KR20140101721A - 방사선 소스 및 광 안내 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사선 소스, 특히 치과용 재료의 중합을 위한, 광 안내부 및 적어도 두 광원(바람직하게는 반도체 광원, 특히 광 다이오드)을 가진 광 생성 장치를 포함하는 광중합 장치에 관한 것이고, 반사부에 의해 묶임되고, 상기 방사선은 광 안내부로 공급된다. 광원들은 광 색 및/또는 발산 스펙트럼에 대하여 서로 구별되고, 광 색 및/또는 발산 스펙트럼 및/또는 발산된 방사선의 스펙트럴 방사 에너지의 변화에 대해 개별적으로 제어가능하다. 광 안내부는 적어도 하나의 모노코어 섹션 및 하나의 멀티코어 섹션을 가지고, 광원에 의해 발산된 방사선은 광 안내부의 모노코어 섹션내로 공급된다. 또한, 본 발명은 방사선 소스를 위한 광-안내 장치 또는 이러한 종류의 광중합 장치에 관한 것이다.

Description

방사선 소스 및 광 안내 장치{RADIATION SOURCE AND LIGHT GUIDING DEVICE}

본 발명은 방사선 소스, 바람직하게는 의료용 또는 치과용이며, 특히, 청구항 1의 전제부에 따르면, 치과용 재료의 중합을 위한 광중합 장치에 관한 것이고, 청구항 15의 전제부에 따르면 이러한 종류의 방사선 소스 또는 광중합 장치에 대한 광 안내 장치에 관한 것이다.

본 명세서와 청구항에서 사용되는, 용어 광은 가시적 스펙트럼 범위의 전자기적 방사선을 의미할 뿐만 아니라, UV 또는 준 적외선 범위의 전자기적 방사선을 의미한다. 나중에 바람직하게 사용되는 광 다이오드(또는 LED 또는 LED 칩)을 언급할 때, 이들 용어는 다른 조명원 및 방사선 소스, 특히 반도체 방사선 소스, 발광 가시광, UV 및/또는 준 적외선 광도 포함하며, 이는 본 문헌에 걸쳐 - 더 나은 가독성을 위하여 - 나열되지 않을 것이다.

단지 광중합 장치를 언급할 때에도, 해당 서술은 동일하게 다른 방사선 소스에 적용하고, 이를 참조할 필요가 있다는 것을 당업자는 이해해야 한다.

이러한 종류의 광중합 장치는 오랜 시간 동안 알려져 왔다.

1970년대부터 광 안내의 실시의 예는 DE 23 52 670 로부터 얻을 수 있다. 이미 그 때에, 단일 섬유로 구성된 유연한 광 안내부(light guiding)가 공지되었다. 또한, 그 문헌은 광 안내 액체의 실시 및 공지된 광 안내의 제공을 위한 유연한 플라스틱 호스의 실시를 증명한다.

단일 섬유로 구성된 광 안내부는 광-안내 로드로도 언급될 수 있는데, 이는 기본적으로 비교적 단단하거나 또는 강성하고, 그래서 구부러지기 어렵다. 다른 한 편, 액체로 가득찬 광 안내부는 구강 영역에서 활용하기 어려우며, 특히 환자가 무심코 광 안내부를 깨물어서 이러한 방식으로 (액체의) 누출을 야기할 수 있다.

1980년데에는, 현재까지도, 다수의 섬유의 광 안내부로 이동되는 것이 일반적인데, DE 297 09 785이 그 예로 언급된다.

다수의 섬유 광 안내부는 멀티코어 광 안내부로도 언급될 수 있는데, 이는 상당히 개선된 구부러짐 특성을 제공하는 이점을 가진다.

따라서, 치과의사는, 원하는, 부분적으로 깊은 위치에 발광 또는 광 출구를 유지하기 위하여, 광 안내부의 말단부에 광 안내부를 원하는 모양을 이룰 수 있다.

그런데, 치과용 카메라를 위한 광 센서에 대한 광 안내부의 사용이, 가령, 좁은 곡률 반경을 요하는 내시경에서도 동일하게 사용된다.

이는 오랜 시간 동안, 빨강, 노랑 및 파랑과 같은 기본 색의 광학적 추가 혼합체의 도움에 의하여 공지되어 왔고, 이는 백색광을 생성할 수 있다. 이 사실은 서로 가까이 인접한 해당 색깔의 LED를 배열함에 의하여, 및 이를 광 안내부로 발광을 안내함에 의하여 사용된다.

사실, 소위 백색 LED는 최근에 알려졌다. 그러나, 이들은 현재 여전히 비교적 비싸고, 광 혼합 때문에, 정확한 색조(shade of color)가 요구 사항에 더욱 잘 적응될 수 있다. 또한, 특정 발광 스펙트럼을 선택할 수도 있다.

단일 LED 또는 단일 LED 칩이 광원으로서 사용된다면, 발광부는 주로 LED 칩의 상면에 위치하는데, LED 칩은 대략 1㎟의 크기를 가지는 것이 일반적이다. 대략 6 내지 13 mm의 지름을 가지는 멀티코어 광 안내부가 LED 칩의 전면에 설치된다면, 주요 발광부는 일반적으로 단지 6 또는 7 내부 섬유에 충격을 주는 반면, 외부 광섬유의 매우 적은 부분만이 사용된다.

이러한 상황을 방지하기 위하여, 광섬유의 광입력 측면 말단부에 콜렉팅 렌즈(collecting lens)를 사용하는 것이 알려진다. 다른 한 편, 콜렉팅 렌즈의 추가적인 준비는 각각의 반사면을 가진 두 개의 추가적인 광 경계면을 의미하고, 이는 효율성이 감소된다.

언급된 출원의 경우 모두에 있어서, 모노코어 기술의 경우에, 특히 광 안내부의 전체 절단면은 광학적인 유효 매체에 의해 차지될 수 있기 때문에, 따라서, 고작 모노코어 광 안내부 또는 광-안내 로드에 의존하는데, 이와 대조적으로, 멀티코어 광 안내의 사용으로부터 손실이 발생된다.

가령, 치과용 재료의 중합을 위하여, 이제까지 일반적으로 사용되어 왔던 의료용 또는 치과용의 종래 광원은 어떤 기설정된 발광 스펙트럼에 대해 디자인되고 안내되어 왔다.

이와 대조적으로, 본 발명은 바람직하게는 치과용 또는 치과-의료용을 위한 방사선 소스, 특히 청구항 1의 전제부에 따른 치과용 재료의 중합을 위한 광중합 장치 및 청구항 15의 전제부에 따른 광 안내 장치를 생산하는 목적에 기초하는데, 상기 방사선 소스는 쉽게 생산할 수 있고 비용 절감될 수 있으며 광범위하게 사용될 수 있는 한편, 의료용, 바람직하게는 치과용 장치에 좀 더 인체 공학적이고 효율적으로 조작될 수 있으며, 광 색 및/또는 발산 스펙트럼 및/또는 발산된 스펙트럴 방사 에너지는 사용 목적 및 광 발산 없는 장치의 경우 또는 어떠한 손상을 입을 수 있는 간단한 조작에 맞게 조절될 수 있다.

본 목적은 방사선 소스 및 광중합 장치에 대하여 청구항 1에 의해 창의적으로 해결된다. 이러한 종류의 장치에 대한 광 안내 장치에 관하여, 본 목적은 청구항 15에 의해 해결된다.

추가적이 또 다른 발전은 상세한 설명 및 하위 청구항으로부터 나온다. 설명서와 하위 청구항에 개시된 모든 기술적 특징은 서로 결합되어서 당업자가 자유로이 독립항 1 항 및 15 항의 특징과 기술적으로 함께 사용할 수 있다.

놀랍게도, 반사부는 광 혼합 요소 내로 방사선을 직접 공급하고, 특히 반사부의 상호작용에 의하여, 본 발명인 상기 광 혼합 요소는 - 매우 간단하고 비용 절감적인 디자인으로, 그리고 공간 요구사항 또는 전체 길이의 증가 없이도 - 매우 높은 정도의 광 혼합(light mixing)을 달성하고, 그래서, 광원, 특히 광 색 및/또는 서로 개별적으로 제어될 수 있는 LED를 사용함에 의하여, 해당 장치는, 광 색 및/또는 발산 스펙트럼 및/또는 발산된 방사선의 스펙트럴 방사 에너지가 사용 목적 및 광 발산 없는 장치의 경우 또는 어떠한 손상을 입을 수 있는 간단한 조작에 맞게 조절될 수 있다.

본 발명에 따르면, 모노코어 광 안내부 및 멀티코어 광 안내부의 조합에 의해 특히 유리하고, 그 이점은 놀랄만하게도 예상되는 단점 없이 달성될 수 있다. 멀티코어 광 안내부의 경우에 존재하는 열악한 광 혼합은 물론, 중심 광섬유에 집중되는 단지 부분적인 광 충격(impingement)도 완전히 없어진다. 입력 측면상에 콜렉션 렌즈나 다른 비싼 광 혼합 장치를 사용할 필요가 없고, 그 보다는 하나 이상의 LED 칩에 의해 발산된 광 방사선은 모노코어 광 안내부로 직접 공급될 수 있다. 비교적 넓은 광입력 표면 때문에, 광 안내부는 완전히 광 방사선을 흡수하고, 이를 전방으로 안내한다.

본 발명에 의하면, 광 생성 장치에서 생성된 광을 균일화(homogenize) 하고 혼합할 수 있으며, 광 안내부의 절단면 전체에 걸쳐 분포될 수 있어서 광 안내부의 출력부에서 그 면적은 밝기 및 스펙트럴 분포와 관련하여 균일하게 조명될 수 있다. 이러한 방법으로, 효과적이고, 간단하며 저렴하게, 여러 광 다이오드 또는 다른 반도체 방사선 소스에 의해 생성된 발산된 광을 광 안내부로 연결할 수 있다.

본 발명의 수정된 실시예에서, 복수의 멀티코어 섹션 및/또는 복수의 모노코어 섹션은 서로 연결된다. 가령, 광 안내부가 매우 길고, 그 연장부를 따라서 구부러지기 어려운 위치를 포함한다면 유리하다. 상기 위치에서, 멀티코어 섹션 및 추가 모노코어 섹션이 형성된다.

광섬유가 모노코어 광 안내부에 비하여 15% 낮은 광 수득률을 제공하는 것이 일반적인 반면, 창의적으로, 적어도 이 수득률 손실을 절반으로 나누어 제공한다. 광출력 측면에 대하여 전면부, 따라서 광 안내부의 삼분의 일만이 멀티코어가 형성되고, 그 뒷면부, 즉, 광 안내부의 삼분의 이는 모노코어가 형성되어서, 수득률 손실을 15 내지 5% 감소시킨다.

또한, 본 발명에 따르면, LED칩의 이미지가 광성뮤 또는 멀티코어 광 안내부에 의해 디스플레이되는 것이 방지되어서 특히 유리하다. 모노코어 광 안내 섹션에서, 이러한 방식으로 생성된 강한 혼합은 광의 균일화를 제공한다.

그럼에도 불구하고, 원하는 발산 스펙트럼은 다양한 색의 여러 LED 칩의 실현으로 제공될 수 있는데, 사실, 추가적인 콜렉션 렌즈 및 추가적인 비싼 균일화 장치를 사용하지 않으면서 제공될 수 있다. 또한, 이는 다양한 색을 가지고, 일반적으로 삼각형으로 배열되는 세 개의 광 안내 칩에 대해 적용되는데, 가령, 세 개의 광 안내 칩은 빨깡, 녹색 및 파랑 스펙트럼 영역에서 에미션 멕시마를 가지며, 이는 광 혼합을 추가함에 의하여 임의의 원하는 광 색을 생성하는데 사용될 수 있다.

동일한 방법으로, 이 창의적인 해결책은 매우 비용-절감적이고, 제조하는데 단지 작은 변화만 요구되도록, 임의의 종래의 장치내로 통합될 수 있다. 더구나, 의료용 또는 치과용 또는 치과 실험실에서, 매우 간단한 설치 또는 교환이 가능하다. 게다가, 이 창의적인 해결책은 서비스 워크숍에서 유지하는데 매우 용이하다.

놀랍게도, 창의적인 광 혼합 장치와 함께, 간단한 디자인 및 매우 짧은 광 혼합 장치의 길이에도 불구하고, 즉, 광 혼합 요소 내의 매우 짧은 광 혼합 거리 - 특히, 장치의 광 생성 장치 내의 종래 반사부와 연결되는 - 는 물론, 반복되는 상 전이부 및 이러한 종류의 장치의 광 경로에서 고체와 기체 그리고 다시 고체 사이(가령, 광 다이오드/기체, 기체/반사부, 반사부/기체, 기체/보호 유리, 보호 유리/기체, 기체/광 혼합 요소, 광 혼합 요소/기체, 기체/광 묶음)의 경계면 작용 때문에, 또한, 경계면에서 반사 때문에, 광 경로 및 중첩에서 다양한 레이 묶음의 지연 차이가 야기됨에도 불구하고, 강도 분포와 관련하여 뜻밖에 높은 정도의 균일화 및 광섬유 묶음의 출력 표면의 전체에 걸쳐 스펙트럼 발산 곡선이 달성될 수 있다. 그러나, 동시에, 광 섬유 묶음의 출력단까지 광 다이오드에 의해 생성된 방사 에너지 전체와 관련하여 매우 적은 광 손실만이 발생한다.

창의적인 해결책의 추가 이점은 개개의 섬유의 랜덤한 배열을 포함하는 비싼 광 묶음의 사용이 앞으로 더 이상 필요하지 않고, 이러한 방식으로, 한 편으로는 광 안내부의 제조시 상당한 절약이 이루어질 수 있고, 다른 한편으로는, 고압살균(autoclaving)에서 열적 팽창에 의하여, 섬유의 꼬임 및 눌려짐과 같은 기계적 문제점이 더 이상 발생하지 않는다.

더구나, 이 창의적인 해결책은, 매우 쉽고, 비용-절감적인 라이팅 장치 또는 광중합 장치의 준비를 할 수 있게 하는데, 상기 광중합 장치의 발산된 작동 스펙트럼은 각각 다양한 광 다이오드를 전기적으로 제어하여 다양한 발산 스펙트럼을 포함하는 광 다이오드의 스펙트럼의 광 혼합 첨가에 의하여 합성될 수 있다. 가장 간단한 광학적 수단만을 사용하는 본 발명의 특정 구조와 관련하여, 매우 높은 정도의 균일화가 광의 강도 및 광 단면 전체에 걸친 발산 스펙트럼에 대하여 달성되고, 동시에, 광의 전달 효율이 개선되며, 에너지 손실이 감소될 수 있다.

바람직하게는, 창의적인 광 혼합 장치는 광 다이오드 또는 반도체 광원에 대하여 이상적으로 위치될 수 있다. 그렇게 함으로써, 위치 파라미터(positioning parameter)가 선택되어, 광 혼합 요소의 입력 표면이 광 다이오드들 또는 반도체 방사선 소스에 할당된 반사부들의 각각의 초점에 대하여 "흐린 초점(out of focus)"에 위치되고, 한 편으로, 입력 광선의 묶음에 의해 가장 철저하게 조명되고, 다른 한편으로, 입력되는 방사선의 입력각 지역은 광 혼합 요소의 광입력 말단부의 개구수에 의하여 기설정된 입력부 또는 수용부를 가능한 완전하게 사용할 수 있다.

이 창의적인 해결책의 추가 이점으로서, 광 경로의 광학적 경로에서 모든 불필요한 추가적인 구부러짐이 방지된다. 특히, 도시된 바와 같이, (모노코어) 광-안내 로드 내에서의 임의의 곡률은 생략될 수 있는데, 광 경로 내에서 상당한 추가적인 광 손실을 야기하고, 효율성을 상당히 악화시킨다.

놀랍게도, 본 발명의 추가적인 이점은 광 혼합 요소의 지름의 자릿수인 작은 전체 길이의 한 광 혼합 요소는 다양한 색의 LED 칩 또는 다양한 발산 스펙트럼의 반도체 방사선 소스로부터의 광을 혼합할 수 있다는 것이고, 이에 적절히 혼합된 광은 광 안내부의 멀티코어 섹션으로 진입하고, 색의 변형이 광 안내부의 광출력 표면에 걸쳐 감지되지 않을 수 있다.

창의적이고 특별하며 유리한 방식으로, 광 안내부의 모노코어 섹션과 멀티코어 섹션 사이의 전이부는 굴절률의 유지를 실현시킬 수 있다. 이를 위하여, 유리-본딩 접착제 또는 접착 시멘트가 사용될 수 있는데, 이의 굴절률은 광 안내부에 대해 사용된 광학 재료의 굴절률과 일치한다.

추가적인 유리한 실시예에 따르면, 모노코어 섹션과 멀티코어 섹션 사이의 전이부에 걸쳐서, 바람직하게 특히 연장되는 슬리브에 의하여 광 안내부를 단단하게 또는 강화시킨다. 적용 위치에 측면 부착에 의한 전단 응력에 대한 광 안내부의 용량을 전달하는 하중을 감소시키는 강성 점프(stiffness jump)를 방지하는 이점을 슬리브가 제공한다. 전달된 힘은 멀티코어 섹션에 의해 적어도 부분적으로 더욱 강성한 모노코어 섹션으로 전달된다. 그럼에도 불구하고, 광 안내부의 전면 말단의 구부러짐 특성 및 유연성은 대규모로 주어지는데, 즉, 상기 위치에서, 구부러짐 특성은 실제 응용 분야에서 필수적이다.

슬리브는 바람직하게는 금속, 특히 스테인리스 강으로 구성되고, 벽 두께는 광 안내부의 지름의 1/5 미만에 이르고, 특히 1/15 미만에 이른다. 대안적으로, 슬리브는 내열성이 높은 플라스틱 재료, 특히, 설폰, 에테르케톤 또는 이미드 플라스틱 재료 또는 플라스틱 합성물 - 를 포함하고, 광 안내부는 상기 연결 인터페이스와, 바람직하게는 비-명확하게(non-positively) 및/또는 단단히 본딩되는 방식으로 연결된다. 이러한 방법으로, 한 편으로는, 원하는 내열성, 기계적 강도 및 연결 인터페이스의 수치적 안정성이 보장되고, 다른 한 편으로, 해당 플라스틱 재료의 탄성 특성 때문에, 열 팽창 움직임 및 열 응력의 제한에 대하여 수용성이 달성된다. 동시에, 이러한 종류의 플라스틱 재료로 제조된 연결 인터페이스는, 한 편으로는, 연결 인터페이스와 광 혼합 요소 사이에서 타켓팅되는 프레스 피트(press fit) 및/또는 프리로드(preload)를 사용할 수 있게 하고, 이 경우에 바람직하게는 비-명확하게 및/또는 단단히 본딩되는 방식으로 연결되며, 다른 한 편으로, 연결 인터페이스와 연결 부품 사이에서, 상기 연결 인터페이스는 프레스 피트 및/또는 프리로드를 사용하여 온도 변화에 대해 활동(play)하지 않으면서 단단히 부착될 수 있다.

특히, 바람직하게는 추가적인 전이부는 모노코어 섹션에서 멀티코어 섹션으로 직접, 즉, 공기층 없이 발생하고, 굴절률 50% 미만, 특히 20% 미만으로 전이부의 코스에 걸쳐 변한다.

간행물 DE-OS 23 52 670에서 알려진 유연한 모노코어 광 안내부와 비교할 때, 멀티코어 섹션은 광 안내부의 직선 레이아웃과 관련하여 수득률 손실을 감소시키는 추가적인 이점을 가진다. 힘들게 구부러지는 멀티코어 광 안내부는 동일한 지름에서 구부러진 모노코어 광 안내부보다 더 낮은 감쇠를 제공하엿, 본 발명에 따르면, 광 안내부의 직선 부분에 대해서, 그 곳에서 가장 적은 손실을 가지는 상기 광 안내부 타입(모노코어)은 구부러진 지역에 대해 가장 적은 손실을 가진 광안내부 타입(멀티코어)와 결합된다.

만일 멀티코어 섹션이 구부러지거나 크랭크형 섹션을 특히 광출력 측면 말단부에 인접하여 포함한다면 매우 바람직하다. 이러한 디자인과 배치는 사용상 조작을 상당히 개선시키고 용이하게 한다. 여기서, 광 손실은 적게 유지된다.

본 발명의 추가적인 특별한 실시예에서, 모노코어 섹션의 길이는 그 지름의 적어도 5배이다. 그러나, 길이는 두 섹션에서 달라질 수 있는데, 가령, 지름의 2배, 3배, 7배 심지어 10배일 수 있다는 것을 이해해야 한다.

모노코어 섹션 및/또는 멀티코어 섹션은 적어도 그의 길이의 일부에 걸쳐 원뿔형으로 알맞게 형성되고, 광출력 측면 말단부에 대하여 테이퍼형으로 형성된다. 여기서, 광 안내부는 이와 유사하게 구성될 수 있어서, 가령, 환자의 입에서 조작을 개선하고, 및/또는 가령, 다이오드의 많은 어레이로부터의 방사 에너지는 적은 조작 표면에 집중될 수 있다.

창의적으로 유리한 방식으로, 두 모노코어 섹션 및 멀티코어 섹션의 개개의 섬유는 코어 글래스 및 클래딩 글래스로 구성된다. 그 자체로 알려진 방식에서, 코어 글래스 및 클래딩 글래스는 그들의 굴절률에서 많은 차이가 있고, 이는 원하는 내부 전반사(total internal reflection)를 야기한다. 두 개의 서로 다른 투명한 재질, 바람직하게는 두 개의 타입의 글래스로 제조된 광 혼합 요소의 이러한 동심원적 디자인은 내부 전반사와 관련하여 방사선 손실을 감소시키고, 방사선의 더 우수한 안내를 달성할 수 있다. 종래의 광 안내부와 비교하여, 광 파장 안내 기술의 분야에서 널리 사용되는 것과 같이, 언급된 광 혼합 요소에서, 코어층과 클래딩층의 굴절률간의 큰 차이가 있는 것이 바람직하고, 이 차이는 0.1 단위에 이르는 것이 바람직하다. 두 굴절률간의 이러한 종류의 비교적 큰 차이는 광 혼합 요소의 개구수를 확대시키고, 또한, 입사광선의 "캐칭(catching)"을 가능하게 하여, 광 혼합 요소의 광입력 표면의 입사축과 상당히 다르고, 따라서, 광 생성장치의 방사선의 입력콘의 확장을 보장한다. 추가적인 이점으로서, 광 혼합 요소내로 전송된 방사선의 내부 전반사에 대한 각 면적은 증가하고, 반사 계수는 상당히 개선된다. 글래스 대신에, 다른 투명한 무기 물질 또는 세라믹은 물론 도핑되거나 도핑되지 않은 유기 글래스 또는 투명한 플라스틱 재료도 광 혼합 요소의 코어 및/또는 클래딩 영역으로 사용될 수 있다.

추가적인 바람직한 실시예에서, 코팅물이 모노코어 섹션 또는 멀티코어 섹션(물론 두 섹션에서)의 외부 표면에 제공되고, 필요하면, 출력광을 방지하고, 이점에서 불투명하다. 또한, 코팅물은 금속 반사를 위하여 구현될 수 있다.

광 혼합 요소 내의 광 손실은 추가적인 반사층의 도움으로 더욱 감소될 수 있고, 동시에, 광 혼합 요소의 개구수는 상당히 증가하여 광 혼합 요소의 광입력 콘의 수용각이 상당히 증가될 수 있다. 추가적인 태양으로서, 광 혼합 요소 내에 전달된 광 방사선의 반사가 이 예시적인 실시예의 두 경계면에서 발생하고, 따라서, 광 혼합 요소 내에서 반사적으로 전달된 모든 광선은 서로 오프셋되는 각각 두 개의 서브-광선으로 분리되는 것이 있는데, 제1 서브-광선은 광 혼합 요소의 코어와 클래딩 사이의 경계층에서 부분적으로 전반사되는 것이고, 제2 서브-광선은 광 혼합 요소의 반사적인 외부층에서 발생하여서, 광 혼합 요소의 균일화 성능을 더욱 개선시킨다.

본 발명의 유리한 실시예에서, 광 안내부의 전단(멀티코어 섹션의 일단임)은 주어진 각도, 가령, 광 안내부 상에 충격을 주는 광원의 광축에 대해 45도로 구부러진다. 이러한 디자인과 배치는 사용시 조작을 상당히 개선시키고 용이하게 한다.

본 발명의 수정된 실시예에서, 유연하게 광 안내부의 전면이 구성되어서, 활용의 경우에 따라 가령 90도 또는 90도 이상으로 구부러질 수 있다. 그렇게 함으로써, 특정 활용 상황에서 사용시, 가령, 접근하기 어려운 환자의 구강환경의 영역에서 조작이 더욱 개선되고, 용이하게 된다.

바람직한 경우, 모노코어 섹션에서 LED 칩에 의해 발산된 다양한 색은 적절히 혼합되어 적절히 혼합된 광은 멀티코어 섹션으로 입력되고, 광출력 표면상에서 어떠한 색 변화도 감지되지 않는다.

모노코어 섹션과 멀티코어 섹션 사이의 창의적인 접착제가 내열성이 높고, 접착제와 섹션들의 굴절률이 동일하다면, 본 발명에 따른 광 안내부는 제거가능할 뿐만아니라 고압살균도 가능하다. 이는 치과용 광 안내부와 내시경의 범위의 활용에서 특별한 역할을 한다.

광원에 대한 광 안내부의 장착은 어떤 적절한 방식으로 가령, 광 안내부가 광원에 대해 회전되거나 제거가능한 부싱의 도움으로 소지될 수 있다. 그러나, 광 안내부와 광중합 또는 라이팅 장치(본원에서 제안된 종래기술 포함) 사이에서 사용되는 모든 다른 디자인 변형예는 어떠한 문제없이 본 창의적인 해결책과 결합될 수 있다. 따라서, 광 안내부와 광중합 또는 라이팅 장치 사이의 연결 인터페이스는 그에 대한 특수 개발적인 해결책에 대한 요구 없이도, 어떠한 원하는 방식으로 기술적 요구사항에 적응될 수 있다.

본 발명에 따르면, 광중합 장치(또는 방사선 소스) 내의 광 안내부를 바람직하게 사용할 수 있고, 여기서, 광 안내부는 광중합 장치(또는 방사선 소스)에 대해 꼬일 수 있는 것이 바람직하며, 특히, 제거가능한 방식으로 그에 지지 된다. 이 꼬임성에 의해, 가령, 치과의사는 광 안내부로부터의 광추(light cone)의 출력 점 및 출력 방향을 치료될 치아 표면의 부위로 조절할 수 있다. 광 안내부의 제거가능성에 의해, 광중합 장치(또는 방사선 소스)에 무관하여 간단한 고압살균을 할 수 있다.

모노코어 섹션의 광입력 말단부와 광원 사이의 공간은 임의의 적절한 방식, 가령, 실리콘 또는 사용된 글래스의 굴절률과 상당히 일치하는 굴절률을 가진 또 다른 투명 합성물로 채워져서, 매우 작은 반사 손실만이 매개 전이부에서 발생한다. 또한, 공간을 투명한 합성물로 그라우팅하는 것도 가능하다.

광 안내부의 모노코어 섹션과 멀티코어 섹션 모두에 대한 사용이 본원에서 강조되었더라도, 특히 투명한 플라스틱 재료와 같은 임의의 다른 적절한 재료가 광 안내부를 제공하기 위해 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 모노코어 섹션의 길이는 상기 모노코어 섹션(12)의 지름의 적어도 1.5배에 해당한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 모노코어 섹션 및/또는 멀티코어 섹션의 광섬유는 코어 글래스 및 클래딩 글래스로 구성된다. 이러한 두 개의 서로 다른 투명한 재료, 서로 다른 굴절률을 포함하는 두 타입의 글래스로 제조된 광 혼합 요소의 동심형 디자인은 내부 전반사와 함께 방사선 손실을 감소시키고, 방사선의 더 우수한 안내를 달성할 수 있다. 종래의 광 안내부와 비교하여, 광 파장 안내 기술의 분야에서 널리 사용되는 것과 같이, 언급된 광 혼합 요소에서, 코어층과 클래딩층의 굴절률간의 큰 차이가 있는 것이 바람직하고, 이 차이는 0.1 단위에 이르는 것이 바람직하다. 두 굴절률간의 이러한 종류의 비교적 큰 차이는 광 혼합 요소의 개구수를 확대시키고, 또한, 입사광선의 "캐칭(catching)"을 가능하게 하여, 광 혼합 요소의 광입력 표면의 입사축과 상당히 다르고, 따라서, 광 생성장치의 방사선의 입력콘의 확장을 보장한다. 추가적인 이점으로서, 광 혼합 요소내로 전송된 방사선의 내부 전반사에 대한 각 면적은 증가하고, 반사 계수는 상당히 개선된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 모노코어 섹션 및/또는 멀티코어 섹션의 외부 표면에 코팅물이 있고, 상기 코팅물은 광 안내부에서 나오는 광을 막고, 및/또는 상기 광 안내부에 충격을 주는 광을 반사한다. 광 혼합 요소 내의 광 손실은 추가적인 반사층의 도움으로 더욱 감소될 수 있고, 동시에, 광 혼합 요소의 개구수는 상당히 증가하여 광 혼합 요소의 광입력 콘의 수용각이 상당히 증가될 수 있다. 추가적인 태양으로서, 광 혼합 요소 내에 전달된 광 방사선의 반사가 이 예시적인 실시예의 두 경계면에서 발생하고, 따라서, 광 혼합 요소 내에서 반사적으로 전달된 모든 광선은 서로 오프셋되는 각각 두 개의 서브-광선으로 분리되는 것이 있는데, 제1 서브-광선은 광 혼합 요소의 코어와 클래딩 사이의 경계층에서 부분적으로 전반사되는 것이고, 제2 서브-광선은 광 혼합 요소의 반사적인 외부층에서 발생하여서, 광 혼합 요소의 균일화 성능을 더욱 개선시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 두 섹션은, 바람직하게는 유리와 같은 굴절률을 포함하는 접착 시멘트 및/또는 유리-본딩 접착제에 의하여 전이부에서 서로 연결된다. 이러한 방법으로, 경계면에서의 반사 때문에 전달 손실이 상당히 감소될 수 있는데, 이는 굴절률의 두 배 빠른 변화 때문이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 모노코어 섹션은 슬리브에 의해 둘러싸인다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 슬리브는 모노코어 섹션과 멀티코어 섹션 사이의 전이부에 적어도 일부에 걸쳐 연장되어서, 모노코어 섹션에 뒤이은 멀티코어 섹션의 적어도 일부가 슬리브에 의해 둘러싸이게 된다. 이는 두 광 안내 섹션들과 광 안내 섹션들 사이의 기계적으로 위험한 접합에 걸친 힘의 흐름의 전이부의 기계적 연결을 상당히 단단하게 하는 결과를 야기시킨다. 적용 위치에 측면 부착에 의한 전단 응력에 대한 광 안내부의 용량을 전달하는 하중을 감소시키는 강성 점프(stiffness jump)를 방지하는 이점을 슬리브가 제공한다.

전달된 힘은 멀티코어 섹션에 의해 적어도 부분적으로 더욱 강성한 모노코어 섹션으로 전달된다. 그럼에도 불구하고, 광 안내부의 전면 말단의 구부러짐 특성 및 유연성은 대규모로 주어지는데, 즉, 상기 위치에서, 구부러짐 특성은 실제 응용 분야에서 필수적이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 광 안내부(10)의 지름은 6mm 내지 13mm에 이른다

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 모노코어 섹션 및/또는 멀티코어 섹션은 그의 길이의 적어도 일부에 걸쳐 원뿔형으로 형성된다.

여기서, 광 안내부는 얇게 구성되어서, 가령, 환자의 구강에서 조작을 개선하며, 및/또는 가령, 다수의 어레이의 다이오드로부터의 방사 에너지는 가령, 더 작은 조작 표면에 집중될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 광 안내부의 광입력 측면 말단부는 모노코어 섹션에 위치되고, 광출력 측면 말단부는 멀티코어 섹션에 위치된다. 이러한 방식으로, 한 편으로는, 광 혼합과 균일화가 상당히 개선될 수 있고, 광 손실이 감소될 수 있다. 다른 한 편으로는, 이 실시예는 광 안내부의 디자인(오프셋 각도, 크랭크) 또는 유연한 말단 섹션의 준비와 관련하여 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 멀티코어 섹션은 구부러지거나 크랭크형 섹션을 포함한다. 이러한 디자인 및 배치는 사용시 장치의 조작을 개선시키고 용이하게 한다. 그렇게 함으로써, 광 손실이 낮게 유지된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 멀티코어 섹션(14)의 광출력 표면은, 모노코어 섹션(12)의 길이 방향의 연장부에 대해 수직으로 이어지는 광입력 표면에 대하여 2°내지 90°로 연장된다. 이러한 디자인 및 배치는 사용시 장치의 조작을 개선시키고 용이하게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 모노코어 섹션의 광입력 측면에 대한 말단부는, 중합될 수 있는 중합 치과용 재료의 도움으로 광중합 장치(또는 방사선 소스)로의 연결 인터페이스를 포함한다. 이는 광 중합 장치(또는 방사선 소스)에 대한 광 안내부의 유연한 결합 및 분리를 보장하고, 광 안내부는 장치와 분리되어 고압살균될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 연결 인터페이스는 명확하게 광중합 장치(또는 방사선 소스)와 연결되는 부싱에 의해 형성되고, 상기 부싱은 모노코어 섹션의 광입력 측면 말단부와 고정되게 연결된다. 이는 기계학과 관련하여 특히 바람직한 실시예를 나타낸다.

바람직한 실시예에서, 광 혼합 요소는 회전 대칭인 방법으로 구성될 수 있다. 구조적으로, 이는 주어진 전체 길이에서 균일화 성능과 관련하여 광 혼합 요소의 광학적 특성의 넓은 정도의 각색(adaptation)을 더 포함하는 특별히 기능적인 해결책을 나타내는데, 가령, 광 생성 장치에 대해 기설정된 기하학적인 광학적 방사선 경로에 대한 각색, 광 혼합 요소와 광 안내부의 섬유 묶음 사이의 광 혼합 요소의 광입력 말단부에 관한 개구수에 대한 필요한 각색이다. 더구나, 한 편으로, 광 생성 장치의 기하형상으로 광 혼합 요소의 광입력 표면의 크기를 조절할 수 있고, 다른 한편으로, 가령, 더 작은 지름을 포함하는 섬유 묶음 상으로 광 에너지를 집중할 수 있다. 더구나, 구부러진 벽 섹션 또는 가령, 광 혼합 요소의 단면으로 테이퍼링은 광 혼합 요소내의 내부 전반사된 광선의 반사각에 영향을 주거나 수정할 수 있고, 광 혼합 요소내의 광 균일화는 더 많은 수의 광의 반사벽에 의해 더 개선될 수 있다.

추가적인 실시예에서, 광 혼합 요소는 원통형으로 형성되고, 바람직하게는 평면의 광입력 표면 및/또는 광출력 표면을 포함한다. 광 혼합 요소의 이 디자인은 특히 간단한 방식으로 기술적으로 실현될 수 있어서, 매우 비용-절감적으로 생산될 수 있으며, 그러나, 여기서, 강도 분포에 관하여 고도의 균일화 및 광섬유의 출력 표면 전체에 걸친 스펙트럴 발산 곡선이 놀랍게도 달성될 수 있다.

추가적인 실시예에서, 광입력 표면 및 광출력 표면은 연마된 표면 및/또는 코팅 표면 또는 다른 반사-감소 코팅물을 포함할 수 있고, 및/또는 담금 수단에 의해 충돌될 수 있다. 사용된 광의 파장의 기껏해야 적은 분수에 달하는 것이 바람직한 표면 거칠기만 남은 이러한 연마된 표면은 광 혼합 요소의 전달 특성을 개선시키고, 광 손실을 상당히 감소시킨다. 대안적으로 또는 추가적으로, 코팅물 표면 또는 다른 반사-감시 코팅물은 광 혼합 요소의 광입력 및/또는 광출력 표면에 적용될 수 있다. 광이 광 혼합 요소를 지나갈 때, 이 수단은 광 손실을 더욱 감소시킬 수 있다. 상기 언급된 수단에 대안적으로 또는 추가적으로, 가령, 실리콘 오일과 같은 담금유와 같은 담금 수단을 광 혼합 요소의 해당 표면에 적용하여, 광 혼합 요소와, 가령, 광 안내부의 섬유 묶음 또는 광 다이오드에 걸친 보호 유리 또는 관련 반사부를 포함하는 반도체 방사선 소스 사이의 갭은 이 담금 수단에 의해 완전히 채워져서, 고체-기체-고체 상 전이부 대신에, 고체-액체-고체 상 전이부가 발생한다. 공기의 굴절률보다 높은 담금 수단의 굴절률은 굴절 경계면에 의해 광 손실을 더욱 감소시키고, 서로 연결된 광학 부품의 개구수의 각색이 다시 야기될 수 있다.

추가적인 바람직한 실시예에서, 광 혼합 요소는 제1 굴절률을 가지고, 바람직하게는 코어 글래스로 제조된 적어도 하나의 광-안내 코어 및 제2 굴절률을 가지고, 바람직하게는 클래딩 글래스로 제조된 광 안내 클래딩을 포함하되, 제2 굴절륭은 제1 굴절률보다 바람직하게는 0.1 단위 만큼 더 작다. 두 개의 서로 다른 투명한 재질, 바람직하게는 두 개의 타입의 글래스로 제조된 광 혼합 요소의 이러한 동심원적 디자인은 내부 전반사와 관련하여 방사선 손실을 감소시키고, 방사선의 더 우수한 안내를 달성할 수 있다. 종래의 광 안내부와 비교하여, 광 파장 안내 기술의 분야에서 널리 사용되는 것과 같이, 언급된 광 혼합 요소에서, 코어층과 클래딩층의 굴절률간의 큰 차이가 있는 것이 바람직하고, 이 차이는 0.1 단위에 이르는 것이 바람직하다. 두 굴절률간의 이러한 종류의 비교적 큰 차이는 광 혼합 요소의 개구수를 확대시키고, 또한, 입사광선의 "캐칭(catching)"을 가능하게 하여, 광 혼합 요소의 광입력 표면의 입사축과 상당히 다르고, 따라서, 광 생성장치의 방사선의 입력콘의 확장을 보장한다. 추가적인 이점으로서, 광 혼합 요소내로 전송된 방사선의 내부 전반사에 대한 각 면적은 증가하고, 반사 계수는 상당히 개선된다.

글래스 대신에, 다른 투명한 무기 물질 또는 세라믹은 물론 도핑되거나 도핑되지 않은 유기 글래스 또는 투명한 플라스틱 재료도 광 혼합 요소의 코어 및/또는 클래딩 영역으로 사용될 수 있다.

추가적인 바람직한 실시예에서, 광 혼합 요소는 반사-향상 코팅물 또는 반사 슬리브를 표면 외주에 포함할 수 있다. 광 혼합 요소 내의 광 손실은 이러한 종류의 추가적인 반사층의 도움으로 더욱 감소될 수 있고, 동시에, 광 혼합 요소의 개구수는 상당히 증가하여, 광 혼합 요소의 광입력 콘의 수용 각도가 상당히 증가될 수 있다. 추가적인 태양으로서, 광 혼합 요소 내에 전달된 광 방사선의 반사가 이 예시적인 실시예의 두 경계면에서 발생하고, 따라서, 광 혼합 요소 내에서 반사적으로 전달된 모든 광선은 서로 오프셋되는 각각 두 개의 서브-광선으로 분리되는 것이 있는데, 제1 서브-광선은 광 혼합 요소의 코어와 클래딩 사이의 경계층에서 부분적으로 전반사되는 것이고, 제2 서브-광선은 광 혼합 요소의 반사적인 외부층에서 발생하여서, 광 혼합 요소의 균일화 성능을 더욱 개선시킨다.

추가적인 바람직한 실시예에서, 광 혼합 요소(12)의 지름은 바람직하게는 2mm 내지 20mm, 특히 바람직하게는 6mm 내지 15mm, 더욱 바람직하게는 8mm 내지 13mm에 이르고, 광 혼합 요소(12)의 길이는 지름보다 0.5배 크고, 바람직하게는 지름보다 0.8배 크며, 지름의 5배보다 작고, 바람직하게는 광 혼합 요소(12)의 지름의 두 배보다 작다.

이들 치수는 광 혼합 요소의 기하형상과 관련하여 특히 바람직한 구조적 치수를 나타낸다. 이러한 방법으로, 최적의 광 혼합 및 균일화는 최소의 외부 치수에서 달성될 수 있다. 추가적으로, 주어진 지름은 주어진 의료 및 치과 분야에서 일반적으로 사용되는 광 생성 장치의 크기 및 광 안내부의 섬유 묶음의 입력 지름과 관련하여 기하형상의 광학적 조건을 고려한 것이다.

추가적인 바람직한 실시예에서, 광 안내 장치는 연결 인터페이스 - 바람직하게는 내열성이 높은 플라스틱 재료, 특히, 설폰, 에테르케톤 또는 이미드 플라스틱 재료 또는 플라스틱 합성물 - 를 포함하고, 광 안내부는 상기 연결 인터페이스와, 바람직하게는 비-명확하게(non-positively) 및/또는 단단히 본딩되는 방식으로 연결되며, 연결 인터페이스는 광 생성 장치에 대하여 자체-정렬된 방식(self-aligned manner)으로 연결가능하다. 이는 라이팅 장치 또는 광중합 장치의 광선 경로에서, 광 혼합 요소를 장착하기 위한 특히 바람직한 디자인을 나타낸다. 그렇게 함으로써, 연결 인터페이스는 라이팅 장치 또는 광중합 장치의 하우징에서 또는 그 내부에서, 광 안내부 및/또는 광 생성장치와 연결될 수 있어서, 연결 인터페이스는 광 안내부 및/또는 광 생성 장치와 관련하여 자체 조절하여서, 추가적인 장차과 조절하려는 노력 없이도, 광선 경로에 정확히 위치된다. 이러한 이유로, 연결 인터페이스는 적어도 매우 고 내열성 플라스틱 재료, 특히 설폰, 에테르케톤 또는 이미드 플라스틱 재료 또는 플라스틱 합성물로부터 생산된다. 이러한 방법으로, 한 편으로는, 연결 인터페이스의 원하는 온도 저항, 기계적 강도 및 치수 안정성이 유지될 수 있고, 다른 한 편으로는, 해당 플라스틱 재료의 탄성 특성 때문에, 열 팽창 움직임 및 열 응력의 제한에 대하여 수용성이 달성된다. 동시에, 이러한 종류의 플라스틱 재료로 제조된 연결 인터페이스는, 한 편으로는, 연결 인터페이스와 광 혼합 요소 사이에서 타켓팅되는 프레스 피트(press fit) 및/또는 프리로드(preload)를 사용할 수 있게 하고, 이 경우에 바람직하게는 비-명확하게 및/또는 단단히 본딩되는 방식으로 연결되며, 다른 한 편으로, 연결 인터페이스와 연결 부품 사이에서, 상기 연결 인터페이스는 프레스 피트 및/또는 프리로드를 사용하여 온도 변화에 대해 활동(play)하지 않으면서 단단히 부착될 수 있다.

추가적인 바람직한 실시예에서, 광 혼합 요소의 광입력 및/또는 광출력 표면은 평면 방식으로 형성될 수 있다. 따라서, 가령, 약간 파장형 또는 파도형, 가령, 돌을 던진 후 수면에서 발생하는 동심원적 원형과 같이 광 혼합 요소의 각각의 표면으로 형성될 수 있다. 이러한 표면 디자인의 결과, 입력 및 출력 광선은 - 평면형 표면에 대한 - 광 혼합 요소의 방사선 방향이 교차하는 방식으로 약간 편향되고, 더 넓은 각도 영역으로 퍼져나가서, 광 혼합 요소의 광 혼합 효과를 상당히 증가시킨다. 유사한 효과가 작은 면이 있는 표면 디자인 또는 전면부에 광 혼합 요소의 각각의 표면의 프레스넬 컷(Fresnel cut)으로 달성될 수 있다. 더구나, 광입력 콘에 대한 입력의 각도를 증가시키기거나 입력 및/또는 출력 개구수에 대한 각색을 착수하기 위하여, 광 혼합 요소의 각각의 표면은 볼록하게 또는 오목하게 형성될 수도 있고, 이러한 방식으로, 가령, 광 혼합 요소로부터의 출력 광선의 발산을 제안하고, 이를 섬유 묶음의 개구수로 조절한다.

추가적인 바람직한 실시예에서, 광 혼합 장치는 라이팅 장치 또는 광중합 장치를 새로 장착하기 위해 제공되고 구성될 수 있는데, 상기 광 혼합 장치는 광 안내부와 광 생성 장치의 하우징 또는 광중합 장치(바람직하게는 부싱 내에)의 사이에 장착될 수 있다. 이는 기존의 라이팅 장치 또는 광중합 장치를 새로 장착할 가능성을 만들고, 상기 라이팅 장치 또는 광중합 장치는 창의적인 광 혼합 장치로 사용되어서, 효율성을 높이고 창의적인 이점으로 만들 수 있다.

추가적인 이점, 세부사항 및 특징은 도면과 함께, 다음 두 개의 예시적인 본 발명의 실시예의 설명에서 나온다.
도 1은 본 발명에 따른 광 안내부의 실시예를 통한 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 광 안내부의 추가 실시예를 통한 개략적인 단면도를 나타낸다.

도 1에 도시된 광 안내부(light conductor, 10)는 모노코어 섹션(monocore section, 12) 및 멀티코어 섹션(multicore section, 14)을 포함한다. 두 섹션(12 및 14)의 지름은 동일하고, 인접하게(in a flush manner) 전이부(transition, 16)에서 서로 합쳐진다. 모노코어 섹션(12)은 광 안내부(10)의 광입력 측면 말단부(light entry sied end, 18)에 인접하여 위치되고, 멀티코어 섹션(14)은 광 안내부의 광출력 측면 말단부(light exit side end, 20)에 인접하여 위치된다.

모노코어 섹션은 직선으로 연장되고, 도시된 실시예에서, 광 안내부의 길이의 약 4분의 3을 차지한다. 멀티코어 섹션(14)은 나머지, 즉 광 안내부의 4분의 1을 차지하고, 말단부(20)에 인접하도록, 사실상, 약 60도 정도 구부러진다.

광출력 축(light exit axis, 22)은 광입력 축(light entry axis, 24)에 대하여 대략 60도의 각도에 해당하게 연장된다.

모노코어 섹션(12) 및 멀티코어 섹션(14)은 모두 그 외부에 클래딩(cladding, 26)을 포함하고(자세히 도시되지 않음), 이는 코팅물과 같이 형성되며, 내부로부터 나온 광 방사선을 다시 내부로 반사한다.

모노코어 섹션은 크고, 로드-모양의 광-안내 로드로서 형성되고, 이는 클래딩(26)에 의해 둘러싸인다. 그와 대조적으로, 멀티코어 섹션(14)은, 도 1에 개략적으로 도시되는 바와 같이, 복수의, 가령 100 내지 50개의 개별 광-안내 섬유와 같은, 광-안내부 또는 광섬유(light-conducting or optical fiber, 30)로 구성된다. 도시된 실시예에서, 멀티코어 섹션(14)도 강성하게 형성된다.

전이부(16)에서, 두 섹션(12 및 14)은 유리-본딩 접착제로 서로 연결된다. 모노코어 섹션의 광-안내 로드, 멀티코어 섹션(14)의 광-안내부 또는 광섬유 및 유리-본딩 접착제(미도시)의 굴절률은 동일하여, 상 경계에서 가능한 반사를 방지한다.

모노코어 섹션(12)은 그 광입력 측면 말단부(18)에 플러그-인 슬리브(plug-in sleeve, 32)를 포함한다. 상기 플러그-인 슬리브(32)를 통하여, 광 안내부(10)는 광중합 장치의 해당 소켓에 플러그-인 방식으로 지지되고, 상기 소켓은 그 자체로 알려진 방식으로 형성되며, 여기에 도시되지 않는다.

복수의 (그 중 일부는 도 1에 도시됨) 개별 LED 칩, 다시 말해 칩(chip, 36 및 38)을 포함하는 광원(34)을 통하여 광입력 측면 말단부(18)로 광입력이 발생한다. 광원(34)의 광출력은 그 자체로 알려진 방식으로 반사부(reflector, 40)에 의하여 묶여진다. 광원(34)과 말단부(18) 사이의 공간(space, 42)은 실리콘 또는 굴절률이 유리와 비슷한 또 다른 화합물로 채워진다.

칩(36 및 38)은 그 곳에서 생성된 열을 없애는 냉각 요소(cooling element, 44) 상에 설치된다.

칩(36 및 38)은 다양한 에미션 멕시마(emission maxima)를 포함하고, 바람직하게는 개별적으로 제어될 수 있다.

광원(34)의 모든 LED-칩이 스위치온 될 때, 공간(42)은 다양한 색의 광으로 채워진다. 모노코어 섹션(12)에는, 어떠한 경우에도 우수한 광혼합이 있어서, 백색광은 광섬유(30)로 공급된다.

도 2는 창의적인 광 안내부의 추가 실시예를 도시한다. 도 1에 따른 실시예와 대조적으로, 멀티코어 섹션(14)은 이 예에서 유연하도록 구성된다. 도시된 예시적인 실시예에서, 광학 광출력 측(22)은 광입력 축(24)에 대하여 대략 45도의 각도로 연장된다. 그러나, 임의의 다른 위치 및 심지어 거의 180도로의 방향 수정도 가능하다는 것을 이해해야 한다.

이 예시적인 실시예에서, 전이부(16)는 슬리브(50)에 의해 둘러싸이고, 상기 슬리브는 전이부를 단단하게 하는 역할을 하여, 전이부에 제공된 접착 시멘트가 강한 기계적 하중에 의해 떨어져 나가는 것을 방지한다.

도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 광-안내 로드는 광 안내부(10)에 의해 전체적으로 회전될 수 있다. 또한, 이는 도 1에 도시된 실시예의 경우에도 가능하다. 도 2에 따른 실시예에서, 단지 하나의 칩(36)만이 광원(34)로서 제공되고, 상기 칩은 냉각 요소(44) 상의 중심에 설치된다. 공간(42)은 매우 작은데, 이는 일반적으로 실리콘이 유리보다 더 높은 광 손실을 생성한다는 사실 때문에 이미 유리하다. 이 점에 있어서, 도 1에 따른 공간(42)은 과장되게 길게 도시되었다. 실제로, 공간(42)의 길이는 가령, 광 안내부(10)의 지름의 3분의 1이하에 달한다.

도 1에 따르면, 광 안내부의 지름은 12mm에 이르고, 도 2에 따르면 5mm에 이르는 반면, 광 안내부의 지름은 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 임의의 적절한 값을 가질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 이는 모노코어 섹션과 멀티코어 섹션 사이의 길이 분포에도 적용된다.

예를 들어, 모노코어 섹션 혼자서 지름의 적어도 8배 길 수 있다. 도 2에 따른 실시예에서, 멀티코어 섹션(14)의 길이는 대략 광 안내부(10)의 전체 길이의 대략 5분의 2에 이르고, 모노코어 섹션의 길이는 5분의 3에 해당한다.

기술된 실시예의 모든 세부사항과 값은 예시적으로 이해되어야만 하고, 따라서, 청구항의 보호 범위 내에서 보정될 수 있다. 본 발명이 치과용 광중합 장치에서의 사용과 관련하여 본원에 기술되더라도, 본 발명의 기본 사상은 광 안내부를 필요로하는 다른 장치, 특히 의료용 장치(내시경 또는 다른 광원) 또는 의료 검사, 실험실 또는 산업적인 목적에서의 사용에서도 유리하게 사용된다는 것을 이해해야 한다.

Claims (24)

1. 치과용 재료의 중합을 위한 방사선 소스, 특히 광 생성 장치 및 광 안내부를 포함하는 광중합 장치에 있어서, 상기 광 생성 장치(34)는 적어도 두 개의 광원(36, 38), 바람직하게는 반도체 광원, 특히 광 다이오드를 가지고, 상기 방사선은 반사부(40)에 의해 묶임되고, 광 안내부(12, 14)내로 공급되되,
   상기 광원(36, 38)은 광 색 및/또는 발산 스펙트럼에 대하여 서로 구별되고, 상기 서로 다른 광원(36, 38)은 광 색 및/또는 발산 스펙트럼 및/또는 발산된 방사선의 스펙트럴 방사 에너지의 변화에 대해 개별적으로 제어가능하며, 상기 광 안내부(12, 14)는 모노코어 섹션(12) 및 멀티코어 섹션(14)을 가지고, 상기 모노코어 섹션(12)은 멀티코어 섹션(14)보다 광원에 더 인접하여 위치되는 것을 특징으로 하는 방사선 소스.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 모노코어 섹션(12)의 길이는 상기 모노코어 섹션(12)의 지름의 적어도 1.5배에 해당하는 것을 특징으로 하는 방사선 소스.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 모노코어 섹션(12) 및/또는 멀티코어 섹션(14)의 광섬유(30)는 코어 글래스 및 클래딩 글래스로 구성되는 것을 특징으로 하는 방사선 소스.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모노코어 섹션(12) 및/또는 멀티코어 섹션(14)의 외부 표면에 코팅물이 있고, 상기 코팅물은 광 안내부에서 나오는 광을 막고, 및/또는 상기 광안내부에 충격을 주는 광을 반사하는 것을 특징으로 하는 방사선 소스.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두 섹션(12, 14)은, 바람직하게는 유리와 같은 굴절률을 포함하는 접착 시멘트 및/또는 유리-본딩 접착제에 의하여 전이부(16)에서 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 방사선 소스.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 슬리브(50)는 모노코어 섹션(!2)의 외주면에 위치되는 것을 특징으로 하는 방사선 소스.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 슬리브(50)는 적어도 모노코어 섹션(12)과 멀티코어 섹션(14) 사이의 전이부(16)상에 걸쳐 연장되고, 모노코어 섹션(12)에 인접한 멀티코어 섹션(14)의 서브섹션은 상기 슬리브(50)에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 방사선 소스.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 안내부(10)의 지름은 6mm 내지 13mm에 이르는 것을 특징으로 하는 방사선 소스.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모노코어 섹션(12) 및/또는 멀티코어 섹션(14)은 특히 그 길이의 일부에 걸쳐 원뿔형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방사선 소스.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 광 안내부의 광입력 측면 말단부(18)는 모노코어 섹션(12)에 위치되고, 광출력 측면 말단부(20)는 멀티코어 섹션(14)에 위치되는 것을 특징으로 하는 방사선 소스.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 멀티코어 섹션(14)은 구부러지거나 크랭크형 섹션을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 소스.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 멀티코어 섹션(14)의 광출력 표면은, 모노코어 섹션(12)의 길이 방향의 연장부에 대해 수직으로 이어지는 광입력 표면에 대하여 2°내지 90°로 연장되는 것을 특징으로 하는 방사선 소스.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 모노코어 섹션(12)의 광입력 측면 말단부(18)는, 중합될 수 있는 중합 치과용 재료의 도움으로 광중합 자치의 광원으로의 연결 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 소스.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 연결 인터페이스는 명확하게 광중합 장치와 연결되는 부싱(32)에 의해 형성되고, 상기 부싱은 모노코어 섹션(12)의 광입력 측면 말단부(18)와 고정되게 연결되는 것을 특징으로 하는 방사선 소스.
15. 의료용 또는 치과 의료용 방사선 소스, 특히 치과용 매스(mass)의 중합을 위한 광중합 장치에 대한 광 안내 장치에 있어서,
    상기 광 안내 장치는 적어도 하나의 투명 재질, 특히 유리로 제조된 바-모양의(bar-shaped) 모노코어 광 혼합 요소(12), 멀티코어 광 안내부(14) 및 광원의 하우징과 광중합 장치를 연결할 수 있는 연결 인터페이스(32)를 포함하되, 상기 광 혼합 요소(12)는 상기 광 안내부(14)에 단단히 본딩되며, 광-안내되는 방식으로 연결되며, 상기 모노코어 광 혼합 요소와 멀티코어 광 안내부는 연결 인터페이스(32)내에 단단히 본딩되고, 밀봉식으로 수용되며, 팽창에 대해 보상할 수 있어서 광 안내 장치가 바람직하게는 하우징과 분리된 후에 고압살균되는 것을 특징으로 하는 광 안내 장치.
16. 제 15 항에 있어서, 광 혼합 요소(12)는 회전 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 안내 장치.
17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 광 혼합 요소(12)는 원통형으로 형성되고, 바람직하게는 평면의 광입력 표면 및/또는 광출력 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 안내 장치.
18. 제 15 항 내지 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 광입력 표면 및/또는 광출력 표면은 연마된 표면 및/또는 코팅물 표면 또는 반사-감쇠 코팅물일 수 있고, 및/또는 담금 수단에 의해 충돌될 수 있는 것을 특징으로 하는 광 안내 장치.
19. 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 광 혼합 요소(12)는, 바람직하게 제1 굴절률을 가진 코어 글래스로 제조된 광-안내 코어 및 바람직하게 제2 굴절률을 가진 클래딩 글래스로 제조된 광-안내 클래딩을 포함하되, 상기 제2 굴절률이 상기 제1 굴절률보다 바람직하게 0.05 내지 0.2 단위만큼 작은 것을 특징으로 하는 광 안내 장치.
20. 제 15 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 광 혼합 요소(12)는 코팅을 향상시키는 반사부 또는 그 외주 표면에 반사 슬리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 안내 장치.
21. 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 광 혼합 요소(12)의 지름은 바람직하게는 2mm 내지 20mm, 특히 바람직하게는 6mm 내지 15mm, 더욱 바람직하게는 8mm 내지 13mm에 이르고, 광 혼합 요소(12)의 길이는 지름보다 0.5배 크고, 바람직하게는 지름보다 0.8배 크며, 지름의 5배보다 작고, 바람직하게는 광 혼합 요소(12)의 지름의 두 배보다 작은 것을 특징으로 하는 광 안내 장치.
22. 제 15 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 광 안내 장치는 연결 인터페이스(32) - 바람직하게는 내열성이 높은 플라스틱 재료, 특히, 설폰, 에테르케톤 또는 이미드 플라스틱 재료 또는 플라스틱 합성물 - 를 포함하고, 광 안내부(12, 14)는 상기 연결 인터페이스(32)와, 바람직하게는 비-명확하게(non-positively) 및/또는 단단히 본딩되는 방식으로 연결되며, 연결 인터페이스(32)는 광 생성 장치(34)에 대하여 자체-정렬된 방식(self-aligned manner)으로 연결가능한 것을 특징으로 하는 광 안내 장치.
23. 제 15 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 광 혼합 요소(12)의 광입력 표면 및/또는 광출력 표면 중 적어도 하나는 평면 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 안내 장치.
24. 제 15 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 광 안내 장치는 라이팅 장치 또는 광중합 장치를 새로 장착하기 위해 제공되고 구성되는 것을 특징으로 하는 하는 광 안내 장치.
    

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