牙科光照射装置的制作方法

本发明涉及牙科光照射装置，并且具体地涉及适于在预定最小化范围内以光强度分布在工作区域中发射光的牙科光照射装置。

背景技术：

光固化或光硬化型材料广泛应用在牙科中，用于牙齿修复，例如用于填充牙齿中的龋洞。此类材料通常被制造用于提供与自然牙齿的光学特征类似的光学特征，这就使这些材料成为例如外观不佳的汞合金材料的优选替代品。

光硬化材料常常包括可聚合的基质材料和包含着色剂的填料材料，并且可初始地为大致柔软或可流动的，使得能够以所需的形状施加到所需位置。例如，为了修复牙齿，牙科材料可填入龋洞并成形为使得所修复的牙齿很像自然牙齿。一旦形成所需形状，就可通过使材料在取决于材料的一定时间段内持续暴露于所需波长的光而硬化。光通常激活牙科材料中引起基质材料聚合的光引发剂。

能够由波长在约450nm和500nm之间的蓝光硬化的牙科材料，已在牙科中普遍使用。因此，用于硬化此类牙科材料的牙科光照射装置通常发射此类波长下的光并且通常使装置能够自动控制光发射仅持续预选或可预选时间段。此类牙科光照射装置例如可以商品名Elipar^TM S10 LED固化灯(Elipar^TM S10 LED Curing Light)得自德国3M ESPE公司(3M ESPE,Germany)。

垂直照射牙科材料使得牙科材料的暴露于从装置发射的足够强的光的部分硬化。非常少量的牙科材料通常可以通过在所需的预选操作时间段内持续激活一次装置来硬化。然而，对于填充牙齿中的较大龋洞，通常将牙科材料提供在若干部分中并相继硬化。为了进一步硬化较大量的牙科材料，必须将光照装置重新定位一次或若干次，以确保牙科材料的所有相关部分都暴露于光。已发现，可由一些牙科执业医师在预选操作时间段内在操作装置期间执行此类重新定位。然而，这可能导致牙科材料的每个不同部分暴露于光的时间短于预选时间。这可能进一步导致牙科材料硬化不充分，并且因此导致牙科填充物不够耐用。否则，一些牙科执业医师可能要在预选操作时间段内在每个位置上通过若干次装置操作来执行重新定位。然而，这可能导致牙科材料升温并引起患者的术后疾病。此外，这可能导致牙科材料过度硬化并变得易碎。尽管牙科执业医师通常能够熟练控制牙科光照装置来适当地硬化甚至较大的填充物，但在一方面填充物质量和患者舒适度与另一方面牙科执业医师的处理牙科光照射装置的方式之间存在相对较高的依赖度。

通常，现有技术的装置可以不同的操作次数和/或不同的强度来操作，以控制牙科材料的适当硬化。因此通常可控制牙科材料的过长或过短暴露。然而，仍需要一种最大程度地降低填充物质量与装置处理之间的依赖度的装置。此外，仍需要提供一种允许容易地处理以在不同情况下适当地硬化牙科材料的装置。

技术实现要素：

本发明涉及一种适于发射蓝光的牙科光照射装置。出于本说明书的目的，“蓝光”是指波长在约430nm(纳米)和约490nm的范围内并且峰值波长在约444nm和约453nm的范围内的光。此外，此类蓝光优选地基本上不包括波长在约430nm和约490nm的范围之外的光。例如，从装置发射的光量的至少90％、更优选地95％，由波长在约430nm和约490nm的范围内的蓝光形成。

本发明的装置包括光源以及用于对从光源发射的光进行准直的构件。光准直构件包括(优选地单个或仅一个)平凸透镜。此类平凸透镜具有凸面和相对的平坦面。平凸透镜被取向成平坦面朝向光源。光准直构件还包括反射器。反射器由具有内锥形反射表面的中空环形结构形成。因此，反射器基于与全反射相反的表面反射而工作。因此，光损失可降至最低。

装置的反射器被布置成使得其内横截面朝向透镜增宽。此外，反射器在透镜的平坦面与光源之间的整个距离上延伸。光源基本上定位在(或定位在)透镜的有效焦距处。装置还包括光导。光导具有用于接收从光源发射的光的输入面以及用于光的输出面。此外，装置具有反射管。反射管布置在光准直构件与光导之间。

换句话讲，本发明的装置可被描述为一种包括光源、用于对从光源发射的光进行准直的构件、以及光导的装置。光导具有用于接收从光源发射的光的输入面以及用于光的输出面。优选地，光导被布置在或适于布置在装置中使得光导的输入面面向光准直构件，其中光准直构件布置在光源与光导之间。

输出面具有：

-从其中发射光的总区域，

-几乎由总区域内的内切第一圆限定的参考区域，和

-几乎由同心地布置在第一圆内的第二圆限定的较小的工作区域，

-其中第二圆的直径是第一圆的直径的80％，并且

-其中第一圆轴线几乎限定穿过第一圆和第二圆的中心并且在第一圆和第二圆的平面内，并且

-第二圆轴线几乎限定穿过第一圆和第二圆的中心并且在同一平面内，其中第二圆轴线垂直于第一圆轴线布置。

装置适于使得从输出面发射的光表现出跨第一圆内的第一圆轴线确定的第一光强度分布。第一光强度分布表现出至少一个第一光强度最大值。此外，光源、光准直构件和光导各自被构造成并且(组合地)被布置用于协作，使得第二圆内的第一光强度分布在第一光强度最大值的70％和100％的限制范围内。光源、光准直构件和光导各自可被构造成并且被布置用于协作，使得第二圆内的第一光强度分布在第一光强度最大值的72％和100％、更优选地74％和100％、最优选地76％和100％的限制范围内。

在一个实施方案中，光准直构件仅由单个平凸透镜和反射器组成。装置的有益效果在于它有助于最大程度地提高光硬化型牙科材料在患者口腔中的光硬化可靠性。不同于旨在通过朝向小区域聚光来最大程度地提高光强度的现有装置，本发明的装置实施的是将发散光准直成平行光的光学器件。已发现，与现有技术装置相比较，基于被硬化牙科材料的相似质量，本发明的装置相对于要硬化的材料的定位的精确度较不重要。换句话讲，尽管一些现有技术装置考虑了在精确定位的情况下以卓越的质量来硬化牙科材料，但在以更高的定位公差来定位的情况下，本发明的装置也能够实现相同的结果。在一个实施方案中，输出面由光导的平坦或基本上平坦的端面形成。

在另一个实施方案中，装置适于使得从输出面发射的光表现出跨第一圆内的第二圆轴线确定的第二光强度分布。在该实施方案中，第二光强度分布同样表现出至少一个第二光强度最大值。此外，光源、光准直构件和光导各自被构造成并且(组合地)被布置用于协作，使得第二圆内的第二光强度分布在第二光强度最大值的70％和100％的限制范围内。光源、光准直构件和光导各自可被构造成并且被布置用于协作，使得第二圆内的第二光强度分布在第二光强度最大值的72％和100％、更优选地74％和100％、最优选地76％和100％的限制范围内。

在另一个实施方案中，光源为蓝光LED(发光二极管)或蓝光激光二极管。光源可由输入功率在6W至12W之间并且光输出功率在约1W至约3W之间、优选地为至少约1.12W的单个高功率LED形成。此外，光源可基本上形成点源。此类点源在实施过程中可具有照射区域。此类照射区域可不大于20mm²，例如在2mm²和3mm²之间，并且具体地为约2.25mm²。本文所述的照射区域是指在两个维度上都大致等尺寸的二维平坦区域，例如大致圆形或正方形的区域。光准直构件优选地被相对于光源调整和布置，以将光准直成基本上平行的光束。技术人员将能够根据光源的照射角度、光准直构件的准直特征以及光源与光准直构件之间的距离来选择光准直构件和光源的适当组合。

在一个实施方案中，光源可包括透镜。例如，可将LED的包覆成型模具成形用于限定透镜。此类透镜通常形成光源的一体且不可分离的部件。出于本说明书的目的，“不可分离”是指在不损坏一个或另一个部件的情况下以及在部件的主要性质上不影响一个或另一个部件的情况下彼此无法分离的部件(例如，透镜和光源的其余部分)。

在一个实施方案中，透镜的凸面是非球面。透镜可具有抗反射涂层。因此，可最大程度地增加可透射穿过透镜的光量。在另一个优选的实施方案中，反射器的反射表面为金属涂覆的(例如铝涂覆的)。反射器还可由金属制成，其中反射表面由制成反射器的金属形成。反射器的反射表面可例如由金刚石车削表面提供。

在一个优选的实施方案中，光源的中心定位在(或基本上定位在)(平凸)透镜的有效焦距处。换句话讲，光源被定位成其中心从(平凸)透镜的所谓“后主平面”偏移有效焦距。在具有两个主平面的(平凸)透镜中，“后主平面”是指更靠近光源定位的主平面。据发现，实施此类构造(包括反射器和透镜)的装置相比光源定位在透镜的有效焦距之外的相同装置提供了光输出的更均匀的光强度分布。此外，此类构造提供了高光强度与均匀光分布之间的优异平衡。

在一个实施方案中，反射管具有圆柱形内反射形状。反射管有助于捕获例如因光准直构件、光源和/或制成这些部件的材料中的不精确或少许异物导致的在光准直构件中和/或被光源偶然漫射的任何光。据发现，反射管有助于最大程度地提高光束分布均匀度以及光强度。

在一个实施方案中，装置具有由透明封闭件封闭的外壳。优选地，光源封装在外壳中，例如密封地封装在外壳中。装置优选地适于可拆卸地附接光导。具体地，外壳可具有用于将光导可拆卸地附接于其上的嘴件。嘴件的端面优选地包括封闭件。因此，光导可被拆卸以进行清洁和/或消毒，之后再重新附接。此外，装置可被调整使得附接的光导能够相对于装置旋转。具体地，嘴件可以是圆柱形的。因此，光导可相对于装置的外壳由使用者定位。

装置的反射管优选地沿透镜的凸面与封闭件之间的整个距离延伸。因此，封闭件、反射管、透镜和反射器优选地彼此接触。

在另一个实施方案中，光导的输入面被布置成邻近封闭件或与封闭件接触。因此，光导经由封闭件、反射管、透镜和反射器与光源光学地耦合。

在一个实施方案中，光导和外壳可通过磁性耦合器彼此附接。因此，光导和外壳可由使用者轻松地拆卸并重新附接。

在另一个实施方案中，装置的外壳还密封地封装用于对光源供电的电池以及用于在可预选的操作时间内操作光源并且用于在操作时间结束时自动停用光源的控制单元。外壳可具有用于将装置与用于对电池充电的充电器连接的触点。另选地，外壳还可封装用于以非接触的方式与充电器耦合的线圈。

在一个实施方案中，光导至少部分地在大致矩形的横截面处延伸。例如，至少光输出可具有矩形形状以大体上与人类臼齿上的形状匹配。这可为使用者提供指导以将光输出适当地定位到填充有光硬化型牙科材料的牙齿。因此，该实施方案可有助于进一步最大程度地提高光硬化型牙科材料的光硬化可靠性。

在一个实施方案中，透镜在凸面与平坦面之间的维度上具有5.8mm±0.1mm的厚度，并且在垂直于厚度的维度上具有10mm-0.1mm的直径。此外，根据以下公式，透镜的非球面的轮廓可被表征为R＝4.18464mm；k＝-0.602689；A₄＝0.00022：

$z\left(r\right)=\frac{r^2}{R(1+\sqrt{1-(1+k){\left(\frac{r}{R}\right)}^2})}+A_4{r}^4$

在公式中，r是指透镜的半径，其范围为r＝0mm至r＝5mm。

附图说明

图1为根据本发明实施方案的装置的透视图；

图2为图1所示装置的剖视局部视图；

图3为示出某些虚拟几何形状的概略图，所述虚拟几何形状用作用于以标准化方式确定光照装置的光强度分布的基础；

图4为示出根据现有技术的装置的光强度分布的图示；

图5为示出根据本发明的装置的光强度分布的图示；

图6为用于测量从光照装置发射的光强度的校验器的图示；

图7的图示示出了从根据现有技术的光照装置测得的光强度对比从根据本发明的光照装置测得的光强度的曲线；

图8为可用在根据本发明实施方案的装置中的光导的透视图；

图9为可用在根据本发明实施方案的装置中的光导的剖视图；

图10为可用在根据本发明实施方案的装置中的另一光导的剖视图；并且

图11为根据本发明实施方案的装置的一部分的剖视图。

具体实施方式

图1示出了示例性牙科光照射装置1。装置1具有外壳3以及具有光输出4的光导2。该示例的牙科光照射装置1可移除地放置在基座5中。装置1由电池供电，并且因此能够与基座5分离而不需要在装置1与基座5之间进行永久性接线连接。基座5具有用于在装置放置在基座5中时对装置1充电的电源。此类电源可包括用于接触装置1的对应触点的物理电触点，或者用于与装置1中的对应感应耦合器耦合的感应耦合器。示例性牙科光照射装置1还具有两个按钮，即开/关按钮10和选择器按钮11。选择器按钮11通常用于预先选择装置在经由开/关按钮10开启后所工作的时间段。因此，装置1可与不同的牙科材料一起使用并且可用于不同的应用，例如用于硬化具有不同厚度的牙科材料层。开/关按钮10通常用于开启装置，使得装置在使用者所预选的时间段内工作并且在之后自动关闭。然而，也可以在预选时间段结束之前的任何时间通过按下开/关按钮的方式来关闭装置。在图1所示的装置1中，选择器按钮11通常允许使用者在不同的默认时间段之间进行预选。例如，每次按下选择器按钮11便可将操作时间段增加一定时间单位。在达到可用的最大值时，进一步按压选择器按钮11就再次将时间段重置为最小值。因此，使用者可通过根据需要按压按钮的方式来预选某个时间段(在装置上由LED 12指示)。

在实施过程中，通常，牙科医生将牙科材料分配到所需位置，例如分配到患者口腔中的牙齿。牙科医生然后通常根据所使用的牙科材料并且根据该材料的施用特征来预选操作时间段，并相应地按下选择器11。例如，牙科医生可使用与用于硬化涂层的操作时间段不同的操作时间段来硬化填充材料。牙科医生通常还会考虑其他因素，诸如材料厚度，或者材料位置(例如，深入龋洞或在牙齿表面处)。为了硬化牙科材料，牙科医生通常靠近牙科材料定位装置1的光输出4并且通过激活器10激活装置1。因此，装置在预选操作时间段内通过光输出4发射光。

图2为贯穿装置1的一部分的剖视图。装置1具有光源6和平凸透镜8。光源6和透镜8彼此间隔预定距离。在光源6与透镜8之间形成有空间，在该空间中优选地不存在立体结构，例如玻璃或塑料。反射器14布置在透镜8与光源6之间。反射器14在圆形横截面处沿纵向轴线L延伸，并且形成漏斗形(锥形)内反射表面。出于本说明书的目的而使用的“反射表面”涵盖涂覆有光学透明的材料并且因此不形成最外表面的反射表面。反射器14被布置成使得内横截面朝向透镜8增宽。在示例中，在反射表面的相对侧之间穿过纵向轴线L的平面中测量，反射器以50度的角度增宽(朝向纵向轴线L的相对侧以25度增宽)。此外，反射器在透镜8的平坦面与光源6之间的整个距离上延伸。示例中的反射器14由铝(AlMgSi1、AW-6082)制成，并且内部具有涂覆有氮化铬涂层的金刚石车削表面。已发现，通过此类涂层，反射器的反射率可在相对长的时间段内保持在高水平。透镜架11布置在装置中以用于相对于光源6定位透镜8。在示例中，透镜架11由通过螺纹接收在外壳3的嘴件10中的插入件形成。然而，在替代示例中，透镜架可由例如嘴件10形成。透镜架11具有通孔，该通孔具有阶梯状构造。具体地，由透镜架11形成的通孔具有邻近光源6的第一直径以及距离光源较远的较小的第二直径。由通孔的第一直径和第二直径之间的过渡部形成的阶梯形成透镜8的定位止挡件。反射器14旋设在透镜架11内第一直径的区域中并且将透镜8固定至定位止挡件处。装置1的外壳3由透明封闭件13封闭，该透明封闭件例如为具有两个相对的平行平坦表面的玻璃或塑料板。因此，光源6、反射器14和透镜8封装在外壳3与封闭件13之间。封闭件13在两个侧面上都具有抗反射涂层，该抗反射涂层针对波长在约400nm至约700nm之间的光而优化，以最大程度地提高对封闭件13的透射。在示例中，涂层提供小于0.5％的其余反射。技术人员将认识到用于将透镜固定在装置1内的其他可能性，例如，通过胶粘、超声焊接、或者通过藉由在透镜架11内围绕纵向轴线L径向地布置在透镜8周围的一个或多个螺钉来固定。示例中的装置1具有反射管15，该反射管具有大致圆柱形的内反射表面。反射管沿透镜8的凸面与透明封闭件13之间的整个距离延伸。据发现，反射管有助于最大程度地提高光束分布的均匀度。然而，反射管15是任选的。

透镜8充当聚光透镜，该聚光透镜将从光源6发射的光准直成基本上平行的光。在示例中，透镜8和反射器14组合地形成光准直构件，该光准直构件将从光源发射的光转变成大致平行的光，尽管光源6定位在透镜8的焦距之外。因此，更一般地，光源6、透镜8和反射器14相对于彼此配置和布置以组合地发射大致平行的光。这与现有技术相反，在现有技术中，光照装置具有用于准直光以最大程度地提高光效率的构件。一些此类现有技术光照装置通常具有用于捕获从光源发射的大致所有光并且将捕获的光以不一致的取向反射到光导中的反射器。其他此类现有技术装置使用准直器来例如朝向点或小区域聚光以最大程度地提高光效率。

图3更详细地示出了(例如，如图1所示的)装置1的光输出4。在示例中，光输出4由沿圆形横截面延伸的光导的端部形成。光导可例如由大致圆柱形的结构或曲状或弯曲的圆柱体形成。光导可由多根或一束彼此连接的玻璃纤维形成。在虚线所示的另一示例中，光输出4’可由沿矩形横截面延伸或止于矩形横截面的光导的端部形成。更一般地，光输出可具有圆形或矩形的外横截面。形状不同的横截面也是可以的。外横截面优选地形成光输出的可从中发射光的总区域。尽管不是优选的，但光输出可例如由阻光涂层部分地遮掩。在这种情况下，总区域对应于可从中发射光的未遮掩区域。

无论光输出的横截面形状为何，出于本发明的目的，尤其是为了确定从光输出发射的光的特性，为光输出的几何形状分配了某些虚拟几何形状，如下文更详细地进一步说明：

在示例中，光输出由具有圆形横截面的光导形成。虚拟参考区域R由位于光输出4的总区域T内的内切虚拟第一圆31限定。在本示例中，由于光导具有圆形横截面，因此内切第一圆31对应于光输出的横截面的物理形状。因此，在该示例中，总区域T和参考区域R是相同的。在光输出4’的横截面为矩形(虚线)的其他示例中，总区域T’大于参考区域R’。然而，参考区域R和R’是相同的。因此，参考区域R或R’可用作独立于光输出的形状的参考。

第一圆31内同心地限定有另外的虚拟第二圆32。仅出于本发明的目的，第二圆限定工作区域。第二圆具有尺寸为第一圆的直径的80％的直径。例如，直径为10mm的圆形光输出具有直径为10mm的第一圆以及直径为8mm的第二圆。此外，为第一圆31和第二圆32分配有虚拟第一圆轴线X和虚拟第二圆轴线Y。第一圆轴线X和第二圆轴线Y是第一圆31和第二圆32的垂直中心轴线，并且因此与第一圆31和第二圆32布置在同一平面中。

虚拟几何形状，尤其是第一圆31和第二圆32以及第一圆轴线X和第二圆轴线Y，可用于确定从光输出发射的任何光的第一光强度分布和第二光强度分布。更具体地，第一光强度分布可跨第一圆31内的第一圆轴线X测得。此类第一光强度分布(该视图中未示出)具有如图所示的第一宽度D1x。第二光强度分布可跨第一圆31内的第二圆轴线Y测得。第二光强度分布(该视图中未示出)具有如图所示的第二宽度D1y。第二圆32确定被指示为宽度D2x、D2y的范围的80％，宽度D2x、D2y分别布置在宽度D1x、D1y内的中心。

图4示出了对在现有技术装置的光输出(参见图3)的第一圆中确定的光强度进行表示的图示。所使用的现有技术装置为Elipar^TM S10 LED固化灯(Elipar^TM S10 LED Curing Light)，所述装置可从3M德国有限公司(3M Deutschland GmbH)商购获得。第一圆的直径为8.8mm。在图的左侧，示出了第一强度分布21x，该第一强度分布沿光输出的第一轴线测得，而右侧示出了第二强度分布21y，该第二强度分布沿光输出的第二轴线测得。第一强度分布21x和第二强度分布21y两者都在相应轮廓的约中部处分别具有第一强度最大值和第二强度最大值。第一强度最大值和第二强度最大值具有不同的绝对值，但在图中被标准化为100％。如图所示，第二圆(直径为第一圆的80％)内的第一强度分布21x和第二强度分布21y各自在第一光强度最大值和/或第二光强度最大值的50％和100％的限制范围内。因此，从现有技术装置发射的光朝向光束的中部聚集并且因此在光束的中部提供相对高的光强度。然而，光强度朝向光输出的边际相对快速地降低。

相比之下，图5示出了对在本发明的装置的光输出(参见图3)的第一圆中确定的光强度进行表示的图示。在该示例中，第二圆(直径为第一圆的80％)内的第一强度分布22x和第二强度分布22y各自在第一光强度最大值和/或第二光强度最大值的70％(对比现有技术中的50％)和100％的限制范围内，更具体地72％和100％、74％和100％或76％和100％的限制范围内。因此，本发明的装置的光束所提供的第一强度分布22x和第二强度分布22y在整个光输出上是相对均匀的。

在图4和图5的示例中，本发明的装置的光输出和现有技术的装置的光输出都由参考区域形成，该参考区域由直径D1为10mm的第一圆限定。光输出由相应装置的光导的平坦自由端形成。此外，参考区域对应于相应装置的光输出的总区域。

已发现，由本发明的装置提供的均匀光束分布有助于最大程度地提高在使用该装置硬化牙齿龋洞中的牙科材料时的可靠性。

这种可靠性可以例如通过以名称“Marc Resin Calibrator^TM”从蓝光分析技术有限公司(Blue Light Analytics Inc.)获得的校验器100来评估，如图6所示。

校验器100具有光传感器101以用于测量由传感器接收的光的光强度。校验器100通常用于评估在由某个光照射装置照射时光硬化型牙科材料所暴露的光强度。在示例中，装置1的光输出最初定位成其中心位于校验器100的光传感器101的中心上。然后，在相反的方向上将光输出以每秒4mm自初始中心位置反复移动，使得光输出围绕传感器101的中心点在8mm长度的冲程上移动。这旨在大体上模拟光照装置在用于硬化患者口腔中的牙科材料期间的移动。在这种移动期间，在10秒的时段内监测光传感器101接收的强度的变化并映射在图7所示的图表102中。图表102示出了第一曲线104和第二曲线105，第一曲线示出了根据本发明的光照射装置的性能，第二曲线示出了如例如图4中所描述的根据现有技术的光照射装置的性能。较之于现有技术的装置的变化，根据本发明的装置的强度的变化较低。因此，在使用根据本发明的装置来硬化牙科材料时，使用者相对于牙科材料在所述限制内对装置的移动基本上不影响材料的硬化。这是因为材料所暴露的光的强度在装置相对于材料的正常移动期间是基本上均匀的。

图8示出了矩形光导2，如可在本发明的实施方案中所用。光导2至少在其光输出4处优选地基本上根据人类自然臼齿的平均尺寸确定横截面尺寸。具体地，光输出面的总区域可由介于约8mm×约8mm与约10mm×约10mm之间的矩形限定。光导2可由合并成如图9所示的立体结构的多根透明光纤形成。此外，光导2可由如图10所示的向内反射的中空结构形成。透镜8可集成在光导2中，如图9所示。在图9中，光导2还具有用于朝向光输出4反射光的反射镜17。

图11示出了装置1的一部分的剖视图。该图相对于平凸透镜8示出了平凸透镜8的所谓的前主平面H和后主平面H’。后主平面H’是更靠近光源6定位的主平面。在示例中，前主平面H形成透镜8的凸面的切线，而后主平面H’位于透镜8的凸面与平坦面之间。示例中的透镜8的凸面具有非球面形状。有效焦距EFL，意即后主平面H’与后焦点F’之间的距离，在示例中为7.8mm。前主平面H与前焦点F之间的距离也对应于如所提及的有效焦距EFL，在示例中为7.8mm。后焦距BFL，意即透镜8的平坦面与后焦点F’之间的距离，在示例中为5.17mm。此外，前焦距FFL，意即透镜8的非球面与前焦点F之间的距离，等于有效焦距EFL。这是因为前主平面H形成透镜8的非球面的切线。此外，光源6的中心位于后焦点F’上。在示例中，光源6的中心还相对于其上附接有光源的印刷电路板定位在5.7mm处。

光源6为高功率LED(未详细示出)，优选为仅单个8W高功率LED，如例如在来自德国OSRAM公司(OSRAM,Germany)的名称为DO BDL 8W OS的LED模块中所提供。此类LED模块提供450nm(纳米)的峰值波长。LED模块安装在厚度在1mm至2mm之间的PCB(印刷电路板)16上，并且该PCB优选地安装在散热器7上。LED模块中的LED优选地覆盖有透明盖18，该透明盖，至少在从或可从LED发射的光的光路中，成凸圆顶形状以用于提供从LED发射的光的预准直。在示例中，LED模块因此具有约120度的辐射角度(朝向纵向轴线L的相对侧以60度辐射)。可使用例如可购自诸如科锐公司(Cree Inc.)、三星电子公司(Samsung Electronics GmbH)、飞利浦公司(Philips N.V)等公司的其他LED。

透镜8被取向成其平坦面朝向光源6并且透镜8的凸面处于远离光源6的方向上并且朝向光导2。

此外，透镜(在凸面与平坦面之间的维度上)具有5.8mm±0.1mm的厚度，并且(在垂直于厚度的维度上)具有10mm-0.1mm的直径。示例中所用的透镜8的非球面的形状(轮廓)被如下地表征：

R＝透镜顶点处的半径

k＝二次曲线常数

A＝非球面系数(A₁、A₂、A₃A₄......)

r＝相对于透镜中心轴线(在示例中为纵向轴线L)的可变半径

z＝从前主平面H到透镜8的表面的垂度(取决于r)度量

透镜的非球面的横截面轮廓可根据以下公式和所指定的参数来确定。

$z\left(r\right)=\frac{r^2}{R(1+\sqrt{1-(1+k){\left(\frac{r}{R}\right)}^2})}+A_4{r}^4$

R＝4.0638mm

k＝-1

A₄＝0.0003631265

r＝0–5mm

示例的透镜8由可以商品名Liba 2000购自德国B&M Optik GmbH公司(B&M Optik GmbH,Germany)的材料制成。另选地，可以使用可以商品名B270购自德国肖特公司(Schott AG,Germany)的材料或类似材料。

此外，透镜8在平坦面和凸面上具有抗反射涂层，以最大程度地减少反射。