牙齿照明装置的制作方法

本发明涉及牙齿照明装置和口腔护理或者卫生装置(诸如牙齿美白装置)。

背景技术：

诸如牙齿美白装置等口腔护理装置使用光来照亮牙齿。光可以用于不同目的，包括：结合美白凝胶或者清漆进行牙齿美白、通过使用消毒uv光进行菌斑或者细菌卫生或者其他目的。

wo2016/066370a1公开了一种在牙齿美白的背景下用于向牙齿施加光的智能照明系统。这具体涉及已经提供有光可固化美白清漆的牙齿。该系统包括光生成单元、光图案化单元、嘴部成像单元、嘴部图像感测单元以及图像处理和控制单元，并且对系统进行改变以允许图像处理和控制单元基于从嘴部图像感测单元获得的信息来调节光图案化单元。通过这样做，在允许光生成单元发出光之前，可以确保为了辅助牙齿美白而发出的光不会影响到软组织。

技术实现要素：

将有利的是：实现能够改进在牙齿上生成均匀的光强度的口腔装置，备选地或者此外，实现能够减少对牙齿的加热的口腔装置。本发明由独立权利要求书限定。从属权利要求限定有利实施例。

为了更好地解决这些问题中的一个或者多个问题，在本发明的第一方面中，提出了一种用于牙齿照明的嘴部部件，该嘴部部件包括：

第一光源和第二光源，以及第一透镜，被布置为接收来自第一光源的光；以及第二透镜，被布置为接收来自第二光源的光，其中第一透镜和第二透镜被布置为将所接收到的光投射到牙齿的颊侧上，以及其中第一透镜和第二透镜中的每个透镜具有被非对称成形的折射表面，被非对称成形的折射表面被成形为非对称地改变所接收到的光在相应光源的光轴的相对侧上的沿牙齿的牙弓的强度分布。

有利地，透镜的被非对称成形的折射表面可以在透镜的光轴的左侧和右侧上实现不同的强度轮廓。按照这种方式，可以建立接收来自两个光源的光的重叠范围。此外，被非对称成形的折射表面可以被任意地成形为自由形式的透镜，以实现所需强度分布，从而在牙齿处实现均匀的强度分布。

在以下意义上，透镜是非对称的：接收到的光的强度沿着牙齿的牙弓(即，在嘴部部件的咬合平面中)被非对称地修改成在光源的光轴的相对侧的投影的光。

有利地，使用投影透镜使得可以将光源(例如发光二极管)定位成与牙齿相距一定距离。因此，与被定位成接近牙齿的光源相比较，来自光源的辐射热使得对牙齿和牙龈的加热较少。减少的加热使得可以使用更高的光强度，而不会产生热量，该热量可能引起不适或者甚至损害牙齿的牙髓腔中的牙髓。

应该理解，该嘴部部件可以包括两个或者更多个光源以及两个或者更多个相关联的透镜。出于实际原因，两个或者更多个透镜可以是通过单种材料模制或者成形的单件式本体的形式。因此，应该理解的是，被形成为单个透镜组件的两个或者更多个透镜等效于两个或者更多个单独的透镜。

根据实施例，该嘴部部件包括距离构件，被布置为在使用时接触使用者的嘴部区域的一部分，以在第一透镜和第二透镜与牙齿的颊侧之间建立由距离构件所限定的距离。有利地，距离构件确保从透镜到牙齿的距离接近透镜的获得透镜已经被设计为要生成的所需强度轮廓所需的最佳投影距离。

根据实施例，距离构件被布置成使得第一光源和第二光源在嘴部部件被使用时被定位在使用者的面部前面。有利地，由于光源与面部分开，因此，与光源被布置成更靠近牙齿的解决方案相比较，对牙齿和嘴部区域的加热得以减少。

根据实施例，当嘴部部件被使用时，第一光源和第二光源被布置在面部中线的任一侧上，其中面部中线限定在使用者的左中门齿和右中门齿之间的线。有利地，通过将光源布置到面部中线的左边和右边，可以用均匀的光来照亮大量牙齿。

根据实施例，第一透镜和第二透镜被布置为投射所接收到的光，使得在面部中线处在牙齿的颊侧处所投射的光的强度由来自第一光源和第二光源的光组成。有利地，通过在牙齿范围的一部分处组合来自两个光源的光，可以使从一个光源过渡为另一光源进行牙齿照明顺畅。

根据实施例，第一透镜和第二透镜被布置为投射所接收到的光，使得牙齿的颊侧的远离面部中线一定距离的部分仅由来自第一光源和第二光源中的一个光源的光所照亮。有利地，由于非对称的照明，因此，牙弓的左侧和右侧可以由均匀成形的光单独照亮。

根据实施例，其中第一透镜和第二透镜被布置为投射所接收到的光，使得投射的来自第一光源和第二光源中的每个光源的光的强度沿牙弓朝着面部中线逐渐减小。有利地，由于光强度逐渐减小，因此，来自两个相邻光源的光可以被组合以产生基本均匀或者恒定的光强度。

根据实施例，该嘴部部件包括第三光源和第三透镜，第三透镜被布置为接收来自第三光源的光，其中第三光源被布置在第一透镜和第二透镜之间，以将所接收到的光投射到牙齿的颊侧上，其中第三透镜具有被对称成形的折射表面。有利地，使用第三光源可以促进以下中的一个或者多个：产生较高光强度，用均匀的光来照亮大量牙齿以及改善投射的光的均匀度。根据实施例，第一透镜、第二透镜和第三透镜被布置为投射来自第一光源、第二光源和第三光源的光，使得来自第一光源和第三光源的在牙齿的颊侧处的所投射的光的强度在牙弓的第一部分处重叠，并且使得来自第二光源和第三光源的在牙齿的颊侧处的所投射的光的强度在牙弓的不同的第二部分处重叠。

根据实施例，该嘴部部件包括壳体，该壳体具有壁结构，其中壁结构的端部区域包括被布置为接触使用者的牙龈的接触部分。有利地，具有接触部分的壁结构在嘴部区域和透镜之间提供固定距离，使得可以实现牙齿和透镜之间的最佳距离，以获得均匀的强度。

壁结构可以形成具有至少部分为空的内部的管或者漏斗形壁。壁结构可以具有用于提供对流冷却的开口。壁结构可以具有网格或者其他开放结构的形式。壁结构可以由外壳、引脚、杆、网状表面或者其组合、以及如同硅树脂、塑料、金属或者其他相似材料等形成材料形成。

有利地，壁形结构实现嘴部部件的开放结构。例如，为了进行美白，由于清漆物质不需要如针对将牙齿凝胶保持在适当位置会需要的密封结构，因此，开放结构可以有利地与牙齿上的清漆物质一起被使用。此外，开放结构改善了散热，使得可以实现更高的强度水平。

根据实施例，该嘴部部件包括密封结构，该密封结构被布置用于将施加的牙齿物质保留在由密封结构和牙齿的颊侧限定的空间内，其中密封结构包括接触部分。有利地，密封结构被设计为帮助在牙齿和嘴部部件的透明窗口之间将牙齿物质保留在适当位置。例如，嘴部部件可以是牙齿美白嘴部部件，并且牙齿物质可以是牙齿美白凝胶。

根据实施例，壳体包括被布置在接触部分与至少一个光源之间的壁中的至少一个通孔。有利地，壳体中的孔改善了散热。

根据实施例，该嘴部部件包括被连接至壳体的保持构件，其中保持构件被布置为使使用者能够通过经由牙齿中的一颗或者多颗牙齿的咬合表面被施加给保持构件的力来保持嘴部部件。有利地，保持构件使得可以仅通过使用牙齿来保持嘴部部件，使得使用者在照明过程期间自由地使用她的手。

根据实施例，该嘴部部件包括可调节隔膜，该可调节隔膜被布置为在垂直于嘴部部件的咬合平面的方向上调节所投射的光的延伸。有利地，隔膜使得能够进行调节，使得投射的光仅基本照亮牙齿，而不照亮牙龈。

本发明的第二方面涉及根据第一方面的嘴部部件的用途，用于牙齿照明，这包括以下步骤：

布置该嘴部部件，使得该嘴部部件的一部分接触使用者的嘴部区域的一部分，以在第一透镜和第二透镜与牙齿的颊侧之间建立由该嘴部部件所限定的距离，以及

通过由第一透镜和第二透镜投射到使用者的牙齿上的光来照亮牙齿。

本发明的实施例涉及一种用于照亮牙齿(例如用于牙齿美白)的嘴部部件。该嘴部部件被配置成具有被成形为将非对称的光投到牙齿上的至少两个自由形式的透镜。透镜与相关联的光源一对一地被布置。透镜被成形为使得来自至少两个透镜的非对称的光在牙齿的某一区域上组合，例如在第一和第二中门齿上。为了在牙弓上实现均匀照明，透镜可以对光进行投射，该光在牙弓的左侧和右侧具有均匀的强度分布，并且朝着中门齿之间的面部中线具有减少的强度，使得组合减少的强度组合，以在减少的强度重叠的范围内产生均匀的强度。

总体来说，可以按照在本发明的范围内可能的任何方式来组合和耦合本发明的各个方面。本发明的这些以及其他方面、特征和/或优点将通过下文所描述的实施例而变得显而易见，并且参照下文所描述的实施例来阐述本发明的这些以及其他方面、特征和/或优点。

附图说明

将通过示例的方式参照附图来描述本发明的实施例，其中

图1a、图1b和图1c图示了用于用作牙齿照明装置的嘴部部件的实施例的不同视图，

图2a示出了用于嘴部部件的透镜的横截面图和由这些透镜透射到牙弓的光线，

图2b示出了由相应的左透镜和右透镜投射到牙弓的左侧和右侧的光的左强度轮廓和右强度轮廓，

图3以透镜在与咬合平面平行的平面中的横截面图形式示出了被非对称成形的折射表面，

图4图示了包括具有固体光学透明部分的壳体的嘴部部件的实施例，以及图5示出了包括可调节隔膜的嘴部部件的实施例。

具体实施方式

图1a、图1b和图1c图示了用于用作牙齿照明装置的嘴部部件100的实施例。使用者的牙齿可以被照亮以进行牙齿美白、菌斑或者细菌卫生或者其他口腔卫生或者护理用途。嘴部部件可以是家用消费产品或者由专业人员使用的专业产品，在这两种情况下，使用者(即，家庭使用者或者患者)是接受来自装置的照明的人。

在不同的视图中说明嘴部部件：图1a所示的俯视图、图1b所示朝着开口的透视图、图1c所示的前视图。在图1a中示出的嘴部部件的实施例包括第一光源和第二光源101a至101b以及被布置为将来自相应的第一光源和第二光源101a至101b的光投射到牙齿110的颊侧111上的第一透镜和第二透镜102a至102b。因此，第一透镜102a被布置为接收来自第一光源101a的光并且对其进行投射，而第二透镜102b被布置为接收来自第二光源101b的光并且对其进行投射。第一光源101a和第一透镜102a可以被布置在面部中线120的一侧(例如面部中线的左边)上，而第二光源101b和第二透镜102b可以被布置在面部中线120的相对侧(例如面部中线的右边)上。

面部中线120如图所示在左门齿和右门齿之间限定线。为了方便起见，面部中线120还限定如描绘的嘴部部件100的中心线，当嘴部部件被使用时并且当考虑嘴部部件的放置公差时，该中心线基本与面部中线120共线。如在图1c中示出的，中心线120可以被定位在咬合平面130中。咬合平面130限定嘴部部件的平面，当嘴部部件被使用时，该平面与牙齿的咬合平面对应。

嘴部部件100的其他实施例可以被配置有其他数量的光源和透镜。例如，嘴部部件100可以具有被布置在面部中线120的任一侧上的两个光源101a至101b、以及以面部中线120为中心并且被布置为接收来自两个光源101的光并且将该光投射到牙齿上的一个透镜。在另一示例中，嘴部部件100具有仅一个光源以及以面部中线120为中心并且被布置为接收光并且将该光投射到牙齿110上的仅一个透镜。优选实施例包括两个或者更多个光源以及相关联的透镜，以改善均匀地照亮牙弓的左侧和右侧。

透镜102a至102b具有被非对称成形的折射表面，该被非对称成形的折射表面被成形为非对称地改变来自光源101a至101b的接收到的光在位于嘴部部件的咬合平面130中的相应光源的光轴121的相对侧上的强度分布。例如，透镜可以被成形为修改强度分布，以沿着牙弓的至少一部分(例如从第二前磨牙110e到侧门齿110b)而实现均匀的强度分布。

通过改变强度分布是指光源101a中的一个光源的远场强度轮廓由相关联的透镜102a非对称地修改为不同的远场强度分布。相比之下，对称透镜(诸如球面或者非球面透镜)将相对于光轴121对称修改强度分布。

透镜102a至102b可以被非对称地成形为修改强度分布，使得按照面部中线120投射在牙齿110的颊侧111的光的强度由来自第一光源和第二光源的光提供。此外，透镜可以被布置为对投射的光进行成形，使得牙齿110的颊侧111的远离面部中线120一定距离的部分(例如在牙弓的一侧上的牙齿，诸如从第二前磨牙110e到侧门齿110b)仅由来自第一光源和第二光源101a至101b中的一个光源的光照亮。

为了在中门齿110a上提供均匀的强度，来自第一透镜和第二透镜102a至102b的光有必要在中门齿110a的至少一部分上重叠。可以通过以下方式来实现在重叠上的均匀强度：将第一透镜和第二透镜布置为对光进行投射，使得从第一光源和第二光源中的每一个光源投射的光的强度沿牙弓朝着以及超出面部中线120逐渐减小。

图2a示出了第一透镜和第二透镜102a至102b在与咬合平面130平行的平面中的横截面图。图2a示出了由透镜投射到牙弓201的在牙齿110上的部分的光线。如图所示，来自两个透镜102a至102b的光线照亮牙弓201的包括面部中线的部分。例如，透镜102a至102b可以将光投射到左中门齿和右中门齿110a上。来自第一透镜102a的光线的一部分只照亮牙弓201的在由两个光源101a至101b照亮的牙弓的中心部分的左边的部分，而来自第二透镜102b的光线的一部分只照亮牙弓201的在牙弓的中心部分的右边的部分。

图2b示出了由相应的左透镜和右透镜102a至102b投射到左边的(l)牙侧和右边的(r)牙侧上的光的左强度i的轮廓202和右强度i的轮廓203。如图所示，强度i远离牙弓的中心部分(c)而沿着牙侧(l、r)是恒定或者基本恒定的。此外，来自透镜102a至102b中的每一个透镜所投射的光的强度i从牙弓的一侧穿过面部中线120逐渐减少，到在牙弓的远离面部中线120一定距离的另一侧上为零或者基本为零的强度。在牙弓的中心部分(c)处，来自两个透镜102a至102b的投射的光的强度i增加到在左边的和右边的牙侧上的投射的光的相同或者基本相同的强度i。

透镜可以被布置为线性地或者根据其他轮廓形状来改变中心部分c上的强度i。

在实践中，可能不能沿着牙弓的左侧、中心侧和右侧实现恒定的强度i。因此，在实践中，强度沿着牙弓可以发生变化，例如在+/-10％的波段内。对于牙齿美白应用，强度变化应该足够小，以避免美白效果产生明显可见的变化。

图3示出了第二光源101b和第二透镜102b在与咬合平面130平行的平面中的横截面图。图3表明：透镜102b具有被非对称成形的折射表面301。在该示例中，透镜被非对称地成形为使得在光轴121的右侧接收到的所有光线在右方向上远离光轴弯曲，而在光轴121的左侧接收到的一些光线在右方向上朝着光轴弯曲。按照这种方式，被非对称成形的折射表面301被配置为产生所需强度轮廓202、203。

可以按照其他方式来配置透镜102a至102b。例如，每个透镜可以具有一个或者多个被非对称成形的折射表面。另外，透镜的输入折射表面可以是被非对称成形，而不是输出表面。

再次参照图1，光源101a、101b可以是发光光源(led)，但是也可以使用其他光源。透镜102a、102b由透明材料(诸如玻璃、聚碳酸酯或者其他塑料材料)制成。

嘴部部件100包括距离构件109，主要通过图1a中的虚线109图示该距离构件109。距离构件109的功能是：在第一透镜和第二透镜102a至102b与牙齿110的颊侧111之间建立距离。由距离构件限定建立距离的目的是：确保透镜102a至102b距牙齿具有恰当的距离。由于透镜102a至102b被设计为在其具有特定位置(并且因此相对于牙齿的特定距离)时提供所需强度轮廓202、203，因此将嘴部部件100配置为具有这种距离构件是有利的。当使用嘴部部件时，距离构件旨在接触使用者的嘴部区域的一部分。嘴部区域的该部分可以是牙龈、牙齿或者其他部分。

图1示出了包括咬合杆131(例如平坦的塑料形状形式)的结构103形式的距离构件109，当嘴部部件100被使用时，该咬合杆131旨在被定位在几对上齿和下齿的咬合的表面(咬合表面)之间。例如，咬合杆131可以旨在被放置在上下第二前磨牙110e的咬合的表面之间，使得当距离构件109被使用时建立良好的限定距离。

此外或者备选地，为了起到距离构件109的作用，结构103可以体现保持构件108，该保持构件108具有用于使使用者能够通过经由牙齿中的一颗或者多颗(即，上下第二前磨牙110e)的咬合表面被施加给保持构件108的一部分(例如施加给咬合杆131)的力来保持嘴部部件的功能。结构103被连接至壳体105，例如被连接至远端区域。

图1表明：嘴部部件101包括具有壁结构的壳体105。壁结构可以具有漏斗或者管的形状，例如具有近端区域和远端区域的形状，该近端区域具有由接触部分104定界的开口，该远端区域可以是封闭的或者锥形的并且在内部被配置为固定光源101a至101b以及透镜102a至102b。接触部分104被布置为接触使用者的牙龈或者其他嘴部区域。

由于当接触部分104接触嘴部区域时，壳体105与接触部分104一起在第一透镜和第二透镜102a至102b与牙齿110的颊侧111之间建立良好限定的距离，因此，距离构件109可以由壳体105与接触部分104一起体现。明显地，起距离构件109的作用的壳体105可以与起保持构件108和/或距离构件109的作用的结构103组合。

通常，距离构件109被布置成：当嘴部部件被使用时，第一光源和第二光源101a至101b以及第一透镜和第二透镜102a至102b被定位在使用者的面部前面。因此，嘴部部件100被配置有被定位成与嘴部区域相距特定距离的光源101a至101b。

如在图1b中示出的，壳体105可以被配置有被布置在位于接触部分104和至少一个光源101a之间的壁中的至少一个通孔开口150。孔向嘴部部件100的腔室提供通风，使得可以减少由于来自光源的废热而导致的热量增加。

结合图1、图2a和图2b描述的实施例包括两个光源以及两个相关联的透镜。根据另一实施例(未图示)，嘴部部件可以被配置有另外的第三光源和被布置为接收来自第三光源的光的第三透镜。例如，第三光源和第三透镜可以被布置在第一透镜和第二透镜之间，以将光投射到牙齿110的颊侧111上。例如，第三光源和第三透镜可以被布置在嘴部部件的中心线120上并且在与第一透镜和第二透镜101a至101b以及光源102a至102b相同的平面中，例如当嘴部部件被使用时，在基本与咬合平面130平行的平面上。

第三透镜可以具有被对称成形的折射表面，以相对于面部中线120对称地照亮中心齿(例如中门齿110a)。

根据该实施例，第一、第二和第三透镜可以被布置为投射来自第一、第二和第三光源的光，使得来自第一光源和第三光源的在牙齿110的颊侧111的投射的光的强度在牙弓的第一部分处重叠，并且使得来自第二光源和第三光源的在牙齿110的颊侧111的投射的光的强度在牙弓的不同的第二部分处重叠。例如，来自第一光源和第三光源的光可以在牙弓的被定位在面部中线120的左边的范围内重叠，并且来自第一光源和第三光源的光可以在牙弓的被定位在面部中线120的右边的范围内重叠。优选地，在上述意义上，在重叠范围和仅由来自一个透镜的光照亮的范围内的光的强度应该是基本恒定的。

嘴部部件100可以包括密封结构，该密封结构具有将施加的牙齿物质保留在由密封结构和牙齿110的颊侧111限定的空间内的功能。例如，该牙齿物质可以是被施加给牙齿110或者密封结构的表面的美白凝胶的形式。

根据实施例，密封结构包括接触部分104。例如，接触部分104可以构成边缘(例如闭合的环形边缘)，该边缘被布置为接触上牙龈和下牙龈以及在上牙龈和下牙龈之间过渡的牙齿。

图4图示了嘴部部件100的实施例，该嘴部部件100具有与图1所示如通过重复的附图标记图示的嘴部部件的特征等效的特征。图4中的嘴部部件的壳体105还包括固体光学透明部分401。该固体光学透明部分401被定位在接触部分104后面，使得接触部分104和固体光学透明部分401之间存在距离。固体光学透明部分被布置为向牙齿透射来自光源的光。

固体光学透明部分401可以是在壳体的侧壁(例如如图所示沿虚线延伸的壁)之间延伸的壁的形式。壁可以是薄的，或者可以例如延伸至透镜102a至102b。备选地，固体光学透明部分401可以填充壳体105的较大部分，例如使得光源101a至101b和/或透镜102a至102b被嵌入在固体光学透明部分401中。

由接触部分104和固体光学透明部分401之间的距离产生的空间可以被用于容纳所施加的牙齿物质。因此，密封结构的空间可以由光学透明部分401、接触部分104和牙齿110的颊侧111限定。

在图1b中示出的至少一个通孔150还可以被形成在图4中的嘴部部件的壳体105的壁结构中，例如被形成在壳体105的位于光学透明部分401与光源101之间的壁中。

图5以垂直于咬合平面130的平面中横截面图视图示出了嘴部部件100的实施例，该嘴部部件100包括可调节隔膜510。为了方便起见，并未示出嘴部部件100的所有组件。隔膜510是不透明的或者半透明的，并且防止光线接触使用者501、502的牙龈。透镜102a至102b的设计会引起：一些光线以大角度被透射到咬合平面130，并且因此，会引起照亮牙龈和对牙龈进行加热。为了防止与加热相关联的不适，可以阻挡除了将会碰到牙齿110的颊侧111的光线之外的光线。隔膜510可以具有固定开口，即，在上隔膜部分和下隔膜部分之间具有固定距离。备选地，隔膜510可以是可调节的，以提供开口的可调节大小，即，上隔膜部分和下隔膜部分之间的可调节距离。因此，隔膜510可以被布置为在垂直于嘴部部件的咬合平面的方向上调节投射的光的延伸(即，高度)。按照这种方式，可以根据个人的牙齿和牙龈来安装隔膜。

虽然已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这种图示和描述应该被认为是说明性的或者示例性的而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容和所附权利要求书，本领域的技术人员在实践要求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或者步骤，并且不定冠词“一”或者“一个”不排除多个。权利要求书中的任何附图标记都不应该被解释为是对范围的限制。