JP2004000733A - レーザ脱毛装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　半導体レーザダイオードのレーザ光を適正に調節することにより、経済的で有効、かつ、安全な美容用のレーザ脱毛装置を提供する。
【解決手段】　ケース１１の先端面の内側に設けたヒートシンク１６と、ケース１１の開口部に装着された集光レンズ１５と、この集光レンズ１５の後方に配設された光出力５〜１０００ｍＷ、ピーク波長６００〜１６００ｎｍを有する半導体レーザダイオードＬＤと、ケース１１の開口部に突設され、集光レンズと皮膚面との間隔を保持するスペーサ１３と、このスペーサ１３の内側に設けられた皮膚当て面１４と、を有し、レーザダイオードＬＤのレーザ光は、集光レンズ１５によって皮膚当て面１４に集光し、半導体レーザダイオードＬＤのレーザ光の照射時間を１〜９秒の範囲内で設定し、レーザダイオードのレーザ光を皮膚面に照射し、毛乳頭と皮脂腺にたんぱく変性を起こして毛の発育を抑制する構造である。
【選択図】　図３

Description

　本発明は、半導体レーザダイオードを使用して脱毛トリートメントを行う美容用のレーザ脱毛装置に関する。

　毛は、その根元の毛乳頭と毛穴の途中にある皮脂腺から供給されるたんぱく質の一種である毛の因子ケラチンによって成長する。レーザ脱毛は、レーザ光を皮膚面に照射し、毛乳頭と皮脂腺にたんぱく変性を起こして毛の発育を抑制するものである。

　レーザ光は、生体に照射するとジュール熱を発生し、そのエネルギーレベルに応じて炭化（４００°Ｃ以上）、蒸化（１００°Ｃ以上）、血液凝固（６８°Ｃ以上）、たんぱく変性（４２°Ｃ以上）、活性化（４０°Ｃ以下）などの光熱反応を起こす。生体組織が４２°Ｃを越えると、たんぱく変性を起こして細胞が死滅し、死滅した細胞の数が増えると、生体組織は元に戻らなくなる。このため、脱毛を有効、かつ、安全に行うためには、照射するレーザ光のエネルギーレベルを適正に調節して生体組織の温度が４２°Ｃを大きく越えないようにする必要がある。
登録実用新案３０２８９８８号公報

　レーザ脱毛は、医療機関で強力な医療用のレーザ装置を使用して行うと確実であるが、医療用のレーザ装置は非常に高価である。このため、治療には多くの費用がかかり、また、長期の治療を必要とするので、経済的な負担と時間的な制約が大きい。また、医療行為としての脱毛には抵抗があるが、エステ感覚で手軽に脱毛したいという要望も強い。

　そこで本発明は、半導体レーザダイオードを使用して、そのレーザ光のエネルギーレベルを適正に調節することにより、経済的で有効、かつ、安全な美容用のレーザ脱毛装置を提供することを目的になされたものである。

　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。

　すなわち、ケース１１の先端面の内側に設けたヒートシンク１６と、前記ケース１１の開口部に装着された集光レンズ１５と、この集光レンズ１５の後方の前記ケース１１内に発光面を前記集光レンズ１５に向けて配設された光出力５〜１０００ｍＷ、ピーク波長６００〜１６００ｎｍを有する半導体レーザダイオードＬＤと、前記ケース１１の開口部に突設され、前記集光レンズと皮膚面との間隔を保持するスペーサ１３と、このスペーサ１３の内側に設けられた皮膚当て面１４と、を有し、前記半導体レーザダイオードＬＤのレーザ光は、前記集光レンズ１５によって前記皮膚当て面１４に集光し、前記半導体レーザダイオードＬＤのレーザ光の照射時間を１〜９秒の範囲内で設定する照射時間設定手段により、前記半導体レーザダイオードのレーザ光を皮膚面に照射し、毛乳頭と皮脂腺にたんぱく変性を起こして毛の発育を抑制することを特徴とするレーザ脱毛装置である。

　本発明のレーザ脱毛装置は、光出力５〜１０００ｍＷ、ピーク波長６００〜１６００ｎｍを有する半導体レーザダイオードの発光面前方に集光レンズを取り付け、さらにレーザ光の照射時間を設定する照射時間設定手段を備える。従って、本発明によれば、出力が低い半導体レーザを使用するので、皮膚に障害を起こす危険がなく、安全性を最も重視する美容用のレーザ脱毛装置に好適である。また、他のレーザ装置に比べて安価な半導体レーザを使用するので経済的である。さらに、半導体レーザの波長を変えることによって、さまざまな色の皮膚に対応できる。また、レーザ光の照射時間を設定してレーザ光のエネルギーレベルを脱毛に相応しいレベルに調節するので、脱毛を有効、かつ、安全に行うことができる。

　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。

　図１に、本発明を実施したレーザ脱毛装置の構成図を示す。レーザ脱毛装置は、プローブ１とコントロールボックス２で構成する。コントロールボックス２は、フロント面に操作パネルＰを配置し、エアを吸入・排出するコンプレッサ２１と、レーザダイオードＬＤの電源２２と、エアの吸入・排出の切換えとレーザダイオードＬＤの点灯をタイマによって制御する制御回路２３を内蔵し、リアー面にケーブル３と電源コード４を接続する。

　操作パネルＰは、電源スイッチのオン・オフ、光出力の調節、照射時間の設定、トリートメント時間の設定、トリートメントモードの設定などを行う。

　光出力の調節は、レーザダイオードＬＤの電源２２を連続出力からパルス出力に切換え、さらにパルスのオンタイムを変更して行う。すなわち、光出力を強くするときは、パルスのオンタイムを長くして単位時間当たりの照射時間を長くし、弱くするときはパルスのオンタイムを短くして単位時間当たりの照射時間を短くする。そして、光出力を最大にするときは、一定の強さのレーザ光を送り続ける連続出力に切換える。

　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、タイマにごく短い１〜９秒のカウント値を設定する。トリートメント時間の設定は、皮膚に長時間の使用によるダメージを与えないために、タイマに通常の使用に適正な５〜６０分のカウント値を設定する。トリートメントモードの設定は、レーザ照射のみ、レーザ照射と吸引、レーザ照射とエアの吹き出し、の中から設定する。

　コード３は、プローブ１とコンプレッサ２１を連結するエアチューブ３１と、プローブ１とレーザダイオードＬＤの電源２２、プローブ１と制御回路２３などを接続するリード線３２を内包する。

　図２と図３に、本発明を実施したプローブの正面図と部分縦断面図を示す。プローブ１は、Ｌ字型に折り曲げた筒状のケース１１の側面に押しスイッチＳを配置し、先端にケース１１より小径の短筒１２を一体に取り付ける。

　短筒１２の外周には、スクリューねじａを介して短筒１２に噛合する吸引キャップ１３、あるいは、図４に示す吹き出しキャップ１３′を着脱自在に取り付ける。吸引キャップ１３と吹き出しキャップ１３′は、いずれも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、吸引キャップ１３は、先端を開口し、その内側にＡＢＳ樹脂で形成したリング状の皮膚当て面１４を一体に設ける。吹き出しキャップ１３′は、先端を開口し、その一部を切り欠いてエアの吹き出し孔を設ける。

　短筒１２基部のケース１１の先端面の軸心と外縁部に、それぞれレンズ孔ｂと外側通孔ｃを穿ち、レンズ孔ｂには略同径の球レンズ１５を嵌合する。レーザ光は、すべての光が平行で同じ方向を向き、拡散することがなく、集光性にすぐれ、球レンズ１５によって一点に絞ることができる。

　吸引キャップ１３と吹き出しキャップ１３′は、スペーサとしての役割を果たし、スクリューねじａを廻して球レンズ１５と皮膚当て面１４、あるいは、吹き出しキャップ１３′の開口面との間の長さを変更する。これにより、球レンズ１５の焦点位置を移動して皮膚当て面１４、あるいは、吹き出しキャップ１３′の開口面の軸心に集光するレーザ光のエネルギー密度を調節する。

　短筒１２基部のケース１１の先端面の内側には、ケース１１に内接するヒートシンク１６を設ける。ヒートシンク１６の軸心と外縁部には、それぞれレーザ孔ｄと内側通孔ｅを穿ち、レーザ孔ｄにはレーザダイオードＬＤを挿嵌する。レーザダイオードＬＤのレーザ光は、前方に配置した球レンズ１５によって皮膚当て面１４、あるいは、吹き出しキャップ１３′の開口面の軸心に集光する。

　レーザダイオードＬＤ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ダイオードを使用する。半導体レーザダイオードは、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る。レーザ光は、波長によって反応する色素が違うので、半導体レーザダイオードの波長を変えることによって、さまざまな色の皮膚に対応できる。

　半導体レーザダイオードは、ピーク波長６００〜１６００ｎｍ、光出力５〜１０００ｍＷを有し、熱効率が良くて皮膚に十分な光熱反応を起こすが、生体組織を損傷する作用はまったくなく、皮膚に障害を起こす危険性はない。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。なお、光出力が不足する場合は、複数のレーザダイオードＬＤを並べて照射する。

　ヒートシンク１６は、レーザダイオードＬＤ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。

　ケース１１内には、コンプレッサ２１に連結するエアチューブ３１を導入し、エアチューブ３１の開口端をヒートシンク１６の後方にのぞませる。また、レーザダイオードＬＤを電源２２に接続するリード線３２を導入する。

　図５に、コンプレッサ２１の配管接続図を示す。配管接続は、吸気口２１ａと排気口２１ｂに、それぞれ一対の分岐管３１ａ、３１ｂの基端側を接続し、分岐管３１ａ、３１ｂの先端側の一端をそれぞれ開閉弁Ｖ１、Ｖ３を介してエアチューブ３１に接続し、他端をそれぞれ開閉弁Ｖ２、Ｖ４を介して開放する。

　配管接続は以上のような構成で、図６に示すように、プローブ１の吸引を行うときは開閉弁Ｖ１、Ｖ４を開いてＶ２、Ｖ３を閉じる。反対に、プローブ１の吹き出しを行うときは開閉弁Ｖ１、Ｖ４を閉じてＶ２、Ｖ３を開く。

　プローブ１の吹き出しだけを行う装置では、分岐管３１ａの代わりに開閉弁なしのストレート管を配管し、分岐管３１ｂの一端を開閉弁Ｖ３を介してエアチューブ３１に接続し、他端を開閉弁Ｖ４を介して開放する。同様に、プローブ１の吸引だけを行う装置では、分岐管３１ｂの代わりに開閉弁なしのストレート管を配管し、分岐管３１ａの一端を開閉弁Ｖ１を介してエアチューブ３１に接続し、他端を開閉弁Ｖ２を介して開放する。

　レーザ照射は、５〜６０分の設定したトリートメント時間だけ照射と休止を繰り返えしながら行う。１回の照射時間は、設定した１〜９秒で、その後３秒間休止し、その間にエアの吹き出しを行う。このように、レーザダイオードＬＤの点灯を休止する間にエアを吹き出すので、プローブ１内の冷却効率が高まる。また、トリートメントモードで吸引あるいはエアの吹き出しを指定した場合は、レーザ照射と並行して吸引あるいはエアの吹き出しを行う。

　本発明のレーザ脱毛装置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、操作パネルＰを操作して光出力の調節、照射時間の設定、トリートメント時間の設定、トリートメントモードの設定などを行う。次に、トリートメント部位に脱毛クリームを塗って表面の毛を溶かして除去する。吸引を行う場合は、プローブ１の先端に吸引キャップ１３を取り付け、スクリューねじａを廻して皮膚当て面１４の位置を調整する。そして、プローブ１の先端を皮膚面に押し当てて押しスイッチＳを作動する。これにより、皮膚面が吸引されて皮膚当て面１４に吸着し、そこにレーザ光が照射される。その後３秒間レーザ光の照射を休止して、この間プローブ１の先端からエアを吹き出す。これにより、皮膚面が皮膚当て面１４から離れるので、この間にプローブ１を次のトリートメント位置に移動させる。以上の操作を設定したトリートメント時間だけ繰り返し行う。

　エアの吹き出しを行う場合は、プローブ１の先端に吹き出しキャップ１３′を取り付け、スクリューねじａを廻して開口面の位置を調整する。そして、プローブ１の先端を皮膚面に押し当てて押しスイッチＳを作動する。これにより、プローブ１の先端からエアが吹き出し、レーザ光が照射される。その後３秒間レーザ光の照射を休止し、この間もプローブ１の先端からエアを吹き出す。以上の操作を設定したトリートメント時間だけ繰り返し行う。エアを吹き出すと、レーザ光を照射した皮膚面が適当に冷却されて過熱を防ぐため、十分な光熱作用を皮膚に与えることができる。

　図７に示すように、脱毛クリームで毛を除去した後の皮膚にレーザ光を照射すると、レーザ光が表皮内メラニンＡに吸収されて発熱する。この熱によって皮膚組織にたんぱく変性が起こり、これにより皮脂腺Ｂや毛乳頭部Ｃが凝縮して毛穴が小さくなる。そして、このように皮脂腺Ｂや毛乳頭部Ｃにもダメージが及ぶので、毛包の組織が硬くなり、新生毛が育ちにくくなって毛の発育が抑制される。

本発明を実施したレーザ脱毛装置の構成図である。 本発明を実施したレーザ脱毛装置のプローブの正面図である。 図２の部分縦断面図である。 本発明を実施したレーザ脱毛装置の吹き出しキャップの斜視図である。 本発明を実施したレーザ脱毛装置のコンプレッサの配管接続図である。 図４のタイムチャートである。 レーザ光を皮膚に照射した状況を示す模式図である。

符号の説明

１　プローブ
１１　ケース
１２　短筒
１３　吸引キャップ
１３′　吹き出しキャップ
１４　皮膚当て面
１５　球レンズ
１６　ヒートシンク
２　コントロールボックス
２１　コンプレッサ
２２　電源
２３　制御回路
３　ケーブル
４　電源コード
３１　エアチューブ
３２　リード線
ＬＤ　半導体レーザダイオード
Ｐ　操作パネル
Ｓ　押しスイッチ
Ｖ　開閉弁

Claims (1)

1. ケースの先端面の内側に設けたヒートシンクと、
   　前記ケースの開口部に装着された集光レンズと、
   　この集光レンズの後方の前記ケース内に発光面を前記集光レンズに向けて配設された光出力５〜１０００ｍＷ、ピーク波長６００〜１６００ｎｍを有する半導体レーザダイオードと、
   　前記ケースの開口部に突設され、前記集光レンズと皮膚面との間隔を保持するスペーサと、
   　このスペーサの内側に設けられた皮膚当て面と、を有し、
   　前記半導体レーザダイオードのレーザ光は、前記集光レンズによって前記皮膚当て面に集光し、
   　前記半導体レーザダイオードＬＤのレーザ光の照射時間を１〜９秒の範囲内で設定する照射時間設定手段により、前記半導体レーザダイオードのレーザ光を皮膚面に照射し、毛乳頭と皮脂腺にたんぱく変性を起こして毛の発育を抑制することを特徴とするレーザ脱毛装置。

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