JP5922308B2 - 医療用、特に歯科用ハンドピース - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの光半導体素子を備える照明装置と、温度測定装置とを有する医療用、特に歯科用ハンドピースに関する。

温度測定装置を有する医療用、特に歯科用ハンドピースが、特許文献１（ＥＰ１１１６６６３８．４）に開示されている。

欧州特許出願第１１１６６６３８．４号明細書

本発明の課題は、ハンドピース、好ましくはハンドピースのヘッド部における温度測定装置、特に温度センサの実装又は取付配置を最適化することであり、これにより、多数の部品及びそれらによる利用可能空間の大幅な制限がある条件下においてもハンドピース、特にハンドピースのヘッド部内に温度センサを設置し、動作可能とすることである。

このような課題を解決する医療用、特に歯科用ハンドピースは、放射線、特に可視光を治療部位上に放出する照明装置であって、好ましくは少なくとも１つの光半導体素子を有する照明装置と、好ましくはハンドピース内部に設置され、特に電力の供給及び電力による動作が可能な温度センサとを備え、照明装置及び温度センサのための少なくとも１つの共通信号又は（電力）供給ラインがハンドピースに設けられたものである。

このように、共通又は共有電気信号又は電力ラインが、温度センサ及び治療部位を照明するための照明装置用に有利に設けられる。温度センサ及び照明装置はそれぞれ共通又は共有電気信号又は電力ラインを介して電気（電力供給）信号を受信し、温度センサの測定信号を共通又は共有電気信号又は電力ラインを介して伝えることができる。よって、温度センサに、独自の電気信号ラインと電源への独自の接続を設ける必要がなくなる。

電力供給や動作可能な温度センサは、例えば、電気抵抗が温度依存性を有する材料のセンサ、特にＮＴＣレジスタや赤外線センサや熱電対、を備える。温度センサは、特に、ハンドピースの温度、特にハンドピース内部の温度及び／又はハンドピースの少なくとも１つの部品の温度を決定するように設計される。温度センサは、好ましくはハンドピースの部品、例えば外側シェル、照明装置、又は軸受、に設置又は固定される。あるいは、温度センサは、ハンドピースの内部空間に自由に設置され、主に電気信号ラインに固定されるだけでもよい。温度センサは、１つ以上のセンサを備えることができる。

温度センサは、例えば電流振幅等の温度を示す電力供給信号のパラメータの変化によって、温度測定信号を生成するように設計される。

放射線を治療部位上に放出する照明装置は、好ましくは、１つ以上、例えば３、４、又は５つの光半導体素子、特に発光ダイオードを備える。なお、照明装置は、白熱電球やガス放電ランプ等他の放射源を備えることもできる。照明装置、特に少なくとも１つの光半導体素子は、好ましくは、ハンドピースのヘッド部上に、特にヘッド部の器具受け開口を囲むように設置されるか、又は、ヘッド部に隣接して設置される。照明装置は、特に、ハンドピースの器具受け開口が位置する側に設けられる。照明装置は、特に環状であり、好ましくはヘッド部の器具受け開口を囲む。とりわけ、器具は、環状照明装置の内孔を通して、ハンドピースの器具受けに挿入され、又は器具受けから取り出されてもよい。好ましくは、少なくとも開口及び／又は溝が、照明装置の本体上または中に設けられる。この開口及び／又は溝を通して、水と空気の混合物等の流体、特に冷媒を、治療部位の方向に投与することができる。

ハンドピースに設けられる共通又は共有電気信号ライン又は電気（電力）供給ラインは、例えば１つ以上のワイヤーを含み、照明装置と温度センサとを、電力源、特に直流電流源及び／又は直流電圧源に接続する。電力源は、ハンドピース内に設置することができ、又は、ハンドピースに接続可能なアダプタや結合部品内や制御装置内等ハンドピースの外に設けることができる。電力源は、特にハンドピース内に設置され、例えば、好ましくは電気整流器に接続されるバッテリ、充電式バッテリ、又は発電機を含む。

本発明の一実施形態によれば、ハンドピースに設けられる少なくとも１つの共通信号ラインは、照明装置、好ましくは放射源、特に少なくとも１つの光半導体素子に接続される第１の電気分岐ラインと、温度センサに接続される第２の電気分岐ラインとを含む。これにより、照明装置と温度センサとを、互いに空間距離をおいて、可能であれば互いから遠くに、それぞれ最適な位置に、有利に配置することが可能になる。

別の実施形態によれば、照明装置は、ハンドピースに設けられる少なくとも１つの共通電気信号ラインを、温度センサに電気的に接続する。照明装置は、好ましくは、回路基板を有する。ハンドピースに設けられる少なくとも１つの共通電気信号ラインは、回路基板を通して、又は、回路基板上に設置される電気接点を通して、温度センサに電気的に接続される。これにより、とりわけ小型でスペースを取らない構造が得られる。このような構造において、照明装置、特にその回路基板は、温度センサのための導電体としても設計される。回路基板上に取り付けられる電気接点は、特に金属合金、好ましくは金属はんだ（いわゆる金属パッド）を含む。

次のいずれかが選択される：１）回路基板と温度センサとが互いに離れていて、特に電気信号ラインを通して、互いに電気的に接続される；２）温度センサが、回路基板上に直接固定されるか、又は、回路基板上に装備された少なくとも１つの電気接点に直接固定される。１）によれば、温度センサを、照明装置から隔たった場所及び／又は部品及び／又は熱源に有利に配置することができ、その結果、特に照明装置が発する熱による誤測定が回避される。２）によれば、温度センサと照明装置とから構成される、とりわけ小型でスペースを取らないユニットが得られ、特に組み立てが簡素化される。

好ましくは、照明装置は、透明窓、特にガラス窓を持つカプセルを有する。ここで、放射源、好ましくは少なくとも光半導体素子が、カプセルに保持され、好ましくは、カプセルは回路基板を含む基部を有する。このカプセルによって、少なくとも１つの光半導体素子は、汚染及び悪影響から保護される。カプセルは、基部に加えて、例えば、基部に接続されるキャップやスリーブを有し、その上に透明窓が設置される。基部及び／又はキャップは、例えば、主にセラミックス、ガラス、又はプラスチックから作られる。好ましい実施形態によれば、基部は主にセラミックス又はガラスから作られ、キャップは金属から作られる。放射源又は少なくとも１つの光半導体素子を電力源に接続するために、基部及び／又は回路基板は、導電体によってめっきされ、好ましくは、外側に電気接点が設けられる。電気接点は、特に金属合金、好ましくは金属はんだ（いわゆる金属パッド）を含む。カプセル内部には、少なくとも１つの光半導体素子に加えて、例えば、少なくとも１つの光半導体素子によって放出される放射線の波長を変換する変換素子、導光素子や反射素子等の光学部品、又は、光半導体への誘導結合電力供給のためのコイルや少なくとも１つの半導体素子への電圧及び／又は電流の適応のための素子等の電気部品を設けることができる。

温度センサは、好ましくは、照明装置に直接的又は間接的（機械的）に固定される。こうして、温度センサと照明装置とは、好ましくは、ユニット、特に密接に接続されたユニットを形成する。直接的な機械的固定は、例えば、温度センサを回路基板又は回路基板上に取り付けられる電気接点、特に金属合金にはんだ付けすることによって行うことができる。間接的な機械的固定は、例えば、回路基板又は回路基板上に取り付けられる電気接点、特に金属合金を温度センサに接続して固定される電気信号ラインによって行うことができる。温度センサを照明装置に機械的に固定することにより、例えば、ハンドピースにおける温度センサの組み立て及び位置決めが簡素化される。

一実施形態によれば、ハンドピースは、ヘッド部を含み、ヘッド部上には、作動可能な器具受け又は器具保持装置が設けられる。ここで、温度センサは、ヘッド部内又はヘッド部に隣接して設置される。温度センサは、好ましくは、１つ以上の（考えられる）熱源のごく近くに位置し、好ましくは、特にハンドピースの作動可能な部品の、ヘッド部に設置される１つ以上の（考えられる）熱源のごく近くに位置する。ハンドピースの作動可能な部品は、例えば、器具保持装置、器具保持装置の軸受、等である。好ましくは、放射線、特に可視光を放出する照明装置、特に、放射源、好ましくは、少なくとも１つの光半導体素子は、放出される放射線が治療部位の方へ又は治療部位上に直接向かうように、ハンドピース上に設置される。特に好ましくは、照明装置、特に少なくとも１つの光半導体素子は、ヘッド部内、ヘッド部上、又は、ヘッド部に隣接して設置される。こうして、少なくともハンドピース長の大部分にわたって、温度センサと照明装置への電気信号の共有供給が有利に実現される。

照明装置と温度センサとは、並列又は直列に電気的に接続可能である。照明装置と温度センサとは、ハンドピースに設けられる共有電気信号ラインを通して、単一の共有電源へ接続される、又は、接続可能である。

医療用、特に歯科用治療装置は、放射線、特に可視光を治療部位上に放出する照明装置を有するハンドピースを備える。ここで、照明装置は、好ましくは、少なくとも１つの光半導体素子を有し、温度センサは、好ましくは、ハンドピース内部に設置され、少なくとも１つの共通又は共有電気信号ラインは、照明装置と温度センサとのためにハンドピースに設けられ、制御及び／又は調整装置は、ハンドピースに設けられる少なくとも１つの共通又は共有電気信号ラインに電気的に接続される。制御及び／又は調整装置は、交互に又は時間オフセットで、照明装置、特に少なくとも１つの光半導体素子に関連する第１の電気（電力供給）信号と、温度センサに関連する第２の電気（電力供給）信号とを発信するように設計される。制御及び／又は調整装置は、好ましくは、マイクロコントローラを含む。第１及び第２の電気信号は、好ましくは、電流流れ方向や電圧又は電流の値等少なくとも１つのパラメータにおいて、互いに異なる。その結果、制御及び／又は調整装置は、（電位方向の変化によって）異なる電流流れ方向に第１及び第２の電気信号を送信する、及び／又は、異なる電圧及び／又は電流の値を有する第１及び第２の電気信号を生成するように設計される。制御及び／又は調整装置は、好ましくは、第１の電気信号を生成するための定電流源と、第２の電気信号を生成するための定電圧源とを有する。こうして、有利に、照明装置や温度センサは、対応する（第１又は第２の）電力供給信号を確実に受信することができる。

一実施形態によれば、制御及び／又は調整装置は、温度センサから温度測定信号を受信し、温度測定信号を所定の温度限界値と比較し、所定の温度限界値以上の場合ハンドピースの動作を中断するか、又は、ハンドピースの駆動力を変更、特に低減する及び／又はユーザに警告するために警告装置を作動するように設計される。動作を中断又はハンドピースの力を変更するために、制御及び／又は調整装置は、例えば、電動又は空気駆動式モータや流体駆動式タービン等への、駆動装置の駆動信号及び／又は駆動媒体の発信又は伝導を止める又は変更するように設計される。警告装置は、例えば、音響信号発信装置、少なくともハンドピース上の発光ダイオードやディスプレイ等の視覚表示ユニット、又は、触感信号発信装置によって実現されてもよい。警告装置は、例えば、制御及び／又は調整装置に電気的に接続されるか、制御及び／又は調整装置の一部として設計される。

そのような医療用、特に歯科用治療装置の動作方法は、制御及び／又は調整装置が交互に照明装置、特に少なくとも１つの光半導体素子に第１の電気信号を発信し温度センサに第２の電気信号を発信するとして、定義される。制御及び／又は調整装置は、好ましくは、電位方向及び電流流れ方向を変更することにより、交互に、定電流源を用いて第１の電気信号を生成し定電圧源を用いて第２の電気信号を生成する。その結果、第１及び第２の電気信号は、異なる電流流れ方向に流れる。

代替実施形態によれば、そのような医療用、特に歯科用治療装置の動作方法を、照明装置、特に少なくとも１つの光半導体素子に関連する第１の電気（電力供給）信号と温度センサに関連する第２の電気（電力供給）信号とを制御及び／又は調整装置によって同時に発信できる又は主に同時に発信すると定義することも可能である。よって、第１及び第２の信号は、好ましくは、変調された交流成分又は変調された交流電流部分を有する定電流によって形成される。これにより、照明装置と温度センサとに同時に電力を供給することができる。

対応する医療用、特に歯科用治療装置は、放射線、特に可視光を治療部位上に放出する照明装置を有するハンドピースを備える。ここで、照明装置は、好ましくは、少なくとも１つの光半導体素子を有し、温度センサは、好ましくは、ハンドピース内部に設置され、少なくとも１つの共通又は共有電気信号ラインは、照明装置と温度センサとのためにハンドピースに設けられ、制御及び／又は調整装置は、ハンドピースに設けられる少なくとも１つの共通又は共有電気信号ラインに電気的に接続される。制御及び／又は調整装置は、同時に、照明装置、特に少なくとも１つの光半導体素子に関連する第１の電気（電力供給）信号と、温度センサに関連する第２の電気（電力供給）信号とを発信するように設計される。よって、第１及び第２の信号は、好ましくは、変調された交流成分又は変調された交流電流部分を有する定電流を含む電力供給信号によって形成される。 照明装置、好ましくは少なくとも１つの光半導体素子と、温度センサとは、特に、並列又は直列に電気的に接続される。温度センサは、コンデンサ等の、電力供給信号の直流及び交流電流部分をフィルタリングする電気ゲートや上流フィルタと直列に接続される。

治療装置は、例えば、特に照明装置又は少なくとも１つの光半導体素子に電力を供給するための、定電流を発する定電流源と、定電流上に交流成分・部分又は交流電流部分を変調するように設計される電気装置とを含む。変調された交流（電流）部分は、温度センサへの供給のために与えられ、定電流の電流定格の例えば約５％〜１５％、好ましくは約１０％、一例として約４ｍＡであってよい。温度センサは、特に、電気抵抗が温度依存性を有する材料、好ましくはＮＴＣレジスタを含み、温度によって電力供給信号、特に変調交流（電流）部分の電圧値を変更するように設計される。これにより、温度測定信号が生成される。前述のように、制御及び／又は調整装置は、電圧値又は温度測定信号を受信し、比較値と比較し、ハンドピースの動作を停止又は変更する及び／又は警告信号を生成するように設計される。

以下に、好ましい実施形態に基づき、添付図面を参照して、本発明を説明する。

放射線を放出するための光半導体素子を有する照明装置と、温度センサと、光半導体素子及び温度センサのための共有又は共通電気信号ラインとを備えるユニットの一実施形態の側面視での断面図を示す。 放射線を放出するための光半導体素子を有する照明装置と、温度センサと、光半導体素子及び温度センサのための共有又は共通電気信号ラインとを備えるユニットの一実施形態の上面図を示す。 放射線を放出するための光半導体素子を有する照明装置と、温度センサと、光半導体素子及び温度センサのための共有又は共通電気信号ラインとを備えるユニットの他の実施形態の側面視での断面図を示す。 放射線を放出するための光半導体素子を有する照明装置と、温度センサと、光半導体素子及び温度センサのための共有又は共通電気信号ラインとを備えるユニットの他の実施形態の上面図を示す。 放射線を放出するための光半導体素子を有する照明装置と、温度センサと、光半導体素子及び温度センサのための共有又は共通電気信号ラインとを備えるユニットの他の実施形態の側面視での断面図を示す。 放射線を放出するための光半導体素子を有する照明装置と、温度センサと、光半導体素子及び温度センサのための共有又は共通電気信号ラインとを備えるユニットの他の実施形態の上面図を示す。 放射線を放出するための光半導体素子を有する照明装置と、温度センサと、光半導体素子及び温度センサのための共有又は共通電気信号ラインとを備えるユニットの他の実施形態の側面視での断面図を示す。 放射線を放出するための光半導体素子を有する照明装置と、温度センサと、光半導体素子及び温度センサのための共有又は共通電気信号ラインとを備えるユニットの他の実施形態の上面図を示す。 放射線を放出するための光半導体素子を有する照明装置と、温度センサと、光半導体素子及び温度センサのための共有又は共通電気信号ラインとを備えるユニットの他の実施形態の側面視での断面図を示す。 放射線を放出するための光半導体素子を有する照明装置と、温度センサと、光半導体素子及び温度センサのための共有又は共通電気信号ラインとを備えるユニットの他の実施形態の上面図を示す。 照明装置に関連する第１の電気信号と温度センサに関連する第２の電気信号とを交互に発信する制御及び／又は調整装置の概略図を示す。 放射線を放出するための光半導体素子を有する照明装置と、温度センサと、光半導体素子及び温度センサのための共有又は共通電気信号ラインとを備えるユニットを含む医療用、特に歯科用治療装置又は医療用、特に歯科用ハンドピースの一実施形態を示す。 放射線を放出するための光半導体素子を有する照明装置と、温度センサと、光半導体素子及び温度センサのための共有又は共通電気信号ラインとを備えるユニットを含む医療用、特に歯科用治療装置又は医療用、特に歯科用ハンドピースの他の実施形態を示す。

図１Ａ〜５Ｂに示す電流測定及び照明のためのユニットは、特に共有電力供給を有し、多くの特徴において類似又は同一の設計を有する。よって、以下の説明は、図１Ａ〜５Ｂの全てのユニットに該当する。類似又は同一の構成要素には、同じ符号が付される。

電流測定及び照明のためのユニットは、温度センサ４と、照明装置２と、共有又は共通電気信号ライン又は（電力）供給ライン５とを備える。図７及び８から分かるように、共有電気信号ライン５は、ハンドピース１、１Ａ内部、特にハンドピース１、１Ａの外側シェル２０内部に設けられる。

温度センサ４は、電気又は電動センサ、例えば電気抵抗が温度依存性を有する材料のセンサ、特にＮＴＣレジスタや赤外線センサや熱電対、を備える。温度センサ４は、特に、ハンドピース１、１Ａ（図７、８参照）の温度、特にハンドピース１、１Ａ内部の温度及び／又はハンドピース１、１Ａの少なくとも１つの部品の温度を決定するように設計される。

照明装置２は、少なくとも１つの光半導体素子３を備える。少なくとも１つの光半導体素子３は、回路基板６上に固定される。回路基板６は、好ましくは、セラミックス材料、ガラスセラミックス材料、ガラス、プラスチック等の非導電性材料を含む。回路基板６は、少なくとも１つの光半導体素子３を電気信号ライン５に、機械的、特に電気的に接続する。このために、回路基板６は、好ましくは回路基板６の孔に保持され半導体素子３を電気信号ライン５に接続する導電体によって貫通される、及び／又は、回路基板６は、その少なくとも１つの表面に設置される導電層及び／又は接点７Ａ、７Ｂ、７Ｃを含む。回路基板６は、照明装置２の基部１７の一部であるか、好ましくは基部１７を構成する。

照明装置２は、さらに、シェル１８と、透明窓９とを備える。シェル１８は、例えば、金属、又は、セラミックス材料、ガラス、プラスチック等の非導電性材料からなる。透明窓９は、少なくとも１つの光半導体素子３から放出される放射線が窓９を通って環境内に放出されるように設計・設置される。窓９は、例えば、酸化物ガラス、ケイ酸塩ガラス、又はカルコゲナイドガラスを含む。窓９は、好ましくは、光学素子として設計される、又は、そのような光学素子、例えばレンズやビームガイド、を含む。

シェル１８は、孔又は貫通孔を有する。透明窓９及び回路基板６や基部１７は、少なくとも１つの光半導体素子３を収容する好ましくは気密封止されたチャンバー１９が形成されるように、中空シェル１８の貫通孔を封止する。こうして、回路基板６及び／又は基部１７と、シェル１８と、窓９とが、少なくとも１つの光半導体素子３を囲む又は封入するカプセル８を形成する。チャンバー１９又はカプセル８内部には、少なくとも１つの光半導体素子３に加えて、少なくとも１つの光半導体素子３によって放出される放射線の波長を変換する変換素子２１、導光素子や反射素子等の光学部品、又は、少なくとも１つの半導体素子３への電圧及び／又は電流の適応又は送信のための電気部品を設けることができる。

カプセル８は、好ましくは、セラミックス材料からなる基部１７と、金属製シェル１８とを含む。基部１７と金属製シェル１８とは、金属及びガラス及び／又は金属合金、特に金属はんだ、及び／又は、シリコーンやエポキシ樹脂、シリコーンやエポキシ接着剤等の鋳造又は接着材料、を含有する材料によって接続及び／又ははんだ付けされる。金属及びガラスを含有する材料は、特に、金属及びガラス粒子の混合物を含む。特に好ましくは、光半導体素子３を電気信号ライン５又は電力源に接続するように設計された、基部１７の表面上の電気接点７Ａ、７Ｂ、７Ｃ及び／又は基部を貫通する電気接点等の、少なくとも１つの電気接点は、金属及びガラスを含有する材料、特に、金属及びガラス粒子の混合物を含む。電気接点７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、特に電気絶縁材料を有する回路基板６上で互いに間隔をおいて配置されるか又は電気絶縁材料を有する基部１７上に配置されることにより、互いに電気的に離間又は絶縁される。

共有又は共通電気信号ライン５は、照明装置２、特に少なくとも１つの光半導体素子３と、温度センサ４とを、１つ以上の電力源１４、１５（図６参照）に接続する。共有電気信号ライン５は、さらに、温度センサ４から制御及び／又は調整装置１３（図６参照）へ測定信号を送信するように設計される。よって、共有電気信号ライン５は、制御及び／又は調整装置１３に、電気的に接続される又は接続可能である。共有電気信号ライン５は、少なくとも、導電性の、好ましくは電気的に絶縁された導体又はワイヤー、例えば銅ワイヤー、を含む。

図１Ａ、１Ｂ、図２Ａ、２Ｂ、図３Ａ、３Ｂ、図４Ａ、４Ｂ、図５Ａ、５Ｂにおける実施形態の異なる特徴を以下に説明する。

図１Ａ、１Ｂ、図２Ａ、２Ｂ、図３Ａ、３Ｂに示す実施形態において、照明装置２、特に基部１７又は回路基板６は、温度センサ４を、少なくとも１つの共有電気信号ライン５に、電気的に接続する。このために、基部１７又は回路基板６上、特に基部１７又は回路基板６の表面上に、導電性接点７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、特に共有電気信号ライン５に電気的に接続、例えばはんだ付けされた金属合金（いわゆる金属パッド）が設けられる。これらの電気接点７Ａ、７Ｂ、７Ｃから、基部１７又は回路基板６を通した又は介した少なくとも１つの光半導体素子３への電気的接続（前述）が形成されるため、光半導体素子３は電力の供給を受けることができる。さらに、電気接点７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、共有電気信号ライン５を温度センサ４に電気的に接続するため、温度センサ４は電力の供給を受けることができ、温度センサ４からの測定信号を、共有電気信号ライン５を通して制御及び／又は調整装置１３へ送信することができる。

図１Ａ、１Ｂ、図２Ａ、２Ｂに示す実施形態において、温度センサ４は、回路基板６／基部１７に直接固定されるか、回路基板６／基部１７上に搭載される少なくとも１つの電気接点７Ａ、７Ｂ、７Ｃに直接固定される。したがって、温度センサ４は、好ましくは表面実装部品（ＳＭＤ部品）として設計され、特に表面実装により少なくとも１つの電気接点７Ａ、７Ｂ、７Ｃに固定、例えばはんだ付けされる。

図１Ａ、１Ｂに示す実施形態において、温度センサ４、例えば電気抵抗が温度依存性を有する材料のセンサ、特にＮＴＣレジスタと、少なくとも１つの光半導体素子３とは、電気的に並列に配置又は接続される。このために、２つの接点７Ａ、７Ｂが回路基板６／基部１７上に設けられ互いに電気的に絶縁される。ここで、温度センサ４の各電気接点又は接続は、電気接点７Ａ、７Ｂのうちの１つと接続される。同様に、少なくとも１つの光半導体素子３の各電気接点又は接続は、電気接点７Ａ、７Ｂのうちの１つと接続される。さらに、２つの電気接点７Ａ、７Ｂそれぞれは、共有電気信号ライン５の導体５’、５”のうちの１つに電気的に接続される。こうして、電力が、光半導体素子３のために、例えば導体５’から接点７Ａ、光半導体素子３及び接点７Ｂを通して導体５”の中へと供給される。また、電力が、温度センサ４のために、例えば導体５”から接点７Ｂ、温度センサ４及び接点７Ａを介して導体５’の中へと供給される。共有電気信号ライン５、例えばその導体５’は、こうして、温度測定信号を制御及び／又は調整装置１３へ送信するようにも設計される。説明した電流流れ方向は一例であり、温度センサ４及び光半導体素子３の電流流れ方向は反対であってもよい。

図１Ａ、１Ｂに示す実施形態及び温度センサ４と少なくとも１つの光半導体素子３とが電気的に並列に配置又は接続される他の全ての実施形態（図３Ａ、３Ｂ、図４Ａ、４Ｂ）における光半導体素子３と温度センサ４への電力供給及び電気的温度測定値の信号送信は、好ましくは、時間オフセットで又は交互に行われる、及び／又は、定電流源と定電圧源との間のスイッチングによって行われる、及び／又は、光半導体素子３への第１の電気信号及び温度センサ４への第２の電気信号の供給における電位方向ひいては電流流れ方向を変更することによって行われる。図６を参照して、以下により詳細に説明する。

図２Ａ、２Ｂに示す実施形態において、温度センサ４、例えば電気抵抗が温度依存性を有する材料のセンサ、特にＮＴＣレジスタと、少なくとも１つの光半導体素子３とは、電気的に直列に配置又は接続される。３つの接点７Ａ、７Ｂ、７Ｃが回路基板６又は基部１７上に設けられ互いに電気的に絶縁される。ここで、２つの電気接点７Ａ、７Ｂはそれぞれ、共有電気信号ライン５の１つの導体５’５”に電気的に接続される。温度センサ４は、その各電気接点又は接続によって、電気接点７Ｂ、７Ｃのうちの１つに接続される。さらに、少なくとも１つの光半導体素子３の各電気接点又は接続は、電気接点７Ａ、７Ｃのうちの１つと接続される。したがって、温度センサ４と光半導体素子３への電力供給及び測定信号の送信は、同時に、例えば導体５’から接点７Ａ、光半導体素子３、電気接点７Ｃ、温度センサ４及び接点７Ｂを通って導体５’’の中へと（あるいは、反対の電流流れ方向で）行われる。

図２Ａ、２Ｂに示す実施形態、及び温度センサ４と少なくとも１つの光半導体素子３とが電気的に直列に配置又は接続される他の全ての実施形態（図５Ａ、５Ｂ）にしたがって、温度センサ４と光半導体素子３に電力を供給し温度測定値を決定するために、制御及び／又は調整装置には、例えば、照明装置２の特に少なくとも１つの光半導体素子３に定電流を与える定電流源を電気的に供給するように設計される定電圧源が設けられる。さらに、温度センサ４によって引き起こされる温度依存性電圧変化を補償するように設計される電流調整器が設けられる。電流調整器に接続された監視ユニットは、電流調整器の調整動作を検出して、検出した調整動作に基づいて温度測定値を決定するように設計される。

図３Ａ、３Ｂに示す実施形態において、回路基板６又は基部１７と温度センサ４とは、互いに離間され、電気信号ライン５Ｃを通して互いに電気的に接続される。電気信号ライン５Ｃは、電気接点７Ａ、７Ｂに電気的に接続され、特に、はんだ付け等でさらに機械的に固定される。それ以外は、電気信号ライン５Ｃの構成及び機能は、前述の共有電気信号ライン５の構成及び機能に対応する。こうして、電力が、光半導体素子３のために、例えば導体５’から接点７Ａ、光半導体素子３及び接点７Ｂを通して導体５”の中へと供給される。また、電力が、温度センサ４のために、例えば導体５”から接点７Ｂ、信号ライン５Ｃの第１の導電体、温度センサ４、信号ライン５Ｃの第２の導電体、及び接点７Ａを通して導体５’の中へと供給される。導体５’は、こうして、温度測定信号を制御及び／又は調整装置１３へ送信するようにも設計される。説明した電流流れ方向は一例であり、温度センサ４及び光半導体素子３の電流流れ方向は逆であってもよい。

温度センサ４、例えば電気抵抗が温度依存性を有する材料のセンサ、特にＮＴＣレジスタと、少なくとも１つの光半導体素子３とは、電気的に並列に配置又は接続される。したがって、光半導体素子３と温度センサ４への電力供給及び温度測定値の信号送信は、図１Ａ、１Ｂに示す実施形態に記載され図６を参照してさらに詳細に記載される方法と同様に行われる。

なお、回路基板６又は基部１７と温度センサ４とを、互いに離間し、電気信号ライン５Ｃを介して互いに電気的に接続し、直列で電気的に接続することも可能である。そのような実施形態は、例えば、図２Ｂに示すように３つの電気接点７Ａ、７Ｂ、７Ｃを有する回路基板６又は基部１７と、図３Ａ、３Ｂに示すように信号ライン５Ｃを介して２つの接点７Ｂ、７Ｃに電気的に接続される温度センサ４とを含む。

図４Ａ、４Ｂに示す実施形態において、少なくとも１つの共通又は共有電気信号ライン５は、少なくとも１つの光半導体素子３に接続される第１の電気分岐ライン５Ａと、温度センサ４に接続される第２の電気分岐ライン５Ｂとを含む。分岐ライン５Ａ、５Ｂは、例えば、電気信号ライン５に、及び／又は互いに、はんだ付け又は機械的に接続される。図４Ａ、４Ｂに示す実施形態では、熱電対等の温度センサ４と光半導体素子３とが互いに並列に電気的に配置されるため、光半導体素子３と温度センサ４への電力供給は図１Ａ、１Ｂ及び／又は図６の実施形態にしたがって行われる。

図５Ａ、５Ｂに示す実施形態では、熱電対等の温度センサ４と光半導体素子３とが互いに直列に電気的に配置される。温度センサ４は、特に、電気信号ライン５に、又は、少なくともその導体５’、５”のうちの１つに、直接一体化される。温度センサ４と光半導体素子３への電力供給、及び温度測定値の決定は、図２Ａ、２Ｂを参照して上述した方法で正確に行われる。

図６は、好ましくはマイクロコントローラ２２と、直流電流及び／又は直流電圧源としての電力源と、スイッチング装置２３とを有する制御及び／又は調整装置１３の概略図を示す。制御及び／又は調整装置１３は、特に温度センサ４と半導体素子とが並列に電気的に配置又は接続されるときに（例えば、図１Ａ、１Ｂ、図３Ａ、３Ｂ、図４Ａ、４Ｂ参照）、温度センサ４と少なくとも１つの光半導体素子３への電力供給のために設けられる。

電力源は、定電流源１４と、定電圧源１５とを備える。制御及び／又は調整装置１３又はスイッチング装置２３は、時間オフセットで又は交互に、共有電気信号ライン５、５’、５”を介して、照明装置２の少なくとも１つの光半導体素子３と温度センサ４とを電力源に接続するように設計される。制御及び／又は調整装置１３又はスイッチング装置２３は、特に、定電流（Ｉ_ＬＥＤ）として第１の電気信号を少なくとも１つの光半導体素子３に提供することと電流（Ｉ_ＴＥＭＰ）として第２の電気信号を温度センサ４に提供することを交互に行うために、定電流源１４と定電圧源１５との間のスイッチングを使用するように設計される。制御及び／又は調整装置１３はさらに、異なる又は反対の電流流れ方向で電力を提供するために、光半導体素子３と温度センサ４への電位方向ひいては電流流れ方向を変更するように設計される。よって、特に、温度センサ４に割り当てられる第２の電気信号（Ｉ_ＴＥＭＰ）は、光半導体素子３の閉塞方向に流れるため、光半導体素子３を通過しない。第１及び第２の電気信号が交互に発信される周波数は、おおよそ２５Ｈｚより高い範囲であり、好ましくは約５０〜１００Ｈｚである。

制御及び／又は調整装置１３はさらに、マイクロコントローラ２２が信号を処理又は評価できるように、第２の電気信号（Ｉ_ＴＥＭＰ）又は温度測定信号（温度センサ４通過後）の特に電圧を調節するように設計される補償装置又は補償ネットワーク２４を含む。補償装置２４及び／又はマイクロコントローラ２２は、フィルタ、信号増幅器、アナログ・デジタル変換器等、第２の電気信号（Ｉ_ＴＥＭＰ）又は温度測定信号を処理するための付加的な装置を有することができる。

制御及び／又は調整装置１３は、温度センサ４から温度測定信号を受信し、温度測定信号を所定の温度限界値と比較し、所定の温度限界値以上の場合ハンドピース１、１Ａの動作を中断する、及び／又は、ユーザに警告するために警告装置１６（図８参照）を作動するように設計される。

図７及び８は、２つの医療用、特に歯科用治療装置１２、１２’を示す。医療用、特に歯科用治療装置１２、１２’は、医療用、特に歯科用ハンドピース１、１Ａと、温度センサ４と、照明装置２と、特に照明装置２の特に少なくとも１つの光半導体素子３に割り当てられる第１の電気信号と温度センサ４に割り当てられる第２の電気信号とを交互に発信するように設計された制御及び／又は調整装置１３と、ハンドピース１、１Ａに設けられ温度センサ４と照明装置２とを電流源に電気的に接続する少なくとも１つの共有電気信号ライン５とを備える。

ハンドピース１、１Ａは、ヘッド部１０を有する。ヘッド部１０上には、作業動作可能な器具ホルダ１１と、器具受け開口２５とが設けられる。好ましくは、温度センサ４と照明装置２とが、さらにヘッド部１０上又はヘッド部１０内に設けられる。他の部品をヘッド部１０上又はヘッド部１０内に設けることも可能である。他の部品は、例えば、器具ホルダ１１から器具を解放するための器具解放装置、圧縮ガスによって駆動可能なタービンやギヤ等の駆動素子、又は、ころ軸受等少なくとも器具ホルダ１１の移動支点用軸受である。

照明装置２は、器具受け開口２５の周りに環状に設計され、本体と、本体を貫通する貫通孔とを含む。この貫通孔を介して、器具を器具受け開口２５及び器具ホルダ１１に挿入することができる。好ましくは、少なくとも１つの孔２６及び／又は少なくとも１つのリング溝２７及び／又は少なくとも１つの開口２８が、照明装置２の本体上又は中に設けられ、例えば流体ラインを介して、水及び／又は圧縮空気源等の流体源に接続される。照明装置２はさらに、ハンドピース１、１Ａに設けられる少なくとも１つの共有又は共通電気信号ライン５を、温度センサ４に電気的に接続する。照明装置２と温度センサ４とは、互いに並列に電気的に配置される。

図７に示す温度センサ４、例えば電気抵抗が温度依存性を有する材料のセンサ、特にＮＴＣレジスタは、回路基板６／基部１７上に直接固定されるか、回路基板６／基部１７上に搭載される照明装置２の少なくとも１つの電気接点７Ａ、７Ｂ、７Ｃに直接固定される。温度センサ４の配置は、特に、図１Ａ、１Ｂの実施形態に対応しており、図１Ａ、１Ｂに関して記載された特徴が、図７における温度センサ４、照明装置２、及び共有電気信号ライン５にも当てはまる。

一方、図８に示す温度センサ４、例えば電気抵抗が温度依存性を有する材料のセンサ、特にＮＴＣレジスタは、回路基板６や基部１７からオフセットされ、電気信号ライン５Ｃを通して回路基板６又は基部１７に電気的に接続される。温度センサ４の配置は、特に、図３Ａ、３Ｂの実施形態に対応しており、図３Ａ、３Ｂに関して記載された特徴が、図８における温度センサ４、照明装置２、及び共有電気信号ライン５にも当てはまる。

図７及び８に示す制御及び／又は調整装置１３は、特にその構成及び／又は機能において、図６の制御及び／又は調整装置１３に対応しており、図６に関して記載された特徴が、図７及び８における制御及び／又は調整装置１３にも当てはまる。制御及び／又は調整装置１３は、ハンドピース１内（図７参照）、又は、ハンドピース１Ａの外（図８参照）、例えば供給ラインを通してハンドピース１Ａに接続される供給ユニット内、に設けられる。温度値の到達又は超過をユーザに警告する警告装置１６は、制御及び／又は調整装置１３上に直接設けられるか（図８参照）、又は、ラインを介して制御及び／又は調整装置１３に電気的に接続される。

本発明は、ここに記載される実施形態に限定されず、本発明の基本的な類似の機能原則を実施し備える全ての実施形態を含む。また、ここに記載され図示される全ての実施形態の全ての特徴は互いに組み合わせ可能である。

１、１Ａ ハンドピース
２ 照明装置
３ 光半導体素子
４ 温度センサ
５ 共有電気信号ライン
６ 回路基板
７Ａ、７Ｂ、７Ｃ 電気接点
８ カプセル
９ 透明窓
１０ ヘッド部
１１ 器具ホルダ
１２、１２’ 歯科用治療装置
１３ 調整装置
１４ 定電流源
１５ 定電圧源
１６ 警告装置

Claims (19)

1. 放射線を治療部位上に放出する照明装置（２）と、
   温度センサ（４）とを備える医療用、又は歯科用ハンドピース（１、１Ａ）であって、
   前記照明装置（２）及び前記温度センサ（４）のために前記ハンドピース（１、１Ａ）に設けられる少なくとも１つの共有電気信号ライン（５）を備えることを特徴とする医療用、又は歯科用ハンドピース（１、１Ａ）。
2. 前記ハンドピース（１、１Ａ）に設けられる前記少なくとも１つの共有電気信号ライン（５）は、前記照明装置（２）に接続される第１の電気分岐ライン（５Ａ）と、前記温度センサ（４）に接続される第２の電気分岐ライン（５Ｂ）とを備えることを特徴とする請求項１に記載の医療用、又は歯科用ハンドピース（１、１Ａ）。
3. 前記照明装置（２）は、前記ハンドピース（１、１Ａ）に設けられる前記少なくとも１つの共有電気信号ライン（５）によって前記温度センサ（４）に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の医療用、又は歯科用ハンドピース（１、１Ａ）。
4. 前記照明装置（２）は、回路基板（６）を備え、
   前記ハンドピース（１、１Ａ）に設けられる少なくとも１つの前記共有電気信号ライン（５）は、前記回路基板（６）又は前記回路基板（６）上に搭載される電気接点（７Ａ、７Ｂ）を通して、前記温度センサ（４）に電気的に接続されることを特徴とする請求項３に記載の医療用、又は歯科用ハンドピース（１、１Ａ）。
5. 前記回路基板（６）と前記温度センサ（４）とは互いに離間し、前記電気信号ライン（５Ｃ）を通して互いに電気的に接続されることを特徴とする請求項４に記載の医療用、又は歯科用ハンドピース（１、１Ａ）。
6. 前記温度センサ（４）は、前記回路基板（６）上に直接固定されるか、又は、前記回路基板（６）上に搭載される少なくとも１つの電気接点（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）上に直接固定されることを特徴とする請求項４に記載の医療用、又は歯科用ハンドピース（１、１Ａ）。
7. 前記照明装置（２）は、透明窓（９）を有するカプセル（８）を備え、
   少なくとも１つの光半導体素子（３）は、前記カプセル（８）に保持される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の医療用、又は歯科用ハンドピース（１、１Ａ）。
8. 前記照明装置（２）は、透明窓（９）を有するカプセル（８）を備え、
   少なくとも１つの光半導体素子（３）は、前記カプセル（８）に保持され、
   前記カプセル（８）は、前記回路基板（６）を備える基部（１７）を有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の医療用、又は歯科用ハンドピース（１、１Ａ）。
9. 前記温度センサ（４）は、前記照明装置（２）に直接又は間接に固定されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の医療用、又は歯科用ハンドピース（１、１Ａ）。
10. 前記ハンドピース（１、１Ａ）は、ヘッド部（１０）を備え、作動可能な器具ホルダ（１１）が前記ヘッド部（１０）上に設けられ、
    温度センサ（４）は、前記ヘッド部（１０）内に又は前記ヘッド部（１０）に隣接して配置されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の医療用、又は歯科用ハンドピース（１、１Ａ）。
11. 前記照明装置（２）及び前記温度センサ（４）は、ともに前記少なくとも１つの共有電気信号ライン（５）に電気的に接続されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の医療用、又は歯科用ハンドピース（１、１Ａ）。
12. 前記少なくとも１つの共有電気信号ライン（５）は、
    電力供給のための第１の電気信号を前記照明装置（２）に送信し、
    第２の電気信号を前記温度センサ（４）に送信し、
    また前記温度センサ（４）からの温度測定信号を送信するよう構成されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の医療用、又は歯科用ハンドピース（１、１Ａ）。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の医療用、又は歯科用ハンドピース（１、１Ａ）と、
    前記ハンドピース（１、１Ａ）に設けられる前記少なくとも１つの共有電気信号ライン（５）に電気的に接続され、前記照明装置（２）に割り当てられる第１の電気信号と前記温度センサ（４）に割り当てられる第２の電気信号とを発信するように設計される制御及び／又は調整装置（１３）と、を備えることを特徴とする医療用、又は歯科用治療装置（１２、１２’）。
14. 前記制御及び／又は調整装置（１３）は、前記第１の電気信号と前記第２の電気信号とを、交互に又は時間オフセットで発信するように設計されることを特徴とする請求項１３に記載の医療用、又は歯科用治療装置（１２、１２’）。
15. 前記制御及び／又は調整装置（１３）は、前記第１の電気信号と前記第２の電気信号とを、異なる電流流れ方向に送信するように設計されることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の医療用、又は歯科用治療装置（１２、１２’）。
16. 前記制御及び／又は調整装置（１３）は、前記第１の電気信号を生成するための定電流源（１４）と、前記第２の電気信号を生成するための定電圧源（１５）とを備えることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の医療用、又は歯科用治療装置（１２、１２’）。
17. 前記制御及び／又は調整装置（１３）は、前記第１の電気信号と前記第２の電気信号とを、主に同時に発信するように設計されてなることを特徴とする請求項１３に記載の医療用、又は歯科用治療装置（１２、１２’）。
18. 前記第１及び第２の電気信号は、変調された交流電流部分を有する定電流によって形成されることを特徴とする請求項１７に記載の医療用、又は歯科用治療装置（１２、１２’）。
19. 前記制御及び／又は調整装置（１３）は、前記温度センサ（４）から温度測定信号を受信し、温度測定信号を所定の温度限界値と比較し、所定の温度限界値以上の場合、前記ハンドピース（１、１Ａ）の動作を中断する、又は、前記ハンドピースの駆動力を変更する、及び／又は、ユーザに警告するために警告装置（１６）を作動するように設計されることを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の医療用、又は歯科用治療装置（１２、１２’）。

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