JP2019519308A - 制御回路を備えた光硬化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 長期間安定して機能し同時に誤作動し難い操作を可能にすることができる光硬化装置を提供する。
【解決手段】 光硬化装置を点入および／または切断し、特に一稼働モードから別の稼働モードに点入あるいは逆に回帰させることができる制御回路と前記点入および／または切断を付勢するためのセンサとを備えた光硬化装置であり、前記センサを１ｐＦ未満の感度を有する静電容量式の近接センサ（３６）として形成し、使用者の手が光硬化装置（１０）に接近することと光硬化装置が基台に接近することを制御回路（４０）が識別することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、請求項１前段に記載の光硬化装置に関する。

光硬化装置は３０年以上前から手持ち装置として使用されており、例えば体外義歯内の峡部または歯科補綴材を使用する患者の歯の近心側領域等の接近が難しい場所の光硬化を達成可能にする。

そのため光硬化装置が細身の光導ロッドを備え、そのロッドは通常末端側が曲折していてハウジング内に収容される。ハウジングは光硬化装置の光源用の制御回路と電源を収容する。ハウジングは通常棒状あるいはピストル形状、またはそれらの組合せ形状を有する。

その理由は操作性の最適化であり、すなわち歯科医師（あるいは歯科技工士）によっては体外作業に際して光硬化装置をピストル状に保持することを好み、別の歯科医師は鉛筆のように保持し、さらに別の歯科医師は光硬化装置のボディを握ることを好むためである。

光硬化装置は通常プログラム制御された硬化サイクルによって動作し、その際使用者はまず動作プロフィールを選定してその後硬化サイクルを始動する。

その中に、必要に応じて異なった放射光の放射スペクトルを有する予硬化サイクルも必要に応じて含まれる。

光硬化装置の初期化のために通常数秒が必要とされるがそれによる始動遅延は許容不可能であるため、通常実質的な動作サイクルを実行する前にまず光硬化装置を点入する。典型的な方式によれば光硬化装置の点入のために電源ボタンを使用し、それを例えばピストル形状の付勢装置の場合光硬化装置のグリップと本体ハウジングとの移行部上に配置することができる。電源ボタンは（特に棒形状の光硬化装置の場合）光硬化装置の上端面に配置することもでき、通常該当する光硬化装置の動作プログラムの付勢ボタンから分離して独立するようにさせる。

今日光硬化装置は（選択されたハウジング形状にかかわらず）しばしば小型ディスプレイを備え、その上に主要な動作パラメータが表示され操作指示を提供する。

しかしながら、特に技術志向の低い歯科医師にとって依然として改善要求が存在する。一般的に電池動作する光硬化装置の場合基台あるいはベースステーション上で充電される。それはベースステーションの上面に形成された端子を介して実行され、手持ち装置上の対応する端子に電力供給する。

充電ステーションからの手持ち装置の取り外しを光硬化装置の稼働状態への点入用の信号として利用しまたベースステーションへの再設置を停止信号として利用することが既に提案されている。

しかしながら通常歯科医師は患者の処置のため光硬化装置の操作から目を離し、そのため光硬化装置をしばしば充電ステーションの外に載置する。

その場合電池が継続的に放電されるか、または充電器が所定時間後に自動的に停止する。第１のケースでは再度装置を使用しようとする時に頻繁に電池が空になっており、第２のケースにおいては初期化サイクルを独立して起動して進行させないと機能しなくなる。

そのような極めて頻繁なケースによる遅延時間を抑制するために、初期化サイクルを短縮することが試みられている。例えば、較正工程を省略するか、５回に１回のみ実施するようにする。その較正工程はシステムユニットの完全性および正確な動作を検査するものでもある。

そのことは、例えば動作サイクルの間に光硬化装置が故障すると補償リスクを伴う不完全な硬化が発生するため、極めて重大である。

従って本発明の目的は、長期間安定して機能し同時に誤作動し難い操作を可能にすることができる光硬化装置を提供することである。

前記の課題は、本発明に従って請求項１により解決される。従属請求項によって好適な追加構成が明らかにされる。

本発明によれば、使用者の手が光硬化装置に接近した際にその光硬化装置が点入される。使用者の手は静電容量の点に関して基台と異なることが好適である。そのことは、光硬化装置が基台に接近した際には光硬化装置の稼働状態への点入は実行されず手が光硬化装置に接近した場合に実行されることを意味する。

好適な実施形態によれば、対応するセンサを静電容量式近接センサとして形成する。そのセンサは使用者の手あるいは指の静電容量と基台の静電容量を識別する。例えば、基台の静電容量を実験によって測定して光硬化装置に記憶させることができる。従って基台の静電容量付近の静電容量変化は点入信号として使用せず、逆に手の接近およびそれによる静電容量変化を点入に利用する。これは例えば５ｐＦとし得る。

好適な構成形態によれば、静電容量式の近接センサをアクティブシールドによって遮蔽する。それによって寄生静電容量と外部干渉を防止するか、または近接センサに対するそれらの影響を抑制することができる。

アースして設置された遮蔽体は一般的に測定された近接センサの静電容量信号の有意性を不明瞭化させる寄生静電容量を形成するが、アクティブシールドはそのアクティブシールドと静電容量式の近接センサとの間に電圧差が発生しないように制御することができる。同時にシールド電極が近接センサの電極を周囲環境の影響に対して遮蔽する。

アクティブシールドの極めて有利な効果の１つは、静電容量センサの測定方向に影響を与える可能性である。アクティブシールドを静電容量センサの電極の下方に配置すると静電容量センサがその電極の上方の静電容量変化を重点的に検出する。

アクティブシールドがセンサ電極をさらに幾らか側方で包囲するように延在すると、電極の直ぐ上方の領域へのより強い焦点化が達成される。

従って本発明によれば、アクティブシールドをセンサ電極の下方に配置するがその際アクティブシールドがいずれにしても電極より大きくならないように、むしろ幾らか小さくすることが好適である。

その解決方式によって、例えば使用者の手あるいはその他の導電性の対象物の接近に対する検出角度が例えば１６０°の角度で検出されるようにし、すなわち殆ど全域になるようにし得る利点が得られる。

さらに電極は長手方向において光硬化装置のハウジングの主要な領域にわたって延在することが好適である。

アクティブシールドのさらに別の効果は、寄生静電容量の作用を低減する可能性である。光硬化装置のハウジング内には通常例えば制御回路およびそれの導線および特にアースされた導線等の導電性の要素が存在する。

導電体とセンサ電極の間には通常並列に接続された複数の寄生静電容量が存在する。それら寄生静電容量とセンサ電極の間に配置されたアクティブシールドがセンサ電極およびシールド電極の両方への均一な交流電圧付加に際して寄生静電容量を切断するかあるいは最少化し、一般的に５０ｐＦから１ないし２ｐＦに削減することを可能にする。

光硬化装置は一般的に不使用時に基台上に載置される。形状に応じて前記載置は下面あるいは多くの場合側面で実施され、特に末端側が曲折した光導ロッドを有していて光硬化装置をベースステーション内に収容する際に下面による載置を妨害する場合に側面で載置される。

例えばテーブル等の基台への載置が実行されたことを検出するために、載置に際して光硬化装置への例えば金属製テーブルの接近を検出する追加的な静電容量式の近接センサを側方に設置することができる。その際差分検出を実行することが好適であり、すなわち光硬化装置に基台が接近しているかあるいは使用者の手が接近しているかを判定するためにセンサ電極上および側方電極上の静電容量の変化ならびに相互の関係を測定する。

その際も適宜にアクティブシールドを使用する別の可能性が存在する。そのアクティブシールドの形状によって上方からの接近すなわち光硬化装置の上面への接近のみを有意として検出するように検出焦点化を実施することができる。

しかしながら基台の「背部」への光硬化装置の載置は、例えば光硬化装置が一般的に好適である丸型の上面形状を有する場合には、装置を上面で載置しようとする際に光硬化装置が側方に傾倒する可能性があるため全く不可能である。

上記方式によって同様に基台の接近と使用者の手の接近を識別することができる。

別の可能な構成形態によれば、ベースステーションの接近を検出するために追加電極を光硬化装置の下面に設ける。このことはベースステーションが充電機能を備えない載置トレイとして形成される場合に有効であり、他方電気端子を備えたベースステーションの場合は通常光硬化装置の電池の充電に際して容易に電流通流を検出することができる。

前記追加電極も周知の方式でアクティブシールドを備え得ることが理解され、それによって前述したように一方で寄生静電容量を防止し他方で所要の方式の焦点化を達成する有効な利点が得られる。

本出願の枠内において「センサ電極」あるいはそれと類似の概念からは実質的に同等な電極構成が理解される。厳密に言えば静電容量式のセンサ電極は複数の個別電極、例えば２個の個別電極から形成され、それらの間に導体、例えば人間の身体の作用によって影響を受ける電界が形成される。従って静電容量式の電極は通常電極構成の電界の妨害を検知する。

使用者の手を検出するための一次センサ電極と二次あるいは追加電極のいずれもが基台の検出のために有効であることが理解される。

本発明の好適な構成形態によれば、センサ電極を静電容量式のブリッジ回路の一部とする。周知の方式によりブリッジ非平衡から該当する電極上で静電容量変化が発生したことを検出することができる。

本発明のその他の詳細、特徴、ならびに利点は、添付図面を参照しながら以下に記述する実施例の説明によって理解される。

光硬化装置のベースステーション内に収容された本発明に係る光硬化装置を概略的に示した説明図である。 本発明に係る光硬化装置の別の実施形態を概略的に示した断面図である。 本発明に係る光硬化装置の第３の実施形態を概略的に示した断面図である。

図１に概略的に示された光硬化装置１０は光導ロッド１２とハウジング１４を備える。光導ロッド１２はハウジングの前端１６上に差し付け可能に装着され、周知の方式によって約４５°の角度で下方に向かって曲折する。

光硬化装置１０は効果的かつ使用者に優しい基本構造を有する。それには球形あるいは丸形のハウジング１４の上壁部１８が含まれる。図示された状態において光硬化装置１０がベースステーション２０によって支承および収容されている。ベースステーション２０は充電トレイとして形成されるとともに概略的に図示された差し込み端子２２を備え、それによって光硬化装置１０がベースステーション２０内に収容された際に充電池を充電する。

ベースステーション２０はその上面がトレイ形状に形成され、長手方向の窪みが光硬化装置のハウジング１４の大部分を収容する。加えてベースステーション２０は前面に開口部２４を有する。開口部２４は較正センサ２６を備え、それによって光硬化装置１０の較正を可能にする。

そのため光硬化装置１０を光導ロッド１２の先端２８から開口部２４内に挿入して光硬化装置を点入する。その後較正プログラムによって周知の方式で較正が実行される。

開口部２４は下方に向かっても実質的にスリット状に開口していて、それにより丸穴状の開口と比べて較正センサの汚染が防止される。加えて必要に応じて較正センサ２６を下方から軽く洗浄することが可能になる。

光硬化装置１０はさらにハウジング１４上にスイッチ３０とディスプレイ３２を備える。ハウジング１４は実質的に棒状であるがピストル形状に近似していて、通常片手でハウジング１４を上方から掴んで保持することができる。下面に斜めに取り付けられたスイッチ３０あるいは起動ボタンは例えば使用者が人差し指で操作することができ、同時にディスプレイ３２が良好に目視可能に使用者の視界内に存在する。

ハウジング１４は例えばＡＢＳあるいはその他の適宜な樹脂等の電気絶縁性の材料から形成される。上壁部上に本発明に係る電極３４を取り付け、それが上壁部１８に接合するとともに後部領域からディスプレイまであるいはその直前まで延在する。電極３４はハウジングの内側に延在し、蒸着された層かあるいは金属面として延在する。電極３４は同時に近接センサ３６として作用する。この電極はアクティブシールド３８によって遮蔽され、それが同様に上壁部１８に沿って延在するが電極３４の下方を延在する。

制御回路４０がハウジング１４の中央に収容されるが、いずれにしてもその重量のために光硬化装置１０の操作に際しての平衡錘を形成するものである充電池４２の顕著に手前に配置され、そのことが人間工学的な利点を提供する。使用者の指４４が接近した際に電極３４の周囲、すなわち近接センサ３６の周囲の静電容量変化が検出される。その静電容量変化が光硬化装置の制御回路４０を起動することにつながり、その際特にスイッチ３０を付勢することによって光硬化サイクルを実行することができる待機モードに点入される。

図示された実施例においてハウジング１４の下面に追加電極４６が配置され、それによって光硬化装置１０がベースステーション２０内かまたは例えばテーブル上に載置されていることを検出するようにする。ベースステーション２０が差し込み端子２２を備える場合は充電器としてのベースステーション内への載置を電気的に検出することもできる。

図２には本発明に係る光硬化装置の別の実施形態が断面図で示されている。同一の構成要素は他図面と同じ参照符号によって示されている。図２に示された実施形態においては２体の追加電極４６および４８が側方に設けられている。主電極３４は上方のハウジング１４の上壁部１８上に配置される。その電極はアクティブシールド３８によって遮蔽される。この実施形態においてアクティブシールド３８が実質的に電極３４の周りをＵ字型に延在する。それによってより狭い測定角度５０が形成され、従ってセンサ３６は使用者の手が上方から接近した場合にのみ能動化してその接近を提示する。

断面が楕円形である形状のため光硬化装置はテーブル等の導電性の基台上への載置に際して側方に転がる可能性がある。その場合テーブルが追加電極４６または追加電極４８のいずれかに接近する。そのことが制御回路４０によって検出され、従ってテーブルの接近によって制御回路が誤って光硬化装置を稼働モードに点入することは無くなる。

図３には別の実施形態が示されている。ここではハウジングの断面がいくらかＶ字型であるが、実質的には同様に楕円形である。この実施形態において追加電極４６および４８が追加的なアクティブシールド５２および５４によって遮蔽され、従って追加電極４６および４８の感度も極めて高くなる。

図３の実施形態において主電極３４のアクティブシールド３８がいくらか短縮される。そのことは能動測定範囲５０が広い測定角度を有することにつながり、従って側方から手が接近した際も待機モードに点入される。

本発明に係る切換機能を別の制御可能性にも利用し得ることが理解される。例えば複数の電極をハウジング１４上に配置することもでき、付勢の順序に応じて装置を異なった稼働モードに点入することができる。

Claims (14)

1. 光硬化装置を点入および／または切断し、特に一稼働モードから別の稼働モードに点入あるいは逆に回帰させることができる制御回路と前記点入および／または切断を付勢するためのセンサとを備えた光硬化装置であり、前記センサを１ｐＦ未満の感度を有する静電容量式の近接センサ（３６）として形成し、使用者の手が光硬化装置（１０）に接近することと光硬化装置が基台に接近することを制御回路（４０）が識別することを特徴とする光硬化装置。
2. 制御回路（４０）が光硬化装置（１０）の周りに電界を形成し、特に交流電界を形成することを特徴とする請求項１記載の光硬化装置。
3. 光硬化装置が基台上に載置された状態においてセンサ（３６）が初期静電容量を有し、制御装置が前記初期静電容量からの容量変化を１ｐＦ未満の領域、特に１００ｆＦ未満の領域で検出することを特徴とする請求項１または２記載の光硬化装置。
4. センサ（３６）はキャパシタンスブリッジ回路の一部であり制御回路（４０）がブリッジの非平衡を検出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光硬化装置。
5. センサ（３６）ならびに特にブリッジ回路の他の構成要素がそれぞれ電極（３４）と結合されるかその電極を具備し、さらにその電極が光硬化装置（１０）から見てそれぞれ外方向を指向することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光硬化装置。
6. 制御回路（４０）が切換閾値を有していてその閾値以降に静電容量変化を使用者の手の接近として判定して光硬化装置（１０）を点入することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光硬化装置。
7. 所与の数値、特に５ないし１０ｃｍへの手の接近による光硬化装置（１０）の周囲の静電容量変化をセンサが光硬化装置の点入のために捕捉することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の光硬化装置。
8. 光硬化装置（１０）は遮蔽された導線を介してセンサ（３６）の電極（３４）と結合することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の光硬化装置。
9. 遮蔽された導線は周囲環境の影響を補償するアクティブシールドの原理に従って作用することを特徴とする請求項８記載の光硬化装置。
10. 電極（３４）がキャパシタンスブリッジの一部であって各構成要素が遮蔽された導線、特にアクティブシールドによって遮蔽された導線を介して制御回路（４０）と結合されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の光硬化装置。
11. 第１の静電容量式近接センサ（３６）を光硬化装置（１０）の表面あるいは上壁部（１８）上に配置することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の光硬化装置。
12. 追加近接センサ（３６）を光硬化装置（１０）の下面に配置して制御回路（４０）に結合し、追加近接センサ（電極４６および４８）が基台の接近を発信した際に制御回路（４０）が光硬化装置を切断することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の光硬化装置。
13. 静電容量式近接センサをアクティブシールド（３８）によって遮蔽し、そのアクティブシールドが前記静電容量式近接センサ（３６）に対する周囲環境の影響を低減することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の光硬化装置。
14. 光硬化装置が複数の電極を備えていて、静電容量式のセンサの電極上の信号検出の順序に従って光硬化装置（１０）の制御回路（４０）が対応する稼働モードを決定することを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の光硬化装置。

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