CN101014295A - 具有反射器的固化光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于可用固化光固化的牙齿复合材料的固化光装置(10)。该装置包括具有基本中空内室的外罩(14)，一远端，一近端(16)，远端方向上的一部分也用作握柄(12)。发光元件设置在外罩(14)内部合理的位置，并包含至少一个光源(20)，至少一个用来引导和/或聚焦来自光源(20)的光的反射器(46)，和至少一个位于光源(20)附近用以转移光源(20)所发出的热量的散热器(60)。该反射器(46)与反射器连接的外罩(14)的部分具有相同或者基本相同的热膨胀系数。

Description

具有反射器的固化光装置
技术领域
本发明涉及用于固化光活性复合材料的固化光装置。特别地，本发明涉及具有反射器的固化光装置。
背景技术
在牙齿恢复和修补领域，牙腔通常用对可见光和/或紫外光敏感的化合物填充和/或封闭。这些化合物，即通常所知的光固化物质，被置于牙腔配制品或被置于牙齿表面上并暴露于来自牙齿固化光装置的光线中固化。
许多固化光装置被构建或设置成带有将来自光源的光线引导入患者口腔的反射器。光源可以是灯、卤素灯或发光二极管(LED)。
所采用的反射器一般情况下大多数都采用金属制造。典型的，固化光装置接触或容纳反射器的外罩的部分用聚合材料制成。
发明内容
本发明涉及一种可解决现有装置中所存在的某些问题的固化光装置，包括使用时的热膨胀问题在内。固化光装置适用于固化光固化牙齿复合材料。该装置包括具有基本中空内室的外罩。该外罩具有一个远端和一个近端。朝向远端的外罩的部分可以作为握柄。发光元件容纳在外罩里面适当位置。发光元件包括至少一个光源，至少一个将来自光源的光线引导和/或聚焦至目标点的反射器，以及至少一个位于光源近端的散热器以把热量从光源传走。散热器可包含相变材料，它能比传统的金属块更有效地进行散热。
外罩近端包括光发射端。外罩的近端可以进一步包括延伸部，该延伸部可以是导光器、光传送元件、透镜盖之类的器件，以便将光传送到工作表面上所期望的位置，例如患者口腔。
在一个实施方式中，反射器可以基本呈圆柱形，具有中空内室，一个近端、一个远端、一个内表面和一个外表面，反射器可以位于外罩内部并可以和外罩的近端形成一体，作为外罩的延伸部。反射器内表面有反射表面。一方面，反射表面可以包括薄的金属涂层。
在另一实施方式中，反射表面是凹面的，并适用于将来自光源的光引导和/或聚焦至期望的位置，例如患者口腔。
在本发明的又一实施方式中，反射器及其所安置的外罩的部分可以用相同或者具有相近热膨系数的不同材料制成。这样可以潜在地减小由于采用热膨胀系数不同的材料在使用期间的热效应对集成固化光装置产生的应力。
在本发明进一步实施方式中，固化光装置可以包括由聚合物制的外罩，和聚合物模塑的在其内表面带有反射涂层的反射器。在一方面，涂层可以是由包括真空沉积的任何涂覆法所形成的金属涂层。
在本发明的又一实施方式中，反射器与至少外罩上靠近反射器的部分模塑成一体。
在本发明的又一实施方式中，反射器可以与外罩连接。该连接可以通过粘合、和/或在任一个或两个啮合表面的凹槽或螺纹实现。该连接也可以是永久的或暂时的(也就是可移动的和可更换的)。
在本发明的又一实施方式中，外罩包括延伸部，该延伸部可以包括光传送器或光导器。在该实施方式中，反射器可以和延伸部连接。该延伸部和反射器也可以模塑为一体，或者连接在一起。该连接可以是永久的或是可移动的。在一方面，反射器可以包括反射涂层。
在本发明的又一实施方式中，延伸部可以包括透镜盖。反射器可合适地与透镜盖以及外罩近端的部分相连接。透镜盖、反射器以及外罩近端与反射器连接的部分可以用相同或者具有基本相似的热膨胀系数的材料构成。
本文所描述的各种反射涂层可以是薄的，但其具有足够的厚度和/或基本的均匀性以形成良好的反射表面。任何可以形成这样的涂层的材料都是适用的。
附图说明
图IA显示本发明所述固化光装置的立体图；
图IB显示本发明所述固化光装置的侧视图；
图IC显示本发明所述固化光装置的局部侧视图，对本发明一个实施例中的反射器进行了描述；
图2显示本发明中反射器的实施例的立体后视图；
图3显示本发明所述固化光装置握柄的立体正视图；
图4显示本发明所述固化光装置延伸部的立体后视图；
图5显示本发明的充电基座的实施例的横剖侧视图；
图6显示本发明的反射器实施例的剖面图；
图6a显示本发明的反射器实施例的立体图；
图7显示本发明带光源的反射器实施例的横剖侧视图；
图8显示本发明带镜头盖的反射器实施例的横剖侧视图；
图9显示本发明固化光装置外罩的握柄部分的分解立体图；
图10显示本发明固化光装置外罩的近部分的分解立体图；
发明详述
以下所作的具体描述是作为对依据本发明各个方面所提供的现有优选装置的说明，并不意味着代表制备和实施本发明的唯一方式。当然可以理解，相同或者等同功能和组成可以通过同样是包含在本发明的实质和范围的不同实施方式而实现。
除非有其它定义，此处所使用的所有技术和科学术语都与按照本发明所属技术领域的普通技术人员通常所理解的意思相同。虽然任何与此处所描述的相同或等同的方法、装置及材料都能被用在本发明的实施或测试中，现在对优选的方法、装置和材料进行说明。
所有在本文中提及的出版物都通过引用的方式连接到本发明中，其目的是为了描述和公开，例如，出版物中所描述的可能与目前所描述的发明有联系的设计和方法。在上文、下文或者在全文中所列出或讨论的出版物都完全可以得到，因为它们在本申请的申请日前已经完全公开。本文所述的任何内容都不得被解释为承认因为在前的发明而使得发明人无权先于其公开。
在此公开一种用于固化或者激活光活化材料的固化光装置。本发明可被应用于各个领域，包括但不限于医药和牙科，包括一种或多种光敏引发剂的光敏材料被应用在所述领域中。作为例子，光敏引发剂吸收特殊波长的光并引发由单体到聚合物的聚合反应。
图IA、IB所示实施例各自显示了手持式固化光装置10的立体视图和侧视图。该固化光装置10包括具有远端和近端的基本中空内室的纵向的外罩。如图所示，在本实施例中外罩包括两部分，朝向远端的握柄部分12和朝向近端的前部14。然而需要提及的是，整体外罩也是本发明的一部分。前部14还可以是外罩的延伸，特别是当外罩是整体存在时。
部分12和14中的任一个都具有远端和近端。因前部14的末端与手柄部分12的近端邻接，部分12和14可以以任何连接方式连接在一起。适用的连接模式包括，但不限于，摩擦装配，匹配的插接结构，舌槽式结构，互织的销和销孔结构，栓和其它相互连接的结构。粘合剂，比如，结构粘合剂包括氰基丙烯酸酯基的材料，例如Loc-TiteTM或Super GlueTM，其它的结构连接粘合剂包括-环氧基(一部分或两部分)，聚氨酯粘合剂(一部分或两部分)，或泡沫安装粘合剂。泡沫安装粘合剂还可起缓冲作用。粘合剂还可使用，不仅仅代替其它连接方式而是与其它连接方式共同使用。在详细描述的实施例中，也详述了摩擦装配模式。
外罩包括其手柄部分12和前部14，可由高温聚合物或复合材料如ULTEM，它是一种无定形热塑性聚醚亚胺或Xenoy树脂，它是一种聚碳酸酯和聚对苯二甲酸亚丁酯的复合物或Lexan塑料，它是一种聚碳酸酯与间苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯、间苯二酚树脂的共聚物，所有可得自GE塑料(GE Plastics)，或任何其它适用的树脂型塑料或复合材料。同时高耐下落聚苯乙烯，某些聚酯，聚乙烯，聚氯乙烯，和聚丙烯也都适用。
诸如工程预浸料或复合材料的聚合物也适合用作外罩的组成成分。这些复合材料可以是填充复合物，用诸如金属颗粒或导热聚合物等导热颗粒填充以助于装置的热扩散。
如图IA所示，本发明的固化光装置的外罩14前部的延伸部分还具有颈部15，并且该颈部可构造成使发射端16大体上与安装板，表面，平台或光源20的元件的末端叠合，如图IC所示。
开/关按钮或开关18可以位于握柄12上，靠近握柄部分与前部14之间的连接处，以便可以手动打开或者关闭固化光装置。按钮可以是注塑件，用诸如上述外罩其它部分中所采用的高温塑料或聚合物的聚合材料制成。它还可以和外罩的其它部分具有相同或不同的颜色。不同的颜色也有助于突出它的存在并使其容易找到。
例如图IC所示的一个实施方式中，外罩14的前部可以包括位于前外罩部分14内部的期望的位置的发光元件(未在图中特别示出)。发光元件包括至少一个光源20，至少一个用来会聚和/或引导来自光源20的光线的带有反射表面46b的反射器46，和至少一个位于发光元件内部用于导出光源所发出的热量的散热器60。发光元件进一步包括具有半球形圆顶以覆盖光源20并可用作进一步会聚所产生光线的塑料镜头35。
在另一个实施方式中，固化光装置也包括至少一个镜头盖47，如所示例的提供光源20中所发出的光线的出口孔，并关闭固化光装置的光发射端16。
目前的实施方式中也包含了一个电子控制元件，它可以处在朝向固化光装置10远端的外罩部分12、14内。该固化光装置10可以是电池供能的或者其与能量源或能量传输件相连。电池供能的固化光装置可以提供更好的携带性。
电池70可以通过电池触点70a和鞘状连接器40为操作固化光装置20提供电能。在一个实施方式中，诸如锂离子电池的单个可充电电池可以用于为固化光装置10供能。开/关按钮18可以采用通过轴或柱17为使用者提供输入信号的方式来手动操作固化光装置，所述轴或柱与印刷电路板50连接，也可以处在手柄部位12中，并邻近电池70安装。在一个实施方式中，印刷电路板50包括用来监测电池寿命、LED温度或系统性能的带有或没有微处理器的装置。
散热器60，此处举例为长条状的散热器，虽然也可能是其它几何形状，如显示的定位于前部14内，紧临光源，以传导或消散来自光源的热量。如果光源位于握柄部12或延伸部14内，那么散热器也相应地位于该位置。
在另一实施方式中，散热器可以构造成具有多个散热片、皱折或其它适合于为散热器的对流散热提供更大表面积的几何形状。在另一实施方式中，该固化光装置可以包括与扇或涡轮机械连接的电动机。该扇或涡轮适合于抽出或者促动散热器表面的周围空气，从而为该散热器散热。
散热器可以用上述任何适用的能进行有效导热或散热的合适材料制成，可以包括多个单片式散热器和组合式散热器。组合式散热器通常是由两种不同类的材料组合而成，第一种具有低热膨胀率而第二种具有高热导性能。单片式散热器可以有由一种材料制成。一些可以用于本文所述固化光装置散热器的材料的例子包括铜、铝、银、镁、钢、碳化硅、氮化硼、钨、钼、钴、铬、硅、二氧化硅、碳化硅、AlSi、AlSiC、天然金刚石、单晶金刚石、聚晶金刚石、聚晶金刚石复合片、经化学气相沉积法沉积的金刚石和经物理气相沉积法沉积的金刚石，以及复合材料或化合物。如前所述，任何具有足够热导性和/或散热性质的材料都可采用。如果有意愿，散热器120也可以具有散热片或其它可以增加表面积并加强散热能力的表面修饰物或结构。
散热器60可以包括相变材料，以更有效地将热量从光源或者产热源处转移走。这在与本申请同时提交的，名为“具有改进的散热器的牙齿固化光装置”的未决专利申请10/XXX,XXX，和于2004年7月2日提交的，申请号为60/585,224名为“具有相变散热器的牙齿固化光装置”的美国临时专利中公开，以引用的方式连接在本说明书中。
在特定重量的散热器材料情况下，与由诸如金属等热导材质的固体块制备的散热器相比较，具有相变材料的散热器可更有效地把热量从一个或多个光源中消除或者转移。当使用更小重量的材料，该散热器仍然可以有效地将热量从固化光装置中消除或者转移。采用封闭在诸如金属散热器等空心热导材料中的相变材料，以取代传统实心金属散热器，能够减小固化光装置的重量并延长散热器达到牙固化光装置产业中所谓的“关闭(shut off)”温度的时间。在达到该“关闭(shut off)”温度之前的时间被称为“运行时间(run time)”。延长“运行时间(run time)”，也即光持续时间，可以增加牙医实施固化或者增白程序的时间。
在一实施方式中，公开了包含至少一种相变材料的可充电式牙齿固化光装置。在另一实施方式中，公开了包括至少一种相变材料的牙齿增白光装置。散热器包含诸如金属等热导材料区域，所述区域具有至少部分由相变材料填充的孔或空隙。
散热器可以通过挖空热导性材料来构建，例如金属，并且在封住它之前至少部分地用至少一种相变材料填充，以保护里面的相变材料，这样至少一种相变材料实质上包含或包围在导热材料内，就如金属通常用于传统散热器的构造中。
换句话说，散热器可以用诸如金属等热导材料的铸造或机械加工而成，以制备围绕孔或空隙的壁。孔和空隙在封闭前部分填充至少一种相变材料，以保护其中的材料。
在一个实施方式中，独创的散热器可以单独使用。在另一实施方式中，包括风扇，它还可与传统的金属块散热器或其组合物联合使用。
独创的散热器可以安装在牙齿固化光装置中，成像光源或增白光源以与安装传统金属块散热器同样的方式安装，例如通过将散热器与热源也即光源连接，或通过与另一散热器连接，所述光源可以包括上述任意一种或者它们组合物。
合适的相变材料可以包括有机材料、无机材料，以及它们的组合物。这些材料可以大体上经受可逆相变，并且只要不是无限次循环通常都能反复经受大量变换而不失去其有效性。有机相变材料包括固体石蜡、2，2-二甲基-n-甘二烷(C24H50)，三肉豆蔻酸甘油酯，((Ci3H27COO)3C3H3)，和1，3-二甲基二十五烷(C26H54)。诸如水合盐的无机材料包括十二水合磷酸氢钠(Na2HPO4·12H2O)，十水硫酸钠(Na2SO4·10H2O)，六水氯化铁(FeCl3·6H2O)，以及TH29(一种熔点温度为29℃的水合盐，见TEAP Energy of Wangara，澳大利亚)或金属合金，也可考虑Ostalloy117或UM47(见Umicore Electro-Optic Materials)。所示例的材料在环境温度下为固体，其熔点在约30℃和约50℃之间，更多的则例如，在约35℃和约45℃之间。所示例的材料还具有高比热，例如当它们处于环境温度状态下，至少约1.7左右，更多的则例如，至少约1.9左右。此外，相变材料可以，在处于高温状态下，例如具有至少约1.5左右的比热，更多的则例如，至少约为1.6。
相变材料也可以具有熔融的高潜热以贮存大量的热能。该熔融潜热也可以，例如，至少约为30kJ/kg左右，更多的则约200kJ/kg。
材料的导热性能是热从导热外壳向相变材料的热传送速率的决定因素，反向亦然。相变材料的导热性能可以是，例如，在环境温度状态下至少约为0.5W/m℃，在高温状态下则至少约0.45W/m℃。
图2和3分别显示了握柄部分12的实施方式的立体后视图和正视图。在握柄远端可以是端帽30，根据其中一个实施方式，如果用于固化光装置是电池供能的，该端帽包括电触点31，32，33以便可以固化光装置固定在充电器的基座中(如图5所示)从而对电池70进行再充电。端帽30和/或充电器基座(例如图5所示)，还可构造成在使用后将热从中转移走的装置。
端帽30是圆柱状的，并可以和握柄12的远端连接。它可以模塑为握柄12的一部分。它也可以其它方式连接，例如粘附键，热连接，或螺纹连接。
如图2，3所示，在一个实施方式中，握柄12的近端可略呈锥形。前部14远端的内部直径可以如图示那样稍有增大，以便握柄部分12的锥形末端可装配到前部14的接收区域34中(如图4所示)，例如，用摩擦装配的方式。
在一实施方式中，如图4，3中分别所示的握柄部位12和延伸的管状部14通过鞘状连接器40和插座90形成机械连接和电连接。如上所述，也可以采用其它连接方式。
如图5所示的本发明一实施方式中，充电器基座可以包括机械地连接到风扇或涡轮上的电动机。风扇或涡轮可以适用于抽吸或促动散热器60表面周围的空气，使散热器60降温。在一个实施方式中，当固化光装置停止工作或正在再充电时进行该降温。在另一个实施方式中，该散热元件置于充电器基座或固定架200中，以便对固化光装置再次充电。在另一个实施方式中，充电器基座或固定架200也可以没有风扇201或散热元件，取而代之地或额外地，可以包括一个用于显示电池状态的显示屏(未示出)。
再次参考图IA，颈部15设置为朝向前面外罩部或延伸部14的远端，并终止于发光末端16。光源20，如所示的LED(参见图IC)，可置于邻近颈部15，例如，接近在区域16内的延伸部分14的远端。在一实施例中，反射器46可安装于图IC所示的区域16中，用以将由光源20所产生的光反射至工作面上的期望位置，例如患者的口腔。
例如图6，6a，7所示，反射器46可以是圆柱形的。在一个实施方式中，反射器46可以用来将光源20保持在颈部15的发射末端16中(如图IC所示)。
在如图6，6A所示的实施方式中，反射器46包括一个螺旋部分46a，反射表面46b和LED孔46c，并可以通过插入到颈部15而安装到固化光装置10上(如图IA所示)。可以通过固定的方式方便得实现上述连接，例如，颈部15和反射器46上(未示出)的螺纹、凹槽、沟、俯角、突出或相似物，例如，如果凸出存在于反射器46和颈部15中任一个上并且相应的凹槽也存在于所述另一部位上以接收所述凸出。反射器也可以通过摩擦配合的方式装配或者反射器可以通过粘合剂，例如结构连接粘合剂包括环氧体(一个或两个部分)，多聚氨基甲酸酯粘合剂(一个或两个部分)，氰基丙烯酸盐粘合剂，或泡沫装配粘合剂安装到固化光装置上。该泡沫安装粘合剂也可有助于缓冲作用。
除了可以通过上述的螺旋或其它方式适配于颈部15的方式，反射器46也可以浇注到区域15的端部上并容纳于区域16中。
在一个实施方式中，反射器46可以永久地与前部14的近端及其延伸部连接。在另一个实施方式中，反射器46可制成可移动式。如果存在延伸部16，该延伸部可以包括永久连接或浇注成整体的反射器，并可以作为一个部分从外罩的近端移走。
在一个实施例中，反射器46可以将其内表面46b金属处理，以便形成反射表面。反射的量根据金属涂层的厚度而不同。例如，高反射性能是可取的。
反射表面也可时从光源20中发出的光进行塑形和聚焦。在一些实施方式中，也可以采用聚焦镜头。光反射的方向依赖于反射表面46b的形状或曲率。例如，可以采用凹面表面，或可以设计特定的凹面曲率来分别或共同地影响反射光的方向。这样，反射表面的形状和曲率将有助于对光进行塑形并将其聚焦到任何想要的方向上。
如图6a所示，反射器46的螺纹部分46a可以围绕LED孔46c朝向远端48。例如图8所示，螺纹部46a可以适合于接收镜头盖47，其包括用于拧到反射器46上的相应的凹槽。镜头盖47可以用于密闭固化光装置10的光发射端16并且也可以聚焦来自光源20的光(见图IC)。
反射器46也可以，例如，用诸如那些用于构建外罩101的聚合物模塑或浇注。在另一实施方式中，反射器46也可以，例如，使用模具进行注模。这样可以使反射器46具有高度的重现性。所述聚合物也可以是那些能用于模塑或浇注和涂覆的物质。
在一个实施方式中，反射表面可以例如是金属的，并可以通过涂覆形成。可以采用任何一种或多种涂层技术形成薄膜涂层。这些技术包括任何在聚合物表面涂覆金属的方法，例如气相涂覆技术。这些技术就是通常所公知的物理气相沉积法(PVD)、化学气相沉积法(CVD)，和等离子沉积法。这些技术通常包括产生凝结到基质表面上或与基质表面反应的气相涂覆材料。各种气相沉积法都在“薄膜：成膜技术(Thin Films：Film Formation Techniques)”，化学技术百科全书(Encyclopedia of Chemical Technology)，9月4日出版，第23卷(纽约，1997)，第1040-76页，通过引用的方式连接于本文中。
PVD是一种真空处理过程，其中涂覆材料通过蒸发作用、升华作用或从等离子体(阴极溅射)的高能离子轰击而汽化。汽化的材料凝结在基质上形成固相膜。该沉积材料在天然状态下通常是金属的或陶瓷的(参见上述化学技术百科全书)。
CVD处理过程包括两种或多种气相物质(前体)反应在表面形成固体金属和/或陶瓷涂层(参见上述化学技术百科全书)。在高温CVD法中，反应在加热到300℃-1000℃或者更高温度的表面上进行，因而基质限于能够经受相对高温的材料。同时，在等离子加强的CVD方法中反应可以通过等离子体激发，因而基质的温度可以显著地降低，并且诸如聚乙烯和聚酯等聚合物也可以用于反射器的构造中。
等离子沉积，也就是等离子聚合，与等离子加强CVD相类似，除了前体材料和所沉积的涂层在自然状态下是典型的有机物。等离子体显著地将前体分子打碎形成能在表面重新自由组合的分子片段和原子分布，从而生成固相涂层(参见上述化学技术百科全书)。等离子沉积涂覆的特点是出现广泛的功能基团，包括前体分子中所没有的许多类型的功能基团，因而将它用在本发明中效果较差。
本发明的其它实施方式也可以包括包含阳极氧化铝的反射表面，和通过介电离层的气相沉积形成在金属层上的反射表面。例如，金属层可以作为基础反射层沉积在阳极表面，接着用低折射率材料沉积，然后再用高折射率的介电层沉积。这样的材料包括英国Alannod有限公司(Alannod，Ltd.of the unitedKingdom)所提供那些材料，并包括胆甾型液晶聚合物。
胆甾型液晶聚合物能够反射而不透过光能，并可以用作表面涂层或反射器的主要成分，例如，在美国专利号为：4,293,435、5,332,522、6,043,861、6,046,791、6,573,963和6,836,314的专利文献中所描述的内容，这些内容通过引用的方式连接于本文中。其它具有相似性质的材料也可以用在本发明中。
本发明中所用的涂覆方法包括，例如，那些可以在低温下进行操作并在聚合物表面形成薄且基本连续的涂层的材料。这些方法可以使材料的选择具有广泛性和随意性，包括聚合物材料和金属涂层的材料的选择。一些金属涂层只可以在薄层时具有反射性。因而这些材料可以和低温聚合物一样使用。
任何可以被涂覆成相对薄膜生成反射表面的金属都可以采用。例如包括铝，氧化铟/氧化锡，银，金及其它们的混合物。铝也可以以阳极化铝的形式存在。
在一个实施方式中，反射器46和延伸部或前部14，或至少前部14的一部分可以，例如，用相同的、相似的、或热膨胀系数具有很小或者没有差别的材料制成。在存在不同的热膨胀系数时，如在金属制成的反射器46和塑料延伸部中发现的，当反射器以大于延伸部的速率膨胀时，会产生由金属反射器传递到外罩的环向应力的结果。这样的环向应力会造成组件过早的断裂。这样的断裂可以通过本发明目前的实施方式来减少或者消除。
例如，可以采用能用来模塑或浇注的聚合物；或者如上所述，如果固化光装置的前部也是用金属制造的，那也可以采用金属或金属合金。合适的聚合物包括聚乙烯、聚丙稀、聚丁烯、聚苯乙烯、聚酯、丙烯酸聚合物、聚氯乙稀、聚酰胺、或如ULTEM的聚亚酰胺醚；诸如Xenoy树脂等聚合物合金，它是聚碳酸酯和聚对苯二甲酸亚丁二酯的复合材料，或者Lexan的塑料，它是聚碳酸酯和间苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯、间苯二酚树脂的共聚物(它们都可GE塑料提供)，液晶聚合物，诸如芳香聚酯或芳香聚酯胺等物质，作为一种组成成分，包括至少一种化合物，选自下由列物质构成的组中：芳香羟基羧酸(如羟苯酸酯)(刚性单体)，羟萘甲酸酯(弹性单体)、芳香羟胺和芳香二胺，(例如美国专利号为6,242,063、6,274,242、6,643,552和6,797,198的专利文献所公开的，其内容通过引用的方式连接于本文中)，带有末端酐基或支链酐基的聚合亚胺酯酐(例如美国专利号为6,730,377专利文献所公开的，其内容通过引用的方式连接于本文中)或它们的组合物。
此外，可以采用诸如填充有色素、碳颗粒、硅、玻璃纤维、如金属颗粒或导电聚合物的导电颗粒、或者它们的混合物的工程预浸料或复合材料等的任何聚合体复合材料。例如，可以采用聚碳酸酯和ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)的混合物制备外罩10la。
一般来说，可用于外罩101的材料包括，例如，耐高温的聚合物材料或复合材料。
液晶聚合物或胆甾型液晶聚合物，例如能反射而不是透射光能的液晶聚合物，可以被用在本发明的各个实施方式中。例如，液晶聚合物或胆甾型液晶聚合物可以用作发光元件外罩101的内表面101上的涂层，以便减小由光源(例如美国专利号为4293435、5332522、6043861、6046791、6573963和6836314的专利文献所公开的，所述内容通过引用的方式连接于本文中)产生的光能的浪费。
总体来说，塑料外罩可被用于固化光装置。这样，可以选择一个塑料反射器。此外，在本发明各种实施方式中塑料模塑的反射器46也可提供更强的抗下落能力。当塑料反射器46用和延伸外罩相同的材料模塑时，这两个区域，当作为一个系统相互配合时，形成在下落试验中比金属反射器和塑料延伸部连接具有大得多的抗下落能力。不需要连接理论就可预测到，在用具有金属反射器的系统进行下落试验期间，更多的载荷可以直接传送到延伸部中，提高了延伸部的抗高应力水平和延伸部的抗断裂的潜能。此外，金属反射器通常都是使用粘附键到外罩上。因为金属反射器不吸收下落力，当固化光装置掉落时就破坏粘附键，从面轻易地将它与延伸部分分离。
如上所述，由于模塑工序是可以高度重复的，反射器46可以例如是模塑的。在模塑工序中制作模具，并且反射器内光学几何形状保持基本不变。与金属反射器加工中所采用的制作工序相比，它有很大优点。特别是，分别加工金属反射器可能会在几何形状和反射表面上形成较大的差异。这种差异不仅是在反射器与反射器之间，而且在单个反射器的表面上的这种差异都是明显的。这样的差异会导致较低的照明效率。
塑料反射器也可采用真空金属涂覆工艺来形成像抛光的镜面，这样在照明系统中就产生较高、以至很高的效率。与金属加工区域的抛光表面相比，这种高照明效率尤其明显，因为抛光工艺更可能在金属表面形成依赖于所采用的抛光研磨材料和方法的凹陷和不一致。
既然模塑工艺更适合于大规模生产，相对于金属加工区域，采用用金属处理的塑料模塑区域也可以产生更高效的照明系统。
此外，塑料反射器具有特别的优点：适于形成任何颜色。试验发现白色塑料模塑的反射器会产生更好的反射性。
在一个实施方式中，反射层的厚度可以足够薄以至于基本不影响原料聚合物的热膨胀，或反射器的机械性能。
图7进一步显示了反射器46是如何被安置在光源20上的。光源可以是任何包括但不限于单个LED仪、LED阵列仪、多个LED阵列仪、单个二极管激光仪、二极管激光仪阵列、垂直腔面发射激光器(VCSEL)或其阵列仪，或者一个或多个LED或激光元件等合适的光源。根据所固化的光激发材料中光敏引发剂的性质进行选择，从光源发出的光的波长可以是任何所期望的波长或者不同波长的组合。本文所述的任何半导体和散热器的排列可用于构建期望的牙齿固化光装置。
在实施例中，可将单个LumiLedsTM型LED光源20安装到在前部14的光发射端16。光源可以是LuxeonTMV暗视光源，包括多至4盏的设置在单个辅助底板上并被一个透镜密封的LED。美国专利号为6498355，申请人为Harrah等人，以及专利号为6274924，申请人认为Carey等人的专利文献中公开了这样的光源，上述两美国专利均转让给了位于加州San Jose的LumiLeds照明设备公司，本文通过引用的方式连接了上述两专利公开的内容。所供应的LuxeonTMV暗视光源是蓝色的，朗伯辐射型，并产生大约525mW/cm2的热辐射。其它波长也是可能的。
如图7所示，光源20可以包括任何或所有下列各项：铁芯36、辅助底板37，最多安装其上4盏LED38，引线框39，以及从引线框延伸的金属引线41。塑料透镜35具有覆盖4盏LED的半球形形状。
在一个实施方式中，固化光装置进一步包括为了将光引导或传送至如患者口腔等工作表面的期望位置的诸如光传送器、光导管、光导器、或相似结构的延伸部。发光元件也可以位于延伸部内，但一般来说都位于外罩中。
用紫铜或黄铜材料制成的长条形安装元件(未示出)，在其上可用于安装光源20(如图7所示)。安装元件可以包括长条形的基底部和具有安装架的安装部分。光源20可以安装到安装部分上并且安装元件可以构建在延伸管14中。
如上所述，延伸部可以是光导器或任何上面所提及的将光引导工作表面的结构。在一个实施方式中，光源和反射器可能位于远离发射端16以便从固化光装置发出的热扩散位置离患者相对较远。
图9，10分别显示了外罩部分12，14的分解图。在图9中，印刷电路板或微处理器(PCB)50和端帽50a耦合，并且连接器51在电缆组件70a的末端插入插座70b中。电缆组件的另一末端，端帽50和端帽30可以通过环形护圈30b集成到一起。泡沫垫圈50c用于，例如插座70b和端帽30的缓冲。泡沫垫圈可以采用任何弹性体，包括各种由Kraton聚合物公司(Kraton Polymers)提供的不同共聚物或成块共聚物(Kratons)，例如苯乙烯-丁二烯橡胶或苯乙烯异戊二烯橡胶，EPDM(乙烯丙烯二烯烃单体)橡胶，腈基(丙烯腈丁二烯)橡胶，胶乳橡胶等类似物。泡沫材料可以是闭孔泡沫或开孔泡沫，也包括但不限于诸如聚乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、和聚丁烯泡沫的聚烯烃泡沫；聚苯乙烯泡沫；聚氨酯泡沫，以及由上述弹性的或橡胶材料制成的任何弹性体；或诸如聚交酯酸树脂(包括L型乳酸和D型乳酸)和多聚乳酸(PGA)的任何生物降解的或生物合成的聚酯、多聚羟基戊酸酯/羟基丁酸酯树脂(PHBV)(3-羟基丁酸和3-羟基戊酸(3-羟基缬草酸)的共聚物)和多聚羟基链烷酸酯(PHA)共聚物以及聚酯/氨甲酸乙酯树脂。
在一个实施例中，PCB区域50可以构建为提供为期约1到2分钟或这样持续的循环，因而可以固化光活化化合物。在每个循环的末期，固化光装置可以被手动的翻转过来。PCB也可以构建成具有能在任何选定循环中自动关闭固化光装置的高温阻断器。
在图10中，连接器40可以和功率继电器19a、19b连接以使光源20通电并可以插入散热器60的外部凹槽62以将电流传导到颈部15，并和电热调节器21连接，该电热调节器临近于散热器60，并通过，例如螺母21a的方式与其连接。电热调节器21也可以用于监测散热器60的温度并且，例如，通过连接器40将该信息转送到PCB区域50。该通讯为PCB区域50提供一旦散热器达到“关闭(shut off)”的温度就关闭固化光装置的信号。
所述优选实施例已就本发明作了描述，在下面的权利要求中将对本发明作进一步地表述。

Claims (35)

1、适用于可用固化光固化的牙齿复合材料的固化光装置，包括：
具有基本中空内室、一个远端、和一个近端的基本呈圆柱状的外罩；以及
容纳于外罩朝向其近端的发光元件，包含至少一个光源，至少一个反射器，和至少一个临近光源的散热器；
其中所述的反射器包括具有与外罩远端的材料基本相近似的热膨胀系数的材料。
2、如权利要求1所述的固化光装置，其中所述的反射器包括具有中空内室的基本上圆柱状的外形、一个近端、一个远端、一个内表面和一个外表面，所述反射器与外罩近端部分形成整体。
3、如权利要求2或3所述的固化光装置，其中所述的外罩近端和所述反射器是整体模塑的。
4、如权利要求1、2或3所述的固化光装置，其中所述外罩包括两个通过摩擦配合连接的单独部分。
5、如权利要求1-4任一项所述的固化光装置，其中所述外罩近端包含一个具有光导器、光导管、或光传送元件的延伸部分，以便将光传送至工作表面的期望位置。
6、如权利要求1-5任一项所述的固化光装置，其中反射器所述的内表面包括反射表面。
7、如权利要求6所述的固化光装置，其中所述反射表面包括薄的金属涂层。
8、如权利要求6或7所述的固化光装置，其中所述的反射表面是凹面的，以便聚焦来自光源的光。
9、如权利要求5所述的固化光装置，其中所述反射器和延伸部形成外罩的可移动部分。
10、如权利要求6、7、8、或9所述的固化光装置，其中所述反射涂层具有基本不影响涂层所含材料的膨胀性质的厚度。
11、如权利要求6、1、8、9或10所述的固化光装置，其中所述反射涂层具有足够的厚度和基本均匀性从而形成有效的反射表面。
12、如权利要求10或11所述的固化光装置，其中所述反射涂层是由选自铝、阳极化铝、铟/锡氧化物、银、金以及它们的混合物的一种材料形成。
13、一种用于固化光固化的牙齿复合材料的便携式固化射涂层，包括：
具有基本中空内室、一个远端和一个近端的外罩；
至少一个设置于长条形散热器上的光源，所述散热器将外罩中近端方向的内部结构延长了一定长度；以及
具有基本呈圆柱状的壳体的反射器，该反射器形成了外罩的近端部分；其中所述反射器包括与构成外罩近端的材料基本相似的热膨胀系数的材料构成。
14、如权利要求13所述的固化光装置，其中所述外罩近端与所述反射器整体模塑。
15、如权利要求13或14所述的固化光装置，其中所述外罩近端包括选自以下区域的延伸部：光导器、光导管、光传送元件及其它们的组合，以便将光传送至工作表面的期望位置。
16、如权利要求13、14或15所述的固化光装置，其中反射器的所述内表面包括反射表面。
17、如权利要求16所述的固化光装置，其中所述反射表面是凹面的从而聚焦来自光源的光。
18、如权利要求16或17所述的固化光装置，其中所述反射表面包括金属涂层。
19、如权利要求16、17或18所述的固化光装置，其中所述反射涂层具有基本上不影响涂层所含材料的热膨胀性质的厚度。
20、如权利要求16、17、18或19所述的固化光装置，其中所述反射器和所述延伸部形成外罩的可移动部分。
21、如权利要求16、17、18、19或20所述的固化光装置，其中所述反射涂层具有足够的厚度和基本均匀性从而形成有效的反射表面。
22、如权利要求16、17、18、19、20或21所述的固化光装置，其中所述反射涂层是由选自如下的一种材料形成：铝、阳极化铝、铟/锡氧化物、银、金以及它们的混合物。
23、一种用于固化可光固化的牙齿复合材料的便携式固化光装置，包括：
具有基本中空内室的、一个远端和一个近端的外罩；
设置于所述外罩内部用来提供所述固化光装置能量的电池；
至少一个安装于散热器上的光源，所述散热器位于外罩的近端；以及
包括基本呈圆柱状壳体的经模塑而成的反射器，该反射器形成了外罩的近端部分；
其中所述反射器与至少外罩朝向近端的部分包括相同的聚合材料。
24、如权利要求23所述的固化光装置，其中所述反射器和至少朝向近端的外罩部分模塑成一体。
25、如权利要求23或24所述的固化光装置，其中反射器的所述内表面包括反射表面。
26、如权利要求25所述的固化光装置，其中所述反射表面是凹面的以便聚焦来自光源的光。
27、如权利要求25或26所述的固化光装置，其中所述反射涂层具有基本不影响涂层所含材料的热膨胀性质的厚度。
28、如权利要求25、26或27所述的固化光装置，其中所述反射涂层具有足够的厚度和基本的均匀性从而形成有效的反射表面。
29、如权利要求25、26、27或28所述的固化光装置，其中所述反射涂层是由选自下列的一种材料形成：铝、阳极化铝、铟/锡氧化物、银、金以及它们的混合物。
30、前述任意一项权利要求所述的固化光装置，其中所述反射器通过选自下列的连接方法与外罩连接：粘附键、存在于外罩和反射器的至少一个啮合表面的凹槽或螺纹连接、及其上述方法的组合。
31、如权利要求30所述的固化光装置，其中所述连接是可移动性连接。
32、如前述任意一项权利要求所述固化光装置，其中所述反射器和至少靠近反射器的外罩近端部分包括相同的材料。
33、如前述任意一项权利要求所述固化光装置，其中所述构成反射器的材料选自下列材料：无定形热塑性聚醚酰亚胺；聚碳酸酯和聚对苯二甲酸亚丁二酯的复合材料；聚碳酸酯和间苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯、间苯二酚树脂的共聚物；高耐下落性聚苯乙烯；聚酯；聚乙烯；聚氯乙烯；聚丙稀，液晶聚合物，多聚物，以及它们的混合物。
34、如前述任意一项权利要求所述固化光装置，其中所述光源发射多波长的光。
35、如前述任意一项权利要求所述固化光装置，其中所述散热器选自下列散热器：热电式散热器、采用相变材料的散热器，以及它们的组合。
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