DE10144414A1

DE10144414A1 - Device for hardening of photo-polymerizable material, especially for dental use, has a target light source that emits a visible light beam that is used to ensure the hardening light beams are correctly focussed

Info

Publication number: DE10144414A1
Application number: DE2001144414
Authority: DE
Inventors: Felix Lutz; Wolfgang Plank; Gottfried Rohner
Original assignee: Ivoclar Vivadent AG
Current assignee: Ivoclar Vivadent AG
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2003-03-27

Abstract

Light hardening device has a multiplicity of light sources arranged to emit light of different wavelengths in essentially the same direction. A targeting light source is provided that generates a target light beam of a wavelength different to that of the useful beam wavelengths. The target light beam is focussed on the center of the object to be hardened.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lichthärtgerät, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to a light curing device, according to the Preamble of claim 1.

Es sind zahlreiche Lichthärtgeräte vorgeschlagen worden, mit denen photopolymerisierbare Materialien im Mund des Patienten ausgehärtet werden sollen. Derartige Lichthärtgeräte werden heutzutage vielfach eingesetzt, um eine rasche Behandlung zu ermöglichen. Um zu gewährleisten, dass die Durchhärtung vollständig realisiert wird, wird üblicherweise mit einer gewissen "Sicherheitsmarge" gehärtet, also länger als es theoretisch erforderlich wäre. Numerous light curing devices have been proposed with which photopolymerizable materials in the patient's mouth should be cured. Such light curing devices widely used nowadays to provide quick treatment enable. To ensure that the hardening is fully realized, usually with a certain "Safety margin" hardened, so longer than it theoretically would be required.

Die Durchhärtung erfolgt in der Regel so, dass zunächst die Oberflächenschichten gehärtet werden. Durch diese bereits gehärteten Schichten hindurch muss dann die für die Polymerisation erwünschte Strahlung hindurchdringen und die dortigen, tiefer liegenden Schichten durchhärten. Problem hierbei ist, dass der Zahnarzt regelmäßig nicht erkennen kann, ob auch die tiefer liegenden Schichten gehärtet sind. The hardening usually takes place in such a way that the Surface layers are hardened. Through this already hardened layers must then be used for the Polymerization penetrate the desired radiation and the harden deeper layers. Problem here is that the dentist cannot regularly recognize whether or not the deeper layers are hardened.

Eine zu große Sicherheitsmarge ist andererseits unerwünscht, da eine zu lange Härtezeit für die Patienten lästig ist. Gerade bei Restaurationen im Unterkiefer-Bereich neigt der Patient bei längeren Zeiten dazu, den Unterkiefer zu bewegen, so dass er emittierte Lichtstrahl möglicherweise nicht präzise auf die Restauration trifft. On the other hand, a safety margin that is too large is undesirable, because a too long curing time is annoying for the patients. Especially in the case of restorations in the lower jaw area, the tends Patient with longer times to move the lower jaw, so that he may not be emitting light beam precisely meets the restoration.

Um die Handhabung zu verbessern, ist es bekannt geworden, den Lichtleitstab an dem Behandlungsende um beispielsweise um 45° abgekröpft herzustellen. Andererseits leidet die Zielgenauigkeit durch die Abkröpfung des Lichtleitelements etwas, denn bereits ein leichtes Drehen des Lichthärtgeräts läßt den Zielbereich von dem Restaurat abweichen. Dies gilt insbesondere für stiftförmige Lichthärtgeräte, bei Lichthärtgeräten also, bei denen keine Pistolenform vorliegt. To improve handling, it has become known that Light guide rod at the end of the treatment, for example by 45 ° produce cranked. On the other hand, she suffers Accuracy by angling the light-guiding element somewhat, because a slight turn of the light curing device leaves the Target area deviate from the restoration. This is especially true for pen-shaped light curing devices, i.e. for light curing devices, where there is no pistol shape.

Neuere photopolymerisierbare Massen weisen häufig Katalysatoren mit mindestens zwei unterschiedlichen spektralen Empfindlichkeitsmaxima auf. Aufgrund der Fortschritte der LED- Technik ist es möglich, auch eine LED mit Emissionsmaximum im kurzwelligen sichtbaren Bereich oder auch im UV-Bereich herzustellen. Beispielsweise können dementsprechend Lichthärtgeräte umschaltbare Emissionsmaxima in den Bereichen von 505 Nanometern, 470 Nanometern und 420 Nanometern aufweisen. Die Lichthärtung durch die betreffenden Leuchtdiodengruppen mit unterschiedlichen Emissionsmaxima kann sowohl parallel als auch sequentiell erfolgen, wobei ein Lichthärtgerät mit mehreren Emissionsmaxima beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung 101 25 340.0 beschrieben ist. Die Zuverlässigkeit der Durchhärtung gerade auch bei der bevorzugten sequentiellen Ansteuerung der unterschiedlichen Leuchtdiodengruppen wäre allerdings verbesserungswürdig. Newer photopolymerizable compositions often have Catalysts with at least two different spectrals Sensitivity maxima. Due to the progress of LED Technology, it is also possible to use an LED with an emission maximum short-wave visible range or also in the UV range manufacture. For example, light curing devices can accordingly switchable emission maxima in the range of 505 Nanometers, 470 nanometers and 420 nanometers. The Light curing with the relevant LED groups different emission maxima can be both parallel and also take place sequentially, with a light curing device several emission maxima, for example in the German one Patent application 101 25 340.0 is described. The Reliability of the hardening especially with the preferred sequential control of the different LED groups would, however, be in need of improvement.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Lichthärtgerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, das eine zuverlässigere Aushärtung auch beim Wechsel von Emissionsmaxima ermöglicht. The invention is therefore based on the object To create light curing device according to the preamble of claim 1 more reliable curing even when changing from Emission maxima enabled.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. This object is achieved by claim 1. Advantageous further developments result from the Dependent claims.

Die erfindungsgemäße Besonderheit liegt in der Realisierung eines separaten Zielstrahls, der den behandelnden Zahnarzt darauf hinweist, an welcher Stelle der Bestrahlungsbereich des Lichthärtgeräts liegt. Hierzu ist bevorzugt eine zentral angeordnete Lichtquelle vorgesehen, die vorzugsweise ein deutlich anderes Emissionsmaximum - und damit eine deutlich andere Farbe - als die Nutz-Lichtquelle aufweist. Besonders günstig ist es, wenn die Zielstrahl-Lichtquelle die Strahlung der Nutz-Lichtquellen überlagert, so dass keine separate Fokussieroptik und dergleichen vorgesehen werden muss. Durch die zentrale Anordnung der Ziel-Lichtquelle wird der Ziel-Lichtpunkt immer zentral dem Emissionsbereich oder Lichtfleck des Lichthärtgeräts zugeleitet. Durch die entsprechende Farbwahl, wie beispielsweise ein intensives Rot, hat der Zahnarzt einen Zielpunkt, der auf dem Bestrahlungsbereich sichtbar ist. The special feature of the invention is the implementation a separate aiming beam that the dentist treating indicates at which point the radiation area of the Light curing device is. For this purpose, one is preferably central arranged light source provided, which is preferably a clearly a different emission maximum - and therefore a significantly different one Color - as the useful light source exhibits. Very cheap it is when the target beam light source emits the radiation from the Useful light sources superimposed so that no separate Focusing optics and the like must be provided. Through the The central arrangement of the target light source is the Target light point always central to the emission area or light spot of the Light curing device supplied. By choosing the right color, like an intense red, the dentist has one Target point that is visible on the radiation area.

Gemäß einem weiteren, besonders günstigen Gesichtspunkt läßt sich die Ziel-Lichtquelle vor dem Start der Lichthärtung einschalten. Hierdurch kann der Zahnarzt dann gezielt eine genau bemessene Härtestrahlung auf das Restaurat oder Zahnersatzteil abgeben. Dies stellt einen besonderen Vorteil gegenüber den bislang bekannten Lösungen dar, bei denen der Zahnarzt erst mit Einschalten der Nutzlichtquellen sehen konnte, wie das Lichthärtgerät exakt ausgerichtet war. According to another, particularly favorable point of view the target light source before starting light curing turn on. This allows the dentist to target exactly one rated hardness radiation on the restoration or dental prosthesis submit. This represents a particular advantage over the previously known solutions in which the dentist first with switching on the useful light sources could see how that Light curing device was precisely aligned.

Erfindungsgemäß besonders günstig ist es, dass separate Lichtquellengruppen mit unterschiedlichen Emissionsmaxima auf einem gemeinsamen Kühlkörper realisierbar sind. Beispielsweise können vier Lichtquellengruppen vorgesehen sein, nämlich eine Lichtquellengruppe mit einem Emissionsmaximum im Bereich von 420 Nanometer, eine mit einem Emissionsmaximum im Bereich von 470 Millimeter und eine mit einem Emissionsmaximun im Bereich von 505 Millimeter. Zusätzlich können beispielweise weiße LEDs zur Beleuchtung oder beispielsweise für die Kariesprophylaxe eingesetzt werden. According to the invention, it is particularly favorable that separate Light source groups with different emission maxima on one common heat sink can be realized. For example four light source groups can be provided, namely one Light source group with an emission maximum in the range of 420 nanometers, one with an emission maximum in the range of 470 millimeters and one with an emission maximum in the range of 505 millimeters. In addition, for example, white LEDs for lighting or for example for caries prevention be used.

Gemäß einer besonders günstigen Ausgestaltung sind die Gruppen von Leuchtdioden ringförmig angeordnet. Hierdurch läßt sich eine gute Leuchtdichte im Vergleich zur emittierenden Oberfläche realisieren, wobei zugleich durch Separierung der gleichzeitig eingeschalteten Leuchtdioden einer Gruppe eine verbesserte Wärmeableitung gegeben ist. According to a particularly favorable embodiment, the groups are arranged in a ring by LEDs. This allows good luminance compared to the emitting surface realize, while at the same time by separating the simultaneously switched on LEDs of a group an improved Heat dissipation is given.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Further advantages, details and features result from the following description of an embodiment based on the drawing.

Es zeigt It shows

Die einzige Figur der Zeichnung eine schematische Darstellung der Anordung von Halbleiter-Strahlungsquellen für die Realisierung eines erfindungsgemäßen Lichthärtgeräts. The only figure of the drawing is a schematic representation the arrangement of semiconductor radiation sources for the Realization of a light curing device according to the invention.

Ein erfindungsgemäßes Lichthärtgerät 10 weist eine Mehrzahl von Lichtquellen 12 auf, zu denen zahlreiche Nutz-Lichtquellen 14 sowie eine Ziel-Lichtquelle 16 gehören. Die Lichtquellen sind auf der Oberfläche eines Kühlkörpers 18 montiert, beispielsweise in der Art gemäß Fig. 1 der deutschen Patentanmeldung 101 25 343, auf die insofern vollinhaltlich Bezug genommen wird. A light curing device 10 according to the invention has a plurality of light sources 12 , including numerous useful light sources 14 and a target light source 16 . The light sources are mounted on the surface of a heat sink 18 , for example in the manner shown in FIG. 1 of German patent application 101 25 343, to which full reference is made in this respect.

Auch wenn gemäß der Darstellung in der einzigen Figur eine Vielzahl von Lichtquellen auf einen gemeinsamen Kühlkörper angeordnet sind, versteht es sich, dass eine beliebige andere Ausgestaltung auch möglich ist, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können anstelle von LED-Chips Laserdioden verwendet werden, deren Anzahl aufgrund der höheren Lichtintensität entsprechend reduziert werden kann. Even if as shown in the single figure Variety of light sources on a common heat sink are arranged, it is understood that any other Embodiment is also possible without the scope of the invention to leave. For example, instead of LED chips Laser diodes are used, the number of which is due to the higher light intensity can be reduced accordingly.

Während es bevorzugt ist, die Lichtquellen in an sich bekannter Weise im Gehäuse eines pisolenförmigen Lichthärtgeräts unterzubringen und die Strahlung 10 über einen Lichtleitstab dem Mund des Patienten zuzuführen, versteht es sich, dass anstelle dessen auch eine modifizierte Ausgestaltung möglich ist, bei der die Mehrfachanordnung der LED-Chips an der Spitze des Lichthärtgeräts angeordnet ist. While it is preferred to accommodate the light sources in a manner known per se in the housing of a gun-shaped light curing device and to supply the radiation 10 to the patient's mouth via a light guide rod, it goes without saying that a modified configuration is also possible instead, in which the multiple arrangement of the LED chips are arranged at the top of the light curing device.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Lichtquellen in Leuchtkreisen 20, 22 angeordnet. Die Nutzlichtquellen 14 sind in vier Gruppen zusammengefaßt, nämlich die blauen Lichtquellen 24a bis 24d mit einem Emissionsmaximum im Bereich von 420 Nanometer, die blauen Lichtquellen 26a bis 26d mit einem Emissionsmaximum im Bereich von 470 Nanometern, die grünen Lichtquellen 28a bis 28d mit einem Emissionsmaximum im Bereich von 505 Nanometer, sowie die weißen Lichtquellen 30a bis 30d. Die Leistung jeder der LED-Chips beträgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel je mehr als 400 mW/cm². Demgegenüber ist die Ziel-Lichtquelle 16 im dargestellten Ausführungsbeispiel als rote, sehr hell leuchtende Lichtquelle ausgebildet, deren Leistung höher als die der Nutzlichtquellen ist. Sie ist zentral angeordnet. In the exemplary embodiment shown, the light sources are arranged in light circles 20 , 22 . The useful light sources 14 are grouped into four groups, namely the blue light sources 24 a to 24 d with an emission maximum in the range of 420 nanometers, the blue light sources 26 a to 26 d with an emission maximum in the range of 470 nanometers, the green light sources 28 a to 28 d with an emission maximum in the range of 505 nanometers, and the white light sources 30 a to 30 d. The power of each of the LED chips in the illustrated embodiment is more than 400 mW / cm ² . In contrast, the target light source 16 in the exemplary embodiment shown is designed as a red, very brightly illuminating light source, the output of which is higher than that of the useful light sources. It is arranged centrally.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel fällt das von hier emittierte Licht durch die Optik, also durch den Lichtleitstab, der für die Nutz-Lichtquellen bestimmt ist. In einer modifizierten Ausgestaltung ist demgegenüber vorgesehen, eine Lichtquelle vorzusehen, die das von der Ziel-Lichtquelle (16) emittierte Licht genau zentral und fokussiert dem Zielbereich zuleitet. Dies kann beispielsweise durch eine separate Fokussiereinrichtung geschehen. In the exemplary embodiment shown, the light emitted from here falls through the optics, ie through the light guide rod, which is intended for the useful light sources. In a modified embodiment, on the other hand, it is provided to provide a light source which directs the light emitted by the target light source ( 16 ) precisely to the target area in a focused manner. This can be done, for example, by a separate focusing device.

Erfindungsgemäß besonders günstig ist es, dass die Nutz-Lichtquellen 14 von der Ziel-Lichtquelle 16 separat schaltbar sind. Hierdurch läßt sich die Ziel-Lichtquelle bereits vorab einschalten, so dass die volle Nutzenergie sicher dem Restaurat oder Zahnersatzteil zugeleitet werden kann. According to the invention, it is particularly favorable that the useful light sources 14 can be switched separately from the target light source 16 . This enables the target light source to be switched on in advance so that the full useful energy can be safely supplied to the restoration or dental prosthesis.

Claims

1. Light curing device with a plurality of light sources which emit light in the same direction of different wavelengths, characterized in that a target light source is provided which emits a separate target beam, the wavelength of at least the wavelength of a useful light source ( 14th ) is different and that the target light source ( 16 ) is directed to the object to be hardened.

2. Light curing device according to claim 1, characterized in that the target light source ( 16 ) focuses in the center of the surface to be irradiated.

3. Light curing device according to one of the preceding claims, characterized in that the target light source ( 16 ) is arranged centrally and its light beam is guided via a focusing device of the useful light sources ( 14 ).

4. Light curing device according to one of the preceding claims, characterized in that the target light source ( 16 ) has an LED chip and is mounted together with the other light sources on a base body ( 18 ) and is in thermal contact with the base body.

5. Light curing device according to one of the preceding claims, characterized in that LED chips emitting in the blue spectral range are provided as useful light sources ( 14 ).

6. Light curing device according to one of the preceding claims, characterized in that the useful light sources ( 14 ) are combined in groups of light-emitting diodes with different spectra, which in particular can be controlled separately.

7. Light curing device according to one of the preceding claims, characterized in that each group of useful light sources ( 14 ) has an emission maximum in the ranges of 420 nanometers, 470 nanometers and 505 nanometers.

8. Light curing device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one illumination light source ( 30 a to 30 d), in particular a plurality of white light-emitting diodes, is provided, with which a working field can be illuminated.

9. Light curing device according to one of the preceding claims, characterized in that the light sources of each group are arranged substantially distributed over the surface of a base body ( 18 ).

10. Light curing device according to one of the preceding claims, characterized in that a base body ( 18 ) for receiving light sources is divided into a ring.

11. Light curing device according to one of the preceding claims, characterized in that the target beam of the target light source ( 16 ) is directed to the object to be cured.

12. Light curing device according to one of the preceding claims, characterized in that the target light source ( 16 ) and the illuminating light source ( 30 ) can be controlled independently of one another.