CN107367783B - 用于在光固化塑料的处理过程期间照亮物场的***和方法 - Google Patents

用于在光固化塑料的处理过程期间照亮物场的***和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于可见光的光学滤光器***，所述光学滤光器***具有在极限波长λG与700nm的波长之间的第一平均透射率T1以及在380nm的波长与所述极限波长λG之间的第二平均透射率T2。在这种情况下：410nm<λG<520nm并且
Figure DDA0001292345560000011

Description

用于在光固化塑料的处理过程期间照亮物场的***和方法
技术领域
本发明涉及用于在光固化塑料的处理过程期间(具体地，在对牙科医学中用于牙齿区域中的光固化塑料进行处理期间)照亮物场的***及其用途。
背景技术
在牙科医学中，光固化塑料例如被用作填充材料。此处所使用的光固化塑料是在非聚合形式下为塑料并且在聚合形式下为固体的特殊物质。此处，通过使用相应波长的光来进行辐照并且在过程中经由对包含在塑料中的光引发剂的激活从而激活对对应塑料的聚合。此处，对激起聚合有效的对应波长范围主要处于可见光谱(在380nm与520nm之间)的短波范围内。
在将光固化塑料置于物场中并对其进行处理期间，通常使用照明物场但不旨在激活对光固化塑料的聚合的照明***。在对塑料进行处理之后，用于进行聚合的光通常经由单独的照明***辐射到物场中，以便聚合并且由此固化待处理塑料。
熟知的照明***包括宽带光源和滤光器***，其中，滤光器***被安排在宽带光源与物场之间的光束路径中。然后，滤光器***仅允许基本上不导致塑料聚合的光透射。然而，这导致被提供用于照亮物场的光在可见光谱中具有显著间隙，主要可以在可见光谱的短波范围内发现所述显著间隙。因此，仅可以在失真颜色印象下观察到物场。具体地，在位于物场中的牙齿与待处理塑料之间的白色阴影的差异显得显著失真，这通常作为红移而被观察到，并且除了其他方面以外，使得塑料的颜色阴影与待处理的牙齿的颜色的匹配更加困难。
因此，本发明的目标是提供用于在光固化塑料的处理过程期间照亮物场的***和方法。在处理过程期间，将使用足够高的物场照度来使尽可能未失真的颜色印象成为可能，并且将尽可能避免光固化塑料的早期固化，即，延迟对光固化塑料的固化。
发明内容
为了实现所述目标，根据本发明的照明***包括至少一个光源并且使用仅对于短波长具有低辐照度并且对于长波长具有高辐照度的可见光来照亮物场。
根据本发明的实施例，滤光器***在极限波长λG与700nm的波长之间的透射范围中具有第一平均透射率T1以及在380nm的波长与所述极限波长λG之间的调光范围中具有第二平均透射率T2。此处适用的是，极限波长λG在410nm与520nm之间，并且第二平均透射率T2与第一平均透射率T1的商取0.05与0.60之间的值。
此处，第一平均透射率T1和第二平均透射率T2可以计算如下：
Figure BDA0001292345540000021
并且
Figure BDA0001292345540000022
其中，
λ是波长；并且
T(λ)是滤光器***的波长相关透射率(wavelength-dependent transmittance)。
相比如所熟知的传统“橙色滤光器”，这种类型的滤光器***允许穿过导致光固化塑料的不良固化的短波光的至少一小部分。这种小量的透射短波光被选择为如此小以便通过这种光来实现的对光固化塑料的固化还未对塑料的可处理性具有任何实质影响，但是显著改善了在物体上获得的颜色印象。应当指出的是，滤光器***并不根据措辞“透射范围”而局限于透射滤光器，而滤光器***同样可以包括反射滤光器等。此处，“透射率”通过在相应滤光器***下游的光束路径中可用的光的百分比来定义。
根据滤光器***的实施例，第一平均透射率T1大于0.7，具体地大于0.8或甚至大于0.9。
那意味着滤光器***尽可能对具有来自照明范围的波长的光进行透射并且由此允许对物场的明亮照明。
根据滤光器***的实施例，滤光器***的在调光范围内的波长相关透射率T(λ)与第二平均透射率T2偏差或者在照明范围内与第一平均透射率T1偏差小于0.15，具体地小于0.1或甚至小于0.05，也就是说，|T(λ)-T2|<0.15、0.1或0.05，或者|T(λ)-T1|<0.15、0.1或0.05。
因此，在调光范围中或在照明范围中的波长相关透射率的波动被保持得非常小，其结果是，有可能为了简单起见而将调光范围中或照明范围中的波长相关透射率考虑为是大约恒定的。
根据滤光器***的实施例，滤光器***的透射特性在第一波长λ1与第二波长λ2之间具有转变范围。此处，第一波长λ1在380nm与极限波长λG之间，并且第二波长λ2在极限波长λG与700nm之间。第一波长λ1与第二波长λ2之差大于20nm。在此转变范围内，波长相关透射率T(λ)与对应波长λ的波长相关预定值Tsoll(λ)的偏差小于0.15。此处，波长相关预定值Tsoll(λ)通过第一波长λ1与第二波长λ2之间的转变范围内的波长相关透射率T(λ)的假想线性轮廓而产生。那意味着：
Figure BDA0001292345540000031
并且
|T(λ)-T额定|<0.15对于所有λ，λ1≤λ≤λ2。
因此，波长相关透射率在转变范围内具有斜坡型轮廓，其中，在更短波长处的波长相关透射率比在更大波长处取更小的值。
根据滤光器***的实施例，第二波长λ2与第一波长λ1之差大于50nm并且具体地大于100nm。
这给出了相对宽的转变范围，所述转变范围也可以包括调光范围的显著部分。
根据滤光器***的实施例，第二平均透射率T2与第一平均透射率T1的商取0.15与0.35之间的值。
根据滤光器***的实施例，滤光器***的颜色点
Figure BDA0001292345540000032
(所述颜色点经由滤光器***在CIE(1931)颜色***的颜色空间中的波长相关透射率
Figure BDA0001292345540000033
而产生)离CIE(1931)颜色***的颜色空间中的白点
Figure BDA0001292345540000034
的距离具有最多0.3的值。在这种情况下：
Figure BDA0001292345540000035
并且
Figure BDA0001292345540000041
其中，
Figure BDA0001292345540000042
是滤光器***在CIE(1931)颜色***的颜色空间中的波长相关透射率；
Figure BDA0001292345540000043
是在CIE(1931)颜色***的颜色空间中的坐标；并且
S是CIE(1931)颜色***的颜色空间中的光谱色线。
由于对滤光器***的这种特殊实现，当使用宽带光源时(所述宽带光源允许对物场的相对接近白光的照明)，光透射是可能的。
根据滤光器***的实施例，滤光器***的颜色点
Figure BDA0001292345540000044
离CIE(1931)颜色***的颜色空间中的白点
Figure BDA0001292345540000045
的距离具有最多0.2的值并且具体地最多0.1的值。
本发明的实施例提供了一种照明***，所述照明***包括用于照亮物场的至少一个光源；以及一种光学滤光器***。滤光器***可以属于之前所描述的类型。此处，滤光器***的滤光器可以安排在至少一个光源与物场之间的光束路径中。
应当指出的是，光源可以是尽可能宽带的光源以便允许对波长相关光谱辐照度的轮廓进行设置，最终以所述波长相关辐照度来照亮物场，所述波长相关辐照度通过调整滤光器***而是尽可能自由的。
根据照明***的实施例，光源包括氙光源。
根据本发明的实施例，一种用于照亮物场的照明***包括至少一个光源。此处，所述照明***被配置成用于将光辐射到在离所述照明***30cm的距离处的平面中，所述光在极限波长λG与700nm的波长之间的照明范围内具有第一平均光谱辐照度E1，并且在380nm的波长与所述极限波长λG之间的调光范围内具有第二平均光谱辐照度E2。此处适用的是，极限波长λG在410nm与520nm之间，并且第二平均光谱辐照度E2与第一平均光谱辐照度的商取0.05与0.60之间的值。
应当指出的是，在上述牙科应用的情况下，所述平面处于将对光固化塑料进行处理的物场中，并且所述平面与照明***之间的距离是从所述平面到照明***的最接近所述平面的部件测量的。
此处，可以以与第一平均透射率T1和第二平均透射率T2类似的方式通过在相应波长范围内进行积分来确定第一平均光谱辐照度E1和第二平均光谱辐照度E2。
归功于这种类型的照明***，有可能在从380nm到700nm的整个可见波长范围内以充分的亮度并且同时以高显色指数(CRI)来照亮物场，同时还基本上不会由于调光范围内的低第二平均光谱辐照度而引起对物场中的光固化塑料的固化。随后，治疗人员可以在尽可能未失真的颜色印象中并且在充分的亮度下观察物场，并且仍然具有足够的时间来在临床相关处理时间内对物场中的光固化塑料进行处理。
此处，可经由对照明***的光谱测量和随后对数值方法的执行来确定显色指数(CRI)。这些方法还表示将所测量的光谱与相应参考光谱进行比较以便最终确定针对指定测试颜色的每种情况下的相关联显色指数(参见例如DIN 6169 14)。然后，经由对分别确定的显色指数求算数平均数来获得照明***的总显色指数(CRI)。
根据照明***的实施例，在照明范围内辐射的第一辐照度I1＝E1·(700nm-λG)大于10W/m2，优选地大于50W/m2，或者更优选地大于150W/m2。
据此确保的是，照明***在照明范围内将足够的光辐射到平面中，以便能够允许以充分的亮度观察物场。
根据照明***的实施例，照明***的辐照特性在第三波长λ3与第四波长λ4之间具有转变范围。此处，第三波长λ3在380nm与极限波长λG之间，并且第四波长λ4在极限波长λG与700nm之间。第三波长λ3与第四波长λ4之差大于20nm。在此转变范围内，波长相关光谱辐照度E(λ)与对应波长λ的波长相关预定值E额定(λ)的偏差小于0.15W/m2nm。此处，对应辐照度的波长相关预定值E额定(λ)通过虚构波长相关光谱辐照度E(λ)的线性轮廓的方式导致第三波长λ3与第四波长λ4之间的转变范围。那意味着：
Figure BDA0001292345540000051
并且
Figure BDA0001292345540000052
对于所有λ，λ3≤λ≤λ4。
因而，通过照明***辐照平面的波长相关光谱辐照度E(λ)在转变范围内具有斜坡型轮廓，其中，在更短波长处的波长相关透射率比在更大波长处具有更小的值。
根据照明***的实施例，第四波长λ4与第三波长λ3之差大于50nm并且具体地大于100nm。
这给出了相对宽的转变范围，所述转变范围也可以包括调光范围的显著部分。
根据照明***的实施例，第二平均光谱辐照度E2与第一平均光谱辐照度E1的商具有0.15与0.35之间的值。
根据照明***的实施例，CIE(1931)颜色***的颜色空间中通过波长相关光谱辐照度
Figure BDA0001292345540000067
(所述波长相关光谱辐照度由照明***辐射到平面中)来确定的颜色点
Figure BDA0001292345540000065
离CIE(1931)颜色***的颜色空间中的白点
Figure BDA0001292345540000068
的距离具有最多0.3的值。此处，可以以与针对透射率的颜色点类似的方式通过相应积分和随后的归一化来确定针对光谱辐照度的颜色点
Figure BDA0001292345540000066
由于波长相关光谱辐照度的这种特殊配置，确保了照明尽可能中性颜色地照亮物场并且由此允许在物场处的尽可能未失真的颜色印象。
根据照明***的实施例，通过波长相关光谱辐照度
Figure BDA0001292345540000062
确定的颜色点
Figure BDA0001292345540000063
离CIE(1931)颜色***的颜色空间中的白点
Figure BDA0001292345540000064
的距离具有最多0.2的值并且具体地最多0.1的值。
根据照明***的实施例，照明***包括多个光源，所述多个光源的发射光谱彼此不同。对应发射光谱的最大部分处于所述调光范围内而不处于所述照明范围内的第一光源在一种操作模式下以一定辐照度辐射到所述平面上，所述辐照度最多为通过对应发射光谱的最大部分处于所述照明范围内而不处于所述调光范围内的第二光源来辐照所述平面的所述辐照度的20％。
这意味着，实际上，相对于第二光源而对第一光源进行调光以便在平面中并且由此在物场处根据本发明获得辐照特性。
根据照明***的实施例，在离照明***30cm的距离处在调光范围的波长内辐照平面的辐照度I2小于6W/m2。在这种情况下：
Figure BDA0001292345540000061
其中，
λ是波长；并且
E(λ)是波长相关光谱辐照度，由所述照明***以所述波长相关光谱辐照度来辐照所述平面。
据此确保的是，对位于平面中的光固化塑料的固化过程仅非常缓慢地进行，这提供了充分的时间以便在光固化塑料展现出实质性固化标志之前对光固化塑料进行处理。
根据照明***的实施例，照明***进一步具有控制器，所述控制器被配置成用于将所述照明***设置成两种不同的操作模式。在这种情况下，在第一操作模式下以离照明***30cm的距离在调光范围的波长内辐照平面的辐照度I2小于15W/m2，并且具体地小于10W/m2或甚至小于6W/m2。在第二操作模式下以离照明***30cm的距离在调光范围内辐照平面的辐照度I2大于15W/m2，并且具体地大于30W/m2或甚至大于50W/m2。
因此，在第一操作模式下使用照明***期间，有可能根据本发明获得对物场的照明并且由此有可能能够在对光固化塑料进行处理期间在充分的亮度下并且以相对高显色指数使用充分的时间进行观察以便进行处理。如果最终结束了对光固化塑料的处理或者对物场的更亮照明变得有必要，则照明***可以经由控制器被设置为第二操作模式。然而，现在激发光固化塑料以便进行聚合并且由此通过来自短波波长范围(调光范围)的高辐照度光进行固化。因此，照明***具有用于在对光固化塑料进行处理期间进行照明的第一操作模式以及用于进行正常光照明的第二操作模式，这使得用于正常光照明的附加照明***不必要。
根据实施例，所述照明***包括致动器，所述致动器被配置成用于针对所述第一操作模式而将所述照明***的滤光器安排在所述光源与所述平面之间的照明光束路径中，并且用于针对第二操作模式而将所述照明***的所述滤光器从所述光束路径中移除，其中，所述控制器被配置成用于控制所述致动器。
此实施例是在照明***中实现操作模式的可切换性的示例，所述照明***包括宽带光源和相应调整的滤光器***。
根据本发明的实施例，所述照明***包括多个光源，所述多个光源的发射光谱彼此不同。此处，相比于在所述第二操作模式下进行操作，在所述第一操作模式下进行操作期间，对其对应发射光谱的最大部分处于所述调光范围内而不处于所述照明范围内的第一光源进行调光至少80％，其中，所述控制器被配置成用于控制对所述第一光源的调光。
此实施例是在照明***中实现操作模式的可切换性的示例，所述照明***包括各种类型的多个光源并且基本上不包括任何滤光器。
根据照明***的实施例，所述照明***被配置成使得由所述照明***在离所述照明***30cm的距离的平面中实现至少10k Lux的照度EV。在这种情况下：
Figure BDA0001292345540000081
其中，
λ是波长；并且
E(λ)是波长相关光谱辐照度，由所述照明***以所述波长相关光谱辐照度来辐照所述平面。
在这种配置的情况下，确保了对物场的足够明亮的照明。
根据本发明的实施例，所述照明***用于在对物场中的光固化塑料进行处理期间照亮物场。
根据示例性实施例，此处，光固化塑料包括Lucirin TPO、苯基丙二酮、Ivocerin和/或樟脑醌。
此处，所述光引发剂表示当前在牙医业中最高频率地使用的光引发剂。
根据示例性实施例，光固化塑料附接至牙齿。
根据示例性实施例，在调光范围内辐射的并且导致对光固化塑料的固化的有效辐照度I2；有效小于6W/m2。在这种情况下：
Figure BDA0001292345540000082
其中，
λ是波长；
E(λ)是波长相关光谱辐照度，由所述照明***以所述波长相关光谱辐照度来辐照所述物场；并且
A(λ)是位于所述物场中的光固化塑料的波长相关吸光率。
因此，有可能阻止位于物场中的光固化塑料固化太快并且有可能具有充足时间以便对光固化塑料进行处理。在附图中示出了与牙医业中使用的最熟知的塑料材料相关的吸收曲线。
根据示例性实施例，在照亮物场期间在调光范围内辐射到光固化塑料上的有效剂量D2；有效小于360J/m2。在这种情况下：
Figure BDA0001292345540000091
其中，
λ是波长；
t是使用所述照明***来照亮所述物场的期间；
E(λ)是波长相关光谱辐照度，由所述照明***以所述波长相关光谱辐照度来辐照所述物场；并且
A(λ)是位于所述物场中的光固化塑料的波长相关吸光率。
那意味着仅使用照明***来照亮物场以及由此光固化塑料，直到还注意不到实质性塑料固化为止。
根据示例性实施例，在物场中使用照明***期间获得的显色指数大于60，优选地大于70，进一步优选地大于80，并且最优选地大于90。
根据示例性实施例，在物场中使用照明***期间获得的照度EV大于10k Lux。在这种情况下：
Figure BDA0001292345540000092
其中，
λ是波长；并且
E(λ)是波长相关光谱辐照度，由所述照明***以所述波长相关光谱辐照度来辐照所述物场。
因此，确保了对物场的足够明亮的照明。
根据示例性实施例，极限波长λG被选择为使得其在某个波长处，针对所述波长，波长相关光谱辐照度E(λ)恰好在第一平均光谱辐照度E1与第二平均光谱辐照度E2之间的中心，换言之：E(λG)＝(E1+E2)/0.5。
这确保极限波长确定了调光范围与照明范围之间的转变并且不是随机选择的。
根据本发明的实施例，一种观察***包括用于照亮物场的光源、根据本发明的滤光器***、以及用于对所述物场进行成像的成像光学单元，其中，所述光学滤光器***被安排在所述光源与所述物场之间的光束路径中。
根据本发明的实施例，一种观察***包括根据本发明的照明***和用于对物场进行成像的成像光学单元。
附图说明
以下基于附图更详细地解释本发明的示例性实施例：
图1示出了根据本发明的一个实施例的光学观察***的示例性配置；
图2示出了表示宽带光源的发射光谱和滤光器***的透射特性的曲线图；
图3A至图3D示出了常用光引发剂的吸收曲线；
图4示出了对CIE(1931)颜色***的颜色空间的表示；
图5A和图5B示出了根据本发明的实施例的滤光器***的示例性透射特性；
图6A和图6B示出了根据本发明的实施例的滤光器***的示例性透射特性；并且
图7示出了表示不同光源的发射光谱和滤光器***的透射特性的曲线图。
具体实施方式
图1示出了将本发明的示例性实施例示出为观察***。此处，示例性观察***包括照明***11和成像光学单元23。照明***对准患者的头3内的牙齿7，供处理的光固化塑料置于所述牙齿上。物体平面8(患者的牙齿7位于所述物体平面中)沿着光束路径17与照明***11的被定位成最靠近物体平面8的部件具有距离d，此处，所述部件被配置为透射滤光器19，所述距离在本示例中为30cm。光源13发射光，所述光经由抛物线反射镜15而成形成光束17，并且被引导到物体平面8上。在本示例中，光源采用氙光源的形式，其中，在可见光谱中具有足够强的发射的其他光源也可以用作光源。可以借助于致动器20来将透射滤光器19安排在从光源13到物场8的通过双头箭头16指示的光束路径中，以便在来自光源13的光入射到物场8上之前对其进行滤光。为了促进对照明***11的处理，照明***11附接至底座21，所述底座固定至治疗室的天花板或地板。可以经由底座将照明***11置于相对于物场的期望取向，并且最终可以将其固定在其中。观察***具有用于观察物场的成像光学单元23。然后，治疗人员可以通过成像光学单元23的目镜27观察物场8。类似于照明***11，也使用底座25来将成像光学单元23固定至治疗室的天花板或地板。
在所示出的示例中，成像光学单元23和观察***11容纳在单独的外壳中，所述外壳由单独的底座支撑。然而，还有可能将成像光学单元和观察***容纳在共同外壳中，所述共同外壳支撑于单个底座上。
现在为了能够以充分的亮度和颜色保真度来观察物场8，在不引起对光固化塑料的早期固化的情况下，光学***11可以被配置如下。
图2以曲线图的形式示出了光源13的示例性透射特性EBel(λ)以及透射滤光器19的示例性透射特性T(λ)，所述曲线图分别示出了以
Figure BDA0001292345540000111
为单位的光谱辐照度以及作为以nm为单位的波长λ的函数的透射率T(无量纲的)。还示出了将最终由示例性照明***11辐照物场的光谱辐照度E(λ)。
对于从420nm到705nm的波长，透射特性EBel(λ)具有大约恒定的值。在通过光源来对物场进行的直接照明下，这将由于使用短波长(所述短波长通常导致光固化塑料的固化)的光来进行的显著辐照而导致光固化塑料的快速固化。为了阻止这种情况，透射滤光器19的波长相关透射率T(λ)在极限波长λG与700nm的波长之间的透射范围内具有第一透射率T1，并且在380nm与极限波长λG之间的调光范围内具有第二透射率T2。此处，极限波长λG被选择为使得具有低于极限波长λG的波长的光导致光固化塑料的固化，并且具有大于极限波长λG的波长的光并不导致光固化塑料的固化。此外，具有0.2的示例性值的第二透射率T2显著小于具有1.0的示例性值的第一透射率T1，并且仍显著大于零。如果透射滤光器19现在如所描述的被安排在光源13与物体平面8之间的光束路径中，则具有来自透射滤光器的调光范围的波长的短波光仅以显著减小的光谱辐照度到达物体平面，而具有来自透射滤光器的照明范围的波长的光在物场中仍具有非常高的辐照度。因此，具有曲线图E(λ)中所展示的光谱辐照度的光仍到达物体平面。另一方面，由于调光范围(相比于照明范围)内在物场中接收的相对低辐照度E(λ)，还未引起光固化塑料的显著固化。在另一方面，照明范围内的相对高辐照度E(λ)允许物场中的高照度，所述高照度对于物场的详细观察是必要的。此处，通过在调光范围(参见T2＝0.2))内辐射的剩余辐照度E(λ)来尽可能多地对物体上的颜色印象的将由照明范围内的相对高辐照度引起的失真进行补偿，这允许了对物场的很大程度中性颜色照明。
因此，有可能在物场中以充分的亮度和颜色中性度来照亮物场以及由此光固化塑料，而不会引起对光固化塑料的实质性固化。
为了实现最可能的照明，必须尽可能地使极限波长λG适应于要在物场中处理的对应光固化塑料。
图3A至图3D以曲线图的形式示出了牙医业中常用的并且在光固化塑料中用于激活聚合的许多光引发剂的吸收曲线，所述曲线图指示了作为以nm为单位的波长λ的函数的相对强度I相对(无量纲的)。在Lucirin TPO的适当极限波长λG(参见图3A)可以是例如430nm时，苯基丙二酮的适当极限波长λG(参见图3B)可以为大约490nm，樟脑醌的适当极限波长(参见图3C)可以为大约510nm，并且Ivocerin的适当极限波长(参见图3D)可以为大约450nm。
在具有CIE(1931)颜色***的颜色空间的情况下，图4示出了CRI的替代方案以便评估***的颜色中性度(或显色)。为了能够执行相应评估，照明***的(或滤光器***的)颜色点
Figure BDA0001292345540000126
在CIE(1931)颜色***的颜色空间中的x坐标和y坐标必须通过沿着CIE(1931)颜色***的颜色空间中的光谱色线S对波长相关光谱辐照度(或透射率)进行积分和随后的归一化来确定：
Figure BDA0001292345540000121
其中，
Figure BDA0001292345540000122
是CIE(1931)颜色***的颜色空间中的波长相关光谱辐照度E(λ)，由所述照明***以所述波长相关光谱辐照度来辐照所述物体平面；
Figure BDA0001292345540000123
是在CIE(1931)颜色***的颜色空间中的坐标；并且
S是CIE(1931)颜色***的颜色空间中的光谱色线。
然后，由此获得的颜色点
Figure BDA0001292345540000124
与CIE(1931)颜色***的颜色空间中的白点
Figure BDA0001292345540000125
的距离示出了照明***(或滤光器***)是多么颜色中性。如果所述距离小于0.3或者小于0.2或甚至小于0.1，则可以假设照明***的(或滤光器***的)显著颜色中性度。
为了满足滤光器***的平均透射率T1和T2的特定需要，可以以各种方式来形成波长相关透射率T(λ)。此处，对于照明***的波长相关光谱辐照度，也有类似之处。
图5A和图5B以及图6A和图6B以曲线图的形式示出了滤光器***的示例的透射曲线T(λ)，所述曲线图示出了作为以nm为单位的波长λ的函数的透射率T(无量纲的)。应当指出的是，术语“透射曲线”不是对滤光器***的计算机相关实现的限制，并且滤光器***还可以容易地包括反射滤光器等。
来自图5A的波长相关透射率T(λ)(具有大约0.35的值)开始于380nm的波长，并且然后随着波长增大而接近大约0.14的显著更低值。在极限波长λG处，发生了波长相关透射率T(λ)到大约0.78的显著更高值的跳跃。开始于此更高值，波长相关透射率T(λ)继续随着更大的波长而增大，并且最终接近大约0.95的仍更高值。当与具有樟脑醌的光固化塑料(参见图3C)一起工作时，这种类型的透射滤光器可以例如是有利的，因为在樟脑醌仅具有更小的吸光度的380nm到430nm的波长处，增大的(相比于430nm到490nm的波长)光谱辐照度被辐射到物场中，并且由此在物场中的显色可以显著地提高，而不会引起对物场中的光固化塑料的显著固化。
图5B示出了进一步波长相关透射率T(λ)，其中，此处，透射率T(λ)随着高达大约550nm波长的波长而连续增大。在大于555nm的波长处，发生了波长相关透射率T(λ)的显著波动。在滤光器***中可以想到这种轮廓，在所述滤光器***中，在高达例如555nm的短波范围内的准确透射率T(λ)的轮廓非常重要，并且也不需要对在大于例如555nm的短波范围内的透射率T(λ)的轮廓进行定义。
图6A示出了进一步示例性高度理想化的波长相关透射率T(λ)，所述波长相关透射率在第一波长λ1与第二波长λ2之间具有转变范围。应当指出的是，将透射范围(大于极限波长)与调光范围(小于极限波长)分离的极限波长λG处于第一波长λ1与第二波长λ2之间。此处，相应滤光器***在透射范围内具有第一平均透射率T1，所述第一平均透射率显著大于调光范围的第二平均透射率T2。在转变范围内，波长相关透射率T(λ)非常陡并且相对于波长是线性的，其结果是，实现了从调光范围到透光范围的相对突然且良好限定的转变。
图6B示出了进一步波长相关透射率T(λ)，其中，此处，两个波长λ1和λ2显著地比在图6A中离得更远。这导致相对宽的转变范围。在第一波长λ1与第二波长λ2之间的转变范围内，此处所示出的波长相关透射率T(λ)并不恰好遵循由曲线图Tsoll(λ)所指示的线性轮廓，其中：
Figure BDA0001292345540000141
然而，所有值T(λ)都处于线性曲线图T额定(λ)周围的窄廊道内：
|T(λ)-T额定(λ)|<0,15，对于所有λ，λ1≤λ≤λ2；
(通过点虚线的方式指示)，其结果是，为了简单起见，可以将在转变范围内的波长相关透射率T(λ)近似为随着波长λ而线性地增大。同样重要的是，注意，极限波长λG在第一极限波长λ1与第二极限波长λ2之间，并且将具有第一平均透射率T1≈0.8的透光范围与具有第二平均透射率T2≈0.18的调光范围分离，其中，第一平均透射率T1显著大于第二平均透射率T2，并且第二平均透射率T2仍显著大于零。
除了所示出的示例性透射曲线以外，可以设想仍落入本发明的精神内的许多其他透射曲线。
图7以曲线图的形式示出了三种不同光源的发射曲线(R，G，B)以及根据本发明的进一步实施例的照明***的平均光谱辐照度(E1和E2)，所述曲线图指示了作为以nm为单位的波长λ的函数的以
Figure BDA0001292345540000142
为单位的相对光谱辐照度E相对(无量纲的)或光谱辐照度E。第一光源是红色LED，其相对光谱辐照度由曲线图R指示。第二光源是绿色LED，其相对光谱辐照度由曲线图G指示。红色LED和绿色LED以大约相同的最大光谱辐照度进行辐射以便能够在每种情况下在物场中提供大约相同的辐照度。第三光源是蓝色LED，其相对光谱辐照度由曲线图B指示。此处，相比于红色LED和绿色LED的光谱辐照度，蓝色LED的最大光谱辐照度显著减小，这可以例如通过对蓝色LED进行调光来实现。作为三种不同光源的组合，照明***(由这三种LED组成)在从极限波长λG到700nm的波长的照明范围内具有第一平均光谱辐照度E1。此处，此第一平均光谱辐照度E1主要由来自红色LED和绿色LED的光提供。在从380nm到极限波长λG的调光范围内，获得了第二平均光谱辐照度E2。此处，应当指出的是，此第二平均光谱辐照度基本上经由绿色LED的光提供。第二平均光谱辐照度E2显著小于第一平均光谱辐照度E1，其结果是，延迟了对光固化塑料的固化，同时使对物场的明亮照明和中性颜色照明成为可能。此处，使如以上已经描述的极限波长λG适应于待照亮的光固化塑料。
由三种或更多种不同且可单独控制的光源组成的这种照明***具有显著优点。首先，由红色LED和绿色LED辐射到物场中的光谱辐照度可以被选择为如此高以便以足够高的照度来照亮物场。此外，可以独立于这两种其他LED而对蓝色LED进行调光，其程度为使得对待照亮的光固化塑料的固化被延迟，并且另外地，在物场中引起类似于白光的整体颜色印象。此处，没有必要开发特定滤光器***或者使其适用于个别光固化塑料，因为改变对应光固化塑料仅通过改变个别光源(R，G，B)的辐照度来发生。这种照明***可以具有多种操作模式，其中，在一种操作模式下，蓝色LED例如以与红色LED和绿色LED相同的最大辐照度辐射到物场上，而在另一种操作模式下，对其进行调光至少80％，以便以小于红色LED和绿色LED辐射到物场上的辐照度的20％的辐照度来辐射到物场上。

Claims (21)

1.一种用于使用在380nm到700nm的波长范围内的可见光来照亮物场的光学照明***，
其中，所述照明***包括至少一个光源并且在离所述照明***30cm的距离处的平面中具有以下辐照特性：
照明范围，所述照明范围
-在极限波长λG
-与700nm的波长之间，
-其中，在所述照明范围内，第一平均光谱辐照度E1由所述照明***辐射到所述平面上；
调光范围，所述调光范围
-在380nm的波长
-与所述极限波长λG之间，
-其中，在所述照明范围内，第一平均光谱辐照度E2由所述照明***辐射到所述平面上；
其中：
410nm＜λG＜520nm
并且
Figure FDA0002884103910000011
2.根据权利要求1所述的光学照明***，其中：
I1＝E1·(700nm-λG)
并且
Figure FDA0002884103910000012
3.根据权利要求2所述的光学照明***，其中：
Figure FDA0002884103910000013
4.根据权利要求2所述的光学照明***，其中：
Figure FDA0002884103910000014
5.根据权利要求1或2所述的光学照明***，其中，所述照明***的所述辐照特性具有在第三波长λ3与第四波长λ4之间延伸的转变范围，其中：
380nm＜λ3＜λG＜λ4＜700nm；
Figure FDA0002884103910000021
并且
Figure FDA0002884103910000022
对于所有λ，λ3≤λ≤λ4；
E(λ)是波长相关光谱辐照度，由所述照明***以所述波长相关光谱辐照度来辐照所述平面。
6.根据权利要求1或2所述的光学照明***，其中
Figure FDA0002884103910000023
并且
Figure FDA0002884103910000024
其中，
Figure FDA00028841039100000210
是CIE(1931)颜色***的颜色空间中的波长相关光谱辐照度，由所述照明***以所述波长相关光谱辐照度来辐照所述平面；
Figure FDA0002884103910000028
是在CIE(1931)颜色***的颜色空间中的坐标；
S是CIE(1931)颜色***的颜色空间中的光谱色线；并且
Figure FDA0002884103910000029
是在CIE(1931)颜色***的颜色空间中的白点。
7.根据权利要求1或2所述的光学照明***，其中，所述照明***包括多个光源，所述多个光源的发射光谱彼此不同，其中，对应发射光谱的最大部分处于所述调光范围内而不处于所述照明范围内的第一光源在一种操作模式下以一定辐照度辐射到所述平面上，所述辐照度最多为通过对应发射光谱的最大部分处于所述照明范围内而不处于所述调光范围内的第二光源来辐照所述平面的所述辐照度的20％。
8.根据权利要求1或2所述的光学照明***，其中，所述照明***被配置成使得在离所述照明***30cm的距离处的平面中：
Figure FDA0002884103910000025
并且
Figure FDA0002884103910000026
其中，
λ是波长；并且
E(λ)是波长相关光谱辐照度，由所述照明***以所述波长相关光谱辐照度来辐照所述平面。
9.根据根据权利要求8所述的光学照明***，其中，
Figure FDA0002884103910000031
10.根据根据权利要求8所述的光学照明***，其中，
Figure FDA0002884103910000032
11.根据权利要求1或2所述的光学照明***，进一步包括控制器，所述控制器被配置成用于将所述照明***设置成两种不同的操作模式，其中，在第一操作模式下，在离所述照明***30cm的所述距离处的所述平面中：
Figure FDA0002884103910000033
并且在第二操作模式下，在离所述照明***30cm的所述距离处的所述平面中：
Figure FDA0002884103910000034
12.根据权利要求11所述的光学照明***，其中，在第一操作模式下，
Figure FDA0002884103910000035
13.根据权利要求11所述的光学照明***，其中，在第一操作模式下，
Figure FDA0002884103910000036
14.根据权利要求11所述的光学照明***，其中，在第二操作模式下，
Figure FDA0002884103910000037
15.根据权利要求11所述的光学照明***，其中，在第二操作模式下，
Figure FDA0002884103910000038
16.根据权利要求11所述的光学照明***，进一步包括致动器，所述致动器被配置成用于在所述第一操作模式期间将所述照明***的滤光器安排在所述光源与所述平面之间的照明光束路径中，并且用于在所述第二操作模式期间将所述照明***的所述滤光器从所述光束路径中移除，其中，所述控制器被配置成用于控制所述致动器。
17.根据权利要求11所述的光学照明***，其中，所述照明***包括多个光源，所述多个光源的发射光谱彼此不同，其中，相比于在所述第二操作模式下的操作，在所述第一操作模式下的操作期间，来自于其对应发射光谱的最大部分处于所述调光范围内而不处于所述照明范围内的第一光源的辐照度被减小至少80％，其中，所述控制器被配置成用于控制对所述第一光源的所述对应辐照度的所述减小。
18.使用根据权利要求1或2所述的光学照明***在对物场中的光固化塑料进行处理期间照亮所述物场的用途，其中，所述光固化塑料具体包括Lucirin TPO和/或苯基丙二酮和/或Ivocerin和/或樟脑醌，并且其中，所述光固化塑料具体地附接至牙齿。
19.根据权利要求18所述的用途，其中：
Figure FDA0002884103910000041
并且
Figure FDA0002884103910000042
其中，
λ是波长；
E(λ)是波长相关光谱辐照度，由所述照明***以所述波长相关光谱辐照度来辐照所述物场；并且
A(λ)是位于所述物场中的光固化塑料的波长相关吸光率。
20.根据权利要求18所述的用途，其中：
Figure FDA0002884103910000043
并且
Figure FDA0002884103910000044
其中，
λ是波长；
t是使用所述照明***来照亮所述物场的期间；
E(λ)是波长相关光谱辐照度，由所述照明***以所述波长相关光谱辐照度来辐照所述物场；并且
A(λ)是位于所述物场中的光固化塑料的波长相关吸光率。
21.一种光学观察***，包括：
成像光学单元，所述成像光学单元用于对物场进行成像；
光源，所述光源用于照亮所述物场；以及
根据权利要求1至17之一所述的光学照明***。
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