測(cè)量光的設(shè)備及方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2012年9月10日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/698, 995和2013年3 月14日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/784, 827的優(yōu)先權(quán)，這兩個(gè)申請(qǐng)都通過引用的方式并入 本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及用于收集并測(cè)量光的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 臺(tái)式積分球被認(rèn)為是用于收集并隨后測(cè)量光的最精確最可靠的設(shè)備。但是，這些 球體相對(duì)較大并且并沒有便于攜帶的傾向。其他設(shè)備（例如，余弦校正器）隨著它們的尺 寸增大而變得無(wú)效，致使它們不適用于某些應(yīng)用。這會(huì)導(dǎo)致缺少便攜且精確的光收集與測(cè) 量設(shè)備。
[0005]美國(guó)政府工業(yè)衛(wèi)生學(xué)者會(huì)議（AmericanConferenceofGovernmental IndustrialHygienists)公布了對(duì)于藍(lán)光和紫外光的建議最大日曝光水平。牙科固化樹脂 的大多數(shù)廠商供應(yīng)防護(hù)眼鏡，但是已經(jīng)有報(bào)告稱在這種防護(hù)眼鏡的有效性方面存在很廣的 范圍。隨著光固化單元（"LCU"）的輻射強(qiáng)度進(jìn)一步增大，當(dāng)前常用的防護(hù)眼鏡/護(hù)罩被證 明是不夠的。如果濾光片被用來(lái)針對(duì)具有與該濾光片已計(jì)劃使用的燈不同的性質(zhì)的燈的發(fā) 光進(jìn)行保護(hù)，則還可能出現(xiàn)缺乏對(duì)眼睛的保護(hù)。
[0006] 在本技術(shù)領(lǐng)域中有必要開發(fā)出能夠快速收集并測(cè)量來(lái)自外部光源的光的便攜設(shè) 備，例如，用于精確地測(cè)量范圍廣泛的牙科LCU的性能，這些牙科LCU當(dāng)前正使用于全球的 牙科診所中。然后，能夠使用這種類型的測(cè)試來(lái)確保：1)正在使用的LCU適合于正在固化 的樹脂復(fù)合材料；2)LCU的能量輸出在所使用的時(shí)間方面進(jìn)行最優(yōu)化，以確保足夠的能量 正被傳遞以使正在使用的樹脂材料固化；并且3)LCU功能正常，沒有受到破壞，和/或光輸 出沒有被樹脂或其他阻光材料阻擋。另外，在本技術(shù)領(lǐng)域中還需要能夠快速評(píng)價(jià)在牙科診 所中與LCU-起使用的防護(hù)眼鏡和/或防護(hù)罩的有效性的光收集與測(cè)量設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的設(shè)備和方法滿足了以上所描述的本技術(shù)領(lǐng)域的需求。本發(fā)明的特征在 于一種設(shè)備，該設(shè)備包含：a)光擴(kuò)散元件，包含：i)包含頂部、底部和側(cè)部的元件，其中頂部 包含屏幕（screen)，底部包含基本上為半球面形的內(nèi)表面，以及側(cè)部包含基本上為柱面形 的內(nèi)表面，其中側(cè)部與頂部和底部連接；以及ii)在側(cè)部?jī)?nèi)的引出端口（outletport)，其 中引出端口基本上平行于頂部并且與底部相鄰，并且其中引出端口被配置用于接納導(dǎo)光管 (lightconductingconduit)。該設(shè)備還可以包含b)包含配置用于接納導(dǎo)光管的開口的 光測(cè)量構(gòu)件；以及c)包含第一末端和第二末端的導(dǎo)光管，其中第一末端光學(xué)連接至光擴(kuò)散 元件的引出端口，而第二末端光學(xué)連接至光測(cè)量構(gòu)件內(nèi)的開口。
[0008] 在一種實(shí)施例中，光擴(kuò)散兀件可以封閉于包含內(nèi)壁和外壁的外殼（external shell)內(nèi)，并且還包含與引出端口對(duì)準(zhǔn)的且進(jìn)一步與導(dǎo)光管的第一末端對(duì)準(zhǔn)的連接元件。 在其他實(shí)施例中，光擴(kuò)散兀件的側(cè)部的內(nèi)表面可以與外殼的內(nèi)壁分離達(dá)1~15mm(例如， lmm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、13mm，以及 15mm) 〇 在又一種實(shí)施例 中，光擴(kuò)散元件的側(cè)部的內(nèi)表面可以與外殼的內(nèi)壁分離達(dá)可足以防止光透過光擴(kuò)散元件的 側(cè)壁的內(nèi)表面或底部并且防止與外殼的內(nèi)壁相互作用的距離，例如，分離達(dá)用來(lái)構(gòu)造光擴(kuò) 散元件的材料的厚度。
[0009] 在上述實(shí)施例中的任一種實(shí)施例內(nèi)，該元件允許在內(nèi)表面上基本上均勻的光擴(kuò) 散。內(nèi)表面包含例如聚四氟乙烯（例如，Labsphere公司的Teflon?或Spectralon? )、聚甲醛（例如，Delrill?)、硫酸鋇（例如，Labsphere公司的6080型白色反射涂層 (6080WhiteReflectancecoating))或者其他朗伯涂層（Lambertiancoating)(例如， Labsphere公司的Spectraflect?或Duraflect?)。光擴(kuò)散元件的剩余部分可以包含固 體材料，例如，塑料、陶瓷、玻璃或金屬（例如，黃銅）。
[0010] 在上述實(shí)施例中的任一種實(shí)施例內(nèi)，頂部還可以包含具有基本上等于或小于側(cè)部 的基本上柱面形的內(nèi)表面的直徑的直徑的孔眼（aperture)，其中屏幕覆蓋著孔眼。在其他 實(shí)施例中，光擴(kuò)散元件的頂部可以包含固體材料，例如，塑料、陶瓷、玻璃或金屬（例如，黃 銅）。
[0011] 在上述實(shí)施例中的任一種實(shí)施例內(nèi)，外殼可以包含固體材料，例如，塑料、陶瓷、玻 璃或金屬（例如，黃銅）。
[0012] 在上述實(shí)施例中的任一種實(shí)施例內(nèi)，屏幕可以基本上為方形、圓形或碟（disc)形 的，并且可以被調(diào)整大小以覆蓋光擴(kuò)散元件的側(cè)部。在特定的實(shí)施例中，屏幕可以是具有直 徑約為28mm(例如，直徑為10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm或40mm)的尺寸的碟，并且厚 度為0? 1~5謹(jǐn)（例如，厚度為〇? 1謹(jǐn)、0? 5謹(jǐn)、1mm、2謹(jǐn)、3謹(jǐn)或5謹(jǐn)）〇
[0013] 在某些實(shí)施例中，屏幕包含聚四氟乙烯（例如，Labsphere公司的Teflon?,或 Spectralon?)、聚甲醛（例如，Delrin?)、硫酸鋇（例如，Labsphere公司的6080 型白色反射涂層）或者其他朗伯涂層（例如，Labsphere公司的Spectraflect?或 Duraflect?)。在其他實(shí)施例中，屏幕可以包含透明的或者其他半透明的材料。在又一些 其他實(shí)施例中，屏幕可以涂以半透明的朗伯涂層。在另一些實(shí)施例中，屏幕還可以包含單向 鏡，其中該單向鏡允許光進(jìn)入光擴(kuò)散元件，但是基本上阻止光穿過單向鏡離開光擴(kuò)散元件。
[0014] 在上述實(shí)施例中的任一種實(shí)施例內(nèi)，該設(shè)備還可以包含在屏幕上方或下方的濾光 片。在一種實(shí)施例中，在屏幕上方的濾光片可以覆蓋頂部的孔眼。在上述實(shí)施例中的任一 種實(shí)施例內(nèi)，濾光片可以選自玻璃、中性密度濾光片、帶通濾光片和藍(lán)光帶通濾光片。在上 述實(shí)施例中的任一種實(shí)施例內(nèi)，濾光片可以過濾大于500nm的波長(zhǎng)（例如，510nm、550nm、 600nm、700nm或800nm)。濾光片還可以對(duì)屏幕進(jìn)行物理保護(hù)使其免受破壞，S卩，位于屏幕之 上或之外。
[0015] 在上述實(shí)施例中的任一種實(shí)施例內(nèi)，側(cè)部的基本上柱面形的內(nèi)表面的高度可以為 1 ~50mm(例如，lmm、2mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm^R55mm)。
[0016] 在某些實(shí)施例中，在光擴(kuò)散元件的頂部的孔眼可以具有直徑4~30mm(例如，4mm、 5mm、8mm、10mm、15mm、20mm、25mm和30mm)。在其他實(shí)施例中，在光擴(kuò)散元件的頂部的孔眼可 以具有直徑 30 ~300mm(例如，30mm、50mm、90mm、100mm、150mm、200mm、250mm和 300mm)。在 一種特定的實(shí)施例中，孔眼的直徑為大約16mm。
[0017] 在上述實(shí)施例中的任一種實(shí)施例內(nèi)，導(dǎo)光管可以具有10~1000 ym的內(nèi)徑（例 如，直徑為 10ym、20ym、50ym、100ym、300ym、500ym、700ym和 1000ym)。在某些實(shí) 施例中，導(dǎo)光管可以具有1~300mm的長(zhǎng)度（例如，長(zhǎng)度為lmm、10mm、50mm、75mm、100mm、 150mm、200mm、250mm和 300mm)。
[0018] 在上述實(shí)施例中的任一種實(shí)施例內(nèi)，光測(cè)量構(gòu)件的開口的直徑可以是10~ 1000ym(例如，直徑為 10ym、20ym、50ym、100ym、300ym、500ym、700ym和 1000ym)。 在另一些實(shí)施例中，光測(cè)量構(gòu)件能夠測(cè)量150~OOOnm的波長(zhǎng)（例如，波長(zhǎng)為150nm、200nm、 300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm和1000 nm)。在某些實(shí)施例中，光測(cè)量構(gòu) 件能夠測(cè)量 360 ~540nm的波長(zhǎng)（例如，波長(zhǎng)為 360nm、400nm、420nm、440nm、480nm、500nm、 520nm和 540nm)。
[0019] 在上述實(shí)施例中的任一種實(shí)施例內(nèi)，該設(shè)備還包含封閉光擴(kuò)散元件、光測(cè)量構(gòu)件 和導(dǎo)光管的外罩（externalhousing)。在一種實(shí)施例中，該外罩還可以包含與光擴(kuò)散元件 的頂部的屏幕對(duì)準(zhǔn)的窗口。在另一種實(shí)施例中，外罩還可以包含與光測(cè)量構(gòu)件相鄰的開口， 其中該開口被配置用于接納電纜。
[0020] 在上述實(shí)施例中的任一種實(shí)施例內(nèi)，該設(shè)備還可以包含給其傳送由光測(cè)量構(gòu)件收 集的數(shù)據(jù)以由其分析的處理器。
[0021] 在上述實(shí)施例中的任一種實(shí)