輻射源和光導(dǎo)體裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種輻射源，特別地涉及用于牙科材料聚合的光固化裝置，包括光導(dǎo)體和發(fā)光裝置，所述發(fā)光裝置具有至少兩個(gè)光源，優(yōu)選為半導(dǎo)體光源并尤其是光二極管，所述光源的輻射通過(guò)反射器成束并供給到所述光導(dǎo)體中。所述光源在其光色和/或其發(fā)射光譜方面彼此不同，并且能夠分離地控制，以便改變所發(fā)射輻射的光色和/或發(fā)射光譜和/或光譜輻射功率。所述光導(dǎo)體具有至少一個(gè)單芯區(qū)段和多芯區(qū)段，由所述光源發(fā)射的輻射聯(lián)接到光導(dǎo)體的單芯區(qū)段中。此外，本發(fā)明涉及用于輻射源的光導(dǎo)裝置或這種類型的光固化裝置。
【專利說(shuō)明】輻射源和光導(dǎo)體裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及優(yōu)選地用于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)用途的輻射源，尤其涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于牙科材料聚合的光固化裝置，和涉及根據(jù)權(quán)利要求15的前序部分的用于這種類型的輻射源或光固化裝置的光導(dǎo)體裝置。
[0002]本文在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“光”不但指的是在可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的電磁輻射，還指的是在UV和近紅外光范圍內(nèi)的電磁輻射。如果在下文中談及優(yōu)選地使用的發(fā)光二極管(或LED或LED芯片)，則這些術(shù)語(yǔ)也意欲包括其它發(fā)出可見(jiàn)光、UV光和/或近紅外光的發(fā)光體和輻射源，尤其是半導(dǎo)體輻射源，但出于更好的可讀性目的而不會(huì)在所有地方列舉出來(lái)。即使有時(shí)候僅提及光固化裝置，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，相對(duì)應(yīng)的陳述也以相同方式適用于其它輻射源并因此也需要對(duì)它們加以引用。
【背景技術(shù)】
[0003]已長(zhǎng)時(shí)間知曉這種光固化裝置。
[0004]可以從DE2352670得到從二十世紀(jì)七十年代開(kāi)始實(shí)施的光導(dǎo)體的一個(gè)示例。當(dāng)時(shí)已經(jīng)認(rèn)為包括單纖維的柔性光導(dǎo)體是公知的。已知該文獻(xiàn)還驗(yàn)證用光導(dǎo)液體和柔性塑料軟管來(lái)提供光導(dǎo)體。
[0005]包括單纖維的光導(dǎo)體(其還可稱為光導(dǎo)體棒)基本上是相當(dāng)僵硬或堅(jiān)硬的，且難以彎曲。另一方面，用液體填充的光導(dǎo)體尤其在口腔環(huán)境中的應(yīng)用場(chǎng)合下是不適宜的，這是由于具有如下危險(xiǎn)，即， 患者會(huì)不經(jīng)意地咬在光導(dǎo)體上并由此造成泄漏。
[0006]在二十世紀(jì)八十年代且到目前為止，單纖維光導(dǎo)體已通常發(fā)展到多纖維光導(dǎo)體；提及的一個(gè)示例是DE29709785。
[0007]也稱為多芯光導(dǎo)體的多纖維光導(dǎo)體的優(yōu)點(diǎn)在于提供了顯著改進(jìn)的彎曲性能。因而，牙科醫(yī)生能夠在光導(dǎo)體的端側(cè)上為光導(dǎo)體施予期望的形狀，以便在期望的、局部深位的位置處獲得光發(fā)射或光出射。
[0008]順便提及地，這也適用于牙科照相機(jī)的光傳感器的光導(dǎo)體使用，以及適用于例如在需要窄曲率半徑的內(nèi)窺鏡中的光導(dǎo)體使用。
[0009]已長(zhǎng)時(shí)間知曉，在具有諸如紅色、黃色和藍(lán)色的基本色的光學(xué)添加混合物的幫助下，能夠產(chǎn)生白色光。這一事實(shí)通過(guò)將具有相對(duì)應(yīng)配色的LED布置成彼此緊密相鄰并且通過(guò)將其光發(fā)射供給或引導(dǎo)到光導(dǎo)體而實(shí)現(xiàn)。
[0010]事實(shí)上，最近已經(jīng)變得已知的是所謂的白光LED。然而，這些白光LED目前仍然是相當(dāng)昂貴的，并且確切的色澤因光混合而可以更好地適用于要求。也能夠選擇某一發(fā)射光
-1'TfeP曰。
[0011]如果將單個(gè)LED或單個(gè)LED芯片用作光源，則光發(fā)射主要發(fā)生在LED芯片的上側(cè)上，所述LED芯片的上側(cè)通常為大約Imm2大小。如果在LED芯片前面安裝通常具有6mm至13_直徑的多芯光導(dǎo)體，則主要的光發(fā)射通常沖擊在6或7根的內(nèi)部纖維上，而僅有極小部分的外部纖維得以利用。[0012]為了防止這種情況，已知在光纖維的光入射側(cè)端部處使用聚光透鏡。然而，額外設(shè)置聚光透鏡意味著又有兩個(gè)帶相應(yīng)反射作用的光學(xué)邊界表面，導(dǎo)致效率度降低。
[0013]在提及的兩個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合中，人們因此樂(lè)意采用單芯光導(dǎo)體或光導(dǎo)棒，具體原因是在單芯技術(shù)情況下，與由使用多芯光導(dǎo)體而引起的產(chǎn)出損失相對(duì)比地，光學(xué)有效介質(zhì)可以獲得光導(dǎo)體的整個(gè)橫截面積。
[0014]已經(jīng)通常使用至今的用于醫(yī)學(xué)或牙科醫(yī)學(xué)用途(例如用于牙科材料聚合)的現(xiàn)有技術(shù)光源被構(gòu)造和設(shè)計(jì)成用以發(fā)射某一預(yù)限定的發(fā)射光譜。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0015]與此相反，本發(fā)明所基于的目標(biāo)是生產(chǎn)優(yōu)選用于牙科或牙科醫(yī)療用途的輻射源，尤其是根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于牙科材料聚合的光固化裝置，和根據(jù)權(quán)利要求15的前序部分的光導(dǎo)體裝置，其在一方面可以容易地且節(jié)省成本地被生產(chǎn)和普遍地被使用，并且在另一方面可以尤其在醫(yī)學(xué)(優(yōu)選地牙科)應(yīng)用場(chǎng)合中更加人機(jī)工程學(xué)地加以操縱，并且其光色和/或發(fā)射光譜和/或所發(fā)射的輻射的光譜輻射功率可以適合于使用目的和應(yīng)用情況，而光發(fā)射和容易操縱性不遭受任何損失。
[0016]該目標(biāo)通過(guò)關(guān)于輻射源和光固化裝置的權(quán)利要求1創(chuàng)造性地加以解決。所述目標(biāo)通過(guò)關(guān)于用于這種類型裝置的光導(dǎo)體裝置的權(quán)利要求15加以解決。
[0017]有利的進(jìn)一步發(fā)展從本說(shuō)明書(shū)并特別地從從屬權(quán)利要求體現(xiàn)。本說(shuō)明書(shū)和從屬權(quán)利要求中公開(kāi)的所有技術(shù)特征可以根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的專業(yè)知識(shí)彼此自由組合，并且可以在技術(shù)上結(jié)合獨(dú)立權(quán)利要求1和15的特征而被聯(lián)合地實(shí)施。
[0018]令人驚奇地，具體通過(guò)將輻射直接供給到光混合元件中的反射器布置與該光混合元件的相互作用，本發(fā)明以非常簡(jiǎn)單且節(jié)省成本的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了很高程度的光混合并不增加空間要求或總長(zhǎng)度，并因此可以通過(guò)使用其光色和/或其發(fā)射光譜不同并且可以彼此獨(dú)立地加以控制的光源(尤其是LED)來(lái)提供相對(duì)應(yīng)的裝置，該裝置的光色和/或發(fā)射光譜和/或所發(fā)射的輻射的光譜輻射功率可以適合于使用目的和應(yīng)用情況，而光發(fā)射或容易操縱性不遭受任何損失。
[0019]根據(jù)本發(fā)明特別有利的是，由于單芯光導(dǎo)體和多芯光導(dǎo)體的組合，可以驚人地實(shí)現(xiàn)它們兩者的優(yōu)點(diǎn)，而沒(méi)有預(yù)期有缺點(diǎn)。多芯光導(dǎo)體情況下存在的不良光混合以及僅有部分光入射集中在中心光學(xué)纖維上的缺陷得以完全避免。在光入射側(cè)上不必使用聚光透鏡或任何其它昂貴的光混合裝置；而是可以將一個(gè)或更多個(gè)LED芯片所發(fā)射的光輻射直接供給到單芯光導(dǎo)體。借助于相當(dāng)大的光入射表面，光導(dǎo)體完全吸收了光輻射并且將其向前引導(dǎo)。
[0020]本發(fā)明使得能夠?qū)l(fā)光裝置中產(chǎn)生的光均勻化并混合，并且使光分布在光導(dǎo)體的整個(gè)橫截面區(qū)域上，從而能夠?qū)⒐鈱?dǎo)體出口處的區(qū)域以在亮度和光譜分布方面均勻化的方式照亮。這樣以來(lái)，實(shí)現(xiàn)了將所發(fā)射光(其尤其是由數(shù)個(gè)光二極管或其它半導(dǎo)體輻射源產(chǎn)生)有效、簡(jiǎn)單且低損失地耦合到光導(dǎo)體中。
[0021]在本發(fā)明的修改的實(shí)施例中，多于一個(gè)的多芯區(qū)段和/或多于一個(gè)的單芯區(qū)段彼此連接。這例如在光導(dǎo)體非常長(zhǎng)并且光導(dǎo)體沿著其延伸部包括不得不劇烈彎曲的位置的情況下是有利的。在所述位置處形成多芯區(qū)段，而在其余部分處形成單芯區(qū)段。
[0022]鑒于光纖維提供的光輸出與單芯光導(dǎo)體相比通常少15%，其被獨(dú)創(chuàng)地提供以將這些產(chǎn)出損失分半。如果僅在光出射側(cè)上將前面的并由此為三分之一的光導(dǎo)體形成為多芯的，并將后面的三分之二的光導(dǎo)體形成為單芯的，則產(chǎn)量損失從15%減小到5%。
[0023]此外尤其有利的是，根據(jù)本發(fā)明，由光纖維或多芯光導(dǎo)體顯現(xiàn)出的LED芯片圖像得以阻止。在單芯光導(dǎo)體區(qū)段中產(chǎn)生了強(qiáng)混合并以這種方式提供對(duì)光的均勻化。
[0024]因而，可以借助實(shí)施若干顏色不同的LED芯片來(lái)提供多個(gè)期望的不同發(fā)射光譜，而事實(shí)上不需要使用額外的聚光透鏡以及其它昂貴的均勻化裝置。這也尤其適用于被通常布置成三角形的顏色不同的三個(gè)光導(dǎo)體芯片，所述顏色不同的光導(dǎo)體芯片具有例如在紅色、綠色和藍(lán)色光譜區(qū)域中的發(fā)射最大值，并且可以通過(guò)添加光混合而產(chǎn)生任何期望的光色。
[0025]以相同的方式，本發(fā)明的方案可以非常節(jié)省成本地集成到任何傳統(tǒng)裝置中，并僅需要構(gòu)造上的微小改變。此外，在醫(yī)療或牙科實(shí)踐中或者例如在牙科實(shí)驗(yàn)室中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)光導(dǎo)體的非常簡(jiǎn)單的安裝或更換。此外，本發(fā)明的方案還非常易于在維修工場(chǎng)中維護(hù)。
[0026]出人意料地，利用本發(fā)明的光混合裝置，盡管該光混合裝置具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和非常短的總體長(zhǎng)度(即在尤其是與所述裝置的發(fā)光裝置中的現(xiàn)有技術(shù)中反射器布置相關(guān)的光混合元件內(nèi)的非常短的光混合長(zhǎng)度)，以及由于在這種裝置的光學(xué)路徑的光路中在固體與空氣與再次再次固體之間的邊界表面的重復(fù)的相位轉(zhuǎn)變或邊界表面相互作用，例如發(fā)光二極管/空氣、空氣/反射器、反射器/空氣、空氣/保護(hù)玻璃、保護(hù)玻璃/空氣、空氣/光混合元件、光混合元件/空氣、空氣/纖維束，還由于在邊界表面處的反射以及所導(dǎo)致的光學(xué)路徑中的不同光線束的滯后差及其疊合，可以在光學(xué)纖維束的整個(gè)出射表面上在光譜發(fā)射彎曲和強(qiáng)度分布方面實(shí)現(xiàn)出乎意料的高度均勻化。然而同時(shí)，對(duì)于由發(fā)光二極管所產(chǎn)生的整個(gè)輻射能量?jī)H會(huì)出現(xiàn)非常低的光損失，直到光纖維束的出射端部為止。 [0027]本發(fā)明方案的另外優(yōu)點(diǎn)是，包括各個(gè)纖維的隨機(jī)化布置的昂貴纖維束的使用在將來(lái)將不再是必要的，并且以這種方式，在在一方面，在光導(dǎo)體的生產(chǎn)中可以實(shí)現(xiàn)相當(dāng)大的節(jié)省，并且在另一方面，諸如纖維的扭曲和擠壓之類的機(jī)械問(wèn)題不再由于使用中和加壓加熱中的熱膨脹而發(fā)生。
[0028]此外，本發(fā)明的方案能夠非常容易地且節(jié)省成本地提供光照裝置或光固化裝置，該光照裝置或光固化裝置的所發(fā)射的工作光譜可以通過(guò)對(duì)包括不同發(fā)射光譜的光二極管分別加以電子控制而借助于對(duì)這些不同光二極管的光譜進(jìn)行添加性光混合而合成。特別驚人地，結(jié)合本發(fā)明方案的僅使用最簡(jiǎn)單光學(xué)器件的專門構(gòu)造，在光的強(qiáng)度和整個(gè)照明橫截面上的發(fā)射光譜方面可以實(shí)現(xiàn)非常高程度的均勻化，同時(shí)可以提高光傳輸效率并可以減小功率耗散。
[0029]有利地，本發(fā)明的光混合裝置可以相對(duì)于發(fā)光二極管或半導(dǎo)體光源理想地定位。這樣做時(shí)，可以選取定位參數(shù)以使光混合元件的入射表面定位成相對(duì)于被分派給半導(dǎo)體輻射源的反射器或發(fā)光二極管的相應(yīng)焦點(diǎn)“不對(duì)焦”，并且在一方面，所述入射表面能夠被入射光束最為全面地照亮，而在另一方面，進(jìn)入的輻射的入射角區(qū)域僅可能充分利用由光混合元件的光入射端部的數(shù)值孔徑所預(yù)先限定的入射或接受光錐。
[0030]作為本發(fā)明的解決方案的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，避免了在光路的光學(xué)路徑中的每個(gè)不必要的額外彎曲。具體而言，可以省略在(單芯)光導(dǎo)棒內(nèi)的任何彎曲，該彎曲如已示出地會(huì)導(dǎo)致光路內(nèi)相當(dāng)大的額外光損失并且使效率顯著惡化。[0031]出人意料地，本發(fā)明還具有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即，具有小的總體長(zhǎng)度(其為光混合元件直徑的大小量級(jí))的光混合元件能夠?qū)⒉煌伾腖ED芯片或半導(dǎo)體輻射源或者其不同發(fā)射光譜的光徹底地混合，使得適當(dāng)混合的光進(jìn)入光導(dǎo)體的多芯區(qū)段，并且會(huì)沒(méi)有在光導(dǎo)體的整個(gè)光出射表面上的顏色變化被探測(cè)到。
[0032]可以以創(chuàng)造性地、特別有利的方式實(shí)現(xiàn)光導(dǎo)體的單芯區(qū)段和多芯區(qū)段之間的過(guò)渡，同時(shí)折射率。為了這個(gè)目的，可以使用其折射率對(duì)應(yīng)于用于光導(dǎo)體的光學(xué)材料的折射率的玻璃粘結(jié)粘合劑或膠漿。
[0033]根據(jù)另一有利實(shí)施例，其被提供用以借助套管來(lái)加強(qiáng)或增強(qiáng)光導(dǎo)體，該套管特別優(yōu)選地在單芯區(qū)段和多芯區(qū)段之間的過(guò)渡部上延伸。該套管提供的另外優(yōu)點(diǎn)是防止剛度跳躍，該剛度跳躍因?qū)?yīng)用部位的側(cè)向附裝而減小了光導(dǎo)體對(duì)剪切應(yīng)力的載荷承載能力。所引入的作用力至少部分地被多芯區(qū)段傳遞給更加剛性的單芯區(qū)段。然而在很大程度上給出了光導(dǎo)體的前端部(即在實(shí)際應(yīng)用中在彎曲性質(zhì)是必要的所述部位處)的彎曲性質(zhì)和柔性。
[0034]該套管優(yōu)選地由金屬組成，特別地由不銹鋼組成，并且其壁厚為小于光導(dǎo)體的直徑的五分之一，特別地小于光導(dǎo)體的直徑的十五分之一。或者，套管可以包括高度耐熱的塑料材料，特別地包括砜、酮醚或酰亞胺塑性材料或塑性復(fù)合材料，光導(dǎo)體優(yōu)選地以非主動(dòng)地和/或以穩(wěn)固粘合的方式連接所述套管。這樣一來(lái)，能夠在一方面確保連接接口的所需耐溫度性、機(jī)械強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性，還能夠在另一方面因?qū)?yīng)塑性材料的彈性屬性而實(shí)現(xiàn)對(duì)熱膨脹運(yùn)動(dòng)的接納度和對(duì)熱應(yīng)力的限制。同時(shí)，由這種塑性材料制成的這種連接接口使得能夠在一方面在連接接口與光混合元件之間合乎目的地使用壓配合和/或預(yù)加載，并能夠在另一方面在連接接口與可以附裝該連接接口的連接部件之間可以無(wú)間隙地并且抗?jié)穸茸兓厥褂脡号浜虾?或預(yù)加載。
[0035]尤其優(yōu)選地，直接(即，沒(méi)有空氣層)形成從單芯區(qū)段至多芯區(qū)段的另一過(guò)渡部，并且折射率在這個(gè)過(guò)渡部上的改變小于50%，尤其小于20%。
[0036]與從公開(kāi)文獻(xiàn)DE-0S2352670已知的柔性單芯光導(dǎo)體相比較，多芯區(qū)段還具有以下優(yōu)點(diǎn)，即，與光導(dǎo)體的筆直布局有關(guān)的產(chǎn)出損失降低。劇烈彎曲的多芯光導(dǎo)體通常具有比彎曲了相同曲率半徑的單芯光導(dǎo)體更小的衰減量，使得根據(jù)本發(fā)明總是會(huì)在光導(dǎo)體的筆直部分使用具有最小損失的光導(dǎo)體類型(單芯)，而相結(jié)合地在彎曲區(qū)域使用具有最小損失的光導(dǎo)體類型(多芯)。
[0037]特別有利的是，多芯區(qū)段包括尤其鄰近光出射側(cè)端部的彎曲或屈曲部分。這種設(shè)計(jì)和布置顯著地改善并促進(jìn)在使用時(shí)的操縱性。此時(shí)保持小的光損失。
[0038]在本發(fā)明的另一特別優(yōu)選實(shí)施例中，單芯區(qū)段被設(shè)置成具有至少對(duì)應(yīng)于其5倍直徑的長(zhǎng)度。然而應(yīng)當(dāng)理解的是，該長(zhǎng)度在兩個(gè)區(qū)段中都是可變的，例如單芯區(qū)段的長(zhǎng)度為其直徑的兩倍、三倍直至七或者甚至十倍。
[0039] 單芯和/或多芯區(qū)段至少在其一部分長(zhǎng)度上以錐形方式方便地形成，并尤其朝向光出射側(cè)端部上的端部漸縮。因此，光導(dǎo)體可以被構(gòu)造得更加纖細(xì)，從而改善例如在患者口中的操縱，并且/或者可以將例如來(lái)自更大陣列的二極管的輻射能量集中在例如更小的操縱表面上。
[0040]以創(chuàng)造性有利的方式，單芯區(qū)段和多芯區(qū)段的各個(gè)纖維包括芯玻璃和包層玻璃。以本身已知的方式，芯玻璃和包層玻璃在它們的折射率中極為不同，從而導(dǎo)致所希望的全內(nèi)部反射。由包括不同折射率的兩種不同的透明材料(優(yōu)選地由兩種類型的玻璃)制成的光混合元件的這種共軸設(shè)計(jì)可以連同全內(nèi)部反射一起減小輻射損失并實(shí)現(xiàn)對(duì)輻射的更好引導(dǎo)。與傳統(tǒng)光導(dǎo)體(正如在光波導(dǎo)【技術(shù)領(lǐng)域】中廣泛使用的那些光導(dǎo)體)相反，在本文提及的光混合元件中，優(yōu)選地在芯和包層的折射率之間存在大的差異，該差異優(yōu)選地達(dá)到0.1單位。兩個(gè)折射率之間這種相對(duì)大的差異增大了光混合元件的數(shù)值孔徑，也允許“捕獲”顯著不同于光混合元件的光入射表面的入射軸線的入射光束，并由此確保擴(kuò)大發(fā)光裝置輻射的入射光錐。作為又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，用于在光混合元件中傳導(dǎo)的輻射的總內(nèi)部反射的角區(qū)域增大，由此反射系數(shù)得以大幅度地改進(jìn)。對(duì)于光混合元件的芯和/或包層區(qū)域而言，除使用玻璃之外，還可以使用透明的塑料材料或者帶有或者不帶有摻雜的有機(jī)玻璃或者其它透明的無(wú)機(jī)材料或陶瓷。
[0041]在另一有利實(shí)施例中，涂層被設(shè)置在單芯區(qū)段或多芯區(qū)段的外表面處，并如必要地設(shè)置在兩個(gè)區(qū)段處，這防止了光出射，并且在這方面上是不透明的。該涂層也可以被實(shí)施成金屬反射涂層。在額外反射層的幫助下，可以進(jìn)一步減少光混合元件內(nèi)的光損失，同時(shí)可以顯著地增大光混合元件的數(shù)值孔徑，從而可以顯著擴(kuò)大光混合元件的光入射光錐的接納角度。又一方面在于，在該不例性實(shí)施例中，在光混合兀件內(nèi)傳輸?shù)墓飧Ｉ湓趦蓚€(gè)邊界表面處發(fā)生反射，由此在光混合兀件內(nèi)反射地傳輸?shù)拿恳粭l光束都被分成相對(duì)于彼此偏移的兩條相應(yīng)子光束，即，在光混合元件的芯和包層之間的邊界層處部分全反射的一條第一子光束；以及在光混合元件的反射外層處發(fā)生發(fā)射的一條第二子光束，從而又進(jìn)一步改進(jìn)光混合元件的均勻化性能。
[0042]在本發(fā)明的有利實(shí)施例中，光導(dǎo)體的前端部(該端部是多芯區(qū)段的一部分)設(shè)置成相對(duì)于入射在光導(dǎo)體上的光源的光軸線以給定角度彎曲，例如，彎曲45度角。這種設(shè)計(jì)和布置顯著地改善并促進(jìn)在使用時(shí)的操縱性。
[0043]在本發(fā)明的改進(jìn)實(shí)施 例中，被設(shè)置成以柔性方式構(gòu)造的光導(dǎo)體的前端部使得光導(dǎo)體可以根據(jù)應(yīng)用情況來(lái)彎曲，例如彎曲90度或者甚至彎曲超過(guò)90度。在這種情況下可以在使用時(shí)進(jìn)一步提高和促進(jìn)具體應(yīng)用情況中(例如在患者口腔環(huán)境中難以接近的區(qū)域中)的操縱。
[0044]在任何情況都特別有利的是，在單芯區(qū)段中，LED芯片發(fā)射的不同顏色被適當(dāng)?shù)鼗旌?，使得被適當(dāng)?shù)鼗旌系墓膺M(jìn)入多芯區(qū)段，并且在光出射表面上不會(huì)檢測(cè)到顏色變化。
[0045]如果單芯和多芯區(qū)段之間的創(chuàng)造性粘合劑是耐熱的，并且該粘合劑和這些區(qū)段具有相同的折射率，則根據(jù)本發(fā)明的光導(dǎo)體不僅是可移除的，而且是可加壓加熱的。這特別地在牙科光導(dǎo)體和內(nèi)窺鏡范圍內(nèi)的應(yīng)用場(chǎng)合中發(fā)揮作用。
[0046]光導(dǎo)體相對(duì)于光源的安裝可以以任何合適的方式實(shí)現(xiàn)，例如借助襯套，該襯套也使光導(dǎo)體能夠相對(duì)于光源可轉(zhuǎn)動(dòng)和可移除。但現(xiàn)有技術(shù)中在此之前提出的在光導(dǎo)體和光固化或光照裝置之間使用的所有其它設(shè)計(jì)變化可以毫無(wú)疑問(wèn)地結(jié)合該創(chuàng)造性方案。因此，光導(dǎo)體和光固化或光照裝置之間的連接接口可以以任何希望方式適合技術(shù)要求而不需要為其開(kāi)發(fā)專門的方案。
[0047]根據(jù)本發(fā)明有利的是，在光固化裝置中(或者在輻射源中)使用光導(dǎo)體，其中光導(dǎo)體優(yōu)選地能夠相對(duì)于光固化裝置(或者輻射源)扭轉(zhuǎn)，并尤其以可移除的方式支撐在光固化裝置上。例如，這種可扭轉(zhuǎn)性使得牙科醫(yī)生能夠改變從光導(dǎo)體到待處理牙齒表面部位的光錐的出射點(diǎn)和出射方向。光導(dǎo)體的可移除性使得光導(dǎo)體能夠獨(dú)立于光固化裝置(或輻射源)而容易地被加壓加熱。
[0048]單芯區(qū)段的光入射端部和光源之間的空間可以以任何合適方式加以填充，例如填充硅酮或其它透明化合物(該透明化合物的折射率基本對(duì)應(yīng)于所使用的玻璃的折射率)使得僅僅很小的反射損失出現(xiàn)在介質(zhì)過(guò)渡部。也可以用透明化合物灌注該空間。
[0049]即使本文強(qiáng)調(diào)的是將玻璃用于光導(dǎo)體的單芯區(qū)段和多芯區(qū)段，但應(yīng)當(dāng)理解任何其它合適的材料特別是透明塑性材料也可以用于提供光導(dǎo)體。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，單芯區(qū)段設(shè)置成其長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于單芯區(qū)段直徑的至少
1.5 倍。
[0051]根據(jù)另一有利實(shí)施例，單芯區(qū)段和/或多芯區(qū)段的光學(xué)纖維設(shè)置成包括芯玻璃和包層玻璃。由包括不同折射率的兩種不同的透明材料(優(yōu)選地由兩種類型的玻璃)制成的光混合元件的這種共軸設(shè)計(jì)可以連同全內(nèi)部反射一起減小輻射損失并實(shí)現(xiàn)對(duì)輻射的更好引導(dǎo)。與傳統(tǒng)光導(dǎo)體(正如在光波導(dǎo)【技術(shù)領(lǐng)域】中廣泛使用的那些光導(dǎo)體)相反，在本文提及的光混合元件中，優(yōu)選地在芯和包層的折射率之間存在大的差異，該差異優(yōu)選地達(dá)到0.1單位。兩個(gè)折射率之間這種相對(duì)大的差異增大了光混合元件的數(shù)值孔徑，也允許“捕獲”顯著不同于光混合元件的光入射表面的入射軸線的入射光束，并由此確保擴(kuò)大發(fā)光裝置輻射的入射光錐。作為又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，用于在光混合元件中傳導(dǎo)的輻射的總內(nèi)部反射的角區(qū)域增大，由此反射系數(shù)得以大幅度地改進(jìn)。
[0052]在另一有利實(shí)施例中，涂層被設(shè)置在單芯區(qū)段或多芯區(qū)段的外表面處，該涂層防止光從光導(dǎo)體出射和/或 反射沖擊在光導(dǎo)體上的光。該涂層也可以被實(shí)施成金屬反射涂層。在額外反射層的幫助下，可以進(jìn)一步減少光混合元件內(nèi)的光損失，同時(shí)可以顯著地增大光混合元件的數(shù)值孔徑，從而可以顯著擴(kuò)大光混合元件的光入射光錐的接納角度。又一方面在于，在該不例性實(shí)施例中，在光混合兀件內(nèi)傳輸?shù)墓飧Ｉ湓趦蓚€(gè)邊界表面處發(fā)生反射，由此在光混合兀件內(nèi)反射地傳輸?shù)拿恳粭l光束都被分成相對(duì)于彼此偏移的兩條相應(yīng)子光束，即，在光混合元件的芯和包層之間的邊界層處部分全反射的一條第一子光束；以及在光混合元件的反射外層處發(fā)生發(fā)射的一條第二子光束，從而又進(jìn)一步改進(jìn)光混合元件的均勻化性能。
[0053]根據(jù)另一有利實(shí)施例，兩種區(qū)段設(shè)置成借助于包括類似于玻璃的折射率的膠漿和/或玻璃粘結(jié)粘合劑在過(guò)渡部彼此連接。這樣以來(lái)，由于折射率的翻倍地快速變化，可以顯著減小由邊界表面處的反射造成的傳遞損失。
[0054]根據(jù)另一有利實(shí)施例，至少單芯區(qū)段設(shè)置成被套管包圍。
[0055]根據(jù)另一有利實(shí)施例，套管設(shè)置成至少部分地在單芯區(qū)段和多芯區(qū)段之間的過(guò)渡部上延伸，使得多芯區(qū)段跟隨單芯區(qū)段的至少一部分也被該套管包圍。這顯著加強(qiáng)了兩種光導(dǎo)體區(qū)段的機(jī)械連接以及經(jīng)過(guò)光導(dǎo)體區(qū)段之間的機(jī)械性危險(xiǎn)接頭的功率流過(guò)渡。套管提供的另外優(yōu)點(diǎn)是防止剛度跳躍，該剛度跳躍由于到應(yīng)用部位的側(cè)向附裝而減小光導(dǎo)體對(duì)剪切應(yīng)力的載荷承載能力。所引入的作用力至少部分地被多芯區(qū)段傳遞給更加剛性的單芯區(qū)段。然而在很大程度上給出了光導(dǎo)體的前端部(即在實(shí)際應(yīng)用中在彎曲性質(zhì)是必要的所述部位處)的彎曲性質(zhì)和柔性。
[0056]根據(jù)另一有利實(shí)施例，光導(dǎo)體的直徑設(shè)置成達(dá)到6mm到13mm。[0057]根據(jù)另外有利實(shí)施例，單芯和/或多芯區(qū)段設(shè)置成至少在其一部分長(zhǎng)度上以錐形方式形成。由此，光導(dǎo)體可以被構(gòu)造得更加纖細(xì)，從而改善例如在患者口中的操縱，并且/或者可以將例如來(lái)自更大陣列的二極管的輻射能量集中在例如更小的操縱表面上。
[0058]根據(jù)另一有利實(shí)施例設(shè)置成光射入側(cè)端部位于單芯區(qū)段而光出射側(cè)端部位于多芯區(qū)段。這樣一來(lái)，在一方面可以顯著改善光混合和均勻化并可以將光損失最小化。在另一方面，這個(gè)實(shí)施例對(duì)光導(dǎo)體的設(shè)計(jì)(偏移角度、屈曲)或柔性端部區(qū)段的設(shè)置是有利的。
[0059]根據(jù)另外有利實(shí)施例，多芯區(qū)段設(shè)置成包括彎曲或屈曲的區(qū)段。這種設(shè)計(jì)和布置顯著地改善并促進(jìn)該裝置在使用時(shí)的操縱性。在這種情況下保持了低的光損失。
[0060]根據(jù)另一有利實(shí)施例，多芯區(qū)段的光出射表面設(shè)置成以2°到90°的角度相對(duì)于光入射表面延伸，該光入射表面垂直于單芯區(qū)段的縱向延伸部而延伸。這種設(shè)計(jì)和布置顯著地改善并促進(jìn)該裝置在使用時(shí)的操縱性。
[0061]根據(jù)另一有利實(shí)施例，單芯區(qū)段的光入射側(cè)上的端部設(shè)置成包括連接到光固化裝置或到輻射源的連接接口，借助于該光固化裝置或輻射源，可以固化可聚合的牙科材料。這保證光導(dǎo)體與光固化裝置(或輻射源)的柔性的聯(lián)接和脫離聯(lián)接，其中光導(dǎo)體可以與該裝置分離地被加壓加熱。
[0062]根據(jù)另一有利實(shí)施例，連接接口設(shè)置成由襯套形成，該襯套可以與光固化裝置(或輻射源)剛性地連接，并且該襯套與單芯區(qū)段的光入射側(cè)上的端部固定地連接。這代表在機(jī)械方面特別有利的實(shí)施例。
[0063]在優(yōu)選的實(shí)施例中，光混合元件可以以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的方式構(gòu)造。結(jié)構(gòu)上，這表示一種專門功能性的解決方案，所述解決方案進(jìn)一步允許光混合元件的光學(xué)性質(zhì)針對(duì)給定總體長(zhǎng)度上的均勻化性能的大幅度適應(yīng)，例如適應(yīng)于相對(duì)于發(fā)光裝置所預(yù)先限定的幾何光學(xué)輻射路徑，并且所述解決方案還允許針對(duì)光混合元件與光導(dǎo)體的光纖維束之間的、與光混合元件的光入射端部有關(guān)的數(shù)值孔徑的任何必要的適應(yīng)。此外，在一方面，能夠使光混合元件的光入射表面尺寸適應(yīng)于發(fā)光裝置的幾何形狀，在另一方面，例如能夠?qū)⒐獾哪芰考械骄哂懈≈睆降睦w維束上。此外，例如光混合元件的橫截面中的曲壁區(qū)段或漸縮部可以影響或修改在光混合元件內(nèi)被內(nèi)部完全反射的光束的反射角，并且由于光的更大數(shù)量的壁反射，可以進(jìn)一步改進(jìn)在光混合元件內(nèi)的光均勻化。
[0064]在另外有利實(shí)施例中，光混合元件可以圓柱形地被構(gòu)造并且優(yōu)選地包括平面的光進(jìn)入和/或離開(kāi)表面。光混合元件的這種設(shè)計(jì)可以以特別簡(jiǎn)單的方式在技術(shù)上被實(shí)現(xiàn)并且因此它可以非常節(jié)省成本地被生產(chǎn)，然而，其中關(guān)于強(qiáng)度分布和跨越光學(xué)纖維束的整個(gè)離開(kāi)表面的光譜發(fā)射彎曲的高度的均勻化可以被驚人地實(shí)現(xiàn)。
[0065]在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中,光入射和出射表面包括拋光表面和/或表面涂層或其它減少反射的涂層，并且/或者所述光入射和出射表面可被浸沒(méi)物質(zhì)沖擊。在其剩余表面粗糙度優(yōu)選地最多達(dá)到所使用光的波長(zhǎng)的一小部分的這種拋光表面的幫助下，光混合元件的傳播特性可以得以改進(jìn)，并且可以顯著地減少光損失?？商娲鼗蛄硗獾兀砻嫱繉踊蚱渌鼫p反射涂層可以被應(yīng)用至光混合元件的光入射和/或出射表面。該措施可以在光通過(guò)光混合元件時(shí)進(jìn)一步減少光損失。作為以上提及措施的可替代方案或除了以上提及措施以外，還能夠?qū)⒅T如浸沒(méi)油(例如硅油)之類的浸沒(méi)物質(zhì)施加到光混合元件的相對(duì)應(yīng)表面，以便使光混合元件與例如 在帶有相關(guān)聯(lián)反射器的半導(dǎo)體輻射源或者發(fā)光二極管上的保護(hù)玻璃或者光導(dǎo)體的纖維束之間的空隙用該浸沒(méi)物質(zhì)完全填滿，從而發(fā)生固體一液體一固體相位轉(zhuǎn)變而不是固體一空氣一固體相位轉(zhuǎn)變。相對(duì)于空氣折射率具有更高折射率的浸沒(méi)物質(zhì)能夠進(jìn)一步減少由于邊界表面反射造成的光損失，并且繼而再次執(zhí)行隨后光學(xué)部件的數(shù)值孔徑的適應(yīng)。
[0066]在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光混合兀件可以包括光導(dǎo)材料，所述光導(dǎo)材料優(yōu)選地具有:至少一個(gè)光導(dǎo)芯，所述至少一個(gè)光導(dǎo)芯優(yōu)選地由具有第一折射率的芯玻璃制成；和光導(dǎo)包層，所述光導(dǎo)包層優(yōu)選地由具有第二折射率的包層玻璃制成，所述第二折射率比所述第一折射率小，優(yōu)選地小至少0.1個(gè)單位。這種由具有不同折射率的兩種不同透明材料(優(yōu)選地是兩種類型的玻璃)制成的光混合元件的共軸設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步減少與總內(nèi)部反射有關(guān)的輻射損失，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輻射的更好引導(dǎo)。與傳統(tǒng)的光導(dǎo)體(正如那些在光波導(dǎo)【技術(shù)領(lǐng)域】中廣泛使用的光導(dǎo)體)相反，在本文所提及的光混合元件中，優(yōu)選地在芯折射率和包層折射率二者之間具有大的差異，所述差異優(yōu)選地達(dá)到至少0.1個(gè)單位。兩個(gè)折射率之間的這種相對(duì)大的差異擴(kuò)大了光混合元件的數(shù)值孔徑，并且也允許“捕獲”入射光束，所述入射光束顯著區(qū)別于光混合元件的光入射表面的入射軸線，并由此確保擴(kuò)大發(fā)光裝置輻射的入射光錐。作為又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，用于在光混合元件中傳導(dǎo)的輻射的總內(nèi)部反射的角區(qū)域增大，由此反射系數(shù)得以大幅度地改進(jìn)。對(duì)于光混合元件的芯和/或包層區(qū)域而言，除使用玻璃之外，還可以使用帶有或者不帶有摻雜的有機(jī)玻璃或者透明的塑料材料或者其它透明的無(wú)機(jī)材料或陶瓷。
[0067]在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光混合元件可以在其周向表面上包括增強(qiáng)反射的涂層或反射套管。在這種額外設(shè)置的反射層的幫助下，可以進(jìn)一步減少光混合元件內(nèi)的光損失，同時(shí)可以顯著地增大光混合元件的數(shù)值孔徑，從而可以顯著擴(kuò)大光混合元件的光入射光錐的接納角度。又一方面在于，在該不例性實(shí)施例中，在光混合兀件內(nèi)傳導(dǎo)的光福射在兩個(gè)邊界表面處發(fā)生反射，由此在光混合兀件內(nèi)反射地傳導(dǎo)的每一條光束都被分成相對(duì)于彼此偏移的兩條相應(yīng)子光束， 即，在光混合元件的芯和包層之間的邊界層處部分地全反射的一條第一子光束；以及在光混合元件的反射外層處發(fā)生發(fā)射的一條第二子光束，從而又進(jìn)一步改進(jìn)光混合元件的均勻化性能。
[0068]在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光混合元件的直徑達(dá)到優(yōu)選地介于2mm和20mm之間，尤其優(yōu)選地介于6_和15_之間，尤其介于8_和13_之間，并且光混合元件長(zhǎng)度大于直徑的0.5倍，尤其大于直徑的0.8倍，并且優(yōu)選地小于直徑的5倍，尤其小于直徑的2倍。這些尺寸表示相對(duì)于光混合元件的幾何結(jié)構(gòu)而言尤為有利的構(gòu)造尺寸設(shè)計(jì)。這樣，可以以最小的外部尺寸實(shí)現(xiàn)最佳光混合和均勻化。另外地，由于通常用在醫(yī)學(xué)和牙科醫(yī)學(xué)的給定領(lǐng)域中，給定的直徑還考慮到對(duì)于發(fā)光裝置大小和光導(dǎo)體纖維束入射直徑的幾何光學(xué)條件。
[0069]在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光混合裝置可以包括連接接口，所述連接接口優(yōu)選地由耐高溫的塑料材料制成，尤其由砜、酮醚或酰亞胺塑料材料或塑性復(fù)合材料制成，光混合構(gòu)件優(yōu)選地以非主動(dòng)方式和/或以穩(wěn)固粘合的方式連接所述連接接口，其中所述連接接口能夠優(yōu)選以相對(duì)于光導(dǎo)體和/或發(fā)光裝置的自調(diào)節(jié)方式連接到這兩個(gè)部件中的至少一個(gè)。這代表用于將光混合構(gòu)件安裝在光照裝置或光固化裝置的光束路徑內(nèi)的尤為有利的設(shè)計(jì)。這樣做時(shí)，連接接口可以連接到位于光照裝置或光固化裝置的外殼處或中的光導(dǎo)體和/或發(fā)光裝置，其中連接接口優(yōu)選地構(gòu)造成使得連接接口相對(duì)于光導(dǎo)體和/或發(fā)光裝置進(jìn)行自調(diào)節(jié)，從而在不需要額外安裝和調(diào)節(jié)努力的情況下精確地定位在輻射路徑內(nèi)。在該方面，連接接口至少在很大程度上優(yōu)選地由耐高溫的塑料材料制成，尤其是由砜、酮醚或酰亞胺塑料材料或塑性復(fù)合材料制成。這樣一來(lái)，在一方面可以維持連接接口的所需耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性，在另一方面還由于相對(duì)應(yīng)塑料材料的彈性性質(zhì)而實(shí)現(xiàn)了吸收熱膨脹運(yùn)動(dòng)的能力和對(duì)熱應(yīng)力的限制。同時(shí)，由這種塑性材料制成的這種連接接口使得能夠在一方面在連接接口與光混合元件之間合乎目的地使用壓配合和/或預(yù)加載，并能夠在另一方面在連接接口與可以附裝該連接接口的連接部件之間可以無(wú)間隙地并且抗?jié)穸茸兓厥褂脡号浜虾?或預(yù)加載。
[0070]在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光混合構(gòu)件的光入射和/或光出射表面可以以非平面的方式形成。由此，例如能夠以略微波狀或起伏狀的方式(例如正如在水面中投入石子后出現(xiàn)的同心圓形波)來(lái)構(gòu)造光混合構(gòu)件的相應(yīng)表面。由于這種表面設(shè)計(jì)，與平面形表面相對(duì)照，入射光和出射光沿著光混合構(gòu)件的徑向方向以交替方式略微偏折，并且在更大的角區(qū)域上傳播，從而能夠顯著地增大光混合構(gòu)件的光混合效果?？梢越柚謮K面表面設(shè)計(jì)(faceted surface design)或借助對(duì)光混合構(gòu)件表面的相應(yīng)前側(cè)的菲涅耳切割來(lái)實(shí)現(xiàn)類似效果。此外，還可想到的是凸出地或凹入地構(gòu)造光混合構(gòu)件的相應(yīng)表面，由此增大用于光入射光錐的接納角度或執(zhí)行對(duì)入射和/出射數(shù)值孔徑的適應(yīng)，并且這樣例如限制來(lái)自光混合構(gòu)件的出射光束的發(fā)散并使其適應(yīng)于光纖維束的數(shù)值孔徑。
[0071]在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光混合裝置可以設(shè)置成和構(gòu)造成用于改裝光照裝置或光固化裝置，并且可安裝在發(fā)光裝置或所述光固化裝置的外殼和光導(dǎo)體之間，優(yōu)選地安裝在襯套中。這使得能夠用有利的本發(fā)明光混合裝置去改裝已經(jīng)存在或者正被使用的光照裝置或光固化裝置，從而在后面的階段用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)來(lái)提高光照裝置或光固化裝置的效率并改裝這些裝置。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0072]另外的優(yōu)點(diǎn)、細(xì)節(jié)和特征從結(jié)合附圖的本發(fā)明的兩個(gè)示例性實(shí)施例的以下描述顯現(xiàn)，在附圖中:
[0073]圖1示出了穿過(guò)根據(jù)本發(fā)明光導(dǎo)體實(shí)施例的示意性剖視圖；并且
[0074]圖2示出了穿過(guò)根據(jù)本發(fā)明光導(dǎo)體另外實(shí)施例的示意性剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0075]圖1中示出的光導(dǎo)體10包括單芯區(qū)段12和多芯區(qū)段14。兩個(gè)區(qū)段12和14具有相同的外直徑，并且在過(guò)渡部16處以齊平的方式彼此融合。單芯區(qū)段12定位成鄰近光導(dǎo)體10的光入射側(cè)端部18，多芯區(qū)段14定位成鄰近光導(dǎo)體的光出射側(cè)端部20。
[0076]單芯區(qū)段以筆直的方式延伸，并在所示實(shí)施例中占據(jù)光導(dǎo)體長(zhǎng)度的大約3/4的長(zhǎng)度。多芯區(qū)段14位于光導(dǎo)體的最后部分，即光導(dǎo)體的前四分之一部分，并且在端部20附近彎曲，并且實(shí)際上彎曲大約60度的角度。
[0077]光出射軸線22以與光入射軸線24成近似60度角度的方式對(duì)應(yīng)地延伸。
[0078] 單芯區(qū)段12和多芯區(qū)段14在其外部包括包層26 (未詳細(xì)示出)，該包層形成為類似于涂層，并且向內(nèi)反射回從內(nèi)部入射到該包層上的光輻射。[0079]單芯區(qū)段形成為塊狀的桿形光導(dǎo)棒，該光導(dǎo)棒被包層26包圍。與此相反，多芯區(qū)段14包括多個(gè)光導(dǎo)或光學(xué)纖維30(例如，100到500根光導(dǎo)纖維)，如圖1中示意性地指示。在所示實(shí)施例中，多芯區(qū)段14也以剛性的方式形成。
[0080]在過(guò)渡部16處，兩個(gè)區(qū)段12和14借助玻璃粘結(jié)粘合劑彼此連接。單芯區(qū)段的光導(dǎo)棒、多芯區(qū)段14的光導(dǎo)或光學(xué)纖維30以及玻璃粘結(jié)粘合劑(未示出)分別具有相同的折射率，使得相位邊界處的反射(如果可能的話)得以避免。
[0081]單芯區(qū)段12在其光入射側(cè)端部18包括插入套管32。通過(guò)該插入套管32，光導(dǎo)體10以插入方式被支撐在光固化裝置的對(duì)應(yīng)插座處，該插座以本身已知的方式形成并且在這里沒(méi)有被示出。
[0082]光經(jīng)由光源34入射到光入射側(cè)端部18中，該光源包括多個(gè)單個(gè)LED芯片，一些LED芯片在圖1中被示出， 即芯片36和38。離開(kāi)光源34的光通過(guò)反射器40以本身已知的方式成束。光源34和端部18之間的空間42填充有硅酮或另一化合物，該另一化合物的折射率接近玻璃的折射率。
[0083]芯片36和38安裝在冷卻元件44上，該冷卻元件耗散在芯片處產(chǎn)生的熱。
[0084]芯片36和38包括不同的發(fā)射最大值，并且優(yōu)選地可以被分離地控制。
[0085]當(dāng)光源34的所有LED芯片被接通時(shí)，該空間42填充有不同顏色的光。在單芯區(qū)段12中，在任何情況中存在良好的光混合，使得白光被供給到光學(xué)纖維30中。
[0086]圖2示出了本發(fā)明光導(dǎo)體的另外實(shí)施例。與根據(jù)圖1的實(shí)施例相比，在這個(gè)示例中，多芯區(qū)段14構(gòu)造成是柔性的。在示出的示例性實(shí)施例中，可見(jiàn)光出射軸線22以與光入射軸線24成近似45度角度延伸；然而將理解的是，任何其它位置，并且甚至近似180度的再定向也是可能的。
[0087]在這個(gè)示例性實(shí)施例中，過(guò)渡部16被套管50包圍，該套管用于加強(qiáng)該過(guò)渡部，并且防止布置在過(guò)渡部的粘合膠結(jié)劑由于強(qiáng)的機(jī)械載荷而失效。
[0088]如在圖2中可以見(jiàn)到地，光導(dǎo)棒可以借助于光導(dǎo)體10而整體地旋轉(zhuǎn)；這對(duì)在根據(jù)圖1的實(shí)施例的情況中也是可能的。在根據(jù)圖2的實(shí)施例中，僅僅一個(gè)單個(gè)芯片36被設(shè)置作為光源34，所述芯片居中地安裝在冷卻元件44上?？臻g42相當(dāng)小，該空間已因硅酮典型地產(chǎn)生比玻璃高的光損失而是有利的。在這方面，根據(jù)圖1的空間42以夸大地長(zhǎng)的方式被示出；實(shí)際上，空間42的長(zhǎng)度達(dá)到例如光導(dǎo)體10的直徑的三分之一或更小。
[0089]根據(jù)圖1，光導(dǎo)體的直徑到達(dá)12mm并且根據(jù)圖2達(dá)到5mm，然而應(yīng)當(dāng)理解的是，光導(dǎo)體的直徑可以具有任何合適的數(shù)值而不偏離本發(fā)明的范圍。這也適用于單芯和多芯區(qū)段之間的長(zhǎng)度分布。
[0090]例如，僅就單芯區(qū)段而言，其長(zhǎng)度可以比其直徑長(zhǎng)至少7倍。在根據(jù)圖2的實(shí)施例中，多芯區(qū)段14的長(zhǎng)度達(dá)到光導(dǎo)體10的總長(zhǎng)度的約五分之二，并且單芯區(qū)段的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)地達(dá)到五分之三。
[0091]描述的實(shí)施例的所有細(xì)節(jié)和值僅被理解為示例性的，并且因此可以在權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)被修改。即使本發(fā)明在這里結(jié)合牙科光固化裝置中的使用被描述，但應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的基本思想也有利地用于需要光導(dǎo)體的其它設(shè)備，特別地用于醫(yī)療裝置(諸如內(nèi)窺鏡)或者例如用于醫(yī)療研究、用于實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)目的其它光源。
【權(quán)利要求】
1.一種輻射源，特別地用于牙科材料聚合的光固化裝置，包括發(fā)光裝置和光導(dǎo)體，所述發(fā)光裝置(34)具有至少兩個(gè)光源(36、38)，優(yōu)選為半導(dǎo)體光源并尤其是光二極管，所述光源的輻射通過(guò)反射器(40)成束并供給到所述光導(dǎo)體(12、14)中，其特征在于，所述光源(36,38)在其光色和/或其發(fā)射光譜方面彼此不同，不同的所述光源(36、38)能夠分離地控制，以便改變所發(fā)射輻射的光色和/或發(fā)射光譜和/或光譜輻射功率，并且所述光導(dǎo)體(12、14)具有單芯區(qū)段(12)和多芯區(qū)段(14)，所述單芯區(qū)段(12)布置成比所述多芯區(qū)段(14)更靠近所述光源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射源，其特征在于，所述單芯區(qū)段(12)的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于所述單芯區(qū)段(12)的直徑的至少1.5倍。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的輻射源，其特征在于，所述多芯區(qū)段(14)的光學(xué)纖維(30)和/或所述單芯區(qū)段(12)包括芯玻璃和包層玻璃。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的輻射源，其特征在于，在所述單芯區(qū)段(12)和/或所述多芯區(qū)段(14)的外表面存在涂層，所述涂層防止光從該涂層離開(kāi)所述光導(dǎo)體，并且/或者反射沖擊在該涂層上的光。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的輻射源，其特征在于，所述單芯區(qū)段(12)和所述多芯區(qū)段(14)在過(guò)渡部(16)處借助膠漿和/或玻璃粘結(jié)粘合劑彼此連接，所述膠漿和/或玻璃粘結(jié)粘合劑優(yōu)選地具有類似于玻璃的折射率。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的輻射源，其特征在于，在所述單芯區(qū)段(12)的外周布置有套管(50)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的輻射源，其特征在于，所述套管(50)至少在所述單芯區(qū)段(12)與所述多芯區(qū)段(14)之間的所述過(guò)渡部(16)上延伸，并且所述多芯區(qū)段(14)鄰接所述單芯區(qū)段(12)的子區(qū)段也被所述套管(50)包圍。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的輻射源，其特征在于，所述光導(dǎo)體(10)的直徑達(dá)到6_到13_。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的輻射源，其特征在于，所述單芯區(qū)段(12)和/或所述多芯區(qū)段(14)以錐形方式形成，尤其是僅在所述單芯區(qū)段(12)和/或所述多芯區(qū)段(14)的一段長(zhǎng)度上以錐形方式形成。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的輻射源，其特征在于，所述光導(dǎo)體的光入射側(cè)端部(18)位于所述單芯區(qū)段(12)處，并且光出射側(cè)端部(20)位于所述多芯區(qū)段(14)處。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的輻射源，其特征在于，所述多芯區(qū)段(14)包括彎曲或屈曲的區(qū)段。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的輻射源，其特征在于，所述多芯區(qū)段(14)的光出射表面以相對(duì)于光入射表面成2°到90°的角度延伸,所述光入射表面垂直于所述單芯區(qū)段(12)的縱向延伸區(qū)段延伸。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的輻射源，其特征在于，所述單芯區(qū)段(12)的光入射側(cè)端部(18)包括與所述光固化裝置的所述光源連接的連接接口，可聚合的牙科材料能夠借助所述光固化裝置加以固化。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的輻射源，其特征在于，所述連接接口由襯套(32)形成，所述襯套能夠與所述光固化裝置剛性連接，并且與所述單芯區(qū)段(12)的所述光入射側(cè)端部(18)固定地連接。
15.一種光導(dǎo)體裝置，所述光導(dǎo)體裝置用于醫(yī)療或牙科醫(yī)療輻射源，尤其是用于牙科物質(zhì)聚合的光固化裝置，其特征在于，所述光導(dǎo)體裝置包括:桿形的單芯光混合元件(12)，所述單芯光混合元件至少由一種透明材料制成，尤其是由玻璃制成；多芯光導(dǎo)體(14);以及連接接口(32)，所述連接接口能夠連接到光源或所述光固化裝置的外殼，所述光混合元件(12)以牢固粘結(jié)且光導(dǎo)的方式連接到所述光導(dǎo)體(14)，并且所述光混合元件和所述光導(dǎo)體以牢固粘結(jié)且氣密密封的方式容納在所述連接接口(32)中，并能夠補(bǔ)償膨脹，從而使得所述光導(dǎo)體裝置能夠加壓加熱，優(yōu)選地是在已從所述外殼分離之后被高溫滅菌。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述光混合元件(12)以旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的方式形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的光導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述光混合元件(12)以柱形方式形成，并包括優(yōu)選地為平面形的光入射和/或出射表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求15到17中的一項(xiàng)所述的光導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述光入射和/或出射表面包括拋光表面和/或表面涂層或減小反射的涂層，并且/或者能夠被浸沒(méi)物質(zhì)沖擊。
19.根據(jù)權(quán)利要求15到19中的一項(xiàng)所述的光導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述光混合元件(12)包括:光導(dǎo)芯，所述光導(dǎo)芯優(yōu)選地由芯玻璃制成，并包括第一折射率；和光導(dǎo)包層，所述光導(dǎo)包層優(yōu)選地由包層玻璃制成，并包括第二折射率，所述第二折射率比所述第一折射率小，優(yōu)選地小0.05到0.2個(gè)單位。
20.根據(jù)權(quán)利要求15到19中的一項(xiàng)所述的光導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述光混合元件(12)在其周向表面處包括增強(qiáng)反射的涂層或反射套管。
21.根據(jù)權(quán)利要求15到20中的一項(xiàng)所述的光導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述光混合元件(12)的直徑達(dá)到優(yōu)選地在2mm和20mm之間，特別優(yōu)選地在6mm和15mm之間，特別地在8mm和13mm之間，并且所述光混合元件(12)的長(zhǎng)度大于所述光混合元件(12)的直徑的0.5倍，特別地大于所述光混合元件(12)的直徑的0.8倍，并且優(yōu)選地小于所述光混合元件(12)的直徑的5倍，特別地小于所述光混合元件(12)的直徑的2倍。
22.根據(jù)權(quán)利要求15到21中的一項(xiàng)所述的光導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述光導(dǎo)體裝置包括連接接口( 32 )，所述連接接口優(yōu)選地由高度耐熱塑性材料制成，尤其是由砜、酮醚或酰亞胺塑性材料或塑性復(fù)合材料，所述光導(dǎo)體(12、14)優(yōu)選地以非剛性和/或牢固粘結(jié)的方式連接到所述連接接口，所述連接接口(32)能夠連接至所述外殼,優(yōu)選地以相對(duì)于所述發(fā)光裝置(34)為自校正的方式連接至所述外殼。
23.根據(jù)權(quán)利要求15到22中的一項(xiàng)所述的光導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述光混合元件(12)的光入射和/或光出射表面中的至少一個(gè)以非平面形的方式形成。
24.根據(jù)權(quán)利要求15到23中的一項(xiàng)所述的光導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述光導(dǎo)體裝置被布置且構(gòu)造用來(lái)改裝光照裝置或光固化裝置。
【文檔編號(hào)】G02B6/42GK104023668SQ201280048971
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月6日
【發(fā)明者】B·森恩 申請(qǐng)人:伊沃克拉爾維瓦登特股份公司