光混合器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光混合裝置，所述光混合裝置用于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置，尤其用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置。所述光混合裝置包括帶發(fā)光裝置的外殼以及光導(dǎo)體。光混合裝置（2）包括：桿狀光混合構(gòu)件（8），所述桿狀光混合構(gòu)件優(yōu)選地具有至少一種透明材料，所述透明材料尤其是玻璃；以及保持器（7），光混合裝置（2）可借助所述保持器安裝在發(fā)光裝置（1）與光導(dǎo)體（3）之間，并且以能夠從光導(dǎo)體可拆卸的方式被保持在適當(dāng)位置中。
【專利說(shuō)明】光混合器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及尤其在醫(yī)學(xué)和牙科領(lǐng)域中的光照裝置的改進(jìn)，以及優(yōu)選地用于牙科醫(yī)學(xué)用途的光固化裝置的改進(jìn)，所述光固化裝置特別設(shè)有諸如發(fā)光二極管的金屬半導(dǎo)體輻射源，并且發(fā)出在可見(jiàn)光范圍、UV范圍和/或近紅外光譜范圍內(nèi)的輻射。
[0002]更具體地，本發(fā)明涉及一種光混合裝置，所述光混合裝置尤其適于在用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置或者醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置中使用。本文在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“光”不但指的是在可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的電磁輻射，還指的是在UV和近紅外光范圍內(nèi)的電磁輻射。如果在下文中談及優(yōu)選地使用的發(fā)光二極管(或LED或LED芯片)，則這些術(shù)語(yǔ)也意欲包括其它發(fā)出可見(jiàn)光、UV光和/或近紅外光的發(fā)光體和輻射源，尤其是半導(dǎo)體輻射源，但出于更好的可讀性目的而不會(huì)在所有地方列舉出來(lái)。
【背景技術(shù)】 [0003]已長(zhǎng)時(shí)間知曉這種光固化裝置。
[0004]可以從DE2352670得到從二十世紀(jì)七十年代開(kāi)始實(shí)施的光導(dǎo)體的一個(gè)示例。當(dāng)時(shí)已經(jīng)認(rèn)為包括單纖維的柔性光導(dǎo)體是公知的。已知該文獻(xiàn)還檢驗(yàn)用光導(dǎo)液體和柔性塑料軟管來(lái)提供光導(dǎo)體。
[0005]包括單纖維的光導(dǎo)體(其還可稱為光導(dǎo)體棒)基本上是相當(dāng)僵硬或堅(jiān)硬的，且難以彎曲。另一方面，用液體填充的光導(dǎo)體尤其在口腔環(huán)境中的應(yīng)用場(chǎng)合下是不適宜的或不利的，這是由于具有如下危險(xiǎn)，即，患者會(huì)不經(jīng)意地咬在光導(dǎo)體上并由此造成泄漏。
[0006]在二十世紀(jì)八十年代且到目前為止，單纖維光導(dǎo)體已通常發(fā)展到多纖維光導(dǎo)體；提及的一個(gè)示例是DE29709785。
[0007]也稱為多芯光導(dǎo)體的多纖維光導(dǎo)體的優(yōu)點(diǎn)在于提供了顯著改進(jìn)的彎曲性能。因而，牙科醫(yī)生能夠在光導(dǎo)體的端側(cè)上為光導(dǎo)體施予期望的形狀，以便在期望的、局部深位的位置處獲得光發(fā)射或光出射。
[0008]順便提及地，這還適用于牙科照相機(jī)的光傳感器的光導(dǎo)體使用，以及適用于例如在需要窄曲率半徑的內(nèi)窺鏡中的光導(dǎo)體使用。
[0009]已長(zhǎng)時(shí)間知曉，在具有諸如紅色、黃色和藍(lán)色的基本色的光學(xué)添加混合物的幫助下，能夠產(chǎn)生白色光。這一事實(shí)通過(guò)將具有相對(duì)應(yīng)配色的LED布置成彼此緊密相鄰并且通過(guò)將其光發(fā)射供給或?qū)б焦鈱?dǎo)體而實(shí)現(xiàn)。
[0010]事實(shí)上，最近已經(jīng)變得已知的是所謂的白光LED。然而，這些白光LED目前仍然是相當(dāng)昂貴的，并且確切的色澤因光混合而可以更好地適用于要求。也能夠選擇某一發(fā)射光
-1'TfeP曰。
[0011]如果將單個(gè)LED或單個(gè)LED芯片用作光源，則光發(fā)射主要發(fā)生在LED芯片的上側(cè)上，所述LED芯片的上側(cè)通常為大約lmm2大小。如果在LED芯片前面安裝通常具有6mm至13mm直徑的多芯光導(dǎo)體,則主要的光發(fā)射通常射擊或撞擊在6或7根的內(nèi)部纖維上,而僅有極小部分的外部纖維得以利用。[0012]為了防止這種情況，已知在光纖維的光入射側(cè)端部處使用聚光透鏡。然而，額外設(shè)置聚光透鏡意味著又有兩個(gè)帶相應(yīng)反射作用的光學(xué)邊界表面或界面，導(dǎo)致效率度降低。
[0013] 在提及的兩個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合中，人們因此樂(lè)意采用單芯光導(dǎo)體或光導(dǎo)棒，具體原因是在單芯技術(shù)情況下，與由使用多芯光導(dǎo)體而引起的產(chǎn)出損失相對(duì)比地，光學(xué)有效介質(zhì)可以獲得光導(dǎo)體的整個(gè)橫截面積。
[0014]此外，文獻(xiàn)EP0549332揭示了一種光學(xué)耦合裝置，所述光學(xué)耦合裝置允許在包括一個(gè)纖維束的一個(gè)光導(dǎo)長(zhǎng)度內(nèi)將該纖維束的單個(gè)纖維之間的不同光強(qiáng)度加以均勻化。為此，在光導(dǎo)體長(zhǎng)度內(nèi)的該纖維束中結(jié)合入光學(xué)耦合裝置，該光學(xué)耦合裝置包括彎曲180度的光導(dǎo)棒，該光學(xué)耦合裝置的入射端部以及出射端部經(jīng)由連接套管而固定地連接到具有光導(dǎo)長(zhǎng)度的所述光纖維束的端部。
[0015]US6692250說(shuō)明了一種集光器，所述集光器經(jīng)由各個(gè)細(xì)光導(dǎo)體纖維引走多個(gè)發(fā)光二極管的光，并且將這些光重聚在一條纖維束中，以便繼而將各個(gè)發(fā)光二極管的光電流供給到彎曲的光導(dǎo)體棒中并將其組合，其中在光纖維束的各個(gè)光纖維之間發(fā)生各個(gè)發(fā)光二極管的光電流的均勻化和統(tǒng)一再分配。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]與此相對(duì)照，本發(fā)明的目的在于提供一種裝置，所述裝置尤其用于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置，尤其用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，本發(fā)明的所述裝置使得在發(fā)光裝置內(nèi)產(chǎn)生的光能夠均勻和混合，并且本發(fā)明的所述裝置使得能夠在光導(dǎo)體的整個(gè)橫截面積上分配光，從而在光導(dǎo)體的出口處的表面可以在亮度和光譜分布方面被均勻地或均質(zhì)地照亮。此外，所述裝置應(yīng)當(dāng)還能夠高效、簡(jiǎn)單且低損耗地供應(yīng)所發(fā)射的光，例如所發(fā)射的光具體地通過(guò)若干發(fā)光二極管或其它半導(dǎo)體輻射源產(chǎn)生到光導(dǎo)體中，所述光導(dǎo)體優(yōu)選地實(shí)施為由許多細(xì)的單獨(dú)光纖維組成的纖維束。
[0017]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種合適的布置，所述合適的布置用于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置，尤其用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，所述合適的布置允許根據(jù)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)技術(shù)方法對(duì)可能接觸患者的所有部件消毒，并且所述合適的布置還可以在不破壞光學(xué)結(jié)構(gòu)、發(fā)光裝置、電子器件或任何其它部件的情況下或者在不損失質(zhì)量的情況下具體根據(jù)所有傳統(tǒng)方法而加以高溫滅菌。在該方面，尤其是操縱本發(fā)明裝置期間或在分別例如由醫(yī)生、專業(yè)醫(yī)護(hù)人員或牙科技師治療患者期間以及分別在操作之間或者在治療患者之間的多個(gè)方面將加以考慮，其中與牙科工作有關(guān)的實(shí)用例行程序?qū)⒂绕浼右钥紤]，所述實(shí)用例行程序諸如例如當(dāng)更換光導(dǎo)體時(shí)的修改程序、高溫滅菌和消毒之類。
[0018]對(duì)于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)牙科光照裝置，尤其對(duì)于用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，上述目的在根據(jù)權(quán)利要求1所述的光混合裝置幫助下得以有創(chuàng)造力地實(shí)現(xiàn)。此外，在權(quán)利要求13中，相對(duì)應(yīng)的醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置，尤其是用于用根據(jù)權(quán)利要求1所述的相對(duì)應(yīng)光混合裝置進(jìn)行牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，被專門(mén)用于提供用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的創(chuàng)造性解決方案。
[0019]進(jìn)一步有利的改進(jìn)之處從說(shuō)明書(shū)的上下文并尤其從所闡述的子權(quán)利要求得到顯現(xiàn)。來(lái)自說(shuō)明書(shū)上下文和子權(quán)利要求的所有公開(kāi)的技術(shù)特征可以根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的技術(shù)知識(shí)自由地組合，并且可以分別與獨(dú)立權(quán)利要求1或13的特征結(jié)合地在技術(shù)上聯(lián)合地實(shí)施。
[0020]在該方面尤其有利的是，由于使用本發(fā)明的光混合裝置，可以出人意料地同時(shí)地實(shí)現(xiàn)單芯光導(dǎo)體和多芯光導(dǎo)體的優(yōu)點(diǎn)，而不會(huì)導(dǎo)致所預(yù)料的不利之處。多芯光導(dǎo)體情況下出現(xiàn)的不良光混合得以完全避免，還有對(duì)纖維束內(nèi)的纖維的僅部分光撞擊，該部分光撞擊對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的相應(yīng)裝置不得不主要發(fā)生在中心光纖維上以便將旁路損失保持在限度內(nèi)。此外，不必在光入射側(cè)上使用聚光透鏡；而是能夠?qū)⒂梢粋€(gè)或更多個(gè)LED芯片所發(fā)出的光輻射直接供應(yīng)到光混合裝置。由于光入射表面相當(dāng)?shù)卮螅饣旌涎b置完全吸收光輻射并且向前導(dǎo)引或供應(yīng)光輻射。
[0021]在該方面,還能夠在本發(fā)明的修改實(shí)施例中將光導(dǎo)體中多于一個(gè)的多芯區(qū)段和/或單芯區(qū)段彼此連接。這例如在光導(dǎo)體非常長(zhǎng)并且光導(dǎo)體沿著其延伸部或伸長(zhǎng)部包括不得不劇烈彎曲的位置的情況下是有利的。在所述位置處形成多芯區(qū)段，并且在其余部分處形成單芯區(qū)段。而且，將可想到的是將更多的本發(fā)明光混合裝置布置在輻射路徑內(nèi)。
[0022]鑒于光纖維提供的光輸出與單芯光導(dǎo)體相比通常少15%，其被獨(dú)創(chuàng)地提供以大大地減少這些輸出損失。如果僅在光出射側(cè)上將處于前面并由此為三分之一的光導(dǎo)體形成為多芯的，并且將后面的三分之二的光導(dǎo)體形成為單芯的，則產(chǎn)量損失或輸出損失從15%減小到5% .
[0023]此外尤其有利的是，根據(jù)本發(fā)明，由光纖維或多芯光導(dǎo)體顯現(xiàn)出或成像出的LED芯片圖像得以阻止。在本發(fā)明的光混合裝置中產(chǎn)生出所供給的光輻射的強(qiáng)混合，并且以這種方式提供均勻化和光標(biāo)準(zhǔn)化。
[0024]因而，可以借助實(shí)施若干顏色不同的LED芯片來(lái)提供多個(gè)期望的不同發(fā)射光譜，所述若干顏色不同的LED芯片布置在光照裝置或光固化裝置的發(fā)光裝置中，并且事實(shí)上不需要使用額外的聚光透鏡以及其它精密或復(fù)雜的均勻化裝置。這也尤其適用于被通常布置成三角形的顏色不同的光導(dǎo)體芯片，所述顏色不同的光導(dǎo)體芯片具有例如在紅色、綠色和藍(lán)色光譜范圍內(nèi)的發(fā)射最大值，并且可以從所述顏色不同的光導(dǎo)體芯片通過(guò)添加光混合而產(chǎn)生任何光色。
[0025]此外，借助于本發(fā)明的器件或裝置，可以避免所有與高溫滅菌消毒有關(guān)的上述現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，所述問(wèn)題尤其是由高溫消毒、溫度變化、高壓和強(qiáng)壓力變化所導(dǎo)致，所述問(wèn)題也是表面和腔體的保濕和再干燥問(wèn)題以及與空隙和腔體中的消毒不充分、部件老化和脆化有關(guān)的問(wèn)題，還有與空氣填充或液體填充的腔體有關(guān)的問(wèn)題，等等。
[0026]此外，可以以簡(jiǎn)單的方式排除對(duì)已消毒部件的再感染，這是由于可移除或可拆卸的光導(dǎo)體可以在其使用之前在再感染安全環(huán)境下保存在無(wú)菌儲(chǔ)存容器中。又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在高溫滅菌處理期間的低空間要求，這是由于僅對(duì)從裝置拆卸的光導(dǎo)體進(jìn)行消毒處理，但也可以將多個(gè)受污染的光導(dǎo)體在其聯(lián)合地在高溫滅菌器中受處理之前方便地收集起來(lái)。
[0027]本發(fā)明的解決方案的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，可以可靠地避免在這種裝置的光引導(dǎo)輻射路徑中的光學(xué)部件遭到破壞或失調(diào)，該破壞或失調(diào)例如在現(xiàn)有技術(shù)中會(huì)因操作期間的熱發(fā)展以及因高溫滅菌而發(fā)生。對(duì)于該方面，迄今為止在流行的光照和光固化裝置中，一方面由于不同的材料的熱膨脹——即不同的具有低膨脹系數(shù)的光學(xué)玻璃、具有高膨脹系數(shù)的金屬保持器和塑料部件——會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)張緊、破裂、破損和失調(diào)。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的解決方案的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，如果布置本發(fā)明的光混合裝置，則可以省略了可靠地保護(hù)發(fā)光二極管或半導(dǎo)體輻射源以及相關(guān)聯(lián)的反射器以防污染、濕氣和破壞的強(qiáng)制性保護(hù)玻璃。優(yōu)選地，甚至能夠維持根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)光導(dǎo)體的經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試的插入聯(lián)接式解決方案，該方案具有在光照裝置或光固化裝置中的襯套和在光導(dǎo)體處的套管，并且進(jìn)一步使用相應(yīng)裝置的經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試的構(gòu)造設(shè)計(jì)。由于本發(fā)明的解決方案而沒(méi)有擴(kuò)大裝置的結(jié)構(gòu)形狀或者沒(méi)有顯著地增加重量，使得可以完全維持相應(yīng)裝置的緊致性和輕便性。
[0029]同樣地，本發(fā)明的解決方案可以僅在最少構(gòu)造變化的情況下以非常低的成本結(jié)合到所有傳統(tǒng)裝置中。此外，能夠在醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)手術(shù)中或者例如在牙科實(shí)驗(yàn)室中非常簡(jiǎn)單地組裝或更換光導(dǎo)體。另外，根據(jù)本發(fā)明的解決方案極其容易在服務(wù)工場(chǎng)中維護(hù)。 [0030]出人意料地，利用本發(fā)明的光混合裝置，盡管該光混合裝置具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和非常短的總體長(zhǎng)度，即在尤其是與現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)使用的裝置的發(fā)光裝置中的反射器布置相互作用的光混合構(gòu)件內(nèi)的非常短的光混合長(zhǎng)度，以及由于在這種裝置的光路進(jìn)程中在固體與再次固體之間的邊界表面的多相轉(zhuǎn)變或界面相互作用，例如發(fā)光二極管/空氣、空氣/反射器、反射器/空氣、空氣/保護(hù)玻璃、保護(hù)玻璃/空氣、空氣/光混合構(gòu)件、光混合構(gòu)件/空氣、空氣/纖維束，還由于界面反射和所造成的在光學(xué)路徑或輻射路徑中的不同輻射束的行進(jìn)時(shí)間差及其疊合，可以在光導(dǎo)體纖維束的整個(gè)出射表面上的光譜發(fā)射曲線和強(qiáng)度分布方面實(shí)現(xiàn)出乎意料的高度均勻化。同時(shí)，對(duì)于由發(fā)光二極管所產(chǎn)生的整個(gè)輻射能量?jī)H會(huì)出現(xiàn)非常低的光損失，直到光導(dǎo)體光纖維束的出射端部為止。因而，可以毫無(wú)疑問(wèn)地省略用光學(xué)透明的粘結(jié)劑粘合在光混合構(gòu)件和纖維束之間，而不會(huì)導(dǎo)致更高的光損失。
[0031]以這種方式不但可以減少生產(chǎn)費(fèi)用和操作費(fèi)用，還可以尤其有助于與光混合裝置獨(dú)立地處理光導(dǎo)纖維束。由此，能夠獲得對(duì)本發(fā)明目的完全有利的解決方案，并且可以實(shí)現(xiàn)與處理、衛(wèi)生和消毒有關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。
[0032]由于所提及的解決方案而可以廢棄早前已提出的、具有已知缺點(diǎn)的消毒問(wèn)題解決方案(即在光導(dǎo)裝置上使用可高溫滅菌涂層或一次性涂層)。使用根據(jù)本發(fā)明的解決方案，可以可靠地避免與玻璃、塑料、金屬的不同材料膨脹系數(shù)有關(guān)的所有問(wèn)題，這些問(wèn)題尤其發(fā)生在光學(xué)輻射路徑中的不同部件之間的結(jié)點(diǎn)處，即，例如在光混合構(gòu)件和纖維束之間的結(jié)點(diǎn)處。
[0033]本發(fā)明解決方案的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，使用昂貴纖維束(包括各個(gè)光纖維的隨機(jī)布置)在將來(lái)不再是必要的，這樣一方面可以在生產(chǎn)光導(dǎo)體時(shí)大幅節(jié)約成本，并且另一方面不再發(fā)生由于在使用中和在高溫滅菌期間的熱膨脹所導(dǎo)致的機(jī)械問(wèn)題，例如纖維的扭曲和擠壓。
[0034]此外，本發(fā)明的解決方案能夠非常容易地且劃算地提供光照裝置或光固化裝置，該裝置的發(fā)射工作光譜可以借助于具有不同發(fā)射光譜的發(fā)光二極管通過(guò)分別對(duì)不同發(fā)光二極管加以電子控制而對(duì)其光譜進(jìn)行添加光混合來(lái)合成。特別出人意料的是，由于僅使用最簡(jiǎn)單光學(xué)器件的本發(fā)明解決方案的特定構(gòu)造，可以針對(duì)在整個(gè)光照橫截面上的光強(qiáng)度和發(fā)射光譜實(shí)現(xiàn)非常高程度的均勻化，并同時(shí)可以改進(jìn)光傳播的效率和減少功率損失。
[0035]有利地，本發(fā)明的光混合裝置可以相對(duì)于發(fā)光二極管或半導(dǎo)體光源理想地定位。這樣做時(shí)，可以選取定位參數(shù)以使光混合構(gòu)件的入射表面定位成相對(duì)于被分派給半導(dǎo)體光源的反射器或發(fā)光二極管的相應(yīng)焦點(diǎn)“不對(duì)焦”，并且在一方面，所述入射表面能夠通過(guò)入射光束或光線照亮其整個(gè)表面，而在另一方面，進(jìn)入的輻射的入射角區(qū)域幾乎最大程度地充分利用由光混合構(gòu)件的光入射端部的數(shù)值孔徑所預(yù)定的入射或接受光錐。
[0036]又一方面，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的裝置中經(jīng)常由于在操作期間和在高溫滅菌處理期間的較大溫差所導(dǎo)致的問(wèn)題在于，在該方面通常使用的光導(dǎo)體的纖維束的長(zhǎng)纖維由于在操作期間的熱發(fā)展并且尤其在高溫滅菌處理期間的熱影響而相對(duì)應(yīng)地強(qiáng)烈膨脹，其中較長(zhǎng)的光纖維自然比較短的光纖維更加強(qiáng)烈地膨脹。由于通常彎曲或曲拐的光導(dǎo)體纖維與這種裝置一使用，在彎曲部外側(cè)處的纖維束的長(zhǎng)光纖維比起在彎曲部?jī)?nèi)側(cè)處的短纖維更加強(qiáng)烈地膨脹。由此，強(qiáng)烈的溫度變化導(dǎo)致相當(dāng)大的熱變形，這也會(huì)導(dǎo)致布置在其最緊鄰的玻璃本體失準(zhǔn)或破損。此外，在一方面，不但在玻璃纖維和其保護(hù)包套之間而且還相對(duì)于包圍整個(gè)纖維束且使其機(jī)械穩(wěn)定的塑料套管而言通常產(chǎn)生位移和局部滑移，如此導(dǎo)致先前整平且精細(xì)拋光的光入射表面和光出射表面永久地扭曲，而這樣的扭曲在使用多年時(shí)因頻繁的強(qiáng)烈溫度變化而隨著時(shí)間推移基本增大。結(jié)果增大了各個(gè)光纖維相對(duì)于彼此的位移，以及在纖維束與可能相鄰或抵接的光學(xué)部件之間的位移和可能應(yīng)力，導(dǎo)致機(jī)械問(wèn)題和光學(xué)問(wèn)題以及調(diào)節(jié)問(wèn)題。此外，纖維束的纖維與相鄰光學(xué)部件的距離會(huì)發(fā)生變化，并且在纖維束與相鄰光學(xué)部件之間會(huì)形成距離未定的、不規(guī)則的或不均勻的不規(guī)則空隙。
[0037]作為本發(fā)明的解決方案的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，避免了在光路的光束路徑中的每個(gè)不必要的額外彎曲。具體而言，可以省略在(單芯)光導(dǎo)棒內(nèi)的任何彎曲，該彎曲如已示出地會(huì)導(dǎo)致光路內(nèi)相當(dāng)大的額外光損失并且使效率顯著惡化。
[0038]與從公開(kāi)文獻(xiàn)DE-0S2352670已知的柔性單芯光導(dǎo)體相比較，如根據(jù)本發(fā)明所使用的多芯區(qū)段還具有以下優(yōu)點(diǎn)，即，與光導(dǎo)體的筆直布局有關(guān)的產(chǎn)出損失極不迅速地增大。劇烈彎曲的多芯光導(dǎo)體 通常具有比彎曲了相同曲率半徑的單芯光導(dǎo)體更小的衰減量，使得根據(jù)本發(fā)明總是會(huì)在光導(dǎo)體的彎曲或曲拐區(qū)段中使用多芯光導(dǎo)體。在該方面，尤其有利的是將具有彎曲部的多芯區(qū)段或被曲拐的多芯區(qū)段尤其布置成靠近光出射側(cè)端部。
[0039]出人意料地，本發(fā)明還具有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即，具有大約為光混合裝置直徑量級(jí)的小的總體長(zhǎng)度的光混合構(gòu)件能夠?qū)⒕哂胁煌伾腖ED芯片或半導(dǎo)體輻射源或其各種發(fā)射光譜的光徹底地混合，使得混合良好的光進(jìn)入光導(dǎo)體的多芯區(qū)段，并且可以確定沒(méi)有在光導(dǎo)體的整個(gè)光出射表面上的顏色變化。
[0040]光導(dǎo)體相對(duì)于光源的安裝可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞?例如在襯套的幫助下)實(shí)現(xiàn)，所述襯套也能夠使光導(dǎo)體可相對(duì)于光源轉(zhuǎn)動(dòng)并從該光源移除。但是迄今為止在本【技術(shù)領(lǐng)域】的闡述中所教導(dǎo)的用在光導(dǎo)體和光照或光照固化裝置之間的所有其它設(shè)計(jì)變型方案可以毫無(wú)疑問(wèn)地與本發(fā)明的解決方案組合。因而，光導(dǎo)體和光照或光照固化裝置之間的連接接口可以在無(wú)需開(kāi)發(fā)專門(mén)解決方案的情況下以任何期望的方式適應(yīng)于技術(shù)要求。
[0041]在優(yōu)選的實(shí)施例中，光混合構(gòu)件可以以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的方式構(gòu)造。結(jié)構(gòu)上，這表示一種專門(mén)功能性的解決方案，所述解決方案進(jìn)一步允許光混合構(gòu)件的光學(xué)性質(zhì)針對(duì)給定總體長(zhǎng)度上的均勻化性能的大幅度適應(yīng)，例如適應(yīng)于相對(duì)于發(fā)光裝置所預(yù)定的幾何光學(xué)輻射路徑，并且所述解決方案還允許針對(duì)光混合構(gòu)件與光導(dǎo)體的光纖維束之間的、與光混合構(gòu)件的光入射端部有關(guān)的數(shù)值孔徑的任何必要的適應(yīng)。此外，在一方面，能夠使光混合構(gòu)件的光入射表面的尺寸適應(yīng)于發(fā)光裝置的幾何形狀，在另一方面，例如能夠?qū)⒐獾哪芰考械骄哂休^小直徑的纖維束上。此外，例如光混合構(gòu)件的橫截面中的曲壁區(qū)段或漸縮部可以影響或修改在光混合構(gòu)件內(nèi)被內(nèi)部完全反射的光束的反射角，并且由于光的更大數(shù)量的壁反射，可以進(jìn)一步改進(jìn)在光混合構(gòu)件內(nèi)的光均勻化。
[0042]在又一個(gè)有利的實(shí)施例中，光混合構(gòu)件可以被柱形地構(gòu)造，并且優(yōu)選地包括平面形的光入射和/或出射表面。光混合構(gòu)件的該設(shè)計(jì)可以在技術(shù)上以尤其簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)，并且從而可以非常劃算地生產(chǎn)，但是其能夠出人意料地在光纖維束整個(gè)出射表面上的強(qiáng)度分布和光譜發(fā)射曲線方面實(shí)現(xiàn)高度的均勻化。
[0043]在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光入射和出射表面包括拋光表面和/或表面精整處理或涂層或其它減少反射的涂層，并且/或者所述光入射和出射表面可施加浸沒(méi)物質(zhì)。在其剩余表面粗糙度優(yōu)選地最多達(dá)到所使用光的波長(zhǎng)的一小部分的這種拋光表面的幫助下，光混合構(gòu)件的傳播特性可以得以改進(jìn)，并且可以顯著地減少光損失?？商娲鼗蛄硗獾?，表面精整處理或涂層或其它減反射涂層可以被應(yīng)用至光混合構(gòu)件的光入射和/或出射表面。該措施可以在光通過(guò)光混合構(gòu)件時(shí)進(jìn)一步減少光損失。作為以上提及措施的可替代方案或除了以上提及措施以外，還能夠?qū)⒅T如浸沒(méi)油(例如硅油)之類的浸沒(méi)物質(zhì)施加到光混合構(gòu)件的相對(duì)應(yīng)表面，以便使光混合構(gòu)件與例如在帶有相關(guān)聯(lián)反射器的半導(dǎo)體光源或者發(fā)光二極管上的保護(hù)玻璃或者光導(dǎo)體的纖維束之間的空隙用該浸沒(méi)物質(zhì)完全填滿，從而發(fā)生固體一液體一固體相位轉(zhuǎn)變而不是固體一氣體一固體相位轉(zhuǎn)變。相對(duì)于空氣折射率具有更高折射率的浸沒(méi)物質(zhì)能夠進(jìn)一步減少由于邊界表面反射造成的光損失，并且繼而再次執(zhí)行隨后光學(xué)部件的數(shù)值孔徑的適應(yīng)。
[0044]在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光混合構(gòu)件可以包括光導(dǎo)材料，所述光導(dǎo)材料優(yōu)選地具有:至少一個(gè)光導(dǎo)芯，所述至少一個(gè)光導(dǎo)芯優(yōu)選地由具有第一折射率的芯玻璃制成；和光導(dǎo)包套，所述光導(dǎo)包套優(yōu)選 地由具有第二折射率的包層玻璃制成，所述第二折射率比所述第一折射率小，優(yōu)選地小至少0.1個(gè)單位。光導(dǎo)材料能夠?qū)l(fā)光器件的發(fā)射光能量以極低的損失進(jìn)行傳導(dǎo)，并同時(shí)將所述發(fā)射光能量高效地供應(yīng)到光導(dǎo)體中。這種光混合構(gòu)件的共軸設(shè)計(jì)由具有不同折射率的兩種不同透明材料制成，所述兩種不同透明材料優(yōu)選地是兩種類型的玻璃，從而可以進(jìn)一步減少與全內(nèi)部反射有關(guān)的輻射損失，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輻射的更好引導(dǎo)。與傳統(tǒng)的光導(dǎo)體(正如那些在光波導(dǎo)【技術(shù)領(lǐng)域】中廣泛使用的光導(dǎo)體)相反，在本文所提及的光混合構(gòu)件中，優(yōu)選地在芯折射率和包層折射率二者之間具有明顯差異，所述差異優(yōu)選地達(dá)到至少0.1個(gè)單位。兩個(gè)折射率之間的這種相對(duì)較大的差異擴(kuò)大了光混合構(gòu)件的數(shù)值孔徑，并且也允許“捕獲”入射光束，所述入射光束顯著區(qū)別于光混合構(gòu)件的光入射表面的入射軸線，并由此確保擴(kuò)大發(fā)光裝置輻射的入射光錐。作為又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，用于在光混合構(gòu)件中傳導(dǎo)的輻射的全內(nèi)部反射的角區(qū)域增大，由此反射系數(shù)得以大幅度地改進(jìn)。對(duì)于光混合構(gòu)件的芯和/或包層區(qū)域而言，除使用玻璃之外，還可以使用帶有或者不帶有摻雜的有機(jī)玻璃或者透明的塑性材料或者其它透明的無(wú)機(jī)材料或陶瓷。
[0045]在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光混合構(gòu)件可以在其周向表面上包括反射增強(qiáng)涂層或反射套管。在這種額外設(shè)置的反射層的幫助下，可以進(jìn)一步減少光混合構(gòu)件內(nèi)的光損失，并且同時(shí)可以顯著地增大光混合構(gòu)件的數(shù)值孔徑，從而可以顯著擴(kuò)大光混合構(gòu)件的光入射光錐的接納角度。又一方面在于，在該示例性實(shí)施例中，在光混合構(gòu)件內(nèi)傳導(dǎo)的光輻射在兩個(gè)邊界表面處發(fā)生反射，由此在光混合構(gòu)件內(nèi)反射地傳導(dǎo)的每一條光束都被分成相對(duì)于彼此偏移的兩條相應(yīng)子光束，即，在光混合構(gòu)件的芯和包層之間的邊界層處部分全反射的一條第一子光束；以及在光混合構(gòu)件的反射外層處發(fā)生發(fā)射的一條第二子光束，從而又進(jìn)一步改進(jìn)光混合構(gòu)件的均勻化性能。
[0046] 在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光混合構(gòu)件的直徑達(dá)到優(yōu)選地介于2mm和20mm之間，尤其優(yōu)選地介于6_和15_之間，尤其介于8_和13_之間，并且光混合構(gòu)件長(zhǎng)度大于直徑的0.5倍，尤其大于直徑的0.8倍，并且優(yōu)選地小于直徑的5倍，尤其小于直徑的2倍。這些尺寸表示相對(duì)于光混合構(gòu)件的幾何結(jié)構(gòu)而言尤為有利的構(gòu)造尺寸設(shè)計(jì)。這樣，可以以最小的外部尺寸實(shí)現(xiàn)最佳光混合和均勻化。另外地，由于通常用在醫(yī)學(xué)和牙科醫(yī)學(xué)的給定領(lǐng)域中，給定的直徑還考慮到對(duì)于發(fā)光裝置大小和光導(dǎo)體纖維束入射直徑的幾何光學(xué)條件。
[0047]在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光混合構(gòu)件可以實(shí)施為具有反射側(cè)壁的中空本體。這代表對(duì)于由一種或更多種透明固體材料制成的光混合構(gòu)件的備選設(shè)計(jì)。在該方面，可想到的是在帶有反射側(cè)壁的、敞開(kāi)的、填充空氣的桿狀中空本體中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的輻射引導(dǎo)，并且例如可在光混合中空本體的入射和出射側(cè)處設(shè)置玻璃罩。就這種密閉性密封的光混合中空本體而言，其內(nèi)部還可以備選地用惰性或保護(hù)性氣體填充，或者就液體光導(dǎo)體而言，其內(nèi)部可以用透明的折射液體填充。
[0048]在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光混合裝置可以包括安裝套管，所述安裝套管優(yōu)選地由耐高溫的塑性材料制成，尤其由砜、酮醚或酰亞胺塑性材料或塑性復(fù)合材料制成，光混合構(gòu)件優(yōu)選地以壓配合方式和/或以穩(wěn)固粘合的方式連接所述安裝套管，所述安裝套管能夠優(yōu)選以相對(duì)于光導(dǎo)體和/或發(fā)光裝置的自調(diào)節(jié)方式連接到這兩個(gè)部件中的至少一個(gè)。這代表用于將光混合構(gòu)件安裝在光照裝置或光固化裝置的光束路徑內(nèi)的尤為有利的設(shè)計(jì)。這樣做時(shí)，安裝套管可以連接到位于光照裝置或光固化裝置的外殼處或中的光導(dǎo)體和/或發(fā)光裝置，其中安裝套管優(yōu)選地構(gòu)造成使得安裝套管相對(duì)于光導(dǎo)體和/或發(fā)光裝置進(jìn)行自調(diào)節(jié)，從而在不需要額外安裝和調(diào)節(jié)努力的情況下精確地定位在輻射路徑內(nèi)。在該方面，安裝套管至少在很大程度上優(yōu)選地由耐高溫的塑性材料制成，尤其是由砜、酮醚或酰亞胺塑性材料或塑性復(fù)合材料制成。這樣一來(lái)，在一方面可以維持安裝套管的所需耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性，在另一方面還由于相對(duì)應(yīng)塑性材料的彈性性質(zhì)而實(shí)現(xiàn)了吸收熱膨脹運(yùn)動(dòng)的能力和對(duì)熱應(yīng)力的限制。同時(shí)，由該塑性材料制成的這種安裝套管使得能夠在安裝套管和光混合構(gòu)件之間符合目的地使用壓配合和/或預(yù)加載，從而在一方面，所述光混合構(gòu)件能夠以優(yōu)選為壓配合和/或穩(wěn)固粘合的方式連接到安裝套管，并且在另一方面，安裝套管可以在壓配合和/或預(yù)加載的情況下無(wú)間隙地并且抗?jié)穸茸兓毓潭ㄔ谒鲞B接部件上。
[0049]在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光混合構(gòu)件的光入射和/或光出射表面可以以平面的方式形成。由此，例如能夠以略微波狀或起伏狀的方式(例如正如在水面中投入石子后出現(xiàn)的同心圓形波)來(lái)構(gòu)造光混合構(gòu)件的相應(yīng)表面。由于這種表面設(shè)計(jì)，與平面形表面相對(duì)照，入射光和出射光沿著光混合構(gòu)件的徑向方向以交替方式略微偏折，并且在更大的角區(qū)域上傳播，從而能夠顯著地增大光混合構(gòu)件的光混合效果?？梢越柚謮K面表面設(shè)計(jì)(facetedsurface design)或借助對(duì)光混合構(gòu)件表面的相應(yīng)前側(cè)的菲涅耳切割來(lái)實(shí)現(xiàn)類似效果。此外，還可想到的是凸出地或凹入地構(gòu)造光混合構(gòu)件的相應(yīng)表面，由此增大用于光入射光錐的接納角度或執(zhí)行對(duì)入射和/出射數(shù)值孔徑的適應(yīng)，并且這樣例如限制來(lái)自光混合構(gòu)件的出射光束的發(fā)散并使其適應(yīng)于光纖維束的數(shù)值孔徑。
[0050]在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光混合裝置可以分別附裝在光照裝置或光固化裝置的外殼內(nèi)，且光混合裝置優(yōu)選地可以在更換光導(dǎo)體期間保持在該位置中。這對(duì)于構(gòu)造和處理二者而言是尤為簡(jiǎn)單的備選方案。這樣以來(lái)，可以分別從光照裝置或光固化構(gòu)件的外殼簡(jiǎn)單且單獨(dú)地移除光導(dǎo)體而不用移除沒(méi)有光混合裝置，以便用另一種類型的光導(dǎo)體更換光導(dǎo)體或在使用之后用新近消毒的光導(dǎo)體更換光導(dǎo)體。另外，就光混合裝置而言可想到的是，所述光混合裝置在外殼內(nèi)固定地安裝在發(fā)光裝置上方，并且密閉地密封改發(fā)光裝置，從而保護(hù)發(fā)光裝置免受濕氣和污染以及/或者破損。這樣一來(lái)，可以在沒(méi)有覆蓋發(fā)光裝置的額外罩玻璃的情況下實(shí)現(xiàn)以上效果，并且可以將讓效率降低的邊界表面反射減到最小。
[0051]在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光混合裝置可以設(shè)置成和構(gòu)造成用于改裝光照裝置或光固化裝置，并且可安裝在發(fā)光裝置或所述光固化裝置的外殼和光導(dǎo)體之間，優(yōu)選地安裝在襯套中。這使得能夠用有利的本發(fā)明光混合裝置去改裝已經(jīng)存在或者正被使用的光照裝置或光固化裝置，從而在后面的階段用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)來(lái)提高光照裝置或光固化裝置的效率并改裝這些裝置。
[0052]此外，醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置——尤其是用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置——具有帶發(fā)光裝置的外殼、光導(dǎo)體以及布置在發(fā)光裝置和光導(dǎo)體之間的光混合裝置，所述醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置被提供用于對(duì)本發(fā)明目的的解決方案，光混合裝置具有先前提及的光混合裝置的特征。
[0053]在有利的設(shè)計(jì)中，光混合裝置可分別安裝在光照裝置或光固化裝置內(nèi)，光導(dǎo)體經(jīng)由安裝套管附裝到外殼并可與外殼和光混合裝置分離，光導(dǎo)體可在已經(jīng)與外殼和光混合裝置分離之后尤其與安裝套管一起被高溫滅菌。該設(shè)計(jì)對(duì)于其構(gòu)造、安裝和處理是尤為有利的，并且能夠?qū)崿F(xiàn)上述優(yōu)點(diǎn)。在該方面，光導(dǎo)體可以分別從光照裝置或光固化裝置的外殼簡(jiǎn)單地移除或拆卸 ，而不用移除或拆卸光混合裝置，從而用另一種類型的光導(dǎo)體更換光導(dǎo)體或在使用之后用新近消毒的光導(dǎo)體更換光導(dǎo)體。另外，就光混合裝置而言可想到的是，所述光混合裝置在外殼內(nèi)固定地安裝在發(fā)光裝置上方并密閉地密封發(fā)光裝置，以便保護(hù)發(fā)光裝置免受濕氣和污染以及/或者破損。這樣一來(lái)，可以在沒(méi)有覆蓋發(fā)光裝置的額外罩玻璃的情況下實(shí)現(xiàn)以上效果，并且可以將讓效率降低的邊界表面反射減到最小。
[0054]在醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置(尤其是用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置)的又一個(gè)有利的設(shè)計(jì)中，可以在光混合裝置和光導(dǎo)體之間布置有調(diào)節(jié)和/或按壓裝置，光導(dǎo)體和光混合裝置至少間接地借助于所述調(diào)節(jié)和/或按壓裝置以可拆卸且優(yōu)選為彈性的方式彼此連接。由此，在一方面，能夠提供這種調(diào)節(jié)和/或按壓裝置，即，在所述調(diào)節(jié)和/或按壓裝置的幫助下，光混合裝置以在幾何結(jié)構(gòu)上受光學(xué)限定的方式與光導(dǎo)體連接，在移除光導(dǎo)體時(shí)，所述光混合裝置隨同光導(dǎo)體一起從裝置移除，并且優(yōu)選地在高溫滅菌之前僅在高溫滅菌處理的進(jìn)程中與光導(dǎo)體分離。然而優(yōu)選地，光混合裝置在外殼中布置在發(fā)光裝置前面并附裝在該位置處，光導(dǎo)體繼而經(jīng)由襯套套管結(jié)構(gòu)連接到外殼，所述襯套套管結(jié)構(gòu)作為插入連接件實(shí)施。這樣一來(lái)，以上提及的調(diào)節(jié)和/或按壓裝置可以經(jīng)由插入結(jié)構(gòu)形成，光導(dǎo)體借助所述插入結(jié)構(gòu)相對(duì)于光混合裝置間接地、可拆卸地定位和調(diào)節(jié)，而相應(yīng)的連接件在固定或鎖定的條件下優(yōu)選地也形成為彈性的。由此可以確保所提及的光學(xué)部件的簡(jiǎn)單可靠的調(diào)節(jié)和定位，并且因彈性而能夠形成預(yù)張緊，改預(yù)張緊可靠地確保在整個(gè)操作溫度范圍上無(wú)空隙地定位光學(xué)部件。
[0055]在醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置(尤其是用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置)的又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，調(diào)節(jié)和/或按壓裝置能夠使光導(dǎo)體受到沿光混合裝置方向的按壓壓力，使得光混合構(gòu)件的光出射表面能夠相對(duì)于光導(dǎo)體的光入射表面確定地定位。在該實(shí)施例中，調(diào)節(jié)和/或按壓裝置確保在光導(dǎo)體和光混合裝置之間的確定的按壓壓力，從而確保確定的預(yù)張緊作用，從而光導(dǎo)體和光混合裝置可以以這種方式在整個(gè)操作溫度范圍上以可靠且無(wú)空隙的關(guān)系相對(duì)于彼此定位。由此，例如還可想到的是，在光混合裝置和光導(dǎo)體的最高質(zhì)量的相應(yīng)齊平表面之間提供止擋件，或在兩個(gè)光學(xué)表面中的一個(gè)光學(xué)表面的外周邊區(qū)域中施加或氣相沉積一薄間隔件，以便在光混合裝置的出射表面和光導(dǎo)體的入射表面之間調(diào)節(jié)或給出確定的恒定空隙。在例如可以在氣相沉積的幫助下在兩個(gè)光學(xué)表面中的一個(gè)光學(xué)表面上形成微間隔件的情況下，也可以生產(chǎn)出小于四分之一波長(zhǎng)的亞微觀空隙，在所述亞微觀空隙的幫助下可以在最大可能的程度上消除在光混合構(gòu)件和光導(dǎo)體的光學(xué)表面處的邊界表面反射。然而，總的來(lái)說(shuō)將足以設(shè)定大約100μπι至200μπι量級(jí)的空隙。
[0056]在醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置(尤其是用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置)的又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，調(diào)節(jié)和/或按壓裝置可以在光混合裝置和光導(dǎo)體之間具有彈性膨脹儲(chǔ)備，其尤其用于維持按壓壓力和/或用于確保所述調(diào)節(jié)，同時(shí)提供用于熱膨脹運(yùn)動(dòng)的偏移或校正能力。由于這種彈性膨脹儲(chǔ)備，可以對(duì)于所有溫度和所有操作條件確保和維持在光導(dǎo)體和光混合裝置之間的尤為可靠的定位和調(diào)節(jié)，由此，可以由于彈性而構(gòu)建起預(yù)張緊，所述預(yù)張緊可靠地確保在整個(gè)操作溫度范圍上無(wú)空隙地定位光學(xué)部件。
[0057]在醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置(尤其是用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置)的又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，調(diào)節(jié)和/或按壓裝置可以包括至少一個(gè)彈簧元件，尤其是環(huán)狀彈簧元件，所述彈簧元件利用套管和/或襯套的凹陷部(尤其是利用套管和/或襯套的環(huán)狀槽)而鎖定在適當(dāng)位置中，所述彈簧元件與凹陷部(尤其是環(huán)狀槽)的形狀和/或布置相互作用，以便可以產(chǎn)生出光導(dǎo)體沿著光混合 構(gòu)件的軸向方向?qū)饣旌蠘?gòu)件的按壓壓力。這尤其是這種調(diào)節(jié)和/或按壓裝置的簡(jiǎn)單的、可靠的和久經(jīng)考驗(yàn)的結(jié)構(gòu)實(shí)施例。優(yōu)選地，這種環(huán)狀彈簧元件可以例如被采用為由高彈性硅酮材料制成的O型環(huán)，由此套管和襯套的相應(yīng)環(huán)狀槽朝向彼此略微軸向地位移，以便當(dāng)硅酮O型環(huán)插入和鎖定在適當(dāng)位置中時(shí)使硅膠O型環(huán)不但沿著徑向方向被預(yù)張緊而且沿著軸向方向被預(yù)張緊，從而確保兩個(gè)光學(xué)部件的上述軸向按壓壓力分別抵抗彼此或抵抗相對(duì)應(yīng)的止擋件，并由此提供相應(yīng)表面的精確間隔。然而，還將可想到的是以許多其它方式提供這樣的彈簧元件，例如在外殼的襯套區(qū)域中提供彈簧加載的、徑向引導(dǎo)的球形件，所述球形件可以利用光導(dǎo)體套管內(nèi)的相對(duì)應(yīng)環(huán)狀槽而鎖定在適當(dāng)位置中。然而有利的是將調(diào)節(jié)和/或按壓裝置實(shí)施成使得光導(dǎo)體的襯套可以相對(duì)于光照裝置和/或光固化裝置的外殼扭曲，并可拆卸地安裝在所述外殼上。
[0058]除此之外還可以有利的是提供這樣的光導(dǎo)體，即，所述光導(dǎo)體沿著其整個(gè)長(zhǎng)度或在其一段中是多芯的，并且同時(shí)在其至少數(shù)個(gè)區(qū)段中具有錐形的各個(gè)光纖維，或在所述光導(dǎo)體中使用錐形延伸的單芯光導(dǎo)區(qū)段，使得該光導(dǎo)體尤其朝向光出射側(cè)端部漸縮，并將發(fā)光裝置的整個(gè)輻射能量對(duì)焦在出射側(cè)處的小區(qū)域上，從而增大照亮的或者光或輻射射擊區(qū)域的功率和能量密度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0059]以下參照附圖中所示實(shí)施例更加詳細(xì)地解釋本發(fā)明。[0060]從以下參照附圖對(duì)本發(fā)明示例性實(shí)施例的說(shuō)明得到其它優(yōu)點(diǎn)、細(xì)節(jié)和特征，在所述附圖中:
[0061]圖1示出本發(fā)明的光混合裝置的實(shí)施例的示意性剖視圖，本發(fā)明的光混合裝置安裝在用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置的發(fā)光裝置與用于照射待固化的牙科物質(zhì)的光導(dǎo)體之間。
【具體實(shí)施方式】
[0062]圖1示出用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置的發(fā)光裝置1，所述發(fā)光裝置I具有光混合裝置2，所述光混合裝置2隨后沿著輻射路徑附裝到所述發(fā)光裝置，所述光混合裝置2布置在發(fā)光裝置I和光導(dǎo)體3之間。發(fā)光裝置I包括載體，在所述載體上布置有發(fā)射光譜彼此不同的發(fā)光二極管4。由此在發(fā)射器5的幫助下，發(fā)光二極管的光沿著光混合裝置和光導(dǎo)體方向成束或?qū)?。在這些發(fā)光二極管4和發(fā)射器5前面布置有礦物保護(hù)玻璃6，所述礦物保護(hù)玻璃6在其兩側(cè)上均具有抗反射涂層以分別在入射側(cè)和出射側(cè)二者上將空氣和固體或固體和空氣之間的光相位轉(zhuǎn)變處的光損失和反射減到最小。 [0063]光混合裝置2包括:保持器7，所述保持器7由耐高溫的塑料(諸如纖維增強(qiáng)的聚砜塑料)材料制；和光混合構(gòu)件8。在保持器7的幫助下，光混合構(gòu)件8由此在外殼中在保護(hù)玻璃6后方100 μ m至200 μ m的限定距離處布置和保持在光路中。光混合構(gòu)件具有IOmm的直徑和8_的長(zhǎng)度，并且完全覆蓋發(fā)光裝置I的整個(gè)區(qū)域，該區(qū)域包括發(fā)射器5乃至其在光入射側(cè)上的內(nèi)外輪廓。光混合構(gòu)件8由此包括內(nèi)芯(附圖中未示出)，所述芯由高折射率的芯玻璃制成，所述芯玻璃具有1.6的折射率，所述芯玻璃由護(hù)套玻璃層共軸地包圍，所述護(hù)套玻璃層具有1.5的折射率，所述護(hù)套玻璃層另外在其外周邊側(cè)處包括反射保護(hù)涂層和在所述反射保護(hù)涂層外部的薄塑料保護(hù)涂層。
[0064]由此，整個(gè)光混合構(gòu)件8的形狀設(shè)定成具有柱形形狀，該柱形形狀具有整平和精細(xì)拋光的光入射出射表面，所述柱形形狀的其余表面粗糙度在小于IOOnm的范圍內(nèi)，并且所述柱形形狀還具有抗反射涂層。光混合構(gòu)件8以壓配合的方式附裝在保持器7內(nèi)，并另外用專用粘結(jié)劑緊固，并且抵靠該保持器密閉地密封。塑料襯套9沿徑向包圍住保持器7，所述塑料襯套9附裝到外殼(未示出)，并用做光導(dǎo)體3的插入保持器的部件。柱形塑料襯套9在其內(nèi)周邊側(cè)處包括環(huán)狀槽10，在所述環(huán)狀槽10中插入有由硅酮制成的O型環(huán)11。所述O型環(huán)11與由纖維增強(qiáng)型聚砜塑性材料制成的塑料套管部件13中的相對(duì)應(yīng)環(huán)狀槽12卡合連接，由此所述O型環(huán)11將套管部件相對(duì)于光混合裝置2在預(yù)張力下保持在適當(dāng)位置中。在做成中空的塑料套管13內(nèi)布置有光導(dǎo)體3，所述光導(dǎo)體3包括雙對(duì)接的纖維束和包圍整個(gè)纖維束的穩(wěn)固粘合的保護(hù)性增強(qiáng)塑料覆蓋件15，該覆蓋件繼而經(jīng)由粘結(jié)劑粘合而穩(wěn)固地粘合到塑料套管13。
[0065]在該示例性實(shí)施例中，經(jīng)由塑料套管13間接地實(shí)現(xiàn)光導(dǎo)體14的光入射表面與光混合構(gòu)件8的光出射表面之間的調(diào)節(jié)，所述塑料套管13在其遠(yuǎn)側(cè)端部處具有軸頸部，該軸頸部借助O型環(huán)11被預(yù)加載在塑料襯套9上，由此在塑料襯套9內(nèi)的光混合構(gòu)件8經(jīng)由保持器7保持在其準(zhǔn)確位置中，但被構(gòu)造成和附裝為圍繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣一來(lái)，在光混合構(gòu)件8的光出射側(cè)表面與光導(dǎo)體14的光入射側(cè)表面之間還確保有大約100 μ m的恒定間隔。由此，光導(dǎo)體3借助由高度彈性硅酮制成的O型環(huán)10經(jīng)由其塑料套管13而容納在塑料保持器9內(nèi)以便在其中轉(zhuǎn)動(dòng)。纖維束14的光入射側(cè)直徑準(zhǔn)確地對(duì)應(yīng)于光混合構(gòu)件8的光出射側(cè)直徑，并且總計(jì)為10mm，但纖維束14的遠(yuǎn)側(cè)端部朝向光出射位置均勻地漸縮到8mm。發(fā)光二極管4可以被單獨(dú)地加以電子控制以便分別設(shè)定和監(jiān)測(cè)發(fā)光二極管的功率，從而在一方面能夠操作發(fā)光二極管直至最大極限性能，而不會(huì)使發(fā)光二極管過(guò)載或破損，并在另一方面能夠獨(dú)立地控制發(fā)光二極管的光功率。通過(guò)如此，可以控制具有不同發(fā)射光譜的發(fā)光二極管以便通過(guò)多個(gè)發(fā)光二極管借助額外的顏色混合來(lái)提供期望的光色和/或期望的發(fā)射光譜，并且可以在光混合構(gòu)件8內(nèi)將所述期望的光色和/或期望的發(fā)射光譜混合和均勻化。光導(dǎo)體3在其遠(yuǎn)側(cè)端部附近包括彎曲部，所述彎曲部相對(duì)于光入射軸線具有大約60度的偏移角。
[0066]所述的實(shí)施例的所有細(xì)節(jié)和價(jià)值將僅理解為是示例性的，并且在權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)被修改。即使本發(fā)明在此與牙科光固化裝置中的用法結(jié)合地說(shuō)明，也將理解，在需要光導(dǎo)體的其它設(shè)備中，尤其在諸如內(nèi)窺鏡的醫(yī)學(xué)裝置或其它光源中，也有利地采用本發(fā)明的基本觀念，例如用于醫(yī)學(xué)研究、在實(shí)驗(yàn)室中使用或工業(yè)目的。
【權(quán)利要求】
1.一種光混合裝置，所述光混合裝置用于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置，尤其用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，所述光照裝置包括帶發(fā)光裝置的外殼以及光導(dǎo)體， 所述光混合裝置(2)包括:桿狀的光混合構(gòu)件(8)，所述光混合構(gòu)件優(yōu)選地用至少一種透明材料制成，所述透明材料尤其是玻璃；以及保持器(7)，通過(guò)所述保持器，所述光混合裝置(2)能夠安裝在所述發(fā)光裝置(I)和所述光導(dǎo)體(3)之間并能夠與所述光導(dǎo)體(3)分離地被保持在適當(dāng)位置中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光混合裝置，該光混合裝置用于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置，尤其用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，其中，所述光混合構(gòu)件(8)以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的方式形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光混合裝置，該光混合裝置用于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置，尤其用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，其中，所述光混合構(gòu)件(8)以柱形方式形成，并且優(yōu)選地包括平面形的或平坦的光入射和/或光出射表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光混合裝置，該光混合裝置用于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置，尤其用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，其中，所述光入射和/或光出射表面包括拋光表面和/或表面調(diào)質(zhì)部或者減反射涂層，并且/或者所述光入射和/或光出射表面能經(jīng)受浸沒(méi)物質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光混合裝置，該光混合裝置用于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置，尤其用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，其中，所述光混合構(gòu)件(8)包括光導(dǎo)材料，所述光導(dǎo)材料優(yōu)選地具有至少光導(dǎo)芯，所述光導(dǎo)芯尤其由芯玻璃制成，所述芯玻璃具有第一折射率，并且所述光導(dǎo)材料具有光導(dǎo)包套，所述光導(dǎo)包套尤其由包層玻璃制成，所述包層玻璃具有第二折射率，所述第二折射率低于所述第一折射率，優(yōu)選地低了至少0.1個(gè)單位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的光混合裝置，該光混合裝置用于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置，尤其用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，其中，所述光混合構(gòu)件(8)在其周向表面上包括增反射涂層或反射套管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的光混合裝置，該光混合裝置用于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置，尤其用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，其中，所述光混合構(gòu)件(8)的直徑優(yōu)選地介于2mm和20mm之間，尤其優(yōu)選地介于6mm和15mm之間，尤其介于8mm和13mm之間，并且所述光混合構(gòu)件(8)的長(zhǎng)度大于所述光混合構(gòu)件(8)的直徑的0.5倍，尤其大于所述光混合構(gòu)件的直徑的0.8倍，并且優(yōu)選地小于所述光混合構(gòu)件的直徑的5倍，尤其小于所述光混合構(gòu)件的直徑的2倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的光混合裝置，該光混合裝置用于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置，尤其用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，其中，所述光混合構(gòu)件(8)形成為帶有反射側(cè)壁的中空體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的光混合裝置，該光混合裝置用于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置，尤其用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，其中，所述光混合裝置(2)包括安裝套管，所述安裝套管優(yōu)選地由耐高溫塑料制成，尤其是由砜、酮醚或酰亞胺塑料或塑性復(fù)合材料制成，所述光混合構(gòu)件(8)優(yōu)選地以非剛性和/或穩(wěn)固粘合的方式連接所述安裝套管，所述安裝套管能夠相對(duì)于所述光導(dǎo)體(3)和/或所述發(fā)光裝置(I)優(yōu)選地以自調(diào)節(jié)的方式連接到所述光導(dǎo)體和所述發(fā)光裝置中的至少一個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的光混合裝置，該光混合裝置用于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置，尤其用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，其中，所述光混合構(gòu)件(8)的所述光入射和/或光出射表面中的至少一個(gè)表面以非平面形的方式形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的光混合裝置，該光混合裝置用于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置，尤其用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，其中，所述光混合裝置(2)能安裝在所述光照裝置或所述光固化裝置的外殼中，并且能夠優(yōu)選地當(dāng)更換所述光導(dǎo)體(3)時(shí)保持在該位置中。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的用于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置尤其用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置的光混合裝置，其中，所述光混合裝置(2)設(shè)置成和構(gòu)造成用于改裝光照裝置或光固化裝置，并且能夠以優(yōu)選地處于軸承襯套(9)中的方式安裝在所述光固化裝置或所述發(fā)光裝置(I)的外殼與所述光導(dǎo)體(3)之間。
13.—種醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置，尤其是一種用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，包括:帶發(fā)光裝置的外殼、光導(dǎo)體(3)以及根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光混合裝置(2),所述光混合裝置布置在所述發(fā)光裝置(I)與所述光導(dǎo)體(3)之間。
14.根據(jù)權(quán) 利要求13所述的醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置尤其是用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，其中，所述光混合裝置(2)能夠安裝在所述光照裝置或所述光固化裝置的外殼中，所述光導(dǎo)體(3)能夠經(jīng)由所述軸承套管(13)附裝到所述外殼并能夠與所述外殼和所述光混合裝置(2)分離，并且所述光導(dǎo)體能夠在分離之后尤其與所述軸承套管(13) —起被高溫滅菌。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置尤其是用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，其中，在所述光混合裝置(2)和所述光導(dǎo)體(3)之間布置有調(diào)節(jié)和/或按壓裝置，所述光導(dǎo)體(3)和所述光混合裝置(2)至少能夠間接地借助于所述調(diào)節(jié)和/或按壓裝置以能拆卸的方式且優(yōu)選地以彈性的方式連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置尤其是用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，其中，所述光導(dǎo)體(3)能夠通過(guò)所述調(diào)節(jié)和/或按壓裝置被加載朝向所述光混合裝置(2)的按壓壓力，由此，所述光混合構(gòu)件(8)的光出射表面能夠相對(duì)于所述光導(dǎo)體(3)的所述光入射表面以確定的方式定位。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置尤其是用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，其中，在所述光混合裝置(2)與所述光導(dǎo)體(3)之間的所述調(diào)節(jié)和/或按壓裝置包括彈性膨脹儲(chǔ)備，該彈性膨脹儲(chǔ)備尤其用于維持所述按壓壓力和/或用于確保所述調(diào)節(jié)，同時(shí)具有用于熱膨脹運(yùn)動(dòng)的校正能力。
18.根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)光照裝置尤其是用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，其中，所述調(diào)節(jié)和/或按壓裝置包括至少一個(gè)彈簧元件，尤其是環(huán)狀彈簧元件，所述彈簧元件借助于所述軸承套管和/或所述軸承襯套的所述凹陷部，尤其是借助于所述軸承套管和/或所述軸承襯套的所述環(huán)狀槽(10，12)而鎖定在適當(dāng)位置中，所述彈簧元件與所述凹陷部尤其是所述環(huán)狀槽(10，12)的形狀和/或布置相互作用，以便能夠產(chǎn)生所述光導(dǎo)體(3)沿著所述光混合構(gòu)件(8)的軸向方向?qū)λ龉饣旌蠘?gòu)件的按壓壓力。
【文檔編號(hào)】A61C13/15GK103974673SQ201280048998
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月6日
【發(fā)明者】B·森恩 申請(qǐng)人:伊沃克拉爾維瓦登特股份公司