DE112017002442T5

DE112017002442T5 - Dentales Lichthärtungssystem mit drahtloser Ladestruktur hiervon

Info

Publication number: DE112017002442T5
Application number: DE112017002442.0T
Authority: DE
Inventors: Durok Jung; Kyoungsoo Shin
Original assignee: DXM Co Ltd; Dentazon Corp
Current assignee: DXM Co Ltd; Dentazon Corp
Priority date: 2016-05-11
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2019-02-28
Also published as: WO2017197191A1; KR101754935B1

Abstract

Die Erfindung betrifft das Gebiet eines dentalen Lichthärtungssystems zum Härten von Verbundmaterialien durch Licht. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lichthärtungssystem bereitzustellen, das eine Quelle von lichtemittierenden Dioden (LEDs) verwendet, um Licht zu erzeugen, das imstande ist, Verbundmaterialien zu härten. Das Härten von Verbundmaterialien beinhaltet das Polymerisieren von Monomeren zu langlebigen Polymeren. Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Lichthärtungssystem bereit, das mehrere LED-Chips aufweist, um gut verteilte Wärme durch den Leiter bereitzustellen, um die Wärme und die Verformung der Lichtleiter zu verringern. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine drahtlose Ladestruktur in einer drahtlosen Vorrichtung und genauer gesagt eine drahtlose Ladestruktur in einer drahtlosen Vorrichtung, die ein stabiles Laden durch Aufrechterhalten einer Temperatur eines Empfangsmoduls bei einer niedrigen Temperatur bereitstellt, wenn eine drahtlose Vorrichtung mit einer langen und kleinen Querschnittsfläche geladen wird.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der Priorität der vorläufigen U.S. Patentanmeldung 62/334,781 , eingereicht am 11. Mai 2016, und der koreanischen Patentanmeldung 10-2016-0109013 , eingereicht am 26. August 2016, deren beider Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindungen betreffen dentale Lichthärtungssysteme zum Härten von Verbundmaterialien durch Licht und drahtlose Ladestrukturen.
HINTERGRUND
Medizinische Vorrichtungen, insbesondere kleine medizinische Vorrichtungen vom Stifttyp, wurden eine Klasse von Vorrichtungen mit hoher Verwendbarkeit aufgrund ihrer Tragbarkeit, die eine drahtlose Leistungsversorgung umfasst. Es gibt jedoch immer noch einen Bedarf, um die Sicherheit der Vorrichtungen, wie beispielsweise das Beibehalten der Temperatur der Vorrichtung für den Gebrauch, aufrechtzuerhalten.
Auf dem Gebiet der Zahnmedizin werden dentale Kavitäten häufig mit photoempfindlichen Verbindungen gefüllt und/oder abgedichtet, die durch Belichtung mit Strahlungsenergie, wie beispielsweise sichtbarem Licht, gehärtet werden. Diese Verbindungen, die gewöhnlicherweise als lichthärtbare Verbindungen bezeichnet werden, werden innerhalb dentaler Kavitätspräparationen oder auf dentalen Oberflächen platziert, wo sie anschließend durch Licht bestrahlt werden. Das bestrahlte Licht bewirkt, dass photoempfindliche Komponenten innerhalb der Verbindungen polymerisieren, um dadurch die lichthärtbaren Verbindungen innerhalb der dentalen Kavitätspräparation oder einem anderen gewünschten Ort zu härten.
Existierende Lichthärtungsvorrichtungen sind typischerweise mit einer Lichtquelle konfiguriert, wie beispielsweise einer QTH(quartz-tungsten-halogen)-Glühbirne oder einer LED-Lichtquelle. QTH-Glühbirnen sind besonders nützlich, weil sie konfiguriert sind, um ein breites Lichtspektrum zu erzeugen, das verwendet werden kann, um einen breiten Bereich von Produkten zu härten. Insbesondere ist eine QTH-Glühbirne typischerweise konfiguriert, um ein kontinuierliches Lichtspektrum in einem bevorzugten Bereich von etwa 350 nm bis etwa 500 nm zu emittieren. Einige QTH-Glühbirnen können sogar ein breiteres Lichtspektrum emittieren, obwohl Filter typischerweise verwendet werden, um den Bereich des emittierten Lichts auf den oben erwähnten bevorzugten Bereich zu begrenzen.
Ein Grund, dass es nützlich ist, dass die QTH-Glühbirne ein breites Lichtspektrum emittiert, ist, dass viele dentale Verbindungen bei unterschiedlicher Wellenlängen härten. Zum Beispiel ist Campherchinon ein gebräuchlicher Photoinitiator, der am besten auf Licht anspricht, das eine Wellenlänge von etwa 460 nm bis etwa 470 nm aufweist. Andere lichthärtbare Produkte, die viele Klebstoffe umfassen, werden jedoch gehärtet, wenn sie durch Licht mit Wellenlängen in einem Bereich von 350 nm bis 400 nm bestrahlt werden. Demgemäß können QTH-Glühbirnen verwendet werden, um sowohl Campherchinon-initiierte Produkte als auch Klebstoffe zu härten.
Ein Problem mit QTH-Glühbirnen ist jedoch, dass sie eine relativ hohe Wärmemenge erzeugen, was es unpraktisch macht, QTH-Glühbirnen auf den Abschnitten der Lichthärtungsvorrichtungen zu platzieren, die in den Mund eines Patienten eingeführt werden. Insbesondere wenn die QTH-Glühbirnen an den Spitzen der Lichthärtungsvorrichtungen angeordnet wurden, könnte die durch die QTH-Glühbirnen erzeugte Wärme das empfindliche Mundgewebe des Patienten verbrennen oder erregen. Demgemäß sind die QTH-Glühbirnen typischerweise fern von dem Bereich der Lichthärtungsvorrichtung angeordnet, die in einen Patientenmund eingeführt wird. Die durch QTH-Glühbirnen erzeugte Wärme stellt ebenfalls eine Energieverschwendung dar, welche die Leistungsanforderung erhöht, um eine gewünschte Lichtintensität zu erreichen.
Um das durch eine QTH-Glühbirne emittierte Licht an den gewünschten Ort innerhalb eines Patientenmundes zu kanalisieren und zu richten, müssen existierende Lichthärtungen Lichtleiter, wie beispielsweise faseroptische Stäbe und rohrförmige Lichtleiter oder spezielle Reflektoren benutzen. Obwohl faseroptische Stäbe und Reflektoren für ihre beabsichtigten Zwecke nützlich sind, sind sie etwas unerwünscht, weil sie zu den Kosten und dem Gewicht der Geräte beitragen können, um dadurch die Gesamtkosten und die Schwierigkeit des Durchführens der dentalen Lichthärtungsverfahren zu erhöhen.
In einem Versuch, die oben erwähnten Probleme zu überwinden, wurden einige Licht-erzeugende Vorrichtungen unter Verwendung von alternativen Licht-Erzeugungsquellen, wie beispielsweise lichtemittierenden Dioden (LEDs), hergestellt, die im Allgemeinen konfiguriert sind, um nur Licht bei speziellen Wellenlängen zu strahlen, um dadurch den Bedarf für spezielle Filter zu beseitigen und im Allgemeinen die Menge an Eingangsleistung zu verringern, die erforderlich ist, um eine gewünschte Strahlungsausgabe zu erzeugen.
Angesichts des Vorhergehenden existiert ein Bedarf, dentale Lichthärtungen zu entwickeln, die mehrere LEDs umfassen, die imstande sind, gleichmäßigere Intensitäten von jeder gegebenen Wellenlänge über die volle Ausleuchtzone des emittierten Lichtes bereitzustellen. Es würde eine weitere Verbesserung sein, eine dentale Lichthärtung bereitzustellen, die imstande ist, unterschiedliche Wellenlängen über die volle Ausleuchtzone von emittiertem Licht besser zu vermischen, um ein breiteres Lichtspektrum über die volle Ausleuchtzone bereitzustellen.
Weil sich das Gebiet der elektronischen Technologie dramatisch entwickelt hat, wurden drahtlose Vorrichtungen, die ein drahtloses Laden verwenden, diversifiziert und der Gebrauch hiervon wurde erhöht. Während die drahtlosen Vorrichtungen nicht mit der Leistung über Kabel verbunden sind, enthalten die drahtlosen Vorrichtungen wiederaufladbare Batterien, die drahtlos geladen werden. In letzter Zeit wurden Techniken zum drahtlosen Laden häufig in drahtlosen Vorrichtungen, wie beispielsweise Smartphones, verwendet.
Eine drahtlose Lademethode vom magnetischen Induktionstyp umfasst ein in die drahtlose Vorrichtung eingebautes Elektroleistungsempfangsmodul, bettet ein Elektroleistungsübertragungsmodul innerhalb eines Ladegeräts ein und lädt eine Batterie durch Übertragen einer elektrischen Leistung mittels einer magnetischen Induktion. Zu diesem Zweck werden jeweils eine Empfangsspule (RX coil) und eine Transmissionsspule (TX coil) innerhalb der drahtlosen Vorrichtung bzw. des Ladegeräts bereitgestellt. In dem magnetischen Induktionsprozess zum drahtlosen Laden wird beträchtliche Wärme in dem Empfangsmodul erzeugt. Wenn die Temperatur des Empfangsmoduls erhöht wird, wird der Widerstand erhöht und viel Wärme erzeugt. Wenn viel Wärme erzeugt wird, wird eine Ladeleistung verringert und es gibt einen Verlust aufgrund der Wärme.
Unter den drahtlosen Vorrichtungen wird eine drahtlose Vorrichtung vom Stifttyp mit einer langen Länge und einer kleinen Querschnittsfläche gewöhnlicherweise konfiguriert, um ein Empfangsmodul auf einer Bodenoberfläche zum Laden zu platzieren. In diesem Fall ist das Empfangsmodul konfiguriert, um einen kleinen Durchmesser gemäß einer Querschnittsform der drahtlosen Vorrichtung zu bilden. Demgemäß wird während eines drahtlosen Ladeprozesses die Wärme in einer kleinen Fläche konzentriert und eine große Wärmemenge erzeugt.
Unter den drahtlosen Vorrichtungen muss eine Lichthärtungsvorrichtung, ein dentales Ladegerät usw., die in der Zahnmedizin verwendet werden, einen elektrischen und elektronischen medizinischen Gerätestandard erfüllen, so dass eine Temperatur eines Teils, das mit menschlicher Haut in Kontakt gelangt, 41°C nicht überschreiten sollte.
Wenn eine drahtlose Lademethode mittels magnetischer Induktion, wie oben erwähnt, mit einer herkömmlichen Lichthärtungsvorrichtung oder einem dentalen Ladegerät usw. benutzt wird, gibt es jedoch ein Problem, dass der elektrische und elektronische medizinische Gerätestandard nicht erfüllt werden kann, weil die durch das Empfangsmodul erzeugte Wärme bewirkt, dass eine Temperatur einer Außenoberfläche auf 50-60°C ansteigt.
Alternativ zu dem existierenden Verfahren gibt es nach wie vor einen Bedarf für eine Technologie, um die drahtlosen medizinischen Vorrichtungen, wie beispielsweise ein dentales Lichthärtungssystem, innerhalb der anwendbaren Temperatur für den medizinischen Gebrauch zu halten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lichthärtungssystem bereitzustellen, das eine Quelle von lichtemittierenden Dioden (LEDs) verwendet, um Licht zu erzeugen, das imstande ist, Verbundmaterialien zu härten. Das Härten von Verbundmaterialien beinhaltet ein Polymerisieren von Monomeren zu langlebigen Polymeren. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Lichthärtungssystem bereit, das mehrere LED-Chips aufweist, um gut verteilte Wärme durch den Leiter hindurch bereitzustellen, um die Wärme und Verformung der Lichtleiter zu verringern. Zusätzliche Unterschiede zwischen der Erfindung und dem Stand der Technik werden beim Lesen des nachstehenden Textes in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen offensichtlich.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine drahtlose Ladestruktur in einer drahtlosen Vorrichtung und genauer gesagt eine drahtlose Ladestruktur in einer drahtlosen Vorrichtung bereit, die ein stabiles Laden durch Aufrechterhalten einer Temperatur eines Empfangsmoduls bei einer niedrigen Temperatur beim Laden einer drahtlosen Vorrichtung mit einer langen und kleinen Querschnittsfläche bereitstellt. Die drahtlose Ladestruktur in einer drahtlosen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung setzt die durch ein Empfangsmodul erzeugte Wärme schnell frei und stellt ein stabiles drahtloses Laden während des Anwendens einer drahtlosen Aufladungmethode bereit.
Figurenliste
Die begleitenden Zeichnungen, die in dieser Beschreibung enthalten sind und einen Teil derselben bilden und in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente darstellen, veranschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Offenbarung zu erläutern.

1 stellt Beispiele einer LED-Emissionschip-Anordnung im Stand der Technik unter Verwendung einer LED-Lichthärtung dar.
2 stellt ein Beispiel des Standes der Technik dar, das eine Linse enthält, welche die Chips abdeckt.
3 stellt ein Diagramm einer LES dar.
4 stellt ein Beispiel der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer einzelnen Wellenlänge dar.
5 stellt ein Beispiel eines Arrays von emittierenden Chips unter Verwendung von zwei oder mehreren Wellenlängen dar.
6 stellt ein Beispiel der vorliegenden Erfindung dar.
7 stellt eine graphische Darstellung für Lichtintensität und Temperatur im Vergleich zwischen dem Stand der Technik und der vorliegenden Erfindung dar.
8 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer drahtlosen dentalen Lichthärtungsvorrichtung, die das Array von emittierenden Chips und die drahtlose Ladestruktur der vorliegenden Erfindung enthält.
9 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des ausgewählten Abschnitts der drahtlosen dentalen Lichthärtungsvorrichtung, der das Array von emittierenden Chips enthält.
10 ist eine perspektivische Ansicht einer drahtlosen Vorrichtung, welche die drahtlose Ladestruktur der vorliegenden Erfindung mit einem Ladegerät aufweist.
11 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer drahtlosen Vorrichtung mit der drahtlosen Ladestruktur der vorliegenden Erfindung und dem Ladegerät.
12 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer drahtlosen Vorrichtung, welche die drahtlose Ladestruktur der vorliegenden Erfindung aufweist.
13 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Beispiels eines Ladegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung.
14 ist eine Querschnittsansicht einer drahtlosen Vorrichtung, welche die drahtlose Ladestruktur der vorliegenden Erfindung in einem Ladegerät aufweist.
15 ist eine perspektivische Ansicht eines ersten Beispiels einer drahtlosen dentalen Lichthärtungsvorrichtung, die das Array von emittierenden Chips und die drahtlose Ladestruktur der vorliegenden Erfindung enthält.
16 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des ersten Beispiels einer drahtlosen dentalen Lichthärtungsvorrichtung, welche das Array von emittierenden Chips und die drahtlose Ladestruktur der vorliegenden Erfindung enthält.
17 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des ersten Beispiels einer drahtlosen dentalen Lichthärtungsvorrichtung, welche das Array von emittierenden Chips und die drahtlose Ladestruktur der vorliegenden Erfindung enthält.
18 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Ladegeräts des ersten Beispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
19 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand einer drahtlosen Vorrichtung veranschaulicht, welche die drahtlose Ladestruktur der vorliegenden Erfindung in einem Ladegerät enthält.
20 ist eine perspektivische Ansicht, die ein zweites Beispiel einer drahtlosen dentalen Lichthärtungsvorrichtung veranschaulicht, welche das Array von emittierenden Chips und die drahtlose Ladestruktur der vorliegenden Erfindung enthält.

Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in verschiedenen Formen modifiziert werden und der Umfang der vorliegenden Erfindung sollte nicht so ausgelegt werden, dass er auf die Ausführungsformen beschränkt ist, die nachstehend ausführlicher beschrieben werden. Die vorliegenden Ausführungsformen werden bereitgestellt, um den Fachmännern zu ermöglichen, die vorliegende Erfindung vollständiger zu verstehen. Daher können die Formen und dergleichen der Elemente in den Zeichnungen übertrieben groß sein, um eine klarere Erläuterung hervorzuheben. Es sei bemerkt, dass in den Zeichnungen die gleichen Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden können. Ausführliche Beschreibungen von wohl bekannten Funktionen und Konstruktionen, die unnötigerweise den Kern der vorliegenden Erfindung verschleiern könnten, werden weggelassen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Beispiele von verschiedenen Ausführungsformen werden veranschaulicht und nachstehend weiter beschrieben. Es versteht sich, dass die Beschreibung hier nicht bestimmt ist, die Ansprüche auf die spezifischen beschriebenen Ausführungsformen zu beschränken. Es ist im Gegenteil beabsichtigt, Alternativen, Modifikationen und Äquivalente zu umfassen, die vom durch die beigefügten Ansprüche definierten Wesen und Umfang der vorliegenden Offenbarung umfasst sind.
Es versteht sich, dass, obwohl die Begriffe „erster“, „zweiter“, „dritter“ und so weiter hier verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe beschränkt werden sollen. Diese Begriffe sollen verwendet werden, um ein Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt von einem anderen Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt zu unterstreichen. Somit könnte ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, die nachstehend beschrieben werden, als ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von dem Wesen und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Es versteht sich, dass, wenn ein Element oder eine Schicht als „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, es/sie direkt mit dem anderen Element oder der anderen Schicht verbunden sein oder damit gekoppelt sein kann, oder es können ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Außerdem soll ebenfalls gelten, dass, wenn ein Element oder eine Schicht als„ zwischen“ zwei Elementen oder Schichten bezeichnet wird, es/sie das einzige Element oder die einzige Schicht zwischen den beiden Elementen oder Schichten sein kann, oder ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente oder Schichten ebenfalls vorhanden sein können.
Räumlich bezogene Begriffe, wie beispielsweise „unterhalb“, „unter“ „unterer“, „unter“, „über“, „oberer“ und dergleichen können hier zur Vereinfachung der Erläuterung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder eines Merkmals zu anderen Elementen oder Merkmalen zu beschreiben, die in den Figuren veranschaulicht sind. Es versteht sich, dass die räumlich bezogenen Begriffe bestimmt sind, unterschiedliche Ausrichtungen der Vorrichtung im Gebrauch oder Betrieb zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Ausrichtung zu umfassen. Wenn die Vorrichtung in den Figuren beispielsweise umgedreht ist, würden Elemente, die als „unter“ oder „unterhalb“ von anderen Elementen oder Merkmalen beschrieben werden, dann „über“ den anderen Elementen oder Merkmalen ausgerichtet sein. Somit können die beispielhaften Begriffe „unterhalb“ und „unter“ sowohl eine Ausrichtung „über“ als auch „unter“ umfassen. Die Vorrichtung kann auch anders, beispielsweise um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen ausgerichtet sein, und die hier verwendeten räumlich bezogenen beschreibenden Begriffe sollten dementsprechend ausgelegt werden.
Die hier verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die vorliegende Offenbarung nicht beschränken. Wie hier verwendet, sind die Singularformen „ein“ und „eine“ bestimmt, auch die Pluralformen zu umfassen, sofern der Kontext nicht ausdrücklich etwas anderes angibt. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „umfasst“, „umfassen(d)“, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der angeführten Merkmale, ganzen Zahlen, Arbeitsgänge, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, wobei jedoch das Vorhandensein oder Hinzufügen von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Arbeitsgängen, Elementen, Komponenten und/oder Abschnitten hiervon nicht ausgeschlossen ist. Wie hier verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ jede und alle Kombinationen von einer oder mehreren der zugeordneten aufgeführten Artikel. Ein Ausdruck, wie beispielsweise „mindestens einer von“, wenn er einer Liste von Elemente vorangeht, kann die gesamte Liste von Elementen modifizieren und kann nicht die einzelnen Elemente der Liste modifizieren.
Sofern nicht anderweitig definiert, weisen alle Begriffe, die technische und wissenschaftliche Begriffe umfassen, die gleiche Bedeutung auf, wie sie gewöhnlich von einem Durchschnittsfachmann verstanden wird, an den sich dieses erfinderische Konzept richtet. Weiterhin versteht es sich, dass Begriffe, wie beispielsweise jene, die in gewöhnlich benutzten Wörterbüchern definiert sind, als eine Bedeutung besitzend interpretiert werden sollten, die ihrer Bedeutung im Zusammenhang der entsprechenden Technik entspricht, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinne interpretiert werden, sofern dies hier nicht ausdrücklich definiert wird.
In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Die vorliegende Offenbarung kann ohne einige oder alle dieser spezifischen Einzelheiten praktiziert werden. In anderen Fällen wurden wohl bekannte Prozessstrukturen und/oder Prozesse nicht ausführlich beschrieben, um die vorliegende Offenbarung nicht unnötigerweise zu verschleiern.
Wie hier verwendet, werden der Begriff „im Wesentlichen“, „etwa“ und ähnliche Begriffe als Begriffe der Näherung und nicht als Begriffe des Grades verwendet und sind bestimmt, die inhärenten Abweichungen in gemessenen oder berechneten Werten zu berücksichtigen, die von Fachleuten erkannt würden. Ferner bezieht sich die Verwendung von „kann“ beim Beschreiben von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auf „eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung“.
Dentales Lichthärtungssystem
Die vorliegende Erfindung ist auf eine dentale Lichthärtung gerichtet, die einen länglichen Stab, der ein proximales Ende und ein distales Ende aufweist, und eine mittels der Chip-on-Board(COB)-Technologie angebrachte Mehrzahl von LEDs umfasst. COB (Chips on Board) ist eine Technologie der LED-Verpackung für eine LED-Lichtmaschine. Mehrfache LED-Chips sind zusammen als ein Beleuchtungsmodul verpackt. Während LED (lichtemittierenden Diode) eine Technologie mit dem Vorteil der Einsparung von Energie und einer sehr langer Lebensdauer ist, kann sie ebenfalls eine große Wärmemenge erzeugen, welche die Haltbarkeit der Vorrichtung beeinflusst, wo das Licht angewendet wird.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Mehrzahl von LEDs konfiguriert, um Licht zu emittieren, das eine erste Spitzenwellenlänge aufweist. Die Mehrzahl von oberflächenmontierten LEDs kann konfiguriert sein, um Licht zu emittieren, das eine von der ersten Spitzenwellenlänge unterschiedliche zweite Spitzenwellenlänge aufweist.
Eine bevorzugte Ausführungsform umfasst eine oberflächenmontierte LED, die konfiguriert ist, um Licht zu emittieren, das eine erste Spitzenwellenlänge (z.B. blau) aufweist, während die Mehrzahl von oberflächenmontierten LEDs konfiguriert sind, um Licht zu emittieren, das eine von der ersten Spitzenwellenlänge unterschiedliche zweite Spitzenwellenlänge aufweist (z.B. UV).
Gemäß einer derartigen Implementierung wird Licht, das durch die hauptdurchmontierte (main through mount)-LED und die Mehrzahl von oberflächenmontierten LEDs emittiert wird, emittiert, um eine im Wesentlichen vollständige Überlappung von Ausleuchtzonen der ersten und zweiten Spitzenwellenlängen innerhalb etwa fünf bis fünfzehn Millimetern der Mehrzahl von LEDs, bevorzugt innerhalb etwa drei bis fünf Millimetern der Mehrzahl von LEDs und weiter bevorzugt innerhalb etwa ein bis fünf Millimetern der Mehrzahl von LEDs zu bilden.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung verwendet da Lichthärtungsverfahren blaufarbiges Licht mit einer Wellenlänge von 400-480 nm. Die vorliegende Erfindung benutzt LED als die Lichtquelle entweder durch Anordnen eines von mehreren Emissionschips für eine einzelne Wellenlänge oder durch Mischen von Emissionschips für unterschiedliche Wellenlängen von etwa 400 nm. Beispielsweise benutzt die vorliegende Erfindung einen Emissionschip für 405 nm und zwei oder mehrere Chips für 465 nm.
1 stellt Beispiele einer LED-Emissionschip-Anordnung im Stand der Technik unter Verwendung von LED-Lichthärtung dar. Der Stand der Technik enthält ebenfalls eine Linse, welche die Chips abdeckt, wie in 2 gezeigt ist.
Wie in 1 und 2 gezeigt, platzierten die meisten der bisherigen Versuche die Emissionschips in der Mitte des Substrats. Die Meisten von ihnen benutzten ebenfalls eine Linse, die gewöhnlicherweise eine Kuppelform ist, um das emittierte Licht zu sammeln und zu fokussieren, um die Lichtintensität zu verstärken.
Wie in die 1 gezeigt ist, ist ungeachtet der Anzahl der LEDs ersichtlich, dass sie intensiv in der Mitte angeordnet sind. Das Verwenden einer konvergierenden zentralen Linse, wie beispielsweise einer kuppelförmigen oder plankonvexen Linse, ist eine Möglichkeit, um eine hohe Lichtintensität zu erhalten.
Wenn die Lichtintensität erhöht wird, wird die Strahlungswärme jedoch ebenfalls erhöht, was zu einer hohen Temperatur innerhalb des Mundes des Patienten führt. Die hohe Temperatur während des dentalen Eingriffs würde nicht nur das Harz ausdehnen, sondern ebenfalls potentiell Schmerzen und Wärme auf dem Behandlungsbereich verursachen oder sogar Verbrennungen in der Mundhöhle oder dem oralen Nervensystem verursachen.
Weil die Strahlungswärme erhöht wird, wenn die Lichtintensität zunimmt, wenn der Fokus ebenfalls vergrößert wird, ist das Ergebnis häufig ebenfalls eine hohe Strahlung anstatt einfach eine hohe Lichtausgabe zu erhalten, wenn durch die Linse fokussiert wird, was ein Problem ist, wenn das an die Zähne emittierte Licht von einer hohen Temperatur begleitet wird. Eine hohe Temperatur kann Verbrennungen und Läsionen sowie eine Ausdehnung während der Harzpolymerisation verursachen, wenn die Harze heiß werden, was bewirken kann, dass die dentalen Patienten Schmerzen fühlen oder noch schlimmer, Schäden am Nervengewebe innerhalb des Zahns erleiden können.
Die lichtemittierende Oberfläche ist der Teil der Chips, wo die LEDs befestigt sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Durchmesser der Licht-emittierenden Oberfläche (LES) zwischen 5-15 mm. Ein Lichtleiter wird verwendet, um das Licht von der Quelle zu dem Behandlungsbereich zu transferieren. Der Lichtleiter kann ein proximales Ende aufweisen, das breit genug ist, um mindestens die LES und ein sich verjüngendes distales Ende vollständig abzudecken. Beispielsweise könnte eine LES mit 8 mm Durchmesser mit einem Lichtleiter gepaart werden, der ein 12 mm breites proximales Ende und ein 8 mm breites distales Ende aufweist.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Durchmesser des distalen Endes des Lichtleiters der gleiche wie der Durchmesser der LES.
In einer anderen Ausführungsform strahlen einige Lichthärtungsgeräte das Licht direkt auf den Behandlungsbereich ohne einen Lichtleiter. Dies würde jedoch unter Berücksichtigung des Durchmessers der LES und der oralen Kavität des Patienten schwer zu verwalten sein.
Die vorliegende Erfindung würde eine Lösung für diese Probleme durch Beseitigen der Linse bereitstellen, um das Licht nicht zu sammeln oder zu fokussieren, sondern um die Emissionschips gleichmäßig zu verteilen und sie auf der Oberfläche des Substrats auszubreiten. Die vorliegende Erfindung benutzt ebenfalls eine horizontale oder erweiterte Linse, um die LED-Lichter gleichmäßig zu emittieren.
In der vorliegenden Erfindung wurde die Lichtverteilung der Lichtquelle basierend auf einer lichtemittierenden Diode, die eine Punktlichtquelle ist, unter Verwendung einer LED-Technologie vom Chip-on-Board(COB)-Typ modelliert.
Wie in 3 gezeigt ist, ist das Array verstreut, anstatt die LEDs in der Mitte zu fokussieren, um das Licht ohne Kondensieren der erzeugten Wärme durch Verwenden mehrerer kleiner Arraychips gleichmäßig auszubreiten.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Array ohne irgendein Teil, um die Lichter durch Entfernen der Linse, d.h. eine Sammellinse zu sammeln, oder durch Verwenden einer horizontalen Linse, die das Licht nicht zentral konzentriert, oder ein ähnliches Mittel verwendet werden.
4 stellt ein Beispiel der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer einzelnen Wellenlänge dar.
5 stellt ein Beispiel eines Arrays von emittierenden Chips unter Verwendung von zwei oder mehr Wellenlängen dar.
Die Emissionschips sind gleichmäßig überall auf der Oberfläche der LES verteilt. Die Anzahl von Emissionschips würde 5-15, bevorzugt 7-11, bevorzugter 8-9 sein.
Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls ein dentales Lichthärtungssystem, bereit, das die folgenden Bestandteile umfasst:

einen Handgriff;
ein Lichtquellenteil, das eine LES umfasst; und einen Lichtleiter,
wobei die LES eine Mehrzahl von Emissionschips umfasst, die gleichmäßig über die Oberfläche der LES hinweg verteilt sind.

Die dentale Lichthärtungsvorrichtung umfasst ferner eine Ladestation. Die dentale Lichthärtungsvorrichtung kann direkt elektronisch mit Leistung versorgt werden oder kann eine wiederaufladbare Batterie enthalten, die durch die Ladenstation geladen werden kann.
Die vorliegende Erfindung stellt mindestens zwei erhebliche Vorteile bereit.
Erstens breitet die vorliegende Erfindung die Lichtstrahlung gleichmäßig aus, anstatt sie auf einen Punkt zu zentralisieren oder zu fokussieren. Beispielsweise stellen Lichtleiter mit Durchmessern von 8-11 mm und das zentral fokussierte Licht nicht genug Licht an dem äußeren Rand des Lichtleiters bereit, während der Mittelbereich des Leiters übermäßig viel Licht empfängt. Durch Bereitstellen von gleichmäßig ausgebreitetem Licht kann die vorliegende Erfindung einen verbesserten Wirkungsgrad bei der Verwendung des Lichts bereitstellen, weil der Lichtleiter gleichmäßig verteiltes Licht empfängt und liefert, welches den gesamten Behandlungsbereich zur effizienten Härtung bestrahlen kann.
Zweitens beseitigt die vorliegende Erfindung übermäßige Wärme, die auf der Mitte des Leiters fokussiert ist. Das fokussierte Licht kann bewirken, dass sich das Harz mit hoher Temperatur übermäßig ausdehnt, und kann eine Lücke zwischen dem Harz und dem Zahnfleisch oder dem Zahn beim Kühl- und Schrumpfprozess erzeugen. Weil der thermische Ausdehnungskoeffizient des Harzes und des Zahnfleisches oder des Zahns unterschiedlich sind, kann es ein Problem geben, wenn das Härtungsverfahren ein übermäßiges Ausdehnen oder Schrumpfen umfasst. Außerdem kann die große Wärme, die durch das zentral fokussierte Licht erzeugt wird, die Mundhöhle beeinflussen. Die Wärme kann Schmerzen und sogar Schäden an dem Zahnfleisch verursachen. Die vorliegende Erfindung verringert die Wärme durch Ausbreiten des zentral fokussierten Lichts, um die Spitzentemperatur zu verringern, die durch das Härtungspverfahren erzeugt wird, um das Ergebnis der dentalen Behandlung zu verbessern. Allzu sehr zentralisiertes Licht und Wärme kann auch eine Verformung der Lichtleiter selbst verursachen, was einen Austausch der Lichtleiter und zusätzliche Kosten erfordert.
Das folgende ist ein Beispiel, das durch die vorliegende Erfindung hergestellt wird.
Ein Aluminiumsubstrat von 0,9 mm Dicke wurde mit einer reflektierenden Aluminiumplatte beschichtet und 9 Emissionschips wurden auf der Oberfläche der reflektierenden Aluminiumplatte angeordnet. Der Durchmesser der LES betrug 8,5 mm, die ausgestaltet war, um ein optimaler Lichtleiter mit einem distalen Ende von 8 mm Durchmesser zu sein. Die Emissionschips wurden angeordnet, um drei (3) 405 nm Chips, die in einer Reihenschaltung nebeneinander in der Mitte verbunden sind, und drei (3) 465 nm Chips in einer Reihenschaltung auf beiden Seiten als eine Gesamtzahl von sechs (6) auf beiden Seiten aufzuweisen. Die drei Sätze von drei (3) Chips sind in einer Parallelschaltung verbunden. Siehe 6.
7 zeigt die resultierende Lichtintensität und Temperatur, die durch die herkömmliche Lichthärtungsvorrichtung unter Verwendung eines zentral fokussierten Lichtemissionsverfahrens erzeugt wurden, und zeigt ferner die resultierende Lichtintensität und Temperatur, die durch die vorliegende Erfindung unter Benutzung gleichmäßig verteilter Emissionschips erzeugt wurden. Das erstere zeigt, dass die Lichtintensität und die Temperatur näher zu der Mitte ansteigen, um eine graphische Parabeldarstellung aufzuweisen. Andererseits zeigt die Lichthärtungsvorrichtung unter Verwendung der gleichmäßig verteilten Emissionschips gemäß der vorliegenden Erfindung drei Sinuswellen, die Spitzen bei drei Positionen aufweisen, wo die Emissionschips lokalisiert sind, wobei die Spitzen jedoch viel niedriger als die Spitze der graphischen Parabeldarstellung des zentral fokussierten Lichtemissionsverfahrens sind.
8 und 9 zeigen eine dentale Lichthärtungsvorrichtung, welche die Mehrfach-Diodenchips gemäß der vorliegenden Erfindung enthält.
Drahtlose Ladestruktur
Eine drahtlose Ladestruktur in einer drahtlosen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst eine Batterie; eine drahtlose Vorrichtung, die ein Elektroleistungsempfangsmodul aufweist, das mit der Batterie elektrisch gekoppelt ist; ein Ladegerät, wobei das Ladegerät eine Einsetznut umfasst, in welche die drahtlose Vorrichtung eingesetzt und getragen wird, und ein Elektroleistungsübertragungsmodul zum Übertragen drahtloser elektrischer Leistung an das Elektroleistungsempfangsmodul unter Verwendung eines magnetischen Induktionsprozesses, wobei die drahtlose Vorrichtung ein Batteriegehäuse umfasst, das konfiguriert ist, um Funktionsmodule darin unterzubringen, wobei das Batteriegehäuse aus einem Metallmaterial mit einem hohen Wärmeübertragungswirkungsgrad gebildet ist; und ein Batteriemodul, das konfiguriert ist, um innerhalb des Batteriegehäuses untergebracht zu werden und die Batterie einzubetten, wobei das Batteriemodul eine Batterieeinhausung umfasst, die konfiguriert ist, um die Batterie, das Elektroleistungsempfangsmodul, das auf einem Boden der Batterie platziert ist, und ein Empfangsmodul zu umgeben; und eine Isolationsplatte, die konfiguriert ist, um an einem Ende des Empfangsmoduls platziert zu werden, wobei die Isolationsplatte einen oder mehrere Isolationsarme umfasst, um die Wärme des Empfangsmoduls durch Verlängern zwischen dem Batteriegehäuse und der Batterieeinhausung und Kontaktieren des Batteriegehäuses an beiden Enden der Isolationsplatte zu übertragen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Batterieeinhausung ein Arm-freilegendes Loch, das konfiguriert ist, um die Isolationsarme nach außen freizulegen, um der Anzahl der Isolationsarme zu entsprechen und um eine Form zu bilden, die einen Durchtritt ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Batterieeinhausung eine Mehrzahl von Lüftungslöchern, die konfiguriert sind, um die Wärme des Empfangsmoduls nach außen freizusetzen und um eine Form zu bilden, die einen Durchtritt auf einem unteren äußeren Randbereich der Batterieeinhausung ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Isolationsplatte konfiguriert, um entweder zwischen dem Elektroleistungsempfangsmodul und dem Empfangsmodul oder zwischen dem Elektroleistungsempfangsmodul und der Batterie platziert zu werden und um eine mehrschichtige Struktur aufzuweisen.
Eine drahtlose Ladestruktur in einer drahtlosen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung transferiert die durch das Empfangsmodul erzeugte Wärme an ein Batteriegehäuse, das eine hohe Wärmetransferrate aufweist, unter Verwendung einer Isolationsplatte und des Isolationsarms. Außerdem verhindert das Batteriegehäuse der vorliegenden Erfindung, dass eine Temperatur des Empfangsmoduls ansteigt, indem die Wärme schnell nach außen transferiert wird.
Als Beispiel wurde, wenn eine zylindrische Lithiumionenbatterie mit einem Durchmesser von 18 nm und 2400 mA/h mit 900 mA/h unter Verwendung einer herkömmlichen drahtlosen Lademethode geladen wurde, eine Temperatur auf 20°C erhöht. Für die drahtlose Ladestruktur in der drahtlosen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gibt es jedoch eine Wirkung, dass eine Temperatur auf weniger als 5°C erhöht wird.
Als Ergebnis wird der Wirkungsgrad des Ladens der Batterie auf einem hohen Niveau gehalten und ein stabiles drahtloses Laden kann immer durchgeführt werden.
Außerdem kann, da eine Temperatur des Empfangsmoduls und eine Temperatur des Batteriegehäuses niedrig bleiben, die drahtlose Ladestruktur der drahtlosen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sicher bei im täglichen Leben benutzten elektrischen Vorrichtungen, wie beispielsweise elektrischen Zahnbürsten, Rasierern usw., verwendet werden. Die drahtlose Ladestruktur der drahtlosen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner den elektrischen und elektronischen medizinischen Gerätestandard erfüllen, so dass sie sicher bei medizinischen Vorrichtungen, wie beispielsweise einer Lichthärtungsvorrichtung, einer Wurzelkanalladevorrichtung usw. benutzt werden kann.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand des Ladens einer Ladestruktur 1 der drahtlosen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, und 11 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer drahtlosen Vorrichtung 100 und eines Ladegeräts 200 der Ladestruktur 1 der drahtlosen Vorrichtung.
Wie in der Figur gezeigt ist, zeigt die Ladestruktur 1 der drahtlosen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine drahtlose Ladestruktur zwischen der drahtlosen Vorrichtung 100 und dem Ladegerät 200. Hier kann die drahtlose Vorrichtung 100, die auf die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, verschiedene Handstücke, die drahtlos verwendet werden und eine schmale Empfangsmodulfläche aufweisen, wie beispielsweise Wurzelkanalladevorrichtungen, Lichthärtungsvorrichtungen, die in der Zahnmedizin verwendet werden, und Rasierer, elektrische Zahnbürsten usw., die im täglichen Leben verwendet werden, umfassen.
Wenn sie unter Verwendung einer magnetischen Induktionsmethode geladen wird, ist die Ladestruktur 1 der drahtlosen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung imstande, zu verhindern, dass eine Temperatur der drahtlosen Vorrichtung 100 erhöht wird, um dadurch den Wirkungsgrad eines drahtlosen Ladens zu verbessern, indem eine Wärme, die in einem Empfangsmodul mit einer kleinen Fläche erzeugt wird, schnell nach außen transferiert wird.
12 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, welche die Konfiguration der drahtlosen Vorrichtung 100 in einer auseinandergezogenen Weise veranschaulicht. Wie in der Figur gezeigt ist, umfasst die drahtlose Vorrichtung 100 ein Batteriegehäuse 110 zum Transferieren der in dem Empfangsmodul 147 erzeugten Wärme nach außen, ein Funktionsmodul 120, das mit dem Batteriegehäuse 110 zum Betreiben der drahtlosen Vorrichtung 100 gekoppelt ist, um seine Funktionen durchzuführen, eine Eingabetaste 130 zum Betreiben des Funktionsmoduls 120 und ein Batteriemodul 140, das konfiguriert ist, um innerhalb des Batteriegehäuses 110 untergebracht zu werden und eine elektrische Leistung an das Funktionsmodul 120 zu liefern.
Das Batteriegehäuse 110 bringt das Funktionsmodul 120 darin unter und ermöglicht einem Benutzer, die drahtlose Vorrichtung 100 zu verwenden, während sie mit der Hand gehalten wird. Das Batteriegehäuse 110 gemäß der vorliegenden Erfindung ist aus einem Metall mit hohem Wärmeübertragungswirkungsgrad, wie beispielsweise Aluminiumverbindungen gebildet, um dadurch die in dem Empfangsmodul 147 erzeugte Wärme zum drahtlosen Laden schnell nach außen abzugeben. Demgemäß behält eine Temperatur einer Oberfläche des Batteriegehäuses 110 ein niedriges Niveau bei, so dass es sicher verwendet werden kann, sogar wenn es mit den Lippen eines Patienten, wie beispielsweise eine dentale medizinische Vorrichtung, in Kontakt kommt.
Das Batteriegehäuse 110 kann in verschiedenen Formen gemäß dem Zweck und der Funktion der drahtlosen Vorrichtung 100 ausgebildet sein. Das Batteriegehäuse 110 umfasst ein eine Eingabetaste freilegendes Loch 111, das konfiguriert ist, um eine Eingabetaste 130 nach außen freizulegen und um einer Position und einer Form der Eingabetaste 130 zu entsprechen.
Ein Ende des Batteriegehäuses 110 umfasst ein einen Kopf freilegendes Loch 112, das konfiguriert ist, um einen Kopf 123 des Funktionsmoduls 120 nach außen freizulegen.
Das Funktionsmodul 120 implementiert Funktionen gemäß dem Zweck der drahtlosen Vorrichtung 100. Das Funktionsmodul 120 kann den Kopf 123 und ein Bedienfeld 121 zum Empfangen elektrischer Leistung von dem Batteriemodul 140 und zum Steuern umfassen, um gemäß einem Eingangssignal zu arbeiten, das durch die Eingabetaste 130 eingegeben wird.
Außerdem kann das Funktionsmodul 120 verschiedene Konfigurationen umfassen, die imstande sind, Funktionen zu implementieren, die einem Typ von verwandten drahtlosen Vorrichtungen entsprechen. Beispielsweise kann, wenn die drahtlose Vorrichtung eine dentale Lichthärtungsvorrichtung ist, ein LED zum Emittieren eines Lichts, eine Lichtleiterspitze usw. bereitgestellt werden. Ferner kann, wenn die drahtlose Vorrichtung eine schwingende Zahnbürste ist, das Funktionsmodul 120 einen Kopf umfassen, der konfiguriert ist, um sich mit einer Zahnbürste, einem Schwingungsmittel zum Schwingen des Kopfes usw. zu koppeln. Wenn die drahtlose Vorrichtung ein Rasierer ist, kann das Funktionsmodul 120 ein Messer, einen Messerantrieb usw. umfassen.
Die Eingabetaste 130 ist konfiguriert, um nach außen aus dem Batteriegehäuse 110 heraus freigelegt zu sein und ein Eingangssignal von einem Benutzer zu empfangen, um das Eingangssignal an das Bedienfeld 121 zu transferieren.
Das Batteriemodul 140 ist konfiguriert, um eine elektrische Leistung von dem Ladegerät 200 mittels magnetischer Induktion zu laden und die elektrische Leistung an ein Bedienfeld 121 zu liefern. Das Batteriemodul 140 umfasst eine Batterie 143, die konfiguriert ist, um mit der elektrischen Leistung geladen zu werden, eine Batterieeinhausung 141 zum Unterbringen der Batterie 143, ein Elektroleistungsempfangsmodul 145, das konfiguriert ist, um mit der Batterie 143 elektrisch gekoppelt zu sein und um die von dem Ladegerät 200 übertragene elektrische Leistung in Verbindung mit einem Empfangsmodul 147 zu empfangen, um die empfangene elektrische Leistung an die Batterie 143 zu transferieren, ein Empfangsmodul (RX coil) 147 zum Empfangen der elektrischen Leistung unter Verwendung einer Induktionskopplung basierend auf einem elektromagnetischen Induktionsphänomen durch ein von dem Ladegerät 200 empfangenes drahtloses elektrisches Leistungssignal, eine Isolationsplatte 149, die konfiguriert ist, um zwischen dem Empfangsmodul 147 und dem Elektroleistungsempfangsmodul 145 zum Transferieren einer in dem Empfangsmodul 147 erzeugten Wärme an das Batteriegehäuse 110 platziert zu werden.
Die Batterie 143, das Elektroleistungsempfangsmodul 145, das Empfangsmodul 147 und die Isolationsplatte 149 sind innerhalb der Batterieeinhausung 141 untergebracht. Die Batterieeinhausung 141 ist abnehmbar mit der Innenseite des Batteriegehäuses 110 gekoppelt.
Eine Halteanbringung 141c ist konfiguriert, um einen größeren Durchmesser als eine Fläche aufzuweisen, wo die Batterie 143 untergebracht ist, und um auf einem Boden der Batterieunterbringung 141 mit dem Batteriegehäuse 110 kontaktiert und durch dasselbe getragen zu werden. Demgemäß wird, wie in 11 gezeigt, ein oberer Abschnitt der Batterieeinhausung 141 in das Batteriegehäuse 110 eingesetzt und ein unterer Abschnitt der Halteanbringung 141c liegt nach außen frei.
Ein einen Arm freilegendes Loch 141a ist konfiguriert, um einen Isolationsarm 149a nach außen aus der Batterieeinhausung 141 freizulegen und um eine Form zu bilden, die einen Durchtritt auf einem oberen Abschnitt der Halteanbringung 141c ermöglicht. Eine Mehrzahl von Lüftungslöchern 141b ist konfiguriert, um eine Form zu bilden, die einen Durchtritt auf einem Boden der Halteanbringung 141c ermöglicht.
Das einen Arm freilegende Loch 141a ist konfiguriert, um den Isolationsarm 149a, der sich von der Isolationsplatte 149 erstreckt, nach außen aus der Batterieunterbringung 141 so freizulegen, dass der Isolationsarm 149a mit dem Batteriegehäuse 110 in Kontakt kommt.
Das einen Arm freilegende Loch 141a ist konfiguriert, um der Anzahl und den Positionen der Isolationsarme 149a zu entsprechen.
Die Mehrzahl von Lüftungslöchern 141b ist konfiguriert, um eine Form zu bilden, die einen Durchtritt auf einem Außenumfang der Batterieeinhausung 141 ermöglicht, wo das Elektroleistungsempfangsmodul 145 und das Empfangsmodul 147 lokalisiert sind, und um eine in dem Empfangsmodul 147 erzeugte Wärme in die Atmosphäre freizusetzen. Die Lüftungslöcher 141b sind konfiguriert, um mit der Atmosphäre in Kontakt zu kommen, wie in 11 gezeigt ist, um dadurch einen Wärmeaustausch der in dem Empfangsmodul 147 erzeugten Wärme und der Luft in der Atmosphäre oder ein Transferieren der Wärme an die Atmosphäre durchzuführen. Demgemäß kann der Temperaturanstieg des Empfangsmoduls 147 verringert werden, da ein Teil der in dem Empfangsmodul 147 erzeugten Wärme direkt an die Atmosphäre abgegeben wird.
Das Elektroleistungsempfangsmodul 145 und das Empfangsmodul 147 empfangen eine drahtlose elektrische Leistung von dem Ladegerät 200 mittels magnetischer Induktion. Eine Sperrfolie 148, die mit dem Empfangsmodul 147 gekoppelt ist, ist konfiguriert, um ein Magnetfeld abzuschirmen, das durch das in dem Empfangsmodul 147 erzeugte drahtlose Hochfrequenzsignal erzeugt wird.
Die Isolationsplatte 149 ist konfiguriert, um zwischen der Sperrfolie 148 und dem Elektroleistungsempfangsmodul 145 platziert zu werden und um die in dem Empfangsmodul 147 und dem Elektroleistungsempfangsmodul 145 erzeugte Wärme an das Batteriegehäuse 110 zu transferieren. Die Isolationsplatte 149 kann aus einem Metallmaterial, das einen hohen Wärmeübertragungswirkungsgrad aufweist, wie beispielsweise Aluminiumverbindungen, gebildet sein. Die Isolationsplatte 149 ist konfiguriert, um eine Fläche aufzuweisen, die einer Fläche der Sperrfolie 148 entspricht, und um die von dem Empfangsmodul 147 und dem Elektroleistungsempfangsmodul 145 erzeugte Wärme durch die Sperrfolie 148 zu empfangen.
Die Isolationsplatte 149 kann zwischen der Sperrfolie 148 und dem Elektroleistungsempfangsmodul 145 sowie zwischen der Batterie 143 und dem Elektroleistungsempfangsmodul 145 platziert sein. Eine Mehrzahl von Isolationsplatten 149 kann an verschiedenen Positionen nach Bedarf platziert werden. Die Isolationsplatte 149 kann ebenfalls konfiguriert sein, um eine mehrschichtige Struktur aufzuweisen, die eine zweischichtige Struktur umfasst.
Ein oder mehrere sich vertikal erstreckende Isolationsarme 149a werden an einem Außenumfang der Isolationsplatte 149 bereitgestellt. Der Isolationsarm 149a ist konfiguriert, um nach außen aus der Batterieeinhausung 141 durch das einen Arm freilegende Loch 141a der Batterieeinhausung 141 freigelegt zu werden, um direkt mit dem Batteriegehäuse 110 in Kontakt zu gelangen, wie in 15 gezeigt ist.
Demgemäß kann, wenn ein drahtloses Laden mit der mit dem Ladegerät 200 gekoppelten drahtlosen Vorrichtung 100 durchgeführt wird, eine in dem Empfangsmodul 147 erzeugte Wärme von der Isolationsplatte 149 an den Isolationsarm 149a und dann an das Batteriegehäuse 110 transferiert und schnell an die Atmosphäre transferiert werden.
Daher kann verhindert werden, dass eine Temperatur des Batteriegehäuses 110 ansteigt, das von einem Benutzer gehalten wird, und eine Temperatur des Kontaktes mit einem Körper des Benutzers wird niedriger als der elektrische und elektronische medizinische Gerätestandard von 41°C.
Hier weist die Isolationsplatte 149 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Paar von Isolationsarmen 149a auf beiden Seiten hiervon auf. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel, und abhängig von dem Fall kann der Isolationsarm 149a aus drei, vier oder dergleichen gebildet sein.
Das Ladegerät 200 ist konfiguriert, um drahtlos mit der drahtlosen Vorrichtung 100 gekoppelt zu werden, um die drahtlose Vorrichtung 100 mit einer elektrischen Leistung zu laden. 13 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration eines Ladegehäuses 210 veranschaulicht. Das Ladegerät 200 umfasst ein Ladegehäuse 210, ein Elektroleistungsübertragungsmodul 220, das in einem Boden des Ladegehäuses 210 bereitgestellt wird, und eine Basisplatte 230, die einen offenen unteren Abschnitt des Ladegehäuses 210 abdeckt.
Das Ladegehäuse 210 umfasst eine Vorrichtungseinsetznut 211, die konfiguriert ist, um ausgenommen zu werden und einer Form der drahtlosen Vorrichtung 100 zu entsprechen. Ein Elektroleistungsübertragungsmodul 220 wird unter der Vorrichtungseinsetznut 211 bereitgestellt. Das Elektroleistungsübertragungsmodul 220 umfasst eine Elektroleistungsübertragungsspule (TX coil) 221.
Obwohl es in den Figuren nicht gezeigt ist, ist eine Leistungsleitung (nicht gezeigt) mit dem Ladegehäuse 210 verbunden. Die Leistungsleitung (nicht gezeigt) ist mit dem Elektroleistungsübertragungsmodul 220 verbunden.
Ein drahtloser Ladeprozess der drahtlosen Vorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine derartige Konfiguration aufweist, wird unter Bezugnahme auf die 12 bis 14 beschrieben.
Die drahtlose Vorrichtung 100 umfasst das Batteriemodul 140, das innerhalb des Batteriegehäuses 110 untergebracht ist, wie in 12 gezeigt ist. Ein unterer Abschnitt der drahtlosen Vorrichtung 100 wird in die Vorrichtungseinsetznut 211 des Ladegehäuses 210 zum Laden des Batteriemoduls 140 eingesetzt, wie in 11 gezeigt ist.
Wie in 10 gezeigt ist, wird, wenn die drahtlose Vorrichtung 100 mit dem Ladegehäuse 210 gekoppelt ist, eine drahtlose elektrische Leistung von der Elektroleistungsübertragungsspule 221 an das Empfangsmodul 147 mittels magnetischer Induktion übertragen und die drahtlose elektrische Leistung, die von dem Empfangsmodul 147 und dem Elektroleistungsempfangsmodul 145 empfangen wird, wird der Batterie 143 zugeführt.
Zu dieser Zeit erzeugt das Empfangsmodul 147 Wärme durch magnetische Induktion. Insbesondere wird, weil eine Querschnittsfläche der drahtlosen Vorrichtung 100 klein ist, ein Durchmesser des Empfangsmoduls 147 demgemäß schmal. Als Ergebnis wird eine große Wärmemenge in einer schmalen Fläche erzeugt.
Die Isolationsplatte 149, die sich in Kontakt mit der Sperrfolie 148 des Empfangsmoduls 147 befindet, empfängt von dem Empfangsmodul 147 erzeugte Wärme, wobei der Isolationsarm 149a nach außen aus der Batterieeinhausung 141 freigelegt ist, um mit dem Batteriegehäuse 110 in Kontakt zu gelangen, wie in 16 gezeigt ist. Die an die Isolationsplatte 149 transferierte Wärme wird an das Batteriegehäuse 110 durch den Isolationsarm 149a transferiert, und das Batteriegehäuse 110, das aus einem Aluminiummaterial gebildet ist, das eine hohe Wärmetransferrate aufweist, transferiert die Wärme an die Atmosphäre, wodurch verhindert wird, dass eine Temperatur des Empfangsmoduls 147 ansteigt, und verhindert wird, dass die Temperatur des Batteriegehäuses 110 selbst ansteigt.
Außerdem gibt das Lüftungsloch 141b, das in der Batterieeinhausung 141 ausgebildet ist, eine in dem Empfangsmodul 147 erzeugte Wärme nach außen ab, um ein Ansteigen der Temperatur zu verhindern.
Demgemäß ist ein Oberflächentemperaturänderungsbetrag des Batteriegehäuses 110 der drahtlosen Vorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung niedrig in einem Bereich von 1°C-5°C während des drahtlosen Ladens und kann den elektrischen und elektronischen medizinischen Gerätestandard erfüllen.
Da eine Temperatur des Empfangsmoduls 147 aufgrund eines Wärmeentladeprozesses der Isolationsplatte 149 und des Lüftungslochs 141b nicht erhöht wird, bleibt ein Widerstand des Empfangsmoduls 147 konstant und der Ladewirkungsgrad kann konstant bleiben.
Dentales Lichthärtungssystem mit Drahtloser Ladestruktur Die 15-19 stellen ein Beispiel einer drahtlosen dentalen Lichthärtungsvorrichtung D100 mit einem Ladegerät D200 dar. Während die drahtlose Vorrichtung eine dentale Lichthärtungsvorrichtung sein kann, ist sie nicht beschränkt, sondern kann eine andere Vorrichtung vom Stifttyp sein, die durch eine kleine Kontaktfläche zwischen dem Ladegerät und der Vorrichtung geladen werden kann.
15 ist eine perspektivische Ansicht eines ersten Beispiels einer drahtlosen dentalen Lichthärtungsvorrichtung, welche das Array von emittierenden Chips und die drahtlose Ladestruktur der vorliegenden Erfindung enthält. 16 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des ersten Beispiels einer drahtlosen dentalen Lichthärtungsvorrichtung, die das Array von emittierenden Chips und die drahtlose Ladestruktur der vorliegenden Erfindung enthält. 17 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des ersten Beispiels einer drahtlosen dentalen Lichthärtungsvorrichtung, die das Array von emittierenden Chips und die drahtlose Ladestruktur der vorliegenden Erfindung enthält. 18 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Ladegeräts des ersten Beispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. 19 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand einer drahtlosen Vorrichtung mit der drahtlosen Ladestruktur der vorliegenden Erfindung in einem Ladegerät veranschaulicht.
20 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels einer drahtlosen dentalen Lichthärtungsvorrichtung, die das Array von emittierenden Chips und die drahtlose Ladestruktur der vorliegenden Erfindung enthält. Während die drahtlose Vorrichtung ein beliebiger Typ eines Stifttyps oder einer kleinen Vorrichtung sein kann, kann das Ladegerät verschiedene Formen aufweisen, um den Zweck zu erreichen.
Wie oben beschrieben, überträgt die drahtlose Ladestruktur in der drahtlosen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Wärme, die in dem Empfangsmodul der drahtlosen Vorrichtung erzeugt wurde, an das Batteriegehäuse, das eine hohe Wärmetransferrate aufweist, unter Verwendung der Isolationsplatte und des Isolationsarms. Und dann transferiert das Batteriegehäuse die Wärme schnell nach außen, um zu verhindern, dass die Temperatur des Empfangsmoduls ansteigt.
Demgemäß bleibt der Ladewirkungsgrad der Batterie hoch und ein stabiles drahtloses Laden kann fortwährend durchgeführt werden.
Ferner kann, da die Temperatur des Empfangsmoduls und die Temperatur des Batteriegehäuses niedrig bleiben, die drahtlose Ladestruktur in der drahtlosen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sicher bei im täglichen Leben verwendeten elektrischen Vorrichtungen, wie beispielsweise schwingenden Zahnbürsten, Rasierern usw., benutzt werden. Die drahtlose Ladestruktur in der drahtlosen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner den elektrischen und elektronischen medizinischen Gerätestandard erfüllen, so dass sie sicher in medizinischen Vorrichtungen, wie beispielsweise einer Lichthärtungsvorrichtung oder einem dentalen Ladegerät, benutzt werden kann.
Die Ausführungsform der drahtlosen Ladestruktur in der oben beschriebenen drahtlosen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist lediglich beispielhaft, wobei es Fachleuten ersichtlich sein wird, dass verschiedene Modifikationen und äquivalente Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es ist daher zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die Form beschränkt ist, die in der vorhergehenden Beschreibung dargelegt ist. Demgemäß sollte der wahre Umfang der vorliegenden Erfindung durch die technische Lehre der beigefügten Ansprüche bestimmt werden. Es sei ebenfalls zu verstehen, dass die Erfindung alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen umfasst, die in das Wesen und den Umfang der Erfindung fallen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert sind.
Bezugszeichenliste

Bezugszeichen in den 8-12	Bezugszeichen in den 15-19
1 :	D1	Drahtlose Vorrichtung mit Ladegerät
100:	D100	Drahtlose Vorrichtung
110 :	D110	Batteriegehäuse
111:	D111	eine Eingabetaste freilegendes Loch
112 :	D112	einen Kopf freilegendes Loch
120:	D120	Funktionsmodul
121:	D121	Bedienfeld
123:	D123	Kopf
130:	D130	Eingabetaste
140:	D140	Batteriemodul
141:	D141	Batterieeinhausung
141a:	D141a	einen Arm freilegendes Loch
141b:	D141b	Lüftungsloch
141c:	D141c	Halteanbringung
143:	D143	Batterie
145:	D145	Elektroleistungsempfangsmodul
147:	D147	Empfangsmodul
148:	D148	Sperrfolie
149	149a	Isolationsplatte
149a:	D149a	Isolationsarm
200:	D200	Ladegerät
210:	D210	Ladegehäuse
211:	D211	Vorrichtungseinsetznut
220:	D220	Elektroleistungsübertragungsmodul
221:	D221	Elektroleistungsübertragungsspule
230:	D230	Basisplatte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62334781 [0001]
KR 1020160109013 [0001]

Claims

Dentales Lichthärtungssystem, umfassend: einen Handgriff; ein Lichtquellenteil, das eine lichtemittierende Oberfläche (LES) umfasst, die eine Mehrzahl von lichtemittierenden Diodenchips als eine Lichtquelle umfasst; und einen Lichtleiter, wobei die Mehrzahl von lichtemittierenden Diodenchips gleichmäßig über die LES verteilt sind.
Dentales Lichthärtungssystem gemäß Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von lichtemittierenden Diodenchips auf der LES unter Verwendung einer Chip-on-Board-LED-Technologie platziert sind.
Dentales Lichthärtungssystem gemäß Anspruch 1, wobei der Durchmesser der LES 5-15 mm, 7-11 mm oder 8-9 mm beträgt.
Dentales Lichthärtungssystem gemäß Anspruch 1, wobei keine Linse zum Sammeln oder zum Fokussieren des Lichts in dem dentalen Lichthärtungssystem enthalten ist.
Dentales Lichthärtungssystem gemäß Anspruch 1, wobei die Anzahl der emittierenden Chips auf der LES 5-15, 7-11 oder 8-9 beträgt.
Dentales Lichthärtungssystem gemäß Anspruch 1, das ferner eine wiederaufladbare Batterie umfasst.
Dentales Lichthärtungssystem gemäß Anspruch 6, das ferner eine drahtlose Ladestruktur umfasst, die die folgenden Bestandteile umfasst: eine Batterie; eine drahtlose Vorrichtung, die ein Elektroleistungsempfangsmodul aufweist, das mit der Batterie elektrisch gekoppelt ist; wobei die drahtlose Vorrichtung umfasst: ein Batteriegehäuse, das konfiguriert ist, um Funktionsmodule darin unterzubringen, wobei das Batteriegehäuse aus einem Metallmaterial mit hohem Wärmeübertragungswirkungsgrad gebildet ist; und ein Batteriemodul, das konfiguriert ist, um innerhalb des Batteriegehäuses untergebracht zu werden und die Batterie einzubetten; wobei das Batteriemodul umfasst: eine Batterieeinhausung, die konfiguriert ist, um die Batterie, das Elektroleistungsempfangsmodul, das auf einem Boden der Batterie platziert ist, und ein Empfangsmodul zu umgeben; und eine Isolationsplatte, die konfiguriert ist, um an einem Ende des Empfangsmoduls platziert zu werden, wobei die Isolationsplatte einen oder mehrere Isolationsarme umfasst, um eine Wärme des Empfangsmoduls durch Verlängern zwischen dem Batteriegehäuse und der Batterieeinhausung und Kontaktieren des Batteriegehäuses an beiden Enden der Isolationsplatte zu übertragen.
Drahtlose Ladestruktur in einer drahtlosen Vorrichtung, umfassend: eine Batterie; eine drahtlose Vorrichtung, die ein Elektroleistungsempfangsmodul aufweist, das mit der Batterie elektrisch gekoppelt ist; wobei die drahtlose Vorrichtung umfasst: ein Batteriegehäuse, das konfiguriert ist, um Funktionsmodule darin unterzubringen, wobei das Batteriegehäuse aus einem Metallmaterial mit einen hohen Wärmeübertragungswirkungsgrad gebildet ist; und ein Batteriemodul, das konfiguriert ist, um innerhalb des Batteriegehäuses untergebracht zu werden und die Batterie einzubetten; wobei das Batteriemodul umfasst: eine Batterieeinhausung, die konfiguriert ist, um die Batterie, das Elektroleistungsempfangsmodul, das auf einem Boden der Batterie platziert ist, und ein Empfangsmodul zu umgeben; und eine Isolationsplatte, die konfiguriert ist, um an einem Ende des Empfangsmoduls platziert zu werden, wobei die Isolationsplatte einen oder mehrere Isolationsarme umfasst, um eine Wärme des Empfangsmoduls durch Verlängern zwischen dem Batteriegehäuse und der Batterieeinhausung und Kontaktieren des Batteriegehäuses an beiden Enden der Isolationsplatte zu übertragen.
Drahtlose Ladestruktur gemäß Anspruch 8, ferner umfassend ein Ladegerät, wobei das Ladegerät eine Einsetznut, in welche die drahtlose Vorrichtung eingesetzt und getragen wird, und ein Elektroleistungsübertragungsmodul zum Übertragen drahtloser elektrischer Leistung an das Elektroleistungsempfangsmodul umfasst.
Drahtlose Ladestruktur gemäß Anspruch 8, wobei die Batterieeinhausung eine Halteanbringung, die konfiguriert ist, um einen größeren Durchmesser als eine Fläche aufzuweisen, wo die Batterie untergebracht ist, und um mit dem Batteriegehäuse kontaktiert und durch dasselbe getragen zu werden, auf einem Boden der Batterieeinhausung umfasst, wobei die Halteanbringung ein einen Arm freilegendes Loch umfasst, das konfiguriert ist, um die Isolationsarme nach außen freizulegen, um das Batteriegehäuse zu kontaktieren, um der Anzahl der Isolationsarme zu entsprechen und um eine Form zu bilden, die einen Durchtritt auf einem oberen Außenumfang der Halteanbringung ermöglicht.
Drahtlose Ladestruktur gemäß Anspruch 8, wobei die Halteanbringung Lüftungslöcher umfasst, die konfiguriert sind, um die Wärme des Empfangsmoduls nach außen freizusetzen und um eine Form, die einen Durchtritt an einem unteren Außenumfang der Halteanbringung ermöglicht, zu bilden.
Drahtlose Ladestruktur gemäß Anspruch 8, wobei die Isolationsplatte konfiguriert ist, um entweder zwischen dem Elektroleistungsempfangsmodul und dem Empfangsmodul oder zwischen dem Elektroleistungsempfangsmodul und der Batterie platziert zu werden, und um eine mehrschichtige Struktur aufzuweisen.
Drahtlose Ladestruktur gemäß Anspruch 8, wobei die drahtlose Vorrichtung eine dentale Lichthärtungsvorrichtung ist.