CN114599311A - 牙齿美白系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种牙齿美白系统(10)，包括光源(30)、光检测器(40)和处理单元(50)。光源被配置为使得发射的光波长能够在操作波长范围内调节。检测器被配置为检测光源发射的光。处理单元被配置为控制光源以调节由光源发射的光的波长，并且在调节波长时确定检测到的从光源发射的光的吸收度量。处理单元被配置为利用所确定的吸收度量，在吸收峰值处的波长下操作光源。
Description
技术领域
本发明涉及牙齿美白系统、牙齿美白系统的控制方法，以及计算机程序元件和计算机可读介质。
背景技术
牙齿内部的着色分子吸收的蓝光可以与过氧化氢(H2O2)结合使用以促进牙齿美白。
牙齿的颜色主要是由着色分子引起的，在人的一生中，着色分子会在整个牙齿结构上累积。通常，污渍可以分为固有污渍、非固有污渍或内化污渍，如下表所示。
牙齿内部的着色分子吸收的蓝光通过促进过氧化氢(H2O2)与着色分子之间的反应而改善美白效果。用于牙齿美白的系统具有围绕牙齿设置的口腔器件，也称主体，其中通过使用LED阵列或波导照明的直接照明，将波长(～460nm)和辐照度(25至100mW/cm2)的均匀照明引导到牙齿上。
尽管蓝光(400至495nm)可以由牙齿内部的着色分子吸收并通过促进过氧化氢(H2O2)与着色分子之间的反应而改善美白结果，但已发现不同用户的牙齿具有不同的污渍轮廓，并且牙齿美白结果可能是不一致且非优化的。
这些问题亟待解决。
发明内容
具有改进的牙齿美白方式将是有利的。本发明的目的通过独立权利要求的主题来解决，其中在从属权利要求中并入了另外的实施例。应当注意的是，以下描述的本发明的方面和示例也适用于牙齿美白系统、牙齿美白系统的控制方法，以及计算机程序元件和计算机可读介质。
在第一方面，提供了一种牙齿美白系统，包括：
光源；
光检测器；以及
处理单元。
光源被配置为使得发射的光波长能够在操作波长范围内调节。检测器被配置为检测光源发射的光。处理单元被配置为控制光源以调节由光源发射的光的波长，并且被配置为基于不同波长的检测光来确定不同波长的吸收度量。处理单元被配置为利用所确定的吸收度量，在吸收峰值处的波长下操作光源。
换句话说，基于对牙齿内部着色分子类型的反馈，提供牙齿上的可调入射光波长，以提高美白功效和一致性。
再换句话说，处理单元被配置为控制光源以扫描在波长范围上发射的光的波长，并且当在波长范围上扫描由光源发射的光的波长时，确定相关联的吸收度量，然后基于吸收度量，在吸收峰值处的波长下以牙齿美白模式操作。
以这种方式，使用光以及例如过氧化氢的牙齿美白系统能够自动地以针对特定用户存在的污渍正确的波长下操作，而不必知道系统在什么波长下操作。而且，一旦使用并且牙齿相对于特定污渍已经变白，系统的进一步使用将自动地瞄准下一最普遍的污渍。
因此，系统可以扫描由光源发射的光的波长而不知道该波长是多少，然后在与吸收峰值相关联的扫描位置处操作，以自动瞄准存在的最普遍的污渍。
在一个示例中，处理单元被配置为控制光源，以在至少400至495nm的操作波长范围内调节由光源发射的光的波长。
以这种方式，可以瞄准关键牙齿污渍，诸如胡萝卜素、鞣酸(咖啡、茶)、卟啉和氟渍。
在一个示例中，系统包括另外至少一个光源。处理单元被配置为基于吸收度量，在吸收峰值处的波长下操作该另外至少一个光源。
换句话说，系统可以扫描由第一源发射的光的波长而不知道该波长是多少，然后在与吸收峰值相关联的扫描位置处操作第一光源，从而使该光源自动瞄准存在的最普遍的污渍。然而，该信息可以用于操作相同波长的其它光源，同样是在不知道波长的情况下。例如，光源可以全部是同一类型，并且已知在以特定方式被驱动时发射相同的波长。因此，其它光源仅需要将其操作特性与第一光源匹配，即可随后在与第一光源相同的波长下操作，并且瞄准人牙齿上存在的最普遍的污渍。因此，其它一个或多个光源可以放置在主体周围的不同位置处，以将不同的牙齿瞄准第一光源所瞄准的牙齿。其它光源中的一个也可以邻近第一光源放置，以提供简单的方式确定一个光源的吸收峰值，然后通过在该位置操作多于一个光源而以较高功率操作。显然，在围绕主体的每个位置处可以有多于一个光源，以利用仅能够从一个光源获得的更高功率瞄准特定牙齿。
在一个示例中，处理单元被配置为在与所确定的吸收度量中的最大度量相关联的波长扫描位置处操作。
在一个示例中，处理单元被配置为在吸收峰值波长下操作，包括将光源发射的光的不同波长的吸收度量与污渍分子的一个或多个已知吸收曲线进行比较。
换句话说，可以将确定的吸收曲线与已知的不同分子的吸收光谱进行比较，以确定污渍类型或污渍类型的组合(如果是多个污渍，则为污渍类型的百分比)，从而促进系统在最佳波长下操作。
在一个示例中，光源被配置为在光发射功率范围内操作。处理单元被配置为基于所确定的吸收度量，控制光源以操作光功率操作。
因此，可以优化发射光的功率以提供有效的牙齿美白。
在一个示例中，处理单元被配置为控制光源以操作光功率操作，使得所吸收的光的强度等于所需要的吸收强度。
在一个示例中，光源和检测器容纳在主体中，使得当主体邻近至少一个用户牙齿放置时，光源和检测器位于至少一个用户牙齿的相反侧。
在一个示例中，光源和检测器容纳在主体中，使得当主体邻近至少一个用户牙齿放置时，光源和检测器位于至少一个用户牙齿的同侧。
在第二方面，提供了一种牙齿美白系统，包括：
多个光源；
多个光检测器；以及
处理单元。
每个光源与检测器配对。每个光源被配置为使得发射的光波长能够在操作波长范围内调节。每个检测器被配置为检测从配对光源发射的光。对于每个光源和检测器对，处理单元被配置为控制每个光源以调节由光源发射的光的波长，并且基于不同波长的检测光来确定不同波长的吸收度量。对于每个光源和检测器对，处理单元被配置为利用所确定的吸收度量，在吸收峰值处的波长下操作每个光源和检测器对中的光源。
以这种方式，具有不同污渍的不同牙齿可以以定制方式进行处理，以确保所有牙齿都被有效地美白。
换言之，处理单元被配置为控制光源和检测器对中的光源以扫描在波长范围上发射的光的波长，并且其中处理单元被配置为当在波长范围上扫描由光源发射的光的波长时，确定相关联的吸收度量，并且其中处理单元被配置为当在波长范围上扫描由光源发射的光的波长时，基于吸收度量，在吸收峰值处的波长下针对该光源和检测器对以牙齿美白模式操作。因此，用于牙齿美白的(一个或多个)光源在最佳波长下操作。
在一个示例中，处理单元被配置为控制每个光源在独立于任何其它光源的操作波长的波长下操作。
在第三方面，提供了一种牙齿美白系统的控制方法。牙齿美白系统包括光源、光检测器和处理单元。光源被配置为使得发射的光波长能够在操作波长范围内调节。检测器被配置为检测光源发射的光。该方法包括：
a)处理单元控制光源以调节由光源发射的光的波长；
b)处理单元基于不同波长的检测光来确定不同波长的吸收度量；以及
c)处理单元利用所确定的吸收度量，在吸收峰值处的波长下操作光源。
在一个示例中，系统包括另外至少一个光源，并且该方法包括处理单元基于吸收度量，控制该另外至少一个光源在吸收峰值处的波长下操作。
在一个示例中，该方法包括处理单元在与所确定的吸收度量中的最大度量相关联的波长扫描位置处操作。
根据另一方面，提供了一种控制如前所述的一个或多个系统的计算机程序元件，当由处理单元执行时，计算机程序元件适于执行前述一种或多种方法。
根据另一方面，提供了一种存储有如前所述的计算机元件的计算机可读介质。
计算机程序元件例如可以是软件程序，但也可以是FPGA、PLD或任何其它适当的数字装置。
在一个示例中，计算机程序元件可以由智能电话应用控制，改应用可选地可以显示每次处理的进展(例如牙齿色度变化)。
有利地，由上述任意方面提供的益处同样适用于所有其它方面，反之亦然。
参考下文描述的实施例，上述方面和示例将变得明显并得以阐明。
附图说明
示例性实施例将参考以下附图在下文中描述：
图1示出了牙齿美白系统的示例的示意性设置；
图2示出了牙齿美白系统的示例的示意性设置；
图3示出了控制牙齿美白系统的方法；
图4显示了牙齿中常见污渍的吸收和透射光谱，包括胡萝卜素、单宁、卟啉和氟化物污渍；
图5牛切牙和人前臼齿的典型散射系数；
图6示出了透射测量的示意图，其中在从表面反射和散射中减去该效应之后，可以基于比尔朗伯定律推导出齿的吸收系数；
图7示出了漫反射测量的示意图，其中可以基于Kubelka－munk(K－M)模型导出不同波长的牙齿吸收系数的比率。
图8示出了牙齿美白系统的示例的示意性设置；
图9示出了牙齿美白系统的示例的布局；
图10示出了牙齿美白系统的示例的示意性设置；
图11示出了牙齿美白系统的示例的示意性设置；
图12示出了牙齿美白系统的示例的示意性设置；
图13示出了牙齿美白系统的示例的示意性设置；
图14示出了牙齿美白系统的示例的示意性设置；
图15示出了牙齿美白系统的示例的示意性设置；以及
图16示出了牙齿增白系统的实例的示意性设置。
具体实施方式
图1示出牙齿美白系统10，包括光源30、光检测器40和处理单元50。光源被配置为使得发射的光波长能够在操作波长范围内调节。检测器被配置为检测光源发射的光。处理单元被配置为控制光源以将由光源发射的光的波长调节为多个不同波长，并且基于不同波长的检测光来确定不同波长的吸收度量。处理单元被配置为利用所确定的吸收度量，在吸收峰值处的波长下操作光源。
光源和检测器可以容纳在主体中，并且主体可以被配置为邻近至少一个用户牙齿放置。
因此，光源可以被配置为发射可以从至少一个用户牙齿透射和/或反射和/或散射的光。
因此，检测器可以被配置为检测光源发射的从至少一个用户牙齿透射和/或反射和/或散射的光。
因此，处理单元可以被配置为控制光源以调节由光源发射的光的波长，并且基于当针对不同波长调节波长时从光源发射并且从至少一个用户牙齿透射和/或反射和/或散射的检测光，确定至少一个用户牙齿在不同波长的吸收度量。
然后，处理单元可以利用所确定的吸收度量，在至少一个用户牙齿的吸收峰值处的波长下以牙齿美白模式操作光源。
在一个示例中，光源和检测器容纳在主体中，其中光源和检测器之间间隔固定且已知的距离。
在一个示例中，光源是可调谐激光器。
在一个示例中，光源是可调谐LED。
在一个示例中，可调谐带通滤波器与光源相关联以改变波长。
在一个示例中，光源的带宽小于5nm。
在一个示例中，光源的带宽为5nm。
在一个示例中，光源的带宽为10nm。
在一个示例中，光源的带宽为15nm。
在一个示例中，光源的带宽为20nm。
在一个示例中，光源的带宽为30nm。
根据一个示例，处理单元被配置为控制光源以在至少400nm至495nm的操作波长范围内调节由光源发射的光的波长。
根据一个示例，系统包括另外至少一个光源。处理单元被配置为基于吸收度量，在吸收峰值处的波长下操作该另外至少一个光源。
因此，处理单元可以基于吸收度量，在吸收峰值的波长处以牙齿美白模式操作该另外至少一个光源。
根据一个示例，处理单元被配置为在与所确定的吸收度量中的最大度量相关联的波长扫描位置处以牙齿美白模式操作。
因此，处理单元可以在与所确定的吸收度量中的最大度量相关联的扫描位置处以牙齿美白模式操作。
根据一个示例，处理单元被配置为在吸收峰值波长下操作，包括将在波长范围内扫描光源发射的光的波长时的吸收度量与污渍分子的一个或多个已知吸收曲线进行比较。
因此，通过将在波长范围内扫描光源发射的光的波长时的吸收度量与牙齿的污渍分子的一个或多个已知吸收曲线进行比较，处理单元可以在吸收峰值处的波长下以牙齿美白模式操作。
根据一个示例，光源被配置为在光发射功率范围内操作。处理单元被配置为基于所确定的吸收度量，控制光源以操作光功率操作。
因此，处理单元可以基于所确定的吸收度量，控制光源以操作光功率在牙齿美白模式下操作。
根据一个示例，处理单元被配置为控制光源以操作光功率操作，使得所吸收的光的强度等于所需要的吸收强度。
因此，处理单元可以控制光源以操作光功率操作，使得由至少一个用户牙齿所吸收的光的强度等于所需要的吸收强度。
在一个示例中，利用校准齿来确定所需要的吸收强度。
根据一个示例，光源和检测器容纳在主体中，使得当主体邻近至少一个用户牙齿放置时，光源和检测器位于至少一个用户牙齿的相反侧。
根据一个示例，光源和检测器容纳在主体中，使得当主体邻近至少一个用户牙齿放置时，光源和检测器位于至少一个用户牙齿的同侧。
图2示出牙齿美白系统100的示例，包括多个光源120、多个光检测器130和处理单元140。每个光源与检测器配对。每个光源被配置为使得发射的光波长能够在操作波长范围内调节。每个检测器被配置为检测从配对光源发射的光。对于每个光源和检测器对，处理单元被配置为控制每个光源以将由光源发射的光的波长调节为多个不同波长，并且被配置为基于不同波长的检测光来确定吸收度量。对于每个光源和检测器对，处理单元被配置为利用所确定的吸收度量，在吸收峰值处的波长下操作每个光源和检测器对中的光源。
多个光源和多个检测器可以容纳在主体110中，主体110被配置为邻近多个用户牙齿放置。
每个光源可以用于发射可以从至少一个用户牙齿透射和/或反射和/或散射的光。
因此，每个检测器可以用于检测配对光源发射的从至少一个用户牙齿透射和/或反射和/或散射的光。
因此，对于每个光源和检测器对，处理单元可以用于控制每个光源以调节由光源发射的光的波长，并且基于当针对不同波长调节波长时从光源发射并且从多个用户牙齿中的一个或多个用户牙齿透射和/或反射和/或散射的检测光，确定多个用户牙齿中的一个或多个用户牙齿在不同波长的吸收度量。
因此，对于每个光源和检测器对，处理单元可以利用所确定的吸收度量，在多个用户牙齿中的一个或多个用户牙齿的吸收峰值处的波长下以牙齿美白模式操作每个光源和检测器对中的光源。
根据一个示例，处理单元被配置为控制每个光源在独立于任何其它光源的操作波长的波长下操作。
因此，处理单元可以控制每个光源在独立于任何其它光源的操作波长的波长下以牙齿美白模式操作。
在一个示例中，处理单元被配置为控制每个光源以在至少400nm至495nm的操作波长范围内调节由光源发射的光的波长。
在一个示例中，处理单元被配置为在与所确定的吸收度量中的最大度量相关联的扫描位置处操作。
因此，处理单元可以在与所确定的吸收度量中的最大度量相关联的扫描位置处以牙齿美白模式操作。
在一个示例中，处理单元被配置为在吸收峰值波长下操作，包括将在波长范围内扫描光源发射的光的波长时的吸收度量与污渍分子的一个或多个已知吸收曲线进行比较。
因此，通过将在波长范围内扫描光源发射的光的波长时的吸收度量与污渍分子的一个或多个已知吸收曲线进行比较，处理单元可以在吸收峰值处的波长下以牙齿美白模式操作。
在一个示例中，每个检测器和光源对中的光源被配置为在光发射功率范围内操作，并且其中处理单元被配置为基于所确定的吸收度量，控制光源以操作光功率操作。
因此，处理单元可以基于所确定的吸收度量，控制光源以操作光功率在牙齿美白模式下操作。
在一个示例中，确定操作光功率包括利用校准齿。
在一个示例中，处理单元被配置为控制光源以操作光功率操作，使得所吸收的光的强度等于校准吸收强度。
因此，处理单元可以控制光源以操作光功率操作，使得由至少一个用户牙齿所吸收的光的强度等于校准吸收强度。
在一个示例中，每个光源和检测器容纳在主体中，使得当主体邻近至少一个用户牙齿放置时，每个光源和检测器位于至少一个用户牙齿的相反侧。
在一个示例中，每个光源和检测器容纳在主体中，使得当主体邻近至少一个用户牙齿放置时，光源和检测器位于至少一个用户牙齿的同侧。
图3示出牙齿美白系统的控制方法200。牙齿美白系统包括光源、光检测器和处理单元。光源被配置为使得发射的光波长能够在操作波长范围内调节。检测器被配置为检测光源发射的光。方法200包括：
在控制步骤210，也称步骤a)中，处理单元控制光源，以将光源发射的光的波长调节为多个不同波长；
在确定步骤220，也称步骤b)中，处理单元基于不同波长的检测光来确定不同波长的吸收度量；并且
在利用步骤230，也称步骤c)中，处理单元利用所确定的吸收度量，在吸收峰值处的波长下操作光源。
光源和检测器可以容纳在主体中，并且主体可以被配置为邻近至少一个用户牙齿放置。
因此，光源可以被配置为发射可以从至少一个用户牙齿透射和/或反射和/或散射的光。
因此，检测器可以被配置为检测光源发射的从至少一个用户牙齿透射和/或反射和/或散射的光。
因此，处理单元可以被配置为控制光源以调节由光源发射的光的波长，并且基于当针对不同波长调节波长时从光源发射并且从至少一个用户牙齿透射和/或反射和/或散射的检测光，确定至少一个用户牙齿在不同波长的吸收度量。
然后，处理单元可以利用所确定的吸收度量，在至少一个用户牙齿的吸收峰值处的波长下以牙齿美白模式操作光源。
在一个示例中，处理单元被配置为控制光源以在至少400nm至495nm的操作波长范围内调节由光源发射的光的波长。
根据一个示例，系统包括另外至少一个光源，并且该方法包括处理单元基于吸收度量，控制该另外至少一个光源在吸收峰值处的波长下操作。
因此，在该方法中，处理单元可以控制该另外至少一个光源基于吸收度量，在吸收峰值处的波长下以牙齿美白模式操作。
根据一个示例，步骤c)包括处理单元在与所确定的吸收度量中的最大度量相关联的扫描位置处操作。
因此，在该方法中，处理单元可以在与所确定的吸收度量中的最大度量相关联的扫描位置处以牙齿美白模式操作。
在一个示例中，处理单元在吸收峰值处的波长下操作包括将在波长范围内扫描光源发射的光的波长时的吸收度量与污渍分子的一个或多个已知吸收曲线进行比较。
因此，通过将在波长范围内扫描光源发射的光的波长时的吸收度量与牙齿的污渍分子的一个或多个已知吸收曲线进行比较，处理单元可以在吸收峰值处的波长下以牙齿美白模式操作。
在一个示例中，光源被配置为在光发射功率范围内操作，并且其中该方法包括处理单元基于所确定的吸收度量，控制光源以操作光功率操作。
因此，处理单元可以基于所确定的吸收度量，控制光源以操作光功率在牙齿美白模式下操作。
在一个示例中，该方法包括处理单元控制光源以操作光功率操作，使得所吸收的光的强度等于校准吸收强度。
因此，处理单元可以控制光源以操作光功率操作，使得由至少一个用户牙齿所吸收的光的强度等于所需要的吸收强度。
在一个示例中，光源和检测器容纳在主体中，使得当主体邻近至少一个用户牙齿放置时，光源和检测器位于至少一个用户牙齿的相反侧。
在一个示例中，光源和检测器容纳在主体中，使得当主体邻近至少一个用户牙齿放置时，光源和检测器位于至少一个用户牙齿的同侧。
如上所述，提供了一种用于牙齿美白的个性化和自动化解决方案。已经开发了能够基于着色分子的吸收反馈自动调节入射在牙齿上的光波长(如果需要，以及辐照度)的系统和方法，从而提供了比用于牙齿美白的当前照明构思明显更好的美白功效，并且色度一致性更佳。这是通过用于检索数据的传感器或检测器实现的，这些数据允许确定关于着色分子吸收的信息。基于该信息，确定光源参数。因此，基于用户的牙齿，牙齿美白程序适于提供个性化和自动化的牙齿美白解决方案。
现在将参考图4至16，针对具体实施例进一步详细描述上述牙齿美白系统和牙齿美白系统的控制方法。
图4示出在牙齿中发现的常见污渍的吸收和透射光谱，包括胡萝卜素、鞣酸(咖啡、茶)、卟啉和氟渍(CaF2)。可以看出卟啉和鞣酸吸收在～400nm处最强，而胡萝卜素吸收峰值在～450nm处。还观察到氟渍(尤其是CaF2)的吸收，在400至500nm之间是恒定的。计算上述着色分子的吸收峰值波长和相应的吸收系数，并总结于下表中。
发明人认识到，牙齿中的不同着色分子在不同波长下吸收这一信息可以用于新的牙齿美白技术而不会引发问题。发明人认识到，如果将光波长调节为着色分子的吸收光谱的峰值，能够达到最高吸收效率，促进过氧化氢与相应着色分子之间的最强反应，并进而实现最短的处理时间。此外，如果将波长调节为着色分子的峰值吸收，则光源的功耗以及热缓解将被最小化。这种认识导致了这里描述的新技术的开发，该新技术能够基于着色分子的吸收反馈自动调节入射在牙齿上的光波长(如果需要，以及辐照度)，从而提供了比当前系统明显更好的美白功效，并且色度一致性更佳。该技术自动瞄准特定用户最普遍的污渍，提供真正定制且更有效的牙齿美白技术，在简单性方面是开创性的，其中无需知道在操作牙齿美白模式中使用的光的实际波长(在确定的吸收峰值处)。还认识到新技术与当前使用的口腔器件主体是兼容的。
实质上，新技术涉及在蓝光范围(400至495nm)内识别什么波长赋予用户牙齿最强的吸收，并且自动调节波长(如果需要，以及辐照度)，以提供优化且一致的美白功效。因为牙齿的散射系数在蓝光范围内是恒定的(参见图5，图中示出牛切牙和人前臼齿的典型散射系数，其中所有样品的光谱依赖性相似，并且散射系数在400至495nm的范围内被认为是恒定的)，发明人认识到，利用透射或漫反射度量来导出牙齿的吸收度量实际上确定牙齿的吸收系数是可行的。发明人还认识到，因为牙齿的散射系数是恒定的并且与吸收相比是主导的，所以光的穿透深度在蓝光范围内是相对恒定的，从而能够开发在整个该蓝光范围内操作的简单解决方案。
对于透射度量，新技术在图6中示意性地示出。基于比尔-朗伯定律(等式1)，可以导出衰减系数，进而导出吸收系数。
其中I(λ)是透射光，I0(λ)是入射光，μt＝μ′s+μa是衰减系数，μ′s是已知的优化散射系数，μa是未知的吸收系数，x是已知的牙齿厚度。因此，可以在从表面反射和散射中减去该效应后，基于比尔-朗伯定律导出牙齿的吸收系数。
对于漫反射度量，图7中示出了该构思，其中进入牙齿的辐射可以从检测器漫射开如“B”和“C”所示，但其中一些辐射可以沿到检测器的路径漫反射如“A”所示。基于Kubelka-Munk(K-M)模型，吸收系数可以从度量的漫反射和已知的散射系数(等式2)导出。
其中R∞是检测的漫反射，μs是蓝色波长范围内已知的恒定散射系数，并且μa是未知的吸收系数。因此，可以导出牙齿在不同波长的吸收系数比。
在具体实施例中，可以采用以下两种方法中的一种或另一种或实际上两种来实现提高牙齿美白功效和一致性的目标：
a)调节波长(同时保持辐照度恒定)为最大吸收(即所度量的吸收系数处于最大值)。可以使用透射或漫反射度量。当将波长调节至最佳(即牙齿污渍的峰值吸收波长)时，可以实现最短的处理时间或最小功耗/热缓解。为了实现最短处理时间的目的，光源可以以连续模式操作。为了实现最小功耗/热缓解的目的，光源可以以脉冲模式操作。
示例:
输入光功率为常数I0，波长能够在400nm至495nm的范围内调谐。
i)对于透射度量：假设在波长λx(400≤x≤495)处，检测到的透射光功率最小(Imin)，则基于400至495nm之间的牙齿散射系数为常数的事实，利用等式1将波长λx确定为使吸收最大化的最佳波长。
ii)对于漫反射度量：假定在波长λx(400≤x≤495)处，基于利用等式2度量的漫反射(R∞)计算的牙齿吸收系数与牙齿散射系数的比率(μa/μs)最大，则基于400至495nm之间的牙齿散射系数为常数的事实，将波长λx确定为使吸收最大化的最佳波长。
(b)调节辐照度(同时保持波长恒定)以确保吸收光功率等于校准齿在最常见色度(例如12.5)的光功率。可以使用透射或漫反射度量。当衰减光功率等于校准齿的光功率时，基于牙齿散射系数在400nm至495nm之间恒定的事实，吸收光功率也等于校准齿的光功率。
(C)组合(a)和(b)并调节波长和辐照度。
示例：
光源的波长在460nm处是恒定的，输入光功率在I0x处是可调谐的，来自校准齿的总衰减光功率为常数It0。
i)对于透射度量：假定在输入光功率I0x下，检测到的总衰减光功率Itx＝I0x-Ix等于It0，其中Ix是检测到的透射光功率，则基于牙齿散射系数在400nm至495nm之间恒定的事实，将输入光功率I0x确定为提供与校准齿等同的吸收光功率的最佳功率。
ii)对于漫反射度量：假定在输入光功率I0x下，基于已知的牙齿散射系数(μs)并利用等式2度量的漫反射(R∞)，计算得到牙齿吸收系数为μa。当总衰减光功率Itx＝I0x-I0xe-μt等于It0，其中μt＝μs’+μa时，则基于牙齿散射系数在400nm至495nm之间恒定的事实，将输入光功率I0x确定为提供与校准齿等同的吸收光功率的最佳功率。
关于上述方法(a)，现在将描述四个具体实施例。
方法(a)实施例1：本实施例利用了透射度量，其中光源和检测器位于主体或口腔器件中，使得当主体/口腔器件被放置在牙齿周围时，光源位于颊侧，而检测器位于舌侧。这在图8至图9中示出，其中图8示出实施例1的机构示意图，而图9示出实施例1的布局。如图8所示，光从牙齿的颊侧传输至舌侧，并且在此过程中与牙釉质、牙本质甚至牙髓相互作用。在污渍分子的吸收峰处具有光吸收的过氧化氢促进并增强了过氧化氢与着色分子之间的反应，从而提高了污渍去除的有效性。
主体或口腔器件在图9中示出，并且具有可调波长的(一个或多个)光源(例如LED、激光器)和(一个或多个)相应检测器可以安装在口腔器件/主体上的不同位置处。可以校准一个或多个检测器(例如光电二极管、热功率传感器、热电传感器)以在蓝光范围内具有平坦响应。如果仅使用一个光源/检测器对，则该光源/检测器对可以安装在一个前齿处，用作用于波长优化目的传感器。可以利用(一个或多个)附加光源和波导从颊侧提供选定优化波长的照明。如果使用具有可调波长的多个光源和相应检测器，则每个光源/检测器对有两个作用：用于波长优化目的传感器和照明提供器(用于在牙齿上提供适当辐照度的光源)。光源的尺寸和间隙可以优化(根据所使用的(一个或多个)光源)，以在牙齿表面上提供定制照明。光源和检测器的位置可以是固定的，并且光源和配对检测器之间的距离是已知的。
通过使用光源/检测器对将波长调节为牙齿在蓝色波长范围(400至495nm)内的吸收峰值，可以实现照明优化。图6示出实施例1的机构示意图。图7示出实施例1的布局。
方法(a)实施例2：本实施例利用了透射度量，其中光源和检测器位于主体或口腔器件中，使得当主体/口腔器件被放置在牙齿周围时，光源位于舌侧，而检测器位于颊侧。图10示出实施例2的机构示意图，而其布局与图9所示的类似，只是光源和检测器的位置是相反的。如图10所示，光从牙齿的舌侧传输至颊侧，并且在此过程中与牙釉质、牙本质甚至牙髓相互作用。在污渍分子的吸收峰处具有光吸收的过氧化氢促进并增强了过氧化氢与着色分子之间的反应，从而提高了污渍去除的有效性。同样，具有可调波长的(一个或多个)光源(例如LED、激光器)和(一个或多个)相应检测器可以安装在口腔器件/主体上的不同位置处，以用作用于波长优化目的传感器。可以利用具有可调波长的(一个或多个)附加光源和波导从颊侧提供选定优化波长的照明。通过使用光源/检测器对将波长调节为牙齿在蓝色波长范围(400至495nm)内的吸收峰值，可以实现照明优化。同样，可以校准(一个或多个)检测器(例如光电二极管)以在蓝光范围内具有平坦响应，并且光源和检测器的位置可以是固定的，并且光源和配对检测器之间的距离是已知的。在该实施例中应当注意的是，可能需要牙齿颊侧的(一个或多个)附加光源以实现牙齿前表面的美白。
方法(a)实施例3：本实施例利用了漫反射度量，其中光源和检测器位于主体或口腔器件中，使得当主体/口腔器件被放置在牙齿周围时，光源和检测器均位于颊侧。图11示出实施例3的机构示意图，而从图9所示的布局可以清楚地看出，口腔器件/主体此时具有位于牙齿外侧或颊侧的检测器和光源。如图11所示，光进入颊侧并漫反射回颊侧的检测器，并且在此过程中与牙釉质、牙本质甚至牙髓相互作用。在污渍分子的吸收峰处具有光吸收的过氧化氢同样促进并增强了过氧化氢与着色分子之间的反应，从而提高了污渍去除的有效性。同样，具有可调波长的(一个或多个)光源(例如LED、激光器)和(一个或多个)相应检测器可以安装在口腔器件/主体上的不同位置处。具有可调波长的(一个或多个)光源(例如LED、激光器)可以安装在口腔器件/主体上的不同位置处，以用作用于波长优化目的传感器。如果仅使用一个光源/检测器对，则该光源/检测器对可以安装在一个前齿处，以用作用于波长优化目的传感器。可以利用(一个或多个)附加光源和波导从颊侧提供选定优化波长的照明。如果使用具有可调波长的多个光源和相应检测器，则每个光源/检测器对有两个作用：用于波长优化目的传感器和照明提供器(用于在牙齿上提供适当辐照度的光源)。光源的尺寸和间隙可以优化(根据所使用的(一个或多个)光源)，以在牙齿表面上提供定制照明。通过使用光源/检测器对将波长调节为牙齿在蓝色波长范围(400至495nm)内的吸收峰值，可以实现照明优化。同样，可以校准(一个或多个)检测器(例如光电二极管)以在蓝光范围内具有平坦响应，并且光源和检测器的位置可以是固定的，并且光源和配对检测器之间的距离是已知的。
方法(a)实施例4：本实施例利用了漫反射度量，其中光源和检测器位于主体或口腔器件中，使得当主体/口腔器件被放置在牙齿周围时，光源和检测器均位于舌侧。图12示出实施例4的机构示意图，而从图9所示的布局可以清楚地看出，口腔器件/主体此时具有位于牙齿内侧或舌侧的检测器和光源。如图12所示，光进入舌侧并漫反射回舌侧的检测器，并且在此过程中与牙釉质、牙本质甚至牙髓相互作用。在污渍分子的吸收峰处具有光吸收的过氧化氢同样促进并增强了过氧化氢与着色分子之间的反应，从而提高了污渍去除的有效性。具有可调波长的(一个或多个)光源(例如LED、激光器)可以安装在口腔器件/主体上的不同位置处，以用作用于波长优化目的传感器。如果仅使用一个光源/检测器对，则该光源/检测器对可以安装在一个前齿处，以用作用于波长优化目的传感器。可以利用(一个或多个)附加光源和波导从颊侧提供选定优化波长的照明。如果使用具有可调波长的多个光源和相应检测器，则每个光源/检测器对有两个作用：用于波长优化目的传感器和照明提供器(用于在牙齿上提供适当辐照度的光源)。光源的尺寸和间隙可以优化(根据所使用的(一个或多个)光源)，以在牙齿表面上提供定制照明。通过使用光源/检测器对将波长调节为牙齿在蓝色波长范围(400至495nm)内的吸收峰值，可以实现照明优化。同样，可以校准(一个或多个)检测器(例如光电二极管)以在蓝光范围内具有平坦响应，并且光源和检测器的位置可以是固定的，并且光源和配对检测器之间的距离是已知的。
关于上述方法(b)，现在将描述四个具体实施例。
方法(b)实施例1：本实施例利用了透射度量，其中光源和检测器位于主体或口腔器件中，使得当主体/口腔器件被放置在牙齿周围时，光源位于颊侧，而检测器位于舌侧。图13示出实施例1的机构示意图，而其布局与图8所示的类似。如图13所示，光从牙齿的颊侧传输至舌侧，并且在此过程中与牙釉质、牙本质甚至牙髓相互作用。在污渍分子的吸收峰处具有光吸收的过氧化氢促进并增强了过氧化氢与着色分子之间的反应，从而提高了污渍去除的有效性。在牙齿上具有可调辐照度(通过调节光源的功率)的固定波长(例如405/420/440/460nm)的(一个或多个)光源(例如LED、激光)和(一个或多个)相应检测器可以安装在口腔器件/主体上的不同位置处。如果仅使用一个光源/检测器对，则该光源/检测器对可以安装在一个前齿处，以用作用于辐照度优化目的传感器。可以利用(一个或多个)附加光源和波导从颊侧提供选定优化辐照度的照明。如果使用具有可调辐照度的多个光源和相应检测器，则每个光源/检测器对有两个作用：用于辐照度优化目的传感器和照明提供器(用于在牙齿上提供适当辐照度的光源)。光源的尺寸和间隙可以优化(根据所使用的(一个或多个)光源)，以在牙齿表面上提供定制照明。可以通过调节牙齿上的辐照度，使得吸收光功率等于最常见色度(例如12.5)的校准齿来实现照明优化。
方法(b)实施例2：透射度量，其中光源和检测器位于主体或口腔器件中，使得当主体/口腔器件被放置在牙齿周围时，光源位于舌侧，而检测器位于颊侧。图14示出实施例1的机构示意图，而其布局与关于图13所描述的类似，只是光源和检测器的位置是相反的。如图14所示，光从牙齿的舌侧传输至颊侧，并且在此过程中与牙釉质、牙本质甚至牙髓相互作用。在污渍分子的吸收峰处具有光吸收的过氧化氢促进并增强了过氧化氢与着色分子之间的反应，从而提高了污渍去除的有效性。在牙齿上具有可调辐照度(通过调节光源的功率)的固定波长(例如405/420/440/460nm)的(一个或多个)光源(例如LED、激光)和(一个或多个)相应检测器可以安装在口腔器件/主体上的不同位置处。如果仅使用一个光源/检测器对，则该光源/检测器对可以安装在一个前齿处，以用作用于辐照度优化目的传感器。可以利用(一个或多个)附加光源和波导从颊侧提供选定优化辐照度的照明。如果使用具有可调辐照度的多个光源和相应检测器，则每个光源/检测器对有两个作用：用于辐照度优化目的传感器和照明提供器(用于在牙齿上提供适当辐照度的光源)。光源的尺寸和间隙可以优化(根据所使用的(一个或多个)光源)，以在牙齿表面上提供定制照明。可以通过调节牙齿上的辐照度，使得吸收光功率等于最常见色度(例如12.5)的校准齿来实现照明优化。在该实施例中应当注意的是，可能需要牙齿颊侧的(一个或多个)附加光源以实现牙齿前表面的美白。
方法(b)实施例3：本实施例利用了漫反射度量，其中光源和检测器位于主体或口腔器件中，使得当主体/口腔器件被放置在牙齿周围时，光源和检测器均位于颊侧。图15示出实施例3的机构示意图，而从上面的讨论中将清楚的是，口腔器件/主体此时具有位于牙齿外侧或颊侧的检测器和光源。如图15所示，光进入颊侧并漫反射回颊侧的检测器，并且在此过程中与牙釉质、牙本质甚至牙髓相互作用。在污渍分子的吸收峰处具有光吸收的过氧化氢同样促进并增强了过氧化氢与着色分子之间的反应，从而提高了污渍去除的有效性。在牙齿上具有可调辐照度(通过调节光源的功率)的固定波长(例如405/420/440/460nm)的(一个或多个)光源(例如LED、激光)和(一个或多个)相应检测器可以安装在口腔器件上的不同位置处。如果仅使用一个光源/检测器对，则该光源/检测器对可以安装在一个前齿处，以用作用于辐照度优化目的传感器。可以利用(一个或多个)附加光源和波导从颊侧提供选定优化辐照度的照明。如果使用具有可调辐照度的多个光源和相应检测器，则每个光源/检测器对有两个作用：用于辐照度优化目的传感器和照明提供器(用于在牙齿上提供适当辐照度的光源)。光源的尺寸和间隙可以优化(根据所使用的(一个或多个)光源)，以在牙齿表面上提供定制照明。可以通过调节牙齿上的辐照度，使得吸收光功率等于最常见色度(例如12.5)的校准齿来实现照明优化。
方法(b)实施例4：本实施例利用了漫反射度量，其中光源和检测器位于主体或口腔器件中，使得当主体/口腔器件被放置在牙齿周围时，光源和检测器均位于舌侧。图16示出实施例4的机构示意图，而从上面的讨论中将清楚的是，口腔器件/主体此时具有位于牙齿内侧或舌侧的检测器和光源。如图16所示，光进入舌侧并漫反射回舌侧的检测器，并且在此过程中与牙釉质、牙本质甚至牙髓相互作用。在污渍分子的吸收峰处具有光吸收的过氧化氢同样促进并增强了过氧化氢与着色分子之间的反应，从而提高了污渍去除的有效性。在牙齿上具有可调辐照度(通过调节光源的功率)的固定波长(例如405/420/440/460nm)的(一个或多个)光源(例如LED、激光)和(一个或多个)相应检测器可以安装在口腔器件上的不同位置处。如果仅使用一个光源/检测器对，则该光源/检测器对可以安装在一个前齿处，以用作用于辐照度优化目的传感器。可以利用(一个或多个)附加光源和波导从颊侧提供选定优化辐照度的照明。如果使用具有可调辐照度的多个光源和相应检测器，则每个光源/检测器对有两个作用：用于辐照度优化目的传感器和照明提供器(用于在牙齿上提供适当辐照度的光源)。光源的尺寸和间隙可以优化(根据所使用的(一个或多个)光源)，以在牙齿表面上提供定制照明。可以通过调节牙齿上的辐照度，使得吸收光功率等于最常见色度(例如12.5)的校准齿来实现照明优化。
在另一示例性实施例中，提供了一种计算机程序或计算机程序元件，其特征在于，被配置为在适当系统上执行根据前述实施例之一的方法步骤。
因此，计算机程序元件可以存储在计算机单元上，该计算机单元也可以是实施例的一部分。计算单元可以被配置为执行或导致执行上述方法的步骤。此外，还可以被配置为操作上述系统的部件。计算单元可以被配置为自动操作和/或执行用户的命令。计算机程序可以加载至数据处理器的工作存储器中。因此，数据处理器可以被配备为执行根据前述实施例之一的方法。
本发明的该示例性实施例涵盖了从一开始就使用本公开的计算机程序，和通过更新将现有程序变成使用本发明程序的计算机程序。
此外，计算机程序元件可以能够提供所有必要步骤以实现上述方法的示例性实施例的程序。
根据本公开的另一示例性实施例，提出了一种计算机可读介质，诸如CD-ROM、USB记忆棒等，其中计算机可读介质具有存储在其上的计算机程序元件，该计算机程序元件如前述部分所述。
计算机程序可以存储和/或分布在适当介质上，如与其它硬件一起提供或作为其它硬件一部分的光存储介质或固态介质，但也可以以其它形式分布，如经由网络或其它有线或无线远程通信系统。
然而，计算机程序也可以通过网络呈现，如万维网，并且可以从此类网络下载至数据处理器的工作存储器中。根据本公开的另一示例性实施例，提供了一种用于使计算机程序元件可用于下载的介质，该计算机程序元件布置为执行根据本发明的前述实施例之一的方法。
需要注意的是，结合不同主题对本发明的实施例进行了描述。特别地，一些实施例结合方法类权利要求进行描述，另一些结合设备类权利要求进行描述。然而，本领域技术人员将从以上和以下描述中认识到，除非另有说明，否则除属于一种类型的主题的特征的任意组合之外，与不同主题相关的特征之间的任意组合也被认为是与本申请一起公开的。然而，如果协作效果优于特征的简单叠加，所有特征都可以进行组合。
虽然附图和以上描述中已经详细说明并描述了本发明，但这些说明和描述应视为说明性或示例性的，而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。在实践所要求保护的发明的过程中，通过学习附图、公开内容及所附权利要求，本领域技术人员对于所公开实施例的其它变型是可以理解并实现的。
在权利要求中，“包括”一词不排除其它元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可以满足权利要求中所述的多项功能。某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中的事实不指示这些措施的组合不能被用于获得优势。权利要求中的任何附图标记不应理解为限制其范围。
Claims (15)
1.一种牙齿美白系统(10)，包括：
光源(30)；
光检测器(40)；以及
处理单元(50)；
其中所述光源被配置为使得所发射的光的波长能够在操作波长范围内调节；
其中所述检测器被配置为检测从所述光源发射的光；
其中所述处理单元被配置为：
控制所述光源以调节由所述光源发射的所述光的波长，以及
基于针对不同波长所检测的所述光来确定针对所述不同波长的吸收度量；以及
其中所述处理单元被配置为利用所确定的所述吸收度量在吸收峰值处的波长下操作所述光源。
2.根据权利要求1所述的牙齿美白系统，其中所述处理单元被配置为控制所述光源以在至少400nm至495nm的所述操作波长范围内调节由所述光源发射的所述光的波长。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的牙齿美白系统，其中所述系统包括另外至少一个光源，并且其中所述处理单元被配置为基于所述吸收度量，在所述吸收峰值处的波长下操作所述另外至少一个光源。
4.根据权利要求3所述的牙齿美白系统，其中所述处理单元被配置为在与所确定的吸收度量中的最大值相关联的波长扫描位置处操作。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的牙齿美白系统，其中所述处理单元被配置为在所述吸收峰值处的所述波长下操作包括：将针对由所述光源发射的所述光的所述不同波长的所述吸收度量与污渍分子的一个或多个已知吸收曲线进行比较。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的牙齿美白系统，其中所述光源被配置为在光发射功率范围内操作，并且其中所述处理单元被配置为基于所确定的吸收度量，控制所述光源在操作光功率下操作。
7.根据权利要求6所述的牙齿美白系统，其中所述处理单元被配置为控制所述光源在所述操作光功率下操作，使得所吸收的光的强度等于所需要的吸收强度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的牙齿美白系统，其中所述光源和检测器被容纳在主体中，使得当所述主体被放置邻近至少一个用户牙齿时，所述光源和检测器位于所述至少一个用户牙齿的相反侧。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的牙齿美白系统，其中所述光源和检测器被容纳在主体中，使得当所述主体邻近至少一个用户牙齿放置时，所述光源和检测器位于所述至少一个用户牙齿的同侧。
10.一种牙齿美白系统(100)，包括：
多个光源(120)；
多个光检测器(130)；以及
处理单元(140)；
其中每个光源与检测器配对；
其中每个光源被配置为使得所发射的光的波长能够在操作波长范围内调节；
其中每个检测器被配置为检测从配对的所述光源发射的光；
其中针对每个光源和检测器对，所述处理单元被配置为控制每个光源以调节由所述光源发射的所述光的所述波长，并且被配置为基于针对不同波长所检测的所述光来确定针对所述不同波长的吸收度量；以及
其中针对每个光源和检测器对，所述处理单元被配置为利用所确定的吸收度量，在吸收峰值处的波长下操作每个光源和检测器对中的所述光源。
11.根据权利要求10所述的牙齿美白系统，其中所述处理单元被配置为控制每个光源在独立于其它光源中的任意光源的操作波长的波长下操作。
12.一种牙齿美白设备的控制方法(200)，所述牙齿美白系统包括光源、光检测器和处理单元，其中所述光源被配置为使得所发射的光的波长能够在操作波长范围内调节，其中所述检测器被配置为检测从所述光源发射的光，并且其中所述方法包括：
a)通过所述处理单元，控制(210)所述光源以调节由所述光源发射的所述光的波长；
b)通过所述处理单元，基于针对不同波长所检测的所述光来确定(220)针对所述不同波长的吸收度量；以及
c)通过所述处理单元，利用(230)所确定的所述吸收度量在吸收峰值处操作所述光源。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述系统包括另外至少一个光源，并且所述方法包括：通过所述处理单元，基于所述吸收度量，控制所述另外至少一个光源在所述吸收峰值处的波长下操作。
14.根据权利要求13所述的方法，包括：通过所述处理单元，在与所确定的吸收度量中的最大值相关联的波长扫描位置处操作。
15.一种计算机程序元件，用于控制根据权利要求1至9中任一项所述的系统或根据权利要求10至11中任一项所述的系统，当由处理器执行时，所述计算机程序元件被配置为执行权利要求12至14中任一项所述的方法。
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