KR102064005B1

KR102064005B1 - 치아 조명 장치

Info

Publication number: KR102064005B1
Application number: KR1020197008175A
Authority: KR
Inventors: 올라프 토마스 요한 안토니에 페르메일렌; 파스칼 장 헨리 블루멘
Original assignee: 코닌클리케 필립스 엔.브이.
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2018-03-21
Publication date: 2020-01-08
Also published as: JP6771112B2; CN109640879B; JP2020511277A; KR20190034352A; CN109640879A; EP3481331B1; WO2018177832A1; US20200008904A1; US10758320B2; EP3481331A1; EP3409237A1

Abstract

본 발명은 치아의 조명을 위한, 예컨대 치아 미백을 위한 마우스피스(100)에 관한 것이다. 마우스피스는 치아(110) 상으로 비대칭 광을 조사하도록(cast) 형상화되는 적어도 2개의 렌즈들(102a, 102b)로 구성된다. 렌즈들은 관련 광원들(101a, 101b)과 일대일로 배열된다. 제1 및 제2 렌즈들은 수용된 광을 치아(110)의 협측 면(111) 상으로 투사하도록 배열되고, 제1 및 제2 렌즈들 각각은 수용된 광의 세기 분포를 치아의 치열궁(201)을 따라 각각의 광원의 광학 축(121)의 서로 반대편에 있는 측부들 상에서 비대칭으로 변화시키도록 형상화되는 비대칭으로 형상화된 굴절 표면(301)을 갖는다.

Description

치아 조명 장치

본 발명은 치아 조명 장치에 그리고 치아 미백 장치(teeth whitening device)와 같은 구강 관리 또는 위생 장치에 관한 것이다.

치아 미백 장치와 같은 구강 관리 장치는 치아를 조명하기 위해 광을 사용한다. 광은 미백 겔(gel) 또는 바니시(varnish)와 조합되는 치아 미백, 살균 UV 광의 사용에 의한 플라크(plaque) 또는 세균 위생, 또는 다른 목적을 포함하는 상이한 목적을 위해 사용될 수 있다.

국제 출원 공개 WO 2016/066370 A1호는 치아 미백과 관련하여 광을 치아에 적용하기 위한 스마트 조명 시스템(smart lighting system)을 개시한다. 이는 특히 광-경화성 미백 바니시가 제공된 치아에 관한 것이다. 시스템은 광-발생 유닛, 광-패턴화 유닛, 구강 이미징 유닛, 구강 이미지 감지 유닛, 및 이미지 처리 및 제어 유닛을 포함하고, 이미지 처리 및 제어 유닛이 구강 이미지 감지 유닛으로부터 획득된 정보에 기초하여 광-패턴화 유닛을 조절하는 것을 허용하도록 구성된다. 그렇게 함으로써, 광-발생 유닛이 광을 방출하도록 허용되기 전에, 치아 미백에 도움을 주기 위해 방출되는 광이 연조직에 영향을 미치지 않는 것이 보장될 수 있다.

치아에서의 균일한 광 세기의 생성을 개선할 수 있고, 대안적으로 또는 추가적으로 치아의 가열을 감소시킬 수 있는 구강 장치를 달성하는 것이 유리할 것이다. 본 발명은 독립항에 의해 한정된다. 종속항은 유리한 실시예를 한정한다.

이러한 문제들 중 하나 이상을 보다 양호하게 해결하기 위해, 본 발명의 제1 태양에서, 치아 조명을 위한 마우스피스(mouthpiece)로서,

- 제1 및 제2 광원들, 및

- 제1 광원으로부터 광을 수용하도록 배열되는 제1 렌즈 및 제2 광원으로부터 광을 수용하도록 배열되는 제2 렌즈를 포함하고, 제1 및 제2 렌즈들은 수용된 광을 치아의 협측 면(buccal side) 상으로 투사하도록 배열되고, 제1 및 제2 렌즈들 각각은 수용된 광의 세기 분포를 치아의 치열궁(dental arch)을 따라 각각의 광원의 광학 축의 서로 반대편에 있는 측부들 상에서 비대칭으로 변화시키도록 형상화되는 비대칭으로 형상화된 굴절 표면을 갖는, 마우스피스가 제공된다.

유리하게는, 렌즈들의 비대칭으로 형상화된 굴절 표면들은 렌즈들의 광학 축의 좌측 및 우측 측부들 상에서 상이한 세기 프로파일(intensity profile)들을 달성하는 것을 가능하게 한다. 이러한 방식으로, 둘 모두의 광원들로부터 광을 수용하는 일정 범위의 중첩부가 확립될 수 있다. 또한, 비대칭으로 형상화된 굴절 표면들은 치아에서 균일한 세기 분포를 달성하기 위해 원하는 세기 분포를 달성하도록 자유형태 렌즈(freeform lens)들로서 임의로 형상화될 수 있다.

렌즈들은 수용된 광의 세기가 치아의 치열궁을 따라, 즉 마우스피스의 교합면(occlusal plane) 내에서 광원의 광학 축의 서로 반대편에 있는 측부들 상에서 투사된 광으로 비대칭으로 변경된다는 의미에서 비대칭이다.

유리하게는, 투사 렌즈들의 사용은 광원들, 예컨대 발광 다이오드(light emitting diode)들을 치아로부터 떨어져 위치시키는 것을 가능하게 한다. 따라서, 광원들로부터의 방사 열(radiation heat)은 치아에 근접하게 위치되는 광원들에 비해 치아 및 치은들의 보다 덜한 가열을 유발한다. 보다 낮은 가열은, 불편함을 유발하거나 심지어 치아의 치수실(pulp chamber) 내의 치수를 손상시킬 수 있는 열을 발생시키지 않고서 보다 높은 광 세기를 사용하는 것을 가능하게 한다.

마우스피스는 2개 이상의 광원들 및 2개 이상의 관련 렌즈들을 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 실제적인 이유로, 2개 이상의 렌즈들은 단일 재료로부터 성형되거나 형상화되는 단일편 본체의 형태일 수 있다. 따라서, 단일 렌즈-구성요소로서 형성되는 2개 이상의 렌즈들은 2개 이상의 별개의 렌즈들과 동등한 것으로 이해된다.

일 실시예에 따르면, 마우스피스는 간격 부재(distance member)를 포함하고, 간격 부재는 사용 중일 때 간격 부재에 의해 한정되는 바와 같은 제1 및 제2 렌즈들과 치아의 협측 면 사이의 간격을 확립하기 위해 사용자의 구강-영역의 일부와 접촉하도록 배열된다. 유리하게는, 간격 부재는 렌즈들로부터 치아까지의 그러한 간격이, 렌즈들이 생성하도록 설계되었던 원하는 세기 프로파일들을 획득하는 데 필요한 렌즈들의 최적 투사 간격에 근접하는 것을 보장한다.

일 실시예에 따르면, 간격 부재는 마우스피스가 사용될 때 제1 및 제2 광원들이 사용자의 안면의 전방에 위치되도록 배열된다. 유리하게는, 안면으로부터의 광원들의 분리로 인해, 치아 및 구강-영역의 가열은 광원들이 치아에 보다 근접하게 배열되는 해결책에 비해 감소된다.

일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 광원들은 마우스피스가 사용될 때 사용자의 좌측 절치(incisor)와 우측 절치 사이의 선을 한정하는 안면 정중선(facial midline)의 양 측부 상에 배열된다. 유리하게는, 광원들을 안면 정중선의 좌측 및 우측에 배열함으로써, 보다 많은 개수의 치아가 균일한 광으로 조명될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 렌즈들은 안면 정중선에서 치아의 협측 면에서의 투사된 광의 세기가 제1 및 제2 광원들로부터의 광으로 구성되도록 수용된 광을 투사하기 위해 배열된다. 유리하게는, 치아 범위의 일부에서 둘 모두의 광원들로부터의 광을 조합함으로써, 하나의 광원으로부터의 치아 조명으로부터 다른 광원으로의 전이부가 매끄럽게 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 렌즈들은 안면 정중선으로부터 멀리 떨어져 있는 치아의 협측 면의 일부가 단지 제1 및 제2 광원들 중 하나로부터의 광에 의해 조명되도록 수용된 광을 투사하기 위해 배열된다. 유리하게는, 비대칭 조명으로 인해, 치열궁의 좌측 및 우측 측부들은 균일하게 형상화된 광에 의해 개별적으로 조명될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 렌즈들은 제1 및 제2 광원들 중 각각의 광원으로부터의 투사된 광의 세기가 치열궁을 따라 안면 정중선을 향해 점진적으로 감소하도록 수용된 광을 투사하기 위해 배열된다. 유리하게는, 광 세기의 점진적인 감소로 인해, 2개의 이웃한 광원들로부터의 광이 실질적으로 균일하거나 일정한 광 세기를 생성하도록 조합될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 마우스피스는 제3 광원 및 제3 광원으로부터 광을 수용하도록 배열되는 제3 렌즈를 포함하고, 제3 광원은 수용된 광을 치아의 협측 면 상으로 투사하기 위해 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이에 배열되고, 제3 렌즈는 대칭으로 형상화된 굴절 표면을 갖는다. 유리하게는, 제3 광원의 사용은 보다 높은 광 세기의 생성, 균일한 광에 의한 보다 많은 개수의 치아의 조명, 및 투사된 광의 균일성의 개선 중 하나 이상을 용이하게 할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제1, 제2 및 제3 렌즈들은 제1 및 제3 광원들로부터 치아의 협측 면에서의 투사된 광의 세기가 치열궁의 제1 부분에서 중첩되도록 그리고 제2 및 제3 광원들로부터 치아의 협측 면에서의 투사된 광의 세기가 치열궁의 상이한 제2 부분에서 중첩되도록 제1, 제2 및 제3 광원들로부터의 광을 투사하기 위해 배열된다.

일 실시예에 따르면, 마우스피스는 벽 구조체를 가진 하우징을 포함하고, 벽 구조체의 단부 영역이 사용자의 치은들과 접촉하도록 배열되는 접촉 부분을 포함한다. 유리하게는, 접촉 부분을 가진 벽 구조체는 균일한 세기를 획득하기 위해 치아와 렌즈들 사이의 최적 간격이 달성될 수 있도록 구강-영역과 렌즈들 사이의 고정된 간격을 제공한다.

벽 구조체는 적어도 부분적으로 비어 있는 내부를 가진 튜브 또는 깔때기 형상의 벽을 형성할 수 있다. 벽 구조체는 대류 냉각을 제공하기 위한 개구들을 가질 수 있다. 벽 구조체는 격자(grid) 또는 다른 개방형 구조체의 형태를 가질 수 있다. 벽 구조체는 쉘(shell)들, 핀(pin)들, 바아(bar)들, 메시형 표면(meshed surface)들 또는 이들의 조합에 의해 그리고 실리콘, 플라스틱, 금속 또는 다른 유사한 재료와 같은 재료들로부터 형성될 수 있다.

유리하게는, 벽 형상의 구조체는 마우스피스의 개방형 구조를 가능하게 한다. 개방형 구조는 유리하게는 예컨대 미백 목적을 위해 치아 상의 바니시 물질들과 함께 사용될 수 있는데, 이는 바니시 물질들이 치아 겔들을 제위치로 유지시키기 위해 필요로 할 수 있는 바와 같은 밀봉 구조체를 필요로 하지 않기 때문이다. 또한, 개방형 구조는 보다 높은 세기 수준들이 달성될 수 있도록 열 방산(heat dissipation)을 개선한다.

일 실시예에 따르면, 마우스피스는 밀봉 구조체를 포함하고, 밀봉 구조체는 적용된 치과용 물질을 밀봉 구조체 및 치아의 협측 면에 의해 한정되는 공간 내에 유지시키도록 배열되고, 밀봉 구조체는 접촉 부분을 포함한다. 유리하게는, 밀봉 구조체는 치과용 물질을 치아와 마우스피스의 투명한 윈도우(window) 사이에서 제위치로 유지시키는 데 도움을 주도록 설계된다. 예를 들어, 마우스피스는 치아-미백 마우스피스일 수 있고, 치과용 물질은 치아-미백 겔일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 하우징은 접촉 부분과 적어도 하나의 광원 사이에서 벽 내에 배열되는 적어도 하나의 관통-구멍을 포함한다. 유리하게는, 하우징 내의 구멍들은 열 방산을 개선한다.

일 실시예에 따르면, 마우스피스는 하우징에 연결되는 유지 부재를 포함하고, 유지 부재는 사용자가 치아들 중 하나 이상의 교합 표면(occlusal surface)을 통해 유지 부재에 인가되는 힘에 의해 마우스피스를 유지하는 것을 가능하게 하도록 배열된다. 유리하게는, 유지 부재는 사용자가 조명 과정 중에 그녀의 손들을 자유롭게 사용하도록 단지 치아의 사용에 의한 마우스피스의 유지를 가능하게 한다.

일 실시예에 따르면, 마우스피스는 마우스피스의 교합면에 수직한 방향으로의 투사된 광의 연장을 조절하도록 배열되는 조절가능 다이어프램(adjustable diaphragm)을 포함한다. 유리하게는, 다이어프램은 투사된 광이 치은들이 아니라 실질적으로 단지 치아를 조명하도록 하는 조절을 가능하게 한다.

본 발명의 제2 태양은 치아 조명을 위한 제1 태양에 따른 마우스피스의 용도로서,

- 마우스피스의 일부가 제1 및 제2 렌즈들과 치아의 협측 면 사이에서 마우스피스에 의해 한정되는 바와 같은 간격을 확립하기 위해 사용자의 구강-영역의 일부와 접촉하도록 마우스피스를 배열하는 단계, 및

- 제1 및 제2 렌즈들에 의해 사용자의 치아 상으로 투사되는 광에 의해 치아를 조명하는 단계를 포함하는, 용도에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예는 치아의 조명을 위한, 예컨대 치아 미백을 위한 마우스피스에 관한 것이다. 마우스피스는 광을 치아 상으로 비대칭으로 조사하도록(cast) 형상화되는 적어도 2개의 자유형태 렌즈들로 구성된다. 렌즈들은 관련 광원들과 일대일로 배열된다. 렌즈들은 적어도 2개의 렌즈들로부터의 비대칭 광이 치아의 영역에 걸쳐, 예컨대 제1 및 제2 중절치(central incisor)들을 가로질러 조합되도록 형상화된다. 치열궁에 걸쳐 균일한 조명을 달성하기 위해, 렌즈들은, 치열궁의 좌측 및 우측 측부들에서 균일한 세기 분포를 갖는 그리고 중절치들 사이에서 안면 정중선을 향해 감소하는 세기를 가져 감소하는 세기들의 조합이 감소하는 세기들이 중첩되는 범위에 걸쳐 균일한 세기를 생성하도록 조합되는 광을 투사할 수 있다.

일반적으로, 본 발명의 다양한 태양은 본 발명의 범주 내에서 가능한 임의의 방식으로 조합되고 결합될 수 있다. 본 발명의 이들 및 다른 태양, 특징 및/또는 이점이 본 명세서에 후술되는 실시예로부터 명백할 것이고 그것을 참조하여 설명될 것이다.

본 발명의 실시예는 도면을 참조하여 단지 예로서 기술될 것이다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 치아 조명 장치로서 사용하기 위한 마우스피스의 일 실시예의 상이한 도면.
도 2a는 마우스피스에 사용되는 렌즈 및 렌즈에 의해 치열궁으로 투과되는 광선의 단면도.
도 2b는 각각의 좌측 및 우측 렌즈에 의해 치열궁의 좌측 및 우측 측부 상으로 투사되는 광의 좌측 및 우측 세기 프로파일을 도시하는 도면.
도 3은 교합면과 평행한 평면 내에서 렌즈의 단면도로 비대칭으로 형상화된 굴절 표면을 도시하는 도면.
도 4는 중실형(solid)의 광학적으로 투명한 부분을 가진 하우징을 포함하는 마우스피스의 일 실시예를 예시하는 도면.
도 5는 조절가능 다이어프램을 포함하는 마우스피스의 일 실시예를 도시하는 도면.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 치아 조명 장치로서 사용하기 위한 마우스피스(100)의 일 실시예를 예시한다. 사용자의 치아는 치아 미백, 플라크 또는 세균 위생, 또는 다른 구강 위생 또는 관리 용도의 목적을 위해 조명될 수 있다. 마우스피스는 가정용 소비자 제품이거나 전문가에 의해 사용될 전문가 제품일 수 있으며, 둘 모두의 경우에 사용자, 즉 가정 사용자 또는 환자는 장치로부터 조명을 수용하는 사람이다.

마우스피스는 상이한 도면, 즉 도 1a의 평면도, 도 1b의 개구를 향해 본 사시도, 도 1c의 정면도로 예시된다.

도 1a에 도시된 마우스피스의 실시예는 제1 및 제2 광원(101a, 101b), 및 각각의 제1 및 제2 광원(101a, 101b)으로부터의 광을 치아(110)의 협측 면(111) 상으로 투사하도록 배열되는 제1 및 제2 렌즈(102a, 102b)를 포함한다. 따라서, 제1 렌즈(102a)는 제1 광원(101a)으로부터 광을 수용하고 투사하도록 배열되고, 제2 렌즈(102b)는 제2 광원(101b)으로부터 광을 수용하고 투사하도록 배열된다. 제1 광원(101a) 및 제1 렌즈(102a)는 안면 정중선(120)의 일 측부(예컨대, 안면 정중선의 좌측) 상에 배열될 수 있고, 제2 광원(101b) 및 제2 렌즈(102b)는 안면 정중선(120)의 반대편 측부(예컨대, 안면 정중선의 우측) 상에 배열될 수 있다.

안면 정중선(120)은 예시된 바와 같이 좌측 절치와 우측 절치 사이의 선을 한정한다. 편의상, 안면 정중선(120)은 또한 마우스피스가 사용될 때 그리고 마우스피스의 배치의 허용 오차가 고려될 때 안면 정중선(120)과 실질적으로 동일 선 상에 있는, 도시된 바와 같은 마우스피스(100)의 중심선을 한정한다. 중심선(120)은 도 1c에 도시된 바와 같이, 교합면(130) 내에 위치될 수 있다. 교합면(130)은 마우스피스가 사용될 때 치아의 교합면에 대응하는 마우스피스의 평면을 한정한다.

마우스피스(100)의 다른 실시예는 다른 개수의 광원 및 렌즈로 구성될 수 있다. 예를 들어, 마우스피스(100)는 안면 정중선(120)의 양 측부 상에 배열되는 2개의 광원(101a, 101b), 및 안면 정중선(120)에 중심설정되고 둘 모두의 광원(101)으로부터 광을 수용하도록 그리고 그러한 광을 치아 상으로 투사하도록 배열되는 하나의 렌즈를 가질 수 있다. 다른 예에서, 마우스피스(100)는 단지 하나의 광원, 및 안면 정중선(120)에 중심설정되고 광을 수용하여 그러한 광을 치아(110) 상으로 투사하도록 배열되는 단지 하나의 렌즈를 갖는다. 바람직한 실시예는 치열궁의 좌측 및 우측 측부의 균일한 조명을 개선하기 위해 2개 이상의 광원 및 관련 렌즈를 포함한다.

렌즈(102a, 102b)는 광원(101a, 101b)으로부터의 수용된 광의 세기 분포를 마우스피스의 교합면(130)에서 각각의 광원의 광학 축(121)의 서로 반대편에 있는 측부들 상에서 비대칭으로 변화시키도록 형상화되는 비대칭으로 형상화된 굴절 표면을 갖는다. 예를 들어, 렌즈는 치열궁의 적어도 일부를 따라, 예컨대 제2 소구치(premolar)(110e)로부터 측절치(lateral incisor)(110b)까지 균일한 세기 분포를 달성하기 위해 세기 분포를 변경하도록 형상화될 수 있다.

세기 분포의 변화는 광원들 중 하나(101a)의 원거리장(far field) 세기 프로파일이 관련 렌즈(102a)에 의해 상이한 원거리장 세기 분포로 비대칭으로 변경되는 것을 의미한다. 이에 비해, 구면 또는 비구면 렌즈와 같은 대칭 렌즈가 세기 분포를 광학 축(121)에 대해 대칭으로 변경할 것이다.

렌즈(102a, 102b)는 안면 정중선(120)에서 치아(110)의 협측 면(111)에서의 투사된 광의 세기가 제1 및 제2 광원으로부터의 광에 의해 제공되도록 세기 분포를 변경하기 위해 비대칭으로 형상화될 수 있다. 또한, 렌즈는 안면 정중선(120)으로부터 멀리 떨어져 있는 치아(110)(예컨대, 제2 소구치(110e)로부터 측절치(110b)까지와 같은 치열궁의 일 측부 상의 치아)의 협측 면(111)의 일부가 단지 제1 및 제2 광원들(101a, 101b) 중 하나로부터의 광에 의해 조명되도록 투사된 광을 형상화하기 위해 배열된다.

중절치(110a)에 걸쳐 균일한 세기를 제공하기 위해, 제1 및 제2 렌즈(102a, 102b)로부터의 광이 중절치(110a)의 적어도 일부분에 걸쳐 중첩될 필요가 있다. 중첩부를 가로지르는 균일한 세기는 제1 및 제2 광원들 중 각각의 광원으로부터의 투사된 광의 세기가 치열궁을 따라 안면 정중선(120)을 향해 그리고 그것을 지나 점진적으로 감소하도록 광을 투사하기 위해 제1 및 제2 렌즈를 배열함으로써 달성될 수 있다.

도 2a는 교합면(130)과 평행한 평면 내에서 제1 및 제2 렌즈(102a, 102b)의 단면도를 도시한다. 도 2a는 렌즈에 의해 치아(110)에서 치열궁(201)의 일부 상으로 투사되는 광선을 도시한다. 도시된 바와 같이, 둘 모두의 렌즈(102a, 102b)로부터의 광선은 안면 정중선을 포함하는 치열궁(201)의 일부를 조명한다. 예를 들어, 렌즈(102a, 102b)는 광을 좌측 및 우측 중절치(110a) 둘 모두 상으로 투사할 수 있다. 제1 렌즈(102a)로부터의 광선의 일부가 둘 모두의 광원(101a, 101b)에 의해 조명되는 치열궁의 중심 부분의 좌측으로 단지 치열궁(201)의 일부를 조명하고, 제2 렌즈(102b)로부터의 광선의 일부가 치열궁의 중심 부분의 우측으로 단지 치열궁(201)의 일부를 조명한다.

도 2b는 각각의 좌측 및 우측 렌즈(102a, 102b)에 의해 좌측(L) 및 우측(R) 치아 측부 상으로 투사되는 광의 좌측 및 우측 세기(I) 프로파일(202, 203)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 세기(I)는 치열궁의 중심 부분(C)으로부터 멀어지는 치아 측부(L, R)를 따라 일정하거나 실질적으로 일정하다. 또한, 렌즈들(102a, 102b) 각각으로부터의 투사된 광의 세기(I)는 치열궁의 일 측부로부터 안면 정중선(120)을 가로질러 안면 정중선(120)으로부터 멀리 떨어져 있는 치열궁의 다른 측부 상에서 0 또는 실질적으로 0의 세기로 점진적으로 감소한다. 치열궁의 중심 부분(C)에서, 2개의 렌즈(102a, 102b)로부터의 투사된 광의 세기(I)는 좌측 및 우측 치아 측부 상에 투사된 광의 동일하거나 실질적으로 동일한 세기(I)를 추가한다.

렌즈는 중심 부분(C)에 걸쳐 선형으로 또는 다른 프로파일 형상에 따라 세기(I)를 변화시키도록 배열될 수 있다.

실제로, 치열궁의 좌측, 중심 및 우측 측부를 따라 일정한 세기(I)를 달성하는 것이 가능하지 않을 수 있다. 따라서, 실제로, 세기는 치열궁을 따라, 예컨대 +/- 10 퍼센트의 대역 내에서 달라질 수 있다. 치아 미백 응용의 경우, 세기 변동은 미백 효과의 명확히 가시적인 변동을 방지하기에 충분히 작아야 한다.

도 3은 교합면(130)과 평행한 평면 내에서 제2 광원(101b) 및 제2 렌즈(102b)의 단면도를 도시한다. 도 3은 렌즈(102b)가 비대칭으로 형상화된 굴절 표면(301)을 갖는 것을 도시한다. 이러한 예에서, 렌즈는 광학 축(121)의 우측 측부 상에 수용되는 모든 광선이 광학 축으로부터 멀어지게 우측 방향으로 휘어지는 반면, 광학 축(121)의 좌측 측부 상에 수용되는 일부 광선은 광학 축을 향해 우측 방향으로 휘어지도록 비대칭으로 형상화된다. 이러한 방식으로, 비대칭으로 형상화된 굴절 표면(301)은 원하는 세기 프로파일(202, 203)을 생성하도록 구성된다.

렌즈(102a, 102b)는 다른 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 렌즈는 하나 이상의 비대칭으로 형상화된 굴절 표면을 가질 수 있다. 또한, 렌즈의 입력 굴절 표면이 출력 표면 대신에 비대칭으로 형상화될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 광원(101a, 101b)은 발광 광원(LED)일 수 있지만, 다른 광원이 또한 사용될 수 있다. 렌즈(102a, 102b)는 유리, 폴리카르보네이트 또는 다른 플라스틱 재료와 같은 투명한 재료로부터 제조된다.

마우스피스(100)는 주로 도 1a의 점선(109)에 의해 예시되는 간격 부재(109)를 포함한다. 간격 부재(109)의 기능은 제1 및 제2 렌즈(102a, 102b)와 치아(110)의 협측 면(111) 사이의 간격을 확립하는 것이다. 간격 부재에 의해 한정되는 간격을 확립하는 것의 목적은 렌즈(102a, 102b)가 치아로부터 정확한 간격을 갖는 것을 보장하는 것이다. 렌즈(102a, 102b)는 이들이 특정 위치 및 그에 따른 치아에 대한 특정 간격을 가질 때 원하는 세기 프로파일(202, 203)을 제공하도록 설계되기 때문에, 마우스피스(100)를 그러한 간격 부재와 함께 구성하는 것이 유리하다. 간격 부재는 마우스피스가 사용 중일 때 사용자의 구강-영역의 일부와 접촉하도록 의도된다. 구강-영역의 일부는 치은, 치아 또는 다른 부분일 수 있다.

도 1은 마우스피스(100)가 사용될 때 상부 및 하부 치아의 쌍의 맞물림 표면들(교합 표면들) 사이에 위치되도록 의도되는, 예컨대 평평한 플라스틱 형상의 형태인 맞물림-바아(bite-bar)(131)를 포함하는 구조체(103)의 형태인 간격 부재(109)를 도시한다. 예를 들어, 맞물림-바아(131)는 간격 부재(109)가 사용될 때 명확히 한정된 간격이 확립되도록 상부 및 하부 제2 소구치(110e)의 맞물림 표면들 사이에 배치되게 의도될 수 있다.

간격 부재(109)로서 기능하는 것에 대해 추가적으로 또는 대안적으로, 구조체(103)는 유지 부재(108)로 구현될 수 있으며, 이는 사용자가 치아들 중 하나 이상, 즉 상부 및 하부 제2 소구치(110e)의 교합 표면을 통해 유지 부재(108)의 일부에, 예컨대 맞물림-바아(131)에 인가되는 힘에 의해 마우스피스를 유지하는 것을 가능하게 하는 기능을 갖는다. 구조체(103)는 하우징(105)에, 예컨대 말단부 영역에 연결된다.

도 1은 마우스피스(101)가 벽 구조체를 가진 하우징(105)을 포함하는 것을 도시한다. 벽 구조체는 깔때기 또는 튜브의 형상, 예컨대 접촉 부분(104)에 의해 둘러싸인 개구를 가진 기단부 영역, 및 폐쇄되거나 테이퍼 형성되고(tapered) 내부에 광원(101a, 101b) 및 렌즈(102a, 102b)를 고정시키도록 구성될 수 있는 말단부 영역을 갖는 형성을 가질 수 있다. 접촉 부분(104)은 사용자의 치은 또는 다른 구강-영역과 접촉하도록 배열된다.

하우징(105)이 접촉 부분(104)과 함께, 접촉 부분(104)이 구강-영역과 접촉할 때 제1 및 제2 렌즈(102a, 102b)와 치아(110)의 협측 면(111) 사이의 명확히 한정된 간격을 확립하기 때문에, 간격 부재(109)는 접촉 부분(104)과 함께 하우징(105)에 의해 구현될 수 있다. 명확하게, 간격 부재(109)로서 기능하는 하우징(105)은 유지 부재(108) 및/또는 간격 부재(109)로서 기능하는 구조체(103)와 조합될 수 있다.

일반적으로, 간격 부재(109)는 마우스피스가 사용될 때 제1 및 제2 광원(101a, 101b) 및 또한 제1 및 제2 렌즈(102a, 102b)가 사용자의 안면의 전방에 위치되도록 배열된다. 따라서, 마우스피스(100)는 광원(101a, 101b)이 구강-영역에 대해 특정 간격으로 위치된 상태로 구성된다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 하우징(105)은 적어도 하나의 관통-구멍 개구(150)가 접촉 부분(104)과 적어도 하나의 광원(101a) 사이에서 벽 내에 배열된 상태로 구성될 수 있다. 구멍은 광원으로부터의 폐열로 인한 열 증가가 감소될 수 있도록 마우스피스(100)의 챔버에 통기(ventilation)를 제공한다.

도 1, 도 2a 및 도 2b와 관련하여 기술된 실시예는 2개의 광원 및 2개의 관련 렌즈를 포함한다. (예시되지 않은) 다른 실시예에 따르면, 마우스피스는 추가의 제3 광원 및 제3 광원으로부터 광을 수용하도록 배열되는 제3 렌즈와 함께 구성될 수 있다. 예를 들어, 제3 광원 및 제3 렌즈는 광을 치아(110)의 협측 면(111) 상으로 투사하기 위해 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이에 배열될 수 있다. 예를 들어, 제3 광원 및 제3 렌즈는 마우스피스의 중심선(120) 상에 그리고 제1 및 제2 렌즈 및 광원(101a, 101b, 102a, 102b)과 동일한 평면 내에, 예컨대 마우스피스가 사용될 때 교합면(130)과 실질적으로 평행한 평면 상에 배열될 수 있다.

제3 렌즈는 안면 정중선(120)에 대해 대칭으로 중심 치아, 예컨대 중절치(110a)를 조명하기 위해 대칭으로 형상화된 굴절 표면을 가질 수 있다.

이러한 실시예에 따르면, 제1, 제2 및 제3 렌즈는 제1 및 제3 광원으로부터 치아(110)의 협측 면(111)에서의 투사된 광의 세기가 치열궁의 제1 부분에서 중첩되도록 그리고 제2 및 제3 광원으로부터 치아(110)의 협측 면(111)에서의 투사된 광의 세기가 치열궁의 상이한 제2 부분에서 중첩되도록 제1, 제2 및 제3 광원으로부터의 광을 투사하기 위해 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제3 광원으로부터의 광은 안면 정중선(120)의 좌측에 위치된 치열궁의 범위에서 중첩될 수 있고, 제1 및 제3 광원으로부터의 광은 안면 정중선(120)의 우측에 위치된 치열궁의 범위에서 중첩될 수 있다. 바람직하게는, 중첩 범위에서의 광의 세기 및 단지 하나의 렌즈로부터의 광에 의해 조명되는 범위는 전술된 의미에서 실질적으로 일정하여야 한다.

마우스피스(100)는 밀봉 구조체를 포함할 수 있으며, 이는 적용된 치과용 물질을 밀봉 구조체 및 치아(110)의 협측 면(111)에 의해 한정되는 공간 내에 유지시키는 기능을 갖는다. 예를 들어, 치과용 물질은 치아(110) 또는 밀봉 구조체의 표면에 적용되는 미백 겔의 형태일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 밀봉 구조체는 접촉 부분(104)을 포함한다. 예를 들어, 접촉 부분(104)은 상부 치은과 하부 치은 사이의 전이부에서 상부 및 하부 치은 및 치아와 접촉하도록 배열되는 림(rim), 예컨대 폐쇄형 환형 림을 구성할 수 있다.

도 4는 반복된 도면 부호에 의해 예시된 바와 같이 도 1의 마우스피스의 특징부와 동등한 특징부를 갖는 마우스피스(100)의 일 실시예를 예시한다. 도 4의 마우스피스의 하우징(105)은 중실형의 광학적으로 투명한 부분(401)을 추가로 포함한다. 중실형의 광학적으로 투명한 부분(401)은 접촉 부분(104)과 중실형의 광학적으로 투명한 부분(401) 사이에 간격이 있도록 접촉 부분(104) 후방에 위치된다. 중실형의 광학적으로 투명한 부분은 광원으로부터의 광을 치아를 향해 투과시키도록 배열된다.

중실형의 광학적으로 투명한 부분(401)은 하우징의 측벽들 사이에서 연장되는 벽, 예컨대 예시된 바와 같이 점선을 따라 연장되는 벽의 형태일 수 있다. 벽은 얇을 수 있거나, 예컨대 렌즈(102a, 102b)까지 연장될 수 있다. 대안적으로, 중실형의 광학적으로 투명한 부분(401)은 예컨대 광원(101a, 101b) 및/또는 렌즈(102a, 102b)가 중실형의 광학적으로 투명한 부분(401) 내에 매립되도록 하우징(105)의 대부분을 충전할 수 있다.

접촉 부분(104)과 중실형의 광학적으로 투명한 부분(401) 사이의 간격에 의해 생성되는 공간은 적용된 치과용 물질을 수용하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 밀봉 구조체의 공간은 광학적으로 투명한 부분(401), 접촉 부분(104), 및 치아(110)의 협측 면(111)에 의해 한정될 수 있다.

도 1b에 도시된 적어도 하나의 관통-구멍(150)은 또한 도 4의 마우스피스의 하우징(105)의 벽 구조체 내에, 예컨대 광학적으로 투명한 부분(401)과 광원(101) 사이에서 하우징(105)의 벽 내에 형성될 수 있다.

도 5는 교합면(130)에 수직한 평면 내에서 단면도로, 조절가능 다이어프램(510)을 포함하는 마우스피스(100)의 일 실시예를 도시한다. 편의상, 마우스피스(100)의 모든 구성요소가 도시되지는 않는다. 다이어프램(510)은 불투명하거나 반투명하며, 광선이 사용자의 치은(501, 502)과 접촉하는 것을 방지한다. 렌즈(102a, 102b)의 설계에 의해 일부 광선이 교합면(130)에 대해 큰 각도로 투과되게 될 수 있고, 그에 따라 치은의 조명 및 가열을 유발할 수 있다. 가열과 관련된 불편함을 방지하기 위해, 치아(110)의 협측 면(111)에 도달할 광선 이외의 광선이 차단될 수 있다. 다이어프램(510)은 고정된 개구를 가질 수 있는데, 즉 상부 및 하부 다이어프램 부분들 사이에 고정된 간격을 가질 수 있다. 대안적으로, 다이어프램(510)은 조절가능한 크기의 개구, 즉 상부 및 하부 다이어프램 부분들 사이에 조절가능한 간격을 제공하도록 조절가능할 수 있다. 따라서, 다이어프램(510)은 마우스피스의 교합면에 수직한 방향으로의 투사된 광의 연장, 즉 높이를 조절하도록 배열될 수 있다. 이러한 방식으로, 다이어프램은 개인의 치아 및 치은에 따라 맞춰질 수 있다.

본 발명이 도면 및 전술한 설명에 상세히 예시되고 기술되었지만, 그러한 예시 및 설명은 제한적인 것이 아니라 예시적인 또는 전형적인 것으로 간주되어야 하며; 본 발명은 개시된 실시예로 제한되지 않는다. 개시된 실시예에 대한 다른 변형이 도면, 개시 내용, 및 첨부된 청구범위의 검토로부터, 청구된 발명을 실시함에 있어서 당업자에 의해 이해되고 이루어질 수 있다. 청구범위에서, 단어 "포함하는"은 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않으며, 단수 형태(부정 관사 "a" 또는 "an")는 복수를 배제하지 않는다. 청구범위 내의 임의의 도면 부호는 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims

사용자의 치아(110)의 조명을 위한 마우스피스(mouthpiece)(100)로서,
- 제1 및 제2 광원들(101a, 101b), 및
- 상기 제1 광원(101a)으로부터 광을 수용하도록 배열되는 제1 렌즈(102a) 및 상기 제2 광원(101b)으로부터 광을 수용하도록 배열되는 제2 렌즈(102b)를 포함하고,
상기 제1 및 제2 렌즈들은 상기 수용된 광을 상기 치아(110)의 협측 면(buccal side)(111) 상으로 투사하도록 배열되고, 상기 제1 및 제2 렌즈들 각각은 상기 수용된 광의 세기 분포를 상기 치아의 치열궁(dental arch)(201)을 따라 상기 각각의 광원의 광학 축(121)의 서로 반대편에 있는 측부들 상에서 비대칭으로 변화시키도록 형상화되는 비대칭으로 형상화된 굴절 표면(301)을 갖는, 마우스피스.
제1항에 있어서, 간격 부재(distance member)(109)를 추가로 포함하고, 상기 간격 부재는 사용 중일 때, 상기 간격 부재(109)에 의해 한정되는 바와 같은 상기 제1 및 제2 렌즈들(102a, 102b)과 상기 치아의 협측 면 사이의 간격을 확립하기 위해 상기 사용자의 구강-영역의 일부와 접촉하도록 배열되는, 마우스피스.
제2항에 있어서, 상기 간격 부재(109)는 상기 마우스피스가 사용될 때 상기 제1 및 제2 광원들(101a, 101b)이 상기 사용자의 안면의 전방에 위치되도록 배열되는, 마우스피스.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 광원들(101a, 101b)은 상기 마우스피스가 사용될 때, 상기 사용자의 좌측 중절치(central incisor)와 우측 중절치(101a) 사이의 선을 한정하는 안면 정중선(facial midline)(120)의 양 측부 상에 배열되는, 마우스피스.
제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 렌즈들(102a, 102b)은 상기 안면 정중선(120)에서 상기 치아(110)의 협측 면(111)에서의 상기 투사된 광의 세기가 상기 제1 및 제2 광원들(101a, 101b)로부터의 광으로 구성되도록 상기 수용된 광을 투사하기 위해 배열되는, 마우스피스.
제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 렌즈들(102a, 102b)은 상기 안면 정중선(120)으로부터 멀리 떨어져 있는 상기 치아(110)의 협측 면(111)의 일부가 단지 상기 제1 및 제2 광원들(101a, 101b) 중 하나로부터의 광에 의해 조명되도록 상기 수용된 광을 투사하기 위해 배열되는, 마우스피스.
제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 렌즈들(102a, 102b)은 상기 제1 및 제2 광원들(101a, 101b) 중 각각의 광원으로부터의 상기 투사된 광의 세기가 치열궁을 따라 상기 안면 정중선(120)을 향해 점진적으로 감소하도록 상기 수용된 광을 투사하기 위해 배열되는, 마우스피스.
제1항에 있어서, 제3 광원 및 상기 제3 광원으로부터 광을 수용하도록 배열되는 제3 렌즈를 포함하고, 상기 제3 광원은 상기 수용된 광을 상기 치아(110)의 협측 면(111) 상으로 투사하기 위해 상기 제1 및 제2 렌즈들(102a, 102b) 사이에 배열되고, 상기 제3 렌즈는 대칭으로 형상화된 굴절 표면(301)을 갖는, 마우스피스.
제8항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 렌즈들은 상기 제1 및 제3 광원들로부터 상기 치아(110)의 협측 면(111)에서의 상기 투사된 광의 세기가 상기 치열궁의 제1 부분에서 중첩되도록 그리고 상기 제2 및 제3 광원들로부터 상기 치아의 협측 면에서의 상기 투사된 광의 세기가 상기 치열궁의 상이한 제2 부분에서 중첩되도록 상기 제1, 제2 및 제3 광원들로부터의 광을 투사하기 위해 배열되는, 마우스피스.
제1항에 있어서, 벽 구조체를 가진 하우징(105)을 포함하고, 상기 벽 구조체의 단부 영역이 상기 사용자의 치은들(501, 502)과 접촉하도록 배열되는 접촉 부분(104)을 포함하는, 마우스피스.
제10항에 있어서, 밀봉 구조체를 포함하고, 상기 밀봉 구조체는 적용된 치과용 물질을 상기 밀봉 구조체 및 상기 치아(110)의 협측 면(111)에 의해 한정되는 공간 내에 유지시키도록 배열되고, 상기 밀봉 구조체는 상기 접촉 부분(104)을 포함하는, 마우스피스.
제10항에 있어서, 상기 하우징(105)은 상기 접촉 부분(104)과 상기 적어도 하나의 광원(101a, 101b) 사이에서 상기 벽 내에 배열되는 적어도 하나의 관통-구멍(150)을 포함하는, 마우스피스.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징에 연결되는 유지 부재(108)를 포함하고, 상기 유지 부재는 상기 사용자가 상기 치아(110) 중 하나 이상의 교합 표면(occlusal surface)을 통해 상기 유지 부재에 인가되는 힘에 의해 상기 마우스피스(100)를 유지하는 것을 가능하게 하도록 배열되는, 마우스피스.
제1항에 있어서, 상기 마우스피스의 교합면(occlusal plane)(130)에 수직한 방향으로의 상기 투사된 광의 연장을 조절하도록 배열되는 조절가능 다이어프램(adjustable diaphragm)(501)을 포함하는, 마우스피스.
제1항 내지 제12항 및 제14항 중 어느 한 항에 따른 마우스피스(100)를 이용한 치아 조명 방법에 있어서,
상기 마우스피스의 일부가 제1 및 제2 렌즈들(102a, 102b)과 치아(110)의 협측 면(111) 사이에서 상기 마우스피스에 의해 한정되는 바와 같은 간격을 확립하기 위해 사용자의 구강-영역의 일부와 접촉하도록 상기 마우스피스를 배열하는 단계, 및
상기 제1 및 제2 렌즈들(102a, 102b)에 의해 상기 사용자의 치아(110) 상으로 투사되는 광에 의해 상기 치아를 조명하는 단계를 포함하는, 마우스피스를 이용한 치아 조명 방법.