特開 2017-153582 歯科用光照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-153582(P2017-153582A)

(43)【公開日】2017年9月7日

(54)【発明の名称】歯科用光照射装置

(51)【国際特許分類】

   A61C 19/06 20060101AFI20170810BHJP

【ＦＩ】

   A61C19/06 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-37890(P2016-37890)

(22)【出願日】2016年2月29日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２７年度、経済産業省、医工連携事業化推進事業「歯科細菌感染症を安全かつ効果的に治療可能な光殺菌装置の開発」委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】504338656

【氏名又は名称】株式会社アイキャット

(74)【代理人】

【識別番号】100115200

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 修之

(72)【発明者】

【氏名】野村 誠次

(72)【発明者】

【氏名】十河 基文

(72)【発明者】

【氏名】西願 雅也

【テーマコード（参考）】

4C052

【Ｆターム（参考）】

4C052AA20

4C052CC01

4C052EE02

(57)【要約】

【課題】本発明は、歯牙の根管や歯周ポケット等のような狭隘な箇所に挿入可能で、且つＬＥＤ光源からの照射光を効率的に集光して照射することができる歯科用光照射装置を提供する。
【解決手段】本歯科用光照射装置は、 口腔内の狭隘な箇所に挿入可能な細長形状の先端チップと、前記先端チップを遠位側端部に取り付けたハンドピース本体と、前記ハンドピース本体の遠位側内部に取付けられたＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源からの照射光を受光して前記先端チップまで導光するレンズ体とを備え、前記レンズ体は、前記ＬＥＤ光源からの照射光の受光面が非球面で形成され、前記先端チップは先細りするテーパ形状の導光部分と、前記導光部分で導光された光を発光させるように導光部分の先端で一体に形成される照射部分とを有する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

口腔内の狭隘な箇所に挿入可能な細長形状の先端チップと、
前記先端チップを遠位側端部に取り付けたハンドピース本体と、
前記ハンドピース本体の遠位側内部に取付けられたＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源からの照射光を受光して前記先端チップまで導光するレンズ体とを備え、
前記レンズ体は、前記ＬＥＤ光源からの照射光の受光面が非球面で形成され、
前記先端チップは先細りするテーパ形状の導光部分と、前記導光部分で導光された光を発光させる照射部分とを有する、ことを特徴とする歯科用光照射装置。

【請求項2】

前記レンズ体の照射面は、非球面で形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の歯科用光照射装置。

【請求項3】

口腔内の狭隘な箇所に挿入可能な細長形状の先端チップと、
前記先端チップを遠位側端部に取り付けたハンドピース本体と、
前記ハンドピース本体の遠位側内部に取付けられたＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源からの照射光を受光して前記先端チップまで導光するレンズ体とを備え、
前記レンズ体は、前記ＬＥＤ光源からの照射光の受光面が平面で、照射面が非球面で形成され、
前記先端チップは先細りするテーパ形状の導光部分と、前記導光部分で導光された光を発光させる照射部分とを有する、ことを特徴とする歯科用光照射装置。

【請求項4】

前記先端チップのレンズ体側の受光面は、非球面で形成される、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯科用光照射装置。

【請求項5】

前記先端チップの導光部分のテーパ形状の角度は、その内面で略全反射するように鋭角である、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の歯科用光照射装置。

【請求項6】

前記レンズ体の受光面は、前記ＬＥＤ光源からの照射光の光束の所定割合以上が含まれる照射角度範囲内に位置決めされる、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の歯科用照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、歯科における光殺菌治療等に使用する光照射装置、とりわけＬＥＤを光源とするハンドピースの先端で口腔内の狭隘な箇所に効率よく所望の強度で光照射し得る先端チップ等の構成を有する歯科用光照射装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

歯牙の根管や歯周ポケット等のように狭隘な部位を光照射することは、かかる部位の診療に極めて有効である。このように歯牙の狭隘な部位にまで光照射し得るようにした先行技術としては、特許文献１〜４に開示された技術を挙げることができる。特許文献１〜４には、歯牙の根管や歯周ポケット等のように狭隘な部位を光照射するという技術思想が開示されている。

【0003】

しかしながら、これらは共通して、光源からの光をライトガイド或いはこれに相当するもの（集光部材等も含む）を介して導光して目的部位に照射するよう構成されており、ライトガイド等を介して導光する場合は、光の照射ムラや光量の減衰が生じることは不可避であり、照射端において充分な光量を得るには、容量の大きな光源を用いる必要があり、これに伴い光源及び付随する関連機器が大型化され、あるいは消費電力が大きなものとなる。特に歯科用の光照射器においては、光源やその関連機器は、ハンドピースタイプのグリップ部等に内蔵され、その為グリップ部等も自ずと大型化され、その取扱適性を低下させる要因となっていた。

【0004】

このような問題を解決するものとして特許文献４では、歯牙の根管や歯周ポケット等のように狭隘な部位に挿入可能な細長部材７の先端部に光源を取付け、診療部位を直接照射する構成のハンドピースタイプの光照射装置が提供されているが、この装置においては光源を先端に設けるために先端を尖った形状にすることができず、逆に先端をより細くするとＬＥＤのごとき強度の弱い光源では照射強度が不足するという問題が発生する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特表２００３−５２５０７２号公報

【特許文献2】特開２００３−３１０６４１号公報

【特許文献3】特開２００４−３２１４２２号公報

【特許文献4】特開２０１１−１３５９７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで、本発明は、上記課題を解決すべく創作されたものであり、歯牙の根管や歯周ポケット等のような狭隘な箇所に挿入可能で、且つＬＥＤ光源からの照射光を効率的に集光して照射することができる歯科用光照射装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の歯科用光照射装置は、
口腔内の狭隘な箇所に挿入可能な細長形状の先端チップ（例えば本実施形態におけるチップ１５）と、
前記先端チップを遠位側端部に取り付けたハンドピース本体（例えば本実施形態における本体１２、ヘッド１３）と、
前記ハンドピース本体の遠位側内部に取付けられたＬＥＤ光源（例えば本実施形態におけるＬＥＤ光源１６）と、
前記ＬＥＤ光源からの照射光を受光して前記先端チップまで導光するレンズ体と（例えば本実施形態におけるレンズ体１７）を備え、
前記レンズ体は、前記ＬＥＤ光源からの照射光の受光面が非球面で形成され、
前記先端チップは先細りするテーパ形状の導光部分（例えば本実施形態におけるテーパ部１５ａ）と、前記導光部分で導光された光を発光させる照射部分（例えば本実施形態における細長部１５ｂ）とを有する、ことを特徴とする。

【0008】

本発明の歯科用光照射装置は光殺菌治療等に使用するときに、歯牙の根管や歯周ポケット等のように狭隘な部位にＬＥＤを光源とする先端チップを挿入して光照射する。この歯科用光照射装置によれば、ハンドピースの遠位側の端部にＬＥＤ光源が用いられているため光源からの導光路が先端チップに近く、照射光の減衰、強度低下が小さい。その一方、先端チップ内に光源を配設していないので、先端チップの小型化、細長化ができ、より狭隘な部位にも挿入・光照射可能である。なお、先端チップとレンズ体とは、それぞれ別個の部材と形成されても、両者一体に成型されても良い。

【0009】

また、本歯科用光照射装置によれば、ＬＥＤ光源からの照射光を受光するレンズ体の端面が非球面（本明細書で非球面と称するときは非球面に平面を含まない）で構成されているためレンズ体内でＬＥＤ光源からの光の主ビームを平行光に変えて導光することができる。したがって、ＬＥＤ光源からの光を最大限効率よく先端チップで発光させることができる。

【0010】

前記レンズ体の照射面も非球面で形成されても良い。

【0011】

レンズ体の内部は概ね平行光で導光されるが、先端チップへの照射面も非球面にすると中心軸に向かって先端チップ内で集光し、先端チップ内での反射による導光に依存しなくても又は反射回数を減じて照射部分まで導光することができる。とりわけ歯牙の根管や歯周ポケット等の特に狭隘な部位に照射部分を挿入するような極細の先端チップであり、導光部分のテーパ角度をあまり大きな鋭角とすることができないような場合にも良好である。

【0012】

また、本発明の歯科用光照射装置における、
前記レンズ体は、前記ＬＥＤ光源からの照射光の受光面が平面で、照射面が非球面で形成されても良い。

【0013】

上述してきた本歯科用光照射装置では、レンズ体の受光面を非球面にしていたが、レンズ体の受光面を平面にしても照射面側を非球面にすれば同様である。

【0014】

また、前記先端チップの導光部分のテーパ形状の角度は、その内面で略全反射するように鋭角である、ことが好ましい。

【0015】

この構成によればレンズ体から受光する先端チップの導光部分のテーパ角度を鋭角にし、導光部分の内部で概ね全反射するように構成している。このような構成を採用すると先端チップの内面（内壁）に全反射角よりも光があたると外部に透過せず全反射する性質を有する。また、反射回数が多いほど光路が長くなり光の減衰が増加するので効率には不利となる。したがって、反射回数が少ないほど導光効率が高い。したがって、本発明では、レンズ体から受光した平行光を鋭角のテーパ角度（先細り）の導光部分として内部で概ね全反射し、反射回数（理想的には高々２回程度）も減らすように形成している。

【0016】

また、前記レンズ体の受光面は、前記ＬＥＤ光源からの照射光の光束の所定割合以上が含まれる照射角度範囲内に位置決めされる、ことが好ましい。

【0017】

ＬＥＤ光源からの照射光は、拡散するが実際にはそれぞれ所定の照射角度の範囲に大部分の光束が含まれる。したがって、高強度の照射光を得るには反射板や別途の導光路を設けるよりも有効強度の光をＬＥＤ光源から直接レンズ体の受光面に照射することが好ましいとわかった。したがって、本歯科用光照射装置では、受光面が有効な照射角度範囲内に位置するように構成している。

【0018】

さらに、前記先端チップのレンズ体側の受光面は、非球面で形成される場合も考えられる。

【0019】

先の例では、レンズ本体の照射面側を非球面で形成し、先端チップの導光部分内で集光していたが、この例では、先端チップの受光面側の形状を非球面することで同様の効果を企図している。

【発明の効果】

【0020】

本発明の歯科用光照射装置によれば、ＬＥＤ光源を使用する充電式等のハンドピースでありながら、歯牙の根管や歯周ポケット等のような狭隘な箇所に挿入可能な形状とすることができ、同時にＬＥＤ光源からの照射光の強度を低減させずに効率的に集光して照射することができる。例えば、本歯科用光照射装置を光殺菌治療等に用いた場合、迅速かつ効果的な光殺菌をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、本発明の一実施形態としての歯科用光照射装置１の全体構成を示す斜視図である。

【図2】（ａ）に図１のハンドピースの平面図、（ｂ）に正面図が示されている。

【図3】ＬＥＤ光源、レンズ体、チップを模式化した図が示されている。

【図4】（ａ）にＬＥＤ光源の模式平面図が示され、（ｂ）にその発光の指向分布の結果を示している。

【図5】（ａ）はＬＥＤ光源からレンズ体へ入射する光線のシミュレーションについて示す模式図であり、（ｂ）はシミュレーション結果を評価するときにＬＥＤ光源の発光部分についての選択の様子を示す略図である。

【図6】実際に、（ａ）に示す３種類形状のレンズ体について、図５の光線シミュレーション結果を比較し、評価したグラフ図が（ｂ）、（ｃ）に示されている。

【図7】光導光が高効率であるレンズ体とチップと組み合わせの例であり、（ａ）は、ＬＥＤ光源側の上部が非球面状で下部が平面状、（ｂ）は、ＬＥＤ光源側の上部が非球面状でチップ側の下部も非球面、（ｃ）は、ＬＥＤ光源側の上部が非球面状でチップの上部が非球面である。

【図8】図７の変形例であり、（ａ）は、ＬＥＤ光源側の上部が平面状で下部が非球面状、（ｂ）は、ＬＥＤ光源側の上部が平面状で下部が非球面状、チップの上部も非球面である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0022】

図１は本発明の光照射用装置１０を含む概ね筒状のハンドピース全体の斜視図、図２は該ハンドピースの平面図（図２（ａ））、正面図（図２（ｂ））が示されている。図１は、本発明の一実施形態としての歯科用光照射装置１０の全体構成を示す斜視図である。図１に示す歯科用光照射装置１０は、主に歯牙の根管や歯周ポケット内を照射し得るコードレスのハンドピースタイプに構成されたものである。本歯科用光照射装置１０は、術者が歯科診療する際に手に持つ部分であるグリップ形状の本体１２と、本体１２の先側部に着脱自在に装着されたヘッド１３とより構成される。本体１２にはＬＥＤ光源１２への給電用の充電バッテリーが配設される。ＬＥＤ光源１２はヘッド１３内に配設されるため図１〜図２では図示しないが、その概位置が図２において点１６で示されている（以下、ＬＥＤ光源１２とも表記する）。

【0023】

さらに、ヘッド１３は、ヘッド基部１３ａと、ヘッド基部１３ａの先端に装着されたヘッド先端部１３ｂとよりなり、ヘッド先端部１３ｂにはチップ１５が着脱自在に取り付けられる。ヘッド１２の表面には、照射時間や照明強度、設定された照射時間や残り照射時間、電池の残量等を表示する操作・表示部１４が設けられている。ヘッド基部１３ａの内部には操作・表示部１４からの操作および本体１２内のバッテリーからの給電を受けてＬＥＤ光源１６の光照射の開始・停止等を制御する電気制御部（図示せず）が配設されている。

【0024】

また、ヘッド先端部１３ｂは、本体１２及びヘッド基部１３ａの軸線に対して所定の傾斜角（図２の例ではθ＝２５°）で上方に傾斜している。ヘッド先端部１３ｂには、内部のＬＥＤ光源１６からの照射光をチップ１５まで導光するレンズ体１７が装着されている。チップ１５はこのレンズ体１７に直接取り付けられることによってヘッド先端部１３ｂに取り付けられることとなる。このような構成でチップ１５は光照射する。

【0025】

術者は、上記構成のハンドピース１０の本体１２を把持し、ヘッド先端部１３ｂを口腔内に入れ、歯牙の根管や歯周ポケット等にチップ１５の先端を挿入し、光照射することで光殺菌治療等を行うことができる。以下、光照射部分となるチップ１５、チップ１５に給光するＬＥＤ光源１６、ＬＥＤ光源１６からチップ１５まで導光するレンズ体１７、の構成および導光について以下に例示説明する。

【0026】

図３には、ＬＥＤ光源１６、レンズ体１７、チップ１５を模式化した図が示されている。本発明の歯科用光照射装置では、ＬＥＤ光源１６の発光パワーをいかに効率よくチップ１５まで導光するかが検討された。具体的には、条件（１）ＬＥＤ光源１６のパワーを高効率でレンズ体１７に捕捉させる、条件（２）捕捉したレンズ体１７への入射光を下部（チップ側）に高効率で導光する、条件（３）レンズ体１７からチップ１５への入射光を高効率かつ無方向に散光させる、構成を検討した。

【0027】

なお、本検証では、受光、導光要素となるレンズ体１７およびチップ１５として、下記のポリカーボネートを使用した。
密度：1.20 g/cm3
可用温度： −100 °C to +180 °C
融点：約250 °C
屈折率： 1.585 ± 0.001
光透過率：90% ± 1% (3mm)
線減弱係数μ：0.3512 cm-1
熱伝導率：0.19 W/mK
内面全反射角：39.1°

【0028】

また、ＬＥＤ光源１６としては以下の仕様のＬＥＤ Ｅｎｇｉｎ社製ＬＥＤ（型番：LZ4-00R208）を使用した。
照明色：Red
波長：660nm
光度：2.6cd
光束／放射束：2.6W
If-順電流：700mA
Vf-順電圧：10.5V
電力定格：7.4W
最高動作温度／最低動作温度：+125°C/-40°C
視角：95deg

【0029】

詳細には後述するが、まずＬＥＤ光源１６からの照射光は、レンズ体１７の上部に入射される。ＬＥＤ光源１６から照射光は拡散されるが、前記条件（１）に鑑みて拡散光の多くがレンズ体１７に入射されることが望ましい。拡散光を周囲に反射板を設けて集光させる方法も考えられるが反射光の利用率を考慮し、ここではＬＥＤ光源１６から照射光の指向性に基づいてＬＥＤ光源１６とレンズ体１７までの距離ｌと、レンズ体１７の上部１７ａの径ｒ１を設定する。なお、レンズ体１７の径ｒ１は小さくすることが好ましい。周辺部材との干渉、装置の小型化、後述するチップ１７のテーパ角度αの鋭角化のためである。

【0030】

レンズ体１７は一体成型されるが、その上部１７ａは非球面レンズとなっている。これにより入射光の主ビームを軸線方向に平行化し、中央部の副ビームも鋭角化して内部反射を促し、外部への放出を低減する。平行光の入射光は、そのままレンズ体１７内を導光され、
レンズ体１７の上部１７ａの非球面形状は、上方に凸形状であっても上方を開放する凹形状であっても良い。

【0031】

レンズ体１７内で導光された光は、下部１７ｂから放出される。図３の例では下部１７ｂが平面形状であるが、後述する図７（ｂ）のように非球面形状であっても良い。

【0032】

レンズ体１７の下部１７ｂから放出される光は、そのままチップ１５に入射される。チップ１５は、レンズ体１７の下部１７ｂに取り付けられる。チップ１５は、下方に向かって径ｒ２が小さくなるテーパ部１５ａとテーパー部１５ａと一体成型で下方に延びる細長部１７ｂとで構成される。細長部１５ｂは、歯牙の根管や歯周ポケット内等に直接挿入され、その下端が尖っている場合もあり得るが、図３では下端の表示を省略している（下端については図１、図２の例を参照）。

【0033】

テーパ部１５ａに入射された光は、その強度が低下が小さい状態で細長部１５ｂまで導光されることが好ましく、内面で全反射され、反射回数も少ない方が好ましい（理想的には高々反射回数２回）。したがって、テーパ角度αが小さく鋭角である必要があり、細長部１５ｂの径ｒ３は大きい方が好ましい。一方、細長部１５ｂの径は治療部位により所望される径ｒ３が設定されるものである。

【0034】

このように内面での全反射を利用するには、具体的には以下の関係を有する。
全反射角＞Ｋ＋２ｎα
（全反射角＝９０−臨界角）
Ｋ：入射光角
ｎ：反射回数（高々ｎ＝２回が理想）
α：テーパ角
臨界角＝全反射が起きる最も小さな入射角

【0035】

次に、ＬＥＤ光源１６、レンズ体１７、チップ１５それぞれの詳細について言及する。
図４は、（ａ）にＬＥＤ光源１６の模式平面図が示され、（ｂ）にその発光の指向分布の結果を示している。ＬＥＤ光源１６は発光体１６ａがＬＥＤ基部１６に支持されている。発光体１６ａは、中心軸の回転対称で形成されている。発光体１６ａからわかるようにＬＥＤ光源１６は点光源ではなく、矢印に示すように有限の範囲（発光体１６ａの幅方向距離）に無数の光源点を有するものであり、それぞれの点から全方向に光が放射されている。したがって、光の指向性分布を考慮する必要がある。

【0036】

ここでは、ＬＥＤ基部１６ｂの下面から発行する面発光体からの照射光が球面ガラスレンズである発光体１６ａを通過したと仮定して、それぞれの球面ガラス表面上の発光点からの光線の広がりや角度を追跡し算出した。その結果、算出された発光体１６ａ（ＬＥＤ光源１６）の指向性分布が図４（ｂ）に示されている。この図からＬＥＤ光源１６では、D照射角β＝１１０°の範囲に９７％以上の光束が含まれることがわかり、この範囲の照射光を捕捉することが理想となる。

【0037】

次に、ＬＥＤ光源１６からの光線がレンズ体１７に照射され、入射していく光線のシミュレーションについて図５（ａ）を参照しつつ概説する。まず、ＬＥＤ光源１６の発光体１６ａの表面上の任意の点を発光点（１）として設定する。次に、設定された発光点（１）から放射される光線（２）がレンズ体１７の上部１７ａに入射される角度（入射角）について算出する。算出された入射角に基づいてレンズ体１７の上部１７ａ表面に入射光が侵入する際に屈折を算出する。屈折した光については、光線追跡し、壁面（17cや15a）に達した場合は反射するが、反射が起こっても臨界角（＝９０°−全反射角）を維持できるか否かを評価する。もし臨界角を維持できなければこの光線は先端部に達しないと判断する。反射後も臨界角を維持できた光線は継続して光線追跡し、最終的にこの光線が先端部15bの上辺に達すれば、良しとする。この評価を全光線について実施する。このとき発光体１６ａのうち発光部分の選択し、図５（ｂ）に示す（１）〜（４）のように所定の半径以下が発光すると決定する。実際のシミュレーションでは、半径を細かく刻み、多数の光点を評価し、シミュレーション精度の向上を図っている。

【0038】

レンズ体１７内で強度低下が少ない光線（高効率の光線）としての評価は、式１のように、総合効率Teを算出し、評価する。
式１に於いて、
半径rに於けるビーム面積率係数：Sr（半径ｒによって決まるビーム角度の二乗に比例）
半径rに於ける光線分布率 ：Dr（半径ｒによって決まる円周長に比例する）
半径rに於ける評価する光線数 ：Nr
半径rの光線の先端到達数 ：Mr
としている。

【数1】

【0039】

実際に、３種類形状のレンズ体１７で上述した光線シミュレーション結果を比較し、評価したものが図６に示されている。図６（ａ）に示すように、（１）は上部および下部ともに平面状のレンズ体１７であり、（２）はＬＥＤ光源側の上部１７ａが球面状であり、チップ側の下部１７ｂが平面状のレンズ体１７であり、（３）はＬＥＤ光源側の上部１７ａが非球面状であり、チップ側の下部１７ｂが平面状のレンズ体１７である。なお、ここではレンズ体直径を4mmから8mmまでを評価している。レンズ体以下は側部１７ｃがなく直ぐに長さ16mmテーパ部になり、先端直径を0.5mmとしている。（図３参照）。

【0040】

図６（ｂ）には、図６（ａ）の（１）〜（３）のレンズ体１７でのＴｅがそれぞれ順に左側、右側に示されている。このグラフ図からわかるように、（１）のレンズ体１７では、総合効率は、高々0.15前後、（２）のレンズ体で、高々0.25前後となっている。（３）では高いほうでは0.35を超えており、
この図からＬＥＤ光源１６から非球面のレンズ体１７に入射させる方が高効率でチップ１５まで導光することが理解できる。このとき、LED光源に最適化するには、レンズ直径を4.5mm前後とするのが良いことが分かる。
図６（ｃ）は、先端直径を変化させた場合の（３）の非球面レンズでの総合効率の変化を示す。これから分かるように、0.05mmの変化でも効率に影響し、総合効率は先端直径に比例することを示す。先端直径は実用上差支えない範囲でなるべく太くするのが良いと分かる。

【0041】

図７には、光導光が高効率であるレンズ体１７とチップ１５と組み合わせの例が３種類示されている。（ａ）は、ＬＥＤ光源側の上部１７ａが非球面状であり、チップ１５側の下部１７ｂが平面状のレンズ体１７であり、（ｂ）は、ＬＥＤ光源側の上部１７ａが非球面状であり、チップ１５側の下部１７ｂも非球面のレンズ体１７であり、（ｃ）は、ＬＥＤ光源側の上部１７ａが非球面状であり、チップ１５の上部１５ｃが非球面である。

【0042】

図７（ａ）の例では、レンズ体１７の上部１７ａに入射した光は、屈折して平行光となり、平行光としてチップ１５に入射し、テーパ部１５ａ内を導光していることがわかる。平行光はテーパ部１５ａ内で臨界角を維持しながら略全反射して細長部１５ｂに到達する。

【0043】

図７（ｂ）の例では、レンズ体１７の上部１７ａに入射した光は、（ａ）のように屈折して一旦、平行光となるが（図示省略）、レンズ体１７の下部１７ｂの長焦点の非球面で集光されてチップ１５に入射し、テーパ部１５ａ内を導光していることがわかる。集光された光はテーパ部１５ａと細長部１７との境界近傍のスポット領域１９に収束し、細長部１５ｂに到達する。この例では、テーパ角の鋭角形状に限度がある場合や臨界角を維持することが難しい場合に有利である。これは、反射回数を極力0にするための方式ともいえる。

【0044】

図７（ｃ）の例では、図７（ｂ）の変形例であり、レンズ体１７の上部１７ａに入射した光は、屈折して一旦、平行光となるが、チップ１５の上部１５ｃで（ｂ）の下部１７ｂと同じ長焦点の非球面で集光されてテーパ部１５ａ内を導光していることがわかる。集光された光はテーパ部１５ａと細長部１７との境界近傍のスポット領域１９に収束し、細長部１５ｂに到達する。

【0045】

図８（ａ）は図７（ａ）の変形例であり、ＬＥＤ光源側の上部１７が平面状で下部が非球面状としている。図８（ｂ）は図７（ｃ）の変形例であり、ＬＥＤ光源側の上部が平面状で下部が非球面状、チップの上部も非球面としている。図７（ａ）（ｃ）ではＬＥＤ光源１６からの照射光をレンズ体１７の上部１７ａで平行光に変えていたが、図８（ａ）（ｂ）の例ではレンズ体１７の下部１７ｂで平行光に変えることとしている。
なお、図７〜図８の例ではレンズ体１７の側部１７ｃに垂直方向の面を設けているが、側部１７ｃはなくても良い。

【0046】

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、更に特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【符号の説明】

【0047】

１０ 歯科用光照射装置
１２ 本体
１３ ヘッド
１３ａ ヘッド基部
１３ｂ ヘッド先端部
１４ 操作表示部
１５ チップ
１５ａ テーパ部
１５ｂ 細長部
１５ｃ チップ上部
１６ ＬＥＤ光源
１６ａ 発光体
１６ｂ ＬＥＤ基部
１７ レンズ体
１７ａ 上部
１７ｂ 下部
１７ｃ 側部
１９ スポット領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】