DE19948360A1 - Vorrichtung zur Aushärtung von mit Lichtenergie aushärtbarem Material - Google Patents
Vorrichtung zur Aushärtung von mit Lichtenergie aushärtbarem MaterialInfo
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Abstract
Eine Vorrichtung zur Aushärtung von mit Lichtenergie aushärtbarem Material, vorzugsweise mit sichtbarem Licht im ultraviolett-nahen Bereich aushärtbarem Material, insbesondere Kunststoff, bevorzugt für die Anwendung am Menschen, insbesondere zur Einführung in eine Mundhöhle zur Aushärtung von Zahnfüllmaterial, weist wenigstens ein Licht emittierendes Halbleiterelement auf.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aushärtung von mit Lichtenergie
aushärtbarem Material, vorzugsweise mit sichtbarem Licht im ultraviolett-nahen
Bereich aushärtbarem Material, insbesondere Kunststoff, bevorzugt für die An
wendung am Menschen, insbesondere zur Einführung in eine Mundhöhle zur
Aushärtung von Zahnfüllmaterial.
Mit Hilfe von Lichtenergie aushärtbares Material, beispielsweise Polymermaterial,
wird insbesondere im zahnärztlichen Bereich als Material für Kunststoffplomben
verwendet, um Amalgamplomben zu verdrängen, die gewisse Gesundheitsrisiken
mit sich bringen können.
Wird vom Zahnarzt eine Plombe aus einem solchen Kunststoffmaterial erstellt, so
wird eine Paste aus Polymermaterial verwendet. Dabei verfährt der Zahnarzt so,
daß er zuerst eine Schicht von 1 bis 1,5 mm aufträgt, diese Schicht dann aushärtet
und diesen Vorgang solange wiederholt, bis die gewünschte Plombenhöhe erreicht
wird, also nach und nach die vollständige Plombe aufgebaut ist. Die schichtweise
Aushärtung des Materials ist deswegen geboten, weil nur hierdurch eine gründli
che Aushärtung des Materials durch und durch erreicht wird. Außerdem würde
die Aushärtung einer größeren Masse vergleichsweise zu lange dauern und könnte
zu unterschiedlichen, unreproduzierbaren Ergebnissen und auch Materialspan
nungen führen.
Herkömmlicherweise werden zur Aushärtung von Zahnfüllmaterial Halogenlam
pen verwendet. Das von der Lampe erzeugte Licht wird mit Hilfe eines Lichtlei
ters weitergeleitet, dessen freies Ende auch in eine Mundhöhle eines Patienten
zur dortigen Aushärtung von Material eingeführt werden kann. Die Halogenlam
pe verbraucht aber eine vergleichsweise große Leistung und benötigt deshalb eine
entsprechende Kühlvorrichtung. Deswegen ist der Aufbau einer solchen Halogen
lampe relativ groß, was diese wiederum unhandlich macht. Auch der Lichtleiter
einer solchen Halogenlampe ist relativ teuer und aufwendig, da er beispielsweise
mit aufgedampften Metalloxidschichten versehen sein muß, die Filter bilden. Auch
die Halogenlampe selbst muß mit verspiegelten Flächen versehen sein, um eine
entsprechende Lichtleitung und einen entsprechenden Lichteintritt in den Licht
leiter zu ermöglichen. Durch das vorhandene Kühlgebläse und den Lichtleiter
wird die herkömmliche Vorrichtung sehr teuer. Sie ist zudem äußerst unhandlich.
Aber auch die gewünschte Lichtwellenlänge läßt sich nur sehr ungenau einstellen.
Das von der Halogenlampe produzierte Licht hat eine große Frequenzbreite, das
auch mit den vorgesehenen Filtern nicht sehr genau auf die gewünschte Frequenz
bzw. Wellenlänge reduziert werden kann. Zudem ist der Wirkungsgrad einer sol
chen Halogenlampe bei der geschilderten Verwendungsweise relativ schlecht, weil
letztendlich nur 10 bis 15% des von der Halogenlampe produzierten Lichtes für
die Aushärtung des Materials am Ende des Lichtleiters Verwendung findet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Gattung aufzuzeigen, die präziser, handlicher und kostengünstiger ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die sich aus
zeichnet durch wenigstens ein Licht emittierendes Halbleiterelement.
Es ist durchaus möglich, ein Halbleiterelement bereitzustellen, beispielsweise mit
Gallium und/oder Silicium, das sehr genau von vornherein Licht der gewünschten
Wellenlänge emittiert, so daß zusätzliche Filterungen unnötig sind und damit
auch die Lichtausbeute bzw. der Wirkungsgrad günstiger ausfällt, so daß von
vornherein auch die Vorrichtung mit weniger Energie versorgt werden muß.
Dabei hat ein solches Halbleiterelement den Vorteil, daß auch kein Lichtleiter ver
wendet werden muß, da es sehr klein ausführbar ist, so daß das Halbleiterelement
selbst unmittelbar an das auszuhärtende Material herangeführt werden kann, bei
spielsweise auch in einer relativ kleinen Mundhöhle eines Patienten. Aufgrund
seiner räumlich und auch bezogen auf die Wellenlänge des Lichtes begrenzten
Ausbildung kann die entsprechende Vorrichtung ohne Schädigung des Menschen
bzw. einer sonstigen Umgebung des auszuhärtenden Materials verwendet werden.
Bei dem angesprochenen Halbleiterelement kann es sich um eine sogenannte
Licht emittierende Halbleiterdiode (LED) handeln.
Das Halbleiterelement wird vorzugsweise in einem Kopfbereich der Vorrichtung
angeordnet, der an das aushärtbare Material heranführbar ist. Dabei kann der
Kopfbereich beispielsweise das freie Ende eines etwa lanzettenförmigen Instru
mentes sein. Vorzugsweise kann dieser Kopf sogar abnehmbar und gegebenenfalls
austauschbar sein, wenn beispielsweise eine unterschiedliche Anzahl von Halblei
terelementen oder Halbleiterelemente unterschiedlicher Wellenlänge für verschie
dene Einsatzzwecke verwendet werden sollen oder beispielsweise zur Reinigung
dieses Funktionsbereiches der Vorrichtung.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor,
daß der Kopf über ein Zwischenstück mit einem Handhalter verbunden ist. Die er
findungsgemäße Vorrichtung kann also wie ein Handwerkszeug gehandhabt und
geführt werden und flexibel am jeweiligen Einsatzort und für den jeweiligen Ver
wendungszweck gehandhabt werden. Der Kopf, das Zwischenstück und der
Handhalter können voneinander trennbar sein, und zwar vorzugsweise mit
Steckverbindungen, wobei derartige Steckverbindungen auch gleichzeitig als
Verbindungsstecker für eine Stromversorgung dienen können. Eine Stromversor
gungsleitung führt vorzugsweise durch das lanzettenförmige Instrument hin
durch, wobei vorsorglich darauf hingewiesen werden soll, daß nicht unbedingt die
gesamte erfindungsgemäße Vorrichtung als lanzettenförmiges Instrument aus
gebildet ist, sondern gegebenenfalls nur ein funktioneller Teil dieser Vorrichtung.
Die Vorrichtung verfügt vorzugsweise über eine eigene Stromversorgungsquelle.
Dabei kann eine solche Stromversorgungsquelle bevorzugt in dem Handhalter
untergebracht werden. Bei einer solchen Stromversorgungsquelle kann es sich
beispielsweise um eine Batterie oder um einen Elektroakku handeln.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Instrument in
Form eines zahnärztlichen oder zahnpflegenden Instrumentes ausgebildet ist, also
beispielsweise etwa die Form eines von einem Zahnarzt verwendeten Mundspie
gels, Bohrers oder dergleichen hat bzw. eventuell auch die Form einer Zahnbürste,
eines Mundduschenkopfes oder dergleichen. Auch die Stromversorgung kann so
erfolgen, wie sie beispielsweise im Bereich von elektrischen Zahnbürsten bekannt
ist.
Durch die Verwendung eines Licht emittierenden Halbleiterelementes kann ins
besondere auch die Baugröße des Instrumentes so vorgesehen sein, wie sie bei der
artigen Instrumenten ist. Beispielsweise könnte ein Kopf, in dem das Halbleitere
lement angeordnet ist, etwa eine Länge von 8 mm aufweisen und auch eine Dicke
von einigen Millimetern, beispielsweise etwa die Dicke eines Bleistiftes haben. Der
Handhalter würde so ausgebildet, daß er sich sicher mit einer Hand erfassen läßt
und daß gegebenenfalls auch eine Stromversorgungsquelle in diesem Handhalter
unterbringbar ist. Dabei kann berücksichtigt werden, daß das Halbleiterelement
nur sehr wenig Strom benötigt, weil es beispielsweise nur eine Leistung von etwa
100 mW benötigt. Auch eine vorzugsweise vorhandene Steuerungselektronik wür
de keine größere Leistung benötigen. Damit kann aber die erfindungsgemäße
Vorrichtung letztendlich aufgrund von industriedesignerischen bzw. arbeitspsy
chologischen Grundsätzen gestaltet sein, ohne daß die Ausbildung der Vorrich
tung von den vorhandenen Bauelementen diktiert würde. Auch hierbei handelt es
sich um einen entscheidenden Vorteil gegenüber der herkömmlichen Halogenlam
pe.
Insbesondere bei Verwendung im zahnärztlichen Bereich müssen die Teile, die
mit dem Patienten in Berührung kommen können, aus sterilisierbarem Werkstoff
gefertigt sein, beispielsweise aus Edelstahl.
Das Halbleiterelement selbst kann mit einer für sein Licht durchlässigen Schutz
abdeckung versehen sein, so daß auch in diesem Bereich beispielsweise eine pfle
geleichte Fläche entsteht.
Vorzugsweise wird Licht der Wellenlänge von 475 nm verwendet, das sicherlich
mit einer Genauigkeit von plus/minus 5% und genauer vorgegeben werden kann.
Zur Vergrößerung der Leistung und der Verkürzung der Aushärtungszeit werden
vorzugsweise mehrere Halbleiterelemente vorgesehen, die bevorzugt in einem re
gelmäßigen Raster auf einer Fläche zusammengestellt werden, beispielsweise in
Form von konzentrischen Kreisen oder in Form einer Matrix. Beispielsweise
könnten neun Halbleiterelemente in Form einer 3 × 3-Matrix vorgesehen werden.
Die Lichtemissionsdauer ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise
vorgebbar, was mit Hilfe einer entsprechenden Steuerungseinrichtung, insbe
sondere Steuerungselektronik, geschehen kann. Eine solche Elektronik könnte
beispielsweise einen "Step down-Zähler" umfassen, mit dem bestimmte Zeitein
heiten vorgegeben werden, die von der Elektronik heruntergezählt werden, wobei
bei Erreichen der Null die Lichtquelle abgeschaltet wird. Bei Verwendung eines
solchen Zählers könnte beispielsweise die Zeitdauer mit einfachen Plus- und Mi
nustasten eingestellt werden, indem beispielsweise die Zahl der Zeiteinheiten in
einem entsprechenden Display erscheint, so daß eine einfache und sichere Bedie
nungsfreundlichkeit des Gerätes gegeben ist.
Ein Ausführungsbeispiel, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben,
ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 in Explosionsdarstellung eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
Fig. 2 eine vergrößerte Stirnansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und
Fig. 3 eine Seitenansicht des Kopfes einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 entspre
chend der Stirnansicht gemäß Fig. 2,
Fig. 4 eine Ansicht der Stirnseite des Arbeitskopfes.
Die in Fig. 1 dargestellte Aushärtungsvorrichtung ist, wie die Seitenansicht und
Explosionsdarstellung gemäß Fig. 1 zeigt, im wesentlichen dreiteilig ausgebildet.
Zunächst einmal verfügt die Vorrichtung über einen Kopf 1, in dem Licht emittie
rende Halbleiterelemente untergebracht sind, und zwar derart, daß sie ihr Licht
aus der freien Stirnseite des Kopfes 1 abstrahlen können. Weiter besteht die Vor
richtung aus einem Zwischenstück 2, das beispielsweise im wesentlichen rohr
förmig ausgebildet sein könnte, und einem demgegenüber verdickten Handhalter
3, in dem beispielsweise eine Batterie oder ein Akku eingebracht werden könnte,
wozu beispielsweise dieser Handhalter 3 bodenseitig geöffnet werden könnte. Die
Elemente 1 bis 3 sind über Steckverbinder 4 miteinander verbindbar, wobei der
Kopf 1 und der Handhalter 3 entsprechende Steckerkörper 4 aufweisen und das
Zwischenstück 2 entsprechende, passende Steckdosen haben könnte. Die Steck
verbinder oder Verbindungsstecker 4 dienen gleichzeitig auch zur stromleitenden
Verbindung der im Handhalter 3 untergebrachten Stromversorgungsquelle und
den Licht emittierenden Halbleiterelementen im Kopf 1. An den Steckverbindern
4 sind daher entsprechende Kontaktzungen 5 angedeutet.
Die Vorrichtung insgesamt ist etwa lanzettenförmig ausgebildet, insbesondere
durch die entsprechende Ausbildung des Verbindungsstückes 2. Dabei erinnert die
Vorrichtung gemäß Fig. 1 bewußt an die Ausführungsform eines zahnärztlichen
Instrumentes. Im Verbindungsstück 2 ist dafür auch eine entsprechende Abknic
kung vorgesehen, wie sie beispielsweise von Zahnarztspiegeln oder dergleichen
Instrumenten bekannt ist. An dem Handhalter 3 kann die Vorrichtung mit einer
Hand sicher ergriffen werden und wie ein Instrument gehandhabt werden, wobei
der Kopf 1 insgesamt beispielsweise auch in die Mundhöhle eines Patienten einge
führt werden kann. Mindestens der Kopf 1 und das Zwischenstück 2 sollten aus
sterilisierbaren Materialien gefertigt sein, vorzugsweise aus Edelstahl.
Fig. 2 zeigt eine Stirnansicht des Kopfes 1 in gegenüber der Fig. 1 vergrößerter
Darstellung. In dieser Stirnansicht sind neun matrixartig angeordnete Licht
emittierende Dioden 6 als Licht emittierende Halbleiter der Vorrichtung zu er
kennen, die von dieser Stirnseite her abstrahlen.
Fig. 3 zeigt eine teilgeschnittene Seitenansicht nur des in Fig. 2 erkennbaren Kop
fes 1, und zwar in dem Maßstab der Fig. 2. Erkennbar sind wiederum Licht
emittierende Dioden 6. Außerdem ist in dieser Seitenansicht aber auch erkennbar,
daß die Matrix der Dioden 6 durch eine Platte 7 geschützt ist, die für die von den
Dioden 6 ausgesandte Lichtwellenlänge transparent ist, so daß sie eine Lichtab
strahlung der Dioden 6 nicht behindert, aber die Dioden 6 vor Berührung schützt
und außerdem den Kopf 1 insgesamt geschlossener pflegbar macht.
Zusätzlich ist in der Fig. 1 am Handhalter 3 noch angedeutet, daß Plus-Minus
tasten 8 vorgesehen sein können, mit deren Hilfe eine Steuerungseinrichtung an
gesprochen werden kann, um ein Zeitintervall für die Betätigungsdauer der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung vorzuwählen. Dazu kann ein Zeitzähler in Einzel
schritten mit diesen Tasten 8 hochgesetzt oder heruntergesetzt werden. Das ge
wählte Zeitintervall wird beispielsweise in einem Display 9 angezeigt.
Zur Verbesserung der Ausrichtbarkeit und der Funktionalität könnte der Kopf 1
schwenkbar oder kugelgelenkig angeordnet sein. Er könnte auch mehr kugelför
mig ausgebildet sein oder als Zylinder mit einer Achse orthogonal zum Zwischen
stück 2. Die Halbleiter 6 könnten auch seitlich abstrahlen statt zur Stirnseite.
Fig. 4, die die Stirnfläche des Arbeitskopfes zeigt, verdeutlicht eine bevorzugte
dichte Packung bzw. Anordnung der Dioden bzw. Halbleiter. Mit der Erfindung
läßt sich der gewünschte Wellenbereich des Lichts in einfacher Weise auf Streube
reiche auf etwa plus/minus 5 nm um den gewünschten Wert bzw. sogar exakt ein
stellen, so daß exakte und stets reproduzierbare Arbeitsergebnisse erzielbar sind.
Claims (16)
1. Vorrichtung zur Aushärtung von mit Lichtenergie aushärtbarem Material,
vorzugsweise mit sichtbarem Licht im ultraviolett-nahen Bereich aushärtba
rem Material, insbesondere Kunststoff, bevorzugt für die Anwendung am
Menschen, insbesondere zur Aushärtung von Zahnfüllmaterial und dgl.
gekennzeichnet durch,
wenigstens ein Licht emittierendes Halbleiterelement (6).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitere
lement (6) eine Licht emittierende Diode (LED) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halb
leiterelement (6) in einem an das auszuhärtende Material heranführbaren
Kopfbereich der als Handhalteinstrument ausgebildeten Vorrichtung an
geordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfbereich
das freie Ende eines etwa lanzettenförmigen Instrumentes bildet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (1)
über ein Zwischenstück (2) abnehmbar mit einem Handhalter (5) verbunden
ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Steckver
bindungen (4) zur Verbindung des Kopfes (1) mit dem Zwischenstück (2)
und/oder zur Verbindung des Zwischenstückes (2) mit dem Handhalter (3)
vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Stromversorgungsleitung durch das lanzettenförmige Instrument ver
läuft.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steck
verbindungen (4) auch als Verbindungsstecker für die Stromversorgung aus
gebildet sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie eine eigene Stromversorgungsquelle umfaßt, die in dem
Handhalter (3) unterbringbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das Instrument in Form eines zahnärztlichen oder zahnpflegenden Instru
mentes ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vorrichtung insbesondere der Steckkopf, aus sterilisier
barem Werkstoff, vorzugsweise Edelstahl, gefertigt ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Halbleiterelement Licht der Wellenlänge 475 nm bei einem
Streubereich von maximal etwa plus/minus 5%, vorzugsweise mit engeren
Streubereich von maximal plus/minus 2%, insbesondere plus/minus 5 nm
emittiert.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Mehrzahl von einander benachbarten Halbleiterelementen
(6) vorgesehen ist, insbesondere neun Halbleiterelemente.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiter
elemente (6) in einem regelmäßigen Raster auf einer Fläche zusammenge
stellt sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das
wenigstens eine Halbleiterelement (6) mittels einer für sein Licht durchlässi
gen Schutzabdeckung (7) abgedeckt ist.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, ge
kennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, mittels der eine gewählte Lich
temissionsdauer zur entsprechenden Betätigung des Halbleiterelementes
vorgebbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999148360 DE19948360A1 (de) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | Vorrichtung zur Aushärtung von mit Lichtenergie aushärtbarem Material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999148360 DE19948360A1 (de) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | Vorrichtung zur Aushärtung von mit Lichtenergie aushärtbarem Material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19948360A1 true DE19948360A1 (de) | 2001-04-12 |
Family
ID=7924842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999148360 Withdrawn DE19948360A1 (de) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | Vorrichtung zur Aushärtung von mit Lichtenergie aushärtbarem Material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19948360A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018166643A1 (de) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | Schott Ag | Beleuchtungssystem mit flachem leuchtabschnitt |
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DE9413725U1 (de) * | 1994-06-28 | 1994-11-24 | Oehler, Klaus, Dr.med.dent., 49090 Osnabrück | Zahnärztliches Stopferinstrument |
EP0879582A2 (de) * | 1997-05-21 | 1998-11-25 | EKA Gesellschaft für medizinisch-technische Geräte mbH | Bestrahlungsgerät zur Polymerisation von lichthärtenden Kunststoffen |
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1999
- 1999-10-07 DE DE1999148360 patent/DE19948360A1/de not_active Withdrawn
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