DE29800633U1

DE29800633U1 - Bestrahlungsgerät

Info

Publication number: DE29800633U1
Application number: DE29800633U
Authority: DE
Original assignee: Thera Patent GmbH and Co KG Gesellschaft fuer Industrielle Schutzrechte
Current assignee: 3M Deutschland GmbH
Priority date: 1998-01-15
Filing date: 1998-01-15
Publication date: 1999-05-12
Anticipated expiration: 2008-01-16

Description

Bestrahlungsgerät

Aus EP O 237 733 A3 ist ein Gerät zur Photopolymerisation dentaler Werkstoffe bekannt, bei dem eine Regelschaltung die von der Bestrahlungslampe aufgenommene elektrische Leistung konstant hält. Dort wird davon ausgegangen, daß die von der Lampe abgegebene Lichtleistung unabhängig von Schwankungen der Speisespannung und im Laufe der Betriebsdauer auftretenden Änderungen im Widerstand der Lampenwendel im wesentlichen konstant bleibt/ sofern die zugeführte elektrische Leistung konstant gehalten wird.

&iacgr;&ogr; Bei Halogenlampen, wie sie in dentalen Polymerisationsgeräten verwendet werden, schwankt jedoch die Lichtleistung bereits bei neuen Lampen um ± 20% oder mehr. Weitere, die Leistung der letzten Endes zur Verfügung stehenden Nutzstrahlung beeinflussende Größen sind Eigenschaften des die Lampe umgebenden Reflektors, des zum Transport der Lichtleistung an den Behandlungsort dienenden Lichtleiters, eines gegebenen-, falls zwischengeschalteten optischen Filters sowie Geometrie und Fokussierung der Lampe relativ zum Reflektor und zum Lichtleiter. Unvermeidbare Toleranzen in diesen Werten können dazu führen, daß die am Lichtleiter austretende Lichtleistung auch bei konstant gehaltener Leistungsaufnahme nicht nur bei jeder neuen Lampe anders ausfällt, sondern sich auch während der Benutzungsdauer des Geräts bei gleicher Lampe ändert.

Aus DE 34 11 994 Al ist ein Bestrahlungsgerät mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen bekannt. Dort wird der Lichtstrom einer zur eigentlichen Bestrahlungslampe parallel geschalteten Referenzlampe erfaßt und zur Regelung beider Lampen zugeführten Spannung herangezogen. Abgesehen von dem unerwünschten Mehraufwand einer zweiten Lampe ist die bekannte Schaltung grundsätzlich nicht in der Lage, die obengenannten Schwankungen in Einflußgrößen der Lampe selbst, die ja auch zwischen der Bestrahlungs- und der Referenzlampe unvermeidbar sind, zu kompensieren. Darüberhinaus bleiben Schwankungen in den Eigenschaften sonstiger Elemente

des Bestrahlungsgeräts (Lichtleiter, Filter usw.) unberücksichtigt.

Bei einer anderen Ausführung der bekannten Schaltung wird anstelle einer Referenzlampe ein Teil der von der Be-Strahlungslampe selbst erzeugten Strahlung für die genannten Meß- und Regelzwecke abgezweigt. Diese Maßnahme widerspricht dem Bestreben, den von der Bestrahlungslampe zur Verfügung gestellten Lichtstrom möglichst vollständig als Nutzstrahlung zur Verfügung zu stellen. Darüberhinaus ist auch hier wegen der verschiedenen Toleranzen nicht sichergestellt, daß der Teilstrahl tatsächlich den vorgesehenen Anteil der Gesamtstrahlung ausmacht und sich genauso verhält wie der als Nutzstrahlung verwendete Rest des Gesamtstrahls.

Auch bei dem aus DE 39 10 438 Al bekannten Gerät zur Polymerisation von Dentalkunststoffen wird von dem von der Bestrahlungslampe abgegebenen gesamten Lichtstrom ein Teil abgezweigt. Die Teilstrahlung wird über die Zeit integriert und dient dazu, das Gerät bei Erreichen einer vorgegebenen gesamten Strahlungsdosis automatisch abzuschalten. Eine Regelung der Strahlungsleistung auf konstanten Wert findet nicht statt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bestrahlungsgerät, insbesondere für Dentalzwecke, anzugeben, bei dem die Lichtleistung der zur Verfügung gestellten Nutzstrahlung möglichst konstant ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Danach wird im wesentlichen der gesamte von der Bestrahlungslampe abgegebene Lichtstrom zeitweise erfaßt und zur Regelung der Lampe rückgekoppelt. Die oben geschilderten beim Stand der Technik vorhandenen Schwierigkeiten, die aus der Verwendung einer Referenzlampe oder der Heranziehung nur eines Teilstrahls resultieren, werden dadurch vermieden. Da sich die Eigenschaften einer Bestrahlungslampe nur langsam ändern, reicht die bei dem erfindungsgemäßen Gerät vorgesehene gelegentliche Nachregelung in der Praxis aus.

Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist insofern von Vorteil, als die Regelung auf denjenigen Lichtwert abstellt, der als tatsächliche Nutzstrahlung am Behandlungsort zur Verfügung steht. Dadurch werden auch Änderungen in den optischen Eigenschaften von der Lampe nachgeschalteten optischen Elementen berücksichtigt.

Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 ist für ein praktisches Bestrahlungsgerät, etwa im Dentalbereich, insofern besonders günstig, als eine Nachregelung der Lichtleistung bei jedem Einschalten des Gerätes erfolgt, ohne daß die Bedienungsperson besondere Maßnahmen zu treffen hätte.

In der Gestaltung nach den Ansprüchen 4 und 5 wird der Bedienungsperson die Möglichkeit gegeben, die gewünschte Lichtleistung der Bestrahlungslampe am Gerät einzustellen. Nach Anspruch 6 wird, dabei ein akustisches, optisches oder sonstiges Warnsignal erzeugt, wenn sich die Lampe nicht auf den eingestellten Wert regeln läßt, was bei einer defekten Lampe ebenso wie bei Einstellung eines zu großen Vorgabewertes passieren kann.

Bei der Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 7 findet eine automatische Justierung der Regelschleife beim Einsetzen einer neuen Bestrahlungslampe statt.

Die nach Anspruch 8 vorgesehene Steuerung der der Bestrahlungslampe zugeführten elektrischen Leistung ist insofern zweckmäßig, als sich dadurch die abgegebene Lichtleistung am zuverlässigsten regeln läßt.

Die Einrichtung nach Anspruch 9 läßt, sich insbesondere in Verbindung mit der Maßnahme nach Anspruch 3, für eine automatische Nachregelung der Lichtleistung beim Einschalten des Gerätes heranziehen.

Anspruch 10 bezieht sich auf mögliche Ausführungen der Regelung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt
Figur 1 eine Ansicht eines Bestrahlungsgerätes mit in

Ruhestellung befindlichem Handteil, und

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Figur 2 ein schematisches Schaltbild der wesentlichen optischen und elektrischen Bauteile des Bestrahlungsgerätes .

Das in Figur 1 und 2 gezeigte dentale Bestrahlungsgerät besteht aus einem stationären Grundgerät 10 und einem Handteil 11, das über ein Stromkabel 12 mit dem Grundgerät verbunden ist.

Das Grundgerät 10 weist an seiner Vorderseite ein Bedienungsfeld 13 mit einem Netzschalter 14, der mit einem (nicht gezeigten) Netzteil verbunden ist, einem Lichtleistungs-Anzeigeinstrument 15, einem Eingabeelement 16, einer Warnlampe 17 und weiteren Einstell- und Anzeigeorganen auf. An seiner Oberseite ist es mit einem Fenster 18 versehen, hinter dem sich ein Meßaufnehmer befindet.

Das Handteil 11 enthält eine Bestrahlungslampe 20, bei der es sich um eine Halogen-Niedervoltlampe handeln kann, einen (nicht gezeigten) Lüfter, ein im Strahlengang der Lampe 20 angeordnetes optisches Filter 21 und einen daran anschließenden Lichtleiter 22, der aus dem vorderen Ende des Gehäuses des Handteils 11 herausragt und zur Zuführung des Lichtstroms an den jeweiligen Behandlungsort dient.

An dem Grundgerät kann ferner eine Ablage 25 für das Handteil 11 angebracht sein. Die Ablage 25 ist so gestaltet und angeordnet, daß sie das Handteil 11 in einer Stellung aufnimmt, in der das Austrittsende des Lichtleiters 22 dem Fenster 18 an der Oberseite des Grundgerätes 10 gegenüber steht. Ist keine Ablage vorhanden, so kann das Handteil 11 bei dem noch zu beschreibenden Regelvorgang von der Bedienungsperson manuell in der in Figur 1 gezeigten Stellung gehalten werden.

Wie in Figur 2 gezeigt, befindet sich hinter dem Fenster

18 in dem Grundgerät 10 ein optisches Filter 30, durch das hindurch der am Lichtleiter 22 austretende Lichtstrom auf einen Photodetektor 31 trifft. Das Fenster 18, das optische Filter 30 und der Photodetektor 31 sind so dimensioniert, daß

der Photodetektor 31 im wesentlichen den gesamten von dem Lichtleiter 22 abgegebenen Lichtstrom erfaßt.

Das Ausgangssignal des Photodetektors 31 dient zur Ansteuerung des am Bedienungsfeld 13 des Grundgeräts 10 vorhandenen Lichtleistungs-Anzeigeinstrumentes 15. Ferner gelangt es an eine Regelschaltung 33, die die der Bestrahlungslampe 20 in dem Handteil 11 zugeführte elektrische Leistung aufgrund des Ausgangssignals des Photodetektors 31 so steuert, daß der am Lichtleiter 22 austretende Lichtstrom konstant gehalten wird.

Die Regelschaltung 33, die digital mit einem Mikroprozessor oder als Analogschaltung ausgestattet sein kann, enthält einen Sollwertspeicher 34, der sich über das Eingabeelement 16 mit einer Bezugsgröße für die gewünschte, am Lichtleiter 22 abzugebende Lichtleistung laden läßt, und einen Vergleicher 35, der das Ausgangssignal des Photodetektors 31 mit der in dem Sollwertspeicher 34 gespeicherten Bezugsgröße vergleicht und die Bestrahlungslampe 20 mit einer solchen elektrischen Leistung versorgt, daß die Differenz zwischen Meßsignal und Bezugsgröße Null wird.

Ferner ist in der Regelschaltung 33 ein Warnsignalgenerator 36 vorgesehen, dessen Ausgangssignal die an dem Bedienungsfeld 13 vorhandene Warnlampe 17 ansteuert. Das Warnsignal wird dann erzeugt, wenn eine Regelung des von dem Photo-.detektor 31 erfaßten Lichtstroms auf die im Sollwertspeicher 34 vorgegebene Bezugsgröße nicht möglich ist. Dies ist dann der Fall, wenn die Bestrahlungslampe 20 nicht (mehr) die vorgesehene Lichtleistung erbringt, wenn die optischen Eigenschaften des Filters 21 oder des Lichtleiters 22 nicht (mehr) ausreichen, oder auch wenn am Eingabeelement 16 ein übermäßiger Sollwert gewählt wird.

Die Regelschaltung 33 enthält ferner ein Zeitsteuerglied 37, das die Schaltungselemente 34-36 beim Einschalten des Gerätes am Netzschalter 14 aktiviert, so daß in einer daran anschließenden kurzen Zeitspanne der von dem Photodetektor 31 aufgenommene Lichtstrom erfaßt und die der Lampe 20 züge-

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führte elektrische Leistung entsprechend geregelt wird. Vorzugsweise ist das Zeitsteuerglied 37 so ausgelegt, daß es nach Betätigung des Netzschalters 14 mit einer Verzögerung arbeitet und dadurch sicherstellt, daß der Meß- und Regelvorgang dann ausgeführt wird, wenn die Lampe auf ihre volle Lichtleistung hochgefahren ist.

Sollte während der Regelphase das Handteil 11 nicht ordnungsgemäß auf der Ablage 25 befinden oder nicht so gehalten werden, daß der am Lichtleiter 22 austretende Lichtstrom den Photodetektor 31 nicht erreicht, so wird auch in diesem Fall ein Warnsignal erzeugt.

Die Regelschaltung 33 kann ferner so ausgelegt sein, daß sie beim Einsetzen einer neuen Bestrahlungslampe 20 einen automatischen Meßvorgang durchführt und den dabei erfaßten Wert der Lichtleistung als Bezugsgröße in den Sollwertspeicher 34 eingibt.

Anstelle der beschriebenen Warnlampe 17 kann auch ein akustischer Signalgeber vorgesehen sein oder die Bestrahlungslampe 20 intermittierend beaufschlagt werden und dadurch selbst ein für die Bedienungsperson erkennbares Warnsignal erzeugen.

Zusammenfassung

Ein Bestrahlungsgerät für dentale Zwecke enthält eine Bestrahlungslampe 20, deren Strahlung mittels eines Lichtleiters 22 auf den jeweiligen Behandlungsort zu richten ist. Ferner ist an dem Strahlungsgerät ein Photodetektor 31 vorgesehen, auf den sich das Austrittsende des Lichtleiters 22 so richten läßt, daß er im wesentlichen den gesamten abgegebenen Lichtstrom aufnimmt. Das Ausgangssignal des Photodetektors 31 wird einer Regelschaltung 33 zugeführt und dort mit Bezugsgröße verglichen. Je nach dem Vergleichsergebnis wird die der Lampe 20 zugeführte elektrische Leistung so nachgeregelt, daß die am Lichtleiter 22 abgegebene Nutzstrahlung auf konstanter Leistung gehalten wird. (Fig. 2)

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Bezugszeichenliste

10 Grundgerät

11 Handteil

12 Stromkabel

13 Bedienungsfeld

14 Netzschalter

15 Lichtleistungs-Anzeigeinstrument

16 Eingabeelement

17 Warnlampe

18 Fenster

20 Bestrahlungslampe

21 Filter

22 Lichtleiter 25 Ablage

30 Filter

31 Photodetektor

33 Regelschaltung

34 Sollwertspeicher

35 Vergleicher

36 Warnsignalgenerator

37 Zeitsteuerglied

Claims

- 7 Schutzansprüche

1. Bestrahlungsgerät mit einer Bestrahlungslampe (20), einem Photodetektor (31) und einer Regelschaltung (33) zur Konstanthaltung der Lichtleistung der Lampe aufgrund des Ausgangssignals des Photodetektors,

dadurch gekennzeichnet, daß der Photodetektor (31) zur zeitweisen Erfassung im wesentlichen des gesamten von der Bestrahlungslampe (20) abgegebenen Lichtstroms ausgelegt ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Photodetektor (31) den Lichtstrom am Austrittsende eines der Bestrahlungslampe (20) nachgeschalteten Lichtleiters (22) erfaßt.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung (33) ein Zeitsteuerglied (37) aufweist, das die Regelung der Bestrahlungslampe (20) während einer sich an das Einschalten des Bestrahlungsgerätes anschließenden Zeitspanne aktiviert.

4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung (33) einen Sollwertspeicher (34) zur Vorgabe einer Bezugsgröße für die von der Bestrahlungslampe (20) abzugebende Lichtleistung aufweist.

5. Gerät nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Eingabeelement (16) zur Änderung der in dem Sollwert speicher (34) enthaltenen Bezugsgröße.

6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (17, 36) zur Erzeugung eines Warnsignals, wenn die von der Bestrahlungslampe (20) abgegebene Lichtleistung nicht auf die Bezugsgröße regelbar ist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung (33) eine Einrichtung aufweist, die den beim Einsetzen einer neuen Bestrahlungslampe

(20) vom Photodetektor (31) erfaßten Lichtstrom dem Sollwertspeicher (34) als Bezugsgröße zuführt.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung (33) die der Bestrahlungslampe (20) zugeführte elektrische Leistung regelt.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (25) zur derartigen Aufnahme eines die Bestrahlungslampe (20) und den Lichtleiter (22) enthaltenden Handteils (11), daß das Austrittsende des Lichtleiters dem Photodetektor (31) gegenübersteht.

10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung (33) einen Mikroprozessor oder eine Analogschaltung enthält.