JPS6162455A - 歯科用材料の照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用可能性〉 本発明は、歯科用材料特に歯科用充填物をそのまま照射
するための照射装置に関する。

〈従来の技術〉 ドイツ実用新案第８２２８４１６号明細書には。

けい光管と、放射線により硬化させるべき歯科用充填物
にその放射出力端が向けられるようにした光学的導波管
と、けい光管からの放射線を導波管に結合するための集
光レンズとを備えた、この形式の照射装置が記載されて
いる。けい光管に適切なけい光物質を使用することによ
り、処理す入き歯科用材料に整合された厳密に制限され
た放射スペクトルが得られる。−例として、歯科用充填
材プラスチック組成物を重合させるための最も有用なス
ペクトルは、４００〜５００ｎｍの波長帯にある。比較
的短波長の紫外線放射は、一般に眼に有害なため、長波
の可視光はまぶしさのため、また赤外線放射は、歯の′
ｌ１Ｌｒ：、の有害な上昇のため、いずれも好ましくな
い。けい光管は、所望の有用なスペクトル帯域に制限で
きるので、有用帯域外特に赤外線域に多くの部分を有す
るひと続きの広い放射スペクトルを発生させる点状の放
射源例えば固体素子放射１（らせん状フィラメント）に
要求されるような、高価なろ波−冷却装置は不要になる
。

しかし、けい光管からの放射線を、小さな領域、例えば
、歯の窩洞又は光学的導波管の光入方端の領域に合焦さ
せることは、非常に困難である。前出のドイツ実用新案
による照射装置においては。

けい光管を部分的に包囲し集光レンズと向い合っている
球形キャップ状の反射器によって放射線を合焦させるこ
とが試みられている。しかし、けい光管の空間的な広が
りのため、この手段による合焦は不満足なものとなり、
全放射線のうちの大部分は利用できないため、けい光管
に固有の、電気−光学的な盲動率による利点の大部分が
失われる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的は、歯の窩洞又は光学的導波管の入力端の
ような小さな領域に、歯科用材料の処理に適したスペク
トル帯域の一様な輝度の放射線を与えるように、放射管
の放射線を、廉価でコンパクトな手段を最大限度まで利
用するようにした、歯科用材料の照射装置を提供するこ
とにある。

く問題点を解決するための手段〉 この目的のために１本発明による歯科用材料特に歯の充
填物をそのまま照射するための照射装置は、放射管と、
照射される歯科用材料に指向されるようにした出力端を
有する光学的導波管と、該放射管の放射線を受け、該光
学的導波管中に放射線を指向させるための結合手段と、
を有し、該結合手段は、該放射管を囲むスリーブを含み
、該スリーブは、透明な材料からできており、この材料
は、１よりも大きな環境に対する屈曲率を有し、該放射
管の発光スペクトルと少なくとも部分的に重なる吸収ス
ペクトルを示すけい光物質を備えている。スリーブに含
まれる１種以上のけい光物質は、それぞれの歯科用材料
の処理に適したスペクトル帯域内にけ光放射が含まれる
ように選定される。有機及び無機のけい光物質を使用し
てもよく。

単色光も混合光（例えば白色光）も発生させることがで
きる。放射管はスリーブにより完全に囲むことができる
ので、けい光を励起させるために、放射管の放射線をほ
ぼ完全に利用することができる。環境に対する屈曲率が
１、好ましくは１．４５よりも大きなスリーブ材料を用
いたことによる。全反射のため、スリーブの壁厚が十分
に小さければ、個別のけい光体粒子の等方性放射の大部
分は、スリーブ内に残留し、スリーブの端面まで円形の
ジグザグ経路に沿って、低損失で進み、その端面から送
出されるか、又は、その端面から延長している導波管中
に結合される。このようにして、スリーブ内に配置され
たけい光管の放射を最小のコストで、はぼ完全に吸収し
、その放射エネルギーを、限定された放射帯に変換し、
放射管の軸線と平行な方向に偏向させ、限定された領域
において放射エネルギーを高密度で利用可能とすること
ができる。

特に有効で簡単な構造の実施態様による照射装置は、導
波管の入力端にスリーブの一端を結合するための、収れ
んテーパー状の移行部分を含み、この移行部分は、好ま
しくは、スリーブと導波管とのどちらか一方又は両方と
一体に成形されている。

スリーブは、光効率を霞め、放射を集中させるために、
好ましくは、導波管に結合された先端に向って厚さが減
少するように成形され、スリーブの他の先端は、銀めっ
きされている。

けい光物質は、スリーブ自身の材料中に合体させること
ができる。別の方法として、けい光物質は、スリーブの
内面と外面とのどちらか一方又は両方に配された被膜中
に合体させてもよく、これによって、スリーブ自身を完
全に透明にし、従って放射線をその軸方向に最小の損失
で運びうるという利点が得られる。

本発明の別の好ましい実施態様によれば、けい光物質の
発光スペクトル帯域とその吸収スペクトル帯域との重な
りが２５％よりも少ないように、けい光物質を選定する
。これによって、再吸収による放射損失がさけられる。

前記スリーブを第２のスリーブで囲むことによって効率
が更に改善される。この第２のスリーブでも、導波管に
結合され、第１のスリーブにより放出された放射線を吸
収するけい光物質を含有している。そのため、第１のス
リーブの内部に完全には反射されなかった放射部分も、
第２スリーブによって集光され、けい光放射を励起させ
るために再使用される。

放射装置の実用上特に有用な１本発明の更に別の実施態
様は、その両方の脚部がスリーブによって囲まれたＵ字
形の放射管と、この放射管に電気的エネルギーを供給す
るための蓄電池とを備えている。

〈実施例〉 第１図に示した照射装置は、だ円形の断面のスリーブ１
１によって囲まれたＵ字形のけい光管１０を備えている
。スリーブ１１の軸方向の後方端は、真空蒸着層１２を
有し、他端即ち前方端は、移行部分１３によって、光学
的導波管１５の入力端１４に連結されている。この入力
端１４は、けい光管１０の軸方向の延長部分をなしてい
る。導波管１５の出力端１６は、照射個所１例えば患者
の口腔内の歯の窩洞のプラスチック充填物に向けられる
ようになっている。けい光管１０の端子ピンは、基部１
７内に挿入してあり、この基部には、けい光管１０を作
動させるための電気回路も収容することができる。これ
までに説明した構造は、円形又はだ円形の断面の細長い
ケーシング１８によって囲まれ、ケーシング１８の後部
端からは、電源ユニット１９に接続するためのケーブル
が引出されている。導波管１５の前方端は、ケーシング
１８から突出しており、導波管１５の外側には、衛生上
の理由から、また干渉光が横方向から漏れるのを防ぐた
めに、取外し自在なカバー（図示しない）を配設しても
よい。ケーシング１８の外面には、スイッチ−セット要
素２０が配設されている。

スリーブ１１は、透明な材料、例えばガラス又はプラス
チック、特にポリメタクリル酸メチルか゛　らできてい
る。周囲空気に対する屈折率が１よりも大きなこの材料
には、その１つの粒子を第２Ａ。

２Ｂ図の説明図に示したけい光染料がドープされている
。けい光管１０からの放射線が染料の粒子２５に衝突す
ると、この粒子は刺激され、けい光を発生する。このけ
い光中心から発生する等方性放射線のうち３本のビーム
２６，２７．２８が第２Ａ図に示され、そのうちのビー
ム２６は、前方に進み、スリーブ１１の外面に、そこで
全反射を受けるような角度で到達、シ、その後は、スリ
ーブ１１の右側端に向って、第２Ａ、２Ｂ図に略示した
ように、円形のジグザグ状の光路に沿って進む。

第２のビーム２７は、後向きに、スリーブ１１の外面に
成る傾斜で入射し、スリーブ１１の後方端に向って同様
の円形のジグザグの径路に沿って進む。第３のビーム２
８は、反射を受けることなく。

漏れ放射線としてスリーブ１１から送出されるような、
急峻な角度で、スリーブ１１の外面に到達する。スリー
ブ１１内に残留する全けい光放射に対する全反射部分の
割合Ｔは、近似的に、式％式％） によって示され、ここにΩは、スリーブ材料の屈曲率で
ある。ポリメタクリル酸メチルの屈曲率ｎ；；１．４９
とすると、Ｔ　；０．７５となり、即ち漏れ損失は、約
２５％に等しくなる。

スリーブ１１は、その内部にあるけい光管１０によって
発生した放射線をほぼ完全に吸収し、成る限定されたス
ペクトルの放射線をけい光放射として発生させることが
でき、このけい光の主要部分は、けい光管１０の発生方
向とほぼ直角に、けい光管１０の軸方向に心かれ、スリ
ーブ１１の端面からＮｔｉ度で送出される。このことは
、紫外線。

可視光線及び赤外線の全スペクトル範囲に対して成立ち
、短い波長から同一の波長又はより長波長への変換が常
に行なわれる。好ましくは、吸収スペクトル及び発光ス
ペクトルの重なり合う範囲を狭く、特に２５％よりも少
なくして、再吸収による損失がさけられるように、けい
光染料を選定する。

前述した目的のために好適な蛍光染料は１例えばドイツ
公開特許公報第３００１８５７号及び第３２３５５２６
号に記載されている。

第２図に示した実施例では、蛍光染料の粒子は。

スリーブ１１の材料中に埋込まれているものと想定され
ているが、けい光管１０により発生した放射線の同一の
変換−偏向作用は、第３図に示したように、けい光染料
をドープした透明材料の薄い被膜２９をスリーブ１１の
内側壁と外側壁とのどちらか一方又は両方に塗布するこ
とによっても得られる。この場合には、スリーブ１１は
、ドープされない透明材料からできている。

スリーブ１１の端面の放射線密度は、その壁厚に依存す
る。第４図に示した変形実施例によれば。

スリーブ１１′は、後方端即ち図において左側端から０
８方端即ち図において右側端に向って厚さが減少するよ
うに、わずかにテーパー状になっている。そのため、ス
リーブ１１′の右側端の放射線密度を高くすることが可
能となる６第４図には、スリーブ１１′の後方端の蒸着
層１２（銀又はアルミニウムの＝　Ｅ　層でもよい）も
図示されている。

そのため、後方に向けられたけい光は反射されるので、
前方端に出力さ、れる放射線は増幅される。

スリーブ１１′の前方端面において利用可能な放射線の
合焦は、収れんテーパー状の移行部分１３を該前方端面
に付加することによって得られ、この移行部分は、スリ
ーブ１１′の環状断面域を、例えば閉ざされた円形断面
域に結合させる。第５図に示した円錐角αが十分に小さ
ければ、この移行部分においての放射線の偏向には特に
問題はない。

好ましくは、移行部分１３は、少なくともこの移行部分
においてスリーブ１１′に発生したけい光の再吸収を防
止するために、ドープされてない材料からできている。

移行部分１３は、スリーブ１１と一体的に成形してもよ
い。別の方法として、移行部分１３を放射線透過性の別
の材料から作製し、スリーブ１１に嵌合させてもよい。

この場合には、スリーブ１１の送出面３０は、好ましく
は、ドープされてない移行部分１３への光線の結合度を
富めるために、凸面の曲率を僅えたものとする。

スリーブ１１は、前述したように、カラス又はプラスチ
ック材料、特にポリメタクリル酸メチルからできていて
もよい。スリーブ１１についてプラスチック材料を用い
ることは、短波長例えば４００ｎｍよりも低い波長の放
射線を発生させるけい光管の場合にも可能となるが、そ
れは、短波長域の透過量の少ないプラスチック材料にお
いては、この放射線は、けい光染料の粒子により吸収さ
れるまでの走行距雛が短く、その一方では、より長波長
のけい光は、はとんど損失なしに、プラスチック材料の
内部を通って進みうることによる。

第６図に示した変形実施例によれば、第２の外側スリー
ブ３１により内側スリーブ１１を囲んだことによって、
光学的効率が大きく改善される。

内側スリーブ１１は、けい光管１０からの放射線を吸収
してより高いスペクトル帯域Ｆ域のけい光を発生させる
ことのできる染料によりドープされており、外側スリー
ブ３１は、内側スリーブ１１によって発生したけい光の
スペクトル帯域の放射を吸収して更に高い波長帯のけい
光を発生させることのできる染料によりドープされてい
る。このように内側スリーブ１１のスリーブ＋Ｊ料とし
てポリメタクリル酸メチルを使用することによる２５％
の漏れ放射線は、第２のスリーブ３１によって相当な程
度までけい光放射に再変換され、このけい光放射の約７
５％が再び軸方向に導かれる。スリーブ１１．３１の放
射線は、移行部分１３の入口面のところで結合され混合
される。

第１図に示した光学的導波管１５は、移行部分１３の光
送出端に入力端１４が結合された別個の要素とすること
ができろ、波型の導波管又は光フチイバーによる導波管
を用いることができる。別の方法として、移行部分１３
と一体的に、光学的導波管１５を形成してもよい。

第２Ａ図から第６図までには、真直なけい光管１０が概
略的に示され、この形状のけい光管１０を用いた場合に
は、全体の構造の断面は円形となろう。このけい光管は
、両端に電気端子を必要とし、電力は、けい光管１０と
スリーブ１１との間のスペース内において、又は移行部
分１３を通って、前方の端子に供給される。これに対し
、第１図に示したＵ字形のけい光管１ｏの場合には、大
きさがよりコンパクトになり、後部端からのみのけい光
管１０への電力の供給が簡略化される。

前述した基本的な構造によって、光学的な高効率が達せ
られるため、比較的低電力入力で歯科充填組成物の重合
にとって有用な狭いスペクトル帯域において歯科充填組
成物を照射するに足る高放射密度が導波管１５の出力端
１６において得られる。そのため、高価な冷却−Ｐ波手
段を割太し、照射装置全体を手もち式の小形軽量のユニ
ットとして作りこむことができる。

次に作用について説明すると、光学的導波管１５の出力
端１６を照射しようとする場所に向ける。

けい光管１０のスイッチ−セット要素２０によってけい
光管１０を励起する。けい光管１０の点灯期間は、点灯
期間の終了後にランプが自動的にスイッチオフされるよ
うに、回路により予め定めることができる。図示しない
別のスイッチを用いて照射装置をスタンドバイモードに
動作させ、このモードではけい光管１０に比較的低い子
鹿熱電流が供給されることより、スイッチ−セット要素
２０を操作した時にランプがその全放射効率に直ちにス
イッチされるようにする。

−けい光管１０は、第１−図に示すように、別個の電源
ユニット１９（電源変圧器又は電池としうる）から、電
気コードを介し給電される。その代りに、ケーシング１
８の後部室に電池を一配装してもよく、その場合には、
第１図に図示したものに比較してケーシング１８を後方
に延長させる。更に別の変形例として、同様に延長させ
たケーシング中に蓄電池を収納し、ケーシングにコネク
ターを接続し、コネクターは、照射装置のスタンドバイ
モードにおいて、ｆ！源ユニット１９の対応したソケッ
トに差込む、これらの２つの変形例の利点は、照射ユニ
ットの実際の作動部分がケーブルをもたないため、この
作動部分を自由に操作しうろことにある。

前述した実施例においては、可視域において通常発光す
るけい光管２０として放射管を説明したが、例えば紫外
光域において発光する他の放射管又は管状の゛ランプ例
えば軸方向に細長い形状とした白熱ランプを用いても差
支えない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、歯科材料の照射装置を示す概略的な縦断面図
、第２Ａ、２Ｂ、３〜６図は、第１図に示した照射装置
の種々の特徴及び変形を示す説明図である。 １０・・けい光管、１１．１１’　　・・スリーブ、１
５・・光学的導波管、１６・・出力端、２５・・粒子（
けい光物質）。 特許出願人　　ニー・ニス・ぺ−・ニー・ファブリーク
・ファーマツオイテイッヒ エル・プレパラーテ・ゲー・エム・ べ１．ハ。 代理人弁理士　　兼　　坂　　　　　眞酒　　井　　　
　　　− 兼　　坂　　　　　　繁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）歯科用材料をそのまま照射する装置であって、放射
   管と、 照射される歯科用材料に指向されるようにした出力端を
   備えた光学的導波管と、 該放射管の放射線を受け、該光学的導波管中に放射線を
   指向させるための結合手段と、 を有し、 該結合手段は、該放射管を囲むスリーブを含み、該スリ
   ーブは、透明な材料からできており、この材料は、１よ
   りも大きな環境に対する屈折率を有し、該放射管の発光
   スペクトルと少なくとも部分的に重なる吸収スペクトル
   を示すけい光物質を備えていることを特徴とする歯科用
   材料の照射装置。 ２）前記スリーブの一端を収れんテーパー状の移行部分
   により導波管の入力端に結合させた特許請求の範囲第１
   項記載の歯科用材料の照射装置。 ３）前記移行部分を前記スリーブと導波管との少なくと
   もどちらか一方と一体的に成形した特許請求の範囲第２
   項記載の歯科用材料の照射装置。 ４）前記スリーブの他端を反射性とした特許請求の範囲
   第２項記載の歯科用材料の照射装置。 ５）前記スリーブの厚さを前記一端に向って減少させた
   特許請求の範囲第２項記載の歯科用材料の照射装置。 ６）前記スリーブをガラス製とした特許請求の範囲第１
   項記載の歯科用材料の照射装置。 ７）前記スリーブをポリアクリル酸メチル製とした特許
   請求の範囲第１項記載の歯科用材料の照射装置。 ８）前記けい光物質をスリーブ材料中に埋込んだ特許請
   求の範囲第１項記載の歯科用材料の照射装置。 ９）前記けい光物質を前記スリーブの内面と外面とのう
   ち少なくとも一方のものの被膜中に埋込んだ特許請求の
   範囲第１項記載の歯科用材料の照射装置。 １０）発光スペクトルと吸収スペクトルとの重なりが２
   ５％よりも少ないようにけい光物質を選定した特許請求
   の範囲第１項記載の歯科用材料の照射装置。 １１）前記スリーブを囲む第２のスリーブを有し、該第
   ２のスリーブも該導波管に結合され、前記スリーブから
   の放射線を吸収するけい光物質を備えている特許請求の
   範囲第１項記載の歯科用材料の照射装置。 １２）前記放射管を、２つの脚部をもったＵ字形とし、
   該スリーブがこれらの脚部を囲むようにした特許請求の
   範囲第１項記載の歯科用材料の照射装置。 １３）前記放射管に電気エネルギーを供給するための蓄
   電池を有する特許請求の範囲第１項記載の歯科用材料の
   照射装置。 １４）前記放射管をけい光管とした特許請求の範囲第１
   項記載の歯科用材料の照射装置。