JP2015530573A - 光を測定するデバイス及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2012年9月10日に出願された米国仮出願番号第61/698,995号及び2013年3月14日に出願された米国仮出願番号第61/784,827号の優先権を主張し、これらは、引用によって本願に援用される。
本発明のデバイスは、使用前に較正してもよい。この較正では、較正済みのランプ、例えば、NIST(National Institute of Standards and Technology:アメリカ国立標準技術研究所)が認証したランプから光拡散要素(1)に光ビーム(例えば、可視光、赤外光又は紫外光)を照射してもよい。光源は、歯の樹脂を硬化できるものであってもよい。この光の一部は、光導管(33)に沿って伝送され、光測定コンポーネント、例えば、分光計(32)に到達し、光測定コンポーネントは、光の特性を測定し、更にインジケータを生成してもよく、及び/又は更なる通信ステップにおいて、データを外部プロセッサ(例えば、コンピュータ)に伝送し、解析及び/又はインジケータの表示を行ってもよい。このインジケータは、パワー、放射照度又は最長露光時間であってもよい。そして、このインジケータ値を、期待されるインジケータ値と比較して、光源の較正を行う。そして、プロセッサ内のソフトウェア及び/又はプログラミングに補正係数を適用し、正確な光測定値を実現する。これに代えて、本発明のデバイスによって取得された値を積分球によって取得された値と比較して、これに応じて補正係数を適用してもよい。
以下の実施例は、本発明を例示することを意図する。これらは、本発明を限定するものではない。
背景:歯科樹脂材料の重合が不適切であると、機械的硬度及び構造的完全性が低下し、耐用年数が短くなり、交換コストが高くなり、毒性を有する「非重合」材料の露出の可能性が生じる。例えば、樹脂ベースの充填材料の平均耐用年数は、6年である。光硬化の主要な特徴として、歯科医は、歯の修復を常に目視によって監視する必要がある。高電力(≧1Watt)LCUが樹脂を硬化する。青色光の危険が最も高まるのは約440nmの波長であり(これは、多くの発光ダイオード硬化光のピーク波長に近い。)歯科医は、青色光をブロックする眼鏡又はシールドを着用し、自らの眼及び患者の眼を青色光から保護し、網膜の損傷を防止する必要がある。歯科医の眼が歯から30cmの距離にある場合、出力が1.56W/cm2の高電力硬化ユニットからの一日の最大許容曝露量は、僅かに約6秒程度である。
WI=WP*C*dB,
及び
C=10A
WIは、W/cm2を単位とする重み付けされた放射照度であり、WPは、ガラスとシールドを透過し、プロトタイプデバイスによって測定された、スペクトル放射パワーから算出されたμWを単位とする重み付けされたパワーであり、dは、cmを単位とする眼及びLCUとの間の距離であり、A及びBは、テーブル1に示す2つのパラメータである。
表2は、7個のシールド及び8個の青色遮蔽眼鏡のリストをガラス吹き作りの業界で使用されている2つの眼鏡(A1及びA2)と共に示している。
実験目的:本発明のデバイス(集光器)の効果を実証するために、4個の異なる光源について、スペクトル放射束を正確に測定し、市販されている積分球(ラブスフェア社(Labsphere):6インチ)と比較した。
Claims (47)
- a.光拡散要素を備え、前記光拡散要素は、
i.頂部、底部及び側部を有し、前記頂部がスクリーンを有し、前記底部が前記実質的に半球である内表面を有し、前記側部が実質的に筒状である内表面を有し、前記側部が前記頂部及び前記底部に接続されている要素と、
ii.前記側部内にあり、前記頂部と実質的に平行であり、前記底部に隣接し、光導管が収容されるように構成されたアウトレットポートとを有するデバイス。 - b.前記光導管を収容するように構成された開口を含む光測定コンポーネントと、
c.第1の端部及び第2の端部を有し、前記第1の端部が前記光拡散要素の前記アウトレットポートに光学的に接続され、前記第2の端部が前記光測定コンポーネントの開口に光学的に接続された光導管とを更に備える請求項1記載のデバイス。 - 前記光拡散要素は、内壁及び外壁を有する外側シェル内に収容され、前記デバイスは、前記アウトレットポートに整列され、及び前記光導管の前記第1の端部に更に整列された接続要素を更に備える請求項1記載のデバイス。
- 前記光拡散要素の側部の内表面は、前記外側シェルの内壁から1mmから15mm分離されている請求項3記載のデバイス。
- 前記光拡散要素の側部の内表面は、前記外側シェルの内壁から約3mm分離されている請求項3記載のデバイス。
- 前記光拡散要素の側部の内表面は、光が前記側部の内表面又は前記光拡散要素の底部を透過し、前記外側シェルの内壁とインタラクトすることを防止するために十分な距離だけ、前記外側シェルの前記内壁から分離されている請求項3記載のデバイス。
- 前記外側シェルは、プラスチック、セラミック、ガラス及び金属からなるグループから選択される固体材料から形成されている請求項3乃至6何れか1項記載のデバイス。
- 前記要素(i)は、前記内表面に亘って実質的に一様な光拡散を実現する請求項1乃至7何れか1項記載のデバイス。
- 前記内表面は、ポリテトラフルオロエチレン、硫酸バリウム又はポリオキシメチレンを含む請求項8記載のデバイス。
- 前記頂部は、更に、前記側部の実質的に筒状の内表面の直径と実質的に等しい又はこれより小さい直径を有するアパーチャを有し、前記スクリーンは、前記アパーチャを覆う請求項1乃至9何れか1項記載のデバイス。
- 前記頂部は、プラスチック、セラミック、ガラス及び金属からなるグループから選択される固体材料から形成されている請求項1乃至10何れか1項記載のデバイス。
- 前記スクリーンは、前記光拡散要素の側部を覆うように寸法決めされる請求項1乃至11何れか1項記載のデバイス。
- 前記スクリーンは、実質的に正方形、円形又はディスク状である請求項1乃至12何れか1項記載のデバイス。
- 前記スクリーンは、厚さ1mm、直径28mmの寸法を有するディスクである請求個1乃至13何れか1項記載のデバイス。
- 前記スクリーンの厚さは、0.1mm〜5mmである請求項1乃至14何れか1項記載のデバイス。
- 前記スクリーンは、ポリテトラフルオロエチレン、硫酸バリウム又はポリオキシメチレンを含む請求項1乃至15何れか1項記載のデバイス。
- 前記スクリーンは、透明又は半透明の材料からなる請求項1乃至16何れか1項記載のデバイス。
- 前記スクリーンは、半透明のランバートコーティングによってコーティングされている請求項1乃至17何れか1項記載のデバイス。
- 前記スクリーンは、更に、マジックミラーを備え、前記マジックミラーは、前記光拡散要素への光を透過し、前記光拡散要素から反射して、前記マジックミラーに入射する光を実質的に遮蔽する請求項1乃至18何れか1項記載のデバイス。
- 前記スクリーンの上又は下に配置されたフィルタを更に備える請求項1乃至19何れか1項記載のデバイス。
- 前記スクリーン上のフィルタは、前記頂部のアパーチャを覆う請求項20記載のデバイス。
- 前記フィルタは、前記スクリーンを物理的損傷から保護するガラスである請求項19記載のデバイス。
- 前記フィルタは、中性濃度フィルタ又は帯域通過フィルタである請求項19記載のデバイス。
- 前記フィルタは、青色帯域通過フィルタである請求項19記載のデバイス。
- 前記フィルタは、500nmより長い波長をフィルタリングする請求項19記載のデバイス。
- 前記側部の実質的に筒状の内表面の高さは、1mmから50mmの間である請求項1乃至25何れか1項記載のデバイス。
- 前記側部の実質的に筒状の内表面の高さは、1mmから15mmの間である請求項1乃至26何れか1項記載のデバイス。
- 前記光拡散要素の頂部のアパーチャの直径は、4mmから30mmの間である請求項10乃至27何れか1項記載のデバイス。
- 前記アパーチャの直径は、約16mmである請求項28記載のデバイス。
- 前記光拡散要素の頂部のアパーチャの直径は、30mmから300mmの間である請求項10乃至27何れか1項記載のデバイス。
- 前記光導管の内径は、10μmから1000μmの間である請求項1乃至30何れか1項記載のデバイス。
- 前記光導管の長さは、1mmから300mmの間である請求項1乃至31何れか1項記載のデバイス。
- 前記光測定コンポーネントの開口の直径は、10μmから1000μmの間である請求項1乃至32何れか1項記載のデバイス。
- 前記光測定コンポーネントは、150nmから1000nmの間の波長を測定する能力を有する請求項1乃至33何れか1項記載のデバイス。
- 前記光測定コンポーネントは、360nmから540nmの間の波長を測定する能力を有する請求項1乃至34何れか1項記載のデバイス。
- 前記光拡散要素、前記光測定コンポーネント及び前記光導管を収容する外側ハウジングを更に備える請求項2乃至35何れか1項記載のデバイス。
- 前記外側ハウジングは、前記光拡散要素の頂部に揃えられたウィンドウを更に備える請求項36記載のデバイス。
- 前記外側ハウジングは、前記光測定コンポーネントに隣接する開口を更に備え、前記開口は、ケーブルが挿入されるように構成されている請求項36又は37記載のデバイス。
- 前記光測定コンポーネントによって収集されたデータが供給され、解析を行うプロセッサを更に備える請求項1乃至38何れか1項記載のデバイス。
- インジケータを表示する能力を有するディスプレイを更に備える請求項1乃至39何れか1項記載のデバイス。
- 光源が生成した光を請求項2乃至39何れか1項記載のデバイスの光拡散要素に向けるステップを有する、光を測定する方法において、
a.前記光拡散要素に入射する光が、前記光拡散要素内で拡散するステップと、
b.前記光拡散要素内で拡散した前記光の一部が、前記アウトレットポートから出て、前記光導管を通って、前記光測定コンポーネントに到達するステップと、
c.前記光測定コンポーネントが、前記ステップbの光の特性を測定して、データを生成し、前記データをプロセッサに供給するステップと、
d.前記プロセッサが、前記データを解析し、インジケータを生成するステップとを有する方法。 - 前記光測定コンポーネントは、可視光、赤外光又は紫外光を測定する請求項41記載の方法。
- 前記光は、光遮蔽材料を通過して、前記光拡散要素に到達する請求項41乃至42何れか1項記載の方法。
- 前記光源は、歯科用樹脂を硬化させる能力を有する請求項41乃至43何れか1項記載の方法。
- 前記光遮蔽材料は、歯科用樹脂硬化器具が生成する光による損傷から眼を保護するシールド又は眼鏡である請求項44記載の方法。
- 前記インジケータは、パワー、放射照度又は最長露光時間である請求項41乃至45何れか1項記載の方法。
- 前記方法は、較正ステップを更に有し、前記較正ステップは、
e.予め較正されたランプを準備するステップと、
f.前記予め較正されたランプから光ビームを生成して、前記光ビームを前記光拡散要素に向けるステップと、
g.インジケータ値を取得し、前記インジケータ値を、前記予め較正されたランプに関連付けられたインジケータ値と比較するステップと、
h.前記ステップgにおける比較に基づいて補正係数を決定するステップと、
i.前記ステップdにおいて前記インジケータを生成する際に前記補正係数を適用するステップとを含む請求項41乃至46何れか1項記載の方法。
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