JP2000210387A - 美容レ―ザ装置におけるレ―ザ光照射プロ―ブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】集光レンズを使用してレーザ光の光パワーを光
源の至近距離に限定して照射目標だけに集約し、光源か
ら離れた位置ではレーザ光の光パワーを分散させて無害
化することにより美容レーザ装置の安全性を高める。 【解決手段】ケース１１の上方にヘッド部１２を突設し
てその下方に押しスイッチ１３とタイマ表示ＬＥＤ１４
を配置する。ヘッド部１２は、先端を開口して球レンズ
１５を挿嵌し、その後方にヘッド部１２の先端に内接す
るヒートシンク１６を設置する。ヒートシンク１６は、
軸心にレーザ孔ａを穿ってレーザダイオード１７を挿嵌
する。また、球レンズ１５の外周にスクリューねじｂを
形成してキャップ１８を着脱自在に取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を皮膚面
に照射して美肌、痩身、脱毛、育毛などのトリートメン
トを行う美容レーザ装置に関し、特にそのプローブに関
する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】レーザ光は通常の光源
に比べて高い指向性をもち、エネルギー密度が桁違いに
大きいので、レーザ光が生体組織に照射されると、大き
な光エネルギーが吸収され、パワーが集中する部分では
高温になって焼けたり蛋白質の変成が起こる。また、さ
らに強力なレーザ光が照射されると、組織中の水分や組
織そのものが瞬間的に気化して組織の破裂や蒸散が起こ
り、さまざまな損傷を与える。特に、光に対して敏感な
感覚器官である目への障害は無視できず、レーザ光を直
接目に入れたりすると大変危険である。一般の利用者が
扱う美容レーザ装置においては、誤ってレーザ光を目に
入れることも十分考えられ、このための安全対策は必要
不可欠な重要課題である。

【０００３】レーザ光は純粋な単色光の平行光線なの
で、ほとんど広がらずに直進する。このため、レーザ光
の光パワーは光源から遠く離れていても至近距離と変わ
らないので、それだけ危険範囲が広がり、レーザ光を目
に入れて損傷するなどの事故が発生しやすくなる。

【０００４】一方、太陽光などの自然光と違って、レー
ザ光は純粋な単色光の平行光線なので、図４に示すよう
に、レンズで集光すると幾何光学的には完全に一点に集
めることができる。詳細に観察すると一点でなく、図５
に示すように、焦点の位置でくびれたウエストのような
ビームウエストを形成する。レーザ光の集光曲線は双曲
線で、この双曲線の漸近線が交叉する点が幾何光学的な
焦点に相当する。ビームウエスト部分のビーム径は同じ
波長のレーザ光の場合、使用するレンズの焦点距離が短
いほど小さくなり、焦点深度もごくわずかになって狭い
範囲に光パワーが集中する。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、絞り込み角度が大きいほど焦点部分の
エネルギー密度が高くなって光パワーも強くなるが、逆
に焦点部分から離れると急激にエネルギー密度が低くな
って光パワーも衰える。

【０００５】そこで本発明は、集光レンズを使用してレ
ーザ光の光パワーを光源の至近距離に限定して照射目標
だけに集約し、光源から離れた位置ではレーザ光の光パ
ワーを分散させて無害化することにより美容レーザ装置
の安全性を高めることを目的になされたものである。

【０００６】

【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。

【０００７】すなわち、請求項１の発明は、レーザ光を
皮膚面に照射して美肌、痩身、脱毛、育毛などのトリー
トメントを行う美容レーザ装置において、半導体レーザ
ダイオードの前方に皮膚面との距離を保つスペーサを設
けると共に、半導体レーザダイオードとスペーサの間に
集光レンズを配備し、該スペ−サの皮膚に接する先端部
にレーザ光のビームウエストを形成することを特徴とす
るレーザ光照射プローブである。請求項２の発明は、前
記スペ−サの先端部の位置が前記半導体レーザダイオー
ドに対し接離自在であることを特徴とする請求項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
記スペーサが透明な材質により形成されていることを特
徴とする請求項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、前記集光レンズが球レンズであるこ
とを特徴とする請求項１記載のレーザ光照射プローブで
ある。

【０００８】

【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。

【０００９】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部分縦断面図を示す。レーザ光
照射プローブ１は、レーザ光の照射時間をタイマによっ
て制御する制御回路と電源を内臓し、ケース１１の上方
にヘッド部１２を突設してその下方に押しスイッチ１３
とタイマ表示ＬＥＤ１４を配置する。

【００１０】押しスイッチ１３は、１つのスイッチを操
作して電源のオン・オフと照射時間の設定を行う。すな
わち、始めに押しスイッチ１３を押すと、電源がオンと
なり、照射時間１秒が設定される。このときタイマ表示
ＬＥＤ１４が緑色点灯する。次に押しスイッチ１３を押
すと、照射時間２秒が設定され、タイマ表示ＬＥＤ１４
が緑色点滅する。さらに押しスイッチ１３を押していく
と、照射時間３〜６秒が順次設定され、タイマ表示ＬＥ
Ｄ１４が設定秒数に応じて橙色点灯、橙色点滅、赤色点
灯、赤色点滅に切換わる。最後に押しスイッチ１３を押
すと、電源がオフとなる。照射時間の設定は、皮膚に一
過性のダメージを与えないために、このようにタイマに
ごく短い１〜６秒のカウント値を設定する。

【００１１】ヘッド部１２は、先端を開口して球レンズ
１５を挿嵌し、その後方にヘッド部１２の先端に内接す
るヒートシンク１６を設置する。ヒートシンク１６は、
軸心にレーザ孔ａを穿ってレーザダイオード１７を挿嵌
する。また、球レンズ１５の外周にスクリューねじｂを
形成してキャップ１８を着脱自在に取り付ける。

【００１２】キャップ１８は、図３に示すように、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。

【００１３】キャップ１８は、スペーサとしての役割を
果たし、スクリューねじｂを廻してレーザダイオード１
７と皮膚に接するキャップ１８の先端部との距離を接離
自在に調節する。これにより、球レンズ１５で集光した
レーザ光のビームウエストが、ちょうど皮膚の目標部分
にくるようにする。

【００１４】キャップ１８は、ヘッド部１２に奥行きの
ある凹陥部を設けて底部にレーザダイオード１７を設置
し、レーザダイオード１７とヘッド部１２の先端部との
距離を接離自在にして省略してもよい。

【００１５】レーザダイオード１７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、レーザ発振
を得る半導体レーザを使用する。半導体レーザは、小型
軽量である、発振効率がよい、電流による直接変調が可
能である、長寿命である、大量生産が可能で低価格であ
る、などの特長がある。また、材料の比率や原子を変え
ることによって異なる波長のレーザ光を作り出すことが
でき、励起電流を大きくして発振出力を増していくと発
振波長は短い方に変化する。このように半導体レーザの
発振波長は条件によって変化し、ある範囲を持った波長
になる。

【００１６】レーザダイオード１７は、ピーク波長６０
０〜１６００ｎｍ、光出力５〜５００ｍＷを有し、熱効
率が良くて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、光酵素反応などがあり、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、水分や血液に吸収されにくいため、優れた皮膚
深達性を持つ。

【００１７】ヒートシンク１６は、レーザダイオード１
７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。

【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、押し
スイッチ１３を押して電源をオンにする。これにより、
レーザダイオード１７が既定の１秒間点灯し、その後１
秒間休止する。そして、以降はこの照射と休止を繰り返
す。照射時間を変更する場合は、押しスイッチ１３を押
しながら１〜６秒の範囲で所望の照射時間を設定する。
レーザダイオード１７が点灯したら、キャップ１８の先
端部を皮膚面に押し当て、位置を移動させながらトリー
トメントを行う。ビームウエストの位置が適正でない場
合は、スクリューねじｂを廻してキャップ１８の先端部
に接する皮膚面の高さを調節する。

【００１９】

【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、半導体レーザダイオードの前方に皮膚面
との距離を保つスペーサを設けると共に、半導体レーザ
ダイオードとスペーサの間に集光レンズを配備し、該ス
ペ−サの皮膚に接する先端部にレーザ光のビームウエス
トを形成する。従って、本発明によれば、レーザ光の集
光ポイントを容易に皮膚の目標部分に位置合わせできる
と共に、レーザ光の光パワーを目標部分だけに集中さ
せ、目標から離れたところでは分散させて光パワーを減
衰させるので、誤って照射しても他の皮膚や目に障害を
起こす危険性がなくなり安全である。

【００２０】本発明のレーザ光照射プローブは、スペ−
サの先端部の位置を半導体レーザダイオードに対して接
離自在に構成する。従って、本発明によれば、レーザ光
の集光ポイントを浅くしたり深くして皮膚の目標部分の
パワー密度を調節できるので、トリートメントに応じて
光パワーの強度を最適化することができる。

【００２１】本発明のレーザ光照射プローブは、スペー
サを透明な材質で形成する。従って、本発明によれば、
皮膚の目標部分が外から直視できるので、目標に向けて
レーザ光を適確に照射することができる。

【００２２】本発明のレーザ光照射プローブは、レーザ
光を球レンズで集光する。従って、本発明によれば、焦
点距離が通常のレンズより短いので、集光ポイントが光
源に近付き、光パワーの作用する危険範囲がその分狭く
なる。

【図面の簡単な説明】

【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２】図１の部分縦断面図である。

【図３】本発明を実施したレーザ光照射プローブのキャ
ップの斜視図である。

【図４】レーザ光の集光を示す図である。

【図５】レーザ光のビームウエストを示す図である。

【符号の説明】

１ レーザ光照射プローブ １１ ケース １２ ヘッド部 １３ 押しスイッチ １４ タイマ表示ＬＥＤ １５ 球レンズ １６ ヒートシンク １７ レーザダイオード １８ キャップ ａ レーザ孔 ｂ スクリューねじ ｃ 切り込み

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年４月２７日（２０００．４．２
７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】レーザ光は高い指向性をもち、光源から離
れていてもエネルギー密度が変わらないので、それだけ
危険範囲が広がり、レーザ光を目に入れて損傷するなど
の事故が発生しやすくなる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】一方、太陽光などの自然光と違って、レー
ザ光は純粋な単色光に近いため、図４に示すように、レ
ンズで集光すると幾何光学的には一点に集めることがで
きる。詳細に観察すると一点でなく、図５に示すよう
に、焦点の位置でくびれたウエストのようなビームウエ
ストを形成する。レーザ光の集光曲線は双曲線で、この
双曲線の漸近線が交叉する点が幾何光学的な焦点に相当
する。ビームウエスト部分のビーム径は同じ波長のレー
ザ光の場合、使用するレンズの焦点距離が短いほど小さ
くなり、焦点深度もごくわずかになって狭い範囲に光パ
ワーが集中する。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、絞り込み角度が大きいほど焦点部分のエネルギー
密度が高くなって光パワーも強くなるが、逆に焦点部分
から離れると急激にエネルギー密度が低くなって光パワ
ーも衰える。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を皮膚面に照射して美肌、痩
   身、脱毛、育毛などのトリートメントを行う美容レーザ
   装置において、 半導体レーザダイオードの前方に皮膚面との距離を保つ
   スペーサを設けると共に、半導体レーザダイオードとス
   ペーサの間に集光レンズを配備し、 該スペ−サの皮膚に接する先端部にレーザ光のビームウ
   エストを形成することを特徴とするレーザ光照射プロー
   ブ。
2. 【請求項２】 前記スペ−サの先端部の位置が前記半導
   体レーザダイオードに対し接離自在であることを特徴と
   する請求項１記載のレーザ光照射プローブ。
3. 【請求項３】 前記スペーサが透明な材質により形成さ
   れていることを特徴とする請求項１記載のレーザ光照射
   プローブ。
4. 【請求項４】 前記集光レンズが球レンズであることを
   特徴とする請求項１記載のレーザ光照射プローブ。