BRPI1004495B1

BRPI1004495B1 - OPTICAL SYSTEM WITH LED LIGHT EMITTER FOR ONDONTOLOGICAL USE

Info

Publication number: BRPI1004495B1
Application number: BRPI1004495-7A
Authority: BR
Inventors: Elizeu Da Silva Ribeiro; Igor Quadros Fernandes; Luiz Antonio De Oliveira; Anderson Luis Zanquim; Orlando Carlos Canôas Guimarães; Fernando De Moraes Mendonça Ribeiro
Original assignee: Mm Optics Ltda
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2023-09-19

Abstract

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. The present invention patent refers to a spherical, prismatic and cylindrical lens system, which with appropriate geometry is capable of producing a rectangular or square light spot, of high efficiency, through the full use of the light emitted by one or more LEDs. , used in dentistry.

Description

[01] 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.[01] The present invention patent refers to 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 a or more LEDs, used in dentistry.

[02] 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.[02] Light sources operating with LED (Light Emitting Diode) emitters are normally composed of the emitter itself - LED and the optics that allow collecting all emitted light and directed appropriately for the desired purpose.

[03] 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 não perceptíveis que permitem atingir o fim desejado com este tipo de dispositivo.[03] While the existence of LED light emitters is the common part of the different types of lighting devices, the optical part is what has the non-perceptible details that allow achieving the desired purpose with this type of device.

[04] 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.[04] In particular, the application of this type of illuminators for dental use requires some extra details. In addition to the geometry of the spot through the optical assembly being important, it is also necessary that the light intensity is very small outside the region delineated by the spot. Lighting outside causes enormous discomfort to the patient.

[05] 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.[05] ABNT's NBR ISO 9680 standard makes requirements regarding color temperature control, as well as establishing brightness limits necessary for its use.

[06] Atualmente existem diversos sistemas que permitem obter spots luminosos adequados empregando LEDs como iluminadores odontológicos.[06] There are currently several systems that allow obtaining suitable light spots using LEDs as dental illuminators.

[07] 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.[07] The patent application PI0504037-0 uses for this purpose an optical system based on the image of the LED light emitter. For this, special thick and obturated lenses are used. In this case, the geometry of the produced spot is limited to the geometry of the light emitter. By having principles through images and not through lenses, it limits the spot produced. The system is not very tolerant to alignment variations, and the uniformity of the final spot may be compromised.

[08] 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.[08] There are also several other foreign patent documents, such as US2002/6752515, US2002/151941, US2006/0239005-A1, US2002/215773-A1, which mention the use of LED as a light source. However, they all use conventional elements such as lenses and collimators or reflectors to produce the light spot. In all these cases, the optics used cause considerable peripheral illumination, compromising its adequate use as an oral dental illuminator, as it will bring a considerable amount of light to the patient's eye.

[09] 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.[09] With the aim of solving these inconveniences and overcoming them, the present patent was developed, which is an optical system with a light emitter - LED capable of producing efficient rectangular or square spots by fully utilizing the emitted light.

[010] A presente invenção poderá ser bem melhor compreendida através da descrição detalhada abaixo em consonância com a figura, onde:[010] The present invention can be better understood through the detailed description below in accordance with the figure, where:

[011] A figura 1 representa a geometria do sistema de lentes com o suporte mecânico e o obturador.[011] Figure 1 represents the geometry of the lens system with the mechanical support and the shutter.

[012] 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.[012] Figure 2 represents the first configuration of the optical system using a flat surface on one of the faces in the primary lens and longitudinal prisms on one of the faces in the secondary lens.

[013] 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.[013] Figure 3 represents the first configuration of the optical system using a cylindrical surface on one of the faces in the primary lens and longitudinal prisms on one of the faces in the secondary lens.

[014] A figura 4 representa a segunda configuração do sistema óptico utilizando uma superfície plana em uma das faces nas lentes primária e secundária.[014] Figure 4 represents the second configuration of the optical system using a flat surface on one side of the primary and secondary lenses.

[015] 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.[015] Figure 5 represents the second configuration of the optical system using a cylindrical surface on one side of the primary lens and a flat surface on one side of the secondary lens.

[016] A Figura 6 representa um gráfico com o perfil de intensidade obtido com as diversas configurações dos sistemas de lentes.[016] Figure 6 represents a graph with the intensity profile obtained with the different configurations of the lens systems.

[017] O sistema óptico com emissor de luz LED utilizado na odontologia será aqui denominado de “sistema”.[017] The optical system with LED light emitter used in dentistry will be referred to here as “system”.

[018] 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.[018] The system has the following components: an LED light emitter (1), a primary lens (2), a secondary lens (3), a shutter (4) that prevents light beams from spreading in a disorderly manner and a mechanical support (5) that allows all its elements to be fixed.

[019] À 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.[019] Using these components, it is possible to obtain lens configurations on the same support, which allow obtaining square or rectangular light spots, taking full advantage of the light emitted by LED light emitters.

[020] 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.[020] The primary and secondary lenses of the “system” always have a spherical face (9) on one of their faces. What will differentiate the desired spot: rectangular or square, which will depend on the primary and secondary lens configuration options.

[021] 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.[021] Configuration (A) (Fig. 2): The primary lens (2) has on its other face a flat surface (6) and the secondary lens (3) has longitudinal prisms (7) on its other face, obtaining a rectangular luminous spot.

[022] 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).[022] 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 rectangular light spot larger than that of configuration (A).

[023] 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.[023] Configuration (C) (Fig.4): The primary lens (2) and the secondary lens (3) have a flat surface (6) on their other faces, obtaining a square light spot.

[024] 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).[024] Configuration (D) (Fig. 5): The primary lens (2) has a cylindrical surface (8) on its other face and the secondary lens (3) has a flat surface (6) on its other face, obtaining a Rectangular light spot larger than that of configuration (C) and smaller than that of configuration (A).

[025] 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-Vertical, fato essencial na definição da geometria precisa do spot de luz, seguindo a lei de refração dos materiais.[025] Varying the distances between the system components as well as the bending beams allows the characteristics of the final light spot to vary. The intensity profile obtained with the “system” is demonstrated in figure 6. An abrupt rise in the H-Horizontal and V-Vertical intensity is noted, an essential fact in defining the precise geometry of the light spot, following the law of refraction of materials.

[026] 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 superpostos para produzir o efeito final desejado.[026] The composition of more than one “system” of the type described above can be used to increase the general intensity of the spot or to compose colors operating in a specific color, in the case of using LED-RGB light emitters (red, green and blue). In this case the sets must be superimposed to produce the desired final effect.

Claims

1.) 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), an obturator (4) and a mechanical support (5) which fixes all its elements.

2.) OPTICAL SYSTEM WITH LED EMITTERS FOR DENTAL USE according to claim 2, characterized by the primary and secondary lenses of the “system” always having a spherical face (9) on one of its faces.

3.) OPTICAL SYSTEM WITH LED EMITTERS FOR DENTAL USE according to claim 2 and 3, characterized by having the following configuration: A) The primary lens (2) has on its other side a flat surface (6) and the secondary lens (3) has longitudinal prisms (7) on its other side, obtaining a rectangular light spot.

4.) OPTICAL SYSTEM WITH LED EMITTERS FOR DENTAL USE according to claim 2 and 3, characterized by having the following configuration: B) The primary lens (2) has on its other side a cylindrical surface (8) and the secondary lens (3) has longitudinal prisms (7) on its other side, obtaining a rectangular light spot larger than that of configuration (A).

5.) OPTICAL SYSTEM WITH LED EMITTERS FOR DENTAL USE according to claim 2 and 3, characterized by having the following configuration: C) The primary lens (2) and the secondary lens (3) have a flat surface on their other faces (6), obtaining a square light spot.

6.) OPTICAL SYSTEM WITH LED EMITTERS FOR DENTAL USE according to claim 2 and 3, characterized by having the following configuration: D) The primary lens (2) has on its other side a cylindrical surface (8) and the secondary lens (3) has a flat surface (6) on its other side, obtaining a rectangular light spot larger than that of configuration (C) and smaller than that of configuration (A).