DE3604500C2

DE3604500C2 -

Info

Publication number: DE3604500C2
Application number: DE3604500A
Authority: DE
Inventors: Friedrich-Wilhelm Dipl.-Phys. Dr. Breitbarth; Hans-Juergen Dipl.-Phys. Dr. Tiller; Michael Ddr 6900 Jena Dd Grosch; Albert Schmidt; Ralf Dipl.-Chem. Dr. Janda; Steffen 6380 Bad Homburg De Oppawsky
Original assignee: Kulzer and Co GmbH
Current assignee: Kulzer GmbH
Priority date: 1985-04-25
Filing date: 1986-02-13
Publication date: 1987-10-15
Also published as: GB2174214A; DD236450B1; GB8609691D0; FR2581201A1; US4799753A; GB2174214B; FR2581201B1; DE3604500A1; DD236450A1

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Vorsatzteil für einen Lichtleiter für medizinische Anwendungen, insbesondere für Anwendungen auf dem Dentalgebiet, in Form einer vor dem Licht austrittsende des Lichtleiters in einer Halterung angeordneten Linse.

Eine derartige Anordnung ist aus der DE 21 45 921 C2 bekannt. Mit dieser bekannten Anordnung, bei der mit dem Lichtleiter Laserstrahlung übertragen wird, soll die Divergenz der Laser strahlung im Lichtleiter relativ wenig vergrößert und die Übertragung hoher Strahlungsleistungen, insbesondere für medizinische Zwecke, bei geringen Verlusten im Lichtleiter ermöglicht werden, wobei der Lichtleiter bequem manipulierbar bleiben soll. Insbesondere ist hierzu der Lichtleiter von seinen Enden zur Mitte hin verjüngt ausgebildet. Die Anordnung mit der Linse vor dem Lichtaustrittsende des Lichtleiters, bei der es sich um eine Fokussierungslinse handelt, soll u. a. in der Medizin zum Schneiden und Koagulieren von Gewebe und dergleichen verwendet werden.

Weiterhin ist aus der DE-OS 15 65 144 eine Anordnung zur Material bearbeitung mit Laserstrahlen bekannt, bei der in dem Strahlen gang zur Erzeugung eines rechteckigen Strahlquerschnittes Zylinder linsen oder eine Kombination von Zylinderlinsen, die gegebenen falls gegeneinander drehbar sind, angeordnet sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Vorsatzteil für einen Lichtleiter für medizinische Anwendungen, insbesondere für Anwendungen auf dem Dentalgebiet, zu schaffen, das eine mög lichst gleichmäßige Bestrahlung bzw. Ausleuchtung eines recht eckigen Bestrahlungs-/Ausleuchtungsfeldes ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Linse eine Zylinderlinse ist, die mit ihrer Längs-Achse senk recht zur Achse des Lichtaustrittsendes orientiert in der Halterung angeordnet ist, und daß die Zylinderlinse auf ihrer dem Lichtleiter zugewandten Seite eine symmetrische, rinnenförmige, dem Licht austrittsende zugekehrte und mittig angeord nete Ausnehmung aufweist, deren Breite sich vom Rinnenboden zum Rinnenrand hin kontinuierlich erweitert und deren Boden linie senkrecht zur Achse des Endabschnittes des Lichtleiters und senkrecht zur Achse der Zylinderlinse verläuft. Mit einem solchen Vorsatzteil wird ein gleichmäßig ausgeleuchtetes, rechteckiges Beleuchtungs- bzw. Bestrahlungsfeld erzeugt.

Die Größe des Bestrahlungsfeldes ist von der Größe der Zylinder linse abhängig. Beispielsweise kann mit einer erfindungsgemäßen Zylinderlinse, die einen Durchmesser von 15 mm und eine Länge von 20 mm aufweist, ein Feld von 15 mm × 20 mm bestrahlt werden. Strahlungsverluste, beispielsweise durch Blenden, die üblicherweise eingesetzt werden, um ein rechteckiges Beleuchtungsfeld auszublenden, treten praktisch nicht auf. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Vorsatzteiles ist darin zu sehen, daß die Breite des aus der Zylinderlinse austretenden Strahlungsfeldes bei der Variation des Abstandes der Linse zur Bestrahlungsebene praktisch konstant bleibt, während die Länge des Bestrahlungsfeldes mit zunehmendem Abstand wächst und so den Anforderungen, beispielsweise bei dem Einsatz der Bestrahlungseinheit auf dem Dentalgebiet zum Aushärten von Kunststoffmassen im Mund eines Patienten, angepaßt werden kann. Hier bleibt die Breite des Bestrahlungs feldes, das durch die Breite der Zahnreihen vorgegeben ist, konstant, während die Länge, je nachdem wie viele Zähne bestrahlt werden müssen, leicht variiert werden kann. Wichtig ist, daß bei dem erfindungsgemäßen Vorsatzteil die Achsen der Zylinderlinse, des Lichtaustrittsendes und der rinnenförmigen Ausnehmung aufeinander senkrecht stehen. Eine Abweichung von dieser Anordnung führt zu einer Dejustierung, die eine Inhomogenität des Bestrahlungsfeldes zur Folge hat.

Bevorzugt weist die Ausnehmung in der Zylinderlinse einen kreisbogenförmigen Querschnitt auf. Hierdurch wird die über das in der Mitte über der Ausnehmung ausgerichtet angeord nete Lichtaustrittsende des Lichtleiters austretende Strahlung gleichmäßig in die beiden Hälften der Zylinderlinse links und rechts der Ausnehmung verteilt. Die Tiefe der Ausneh mung von der Zylinderoberseite aus ist entsprechend dem Durch messer und der Länge der Zylinderlinse zu wählen.

Falls erforderlich, kann der kreisbogenförmige Querschnitt der Ausnehmung durch einzelne, in Längsrichtung der Ausnehmung verlaufende ebene Flächen angenähert werden. Die Ausnehmung sollte aber dann mindestens 3 Einzelflächen aufweisen. Um Strahlungs verluste an der Oberfläche der Ausnehmung zu vermeiden, ist diese mit einem Anti-Reflexions-Belag versehen.

Eine zusätzliche Erhöhung der Homogenität kann in vorteil hafter Weise dadurch erreicht werden, daß die Zylinderlinse auf ihrer Oberseite, d. h. auf der zum Lichtaustrittsende des Lichtleiters hin liegenden Seite, abgeflacht ist. Bevorzugt ist diese Abflachung bei einem Lichtleiter mit einem ebenen Austrittsende parallel zur Lichtaustrittsfläche ausgeführt.

Durch Mattierung, Aufrauhung oder eine Verspiegelung der Linse zu ihrem Innern hin auf der Oberseite der Zylinderlinse bzw. im Bereich der Abflachung beidseitig der Ausnehmung werden zusätzliche Lichtverluste vermieden und folglich wird eine gute Homogenität des Strahlungsfeldes erreicht.

In gleicher Weise ist es von Vorteil, die Endflächen der Zylinderlinse ebenfalls zu mattieren, aufzurauhen oder zum Innern hin zu verspiegeln.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Anordnung des Licht austrittsendes des Lichtleiters über der Ausnehmung erwiesen, bei der der Abstand A zwischen der Lichtaustrittsfläche und dem Boden der Ausnehmung der Bedingung genügt: h A r, wobei h die Rinnentiefe und r der Radius der rinnenförmi gen Ausnehmung ist und wobei diese Bedingung für eine An ordnung gelten soll, bei der der Durchmesser des Lichtleiters etwa der Breite der Rinne entspricht. Bevorzugt sollte die Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters geringfügig über der durch die beiden Ränder der rinnenförmigen Ausnehmung auf gespannten Ebene liegen und zwar so, daß die Ausnehmung von der aus dem Lichtleiter austretenden Strahlung völlig aus geleuchtet wird. Hierbei ist zu beachten, daß das aus dem Lichtleiter austretende Licht einen Öffnungswinkel von etwa 25° aufweist. Bei großem Abstand zu der durch den Lichtleiter bestrahlten Fläche der Ausnehmung, d. h. bei größerem Abstand zwischen dem Lichtaustrittsende und dem Rinnenboden der Aus nehmung ist das ausgeleuchtete Zentrum wesentlich dunkler als die kreisringförmigen Randbereiche.

Um einerseits eine leichte Reinigung der Zylinderlinse zu ermöglichen und andererseits die Zylinderlinse leicht gegen eine andere auswechseln zu können, ist diese in der Halterung herausnehmbar angeordnet. Ebenso sollte die Halterung auf das Lichtaustrittsende des Lichtleiters aufsteckbar sein, um gegebenenfalls schnell das komplette Vorsatzteil auswechseln zu können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines vor einem Lichtleiterende angeordneten Vor satzteils in Betrieb,

Fig. 2a einen Längsschnitt durch eine Zylinderlinse,

Fig. 2b einen Schnitt gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 2a,

Fig. 3 einen weiteren Längsschnitt durch die Zylinderlinse mit schematisch dargestelltem Lichtaustritts ende des Lichtleiters und

Fig. 4 eine gegenüber den Darstellungen in Fig. 1 bis 3 abgewandelten Ausführungsform einer Zylinder linse.

Die in Fig. 1 dargestellte Zylinderlinse 1 ist in einer Halterung 2 angeordnet, die ihrerseits mittels einer Auf nahme 3 auf das Austrittsende 4 eines Lichtleiters 5 lösbar aufgesteckt ist. Mit diesem Vorsatzteil wird ein rechteckiges Bestrahlungsfeld 6 in einer durch die Platte 7 angedeuteten Ebene erhalten. Hierbei ist die Zylinderlinse 1 bzw. die Halterung 2 so ausgerichtet, daß die untere Kante 8 bzw. die Achse 12 der Zylinderlinse 1 parallel zu der Platte 7 verläuft.

Die Zylinderlinse 1 weist an ihrer dem Lichtleiter zugewandten Seite (Oberseite) in der Mitte eine kreisbogenförmige, rinnen artige Ausnehmung 9 auf. Beidseitig der Ausnehmung 9 ist die Oberseite der Zylinderlinse 1 mit einer Abflachung 10 versehen. Um mit einer solchen Anordnung ein homogenes, gleich mäßig ausgeleuchtetes Bestrahlungsfeld zu erhalten, ist es erforderlich, daß die Achse 11 des Lichtaustrittsendes 4 des Lichtleiters, die Achse 12 der Zylinderlinse 1 und die Symmetrieachse 13 der rinnenförmigen Ausnehmung 9 aufeinander senkrecht stehen, wie in Fig. 1 durch die drei Winkel angedeutet ist.

Die Zylinderlinse 1 ist auf ihrer Oberseite so abgeflacht, daß diese Abflachung 10 parallel zur Lichtaustrittsfläche 14, die im vorliegenden Fall eben ist, verläuft.

Die Halterung 2 ist bevorzugt aus Kunststoff gefertigt mit einem Grundteil 15, das der Länge der Zylinderlinse 1 ent spricht, mit der Aufnahme 3 für den Lichtleiter 5, von dessen beiden Enden rechtwinklig jeweils ein Halteteil 16 verläuft. Zwischen diesen beiden Halteteilen 16 ist die Zylinderlinse 1 eingespannt und mittels Anschlagelementen 17 und Zentrier zapfen 18, die von den Stirnflächen 20 der Zylinderlinse 1 in eine entsprechende Ausnehmung 19 der Halteteile 16 hin einragen, in der Halterung 2 zentriert. Zusätzlich kann die Zylinderlinse 1 mittels Verschraubungen 21 in der Halterung 2 befestigt werden.

Wie aus den Fig. 2a und 2b ersichtlich ist, zeigt die dargestellte Zylinderlinse 1, bei der es sich um eine der in Fig. 1 dargestellten Zylinderlinse entsprechenden Linse handelt, eine im Querschnitt kreisbogenförmige Ausnehmung 9 mit einem über die gesamte Länge gleichbleibenden Radius r. Die Länge dieser Ausnehmung muß mindestens so groß wie der Durchmesser des Lichtleiters sein; vorzugsweise erstreckt sie sich über die gesamte Breite der Zylinderlinse. Die Aus nehmung 9 verläuft genau in der Mitte der Längserstreckung der Zylinderlinse 1. Der Mittelpunkt des Radius r der Ausnehmung 9 liegt etwa auf dem Radius r′ der Zylinderlinse, die jedoch entsprechend der Fig. 1 auf ihrer Oberseite die Abflachung 10 aufweist. Die Zylinderlinse 1 ist vom Außenumfang aus gesehen um die Höhe h′ abgeflacht, im vorliegenden Fall etwa um ¹/₆ des Durchmessers der Zylinderlinse 1 . Die Tiefe h der rinnenförmigen Ausnehmung 9 reicht etwa bis zur Zylinderachse 12.

Fig. 3 zeigt die relative Stellung des Lichtaustrittsendes 4 des Lichtleiters zum Boden 22 der rinnenförmigen Ausnehmung 9. Der Abstand A zwischen der Lichtaustrittsfläche 14 und dem Boden 22 der Ausnehmung 9 soll der Bedingung h A r genügen, wobei h die Rinnentiefe und r der Radius der rinnen förmigen Ausnehmung ist und wobei diese Bedingung für eine Anordnung gelten soll, bei der der Durchmesser des Lichtleiters etwa der Breite der Rinne entspricht. Hierbei soll der Durch messer d der wirksamen Lichtaustrittsfläche 14 des Lichtleiters gleich oder geringfügig kleiner als die Breite b der Rinne sein.

Claims

1. Vorsatzteil für einen Lichtleiter für medizinische Anwendungen, insbesondere für Anwendungen auf dem Dentalgebiet, in Form einer vor dem Lichtaustrittsende des Lichtleiters in einer Halterung angeordneten Linse, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse eine Zylinderlinse (1) ist, die mit ihrer Längs-Achse (12) senkrecht zur Achse (11) des Lichtaustrittsendes des Lichtleiters orientiert in der Halterung (2) angeordnet ist, und daß die Zylinderlinse (1) auf ihrer dem Lichtleiter (5) zugewandten Seite eine rinnenförmige, dem Lichtaustrittsende des Lichtleiters zugekehrte und mittig angeordnete Ausnehmung (9) symmetrischen Querschnitts aufweist, deren Breite sich vom Rinnenboden (22) zum Rinnenrand kontinuierlich erweitert und deren Bodenlinie (13) senkrecht zur Achse (11) des Endabschnittes (4) des Lichtleiters und senkrecht zur Achse (12) der Zylinderachse (1) verläuft.

2. Vorsatzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (9) im Querschnitt kreisbogenförmig ausgebildet ist.

3. Vorsatzteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisbogenförmige Querschnitt durch einzelne in Längsrichtung der Ausnehmung (9) verlaufende ebene Flächen (23) angenähert ist.

4. Vorsatzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Ausnehmung (9) einen Anti-Reflexionsbelag aufweist.

5. Vorsatzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlinse (1) auf ihrer dem Lichtleiter zugewandten Seite beidseitig der Ausnehmung (9) abgeflacht ist.

6. Vorsatzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite der Zylinderlinse (1) beidseitig der Ausnehmung (9) mattiert, aufgerauht oder zum Innern der Linse (1) hin verspiegelt ist.

7. Vorsatzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stirnflächen (20) der Zylinderlinse (1) mattiert, aufgerauht oder zum Innern der Linse hin verspiegelt sind.

8. Vorsatzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand A zwischen der Lichtaustrittsfläche (14) des Lichtleiters und dem Boden (22) der Ausnehmung (9) folgender Bedingung genügt: h A r,wobei h die Rinnentiefe und r der Radius der rinnenförmigen Ausnehmung ist und der Durchmesser d des Lichtleiters (5) etwa gleich der Breite b der Rinne ist.

9. Vorsatzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlinse (1) aus der Halterung (2) herausnehmbar ist.

10. Vorsatzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (2) auf das Lichtaus trittsende (4) des Lichtleiters aufsteckbar ausgebildet ist.