本公開涉及牙科固化燈，并且更特別地涉及來自牙科固化燈的光的受控遞送。

背景技術(shù)：

隨著用于二類修復(fù)牙科學(xué)的光固化復(fù)合化合物的引入和隨后的市場(chǎng)滲透，在結(jié)構(gòu)質(zhì)量、自然外觀和修復(fù)性牙科工作的持久性方面都取得了重大成就。然而，同時(shí)，牙科醫(yī)生遇到了新的難題。不同于較老的傳統(tǒng)汞合金充填物，一旦復(fù)合填充物被成功地放置和成形，牙科醫(yī)生就仍沒有完成。在努力完全地聚合該化合物并嘗試確保無問題放置時(shí)，牙科醫(yī)生將利用規(guī)定波長(zhǎng)的強(qiáng)光來固化該化合物。被用來實(shí)現(xiàn)該功能的大多數(shù)早期固化燈利用基于鹵素的白熾燈作為光源。該技術(shù)簡(jiǎn)單并相對(duì)負(fù)擔(dān)得起，但是它有點(diǎn)“能量渴求”，并且在該燈和要被治療的牙齒二者處產(chǎn)生高度廢熱。在光學(xué)上過濾實(shí)際上被遞送至牙齒的能量的波長(zhǎng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)顯著減少了對(duì)牙齒的不必要加熱。這是有幫助的改進(jìn)，因?yàn)橛糜谝鸫蠖鄶?shù)修復(fù)性化合物的交叉聚合的常規(guī)光活化劑僅利用一部分藍(lán)色光譜。通過過濾掉被遞送至牙齒的光的許多綠色、紅色和紅外線部分，帶來了朝向消除只不過是在牙齒處產(chǎn)生“廢熱”的大部分不需要波長(zhǎng)的進(jìn)步。利用光固化復(fù)合的牙齒修復(fù)的典型固化時(shí)間在20秒到60秒的范圍中。

于是，在20世紀(jì)90年代中后期，出現(xiàn)了藍(lán)色高亮度led，并且此后不久，興起了藍(lán)色led固化棒。在450到485納米波長(zhǎng)范圍中發(fā)射光的藍(lán)色led（至少在光譜上）非常適合于牙科復(fù)合物的固化。在若干年中（進(jìn)入了新千年）新的藍(lán)色led的功率容量和定價(jià)是限制因素。然而，不久之后，提供可靠200-300mw/cm²（每平方厘米毫瓦）的led固化棒就在技術(shù)上可行并可商購。這允許引入小的手持電池操作的固化燈，類似于它們的較老的基于繩的基鹵素前身，它可以執(zhí)行20-60秒復(fù)合物固化時(shí)間。

常規(guī)led固化棒已經(jīng)顯著進(jìn)步超越了最初藍(lán)色led固化棒的能力。現(xiàn)在存在能夠產(chǎn)生超出它們的前身功率10倍的手持電池操作的固化燈（許多在3,200mw/cm2或更多，并且一些現(xiàn)在高達(dá)8,000mw/cm²）。這導(dǎo)致在理論上固化燈可以通過在小于十分之一的時(shí)間內(nèi)向目標(biāo)遞送光學(xué)能量總量（通常以焦耳測(cè)得）來在僅僅1到3秒內(nèi)固化復(fù)合物放置。然而，這些優(yōu)點(diǎn)不是沒有消極面。

一些常規(guī)牙科光棒利用用于測(cè)試光學(xué)輸出的裝置來操作，諸如在充電器的基礎(chǔ)上。然而，不存在合并到此類牙科光棒自身中的反饋機(jī)構(gòu)。

常規(guī)的基于led的固化燈已有進(jìn)展以解決過去許多年內(nèi)關(guān)于無繩操作、用戶人機(jī)工程學(xué)、數(shù)字控制的曝光時(shí)間以及更高得多的光學(xué)功率可用性的若干關(guān)注問題。然而，這些改進(jìn)幾乎沒有對(duì)消除經(jīng)常阻礙安全、可重復(fù)和可靠化合物固化的許多起因或問題（諸如用戶差異）起到作用。并且，在一些方面中，最近的固化燈的顯著較高的功率級(jí)已允許更頻繁地過度曝光，這會(huì)影響實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的安全且可重復(fù)且可靠化合物固化的能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種用于將光能量施加于光可固化目標(biāo)的儀器。該儀器可包括能夠向目標(biāo)輸出光能量的光源，在這里該光源是可控的以改變被輸出的光能量。該儀器可包括：用于感測(cè)光能量特性的光傳感器；和可操作耦合至該光傳感器的光學(xué)反饋路徑。該光學(xué)反饋路徑可被安置成將從目標(biāo)反射回來的光引導(dǎo)至光傳感器，在這里該光傳感器被配置成感測(cè)關(guān)于從目標(biāo)反射回來的光的光能量特性。該儀器可進(jìn)一步包括可操作耦合至光傳感器和光源的控制器。該控制器可被配置成基于由光傳感器感測(cè)到的光能量特性來改變光源的操作特性以調(diào)整從光源輸出的光能量。

在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)傳感器以及相關(guān)元件形成閉環(huán)led固化棒，其以比常規(guī)固化儀器更大得多的精度管理被遞送至牙齒處的復(fù)合修復(fù)物的能量的量。根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的儀器不會(huì)通過測(cè)量在基于led的棒中產(chǎn)生的光能量的量來控制被遞送能量的量，而是通過實(shí)時(shí)測(cè)量在任何給定時(shí)刻實(shí)際撞擊牙齒修復(fù)的目標(biāo)表面的光的部分并且然后管理施加于該儀器內(nèi)led源的電功率以驅(qū)動(dòng)至目標(biāo)牙齒表面處的期望輻照度級(jí)來控制的。這樣做，可以實(shí)現(xiàn)光固化曝光的增強(qiáng)質(zhì)量和增強(qiáng)安全性二者。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于固化光可固化材料的固化儀器可包括光源、光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路、控制器、光學(xué)反饋傳感器和光傳感器中的至少一個(gè)。該光源可被配置成生成用以固化該光可固化材料的光能量，并將要被遞送的光能量的照明光束提供給該光可固化材料。該光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路可被配置成向光源提供功率信號(hào)以生成光能量，在這里該光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路被配置成改變功率信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)操作特性以改變來自光源的光能量的輸出。該控制器被配置成控制該光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路的操作以控制來自光源的光能量的生成，并且該光學(xué)反饋傳感器可被布置成收集從該光可固化材料反射的光。該光學(xué)反饋傳感器可包括具有被指引到該光可固化材料的光學(xué)感測(cè)路徑的光輸入端，在這里該光輸入端的光學(xué)感測(cè)路徑被從光源生成的照明光束包圍?？蛇x地，該光輸入端可對(duì)應(yīng)于根據(jù)側(cè)射式（side-fire）配置構(gòu)造的光纖元件的遠(yuǎn)端，以使得光學(xué)感測(cè)路徑相對(duì)于光纖的中心軸成基本90°。該遠(yuǎn)端可關(guān)于照明光束來定位以使得大體上避免照明光束的遮蔽。

光傳感器可被光學(xué)耦合至光學(xué)反饋傳感器的光輸入端，并且可被配置成基于由光輸入端收集的光來生成光學(xué)傳感器反饋信號(hào)?；谠摴鈱W(xué)傳感器反饋信號(hào)，該固化儀器的控制器可指示光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路以改變來自光源的光能量的輸出。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的一種制造方法可包括：從光學(xué)反饋傳感器的光輸入端發(fā)射光以及從光源發(fā)射光。該方法可包括將來自光輸入端的輸出光束與光源的照明光束進(jìn)行比較以便促進(jìn)輸出光束與照明光束的對(duì)準(zhǔn)（例如將輸出光束和照明光束同軸對(duì)準(zhǔn)）。在其中光輸入端是側(cè)射式構(gòu)造的實(shí)施例中，光學(xué)反饋傳感器可被旋轉(zhuǎn)并且橫向移動(dòng)到使得輸出光束與照明光束同軸對(duì)準(zhǔn)的位置。在實(shí)現(xiàn)同軸對(duì)準(zhǔn)之后，光學(xué)反饋傳感器的至少一部分可被粘貼到固化儀器的靜止部件（諸如耦合至光源的透鏡），以便基本上防止光輸入端相對(duì)于光源的移動(dòng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種操作固化燈以固化光可固化材料的方法可包括以下步驟中的至少一個(gè)：從光源生成光能量，朝向該光可固化材料的目標(biāo)表面指引該光能量，基于從目標(biāo)表面反射的感測(cè)光來生成光學(xué)傳感器反饋信號(hào)，以及基于該光學(xué)傳感器反饋信號(hào)來調(diào)整來自光源的光能量的輸出。

該操作方法可進(jìn)一步包括以下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)：迭代地計(jì)算施加于目標(biāo)表面的光能量的量，確定光能量的量是否與固化操作分布圖一致，以及確定被指引至目標(biāo)表面的光能量總量是否與用于固化光可固化材料的規(guī)定光能量的量一致。

本文描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)可能避免對(duì)光能量的過度曝光（這會(huì)導(dǎo)致熱組織損傷）的潛在危險(xiǎn)和潛在疼痛機(jī)會(huì)的真實(shí)且有效構(gòu)造。以這種方式，可在避免雙重或三重曝光的常規(guī)方法的同時(shí)使用更強(qiáng)大的固化儀器。閉環(huán)led固化燈方法可消除浪費(fèi)時(shí)間并且同時(shí)潛在地消除與高功率固化燈關(guān)聯(lián)的可能不利影響。

將通過參考當(dāng)前實(shí)施例的描述以及附圖來更全面地理解和認(rèn)識(shí)本公開的這些和其他目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)和特征。

在詳細(xì)解釋本發(fā)明的實(shí)施例之前，要理解本發(fā)明不限于操作的細(xì)節(jié)或者下面的描述中闡述的或附圖中圖示的部件的構(gòu)造和布置的細(xì)節(jié)?？稍诟鞣N其他實(shí)施例中實(shí)施本發(fā)明并且可以以本文沒有明確公開的備選方式來實(shí)踐或?qū)嵤┍景l(fā)明。而且，要理解本文所使用的用語和術(shù)語是為了描述目的并且不應(yīng)該被視為限制。“包括”和“包含”以及其變體的使用意指涵蓋在下文中列出的條目及其等同物，以及附加條目及其等同物。此外，可在各種實(shí)施例的描述中使用列舉。除非以其他方式明確闡述，列舉的使用不應(yīng)該被解釋為將本發(fā)明限于任何具體順序或數(shù)目的部件。也不應(yīng)該將列舉的使用解釋為從本發(fā)明的范圍排除可能與所列舉的步驟或部件組合或組合到其中的任何附加步驟或部件。

附圖說明

圖1描繪根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的固化儀器。

圖2示出圖1的牙科固化儀器的代表性視圖。

圖3示出圖1的牙科固化儀器的光施加構(gòu)件的局部剖面和暴露視圖。

圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的操作固化儀器的方法。

圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的操作固化儀器的方法。

圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的操作固化儀器的方法。

具體實(shí)施方式

在圖1-2中示出一種用于在固化期間向復(fù)合材料提供光的固化儀器并且通常將其指定為100。該固化儀器100可被用來固化光激活的復(fù)合材料，諸如通過將單體聚合到耐用聚合物中。該固化儀器100可以是獨(dú)立的設(shè)備（諸如具有電池電源的便攜式手持棒）或具有固化儀器100繩系到并從其接收功率的基本單元的固化系統(tǒng)的部件。各種各樣的領(lǐng)域都可受益于該固化儀器100，包括例如牙科和醫(yī)療領(lǐng)域。為了公開的目的，該固化儀器100被描述為用于結(jié)合固化具有光引發(fā)劑的復(fù)合材料結(jié)合使用的牙科固化儀器，該光引發(fā)劑吸收特定波長(zhǎng)的光并促使包括在復(fù)合材料中的單體聚合到聚合物中。然而，應(yīng)該理解，本公開不限于作為牙科固化儀器的固化儀器或者限于與牙科復(fù)合材料一起使用，而是任何固化施加可受益于該固化儀器，并且任何類型的光可固化材料可結(jié)合該固化儀器來使用，包括透明、半透明和不透明可固化材料。

在圖1-2中的圖示實(shí)施例中，固化儀器100可包括光施加構(gòu)件20、操作員接口12和操作員反饋元件14。在使用中，操作員可經(jīng)由操作員接口12（例如開始按鈕“s”）激活固化儀器100以發(fā)起復(fù)合材料（未示出）的固化操作。在激活之后，該固化儀器100可生成光并通過施加構(gòu)件20的光通道來發(fā)射光。操作員可將光施加構(gòu)件20定位成使得光通道朝向復(fù)合材料指引光以便影響其固化。

操作員接口12可諸如通過選擇輸入（例如模式按鈕“m”）來實(shí)現(xiàn)對(duì)如本文所述的固化儀器100的一個(gè)或多個(gè)設(shè)置或模式的操作員選擇。例如，操作員接口12可實(shí)現(xiàn)期望固化或曝光時(shí)間、期望功率輸出、操作或遞送模式以及接通/斷開觸發(fā)中的一個(gè)或多個(gè)的操作員選擇?？山?jīng)由操作員反饋元件14來識(shí)別被操作員選擇的一個(gè)或多個(gè)設(shè)置或模式，該操作員反饋元件14可包括一個(gè)或多個(gè)led或顯示器、或其組合。利用操作員反饋元件14，可通知操作員或使操作員知道固化儀器100的操作設(shè)置或模式。在一個(gè)實(shí)施例中，該操作員反饋元件14可包括lcd或led顯示器形式的顯示器。

該固化儀器100可被配置成基于來自光學(xué)傳感器的反饋來控制光從光源的發(fā)射。在這些情況下，來自光源的輸出可被嚴(yán)格管理以考慮電池充電中的變化、led壽命和其他相關(guān)系統(tǒng)部件變化、或其組合，以努力實(shí)現(xiàn)來自光源的光或功率輸出的一致生成。然而，即使在這樣的管理的情況下，也可能在將期望光級(jí)或功率輸出遞送在預(yù)期目標(biāo)（例如復(fù)合材料）處時(shí)發(fā)生偏離。固化儀器100“之外”的許多因素都會(huì)影響光遞送，包括各種各樣的操作員誤差，諸如固化儀器100的尖端或光輸出端的污染）、或在固化期間固化儀器100和目標(biāo)表面（例如牙齒表面）的光輸出之間的距離和角度變化。這些和其他外部因素可顯著影響實(shí)際上使得多少光學(xué)能量到達(dá)預(yù)期或目標(biāo)表面。固化儀器100可被配置成利用光學(xué)反饋來調(diào)整光輸出以便顯著降低或消除外部誤差源的影響，該外部誤差源常常可以是使得多少光學(xué)能量到達(dá)目標(biāo)表面的一個(gè)或多個(gè)主要因素。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的固化儀器100可感測(cè)指示實(shí)際上使得光到達(dá)目標(biāo)表面的光量的一個(gè)或多個(gè)特性，該目標(biāo)表面包括復(fù)合材料，諸如被用于固化的目標(biāo)的化合物修復(fù)劑。基于該一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，固化儀器100可使光源向上或向下輸出“節(jié)流”，以實(shí)現(xiàn)被遞送至目標(biāo)表面的目標(biāo)輻照度功率（mw/cm²）和總能量（焦耳/cm²）。

換言之，該固化儀器100可被配置成控制施加于預(yù)期目標(biāo)的光學(xué)能量總量（焦耳），并且這樣做可控制在曝光時(shí)間期間施加于目標(biāo)的功率（mw/cm²）的速率，以避免超過光學(xué)能量的目標(biāo)級(jí)?？梢砸愿鞣N各樣的方式來實(shí)現(xiàn)基于光學(xué)反饋對(duì)光學(xué)能量輸出的控制。為了公開的目的，本公開包括對(duì)可固化材料實(shí)施這種基于控制的光遞送的若干實(shí)施例。然而，應(yīng)該理解本公開不限于本文描述的具體構(gòu)造和實(shí)施例，并且設(shè)想基本上任何受控的固化儀器。

在圖2的圖示實(shí)施例中，該固化儀器100可包括控制器10（例如低端嵌入式控制器）、光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22、光源24、光學(xué)反饋電路26、和光學(xué)反饋傳感器28。該光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22可控制至光源24的功率的供應(yīng)以生成可經(jīng)由光施加構(gòu)件20傳送至目標(biāo)表面的光。例如，光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22可包括受控驅(qū)動(dòng)電路，其從電源（例如固化儀器100的電池）接收功率，并且根據(jù)一個(gè)或多個(gè)操作特性（諸如電壓量值或電流量值、或這二者）將該功率作為功率信號(hào)提供給光源24。響應(yīng)于功率的接收，光源24可生成可以被指引至目標(biāo)表面以用于固化操作的光。在所圖示的實(shí)施例中光源24主要是紫外線（uv）光源（諸如uv發(fā)光二極管（led）），但是它可被不同地配置，包括被配置成主要輸出紅外光。應(yīng)該進(jìn)一步理解到，所圖示的實(shí)施例的光源24（盡管主要是一種類型的光源（例如uv））還可發(fā)射波長(zhǎng)不同于主要光類型的波長(zhǎng)的光。例如，來自u(píng)vled的主要光輸出是uv光，但是uvled還可發(fā)射可見光譜或紅外光譜中的光，或兩者，連同uv光。

在一個(gè)實(shí)施例中該固化儀器100的控制器10可包括算法計(jì)算求解元件或控制器模塊（諸如并入控制器10中的共享計(jì)算模塊），從而形成控制光輸出和潛在附加儀器功能的嵌入式控制系統(tǒng)。可選地，該模塊可與控制器10分開并且被并入連同控制器10一起形成用于固化儀器100的控制系統(tǒng)的至少一部分的另一硬件模塊中。

如本文所提到的，可通過光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22來進(jìn)行對(duì)來自光源24的光的生成的控制，該光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22也被稱為led功率控制元件但不限于此。在所圖示的實(shí)施例中，該控制器10可被耦合至光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22并控制其的操作。該光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22的一個(gè)或多個(gè)操作特性的控制級(jí)可至少部分由控制器10來管制以影響提供給光源的功率信號(hào)并影響其光輸出。例如，該控制器10可向光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22提供控制信號(hào)或控制信息以便根據(jù)目標(biāo)操作特性來向光源24提供功率。從控制器10提供的控制信號(hào)或控制信息可以是動(dòng)態(tài)的，以使得在固化操作期間該控制信號(hào)或控制信息可改變以影響目標(biāo)操作特性中的變化。在一個(gè)實(shí)施例中，該光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22可利用反饋電路來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)操作特性。例如，該光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22可包括電流傳感器，其感測(cè)供應(yīng)給光源24的電流，并且光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22可基于所感測(cè)到的電流來調(diào)整操作以將所供應(yīng)的電流變成與目標(biāo)供應(yīng)電流的更接近對(duì)準(zhǔn)。附加地或備選地，該控制器10可基于所感測(cè)到的與光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22在向光源24供應(yīng)功率時(shí)的操作有關(guān)的信息來指引光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22的操作，包括例如基于目標(biāo)電流和所感測(cè)到的操作電流之間的偏離來調(diào)整一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)操作特性，諸如占空比。

該光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22可包括接通/斷開光源24并在使用期間管理功率輸出的電路。該光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22可接收來自控制器10的輸入以控制光源24的輸出。該光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22可包括以僅僅接通或斷開或者選擇兩個(gè)或三個(gè)預(yù)置功率級(jí)中的一個(gè)的更高分辨率來管理光源24的輸出功率的能力。例如，該光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22可控制一個(gè)或多個(gè)操作特性，其包括例如控制施加于光源24的功率的占空比以控制輸出功率的量。作為另一示例，該光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22可控制施加于光源24的功率的振幅或干線電壓或這二者以影響并控制輸出功率。在一些情況下，該光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22可由控制器10來控制以實(shí)現(xiàn)“傾斜”曝光分布圖（profile）、或者在固化操作的過程中改變的曝光分布圖或操作分布圖而不是被配置成將基本恒定的光能量的量供應(yīng)給目標(biāo)表面的分布圖。例如，固化儀器100可改變光源24的輸出級(jí)以實(shí)現(xiàn)光能量到目標(biāo)表面的受控供應(yīng)（利用自適應(yīng)曝光分布圖），可在固化操作的過程中偏移或改變光源24的目標(biāo)輸出級(jí)，同時(shí)控制器10根據(jù)在固化操作中固化分布圖的給定時(shí)間的目標(biāo)輸出級(jí)來控制到光源24的功率供應(yīng)。作為一個(gè)示例，該固化儀器100可在固化操作的開始時(shí)段期間將較大量的光能量供應(yīng)給目標(biāo)表面，并且在固化操作的稍后時(shí)段期間供應(yīng)較少量的光能量。

該固化儀器100的控制器10可基于從光學(xué)反饋傳感器28獲得的反饋來控制光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22。此類基于光學(xué)反饋的控制可結(jié)合本文所述的任意控制方法來實(shí)施，包括例如基于來自光學(xué)反饋傳感器28的反饋來控制一個(gè)或多個(gè)操作特性以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)光學(xué)輸出。在圖2所圖示的實(shí)施例中，該固化儀器100可包括光學(xué)反饋傳感器28，其被配置成感測(cè)從來自光源24的光被指引至的目標(biāo)表面反射的光，并且包括被配置成將光或光的特性引導(dǎo)至光學(xué)反饋電路26的光學(xué)反饋路徑?；趤碜怨鈱W(xué)反饋傳感器28的光學(xué)反饋，該光學(xué)反饋電路26可生成指示所感測(cè)到的光的光學(xué)傳感器反饋信號(hào)并且將該光學(xué)傳感器反饋信號(hào)提供給控制器10。通過分析該光學(xué)傳感器反饋信號(hào)，該控制器10可動(dòng)態(tài)改變提供給光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22的控制信號(hào)或控制指令，由此基于所感測(cè)到的從目標(biāo)表面反射的光來動(dòng)態(tài)調(diào)整光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22的一個(gè)或多個(gè)操作特性以及來自光源24的輸出。附加地或備選地，該控制器10可基于光學(xué)傳感器反饋信號(hào)來確定與光的遞送有關(guān)的一個(gè)或多個(gè)定時(shí)方面，并且動(dòng)態(tài)計(jì)算用于將光施加于目標(biāo)表面的持續(xù)時(shí)間。例如，基于光學(xué)傳感器反饋信號(hào)，該控制器10可確定遞送給目標(biāo)表面的光能量的量或給定時(shí)間量，并且指示或命令光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22響應(yīng)于所遞送的光能量的量達(dá)到或超過閾值來終止遞送光能量。

根據(jù)所圖示的實(shí)施例的固化儀器100可包括光學(xué)反饋電路26中的光傳感器元件，其經(jīng)由光學(xué)反饋傳感器28的光學(xué)反饋路徑接收光或其特性。固化儀器100的該光傳感器元件可被定位為以便系統(tǒng)地連接至控制器10，以使得可基于所感測(cè)到的光來控制來自光源24的光的輸出。該光學(xué)反饋電路26的光傳感器元件可以是光電二極管，其對(duì)光的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)（諸如與uv輻照相對(duì)應(yīng)的光的光譜）敏感。應(yīng)該理解，任何類型的光傳感器元件可合并光學(xué)反饋電路26，并且光傳感器元件可對(duì)光的多于一個(gè)光譜敏感。被控制器10接收到的光學(xué)傳感器反饋信號(hào)可以是來自光學(xué)反饋電路26的模擬信號(hào)。該控制器10可被配置成將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息以用于本文所述的進(jìn)一步處理。附加地或備選地，由光學(xué)反饋電路26提供的光學(xué)傳感器反饋信號(hào)可以是表示與被光學(xué)反饋電路26的光傳感器元件感測(cè)到的反射光有關(guān)的信息或數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)。

作為光傳感器元件的備選或除了光傳感器元件之外，固化儀器100可利用位于牙齒的目標(biāo)表面處或基本上靠近該目標(biāo)表面的光和/或熱傳感器。該配置可提供到牙齒的能量的受控遞送的增強(qiáng)準(zhǔn)確度。該配置還可與較少的校準(zhǔn)一起使用。

在固化儀器100的一個(gè)實(shí)施例中，該光學(xué)反饋傳感器28可用來優(yōu)選收集光的從要被治療的區(qū)域（例如復(fù)合材料）的預(yù)期目標(biāo)區(qū)域的表面反射離開的某一部分，并且還可用來將該光遞送至光學(xué)反饋電路26的光傳感器元件以用于量化。光學(xué)反饋傳感器28可相對(duì)于光施加構(gòu)件20來定位以使得光學(xué)反饋傳感器28的光輸入58被安置成收集從目標(biāo)表面反射的光。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)反饋傳感器28可以是光纖，其具有形成在光纖的遠(yuǎn)端處的光輸入端58。該光輸入端58可以是經(jīng)表面處理的（諸如通過拋光），以使得該光輸入端58被配置成收集反射的光，如本文所述。在一個(gè)實(shí)施例中，該光纖可被配置成使得對(duì)應(yīng)于光輸入端58的遠(yuǎn)端被構(gòu)造為側(cè)射式尖端。利用該構(gòu)造，光纖可以不同于光纖的中心軸的角度來收集光，包括例如被指引成關(guān)于光纖的中心軸基本垂直的光。在側(cè)射式配置中光纖的遠(yuǎn)端可被處理成使得遠(yuǎn)端的表面關(guān)于光纖的中心軸成角度（例如大約42度）。應(yīng)該理解，該光學(xué)反饋電路28可被布置成以相對(duì)于光纖的中心軸的不同角度（包括例如在20度和160度之間）來收集光。

在所圖示的實(shí)施例中，光傳感器28可以不被配置用于感測(cè)來自光源24的led輸出的目的，而是感測(cè)從目標(biāo)表面反射回來的光。該光傳感器布置可實(shí)現(xiàn)在光學(xué)反饋電路26和“目標(biāo)”表面之間經(jīng)由光學(xué)路徑元件或光傳感器28的光學(xué)連接。此類光學(xué)路徑可通過隔離的專用光纖或者通過其他混合光學(xué)布置來完成，以便實(shí)現(xiàn)被光學(xué)反饋電路的光傳感器接收到的光學(xué)信號(hào)大部分或至少部分包括被反射離開目標(biāo)表面的光。由光學(xué)反饋電路26生成并基于經(jīng)由光傳感器28的光學(xué)路徑提供的光的光學(xué)傳感器反饋信號(hào)然后可通過控制器10來處理以便消除或大大降低已知和所導(dǎo)出的感覺誤差源以及補(bǔ)償影響光學(xué)傳感器反饋信號(hào)的光學(xué)因素，并由此實(shí)時(shí)計(jì)算在實(shí)際目標(biāo)表面處“遞送的”能量級(jí)（以mw/cm²來計(jì)量）。如本文所解釋的，在目標(biāo)表面處實(shí)際輻照度級(jí)的計(jì)算可形成根據(jù)操作的一個(gè)或多個(gè)方法或者模式的操作的基礎(chǔ)。

在一個(gè)實(shí)施例中，該控制器10可被配置成根據(jù)第一操作模式基于光學(xué)傳感器反饋信號(hào)來控制來自光源24的光的輸出，在該第一操作模式中可在曝光時(shí)間期間使實(shí)時(shí)“遞送的”能量值數(shù)字地積分以計(jì)算直到那個(gè)時(shí)候被遞送至目標(biāo)表面的能量的總焦耳。當(dāng)被遞送的能量達(dá)到期望級(jí)（例如對(duì)于深的顏色深淺（shade）修復(fù)而言為48焦耳）時(shí)，固化儀器100的控制器10可自動(dòng)關(guān)閉光源24并通知操作員曝光已完成。在第二操作模式中，固化儀器100可在目標(biāo)表面（例如牙齒或復(fù)合材料表面）處使用計(jì)算輻照度以實(shí)時(shí)創(chuàng)建表示在時(shí)間上的該時(shí)刻在目標(biāo)表面處關(guān)于由固化儀器100的操作員最初設(shè)置或預(yù)期的目標(biāo)輻照度級(jí)的過度或欠曝光的“誤差值”。該誤差信號(hào)可被用作使光源24向上或向下節(jié)流的基礎(chǔ)以基本確保在固化過程或操作的任何給定時(shí)刻處目標(biāo)表面正接收以mw/cm²計(jì)的期望的輻照度的量。該第二模式還可幫助確保避免過強(qiáng)的輻照級(jí)，而不是僅僅縮短總曝光時(shí)間。

在圖3的圖示實(shí)施例中描繪根據(jù)固化燈100的一個(gè)實(shí)施例的光施加構(gòu)件20的局部暴露和局部剖面視圖。該光施加構(gòu)件20可包括光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22、光源24、光學(xué)反饋電路26和光學(xué)反饋傳感器28。該光施加構(gòu)件20還可包括安裝到光源26的半球形透鏡50，被配置成將來自光源24的光能量指引至目標(biāo)表面的平凸透鏡52，以及被配置成朝向平凸透鏡52指引光的反射器環(huán)56。該光施加構(gòu)件20還可包括構(gòu)造成保持平凸透鏡52、光源24和反射器環(huán)56的位置的座圈或外壓緊環(huán)54。應(yīng)該理解，光施加構(gòu)件20的透鏡類型和透鏡構(gòu)造中的一個(gè)或多個(gè)、以及包括座圈54或反射器環(huán)56的一個(gè)或多個(gè)部件的物理布置或使用可以是不同的并且可隨著應(yīng)用不同而改變。

在所圖示的實(shí)施例中，光源24和光學(xué)反饋傳感器28的光輸入端58可被安置成使得光輸入端58的光學(xué)路徑62在光源24的光學(xué)路徑64內(nèi)。例如，該光輸入端58的光學(xué)路徑62可以是關(guān)于光源24的光學(xué)路徑同軸且更窄的。在操作中，該光輸入端58的光學(xué)路徑62可被布置成收集要感測(cè)的光以作為用于控制固化儀器100的操作的基礎(chǔ)，而光源24的光學(xué)路徑64可被布置成將光從光源24指引至目標(biāo)表面。該光學(xué)路徑62可被視為由光學(xué)反饋傳感器28提供的光學(xué)反饋路徑的一部分以便將光引導(dǎo)至光學(xué)反饋電路26的光傳感器。

如本文所討論的，在制造時(shí)，光學(xué)反饋傳感器28可以從光源獲得能量以發(fā)射來自光輸入端58的光，由此促進(jìn)光輸入端58的光學(xué)路徑62關(guān)于光源24的光學(xué)路徑64的對(duì)準(zhǔn)。例如，通過從光輸入端58發(fā)射一種類型的光，可以針對(duì)從光源24發(fā)射的另一種類型的光進(jìn)行比較以便使光輸入端58的光學(xué)路徑62關(guān)于光源24的光學(xué)路徑64對(duì)準(zhǔn)。在已經(jīng)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)之后，光學(xué)反饋傳感器28可被固定到位（諸如通過利用光學(xué)膠將光學(xué)反饋傳感器28的一部分粘貼至光施加構(gòu)件20的一部分），以便基本防止光學(xué)反饋傳感器28的光輸入端58的線性和旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。

通過使光輸入端58的光學(xué)路徑62關(guān)于光源24的光學(xué)路徑64對(duì)準(zhǔn)，該固化儀器100可實(shí)現(xiàn)控制器10所使用的光學(xué)傳感器反饋信號(hào)的增強(qiáng)的準(zhǔn)確度以提供固化燈100的閉環(huán)控制。

在圖3的圖示實(shí)施例中，光學(xué)反饋傳感器28的光輸入端58可被安置成捕獲從目標(biāo)表面反射的光，并且以使得光學(xué)路徑62與光源24的照明光束的光學(xué)路徑64的中心軸60對(duì)準(zhǔn)并關(guān)于該中心軸60同軸。以這種方式，光輸入端58的光學(xué)路徑62可被視為感測(cè)光學(xué)路徑，并且光源24的光學(xué)路徑64可被視為照明光學(xué)路徑。照明和感測(cè)光學(xué)路徑的對(duì)準(zhǔn)（諸如這些光學(xué)路徑的同軸對(duì)準(zhǔn)）可確保目標(biāo)表面的被感測(cè)區(qū)不會(huì)在目標(biāo)表面的照明區(qū)內(nèi)根據(jù)距源的距離而顯著遷移。換言之，如果該對(duì)被照明的和感測(cè)到的光學(xué)路徑（或“光束”）64、62具有不同軌跡，則感測(cè)光學(xué)路徑62的感測(cè)區(qū)可隨著光施加構(gòu)件20和目標(biāo)表面之間的距離的增加而顯著移動(dòng)到目標(biāo)表面的照明區(qū)之外。通過使目標(biāo)表面的感測(cè)光束或“被觀察區(qū)域”與照明光束對(duì)準(zhǔn)，在不會(huì)顯著影響從感測(cè)光束生成的反饋信號(hào)的情況下該照明光束可以被會(huì)聚、發(fā)散、或甚至高度準(zhǔn)直、或者其組合。

關(guān)于目標(biāo)表面的照明光學(xué)路徑64和感測(cè)光學(xué)路徑64的對(duì)準(zhǔn)（包括同軸對(duì)準(zhǔn)）可幫助確保光學(xué)傳感器反饋信號(hào)在變化的距離上穩(wěn)定。該距離是在操作員手持使用期間被引入到固化操作中的主變量之一。光學(xué)傳感器反饋信號(hào)在變化距離上的穩(wěn)定性可使得固化燈100能夠補(bǔ)償操作員引入的距離中的變化，從而在固化操作期間實(shí)現(xiàn)光的更準(zhǔn)確遞送。

如本文所討論的，可以以各種各樣的方式來實(shí)現(xiàn)光輸入端58的光學(xué)路徑62和光源24的光學(xué)路徑64的對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施例中，可通過利用分束器技術(shù)來實(shí)現(xiàn)該對(duì)準(zhǔn)，包括例如將來自光源的光指引通過45度分束器以使該光的一部分被指引到第一側(cè)且該光的另一部分被指引到目標(biāo)表面。從目標(biāo)表面反射的光可與分束器相配合以使得被反射的光的一些朝向光源通過，并且被反射的光的另一部分被指引至與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)。傳感器可被光學(xué)耦合至第二側(cè)以檢測(cè)被反射的光的特性，其可以被用作光源的閉環(huán)反饋控制的基礎(chǔ)。

在所圖示的實(shí)施例中，可通過光輸入端58和光學(xué)反饋傳感器28的物理尺寸的管理來使光輸入端58的光學(xué)路徑62與光源24的光學(xué)路徑對(duì)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)由光學(xué)路徑62的光的收集，在光學(xué)路徑62處光輸入端58相對(duì)于光學(xué)路徑64或照明光束的交叉表面積基本上是小的。換言之，包括光輸入端58的光學(xué)反饋傳感器28可被構(gòu)造和定位成使得光學(xué)路徑64的被光學(xué)反饋傳感器28覆蓋的面積量關(guān)于光學(xué)路徑64在與被覆蓋區(qū)域相同的平面中的總面積是小的。以這種方式，光學(xué)反饋傳感器28的遮蔽效應(yīng)可被降低或處于不同狀態(tài)，光學(xué)反饋傳感器28可被構(gòu)造并定位成使得它不會(huì)對(duì)目標(biāo)表面上的照明光束的均勻性或強(qiáng)度提供可測(cè)量或重大影響。作為一個(gè)示例，如本文所述的光學(xué)反饋傳感器28可以是“側(cè)射式”類型的光纖，在其中光輸入端58對(duì)應(yīng)于被終止且拋光的遠(yuǎn)端以便在光輸入端58處實(shí)現(xiàn)近直角分布錐或接收錐或這二者?？衫茫ɡ缰睆皆?.005"到0.020"的范圍內(nèi)，諸如直徑為0.010"的）具有側(cè)射式光學(xué)終端（如例如由多晶微纖維提供）的小光纖，并且該小光纖被放置在靠近光源24具有同軸對(duì)準(zhǔn)的照明路徑中以避免顯著的遮蔽。該構(gòu)造可在不會(huì)顯著不利地影響利用光源24對(duì)目標(biāo)表面的固化的情況下以成本有效的方式來實(shí)現(xiàn)光學(xué)路徑62和光學(xué)路徑64的有用對(duì)準(zhǔn)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的固化儀器100可以是高功率（>2000mw/cm²）的基于led的牙科固化棒。更具體地，該固化儀器100可能能夠改變光源24（諸如高功率led）的光學(xué)輸出級(jí)，以根據(jù)材料的制造商規(guī)格來固化牙科復(fù)合材料。該固化儀器100可形成光學(xué)遞送系統(tǒng)的一部分，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例該光學(xué)遞送系統(tǒng)可能能夠在距光施加構(gòu)件20的尖端2cm到5cm的目標(biāo)距離處維持至少2000mw/cm²，并且可被配置成使得跨越由該尖端生成的光束的輻照度分布圖在跨越該尖端的平均功率的20%內(nèi)是基本均勻的。應(yīng)該理解，本公開不限于這些特征并且設(shè)想備選儀器或棒配置。

具有上述特征中的所有或一些的根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的固化儀器100可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)表面的光輸出的閉環(huán)控制。備選地或附加地，作為操作的另一模式，固化儀器100可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)表面的光輸出的開環(huán)控制。在具有感測(cè)作為反饋的光學(xué)輸出且將該反饋用來計(jì)算、跟蹤和補(bǔ)償被遞送至牙齒的表面的實(shí)際光學(xué)能量的能力的情況下，固化儀器100可顯著增強(qiáng)臨床性能并在固化牙科修復(fù)化合物中提供增強(qiáng)的安全性。這樣做，固化儀器100可幫助基本上消除影響在目標(biāo)表面處的曝光級(jí)的大量變量以及有時(shí)會(huì)隨著欠曝光（例如化合物的不充分固化）或過量曝光（其可潛在引起由過熱而對(duì)活組織的損傷）而發(fā)生的后續(xù)程序后問題。

可通過實(shí)施受控的制造過程來使根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的固化儀器100配置有優(yōu)質(zhì)光學(xué)設(shè)計(jì)，以便產(chǎn)生表明跨越儀器的尖端的每次使用都一致的基本均勻光場(chǎng)的儀器，即使光源24自身被傾斜以展示在其“生命”內(nèi)其輸出級(jí)中的輕微但連續(xù)衰變。要注意，led經(jīng)常并非如它們的白熾燈對(duì)應(yīng)體那樣以災(zāi)難性的方式“耗盡”，而是傾向于在它們的生命內(nèi)強(qiáng)度緩慢減小。在led達(dá)到初始強(qiáng)度的50%或70%之前，led壽命可以被表示為小時(shí)數(shù)，這取決于被使用的led“生命”標(biāo)準(zhǔn)。該固化儀器100的控制器10可以基于光學(xué)傳感器反饋信號(hào)來調(diào)整光源24的輸出強(qiáng)度以抵消光源24在其壽命內(nèi)的降級(jí)?？刂破?0還可以基于光學(xué)傳感器反饋信號(hào)來進(jìn)行診斷分析，諸如確定光源24是否正根據(jù)足夠用于進(jìn)行固化操作的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)進(jìn)行操作。以這種方式，固化儀器100的控制器10可進(jìn)行內(nèi)置診斷（bit）。附加地或備選地，由控制器10進(jìn)行的bit可包括電池或電源穩(wěn)定性或充裕性或這二者的分析，并且確定污染是否存在于光通過其從光施加構(gòu)件20發(fā)射的透鏡或尖端上。

在來自光源24的光到達(dá)儀器的尖端之后，許多附加變量可以并且有時(shí)確實(shí)會(huì)影響這些光子到預(yù)期表面上的有效遞送。在由操作員的手持使用的情況下，有可能這些變量中的最重要變量是在曝光或固化操作的時(shí)間期間操作員關(guān)于固化儀器100的放置的準(zhǔn)確度（或變量）。根據(jù)各個(gè)因素（諸如光施加器（applicator）構(gòu)件20的尖端的光學(xué)設(shè)計(jì)、其有效數(shù)值孔徑、以及尖端直徑對(duì)比于預(yù)期工作距離的幾何形狀），可以在手持固化操作期間在光衰減中體驗(yàn)比5比1更好的變化。作為一個(gè)示例，已經(jīng)表明在某些情況下歸因于從2mm至8mm的目標(biāo)距離中的變化與臨床相關(guān)的輻照度會(huì)顯著下降。此外，可由尖端表面的軸與被處理的目標(biāo)表面的法線之間的角變化發(fā)生高達(dá)2比1的附加變化。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的固化儀器100可被配置成通過利用基于從目標(biāo)表面反射的感測(cè)光的閉環(huán)反饋來充分考慮該可變性，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)輻照度的控制。

應(yīng)該理解，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的固化儀器100可實(shí)施基于從目標(biāo)表面反射的光的感測(cè)參數(shù)或特性的光輸出的閉環(huán)控制，該感測(cè)參數(shù)或特性可指示目標(biāo)處或到達(dá)目標(biāo)的光能量。除了基于對(duì)在目標(biāo)處感測(cè)的光的控制之外，該儀器可內(nèi)部感測(cè)來自固化儀器100的光源24的內(nèi)部光輸出。在不確定從外部施加于目標(biāo)的光量的情況下單獨(dú)地內(nèi)部感測(cè)光輸出可允許固化儀器100補(bǔ)償光源或燈中的老化或變化，但是通常不會(huì)考慮在固化儀器100的源生成和光的預(yù)期最終目標(biāo)目的地之間可能存在的變量?？赏ㄟ^感測(cè)指示實(shí)際到達(dá)目標(biāo)的光的參數(shù)來補(bǔ)償每次使用的操作員變化。

在最近幾十年里用于牙科修復(fù)的復(fù)合物的接受和利用已經(jīng)出現(xiàn)了巨大增長(zhǎng)，包括前牙上復(fù)合物的使用。前牙復(fù)合物的使用已經(jīng)引起不同顏色深淺的復(fù)合物匹配要將復(fù)合物施加于其的自然牙齒的相同顏色。在許多情況下，不同顏色深淺的提供需要不同量的目標(biāo)光能量來完成固化。較深的顏色深淺常常引起光的更多內(nèi)部衰減，因?yàn)樗簧⒉疾⑶彝干渫ㄟ^復(fù)合材料。這常常導(dǎo)致增加的目標(biāo)能量來固化更深的顏色深淺。作為一個(gè)示例，由登士柏提供的修復(fù)化合物的流行線對(duì)于較淺的顏色深淺來說以大約6焦耳/cm²的能量來固化，而對(duì)于較深的顏色深淺以48焦耳/cm²來固化。這是規(guī)定能量遞送的8比1變化，并且同樣地表示現(xiàn)在可為了實(shí)現(xiàn)針對(duì)各種復(fù)合材料的目標(biāo)固化被規(guī)定的適當(dāng)能量級(jí)的總范圍的附加8倍增加。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的固化儀器100可被配置成通過控制在固化周期期間的光輸出來固化修復(fù)化合物以實(shí)現(xiàn)可能特定于被使用的可固化材料或修復(fù)化合物的目標(biāo)輸出。例如，操作員可利用操作員接口12來為固化操作選擇目標(biāo)固化設(shè)置，其是由所使用的可固化材料的制造商規(guī)定的。以這種方式，可基于所使用的材料來選擇性地選取在固化操作期間施加的光能量的量，而不是使可固化材料“過度固化”兩倍或三倍來消除歸因于距離、角度或其他外部變化因素的潛在欠固化。如果固化強(qiáng)度級(jí)被視為低（例如200到300mw/cm²），則故意使可固化材料過度固化兩倍或三倍來消除歸因于距離、角度或其他外部變化因素的潛在欠固化常常不被視為問題。然而，在使用規(guī)定較高固化能量的可固化材料以及因此較高能量固化儀器（例如產(chǎn)生至少1200mw/cm²以及可能高達(dá)300mw/cm²或更多的儀器）的情況下，故意的過度固化可以導(dǎo)致比直射陽光（例如100mw/cm²）的更大的數(shù)量級(jí)的能量的施加。在圖2所圖示實(shí)施例中的固化儀器可利用基于從目標(biāo)表面反射的光的光學(xué)反饋來控制光能量的遞送，由此顯著避免生成規(guī)定量的兩倍到三倍的光能量的重要的過度固化和故意的過度固化程序。

在圖4所圖示的實(shí)施例中描繪根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的固化儀器或固化系統(tǒng)的操作的方法，并且該方法通常被指定為200。該方法200可被實(shí)施為控制器10中的使用基于固化儀器100的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)或特性的反饋（諸如從目標(biāo)表面反射的光）以及固化儀器100的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)特性本身的控制模塊。在所圖示的實(shí)施例中，該方法200可包括發(fā)起固化操作以及重置跟蹤遞送至目標(biāo)表面的光能量的量的累加器或積分器。步驟210和212。該控制器10然后可指示光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22根據(jù)初始設(shè)置（諸如預(yù)選擇的源功率級(jí)）為光源24供電，由此開始光到目標(biāo)表面的施加。步驟214?？稍谄毓鈺r(shí)間期間使實(shí)時(shí)“遞送的”能量值數(shù)字地積分以從計(jì)算上表示直到那個(gè)給定時(shí)間點(diǎn)被遞送至目標(biāo)表面的能量的總焦耳。步驟216、218。當(dāng)遞送的能量達(dá)到期望級(jí)（例如對(duì)于深的顏色深淺為48焦耳）時(shí)，控制器10可自動(dòng)關(guān)閉光源24并且通知用戶曝光已完成。步驟220、222、224。以這種方式，固化儀器100可改變曝光時(shí)間以補(bǔ)償影響光能量至目標(biāo)表面的遞送的因素，諸如在每次使用期間呈現(xiàn)的距離或角度變化。

在圖5的圖示實(shí)施例中描繪根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的操作固化儀器的另一方法，并且該方法通常被指定為300。類似于方法200，可通過控制器10來說實(shí)施該方法300。在所圖示的實(shí)施例中，該方法300可包括發(fā)起固化操作以及初始化或重置跟蹤遞送至目標(biāo)表面的光能量的量的累加器或積分器。步驟310和312。固化操作的發(fā)起可響應(yīng)于操作員輸入端12的用戶輸入端（例如按鈕）的激活而開始?？刂破?0然后可根據(jù)初始設(shè)置（諸如預(yù)選源功率級(jí)）指示光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22為光源24供電，由此開始光到目標(biāo)表面的施加。步驟314。該方法300可進(jìn)一步包括計(jì)算在目標(biāo)表面處的輻照度以實(shí)時(shí)生成表示在時(shí)間上的該時(shí)刻在目標(biāo)表面處關(guān)于由操作員最初設(shè)置或預(yù)期的目標(biāo)輻照度級(jí)的過度或欠曝光的誤差值。步驟318、320。

該誤差信號(hào)然后可被用作調(diào)整光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22的基礎(chǔ)以便將來自光源24的輸出增加或減小所計(jì)算的值并由此確保在光源24和目標(biāo)表面之間的能量損失被補(bǔ)償并且在固化過程的任何給定時(shí)刻目標(biāo)表面正接收以mw/cm²計(jì)的目標(biāo)輻照度數(shù)值。步驟322、324、326。作為一個(gè)示例，在步驟322，該方法300可確定所遞送的輻照度量（idelivered）是大于還是小于所計(jì)算的預(yù)期輻照度量（其可對(duì)應(yīng)于在給定時(shí)間的期望或預(yù)期輻照度量（idesired））。作為另一示例，該方法300可確定所遞送的能量的量（jdelivered）是大于還是小于所計(jì)算的預(yù)期能量的量（其可對(duì)應(yīng)于在給定時(shí)段的期望或預(yù)期的能量的量（jdesired）或?qū)?yīng)于針對(duì)自從固化操作被發(fā)起之后的時(shí)間段用于固化操作的規(guī)定能量總量的一小部分）。該方法300可促進(jìn)基本上避免過于強(qiáng)烈的輻照級(jí)而不是縮短總曝光時(shí)間。

所圖示的實(shí)施例的方法300可在預(yù)定時(shí)間量（諸如0.01s）之后基于光學(xué)傳感器反饋信號(hào)來確定被遞送至目標(biāo)表面的能量總量滿足還是超過對(duì)應(yīng)于用于固化操作的規(guī)定光能量的量的閾值。步驟328、330、332。如果所計(jì)算的能量總量滿足該條件，則可終止固化操作。步驟332、334。如果該條件不滿足，則固化操作可繼續(xù)以使得所計(jì)算的能量的量被迭代確定直到所計(jì)算的能量總量滿足該條件為止。步驟332、316。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的固化儀器100可提供一種基本上確保諸如復(fù)合牙科材料的可固化材料接收足夠能量以便在不依賴于使所計(jì)算的曝光時(shí)間簡(jiǎn)單翻倍或增至三倍的常規(guī)且準(zhǔn)確性更低得多的方法的情況下適當(dāng)?shù)毓袒摽晒袒牧系臉?gòu)造。以這種方式，可實(shí)現(xiàn)至目標(biāo)表面的充分有效能量遞送。應(yīng)該理解，本文所述的技術(shù)和實(shí)施例可被擴(kuò)展至非牙科應(yīng)用，諸如利用膠粘劑或類似復(fù)合填充物的精確光固化的工業(yè)制造。

可選地，該固化儀器100可被配置成防止操作或向操作員警告與不適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)或遞送能量的不充足容量（諸如在固化操作出現(xiàn)的情況下基于光學(xué)傳感器反饋信號(hào)不足以適當(dāng)固化該可固化材料）有關(guān)的問題中的至少一個(gè)。作為一個(gè)示例，如果固化儀器100被不適當(dāng)?shù)爻山嵌龋赡懿糠謿w因于沒有被正確訓(xùn)練的操作員），則控制器10可檢測(cè)到固化操作不足以固化目標(biāo)材料并且相應(yīng)地警告操作員、或終止操作、或這二者。

在圖6的圖示實(shí)施例中描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的固化儀器或固化系統(tǒng)的一種方法，并且該方法通常被指定為400。在所圖示的實(shí)施例中，該方法400可在進(jìn)行根據(jù)本文所述的方法（諸如方法200、300）中的一個(gè)或多個(gè)的固化操作之前進(jìn)行。該方法400可包括：響應(yīng)于操作員輸入端12（例如按鈕）的用戶輸入端的激活來重置或初始化遞送至目標(biāo)表面的感測(cè)能量的累加器或積分器。步驟410和412。該控制器10然后可指示光學(xué)驅(qū)動(dòng)電路22根據(jù)初始設(shè)置（諸如預(yù)選擇的源功率級(jí)）為光源24供電，由此開始光的施加。步驟414。控制器10可分析從光學(xué)反饋電路26提供的光學(xué)傳感器反饋信號(hào)來確定感測(cè)到的反射光是否指示實(shí)際被光施加構(gòu)件20作為目標(biāo)的可固化材料。步驟416、418。作為一個(gè)示例，控制器10可將感測(cè)到的光與被作為目標(biāo)的可固化材料的類型相關(guān)聯(lián)的閾值、參數(shù)或參數(shù)范圍進(jìn)行比較以確定可固化材料是否實(shí)際接收來自光源24的光。如果感測(cè)到的光小于閾值，或偏離參數(shù)范圍，則控制器10可確定該可固化材料沒有相對(duì)于光施加構(gòu)件20適當(dāng)定位，以使得固化操作不可能有效?；谠摯_定，控制器10可終止光源24的操作或經(jīng)由操作員反饋電路14向操作員警告問題、或其組合。步驟420、422。如果感測(cè)到的光滿足一個(gè)或多個(gè)準(zhǔn)則（諸如大于指示可固化材料的適當(dāng)目標(biāo)確定的閾值），則控制器10可繼續(xù)固化操作中的其他步驟，包括結(jié)合方法200、300在本文中描述的一個(gè)或多個(gè)步驟。方法400可在幾微秒的過程中發(fā)生（transpire）以顯著避免光能量施加于除了已知或期望類型的目標(biāo)的表面之外的表面。

除了本文所述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例之外或作為其備選，固化燈100可包括引導(dǎo)空氣或另外的氣體朝向或遠(yuǎn)離目標(biāo)表面的空氣路徑，由此冷卻目標(biāo)表面或周邊區(qū)域、或這二者。作為一個(gè)示例，如圖2中以虛線所示，固化燈100可包括冷卻劑系統(tǒng)150，其包括例如壓縮空氣或真空源以及從目標(biāo)表面引導(dǎo)空氣或?qū)⒖諝庖龑?dǎo)至目標(biāo)表面的空氣路徑。以這種方式，空氣或另外的氣體可相應(yīng)地經(jīng)由壓力或真空被推動(dòng)或拉動(dòng)，經(jīng)過被固化的目標(biāo)表面以便由于增加的空氣流在目標(biāo)表面處引起加速表面冷卻。冷卻劑系統(tǒng)150還可利用除了氣流之外的其他冷卻機(jī)制，諸如朝向目標(biāo)表面指引水汽或水霧。

在一個(gè)實(shí)施例中，冷卻劑系統(tǒng)150可包括有可能在固化儀器100的基底處或附近安置的耦合件，其允許壓縮氣體或真空源的快速且可靠連接。冷卻劑系統(tǒng)可包括位于固化儀器的主體內(nèi)的空氣通道以指引并包含壓縮或真空感應(yīng)的氣流并將其引導(dǎo)至固化儀器100的光施加構(gòu)件20或使其從該光施加構(gòu)件20引導(dǎo)。光施加構(gòu)件20可包括位于光施加構(gòu)件20的尖端處的指向噴嘴，并且瞄準(zhǔn)照明光束64的方向以指引氣流朝向（壓縮氣體）或遠(yuǎn)離（真空）被固化的目標(biāo)表面。與在其中從設(shè)備遞送的光能量總量被預(yù)選成比必需的更多兩倍或三倍以便補(bǔ)償操作員引起的實(shí)際遞送的光量的變化的常規(guī)固化操作相比，基于光學(xué)傳感器反饋信號(hào)來管理實(shí)際遞送至目標(biāo)表面的總能量的來自光源24的輸出的閉環(huán)控制可降低被遞送至目標(biāo)表面的熱能量的量。因此，可基本上避免使用冷卻劑系統(tǒng)150。然而，可選地，冷卻劑系統(tǒng)150可被并入固化儀器100以提供以甚至更高光強(qiáng)度級(jí)來操作的機(jī)會(huì)，由此在基本上不允許目標(biāo)表面處結(jié)果得到的溫度上升升到高于確定的閾值的等級(jí)的情況下實(shí)現(xiàn)更快的固化。

在一個(gè)實(shí)施例中，固化儀器100的制造的一種方法可包括通過使光學(xué)反饋傳感器28的光學(xué)路徑62與光源24的光學(xué)路徑64對(duì)準(zhǔn)來組裝光施加構(gòu)件20。該方法可包括給予光學(xué)反饋傳感器28能量以使得從光輸入端58發(fā)射光。該光輸入端58可被安置成a）接近被安裝到光源24的透鏡50，以及b）在限定于透鏡50和另一透鏡52之間的空隙或區(qū)域內(nèi)。光源24被給予能量以便在從光輸入端58發(fā)射光的同時(shí)發(fā)射光。該光學(xué)反饋傳感器28可被旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)以使得對(duì)應(yīng)于光輸入端58的側(cè)射式終止沿著光源24的光學(xué)路徑64內(nèi)的光學(xué)路徑62指引光。一旦已經(jīng)實(shí)現(xiàn)光學(xué)路徑64和光學(xué)路徑62之間的對(duì)準(zhǔn)，光學(xué)反饋傳感器28就可以被粘貼到位以使得光輸入端58關(guān)于透鏡50保持基本穩(wěn)定。在一個(gè)實(shí)施例中，校準(zhǔn)傳感器系統(tǒng)可檢測(cè)光輸入端58的光學(xué)路徑62和光源24的光學(xué)路徑64的相對(duì)位置以促進(jìn)其對(duì)準(zhǔn)。在校準(zhǔn)或?qū)?zhǔn)期間從光輸入端58發(fā)射的光可具有與從光源24發(fā)射的光不同的類型，以促進(jìn)光學(xué)路徑62和光學(xué)路徑64之間的區(qū)別。

諸如“垂直”、“水平”、“頂”、“底”、“上面的”、“下面的”、“內(nèi)部的”、“朝內(nèi)地”、“外部的”和“朝外地”之類的方向術(shù)語被用于幫助基于示圖中示出的實(shí)施例的取向來描述本公開。方向術(shù)語的使用不應(yīng)被解釋為將本公開限于（一個(gè)或多個(gè)）任何具體取向。

上述描述是本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例的描述?？梢栽诓黄x如在要根據(jù)專利法的原則（包括等同原則）解釋的所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的精神和較寬泛方面的情況下作出各種改動(dòng)和改變。本公開被提出是為了說明性目的并且不應(yīng)該被解釋為本發(fā)明的所有實(shí)施例的詳盡描述或?qū)?quán)利要求的范圍限于結(jié)合這些實(shí)施例說明或描述的具體要素。例如，并且在沒有限制的情況下，所述發(fā)明的（一個(gè)或多個(gè)）任何單獨(dú)要素可被提供基本相似功能或以其他方式提供適當(dāng)操作的備選要素替代。這包括例如目前已知的備選要素（諸如本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)前可能已知的那些）以及可能在將來開發(fā)的備選要素（諸如在開發(fā)時(shí)本領(lǐng)域技術(shù)人員可能視為備選的那些）。此外，所公開的實(shí)施例包括被一致描述并且可能合作地提供益處集合的許多特征。除了在所發(fā)布的權(quán)利要求中另外明確闡述的范圍之外，本發(fā)明不僅僅被限于包括所有這些特征或提供所有所闡述的益處的那些實(shí)施例。對(duì)單數(shù)形式（例如使用冠詞“一”、“一個(gè)”、“該”或“所述”）的權(quán)利要求要素的任何參考不被解釋為將該要素限于單數(shù)。