BRPI1004495A2 - led light emitting lens system for wave use - Google Patents

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BRPI1004495A2
BRPI1004495A2 BRPI1004495A BRPI1004495A2 BR PI1004495 A2 BRPI1004495 A2 BR PI1004495A2 BR PI1004495 A BRPI1004495 A BR PI1004495A BR PI1004495 A2 BRPI1004495 A2 BR PI1004495A2
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dental use
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Portuguese (pt)
Inventor
Elizeu Da Silva Ribeiro
Igor Quadros Fernandes
Orlando Carlos Canoas Guimaraes
Fernando De Moraes Mendonca Ribeiro
Oliveira Luiz Antonio De
Anderson Luis Zanquim
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Mm Optics Ltda
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SISTEMA óPTICO COM EMISSOR DE LUZ LED PARA USO ODONTOLóGICO. Refere-se a presente patente de invenção em um sistema de lentes esférica, prismática e cilíndrica, que com adequada geometria é capaz de produzir um spot luminoso retangular ou quadrado, de alta eficiência, através do uso integral da luz emitida por um ou mais LEDs, utilizado na odontologia.OPTICAL SYSTEM WITH LED LIGHT EMITTER FOR DENTAL USE. Refers to the present invention patent in a spherical, prismatic and cylindrical lens system, which with adequate geometry is capable of producing a rectangular or square luminous spot, of high efficiency, through the full use of the light emitted by one or more LEDs , used in dentistry.

Description

SISTEMA ÓPTICO COM EMISSOR DE LUZ LED PARA USO ODONTOLÓGICO.LED OPTICAL SYSTEM FOR ODONTOLOGICAL USE.

Refere-se a presente patente de invenção em um sistema de lentes esférica, prismática e cilíndrica, que com adequada geometria é capaz de produzir um spot luminoso retangular ou quadrado, de alta eficiência, através do uso integral da luz emitida por um ou mais LEDs, utilizado na odontologia.This invention relates to a spherical, prismatic and cylindrical lens system which, with adequate geometry, is capable of producing a high efficiency rectangular or square light spot through the full use of light from one or more LEDs. , used in dentistry.

Fontes de luz operando com emissores do tipo LED (Light Emitting Diode) normalmente é composta de emissor propriamente dito - LED e a óptica que permite coletar toda luz emitida e direcionada de forma adequada par a finalidade desejada.Light sources operating with light emitting diode (LED) emitters are typically made up of the emitter itself - LED and the optics that allow you to collect all light emitted and properly directed to the desired purpose.

Enquanto a existência dos emissores de luz LED é a parte comum dos diversos tipos de dispositivos de iluminação, a parte óptica é quem possui os detalhes inotáveis que permitem atingir o fim desejado com este tipo de dispositivo.While the existence of LED light emitters is the common part of the various types of lighting devices, the optical part is the one with the incredible details that allow to achieve the desired end with this type of device.

Em especial, a aplicação deste tipo de iluminadores para uso odontológico requer alguns detalhes extras. Além da geometria do spot por intermédio do conjunto óptico ser importante, é necessário também que a intensidade luminosa seja muito pequena fora da região delineada pelo spot. A iluminação fora dele causa enorme desconforto ao paciente.In particular, the application of this type of illuminators for dental use requires some extra details. In addition to the fact that the spot geometry through the optical array is important, the light intensity must also be very small outside the region delineated by the spot. The illumination outside causes enormous discomfort to the patient.

A norma NBR ISO 9680 da ABNT faz exigências com relação ao controle da temperatura de cor, bem como estabelece limites de luminosidade necessários para o seu uso.ABNT's NBR ISO 9680 standard makes demands on color temperature control as well as setting brightness limits required for its use.

Atualmente existem diversos sistemas que permitem obter spots luminosos adequados empregando LEDs como iluminadores odontológicos.Currently there are several systems that allow to obtain adequate light spots using LEDs as dental illuminators.

O pedido de patente de invenção PI0504037-0 utiliza para esta finalidade um sistema óptico baseado na imagem do emissor de luz LED. Para isto, é utilizado lentes espessas e obturadas especiais. Neste caso, a geometria do spot produzido fica limitado à geometria do emissor de luz. Por ter princípios através de imagens e não por meio de lentes, limita o spot produzido. O sistema fica pouco tolerante à variação de alinhamento, podendo ter a uniformidade do spot final comprometida.PI0504037-0 uses for this purpose an optical system based on the image of the LED light emitter. For this, special thick and shutter lenses are used. In this case, the geometry of the spot produced is limited to the geometry of the light emitter. Because it has principles through images and not through lenses, it limits the spot produced. The system is poorly tolerant to alignment variation and may have compromised final spot uniformity.

Há ainda diversos outros documentos de patentes estrangeiras, tais como US2002/6752515, US2002/151941, US2006/0239005-A1, US2002/215773-A1, que citam o emprego de LED como fonte de luz. Porém, todos utilizam elementos convencionais como lentes e colimadores ou refletores para produzir o spot de luz. Em todos estes casos, a óptica utilizada causa uma considerável iluminação periférica, comprometendo o seu adequado uso como iluminador odontológico bucal, pois levará considerável quantidade de luz ao olho do paciente.There are several other foreign patent documents, such as US2002 / 6752515, US2002 / 151941, US2006 / 0239005-A1, US2002 / 215773-A1, which cite the use of LED as a light source. However, all use conventional elements such as lenses and collimators or reflectors to produce the spotlight. In all these cases, the optics used cause considerable peripheral illumination, compromising its proper use as an oral dental illuminator, as it will bring considerable amount of light to the patient's eye.

Com o objetivo de solucionar estes inconvenientes e de superá-los foi que desenvolveu a presente patente, qual seja um sistema óptico com emissor de luz - LED capaz de produzir spots retangulares ou quadrados eficientes por aproveitar de forma integral a luz emitida.In order to solve these problems and overcome them, it was developed that the present patent, which is an optical system with light emitting diode - LED capable of producing rectangular or square spots efficient by taking full advantage of the emitted light.

A presente invenção poderá ser bem melhor compreendida através da descrição detalhada abaixo em consonância com a figura, onde:The present invention may be better understood by the detailed description below in accordance with the figure, where:

A figura 1 representa a geometria do sistema de lentes com o suporte mecânico e o obturador.Figure 1 represents the geometry of the lens system with the mechanical support and the shutter.

A figura 2 representa a primeira configuração do sistema óptico utilizando uma superfície plana em uma das faces na lente primária e prismas longitudinais em uma das faces na lente secundária.Figure 2 represents the first configuration of the optical system using a flat surface on one side of the primary lens and longitudinal prisms on one side of the secondary lens.

A figura 3 representa a primeira configuração do sistema óptico utilizando uma superfície cilíndrica em uma das faces na lente primária e prismas longitudinais em uma das faces na lente secundária.Figure 3 represents the first configuration of the optical system using a cylindrical surface on one side of the primary lens and longitudinal prisms on one side of the secondary lens.

A figura 4 representa a segunda configuração do sistema óptico utilizando uma superfície plana em uma das faces nas lentes primária e secundária.Figure 4 represents the second configuration of the optical system using a flat surface on one side of the primary and secondary lenses.

A Figura 5 representa a segunda configuração do sistema óptico utilizando uma superfície cilíndrica em uma das faces na lente primária e superfície plana em uma das faces na lente secundária.Figure 5 represents the second configuration of the optical system using a cylindrical surface on one side of the primary lens and flat surface on one side of the secondary lens.

A Figura 6 representa um gráfico com o perfil de intensidade obtido com as diversas configurações dos sistemas de lentes.Figure 6 is a graph of the intensity profile obtained with the various lens system configurations.

O sistema óptico com emissor de luz LED utilizado na odontologia será aqui denominado de "sistema".The LED light emitting optical system used in dentistry will be referred to herein as the "system".

O sistema possui os seguintes componentes: um emissor de luz LED (1), uma lente primária (2), uma lente secundária (3), um obturador (4) que permite evitar que feixes de luz se espalhem de forma desordenada e um suporte mecânico (5) que permite fixar todos os seus elementos.The system has the following components: an LED light emitter (1), a primary lens (2), a secondary lens (3), a shutter (4) that prevents uneven scattering of light beams and a bracket mechanical (5) that allows to fix all its elements.

A partir destes componentes, é possível obter configurações de lentes em um mesmo suporte, que permitem obter spots luminosos quadrado ou retangular, aproveitando de forma integral a luz emitida pelos emissores de luz LED.From these components, it is possible to obtain lens configurations in the same holder, which allow to obtain square or rectangular light spots, taking full advantage of the light emitted by LED light emitters.

As lentes primária e secundária do "sistema" sempre possuem face esférica (9) em uma de suas faces. O que irá diferenciar o spot desejado: retangular ou quadrado, que irá depender das opções de configuração de lentes primária e secundária.The primary and secondary "system" lenses always have a spherical face (9) on one of their faces. Which will differentiate the desired spot: rectangular or square, which will depend on the primary and secondary lens configuration options.

Configuração (A) (Fig. 2): A lente primária (2) possui na sua outra face uma superfície plana (6) e a lente secundária (3) possui na sua outra face prismas longitudinais (7), obtendo um spot luminoso retangular.Configuration (A) (Fig. 2): The primary lens (2) has on its other face a flat surface (6) and the secondary lens (3) has on its other face longitudinal prisms (7), obtaining a rectangular spotlight .

Configuração (B) (Fig. 3): A lente primária (2) possui na sua outra face uma superfície cilíndrica (8) e a lente secundária (3) possui em sua outra face prismas longitudinais (7), obtendo um spot luminoso retangular maior que o da configuração (A). Configuração (C) (Fig.4): A lente primária (2) e a lente secundária (3) possuem em suas outras faces uma superfície plana (6), obtendo um spot luminoso quadrado.Configuration (B) (Fig. 3): The primary lens (2) has on its other face a cylindrical surface (8) and the secondary lens (3) has on its other face longitudinal prisms (7), obtaining a rectangular spotlight greater than setting (A). Configuration (C) (Fig.4): The primary lens (2) and the secondary lens (3) have on their other faces a flat surface (6), obtaining a square light spot.

Configuração (D) (Fig. 5): A lente primária (2) possui na sua outra face uma superfície cilíndrica (8) e a lente secundária (3) possui na sua outra face superfície plana (6), obtendo um spot luminoso retangular maior que o da configuração (C) e menor do que o da configuração (A).Configuration (D) (Fig. 5): The primary lens (2) has on its other face a cylindrical surface (8) and the secondary lens (3) has on its other face a flat surface (6), obtaining a rectangular light spot. greater than setting (C) and smaller than setting (A).

A variação das distâncias entre os componentes do sistema bem como dos feixes de curvatura permitem variar as características do spot luminoso final. O perfil de intensidade obtido com o "sistema" é demonstrado na figura 6. Nota-se uma subida abrupta da intensidade H- Horizontal e V-Vertical5 fato essencial na definição da geometria precisa do spot de luz, seguindo a lei de refração dos materiais.The variation of the distances between the system components as well as the bending beams allows to vary the characteristics of the final light spot. The intensity profile obtained with the "system" is shown in figure 6. There is an abrupt increase in the intensity H-Horizontal and V-Vertical5, which is essential in defining the precise geometry of the light spot, following the law of refraction of materials. .

A composição de mais de um "sistema" do tipo descrito acima pode ser utilizado para aumentar a intensidade geral do spot ou para compor cores operando numa cor específica, no caso de utilizar emissores de luz LED-RGB (vermelho, verde e azul). Neste caso os conjuntos devem ser super-impostos para produzir o efeito final desejado.The composition of more than one "system" of the type described above may be used to increase the overall intensity of the spot or to compose colors operating on a specific color when using LED-RGB (red, green and blue) light emitters. In this case the sets must be over-imposed to produce the desired end effect.

Claims (9)

1. SISTEMA ÓPTICO COM EMISSOR LED PARA USO ODONTOLOGICO caracterizado por produzir um spot luminoso de geometria pré-determinada, retangular ou quadrado, de alta eficiência, aproveitando a luz emitida pelo LED de forma integral, sem iluminação periférica.1. LED OPTICAL SYSTEM FOR DENTAL USE characterized by producing a luminous spot of predetermined, rectangular or square geometry, of high efficiency, taking advantage of the light emitted by the LED in full, without peripheral illumination. 2. SISTEMA ÓPTICO COM EMISSORES LEDS PARA USO ODONTOLOGICO caracterizado por possuir os seguintes componentes: um emissor de luz LED (1), uma lente primária (2), uma lente secundária (3), um obturador (4) que permite evitar que feixes de luz se espalhem de forma desordenada e um suporte mecânico (5) que permite fixar todos os seus elementos, aqui denominados de "sistema".2. OPTICAL SYSTEM WITH LED EMITTERS FOR DENTAL USE characterized by having the following components: an LED light emitter (1), a primary lens (2), a secondary lens (3), a shutter (4) to prevent beams scattered in a disorderly manner and a mechanical support (5) for fixing all of its elements, here referred to as the "system". 3. SISTEMA ÓPTICO COM EMISSORES LEDS PARA USO ODONTOLOGICO de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelas lentes primária e secundária do "sistema" sempre possuírem face esférica (9) em uma de suas faces.Optical system with LED emitters for dental use according to claim 2, characterized in that the primary and secondary "system" lenses always have a spherical face (9) on one of their faces. 4. SISTEMA ÓPTICO COM EMISSORES LEDS PARA USO ODONTOLOGICO de acordo com a reivindicação 2 e 3, caracterizado por possuir a seguinte configuração: A) (Fig. 2): A lente primária (2) possui na sua outra face uma superfície plana (6) e a lente secundária (3) possui na sua outra face prismas longitudinais (7), obtendo um spot luminoso retangular.Optical LED-emitting system for dental use according to claims 2 and 3, characterized in that it has the following configuration: A) (Fig. 2): The primary lens (2) has a flat surface (6) on its other face. ) and the secondary lens (3) has longitudinal prisms (7) on its other face, obtaining a rectangular light spot. 5. SISTEMA ÓPTICO COM EMISSORES LEDS PARA USO ODONTOLOGICO de acordo com a reivindicação 2 e 3, caracterizado por possuir a seguinte configuração: B) (Fig. 3): A lente primária (2) possui na sua outra face uma superfície cilíndrica (8) e a lente secundária (3) possui em sua outra face prismas longitudinais (7), obtendo um spot luminoso retangular maior que o da configuração (A).Optical LED-emitting system for dental use according to claims 2 and 3, characterized in that it has the following configuration: B) (Fig. 3): The primary lens (2) has a cylindrical surface (8) on its other face. ) and the secondary lens (3) has longitudinal prisms (7) on its other face, obtaining a larger rectangular light spot than the configuration (A). 6. SISTEMA ÓPTICO COM EMISSORES LEDS PARA USO ODONTOLOGICO de acordo com a reivindicação 2 e 3, caracterizado por possuir a seguinte configuração: C) (Fig.4): A lente primária (2) e a lente secundária (3) possuem em suas outras faces uma superfície plana (6), obtendo um spot luminoso quadrado.Optical system with LED emitters for dental use according to claims 2 and 3, characterized in that it has the following configuration: C) (Fig. 4): The primary lens (2) and the secondary lens (3) have in their other faces a flat surface (6), obtaining a square light spot. 7. SISTEMA ÓPTICO COM EMISSORES LEDS PARA USO ODONTOLOGICO de acordo com a reivindicação 2 e 3, caracterizado por possuir a seguinte configuração: D) (Fig. 5): A lente primária (2) possui na sua outra face uma superfície cilíndrica (8) e a lente secundária (3) possui na sua outra face superfície plana (6), obtendo um spot luminoso retangular maior que o da configuração (C) é menor do que o da configuração (A).Optical LED-emitting system for dental use according to Claims 2 and 3, characterized in that it has the following configuration: D) (Fig. 5): The primary lens (2) has a cylindrical surface (8) on its other face. ) and the secondary lens (3) has on its other face a flat surface (6), obtaining a rectangular spotlight larger than that of configuration (C) is smaller than that of configuration (A). 8. SISTEMA ÓPTICO COM EMISSORES LEDS PARA USO ODONTOLOGICO de acordo com as reivindicação 4, 5, 6, 7, 8, caracterizado pela variação das distâncias entre os seus elementos bem como dos feixes de curvatura permitirem variar as características do spot luminoso final.Optical LED-emitting system for odontological use according to claims 4, 5, 6, 7, 8, characterized in that the variation of the distances between its elements as well as the bending beams allow the characteristics of the final light spot to be varied. 9. SISTEMA ÓPTICO COM EMISSORES LEDS PARA USO ODONTOLOGICO de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, caracterizado por permitir acoplar vários sistemas de cores de LEDs diferentes, super-impostas, produzindo a cor desejada, sempre preservando a geometria do spot luminoso.OPTICAL SYSTEM WITH LED EMITTERS FOR DENTAL USE according to claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, characterized in that it allows the coupling of various color systems of different superimposed LEDs to produce color. always preserving the geometry of the spotlight.
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CN109099389A (en) * 2018-08-16 2018-12-28 浙江彩丞照明科技有限公司 A kind of non-spherical lens that square focus spot Uniform Illumination may be implemented

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