JP2005177079A

JP2005177079A - レーザ装置

Info

Publication number: JP2005177079A
Application number: JP2003421226A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Yamamoto; 祐三山本
Original assignee: Osada Research Institute Ltd
Current assignee: Osada Research Institute Ltd
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】ガイド光（可視光）の光源に小型、安価で、長寿命のＬＥＤを用い、該ＬＥＤからの可視光を効率よく光ファイバー（光導体）内に導入する。
【解決手段】レーザ光発生装置２１は非可視光の集束レーザ光を発生し、光導体２２内に導入される。可視光を発生するＬＥＤ２３は、反射ミラー２４によって反射され、光導体２２内に導入される。該反射ミラー２４は、中心部が開口された凹面鏡から成り、前記レーザ光は該凹面鏡の凸面側に配設され、該凹面鏡の開口２４ａを通して前記凹面鏡の凹面側に配設された前記光導体２２に導入され、前記ＬＥＤ２３は前記凹面鏡２４の凹面側に配設され、該ＬＥＤ２３からの可視光が該凹面鏡２４で反射されて前記光導体２２に導入される。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ装置、より詳細には、医科治療において、生体組織の切開、血液の凝固等に用いる医用レーザ装置に関する。

医科治療において、生体組織の切開、血液の凝固等にレーザ光を使用することは広く行なわれている。例えば、近赤外、可視域のレーザ光は、被照射体へ強い熱作用を与えるので、このレーザ光を用いて生体組織を切開すると、この熱によって血管及び血液が脱水されて凝固状態となり、血管が閉塞されるため、ほとんど血を流すことなく手術を行うことができる。

しかし、レーザ光として、近赤外領域の波長（例えば、７５０ｎｍ〜９００ｎｍ）のレーザ光を用いた場合、レーザ光を目で見ることができないため、どこの部分にレーザ光が照射されているのか確認できず、非常に施術しにくかった。

上述のごとき不都合を解決するために、従来、近赤外線を用いる医用レーザ装置においては、可視光発生手段を別に設けておき、この可視光を前記レーザ光と共にレーザメスに導入し、該可視光にてレーザ光の照射位置を確認するようにしている。

図３は、従来の医用レーザ装置の一例を説明するための構成図で、図中、１は近赤外領域のレーザ光を発光する半導体レーザ発生素子（主半導体レーザ発生素子）、２は可視光領域のレーザ光を発生する半導体レーザ発生素子、３，４はコリメートレンズ、５はビームスピリッター、６は集光レンズ、７は光ファイバー（光導体）で、該光ファイバー７の図示しない端部には、例えば、レーザメスが取り付けられている。

半導体レーザ発生素子１からのレーザ光は、コリメートレンズ３、ビームスピリッター５、及び、集光レンズ６を通して光ファイバー７に導入され、該光ファイバー７の図示しない端部に取り付けられたレーザメスに伝達され、生体組織の切開等に使用されるが、その際、レーザ光が近赤外領域のものである場合、レーザ光の照射箇所を正確に特定することが非常に困難であった。

そのため、可視光領域のレーザ光を発生する半導体レーザ発生素子２からの可視レーザ光をコリメートレンズ４を通してビームスピリッター５に導き、ここで、近赤外領域のレーザ光を発生する半導体レーザ発生素子１からのレーザ光と合波し、前記集光レンズ６を通して光ファイバー７に導入するようにしている。なお、ここで、コリメートレンズを用いているが、これは半導体レーザは広がり角が大きいため、コリメートしないと光路長がとれないためである。

図４は、出願人が先に提案した医用半導体レーザ装置（特許文献１）を説明するための構成図で、図中、１１は非可視光（例えば、近赤外線）発生用の半導体レーザ発生素子、１２は可視光発生用の半導体レーザ発生素子、１３，１４はセルフォックスレンズ、１５は反射ミラー、１６は光ファイバー（光導体）で、半導体レーザ発生素子１１からの非可視レーザ光はセルフォックスレンズ１３にて集束されて光ファイバー１６内に導入される。

一方、半導体レーザ発生素子１２からの可視レーザ光は、セルフォックスレンズ１４にて集光された後、反射ミラー１５にて反射されて光ファイバー１６内に導入される。光ファイバー１６内に導入されたレーザ光は、前述のように、半導体レーザ発生素子１１からの非可視光（近赤外線）が生体組織の切開に、半導体レーザ発生素子１２からの可視光が照射位置確認に用いられる。

半導体レーザ発生素子１１から反射されたレーザ光は、セルフォックスレンズ１３を通して直接光ファイバー１６に導入されるようになっており、ビームスピリッターや集光レンズを使用しないので、これらによるロスがなく、従って、半導体レーザ発生素子１１から放射されるレーザ光を効率よく使用することができる。
特開平６−３３９５３９号公報

しかし、上記先行技術は、ガイド（可視光）の光源に、半導体レーザ光発生装置やＨｅ−Ｎｅレーザ光発生装置を用いており、装置が大型化し、しかも、高価である。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、ガイド光（可視光）の光源に小型、安価で、長寿命のＬＥＤを用い、該ＬＥＤからの可視光を効率よく光ファイバー（光導体）内に導入することを目的としてなされたものである。

請求項１の発明は、集光レーザ光を発生するレーザ光源と、該集光レーザ光が導入される光導体と、可視光を発生する複数のＬＥＤとを有し、該複数のＬＥＤは、前記集光レーザ光の光路外に配設されていることを特徴としたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記集光レーザ光は、前記光導体の開口角以下の入射角に集光され、前記複数のＬＥＤは、該集光レーザ光の入射角と前記光導体の開口角との間の範囲内に配設されていることを特徴としたものである。

請求項３の発明は、集光レーザ光を発生するレーザ光源と、該集光レーザ光が導入される光導体と、可視光を発生する複数のＬＥＤと、該複数のＬＥＤからの可視光を反射して前記光導体に導入させる反射ミラーとを有し、該反射ミラーは、中心部が開口された凹面鏡から成り、前記集光レーザ光は該凹面鏡の凸面側に配設され、該凹面鏡の前記開口を通して前記凹面鏡の凹面側に配設された前記光導体に導入され、前記複数のＬＥＤは前記凹面鏡の凹面側に配設され、該ＬＥＤからの可視光が該凹面鏡で反射されて前記光導体に導入されることを特徴としたものである。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記ＬＥＤ及び反射ミラーは、該反射ミラーからの反射光が、前記光導体の開口角以下の角度で前記光導体に入射されるように配設されていることを特徴としたものである。

本発明によると、簡単かつ安価な構成で、多数のＬＥＤからの可視光を光ファイバー内に導入することができ、特に、ガイド光となる可視光光源にＬＥＤを使用するため、安価かつ長寿命にすることができ、更には、複数のＬＥＤを用いるため光量をかせぐことができ、更には、集光に反射凹面鏡を使用することで、ガイド光の導入効率を上げることができる。

図１は、本発明によるレーザ装置の一実施例を説明するための要部構成図で、図中、２１は、生体組織の切開等に使用されるレーザ光を発生させるための半導体レーザ光発生装置で、該半導体レーザ光発生装置で発生されるレーザ光は、通常、近赤外線の光で、非可視光である。２２は光ファイバー（光導体）で、該光ファイバー２２には前記半導体レーザ光発生装置２１からのレーザ光が導入されるが、その際、該光導体レーザ光発生装置２１からのレーザ光は、図示しない集光レンズ等によって、光ファイバー２２の開口角（θ_b）以下の角度（θ_a）に集光されて該光ファイバー２２内に導入され、前述のように、該光ファイバー２２の図示しない端部において、生体組織の切開等に利用される。

２３はＬＥＤで、該ＬＥＤ２３は、半導体レーザ光発生装置２１からのレーザ光路外（集光角θ_a外）、つまり、半導体レーザ光発生装置２１からの光を遮ぎらない位置に配置され、発生光が光ファイバー２２に向くように、所望数配設されている。各ＬＥＤ２３からの光は、光ファイバー２２の光入射端面に向けて照射されるが、照射された光のうち、光ファイバー２２の開口角θ_b以下のものが該光ファイバー２２内に導入されるので、ＬＥＤ２３から放射される光のうちの大部分が光ファイバー２２の開口角以下の角度で光ファイバー２２に入射する。換言すれば、ＬＥＤ２３からの光の大部分が光ファイバー２２の入射面に対してθ₁〜θ₂の入射角で入射するようにする。

上述のように、各ＬＥＤを、半導体レーザ光発生装置２１からのレーザ光の光路外（光ファイバー２２の開口角外）に配設するとともに、各ＬＥＤからの光の大部分が光ファイバー２２開口角θ_b以下の角度で光ファイバー２２に導入されるように配設すると、各ＬＥＤ２３からの光を効率よく光ファイバー２２内に導入することができる。

図２は、本発明の他の実施例を説明するための要部構成図で、この実施例は、ＬＥＤ２３からの光を反射ミラー２４にて反射して光ファイバー２２内に導入するようにしたもので、反射ミラー２４は、図示のように、中心部に開口２４ａを有する凹面鏡にて構成され、該凹面反射鏡２４の凸面側に配設された半導体レーザ光発生装置２１からの非可視光のレーザ光は、該凹面鏡２４の中心部に設けられた開口２４ａを通して前記凹面反射鏡２４の凹面側に配設された光ファイバー２２内に導入される。また、本実施例においては、各ＬＥＤ２３は、凹面反射鏡（反射ミラー）２４の凹面側に配設され、各ＬＥＤから照射された可視光は、該凹面鏡２４にて反射され、集束されて光ファイバー（光導体）２２内に導入されるようになっている。従って、この実施例によると、各ＬＥＤ２３からの光を効果的に集束して効率よく光ファイバー２２内に導入することができる。なお、この実施例においても、各ＬＥＤ２３は、反射ミラー２４によって反射された可視光の大部分が光ファイバー２２の開口角θ_a以内の入射角度で光ファイバー２２内に導入されるように配設する。具体的には、反射ミラー（凹面反射鏡）２４によって反射された可視光のＬ₁（ＬＥＤ２３によって照射された反射光のうち光ファイバー２２に近い側の端面に反射されて入射される光）の光ファイバー２２への入射θ₁及びＬ₂（ＬＥＤ２３によって照射された反射光のうち光ファイバー２２に遠い側の端面に反射されて入射される光）の光ファイバー２２への入射角θ₂が共に光ファイバー２２の開口角θ_b以下になるように設計及び配設する。

本発明によるレーザ装置の一実施例を説明するための要部構成図である。本発明によるレーザ装置の他の実施例を説明するための要部構成図である。従来のレーザ装置の一例を説明するための要部構成図である。本出願人が先に提案したレーザ装置を説明するための要部構成図である。

符号の説明

２１…半導体レーザ光発生装置、２２…光ファイバー（光導体）、２３…ＬＥＤ、２４…反射ミラー（凹面鏡）、２４ａ…開口。

Claims

集光レーザ光を発生するレーザ光源と、該集光レーザ光が導入される光導体と、可視光を発生する複数のＬＥＤとを有し、該複数のＬＥＤは、前記集光レーザ光の光路外に配設されていることを特徴とするレーザ装置。
前記集光レーザ光は、前記光導体の開口角以下の入射角に集光され、前記複数のＬＥＤは、該集光レーザ光の入射角と前記光導体の開口角との間の範囲内に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
集光レーザ光を発生するレーザ光源と、該集光レーザ光が導入される光導体と、可視光を発生する複数のＬＥＤと、該複数のＬＥＤからの可視光を反射して前記光導体に導入させる反射ミラーとを有し、該反射ミラーは、中心部が開口された凹面鏡から成り、前記集光レーザ光は該凹面鏡の凸面側に配設され、該凹面鏡の前記開口を通して前記凹面鏡の凹面側に配設された前記光導体に導入され、前記複数のＬＥＤは前記凹面鏡の凹面側に配設され、該ＬＥＤからの可視光が該凹面鏡で反射されて前記光導体に導入されることを特徴とするレーザ装置。
前記ＬＥＤ及び反射ミラーは、該反射ミラーからの反射光が、前記光導体の開口角以下の角度で前記光導体に入射されるように配設されていることを特徴とする請求項３に記載のレーザ装置。