[发明专利]光混合器

说明书

技术领域

本发明涉及尤其在医学和牙科领域中的光照装置的改进，以及优选地用于牙科医学用途的光固化装置的改进，所述光固化装置特别设有诸如发光二极管的金属半导体辐射源，并且发出在可见光范围、UV范围和/或近红外光谱范围内的辐射。

更具体地，本发明涉及一种光混合装置，所述光混合装置尤其适于在用于牙科物质聚合的光固化装置或者医学或牙科医学光照装置中使用。本文在说明书和权利要求书中使用的术语“光”不但指的是在可见光谱范围内的电磁辐射，还指的是在UV和近红外光范围内的电磁辐射。如果在下文中谈及优选地使用的发光二极管（或LED或LED芯片），则这些术语也意欲包括其它发出可见光、UV光和/或近红外光的发光体和辐射源，尤其是半导体辐射源，但出于更好的可读性目的而不会在所有地方列举出来。

背景技术

已长时间知晓这种光固化装置。

可以从DE2352670得到从二十世纪七十年代开始实施的光导体的一个示例。当时已经认为包括单纤维的柔性光导体是公知的。已知该文献还检验用光导液体和柔性塑料软管来提供光导体。

包括单纤维的光导体（其还可称为光导体棒）基本上是相当僵硬或坚硬的，且难以弯曲。另一方面，用液体填充的光导体尤其在口腔环境中的应用场合下是不适宜的或不利的，这是由于具有如下危险，即，患者会不经意地咬在光导体上并由此造成泄漏。

在二十世纪八十年代且到目前为止，单纤维光导体已通常发展到多纤维光导体；提及的一个示例是DE29709785。

也称为多芯光导体的多纤维光导体的优点在于提供了显著改进的弯曲性能。因而，牙科医生能够在光导体的端侧上为光导体施予期望的形状，以便在期望的、局部深位的位置处获得光发射或光出射。

顺便提及地，这还适用于牙科照相机的光传感器的光导体使用，以及适用于例如在需要窄曲率半径的内窥镜中的光导体使用。

已长时间知晓，在具有诸如红色、黄色和蓝色的基本色的光学添加混合物的帮助下，能够产生白色光。这一事实通过将具有相对应配色的LED布置成彼此紧密相邻并且通过将其光发射供给或导引到光导体而实现。

事实上，最近已经变得已知的是所谓的白光LED。然而，这些白光LED目前仍然是相当昂贵的，并且确切的色泽因光混合而可以更好地适用于要求。也能够选择某一发射光谱。

如果将单个LED或单个LED芯片用作光源，则光发射主要发生在LED芯片的上侧上，所述LED芯片的上侧通常为大约1mm2大小。如果在LED芯片前面安装通常具有6mm至13mm直径的多芯光导体，则主要的光发射通常射击或撞击在6或7根的内部纤维上，而仅有极小部分的外部纤维得以利用。

为了防止这种情况，已知在光纤维的光入射侧端部处使用聚光透镜。然而，额外设置聚光透镜意味着又有两个带相应反射作用的光学边界表面或界面，导致效率度降低。

在提及的两个应用场合中，人们因此乐意采用单芯光导体或光导棒，具体原因是在单芯技术情况下，与由使用多芯光导体而引起的产出损失相对比地，光学有效介质可以获得光导体的整个横截面积。

此外，文献EP0549332揭示了一种光学耦合装置，所述光学耦合装置允许在包括一个纤维束的一个光导长度内将该纤维束的单个纤维之间的不同光强度加以均匀化。为此，在光导体长度内的该纤维束中结合入光学耦合装置，该光学耦合装置包括弯曲180度的光导棒，该光学耦合装置的入射端部以及出射端部经由连接套管而固定地连接到具有光导长度的所述光纤维束的端部。

US6692250说明了一种集光器，所述集光器经由各个细光导体纤维引走多个发光二极管的光，并且将这些光重聚在一条纤维束中，以便继而将各个发光二极管的光电流供给到弯曲的光导体棒中并将其组合，其中在光纤维束的各个光纤维之间发生各个发光二极管的光电流的均匀化和统一再分配。

发明内容

与此相对照，本发明的目的在于提供一种装置，所述装置尤其用于医学或牙科医学光照装置，尤其用于牙科物质聚合的光固化装置，本发明的所述装置使得在发光装置内产生的光能够均匀和混合，并且本发明的所述装置使得能够在光导体的整个横截面积上分配光，从而在光导体的出口处的表面可以在亮度和光谱分布方面被均匀地或均质地照亮。此外，所述装置应当还能够高效、简单且低损耗地供应所发射的光，例如所发射的光具体地通过若干发光二极管或其它半导体辐射源产生到光导体中，所述光导体优选地实施为由许多细的单独光纤维组成的纤维束。