兩種發(fā)光器件構(gòu)成，一種是發(fā)出適合于使光聚合樹脂硬化的波長的光的發(fā)光器件，另一種是發(fā)出白色光的發(fā)光器件。
24.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述指定的照射區(qū)域是從上述出光部的出光端面開始的距離為1～12mm且其照射范圍直徑為5～12mm的空間區(qū)域。
25.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為在上述透鏡部件的入光側(cè)面及/出光側(cè)面上覆蓋反射防止膜的涂層。
26.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為在上述透鏡部件的入光側(cè)面及/出光側(cè)面上覆蓋防水及防油性的涂層。
27.根據(jù)權(quán)利要求2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為在上述反射部件上形成供氣用連通孔和排氣用連通孔，該供氣用連通孔用來使上述供氣管道及上述空間區(qū)域間相連通，該排氣用連通孔使上述空間區(qū)域及上述排氣管道間相連通，來自該供氣管道的冷卻用氣體通過供氣用連通孔被導(dǎo)入上述空間區(qū)域，并且通過上述排氣用連通孔從排氣管道被排出。
28.根據(jù)權(quán)利要求2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為在上述發(fā)光體的支撐體背面安裝散熱片，該支撐體的背面及散熱片位于上述排氣管道內(nèi)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述支撐體是上述發(fā)光器件的基板。
30.根據(jù)權(quán)利要求2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述供氣管道的基部與配備于光照射裝置主體內(nèi)的通風(fēng)裝置連接。
31.根據(jù)權(quán)利要求2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為上述供氣管道的基部與配備于光照射裝置主體外的通風(fēng)裝置連接。
32.根據(jù)權(quán)利要求2記載的醫(yī)療用光照射裝置，其特征為在上述光照射裝置主體中內(nèi)置電源部及控制部，構(gòu)成為通過該電源部及控制部來實行上述發(fā)光器件及通風(fēng)裝置的驅(qū)動控制的無塞繩型。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新的醫(yī)療用光照射裝置，可實現(xiàn)大功率輸出化、小型化且使照射光有效利用于所希望的目的，能夠進(jìn)一步有效抑制發(fā)熱。具備光照射裝置主體(1)；發(fā)光體(2)，由設(shè)置于該主體(1)的出光部(14)內(nèi)的發(fā)光器件(21)構(gòu)成；環(huán)狀反射部件(3)，配設(shè)于該發(fā)光體(2)的周圍，用來使來自該發(fā)光體(2)的光通過內(nèi)面的反射面(31)反射到前方；透鏡部件(4)，其配設(shè)為遮蓋該反射部件(3)的前方開口部，用來透過來自上述發(fā)光體(2)的直接光及來自反射部件(3)的反射光，來自該透鏡部件(4)的幾乎所有出射光都指向指定的照射區(qū)域。
文檔編號A61C13/15GK1550223SQ20041004213
公開日2004年12月1日 申請日期2004年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月6日
發(fā)明者勝田直樹, 小川治夫, 的場一成, 夫, 成 申請人:株式會社森田制作所