JP2001000560A - レーザ光照射プローブ - Google Patents
レーザ光照射プローブInfo
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- JP2001000560A JP2001000560A JP11176184A JP17618499A JP2001000560A JP 2001000560 A JP2001000560 A JP 2001000560A JP 11176184 A JP11176184 A JP 11176184A JP 17618499 A JP17618499 A JP 17618499A JP 2001000560 A JP2001000560 A JP 2001000560A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【課題】広い面積を一度に照射するために多数の半導体
レーザをプローブの先端に配列するときのスペースや発
熱の問題を解消する。 【解決手段】プローブ１の軸心に沿って１本の光ファイ
バケーブル２を布設し、光ファイバケーブル２は、８本
の光ファイバ心線２ａを収納し、８本の光ファイバ心線
２ａの入射端をそれぞれ結合モジュール３を介してプロ
ーブ１とは別の筐体に収容した８基のレーザダイオード
４に接続する。
レーザをプローブの先端に配列するときのスペースや発
熱の問題を解消する。 【解決手段】プローブ１の軸心に沿って１本の光ファイ
バケーブル２を布設し、光ファイバケーブル２は、８本
の光ファイバ心線２ａを収納し、８本の光ファイバ心線
２ａの入射端をそれぞれ結合モジュール３を介してプロ
ーブ１とは別の筐体に収容した８基のレーザダイオード
４に接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を皮膚に
照射して美肌、脱毛、育毛などのトリートメントを行う
レーザ光照射プローブに関する。
照射して美肌、脱毛、育毛などのトリートメントを行う
レーザ光照射プローブに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】レーザ光を皮膚に照射
して脱毛や美肌などのトリートメントを行う場合、ムダ
毛やシミ・ソバカスなど皮膚の広い範囲にわたってまん
べんなくレーザ光を照射する必要がある。
して脱毛や美肌などのトリートメントを行う場合、ムダ
毛やシミ・ソバカスなど皮膚の広い範囲にわたってまん
べんなくレーザ光を照射する必要がある。
【０００３】一方、半導体レーザの発光部断面積は数μ
ｍ〜数十μｍと非常に小さいので、出射光は３０°〜４
５°の角度で大きく広がる。この出射光の広がりを抑え
てパワー密度を高めるためにレンズで集光するが、この
とき焦点付近おけるビーム径は１〜２ｍｍとかなり細く
なる。このため、１本のビームで皮膚の広い範囲にわた
ってまんべんなくレーザ光を照射しようとすると、ビー
ム径が小さいので手間と時間がかかり、根気を要する面
倒な作業となる。そこで、多数の半導体レーザをプロー
ブの先端に配列して広い面積を一度に照射するなどし
て、照射効率を高める必要がある。
ｍ〜数十μｍと非常に小さいので、出射光は３０°〜４
５°の角度で大きく広がる。この出射光の広がりを抑え
てパワー密度を高めるためにレンズで集光するが、この
とき焦点付近おけるビーム径は１〜２ｍｍとかなり細く
なる。このため、１本のビームで皮膚の広い範囲にわた
ってまんべんなくレーザ光を照射しようとすると、ビー
ム径が小さいので手間と時間がかかり、根気を要する面
倒な作業となる。そこで、多数の半導体レーザをプロー
ブの先端に配列して広い面積を一度に照射するなどし
て、照射効率を高める必要がある。
【０００４】ところが、多数の半導体レーザをプローブ
の先端に配列するのは、スペース的にも無理があり、プ
ローブも大きくて重いものになってしまう。また、大量
の熱が発生してすぐにオーバヒートしてしまう。
の先端に配列するのは、スペース的にも無理があり、プ
ローブも大きくて重いものになってしまう。また、大量
の熱が発生してすぐにオーバヒートしてしまう。
【０００５】半導体レーザは、動作温度によってその安
定動作と寿命が大きく左右され、温度が４０°Ｃを超え
ると性能が極端に落ちて所定のパワーを得ることができ
なくなる。また、寿命に関しては、例えば、動作温度が
４０°Ｃのときと５０°Ｃのときでは、１０，０００時
間使用後の故障率に５〜６倍の差がでる。このように、
半導体レーザのケース温度が４０°Ｃを超えると安定動
作と寿命に多大な影響を与え、安定的に長時間動作させ
るためには装置の放熱と冷却は欠かせない要素となる。
定動作と寿命が大きく左右され、温度が４０°Ｃを超え
ると性能が極端に落ちて所定のパワーを得ることができ
なくなる。また、寿命に関しては、例えば、動作温度が
４０°Ｃのときと５０°Ｃのときでは、１０，０００時
間使用後の故障率に５〜６倍の差がでる。このように、
半導体レーザのケース温度が４０°Ｃを超えると安定動
作と寿命に多大な影響を与え、安定的に長時間動作させ
るためには装置の放熱と冷却は欠かせない要素となる。
【０００６】そこで本発明は、広い面積を一度に照射す
るために多数の半導体レーザをプローブの先端に配列す
るときのスペースや発熱の問題を解消することを目的に
なされたものである。
るために多数の半導体レーザをプローブの先端に配列す
るときのスペースや発熱の問題を解消することを目的に
なされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は以下のように構成した。
めに、本発明は以下のように構成した。
【０００８】すなわち、請求項１の発明は、入射端を半
導体レーザダイオードに結合する複数の光ファイバを束
ねて出射端をプローブの先端に配列し、多数のビームス
ポットを分散させて面状に配列してなるレーザ光照射プ
ローブである。請求項２の発明は、前記半導体レーザダ
イオードをプローブとは別の筐体に収容してなる請求項
１記載のレーザ光照射プローブである。請求項３の発明
は、前記光ファイバの出射端を円周状に配列してなる請
求項１記載のレーザ光照射プローブである。請求項４の
発明は、前記光ファイバの出射端を円周の内側に傾斜さ
せてなる請求項３記載のレーザ光照射プローブである。
導体レーザダイオードに結合する複数の光ファイバを束
ねて出射端をプローブの先端に配列し、多数のビームス
ポットを分散させて面状に配列してなるレーザ光照射プ
ローブである。請求項２の発明は、前記半導体レーザダ
イオードをプローブとは別の筐体に収容してなる請求項
１記載のレーザ光照射プローブである。請求項３の発明
は、前記光ファイバの出射端を円周状に配列してなる請
求項１記載のレーザ光照射プローブである。請求項４の
発明は、前記光ファイバの出射端を円周の内側に傾斜さ
せてなる請求項３記載のレーザ光照射プローブである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００１０】図１と図２に、本発明を実施したレーザ光
照射プローブの正面図と一部を切り欠いた側面図を示
す。レーザ光照射プローブは、プローブ１の軸心に沿っ
て１本の光ファイバケーブル２を布設する。光ファイバ
ケーブル２は、８本の光ファイバ心線２ａを収納し、８
本の光ファイバ心線２ａの入射端をそれぞれ結合モジュ
ール３を介してプローブ１とは別の筐体に収容した８基
のレーザダイオード４に接続する。
照射プローブの正面図と一部を切り欠いた側面図を示
す。レーザ光照射プローブは、プローブ１の軸心に沿っ
て１本の光ファイバケーブル２を布設する。光ファイバ
ケーブル２は、８本の光ファイバ心線２ａを収納し、８
本の光ファイバ心線２ａの入射端をそれぞれ結合モジュ
ール３を介してプローブ１とは別の筐体に収容した８基
のレーザダイオード４に接続する。
【００１１】レーザダイオード４は、ヒートシンク５に
通孔ａを穿ってこれに挿嵌する。結合モジュール３は、
レーザダイオード４の出射光を結合レンズ（図示しな
い）で絞り込んで光ファイバ心線２ａの受光角より小さ
い範囲の角度で入射させる。
通孔ａを穿ってこれに挿嵌する。結合モジュール３は、
レーザダイオード４の出射光を結合レンズ（図示しな
い）で絞り込んで光ファイバ心線２ａの受光角より小さ
い範囲の角度で入射させる。
【００１２】光ファイバ心線２ａの出射端は、プローブ
１の先端に円周状に配列した開口部に挿嵌した８つの球
レンズ６の後方に臨ませる。プローブ１の先端の外周に
は、スクリューねじｂを形成してアジャスタ７を着脱自
在に取り付ける。８つの球レンズ６の光軸は、プローブ
１の先端面に対して傾斜し、アジャスタ７の開口端面の
前方で一点に交わる。
１の先端に円周状に配列した開口部に挿嵌した８つの球
レンズ６の後方に臨ませる。プローブ１の先端の外周に
は、スクリューねじｂを形成してアジャスタ７を着脱自
在に取り付ける。８つの球レンズ６の光軸は、プローブ
１の先端面に対して傾斜し、アジャスタ７の開口端面の
前方で一点に交わる。
【００１３】球レンズ６は、焦点距離が通常のレンズよ
り短いので、焦点深度もわずかで狭い範囲に光パワーを
絞り込むことができる。また、焦点を過ぎた位置からは
逆に同じ角度で広がり、広い範囲に光パワーが分散す
る。このため、焦点を過ぎた位置ではエネルギー密度が
低くなって光パワーが衰えるので、誤って照射しても生
体を損傷する危険性が少なくなる。
り短いので、焦点深度もわずかで狭い範囲に光パワーを
絞り込むことができる。また、焦点を過ぎた位置からは
逆に同じ角度で広がり、広い範囲に光パワーが分散す
る。このため、焦点を過ぎた位置ではエネルギー密度が
低くなって光パワーが衰えるので、誤って照射しても生
体を損傷する危険性が少なくなる。
【００１４】アジャスタ７は、透明アクリルで形成し、
レーザ光の照射面が外側から直視できるようにする。ま
た、先端の開口の一部を切り欠いて通風用の切り込みｃ
を設ける。
レーザ光の照射面が外側から直視できるようにする。ま
た、先端の開口の一部を切り欠いて通風用の切り込みｃ
を設ける。
【００１５】アジャスタ７は、スペーサとしての役割を
果たし、スクリューねじｂを廻して球レンズ６と皮膚面
との距離を接離自在に調節する。これにより、８つの球
レンズ６で集光したレーザ光のビームウエストがちょう
ど皮膚面にくるように位置付ける。
果たし、スクリューねじｂを廻して球レンズ６と皮膚面
との距離を接離自在に調節する。これにより、８つの球
レンズ６で集光したレーザ光のビームウエストがちょう
ど皮膚面にくるように位置付ける。
【００１６】ヒートシンク５は、レーザダイオード４の
動作時の発熱を熱伝導によって拡散させて性能の低下を
抑える。このため、熱伝導効率のよいアルミあるいはそ
の合金で鋳造し、ダミーの通孔をいくつか設けて放熱効
率を高める。
動作時の発熱を熱伝導によって拡散させて性能の低下を
抑える。このため、熱伝導効率のよいアルミあるいはそ
の合金で鋳造し、ダミーの通孔をいくつか設けて放熱効
率を高める。
【００１７】レーザダイオード４は、ＧａＡｓ（ガリウ
ムアルセナイド）などの化合物半導体を用いたＰＮ接合
ダイオードに直接電流を流して励起し、ピーク波長６０
０〜１６００ｎｍ、光出力５ｍＷ〜３Ｗのレーザ光を出
力し、皮膚に十分な光熱反応を起こす。また、熱反応の
ほかに、光電気反応、光磁気反応、光力学反応、光化学
反応、光免疫反応、光酵素反応などを起こし、光生物学
的活性化により生体組織の新陳代謝を促して皮膚血行を
高め、適正なパワー密度で生体組織を損傷する作用はな
く、皮膚に障害を起こす危険性はない。
ムアルセナイド）などの化合物半導体を用いたＰＮ接合
ダイオードに直接電流を流して励起し、ピーク波長６０
０〜１６００ｎｍ、光出力５ｍＷ〜３Ｗのレーザ光を出
力し、皮膚に十分な光熱反応を起こす。また、熱反応の
ほかに、光電気反応、光磁気反応、光力学反応、光化学
反応、光免疫反応、光酵素反応などを起こし、光生物学
的活性化により生体組織の新陳代謝を促して皮膚血行を
高め、適正なパワー密度で生体組織を損傷する作用はな
く、皮膚に障害を起こす危険性はない。
【００１８】本発明のレーザ光照射プローブは以上のよ
うな構成で、トリートメントを行うときは、まず、電源
をオンにする。これにより、８基のレーザダイオード４
が点灯し、８本の光ファイバ心線２ａから入射したレー
ザ光がプローブの先端に配列した８つの球レンズ６を通
って出射し、広い面積を均一に照射する。レーザダイオ
ード４が点灯したら、アジャスタ７の開口端面を皮膚面
に押し当てて皮膚面に沿ってプローブを移動させながら
レーザ光を照射する。レーザ光の焦点位置が適正でない
場合は、スクリューねじｂを廻してアジャスタ７の開口
端面に接する皮膚面の高さを調節する。
うな構成で、トリートメントを行うときは、まず、電源
をオンにする。これにより、８基のレーザダイオード４
が点灯し、８本の光ファイバ心線２ａから入射したレー
ザ光がプローブの先端に配列した８つの球レンズ６を通
って出射し、広い面積を均一に照射する。レーザダイオ
ード４が点灯したら、アジャスタ７の開口端面を皮膚面
に押し当てて皮膚面に沿ってプローブを移動させながら
レーザ光を照射する。レーザ光の焦点位置が適正でない
場合は、スクリューねじｂを廻してアジャスタ７の開口
端面に接する皮膚面の高さを調節する。
【００１９】レーザダイオード４のレーザ光を皮膚面に
照射すると、図３に示すように、８つの円周状のスポッ
トを形成する。図において、全体の照射面積を広くする
には、隣接するスポットの重なりを小さくして円周径を
大きくする。このときの単位面積当たりのパワー密度は
低くなる。また、全体の照射面積を狭くするには、隣接
するスポットの重なりを大きくして円周径を小さくす
る。このときの単位面積当たりのパワー密度は高くな
る。これにより、適正なレーザ光の照射面積とパワー密
度を調節する。
照射すると、図３に示すように、８つの円周状のスポッ
トを形成する。図において、全体の照射面積を広くする
には、隣接するスポットの重なりを小さくして円周径を
大きくする。このときの単位面積当たりのパワー密度は
低くなる。また、全体の照射面積を狭くするには、隣接
するスポットの重なりを大きくして円周径を小さくす
る。このときの単位面積当たりのパワー密度は高くな
る。これにより、適正なレーザ光の照射面積とパワー密
度を調節する。
【００２０】スポットを円周状に配列すると、中心にレ
ーザ光の照射されない空白部分ができるが、レーザ光の
光軸は内側に傾斜して皮膚内部で一点に交わる。このた
め、スポットの円周内側の皮膚内部では、レーザ光が高
密度に拡散して均一に作用する。また、このようにスポ
ットを円周状に配列すると、移動方向によって照射面積
の径が変わらないことと、他の配列に比べて照射面積を
最も大きくとれるので、３６０°方向に移動して皮膚の
広い範囲にレーザ光を照射する場合、最も効率的であ
る。
ーザ光の照射されない空白部分ができるが、レーザ光の
光軸は内側に傾斜して皮膚内部で一点に交わる。このた
め、スポットの円周内側の皮膚内部では、レーザ光が高
密度に拡散して均一に作用する。また、このようにスポ
ットを円周状に配列すると、移動方向によって照射面積
の径が変わらないことと、他の配列に比べて照射面積を
最も大きくとれるので、３６０°方向に移動して皮膚の
広い範囲にレーザ光を照射する場合、最も効率的であ
る。
【００２１】レーザ光は、その波長によってメラニンや
異常な色素細胞など特定の色素だけに反応する色素選択
性がある。このため、スポットの円周内側の皮膚内部で
レーザ光を高密度に拡散させても周りの正常な細胞には
影響を与えることはない。
異常な色素細胞など特定の色素だけに反応する色素選択
性がある。このため、スポットの円周内側の皮膚内部で
レーザ光を高密度に拡散させても周りの正常な細胞には
影響を与えることはない。
【００２２】８つのスポットは、図４に示すように、レ
ーザダイオード４と球レンズ６を隙間なく配列すること
によりレーザ光の空白部分をなくしてパワー密度をより
高密度にさせてもよい。
ーザダイオード４と球レンズ６を隙間なく配列すること
によりレーザ光の空白部分をなくしてパワー密度をより
高密度にさせてもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明のレーザ光照
射プローブは、入射端を半導体レーザダイオードに結合
する複数の光ファイバを束ねて出射端をプローブの先端
に配列し、多数のビームスポットを分散させて面状に配
列する。従って、本発明によれば、一度に広い面積を照
射できるようになるので、皮膚の広い範囲にわたってレ
ーザ光を照射する脱毛や美肌などのトリートメント効率
を大幅に向上させることができる。
射プローブは、入射端を半導体レーザダイオードに結合
する複数の光ファイバを束ねて出射端をプローブの先端
に配列し、多数のビームスポットを分散させて面状に配
列する。従って、本発明によれば、一度に広い面積を照
射できるようになるので、皮膚の広い範囲にわたってレ
ーザ光を照射する脱毛や美肌などのトリートメント効率
を大幅に向上させることができる。
【００２４】また、本発明のレーザ光照射プローブは、
半導体レーザダイオードをプローブとは別の筐体に収容
する。従って、本発明によれば、広い空間に分散して配
置できるので、多数の半導体レーザダイオードを設置し
ても十分な放熱が可能となる。
半導体レーザダイオードをプローブとは別の筐体に収容
する。従って、本発明によれば、広い空間に分散して配
置できるので、多数の半導体レーザダイオードを設置し
ても十分な放熱が可能となる。
【００２５】また、本発明のレーザ光照射プローブは、
光ファイバの出射端を円周状に配列する。従って、本発
明によれば、同じ個数のスポットで最も大きな面積をと
ることができ、あらゆる方向に移動してもそのサイズが
変わらないので、最も効率のよいレーザ照射が可能にな
る。
光ファイバの出射端を円周状に配列する。従って、本発
明によれば、同じ個数のスポットで最も大きな面積をと
ることができ、あらゆる方向に移動してもそのサイズが
変わらないので、最も効率のよいレーザ照射が可能にな
る。
【００２６】本発明のレーザ光照射プローブは、円周状
に配列した光ファイバの出射端を円周の内側に傾斜させ
る。従って、本発明によれば、スポットの円周内側の皮
膚内部にレーザ光が高密度に拡散するので、レーザ光の
光エネルギーを皮膚の広い範囲に均一に作用させること
ができる。
に配列した光ファイバの出射端を円周の内側に傾斜させ
る。従って、本発明によれば、スポットの円周内側の皮
膚内部にレーザ光が高密度に拡散するので、レーザ光の
光エネルギーを皮膚の広い範囲に均一に作用させること
ができる。
【図１】本発明を実施したレーザ光照射プローブの正面
図である。
図である。
【図２】図１の一部を切り欠いた側面図である。
【図３】８つのスポットを円周状に配列した図である。
【図４】８つのスポットを隙間なく配列した図である。
１ プローブ ２ 光ファイバケーブル ２ａ 光ファイバ心線 ３ 結合モジュール ４ レーザダイオード ５ ヒートシンク ６ 球レンズ ７ アジャスタ ａ 通孔 ｂ スクリューねじ ｃ 切り込み
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C026 AA04 BB08 FF16 FF18 FF22 HH04 HH13 HH22 4C082 RA01 RC09 RE16 RE18 RE22 RL04 RL13 RL22
Claims (4)
- 【請求項１】 入射端を半導体レーザダイオードに結合
する複数の光ファイバを束ねて出射端をプローブの先端
に配列し、多数のビームスポットを分散させて面状に配
列してなるレーザ光照射プローブ。 - 【請求項２】 前記半導体レーザダイオードをプローブ
とは別の筐体に収容してなる請求項１記載のレーザ光照
射プローブ。 - 【請求項３】 前記光ファイバの出射端を円周状に配列
してなる請求項１記載のレーザ光照射プローブ。 - 【請求項４】 前記光ファイバの出射端を円周の内側に
傾斜させてなる請求項３記載のレーザ光照射プローブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11176184A JP2001000560A (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | レーザ光照射プローブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11176184A JP2001000560A (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | レーザ光照射プローブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001000560A true JP2001000560A (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=16009129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11176184A Withdrawn JP2001000560A (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | レーザ光照射プローブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001000560A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-06-23 JP JP11176184A patent/JP2001000560A/ja not_active Withdrawn
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