JP6581670B2 - 光硬化装置 - Google Patents

Description

この発明は、請求項１前段に記載の光硬化装置に関する。

それぞれ１台のハンドピースとベースステーションからなる光硬化装置は、例えばハンドピース内に設けられる光硬化装置の光学システムが個体格差を有する可能性が有るため較正の必要があることが長く知られている。

それには、通常相互に隣接して配置され共働して光を放射する複数のＬＥＤチップからなる光源と、導光ロッド、さらに例えばそれらの間に配置される集光レンズ、さらに導光ロッドの先端に設置される付属アタッチメント等が含まれる。

加えて導光ロッドは例えば圧力釜による殺菌を可能にするためにしばしば交換可能なものとされ、また各導光ロッドがそれぞれ固有の透過特性を有し従って個体格差が存在し得る。

従って安定した光硬化結果を達成するために光硬化装置を較正しパラメータ化する必要がある。

一方で特にハンドピース上の操作要素のために極限られたスペースしか利用できない。ピストル形状ならびに棒状の光硬化装置ならびにそれらのハンドピースにおいて通常作動ボタンが設けられており、またその作動ボタンを長押しするかあるいは短時間複数回押すことによって追加操作機能を提供することができる。

さらに、スペース的に極めて制限された液晶ディスプレイの形式の表示装置が設けられ、それが使用者に対して基礎情報を提供し、また場合によって光硬化工程を可視化する表示ＬＥＤが設けられる。

光硬化装置と対応するベースステーションとの間の情報伝達のためにドイツ国特許第１０３１９０１０号（Ｂ４）明細書（特許文献１）によれば、ハンドピースの電池充電用の充電ソケット端子あるいは必要に応じて追加的な接続端子を設け、それを介して光硬化装置とハンドピースの間で情報を伝達可能にする。

この種のデータ伝送はピストル形状のハンドピースに良好に適合する。棒状のハンドピースの場合充電端子は大抵ハンドピースの底面に設けられベースステーションの充電トレイの対応する対向端子に接合する。この極めて自由度の高い固定は、ベースステーションの振動によって短時間の接触不良が生じた場合でも極めて信頼性の高い充電を可能にし；充電サイクルに悪影響を与えない。

しかしながらデータ伝送においては障害が生じる可能性が有り、適宜な合理性検査等を備えてない場合はハンドピースの較正およびパラメータ化の信頼性に影響を与える可能性が有る。

ドイツ国特許第１０３１９０１０号（Ｂ４）明細書

従って本発明の目的は、特に棒状であったとしても確実に較正可能および／またはパラメータ化可能な請求項１前段に記載の光硬化装置を提供することである。

前記の課題は、本発明に従って請求項１によって解決される。好適な追加構成が従属請求項によって定義される。

本発明によれば、双方向光通信によって接触不良に影響されないようになることが好適である。使用される光源が光硬化のために主要波長領域で光を放射し、同時にベースステーション上の光センサに対する確実な伝送を可能にするための伝送媒体として使用されることが極めて好適である。光源にＬＥＤチップを装備することが好適であるが、レーザダイオードを使用することもできる。

情報を伝達するために伝達された信号をキャリア信号として変調し、それは周波数変調、振幅変調、あるいはパルス幅変調によって行うことができる。その構成において、そのキャリア信号に基づいて通信が双方向に実施され、その際特に２つの異なった周波数のキャリア信号が使用される。

それによって、特に極めて強力な電源に関しても振動伝送の高いＳＮ比が保証される。双方向の通信はハンドピース内のセンサと組み合わされたベースステーション上の適宜な光源を前提とし、そのセンサは他の目的にも使用することができる。ベースステーション上の光源はハンドピース内の光源と比べて顕著に低出力に、例えば３／４低く構成することができ、好適な構成形態においてさらに、ハンドピースの導光ロッドの前端にガイドを設けることができ、それによって双方向通信が実施される際にその前端が伝送に有利な位置、すなわち例えばベースステーション光源の直ぐ上に配置されることを保証する。

本発明によれば、単純にハンドピースをベースステーションの充電トレイに装着する際に自動的に開始することもできる双方向通信によってベースステーションとハンドピースの間の調整あるいは場合によって同期化を実施し得ることが好適である。特に、稀に必要となるパラメータをハンドピースに対応してベースステーション内に記憶することができ、従ってそれを必要に応じて利用可能とするとともにハンドピースの操作要素を介して変更あるいは呼び出すことができる。

別の好適な構成形態によれば、ベースステーションに追加的な手動付勢可能な操作要素、例えば作動ボタンを装備する。それを付勢することによってプログラミングモードおよび／または較正モードに転換され、従って例えば新規の照射時間をプログラムするか、ハンドピースの電池の充電サイクル数を検査するか、または所与の電流値ｉに対するΔＵ：Δｔを検出することによる短時間の試験動作を介してハンドピースの出力性能を判定することができる。

追加的な操作要素の機能設定の別の可能性は、例えば導光ロッドが交換されたことをハンドピースに伝達することである。その後ハンドピースを自動的に較正モードに転換することができ、それによって第２のセンサが第１の光源による光放出を自動的に検出して公称出力を目標出力として設定する。

さらにこのモードにおいて、光出力の低下をもたらす導光ロッドの前端に存在し得る汚染（あるいは後端の埃付着）を判定することもできる。同様に、場合によって存在し光出力の低下につながる導光ロッドの亀裂を判定することもできる。

従って本発明に係る光硬化装置の独特な特徴は、第２のセンサを第１の光源の公称出力に設定し、またその第２のセンサが好適な構成形態においてアナログ領域で検出可能であって存在する光出力を正確に判定し得ると同時にデータ通信の変調に対応して変調された信号を捕捉するために充分に高速である点にある。伝送するデータ量が限られる（画像の伝送は不要である）ため、通常１００ｋビット／秒のデータ速度を可能にする、付属する制御および評価回路を含めた光源／光センサのシステムの臨界周波数であれば充分である。従って比較的安価な構成部品を使用することができる。

別の好適な構成形態によれば、ベースステーションがインターネット回線と接続される。その場合ベースステーションの制御プログラム内にアンチウィルスソフトウェアがインストールされ、それがインターネット回線を介して定期的に更新可能である。

その他のソフトウェアモジュールも容易に更新可能であり、またサービス目的のためにベースステーションを介してハンドピースを検査させることも可能であり、例えば所要の保守を実施するかまたは交換部品を注文することができる。

別の変更されたベースステーションの構成形態によれば、ベースステーションが液晶ディスプレイ形式の表示装置を備え、それが適宜な操作要素、例えばタッチパネルを介して操作可能であって、任意の適宜な制御機能を実行可能である。

その際ベースステーションのハウジングが大抵ハンドピースのハウジングに比べて大型であることが好適に活用され、そのため人間工学的に好適な操作のためにより大きなスペースを利用可能である。

その構成形態においてベースステーションの操作ユニットを介したハンドピースのプログラミングも可能であることが理解され、その際伝送されるデータが本発明に係る双方向光通信を介してハンドピースとの間で交換される。

本発明のその他の詳細、特徴、ならびに利点は、添付図面を参照しながら以下に記述する実施例の説明によって明らかにされる。

本発明に係る光硬化装置の実施形態を概略的に示した立体図である。 図１の光硬化装置の光源と光センサを概略的に示した説明図である。

図１により、本発明に係る光硬化装置１０がどのような方式で基本的にベースステーション１２とハンドピース１４とから構成可能であるかが示される。図示された実施例においてハンドピース１４がベースステーション１２の充電トレイ内に収容されている。ハンドピースは基本的に棒状であるが、それに代えて適宜に適合させた充電トレイを介してピストル形状のハンドピースを使用することも当然可能であり、導光ロッド１８の前端２０とベースステーション１２内の第２の光源と光センサの間の光通信を可能にする。

導光ロッド１８の前端２０がベースステーション１２に設けられた窪み２２内に進入するような方式で、通常導光ロッド１８あるいはその他の適宜な導光要素を備えるハンドピース１４がベースステーション１２内で充電位置に配置されることが極めて好適である。

いずれもハンドピース内に配置された第１の光センサと第１の光源に加えて、窪み内の図示されていない遮蔽材の下に第２の光源２４と第２の光センサ２６が設けられる。それらは、ベースステーション１２上でハンドピース１４が静止状態にある際に導光ロッド１８の前端２０の光放射面２３に直接的に隣接する。第２の光センサ２６にはハンドピース１４の主光源３０の光線が照射され、ベースステーションの第２の光源２４はハンドピース１４内に配置された第１の光センサに大部分が照射されるように光を放射する。

前端２０を窪み２２内に配置することによって外光から通信が殆ど遮蔽される。加えて、パルス信号を介して、例えばキャリア周波数信号を使用して双方向光通信が実行され、光センサから放出される電気信号の交流成分のみが評価される。それに代えて、変調されない光を使用して通信を実行することもできる。

図２には、ハンドピース内で主光源３０が中央に配置されることが示されており、従って導光ロッド１８を対称的に照射するとともに光入射面３１の中央を照射する。図示されていない反射器が側方のノイズ光を遮断するように作用する。主光源３０は制御装置３２によって制御される。

ハンドピース１４内で導光ロッド１８の外周上、正確にはその後端および光入射面３１に隣接して光センサ３４および３６が配置され、しかも主光源３０と同じプリント基板上に配置される。勿論、図示されたものは単に例示的なものであり、１ないし４個あるいは例えば８個の光センサを任意の適宜な方式で配置することができる。光センサ３４および３６は第２の光源２４から放射された光線を捕捉するように設定される。

図２に概略的に示されるように、光源２４は実質的に円形に形成されるか、または好適には導光体の周囲にある複数の、例えば３個あるいは４個のＬＥＤチップから構成される。

その構成によって、放射された光の大半が導光ロッド１８を介して光センサ３４および３６に伝送されることが保証される。

それに対して第２の光センサ２６は窪み２２内の中央に配置され、従ってそれには主光源の光線が主に照射される。

図２に示されるように、導光ロッド１８の光ファイバが束に結合される。中央束４０は主光源３０の放射光出力を伝送して導光ロッド１８の前端２０に伝達するように設定される。それに対して外側束４２が導光ロッド１８の外周側に配置されるが、その際（図２には示されていないが）導光ロッド１８の断面の例えば９０％を中央束が占有するように配分することができる。

第２の光源２４は主光源３０に比べて著しく低出力であるが、充分なＳＮ比を保持しながら光センサ３４および３６との確実な通信を可能にするために充分なものとされる。それらならびに第２のセンサ２４はベースステーション１２内の第２の制御装置４３と接続される。

さらに図２によって、ハンドピース内の導光ロッド１８の光入射端に近接して遮蔽板４４が設けられ、第２の光源２４と第２の光センサ２６に近接して遮蔽板４６が設けられることが示されている。それらは、側方の光入射、すなわち例えば第２の光源２４から第２の光センサ２６への直接的な照射を防止するように作用し、さらに加えて異なったキャリア周波数によって信号の差別化が図られる。

Claims (17)

1. 光源（３０）と、該光源（３０）の放射方向から見て該光源に隣接して延在する光入射面（３１）を備えた導光ロッド（１８）である導光装置とを有し、さらに該光入射面（３１）に隣接して配置された少なくとも１個のセンサ（３６）を有する光硬化装置であって、該光硬化装置（１０）のハンドピース（１４）内に配置された制御装置（３２）を有するとともに該光硬化装置（１０）のベースステーション（１２）を有し、該ベースステーション（１２）が、該ハンドピース（１４）との双方向光通信のために第２の光源（２４）と第２の光センサ（２６）とを備え、双方向通信は、可視光線あるいは紫外線の周波数領域で、変調方式によって、該導光装置（導光ロッド１８）を介して行われることを特徴とする光硬化装置。
2. 第２の光源（２４）と第２の光センサ（２６）とが、２ｃｍ未満の間隔をおいて、相互に隣接し、ベースステーション（１２）上あるいは該ベースステーション（１２）内に配置されることを特徴とする請求項１記載の光硬化装置。
3. 光源（３０）と光センサ（３４，３６）とがハンドピース（１４）内で、同じプリント回路基板上に、相互に隣接して配置され、また該光センサ（３４，３６）と該光源（３０）との間に光遮蔽材（４４）が配置され、それが両者の間の領域から導光ロッド（１８）の光入射面（３１）の方向に延在することを特徴とする請求項１または２記載の光硬化装置。
4. 第２の光センサ（２６）と第２の光源（２４）とがベースステーション（１２）内あるいは該ベースステーション（１２）上で相互に隣接して配置され、また第２の光遮蔽材（４６）がそれらの間の領域とそれらのための透明な被覆盤あるいは被覆フィルムとの間に延在することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光硬化装置。
5. 第２の光源（２４）と第２の光センサ（２６）がベースステーション（１２）上で窪み（２２）内に配置され、その窪み内に導光ロッド（１８）の前端（２０）が整合することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光硬化装置。
6. 導光ロッド（１８）が光ファイバを有し、それの第１の束（４０）が光源（３０）からの光を第２の光センサ（２６）に伝送し、第２の束（４２）は第２の光源（２４）からの光を第１の光センサ（３４，３６）に伝送することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光硬化装置。
7. ベースステーション（１２）上あるいはベースステーション（１２）内にハンドピース（１４）が装着された際に導光ロッド（１８）の前端（２０）が第２の光源（２４）および第２の光センサ（２６）と光学接続されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の光硬化装置。
8. ベースステーション（１２）が作動ボタン等の手動で付勢可能な操作要素を備え、それによってハンドピース（１４）と該ベースステーション（１２）との間の光学切断に際して該ハンドピース（１４）内で利用不可能な追加機能を作動可能であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の光硬化装置。
9. ベースステーション（１２）が第２の制御装置（４３）を備え、それが第１の制御装置（３２）、ひいてはハンドピース（１４）をパラメータ化し、例えば該ハンドピース（１４）の音声出力要素の音量を調節し、および／または該ハンドピース（１４）を読み取り、該ハンドピース（１４）の稼働時間を捕捉することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の光硬化装置。
10. ベースステーション（１２）内の第２の制御装置（４３）がベースステーション（１２）と光通信結合されたハンドピース（１４）を認識し、個別のハンドピース（１４）を相互に識別して互いに分離して制御することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の光硬化装置。
11. ベースステーション（１２）内の第２の制御装置（４３）がインターネット接続を備え、それを介してハンドピース（１４）および／またはベースステーション（１２）のアンチウィルスソフトウェアを更新可能にし、またベースステーション（１２）内のアンチウィルスソフトウェアが定期的に繰り返してハンドピース（１４）とベースステーション（１２）を検査することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の光硬化装置。
12. ベースステーション（１２）内の第２の制御装置（４３）によってオペレーティングシステムの更新またはハンドピース（１４）内の他のサービス機能を実行し得ることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の光硬化装置。
13. ハンドピース（１４）内の第１の制御装置（３２）がベースステーション（１２）内の第２の制御装置（４３）の権限とハンドピース（１４）のプログラム変更に関しての再確認および／または追加確認を実行して検査し、権限が欠如している場合はそれを拒絶することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の光硬化装置。
14. ベースステーション（１２）がハンドピース（１４）の電池用のワイヤレス充電機能を備えることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の光硬化装置。
15. 双方向光通信がハンドピース（１４）の主光源（３０）を介して実施され、従って４００ｎｍないし５２０ｎｍの周波数領域内、および／または主光源（３０）の波長領域よりも短波長の周辺波長領域で実施されることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載の光硬化装置。
16. 双方向光通信がＬＥＤチップによる緑色光の領域で実施され、それが青色あるいは紫外線放射する主発光チップ（３０）に対して追加機能を提供することを特徴とする請求項１５記載の光硬化装置。
17. 光源（３０）と、少なくとも１個のセンサ（３６）と、光硬化装置（１０）のハンドピース（１４）内に配置された制御装置（３２）と、該光硬化装置（１０）のベースステーション（１２）とを有してなる光硬化装置であって、該ベースステーション（１２）が該ハンドピース（１４）との双方向光通信のために第２の光源（２４）と第２の光センサ（２６）とを備え、双方向通信は、可視光線あるいは紫外線の周波数領域で、変調方式によって、一方では該光源（３０）と該センサ（３６）との間の、他方では該第２の光源（２４）と該第２の光センサ（２６）との間の光学接続によって行われることを特徴とする光硬化装置。

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