DE3604500A1

DE3604500A1 - Vorsatzteil fuer einen lichtleiter

Info

Publication number: DE3604500A1
Application number: DE19863604500
Authority: DE
Inventors: Friedrich-Wilhelm Dipl.-Phys. Dr. Breitbarth; Michael DDR 6900 Jena Grosch; Ralf Dipl.-Chem. Dr. Janda; Steffen 6380 Bad Homburg Oppawsky; Albert Schmidt; Hans-Jürgen Dipl.-Phys. Dr. Tiller
Original assignee: Kulzer & Co 6393 Wehrheim GmbH; Kulzer and Co GmbH
Current assignee: Kulzer GmbH
Priority date: 1985-04-25
Filing date: 1986-02-13
Publication date: 1986-10-30
Also published as: GB8609691D0; GB2174214B; FR2581201B1; DE3604500C2; FR2581201A1; DD236450A1; DD236450B1; GB2174214A; US4799753A

Description

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Kulzer & Co. GmbH

"Vorsatzteil für einen Lichtleiter"

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vorsatzteil für einen Lichtleiter für medizinische Anwendungen, insbesondere für Anwendungen auf dem Dentalgebiet, in Form einer vor dem Lichtaustrittende des Lichtleiters in einer Halterung angeordneten Linse.

Eine derartige Anordnung ist aus der DE-PS 21 45 921 bekannt. Mit dieser bekannten Anordnung, bei der mit dem Lichtleiter Laserstrahlung übertragen wird, soll die Divergenz der Laserstrahlung im Lichtleiter relativ wenig vergrößert und die übertragung hoher Strahlungsleistungen, insbesondere für medizinische Zwecke, bei geringen Verlusten im Lichtleiter ermöglicht werden, wobei der Lichtleiter bequem manipulierbar bleiben soll. Insbesondere ist hierzu der Lichtleiter von seinen Enden zur Mitte hin verjüngt ausgebildet. Die Anordnung mit der Linse vor dem Lichtaustrittsende des Lichtleiters, bei der es sich um eine Fokusierungslinse handelt, soll u.a. in der Medizin zum Schneiden und Koagulieren von Gewebe und dergleichen verwendet werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Vorsatzteil für einen Lichtleiter für medizinische Anwendungen, insbesondere für Anwendungen auf dem Dentalgebiet, zu schaffen, das eine möglichst gleichmäßige Bestrahlung bzw. Ausleuchtung eines rechteckigen Bestrahlungs-/Ausleuchtungsfeldes ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Linse eine Zylinderlinse ist, die mit ihrer Achse senkrecht zur Achse des Lichtaustrittsendes orientiert in der Halterung angeordnet ist und die auf ihrer dem Lichtleiter zugewandten Seite eine symmetrische, rinnenförmige, dem Lichtaustrittsende zugekehrte und mittig der Zylinderlinse angeordnete Ausnehmung aufweist, deren Breite sich vom Rinnenboden zum Rinnenrand hin kontinuierlich erweitert und deren Bodenlinie senkrecht zur Achse des Endabschnittes des Lichtleiters und senkrecht zur Achse der Zylinderlinse verläuft. Mit einem solchen Vorsatzteil wird ein gleichmäßig ausgeleuchtetes, rechteckiges Beleuchtungs- bzw. Bestrahlungsfeld erzeugt. Die Größe des Bestrahlungsfeldes ist von der Größe der Zylinderlinse abhängig. Beispielsweise kann mit einer erfindungsgemäßen Zylinderlinse, die einen Durchmesser von 15 mm und eine Länge von 20 mm aufweist, ein Feld von 15 mm χ 20 mm bestrahlt werden. Strahlungsverluste, beispielsweise durch Blenden, die üblicherweise eingesetzt werden, um ein rechteckiges Beleuchtungsfeld auszublenden, treten praktisch nicht auf. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Vorsatzteiles ist darin zu sehen, daß die Breite des aus der Zylinderlinse austretenden Strahlungsfeldes bei der Variation des Abstandes der Linse zur Bestrahlungsebene praktisch konstant bleibt, während die Länge des Bestrahlungsfeldes mit zunehmendem Abstand wächst und so den Anforderungen, beispielsweise bei dem Einsatz der Bestrahlungseinheit auf dem Dentalgebiet zum Aushärten von Kunststoffmassen im Mund eines Patienten, angepaßt werden kann. Hier bleibt die Breite des Bestrahlungsfeldes, das durch die Breite der Zahnreihen vorgegeben ist,

konstant, während die Länge, je nachdem wie viele Zähne bestrahlt werden müssen, leicht variiert werden kann. Wichtig ist, daß bei dem erfindungsgemäßen Vorsatzteil die Achsen der Zylinderlinse, des Lichtaustrittsendes und der rinnenförmigen Ausnehmung aufeinander senkrecht stehen. Eine Abweichung von dieser Anordnung führt zu einer Dejustierung, die eine Inhomogenität des Bestrahlungsfeldes zur Folge hat.

Bevorzugt weist die Ausnehmung in der Zylinderlinse einen kreisbogenförmigen Querschnitt auf. Hierdurch wird die über das in der Mitte über der Ausnehmung ausgerichtet angeordnete Lichtaustrittsende des Lichtleiters austretende Strahlung gleichmäßig in die beiden Hälften der Zylinderlinse links und rechts der Ausnehmung verteilt. Die Tiefe der Ausnehmung von der Zylinderoberseite aus ist entsprechend dem Durchmesser und der Länge der ZyIinderlinse zu wählen.

Falls erforderlich, kann der kreisbogenförmige Querschnitt der Ausnehmung durch einzelne, in Längsrichtung der Ausnehmung verlaufende Flächen angenähert werden. Die Ausnehmung sollte aber dann mindestens 3 Einzelflächen aufweisen. Um Strahlungsverluste an der Oberfläche der Ausnehmung zu vermeiden, ist diese mit einem Anti-Reflex-Belag versehen.

Eine zusätzliche Erhöhung der Homogenität kann in vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, daß die Zylinderlinse auf ihrer Oberseite, d.h. auf der zum Lichtaustrittsende des Lichtleiters hin liegenden Seite, abgeflacht ist. Bevorzugt ist diese Abflachung bei einem Lichtleiter mit einem ebenen Austrittsende parallel zur Lichtaustrittsfläche ausgeführt.

Durch Mattierung, Aufrauhung oder eine Verspiegelung der Linse zu ihrem Innern hin aufder Oberseite der Zylinderlinse bzw. im Bereich der Abflachung beidseitig der Ausnehmung werden zusätzliche Lichtverluste vermieden und folglich wird eine gute Homogenität des Strahlungsfeldes erreicht.

-A-

In gleicher Weise ist es von Vorteil, die Endflächen der Zylinderlinse ebenfalls zu mattieren, aufzurauhen oder zum Innern hin zu verspiegeln.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Anordnung des Lichtaustrittsendes des Lichtleiters über der Ausnehmung erwiesen, bei der der Abstand A zwischen der Lichtaustrittsfläche und dem Boden der Ausnehmung der Bedingung genügt: h £ A <=■ r, wobei h die Rinnentiefe und r der Radius der rinnenförmigen Ausnehmung ist und wobei diese Bedingung für eine Anordnuny gelten soll, bei der der Durchmesser des Lichtleiters etwa der Breite der Rinne entspricht. Bevorzugt sollte die Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters geringfügig über der durch die beiden Ränder der rinnenförmigen Ausnehmung aufgespannten Ebene liegen und zwar so, daß die Ausnehmung von der aus dem Lichtleiter austretenden Strahlung völlig ausgeleuchtet wird. Hierbei ist zu beachten, daß das aus dem Lichtleiter austretende Licht einen öffnungswinkel von etwa 25° aufweist. Bei großem Abstand zu der durch den Lichtleiter bestrahlten Fläche der Ausnehmung, d.h. bei größerem Abstand zwischen dem Lichtaustrittsende und dem Rinnenboden der Ausnehmung ist das ausgeleuchtete Zentrum wesentlich dunkler als die kreisringförmigen Randbereiche.

Um einerseits eine leichte Reinigung der Zylinderlinse zu ennüglichen und andererseits die Zylinderlinse leicht gegen eine andere auswechseln zu können, ist diese in der Halterung herausnehmbar angeordnet. Ebenso sollte die Halterung auf das Lichtaustrittsende des Lichtleiters aufsteckbar sein, um gegebenenfalls schnell das komplette Vorsatzteil auswechseln zu können. -

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines

vor einem Lichtleiterende angeordneten Vorsatzteil in Betrieb,

Figur 2a einen Längsschnitt durch eine Zylinderlinse,

Figur 2b einen Schnitt gemäß der Schnittlinie II - II in Figur 2a,

Figur 3 einen weiteren Längsschnitt durch die Zylinderlinse mit schematisch dargestelltem Lichtaustrittsende des Lichtleiters und

Figur 4 eine gegenüber den Darstellungen in Figur 1 bis 3 abgewandelten Ausführungsform einer Zylinder-1inse.

<_' Die in Figur 1 dargestellte Zylinderlinse 1 ist in einer Halterung 2 angeordnet, die ihrerseits mittels einer Aufnahme 3 auf das Austrittsende 4 eines Lichtleiters 5 lösbar aufgesteckt ist. Mit diesem Vorsatzteil wird ein rechteckiges Bestrahlungsfeld 6 in einer durch die Platte 7 angedeuteten Ebene erhalten. Hierbei ist die Zylinderlinse 1 bzw. die Halterung 2 so ausgerichtet, daß die untere Kante 8 bzw. die Achse 12 der Zylinderlinse 1 parallel zu der Platte verläuft.

Die Zylinderlinse 1 weist an ihrer dem Lichtleiter zugewandten Seite (Oberseite) in der Mitte eine kreisbogenförmige, rinnenartige Ausnehmung 9 auf. Beidseitig der Ausnehmung 9 ist die Oberseite der Zylinderlinse 1 mit einer Abflachung versehen. Um mit einer solchen Anordnung ein homogenes, gleichmäßig ausgeleuchtetes Bestrahlungsfeld zu erhalten,ist es erforderlich, daß die Achse 11 des Lichtaustrittsendes 4 des Lichtleiters, die Achse 12 der Zylinderlinse 1 und die Symmetrieachse 13 der rinnenförmigen Ausnehmung 9 aufeinander senkrecht stehen, wie in Figur 1 durch die drei Winkel angedeutet ist.

Die Zylinderlinse ist auf ihrer Oberseite so abgeflacht, daß diese Abflachung 10 parallel zur Lichtaustrittsfläche 14, die im vorliegenden Fall eben ist, verläuft.

Die Halterung 2 ist bevorzugt aus Kunststoff gefertigt mit einem Grundteil 15, das der Länge der Zylinderlinse 1 entspricht, mit der Aufnahme 3 für den Lichtleiter 5, von dessen beiden Enden rechtwinklig jeweils ein Halteteil 16 verläuft. Zwischen diesen beiden Halteteilen 16 ist die Zylinderlinse 1 eingespannt und mittels Anschlagelementen 17 und Zentrierzapfen 18, die von den Stirnflächen 20 der Zylinderlinse

1 in eine entsprechende Ausnehmung 19 der Halteteile 16 hineinragen, in der Halterung 2 zentriert. Zusätzlich kann die Zylinderlinse 1 mittels Verschraubungen 21 in der Halterung

2 befestigt werden.

Wie aus den Figuren 2a und 2b ersichtlich ist, zeigt die dargestellte Zylinderlinse 1, bei der es sich um eine der in Figur 1 dargestellten Zylinderlinse entsprechenden Linse handelt, eine im Querschnitt kreisbogenförmige Ausnehmung 9 mit einem über die gesamte Länge gleichbleibenden Radius r. Die Länge dieser Ausnehmung muß mindestens so groß wie der Durchmesser des Lichtleiters sein; vorzugsweise erstreckt sie sich über die gesamte Breite der Zylinderlinse. Die Ausnehmung 9 verläuft genau in der Mitte der Längserstreckung der Zylinderlinse 1. Der Mittelpunkt des Radius r der Ausnehmung

9 liegt etwa auf dem Radius r¹ der Zylinderlinse, die jedoch entsprechend der Figur 1 auf ihrer Oberseite die Abflachung

10 aufweist. Die Zylinderlinse 1 ist vom Außenumfang aus gesehen um die Höhe h¹ abgeflacht, im vorliegenden Fall etwa um 1/6 des Durchmessers der Zylinderlinse 1 . Die Tiefe h der rinnenförmigen Ausnehmung 9 reicht etwa bis zur Zylinderachse 12.

■· Ji —

Figur 3 zeigt die relative Stellung des Lichtaustrittsendes 4 des Lichtleiters zum Boden 22 der rinnenförmigen Ausnehmung 9. Der Abstand A zwischen der Lichtaustrittsfläche 14 und dem Boden 22 der Ausnehmung 9 soll der Bedingung h - A £ r genügen, wobei h die Rinnentiefe und r der Radius der rinnenförmigen Ausnehmung ist und wobei diese Bedingung für eine Anordnung gelten soll, bei der der Durchmesser des Lichtleiters etwa der Breite der Rinne entspricht. Hierbei soll der Durchmesser d der wirksamen Lichtaustrittsfläche 14 des Lichtleiters gleich oder geringfügig kleiner als die Breite b der Rinne sein.

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Claims

Hanau, 26. November 1985 ZPL-eG/gr Kulzer & Co. GmbH "Vorsatzteil für einen Lichtleiter" Patentansprüche

1. Vorsatzteil für einen Lichtleiter für medizinische Anwendungen, insbesondere für Anwendungen auf dem Dentalgebiet, in Form einer vor dem Lichtaustrittsende des Lichtleiters in einer Halterung angeordneten Linse, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse eine Zylinderlinse (1) ist, die mit ihrer Achse (12) senkrecht zur Achse (11) des Lichtaustrittsendes des Lichtleiters orientiert in der Halterung (2) angeordnet ist und die auf ihrer dem Lichtleiter (5) zugewandten Seite eine rinnenförmige, dem Lichtaustrittsende des Lichtleiters zugekehrte und mittig der Zylinderlinse (1) angeordnete Ausnehmung (9) symmetrischen Querschnitts aufweist, deren Breite sich vom Rinnenboden (22) zum Rinnenrand kontinuierlich erweitert und deren Bodenlinie (13) senkrecht zur Achse (11) des Endabschnittes (4) des Lichtleiters und senkrecht zur Achse (12) der Zylinderlinse (1) verläuft.

2. Vorsatzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Ausnehmung (9) im Querschnitt kreisbogenförmig ausgebildet ist.

- 2

■-- '2 -

3. Vorsatzteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisbogenförmige Querschnitt durch einzelne in Längsrichtung der Ausnehmung (9) verlaufende Flächen (23) angenähert ist.

4. Vorsatzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Ausnehmung (9) einen Anti-Reflex-Belag aufweist.

5. Vorsatzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlinse (1) auf ihrer dem Lichtleiter zugewandten Seite beidseitig der Ausnehmung (9) abgeflacht ist.

6. Vorsatzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite der Zylinderlinse (1) beidseitig der Ausnehmung (9) mattiert, aufgerauht oder zum Innern der Linse (1) hin verspiegelt ist.

7. Vorsatzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen (2o) der Zylinderlinse (1) mattiert, aufgerauht oder zum Innern der Linse hin verspiegelt sind.

8. Vorsatzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (A) zwischen der Lichtaustrittsfläche (14) des Lichtleiters und dem Boden (22) der Ausnehmung (9) folgender Bedingung genügt:

h * A ^ R,

wobei h die Rinnentiefe und r der Radius der rinnenförmigen Ausnehmung ist und wobei diese Bedingung gelten soll für den Fall, in dem der Durchmesser d des Lichtleiters (5) etwa der Breite b der Rinne entspricht.

9. Vorsatzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch

gekennzeichnet, daß die Zylinderlinse (1) aus der Halterung (2) herausnehmbar ist.

10. Vorsatzteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (2) auf das Lichtaustrittsende (4) des Lichtleiters aufgesteckbar ausgebildet ist.