JP2005506861A - 電子音声を有する硬化ランプ装置 - Google Patents

Abstract

硬化ランプと関連付けられた多くの動作条件を知らせる電子音声情報を出力する硬化ランプ装置が用いられる。装置は、出力パワーを検出する光センサと、入力電力を検出する電圧および電流センサと、１つまたは複数のセンサからの受信信号に応答して、ディジタル数を出力するマイクロコントローラと、ディジタル数と関連付けられたアドレスで、メモリから音声メッセージ信号を取り出すプログラムされた音声回路と、音声メッセージ信号を受信し、聞き取り可能なように再生する変換器を含む。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器と関連する電子音声情報を出力する装置および方法に関し、特に、歯科用硬化機器の性能および状態と関連する電子音声情報を出力する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光硬化は、歯科治療では、例えば、根管や裂溝を埋めるための合成物や接着剤を硬化する周知の技術である。光硬化修復剤は、歯の治療から根管充填まで、歯科医療界全般にわたって利用されている。光硬化修復剤の活性化および重合は慎重に制御されなくてはならない。しかしながら、従来技術においては、機器の測定について、明瞭な聞き取りやすい言語や口調で、歯科医に情報を提供する手段がなかったように思える。
【０００３】
Ｃｒｅｐｓ．Ｙｅｔの米国特許第４，９６８，２５２号のように、歯科用機器において視覚的に表示されるデータ項目と関連して用いられる可聴信号は既知である。しかしながら、この方法は、歯科医が、各々が音声信号に応答して表示を視覚的に監視することを歯科医に要求するような多くの信号で囲まれると、歯科医を混乱に陥れることになる。表示装置を見るために、歯科医は作業領域から自分の視野を移すことが必要になり、その結果、時間をロスしたり、手元の歯科治療への集中が削がれたりしてしまう。
【０００４】
タイミングは、歯の修復において光硬化の重要な一要素である。歯牙を充填するために、光硬化修復剤は通常、歯の頂上に置かれ、光で活性化される。根管の処置のためには、根管が封じられた後、根管の残りの部分が光硬化修復剤で充填され、光によって活性化される。光硬化型合成樹脂修復材の望ましくない特性は、硬化処理中の収縮である。適切に硬化させるには、硬化光の強度が慎重に維持され、正確な経過の見極めおよび監視をする必要がある。歯科医は、経験によって、収縮の影響を最小限にする方法、および、被覆されていない部分を無くす方法を学んできた。修復材のわずかな増加量を塗布して硬化させること、および、正確なタイミングが、これらの問題を最小限に抑える鍵であった。しかし、歯を処置しながら正確なタイミングで処理することは、歯科医に大きな負担を与え続けている。
【特許文献１】
米国特許第４，９６８，２５２号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これらおよび他の問題点は、歯科用硬化機器を動作させる新しい方法および装置によって解決される。本発明の第１の実施態様では、装置は、硬化光のランプからの光出力パワー密度を検出する光センサと、マイクロコントローラと、プログラムされた音声回路と、スピーカ／変換器を有する。マイクロコントローラは、各々が光センサとランプのいずれか１つからのアナログ信号を受信して、ディジタル数に変換する複数のアナログディジタル変換器と、関連付けられたディジタルアドレスを生成するために、各ディジタル数を解析するための格納プログラムおよびメモリと、ディジタルアドレスを出力する出力部を有する。プログラムされた音声回路は、音声メッセージを格納するメモリと、マイクロコントローラによって出力されるディジタルアドレスを受信するプロセッサを有し、ディジタル数によって識別される記憶場所から音声メッセージを取り出して、スピーカ／変換器によって再生される音声メッセージを出力する。
【０００６】
本発明によって定められる第１の方法によれば、第１の実施態様の装置は、硬化ランプの出力パワー密度を測定し、測定された出力パワー密度が所定の閾値を越えた場合、聞き取り可能な音声メッセージを再生するように動作する。測定された出力密度が所定の閾値より小さい場合、第１の実施態様の装置は、硬化ランプに供給される入力電力を求め、入力電力が第２の所定の閾値より小さい場合、硬化ランプが交換されるべきであることを示す聞き取り可能な音声メッセージを再生するように動作する。第１の実施態様の装置は、ランプが点灯している動作時間をカウントし、ランプが動作している累積時間を示す情報を格納し、累積動作時間が第３の所定の閾値に達した場合、ランプの出力パワー密度が調べられるべきであることを告げる聞き取り可能な音声メッセージを再生するようにも動作する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
選択された言語出力で電子的に生成された人間の言葉を介して、硬化ランプとして機器に使用された経過時間を言語化する機能を有する歯科用硬化機器が開示される。例えば、開示される硬化ランプの動作中、ユーザは、経過した時間の長さを知る必要があるかもしれない。経過した時間を示す既知の方法は、電子的に生成された（例えば１０秒ごとの）ビープ音である。しかしながら、このような可聴ビープ音は、関係する情報の性質によっては、何らかの混乱を引き起こす可能性があり、硬化装置のユーザが患者にとって必要な硬化治療および治療に集中しているのを邪魔するかもしれない。この問題を解決するために、経過時間の状態が、開示される発明によって監視され、聞き取り可能な形でただちに知らされるので、ユーザは自分の注意を歯科治療に集中させることができる。
【０００８】
開示される発明は、ランプの最初の点灯から経過した動作時間の測定値をユーザに提供するマイクロコントローラとともに動作するプログラムされた音声集積回路（ＩＣ）を有する電子音声装置１を定めている。可聴ビープ音を使用する代わりに、装置１は、例えば、「１０秒、２０秒、・・・など」の秒の単位で経過時間を電子的に言語化する特徴を有している。
【０００９】
装置１は、ユーザが選択することができる種々の言語で、必要なデータの電子的な言語表現を生成できるのが利点である。例えば、ＮＹＵ歯科センターには、ロシア、インド、アジア、米国、パキスタン、イスラエルなど、地球のあらゆる地域からの歯科学生が在籍している。したがって、装置１は、言語の選択という新しいカスタマイズ可能なプログラムの選択から、好ましい言語を選択するだけで言葉の壁を克服する、歯科治療における必要性を満たすことができる種々の言語で、経過時間および他の情報を生成し、電子的に発声する機能を有している。したがって、例えば、各自が単に言語プログラムを選択するだけで、多くの学生が機器を共有することができる。
【００１０】
図１および図２Ａ、２Ｂは、それぞれ本発明の装置１および動作方法４００を示している。動作を始めるために、図１に示すように、ランプ４０が、光線２３０が光センサ２４０に入射するように配向される。ランプ４０には、例えば、商用電圧源１０が供給している従来の電源２０によって生成された出力電圧３０が印可される。
【００１１】
電源２０は、例えば、マイクロコントローラ７０の出力部９０から制御出力１００によって出力される信号を介して、オンにスイッチされ、出力電圧３０を出力することができる。マイクロコントローラ７０は、例えば、入力２１０をシステムグラウンド２２０に接続するトリガースイッチ２１５を閉じることによって、オンにスイッチすることができる。マイクロコントローラ７０は、例えば、アナログディジタル変換（Ａ／Ｄ）部６０のアナログディジタル変換器（Ａ／Ｄ１）６４で、光センサ２４０によって生成された電圧６５を検出する。
【００１２】
動作方法４００は、図２Ａに示されるように、開始ステップ４０００で始まる。動作方法４００は、例えば、図１のマイクロコントローラ７０によって実行される格納プログラムと、プログラムされた音声ＩＣ１４０によって実施されてもよい。図２Ａのステップ４１００で、マイクロコントローラ７０は、信号がＡ／Ｄ部６０に受信されているかどうかを判定する。ステップ４２００で、光出力パワー密度が、例えば、光センサ２４０によって生成された電圧６５にもとづいて求められる。
【００１３】
ステップ４２００で、光出力が２００ｍＷ／ｃｍ²より大きくない場合、硬化モード４３００がマイクロコントローラ７０によって実行される。ステップ４３１０で、電流５５が、図１に示されているような装置１のアナログディジタル変換器２（Ａ／Ｄ２）６２における電流検出入力４５、４６を介して検出される。ステップ４３２０で、電圧５０が、プログラムされたマイクロコントローラ７０のアナログディジタル変換器３（Ａ／Ｄ３）６１によって、電圧検出入力４７、４８から検出される。ステップ４３３０で、装置の電力が電流と電圧の積として計算される。ステップ４３４０で、電力が十分か否かを判定する判断が、解析ルーチン４３５０によって実行される。電力が不十分な場合、マイクロコントローラ７０は、ステップ４３５５で、「ランプを交換してください」という音声メッセージと関連付けられたアドレス１１０を設定し、マイクロコントローラ７０の出力部９０からＩＣ１４０のアドレス入力部１２０にアドレス１１０を出力し、マイクロコントローラ７０の出力部９０からＩＣ１４０の実行ポート１７０に実行メッセージ信号１６０を出力する電子スピーチ出力ルーチン４４１０を実行する。ＩＣ１４０は、出力９０に応答して、音声メッセージを音声化するスピーカ／変換器１５０にアナログ出力１３０を出力する。
【００１４】
図２Ａのステップ４２００に戻って、装置の光出力の測定値が２００ｍＷ／ｃｍ²より大きい場合、光測定ルーチン４４００がマイクロコントローラ７０によって開始される。ステップ４４０５で、アナログ信号がＡ／Ｄ制御器６４を介して光センサ２４０から受信され、４桁の２進化１０進（ＢＣＤ）数に変換される。これらの数は、１０進数０から９を表わすために用いられる。ＢＣＤ符号は、各１０進数で４ビットの２進符号化を用いる。ＢＣＤ数を１０進に変換するために、すべての４ビットが１０進数に変換される。１０進数をＢＣＤに変換するために、各桁は単純に４ビットの２進数に変換されて、ステップ４４２０で、位置４４２２、４４２４、４４２６、４４２８によって示されている千、百、十、一の位の数字を出力する表示器（例えば、ＬＥＤまたはディジタル読み出し器）に送信される。
【００１５】
ステップ４４３０で、千の位４４２２の１０進数が０より大きい場合、ステップ４４４０で、千の位に対するアドレスが設定される。電子埋め込みスピーチルーチン４４１０が起動され、ステップ４４４０、４４５０で、関連付けられた音声メッセージがスピーカ／変換器１５０によって聞き取り可能に再生されるように、適切なアドレス信号をプログラムされた音声ＩＣ１４０に送信するマイクロコントローラ７０によって、装置の千の位の測定値の電子的な言語表現化が実行される。
【００１６】
ステップ４４６０で、千の位の測定値のスピーチループの言語表現化が完了すると、図２Ａ、２Ｂに示すように、ステップ４４７０、４４８０で、百の位に対するアドレス指令が設定される。関連付けられた音声メッセージがＩＣ１４０によって出力された後、ＩＣ１４０は、メッセージポート１８０からマイクロコントローラ７０の入力ポート２００にメッセージ完了信号１９０を送信する。スピーチルーチン４４１０が再び起動され、千の位のデータの言語表現化を参照して上述した手段によって、百の位のデータの言語表現化が実行される。
【００１７】
ステップ４４９０で、百の位のスピーチループの電子的言語表現化が完了したと判断されると、マイクロコントローラ７０は、ステップ４５００、４５１０で、十の位に対する指令のアドレスを設定し、スピーチルーチン４４１０を実行する。ステップ４４２０で、メッセージが完全に伝えられると、ステップ４４３５で、マイクロコントローラ７０は、装置１によって出力されたデータ測定値の一の位に対する指令のアドレスを設定する。ステップ４４２５で、スピーチルーチン４４１０は、マイクロコントローラ７０から、スピーカ／変換器１５０に音声信号を出力するプログラムされた音声ＩＣ１４０に信号を送ることによって、一の位の測定値を電子的に言語表現化する。スピーカ／変換器１５０への出力が完了すると、動作方法４００は、図２Ａのステップ４１００に戻る。
【００１８】
装置の実際の動作時間を管理するアクティブランプタイマ（不図示）が、マイクロコントローラ７０によって起動される。ランプが点灯している時間の長さが、マイクロコントローラ７０内のメモリに格納される。カウントされた時間は、マイクロコントローラ７０のメモリにうまく格納でき、例えば、装置の電源が切られた場合でも消去されない。この特徴は、実際のランプの使用状態を記録するのに役立ち、ユーザに対して計画的にメンテナンスを行うように注意を喚起するメッセージを出力するように構成することが可能である。
【００１９】
ランプの寿命にわたって、その光強度はゆっくり少しずつ低下する。たいていの硬化ランプ機器は、強力なランプ、スペクトルフィルタ、光ファイバーティップを含み、そのすべてが慎重に配列されている。いかなる誤整列によっても機器が十分動作しない結果となる。このため、十分な硬化が得られるように光強度を周期的に点検することが非常に重要である。開示されている発明は、ランプが使用されている時間の総時間数がマイクロコントローラ７０のメモリに格納するような特徴を有している。したがって、装置１は、電子的な「人間」の言葉によって、ランプの強度を点検すべきときをユーザに通知してもよい。これによって、機器の状態を点検しなければならない負荷のかかる工程が著しく減る。
【００２０】
図１のランプ４０のフィラメントの蒸発は、時間とともにランプ４０の光出力を低下させる。その結果、それぞれ、フィラメントの抵抗が増大し、電流が減少し、電力が低下する。光強度は電力が低下するにつれて低下する。本発明は、ユーザがランプ４０に加えられた電力を絶えず監視することを可能にする。すべてのランプの抵抗値は固有なものである。したがって、たとえ調整された電圧が印加されたとしても、電力は各個々のランプ４０で異なるだろう。本発明によって、ユーザは、ランプが設置または交換された場合に電力を測定して、この値をマイクロコントローラ７０のメモリに格納することができる。
【００２１】
図２Ａに戻り、装置１のランプの各点灯時にユーザを支援するために、硬化処理４３００内で電力測定が開始される。ステップ４３４０で、測定された電力値は、ランプ４０の初期値を示す格納されたＩＤ値と比較される。測定された電力値が、ＩＤ初期値を参照してマイクロコントローラ７０によって決定される特定の範囲からはずれている場合、ステップ４３５５、４４１０に示されているように、「ランプを交換してください」という電子的に生成された音声メッセージ４４１５が再生される。図１の装置１は、ランプの交換時期を判断するために、人間の操作者によって光強度が測定される必要が全くないような機能を特徴としている点が独特である。つまり、装置１は、絶えずランプを監視し、ユーザの便宜のため、適切な時期に交換を促す。
【００２２】
本実施形態の装置１で利用されるランプはハロゲン系ランプである。同程度のパワー密度を生成する、単独または組み合わせて構成される他の種類のランプは、本発明の範囲内に完全に含まれている。
【００２３】
図２Ａのステップ４３４０に戻って、ステップ４３５０で、電力が十分と判定されると、ステップ４３６０で、「経過時間は、ちょうど１０、２０、３０、４０、５０、６０秒のいずれかですか？」を決定する判断がなされる。イエスの場合、ステップ４３６２で、装置１は、経過時間に対するアドレスを設定し、スピーチルーチン４４１０を実行し、ステップ４３６４で、経過時間を電子的に言語表現化する。ステップ４３６８で、装置１は、「経過時間は６０秒ですか？」を判定する。イエスの場合、ステップ４３８０で、装置のルーチンは終了する。ノーの場合、ステップ４３７０で、装置１がユーザによって停止されたか否かを判定するチェックがなされる。イエスの場合、図２Ｂのステップ４３８０で方法４００は終了する。ノーの場合、方法４００は図２Ａのステップ４１００に戻る。
【００２４】
表示装置（不図示）は、データを示す付加的な手段として、歯科用硬化機器自体または隣接する制御パネル上に任意に含まれていてもよい。表示装置は、セグメント化されたＬＣＤ、ＬＥＤまたは他の表示手段を有していてもよく、例えば、Ａ／Ｄ部６０によって出力されるディジタル数によって駆動されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態の概略図である。
【図２Ａ】第１の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図２Ｂ】第１の実施形態の動作を示すフローチャートである。

Claims (14)

1. 歯科用硬化機器において電子音声情報を出力する装置であって、
   前記硬化機器のランプからの光出力パワー密度を検出する光センサと、
   前記硬化ランプを流れる電流を検出する電流検出入力部と、
   前記硬化ランプの両端の電圧を検出する電圧検出入力部と、
   各々が、前記光センサと、前記電流検出入力部と、前記電圧検出入力部のいずれか１つからアナログ信号を受信し、この受信したアナログ信号をディジタル数に変換するように動作する複数のアナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換器と、ディジタルアドレスを生成するために、１つまたは複数の受信したディジタル数を解析するように動作する格納プログラムおよびメモリと、前記ディジタルアドレスを出力する出力部とを含むマイクロコントローラと、
   音声メッセージを格納するメモリと、入力部で前記ディジタルアドレスを受信し、前記ディジタルアドレスで、前記メモリに格納された音声メッセージを取り出し、この取り出された音声メッセージをアナログ信号として出力するプロセッサを含むプログラムされた音声回路と、
   前記出力されたアナログ信号を受信し、聞き取り可能な音声メッセージを出力する変換器を有する装置。
2. 前記マイクロコントローラは、複数の言語の各々に備えられた音声メッセージのディジタルアドレスを選択するようにプログラム可能である、請求項１に記載の装置。
3. 前記マイクロコントローラは、表示装置の画面上に表示する前記ディジタル数を出力するように動作する、請求項１に記載の装置。
4. 前記表示装置は、発光ダイオード（ＬＥＤ）と、液晶表示素子（ＬＣＤ）のいずれか少なくとも１つを含む素子を有する、請求項３に記載の装置。
5. 前記変換器は、オーディオスピーカを有する、請求項１に記載の装置。
6. 硬化光を動作させる方法であって、
   前記硬化光の出力パワー密度を測定するステップと、
   前記測定された出力パワー密度が所定の閾値を越えた場合、
   前記測定された出力パワー密度を示す聞き取り可能なメッセージを再生するステップを有する方法。
7. 前記再生ステップは、
   前記測定された出力パワー密度を１つまたは複数のディジタルアドレスを含むディジタル符号に変換するステップと、
   前記１つまたは複数のディジタルアドレスの各々で、メモリに格納されている関連付けられた音声メッセージを取り出すステップと、
   取り出された各音声メッセージをアナログ信号として出力するステップと、
   各出力アナログ信号を聞き取り可能なメッセージとして再生するステップを有する、請求項６に記載の方法。
8. 前記測定ステップは、光センサで光エネルギーを検出するステップより前に行われる、請求項６に記載の方法。
9. 硬化光を動作させる方法であって、
   前記硬化光を出力するランプの出力パワー密度を測定するステップと、
   前記測定された出力パワー密度が第１の所定の閾値より小さい場合、
   前記ランプへの入力電力を求めるステップと、
   前記求められた入力電力が、第２の所定の閾値より小さい場合、前記ランプを交換すべきことを示す聞き取り可能なメッセージを再生するステップを有する方法。
10. 硬化光を動作させる方法であって、
    前記硬化光が点灯されている各時間の間、動作時間をカウントするステップと、
    前記硬化光が動作している累積時間を求めるために、前記カウントされた時間をメモリ内で累積するステップと、
    前記動作している累積時間が所定の閾値に達した場合、前記硬化光のランプの出力パワー密度を調べるべきであることを示す聞き取り可能なメッセージを再生するステップを有する方法。
11. 硬化光を動作させる方法であって、
    前記硬化光を出力するランプへの入力電力を求めるステップと、
    前記求められた入力電力が所定の閾値より小さい場合、前記ランプを交換すべきであることを示す聞き取り可能なメッセージを再生するステップ有する方法。
12. 前記求められた入力電力が前記所定の閾値に少なくとも等しい場合、
    動作の経過時間が複数の所定の時間間隔のいずれか１つによって規定された時間と一致しているかどうかを判定するステップと、
    一致していると判定された場合、前記経過時間を知らせる聞き取り可能なメッセージを再生するステップをさらに有する、請求項１１に記載の方法。
13. 一致しないと判定された場合、
    ユーザによって動作が継続される否かを判定するステップと、
    動作が継続される場合、前記硬化光を出力するランプの出力パワー密度を測定するステップを有する、請求項１２に記載の方法。
14. 前記経過時間が所定値を越えた場合、動作を終了するステップをさらに有する、請求項１２に記載の方法。

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