JP3476765B2 - 光照射器 - Google Patents

光照射器

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JP3476765B2
JP3476765B2 JP2000360448A JP2000360448A JP3476765B2 JP 3476765 B2 JP3476765 B2 JP 3476765B2 JP 2000360448 A JP2000360448 A JP 2000360448A JP 2000360448 A JP2000360448 A JP 2000360448A JP 3476765 B2 JP3476765 B2 JP 3476765B2
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俊幸 佐土原
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光照射器、より詳
細には、歯科治療において、例えば、歯牙形成後の修復
材として使用する光硬化性レジンを硬化させるための光
重合用光照射器或いは口腔内を照明するための光照射器
として使用可能な光照射器に関する。
【0002】
【従来の技術】歯科治療においては、歯牙形成後の修復
材として光重合レジンを用いるが、この光重合レジン
は、例えば、歯牙の修復材として使用する場合に、歯牙
の破損箇所へ接着した後、光を照射して硬化させ、硬化
後、切削,研磨等を行って、元の歯牙と一体化させて破
損前の歯牙を審美性を持たせて修復するものである。
【0003】図10は、従来の光重合用ハンドピースの
一例を説明するための概略構成図で、図中、1は光源、
2は光源1に電力を供給するリード線や本体部を冷却す
る冷却流体を通すチューブを内臓したホース、3は楕円
反射ミラー、4はフィルタ、5は光源1からの光を集束
して光導体6に導入するための集光レンズ、6は光導体
(光ファイバ,石英,プラスチック等)、7は光導体6
を冷却する流体(空気又は液体)を流す冷却流体流路、
10はこれらによって構成される光重合用ハンドピース
で、周知のように、光源1は楕円反射ミラー3の焦点位
置にあり、該光源1からの光を楕円反射ミラー3で反射
する。この反射光は、フィルタ4,集光レンズ5を通し
て光導体6内に導入され、該光導体6を通して伝送され
て、光重合レジンに照射される。なお、フィルタ4は、
光源1からの光のうち、光重合に必要な光波長成分の光
のみ通過させるもので、例えば、478nmの波長成分
の光を通過させる。
【0004】前記光照射器は、単一の大出力の光源1を
用い、該単一の光源1からの光を集光レンズ5を用いて
効果的に光導体6内に導入できるようにしたものである
が、光源1の出力が大きいため、光導体6が熱損傷し、
或いは、ハンドピース本体が過熱して使用困難になる等
の問題があり、そのため、前述のように、冷却流体を流
してハンドピース本体を冷却するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、前記光
重合用光照射器は、光源からの光をレンズを用いて集束
して光導体内に導入するようにしたので、光源からの光
を効果的に利用することができ、パワーアップを図るこ
とができる。しかも、ハンドピース部に冷却流体を流し
て光導体を冷却するようにしたので、光導体が熱損傷を
起こすようなことはなく、長期にわたって効率よく(光
伝達ロスを生じることなく)使用することが可能とな
り、また、ハンドピース自体が熱くなるようなことがな
いものであるが、その反面、冷却流体を流さなければな
らず、装置が大型化し、更には、光源用のリード線や冷
却流体のチューブを内蔵したホースを接続しなければな
らず、ハンドピース本体が重量化し、更には、該ホース
があるため操作性が悪い等の問題があった。
【0006】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、特に、発熱が少なく、そのため、冷却手段
を必要とせず、冷却流体を供給するためのホースを必要
としないため、小型化,軽量化が可能で、しかも、冷却
ホースを必要としないことから、電源電池内蔵型式とす
ることができ、従って、操作性の良い光重合用の光照射
器、更には、患者の口腔内を照射するのに好適な光照射
器を提供することを目的としてなされたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、LE
Dをヘッド部に、該LEDの電池電源及びスイッチを握
持部に有し、前記LEDからの光を被照射部に照射する
光照射器において、前記ヘッド部は、発光周波数が異な
る複数のLEDを搭載した第1のヘッド部と、発光周波
数が同じLEDを搭載した第2のヘッド部とを有し、こ
れらヘッド部が変換可能に連結されることを特徴とした
ものである。
【0008】 請求項2の発明は、請求項1の発明にお
いて、前記第1のヘッド部は光重合用のヘッド部であ
り、前記第2のヘッド部は照明用のヘッド部であること
を特徴としたものである。
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【発明の実施の形態】図1は、光源としてLEDを用い
た光重合ハンドピースの一実施例を説明するための全体
概略構成図で、図中、10は本発明による光重合ハンド
ピース、11は握持部、12はヘッド部、13は電源ス
イッチ、14はLEDで、握持部11には、充電電池,
照射パワー設定手段,照射時間設定用タイマ,照射終了
警告手段(ブザー,パイロットランプ)等が設けられて
おり、ヘッド部12には、多数の、好ましくは、青色の
光を発光するLED14が設けられている。
【0026】図2は、へッド部12の一例を説明するた
めの拡大断面図で、図中、14はLED、15はこれら
のLED14を保持する基板で、16は透明の保護板、
17はLED13の反射光もしくは漏れ光を検出するセ
ンサ、好ましくは、フォトダイオードで、本発明におい
ては、光源として多数のLED14が用いられ、これら
多数のLED14が、平板又は円弧状もしくは楕円状に
形成された基板15に取り付けられ、これら多数のLE
D14からの光が、前方に向けて好ましくは前方の略同
一の点Pに向けて照射されるように取り付けられてい
る。
【0027】図3は、前記LED基板を正面から見た
図、図4は、図3に示したLED保持板15のIV−IV線
断面図で、該LED保持基板15は平板状でもよいが、
好ましくは、図示のように、球体又は楕円体15′の一
部から形成されている。LED14は保持板15に直接
取り付けてもよいが、図示のようにLED用の孔15a
〜15d〜15nを設け、これらの孔を球体15′の略
中心Pに向けて開口し、該孔15a〜15n内に所望数
のLED14が挿通保持されるようにしておけば、各L
ED14から放射された光は点Pに向かい、該点Pで合
成され、該点Pに大きな光エネルギーが生じ、この点P
を光重合レジンに合わせれば、該レジンを効果的に硬化
することができる。なお、この場合、各LEDの発光面
は、取付面に対して平行で、光放射方向が該取り付け面
に対して垂直方向になるように取り付けられているもの
とする。
【0028】 図5は、光源としてLEDを用いた光重
合ハンドピースの他の実施例を示す概略外観図で、この
実施例は、原理的には、図1に示した実施例における透
明の保護板16を取り外し、それに代わって、テーパ状
のライトガイド18を設けたもので、このようにする
と、各LED14から放射された光は、該テーパライト
ガイド18内を伝搬し、その先端より放射されるので、
該テーパライトガイド18の光放射端を光重合レジンに
近づけることにより、該レジンを硬化することができ
る。この実施例においても、勿論、握持部11(ヘッド
部12)内には、図1の実施例で説明したバッテリー、
その他が設けられており、前述のように、照射光のパワ
ーや照射時間を調整したり、照射終了を知らせる警報を
発生させる等の手段を有している。また、前記テーパラ
イトガイドに代わって石英等の光導体を用いてもよい。
【0029】 図6は、上述のごときLEDを用いた
重合ハンドピースに内蔵のバッテリーを充電するのに適
した充電器の一例を示す外観図で、該充電器20は、前
記光重合のハンドピース10の握持部11に収脱自在に
設けられたプラグ19が挿通されるコンセントが配設さ
れた装着口21を有し、該装着口21に光重合ハンドピ
ース10の握持部11を挿入することによって充電でき
るようになっている。なお、22はパワーチェッカー、
23はパワー表示で、光導体の先端より照射される光を
パワーチェッカーで測定し、正常なパワーが照射されて
いなかった場合、フォトダイオード17にてLED14
の反射光もしくは漏れ光を測定してLED14の光量不
足か光導体の異常(端面の汚れ)かを判断する。
【0030】なお、以上には、LED14として、図7
に示すような、単一のLEDチップ14′を有するLE
Dを想定して説明したが、該LED14は単一のLED
チップである必要はなく、例えば、図8に示すような多
数個のLEDチップ14′を、その発光方向を略同一方
向にしてベース基板14a上にモジュール化して設けた
ものでもよく、更には、図9に示すように、全てのLE
Dチップ14′を単一の基板15上にモジュール化し、
このモジュール化したLEDチップ基板15を単一の発
光源として用いるようにしてもよく、このようにする
と、LEDの集積密度をより高めることができ、より強
力な光を照射することができる。なお、図8に示したベ
ース基板14aはヒートシンク14bを有し、その光照
射面は、図示のように、平板状でもよいが、前述のよう
に湾曲して各LEDチップ14′からの光が同一点を向
くようにしてよく、又、図9に示した基板15は図2に
示した基板15に相当するものであり、該基板15は図
2に示したように湾曲しておくとよい。
【0031】上述のように、本発明は、多数のLEDを
用い、これら多数のLEDからの光を合成して強力なパ
ワーの光を得るようにしたものであるが、本発明による
光照射器を、歯科治療における歯窩充填レジンを硬化す
るための光照射器として使用する場合、充填レジンの光
吸収周波数(波長)にある程度の幅(例えば、430n
m〜480nm)があるので、それに合わせて、発光周
波数範囲を変えてやればよいが、個々のLEDの発光周
波数は予め決まっているので、発光周波数の異なるLE
Dを複数種用いこれらを適当に組み合わせて、使用する
ことにより、全体としての、発光周波数の範囲を広げる
ことができ、また、その範囲内での発光パワー分布を変
えることができる。
【0032】現在、歯科用光重合性組成物(レジン1の
硬化に適した波長は、例えば、430nmから480n
mであり、このような帯域全てをカバーする光波長成分
の光を発光するLEDがあれば、効率よくレジンの硬化
を行うことができるが、実際には、このような広帯域幅
をカバーするような波長成分の光を発生するLEDは存
在しない。このような場合を想定して、多数のLEDの
うちのいくつかを発光周波数の異なるLEDとし、すな
わち、発光周波数の異なるLEDを複数種組み合わせて
用いることにより、広帯域をカバーし、しかもパワー特
性が当該レジンに合った光照射器を得ることができる。
【0033】また、複数のLEDチップで各LEDを構
成する場合は、各LED内のLEDチップに発光周波数
の異なるLEDチップを用いることにより、前記と同様
の作用効果、すなわち、広帯域をカバーし、しかも、パ
ワー特性が当該レジンの光重合硬化に適合した光照射を
行う光照射器を構成することも可能であり、更には、単
一の基板に、多数個のLEDチップを設ける場合にも、
各LED単位で、或いは、LEDチップ単位で発光周波
数の異なる光を発生するようにすることもできる。
【0034】以上には、本発明による光照射器を歯科用
光重合性組成物の硬化に使用する場合を想定して説明し
たが、本発明による光照射器は、口腔内を照明する光照
射器としても構成することができ、その場合には、前述
のごとく配設したLED又はLEDチップの全てを可視
光領域内の波長の光を発生するLED又はLEDチップ
とすることにより、白色光或いは所望波長範囲の可視光
を発生する光照射器とすることも可能である。
【0035】 述のように、発光周波数の異なるLE
Dを選択、組み合わせて配設することにより、適度の周
波数帯域とパワー特性を有するレジン重合用の光照射器
ヘッド部と、白色光或いは可視光波長領域内の光発生
する照明用の光照射器ヘッド部を得ることができる
で、本発明は、このような、レジン重合用の光照射器ヘ
ッド部と照明用の光照射器ヘッド部を準備しておき、こ
れらを単一の握持部に交換して使用できるようにしてお
必要に応じて、これらヘッド部を交換することによ
り、レジン硬化用の光照射器として、或いは、口腔内照
明用の光照射器として使用するようにしたものである
更には、前述のごときヘッド部を多数準備しておき、こ
れらと順次オートクレーブするようにしておけば、患者
毎に、滅菌(又は消毒)済みのヘッド部を用いることが
でき、非常に衛生的であり、しかも、オートクレーブ装
置を大型化することなく、オートクレーブすることがで
きる。
【0036】
【発明の効果】上述のように、本発明においては、発光
周波数がレジンの硬化に適した周波数であるLEDを多
数用いたヘッド部と、発光周波数が白色光或いは可視光
波長領域であるLEDを多数用いたヘッド部とを準備し
ておき、これらヘッド部を必要に応じて取り替えて光照
射器に装着して使用できるようにしたので、単一の光照
射器を用途の異なる種々の光照射器として使用すること
が可能であり、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 光源としてLEDを用いた光重合ハンドピー
スの一実施例を説明するための全体が略構成図である。
【図2】 へッド部の一例を説明するための拡大断面図
である。
【図3】 LED保持基板を正面から見た図である。
【図4】 図3に示したLED保持基板IV−IV線断
面図である。
【図5】 光源としてLEDを用いた光重合ハンドピー
スの他の実施例を示す概略外観図である。
【図6】 LEDを用いた光重合ハンドピースに内蔵の
バッテリーを充電するのに適した充電器の一例を示す外
観図である。
【図7】 LED14のLEDチップの構成を示す図で
ある。
【図8】 LED14のLEDチップの他の構成を示す
図である。
【図9】 単一の基板上に多数のLEDチップを設けた
場合の例を示す図である。
【図10】 従来の光重合用ハンドピースの一例を説明
するための概略構成図である。
【符号の説明】
10…光重合ハンドピース、11…握持部、12…ヘッ
ド部、13…電源スイッチ、14…LED、15…LE
D保持基板、16…保護ガラス板、17…フォトダイオ
ード、18…テーパライトガイド、30…連結部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F21Y 113:00 F21M 1/00 M F21S 1/00 F 1/02 G (56)参考文献 特開200−271155(JP,A) 特開 平8−141001(JP,A) 特開 平7−240536(JP,A) 特開2001−314424(JP,A) 特開2001−314425(JP,A) 特開2001−327517(JP,A) 特開 平10−165419(JP,A) 米国特許5634711(US,A) 国際公開99/016136(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61C 13/00 A61C 5/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 EDをヘッド部に、該LEDの電池電
    源及びスイッチを握持部に有し、前記LEDからの光を
    被照射部に照射する光照射器において、前記ヘッド部
    は、発光周波数が異なる複数のLEDを搭載した第1の
    ヘッド部と、発光周波数が同じ複数のLEDを搭載した
    第2のヘッド部とを有し、これらヘッド部が変換可能に
    連結されることを特徴とする光照射器。
  2. 【請求項2】 前記第1のヘッド部は光重合用のヘッド
    部であり、前記第2のヘッド部は照明用のヘッド部であ
    ることを特徴とする請求項に記載の光照射器。
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JP4182804B2 (ja) * 2003-04-28 2008-11-19 セイコーエプソン株式会社 照明装置および投射型表示装置

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