JP2007190213A - 紫外線治療器用光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エキシマランプに印加される電圧の矩形波の極性が変化する部分における波形が緩慢にならず、発光効率や紫外線出力の低下もなく、給電線による感電の恐れもない、冷却機構も簡素化した紫外線治療器用光源装置を提供すること。
【解決手段】内部にエキシマランプ５とリフレクタ６が配置された光照射部１と、内部にエキシマランプ５を点灯するための電力を供給するトランス８が配置された昇圧部２とを有し、昇圧部２は可動支持部３に固定され、光照射部１と昇圧部２を構成するそれぞれのケーシングの一部が互いに重なり合い、光照射部１が昇圧部２に対して回転可能に構成され、光照射部１の内部空間１８と昇圧部２の内部空間１９が連通するように構成され、トランス８からエキシマランプ５へ電力を供給するための高電圧側の給電線１３が、連通された内部空間１８，１９内に配置されていることを特徴とする紫外線治療器用光源装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、乾癬治療などに代表されるような、皮膚に紫外線を照射して治療する紫外線治療器用光源装置に関する。

従来から、乾癬治療などに代表されるように皮膚に紫外線を照射して治療する紫外線治療器が知られている。
このような紫外線治療器の光源としては、３０８ｎｍの紫外線を放射するエキシマランプが利用されるようになってきている。

図６は、従来技術に係る紫外線治療器の構成を示す図である。
同図に示すように、１００は３０８ｎｍの紫外線を放射するエキシマランプであって、不図示の機構によって反射鏡１０１に固定されている。反射鏡１０１は、可動支持部１０２の先端に取り付けられており、可動支持部１０２の他端は台座１０３から伸びる支柱１０４に取り付けられている。１０５は電源部であり、台座１０３上に設置されており、電源部１０５の内部には商用周波数を高周波に変換する周波数コンバータと昇圧トランスからなる電源１０６が配置されている。１０７は電源１０６からエキシマランプ１００へ電力を供給するための給電線であり、この給電線１０７は、内部にエキシマランプ１００へ給電するための高電圧側給電線と低電圧側給電線の２本の給電線が絶縁性の被覆部材で１本の給電線としてまとめられている。なお、図６の紫外線治療器では、エキシマランプ１００を覆う光照射部のケーシングは省略されている。
このような紫外線治療器は、特許文献１に記載されている。

図７は、図６に示されるような、紫外線治療器に用いられるエキシマランプ１００の具体的構成を示す図である。
同図に示すように、放電容器１０７は全長約１００ｍｍの石英ガラス製の内側管１０８と外側管１０９を同軸に配置して中空円筒状にした物である。内側管１０８と外側管１０９はエキシマ放電の誘電体であり、外側管１０９は光取り出し窓部材を兼ねており、内側管１０８の内面に湾曲した金属板状の内部電極１１０と、外側管１０９の外面に光を透過する金属網状の外部電極１１１が設けられており、放電用ガスとして放電空間１１２にキセノンクロライドが充填されている。さらに、電源１０６と内部電極１１０間には高電圧側給電線１１３が接続され、電源１０６と外部電極１１１間には低電圧側給電線１１４が接続されている。電源１０６から数十ｋＨｚの矩形波であって１０ｋＶ程度の高電圧をエキシマランプ１００に印加することによって、３０８ｎｍの紫外線を放射させることができる。

ＵＳ２００４／０２４９３６９Ａ１公報

図６に示す従来技術に係る紫外線治療器は、可動支持部１０２によってエキシマランプ１００の向きと位置を自在に調整して、エキシマランプ１００を人の治療部分に近づけてエキシマ光を照射するものである。一方、電源１０６はエキシマランプ１００から離れた位置の台座１０３に設置された電源部１０５の内部に設けられている。

しかし、この紫外線治療器は、エキシマランプ１００と電源１０６が離れており、その間を給電線１０７で接続する場合、可動支持部１０２の動きを考慮すると給電線１０７が長くなる。給電線１０７が長くなると、エキシマランプ１００に印加される矩形波が、極性が変わる部分において波形が緩慢になり、具体的には、矩形波の立ち上がり部分の時間当たりの電圧の傾きが小さくなり、発光効率が悪く、紫外線出力が低下して最適な治療ができなくなるという問題を生じる。

また、給電線１０７が、高電圧側給電線と低電圧側給電線の２本の給電線が絶縁性の被覆部材で１本の給電線としてまとめられているので、可動支持部１０２の位置によっては、この給電線１０７が治療を受ける人に近づく場合がある。この場合、被覆部材がなんらかの原因で亀裂が入っている場合、高電圧側給電線にかかる電圧によって、感電するおそれがある。

一方、図６に示す紫外線治療器の構成に代えて、電源１０６をエキシマランプ１００に近づけ、エキシマランプ１００を内部に有する不図示の光照射部内に電源１０６を配置して一体構造物とし、この一体構造物を可動支持部１０２の先端に取り付けることも考えられる。

しかし、このように構成すると、電源１０６の重量が大きく、具体的には、５ｋｇ程度もあり、一体構造物を可動支持部１０２に対して回転させようとすると、回転部分である一体構造物が重すぎ、動かし難いという問題を生じ、光照射部の微妙な位置調整がし難いという問題があった。

また、光照射部内の電源１０６までは、商用電圧の給電線を設置し、光照射部内の電源１０６において昇圧するため、給電線が人体の近くまできても安全ではある。しかし、光照射部が回転するために、電源１０６に引き込まれる給電線を、光照射部の回転に影響を受けない構造にしようとすると、電源１０６への給電線引き込み構造が、複雑になる問題があった。
さらには、エキシマランプ１００も電源１０６も冷却する必要があり、それぞれ別々に冷却ファン等の冷却機構を設ける必要があり、装置が複雑化する問題もあった。

本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、エキシマランプに印加される電圧の矩形波の極性が変化する部分における波形が緩慢にならず、発光効率や紫外線出力の低下もなく、また、給電線による感電の恐れもない、冷却機構も簡素化した紫外線治療器用光源装置を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、内部にエキシマランプとリフレクタが配置された光照射部と、内部に前記エキシマランプを点灯するための電力を供給するトランスが配置された昇圧部とを有し、前記昇圧部は可動支持部に固定され、前記光照射部と前記昇圧部を構成するそれぞれのケーシングの一部が互いに重なり合い、前記光照射部が前記昇圧部に対して回転可能に構成され、前記光照射部の内部空間と前記昇圧部の内部空間が連通するように構成され、前記トランスから前記エキシマランプへ電力を供給するための高電圧側の給電線が、前記連通された内部空間内に配置されていることを特徴とする紫外線治療器用光源装置である。
第２の手段は、第１の手段において、前記エキシマランプと前記リフレクタは、前記光照射部に固定されており、前記光照射部は、前記昇圧部から光照射部方向に向かう中心軸を中心に、前記昇圧部に対して回転可能に構成され、前記高電圧側の給電線が、前記中心軸に沿うように配置されていることを特徴とする紫外線治療器用光源装置である。
第３の手段は、第１の手段において、前記エキシマランプは、前記昇圧部に固定されていることを特徴とする紫外線治療器用光源装置である。
第４の手段は、第１の手段において、前記エキシマランプと前記リフレクタは、前記光照射部に固定されており、前記光照射部は、前記昇圧部内に位置する回転中心点を中心に、前記昇圧部に対して回転可能に構成され、前記高電圧側の給電線が、前記回転中心点を支点として回転するように配置されていることを特徴とする紫外線治療器用光源装置である。
第５の手段は、第１の手段ないし第４の手段のいずれか１つの手段において、前記光照射部または前記昇圧部に冷却ファンを設け、該冷却ファンによって発生した冷却風を前記光照射部の内部空間と前記昇圧部の内部空間に流通させて、前記エキシマランプおよび前記トランスを冷却することを特徴とする紫外線治療器用光源装置である。

請求項１および請求項２に記載の発明によれば、第１に、エキシマランプを収納する光照射部とトランスを収納する昇圧部が離れていないので、エキシマランプとトランス間を接続する高電圧側給電線を短くでき、エキシマランプに印加される矩形波電圧が、極性が変わる部分において波形が緩慢にならず急峻な状態を保つことができ、発光効率がよく、紫外線出力が低下することなく、常に最適な紫外線を放射することができ、良好な治療を行うことができる。
第２に、昇圧部が可動支持部に固定され、光照射部が昇圧部に対して回転するように構成されているので、可動支持部を動かすことにより、光照射部を治療する人体の患部付近まで持っていくことができ、さらに、光照射部を回転させることにより、最適な位置に光照射部を持っていくことができる。また、重量のある昇圧部が可動支持部に固定され、昇圧部に比べ軽量の光照射部のみが回転する構造となっているので、光照射部を容易に回転することができ、位置調整を確実容易に行うことができ、患部に対して最適な位置に光照射部を位置決めすることができる。
第３に、高電圧側給電線が、連通した光照射部の内部空間と昇圧部の内部空間に配置されており、人体と高電圧側給電線とは光照射部および昇圧部のケーシングによって完全に隔離され、高電圧側給電線と人体との距離を十分にとることができるので、感電することを防止することができる。
第４に、光照射部が、昇圧部から光照射部の方向に向かう中心軸を中心に、昇圧部に対して回転して、光照射部を患者の治療部の最適な位置に持っていくことができる。このとき、高電圧側給電線が、光照射部の内部空間および昇圧部の内部空間の中心軸Ｌに沿って配置されているので、光照射部を回転しても、高電圧側給電線の回転を阻害することがない。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１および請求項２に記載の発明の効果に加えて、請求項２に記載の発明において必要とされていた低電圧側給電線が不要となり、光照射部が回転しても、給電線が何ら干渉することがないので、簡単な構造で、光照射部を昇圧部に対してより一層容易に回転させるとができる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１および請求項２に記載の発明の第１から第３の効果に加えて、光照射部は昇圧部に対して回転中心点を中心に、回転させることができるので、光照射部を患者の治療部の最適な位置にもっていくことができる。また、光照射部を昇圧部に対して回転中心点を中心に回転させても、給電線は高電圧側給電線が回転中心点において回転するだけであるので、給電線の回転の阻害を生ずることがない。
請求項５に記載の発明によれば、請求項１ないし請求項４に記載の発明の効果に加えて、簡単な構造でエキシマランプとトランスの２つの発熱体を同時に冷却することができる。

本発明の第１の実施形態を図１および図２を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係る紫外線治療器用光源装置の構成を示す断面図であり、図１（ａ）は紫外線治療器用光源装置の側面断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａから見た紫外線治療器用光源装置の正面断面図である。
同図において、１は光照射部、２は昇圧部、３は昇圧部２を可動支持する可動支持部、４は光照射部１の前面に設けられ光を透過するために設けられる前面ガラス、５は光照射部１に収納されるエキシマランプ、６はエキシマランプ５から放射された光を前面ガラス４の方向に反射させるリフレクタ、７は光照射部１に設けられ、空気を取り入れるスリット、８は昇圧部２内に設けられ、電源２０における周波数コンバータから出力される高周波電圧を高電圧に昇圧するトランス、９は光照射部１のスリット７から流入された冷却風によってエキシマランプ５、リフレクタ６、トランス８を冷却して装置外に排気する冷却ファン、１０は光照射部１のケーシングの一部に設けられる結合部、１１は昇圧部２のケーシングの一部に設けられる結合部、１２は結合部１０と結合部１１とが回転自在に重なり合うように支持するベアリング、１３はトランス８からエキシマランプ５に給電する高電圧側給電線、１４は絶縁材料で構成され高電圧側給電線１３を保持する給電線保持部材、１５，１６，１７は光照射部１のケーシングおよび昇圧部２のケーシングを介して、エキシマランプ５からトランス８間に接続される低電圧側給電線、１８は光照射部１の内部空間、１９は昇圧部２の内部空間、２０は不図示の商用電源からの商用周波数を高周波に変換する周波数コンバータ等を内蔵する電源、２１は給電線保持部材１４に設けられる貫通孔、２２は給電線保持部材１４に設けられる風穴である。

なお、図１（ｂ）および後述する図３（ｂ）、図４（ｂ）には、スリット７が記載されているが、実際はリフレクタ６によってスリット７を見ることはできない。

図１に示すように、この紫外線治療器用光源装置は、内部にエキシマランプ５とリフレクタ６が配置された光照射部１と、内部にエキシマランプ５を点灯させるためのトランス８が配置された昇圧部２を有するものである。エキシマランプ５は、リフレクタ６に取り付けられ、そのリフレクタ６は、適宜の固定機構より光照射部１に固定されている。また、昇圧部２は可動支持部３に固定されている。光照射部１と昇圧部２を構成するそれぞれのケーシングの一部である結合部１０，１１がベアリング１２を介して互いに重なり合い、光照射部１の内部空間１８と昇圧部２の内部空間１９が連通した状態となっている。トランス８からエキシマランプ５への高電圧は供給する高電圧側給電線１３は内部空間１８，１９内に配置されており、エキシマランプ５からトランス８に帰電する低電圧側給電線１５，１６，１７は光照射部１および昇圧部２のケーシングを介して接続されている。

図２は、給電線保持部材１４の詳細な構成を示す図である。図１に示すように、昇圧部２の結合部１１は円筒状になっているので、その円筒状になっている部分の両端側の内部には、図２に示すような給電線保持部材１４が設けられている。給電線保持部材１４の中心の貫通孔２１には高電圧側給電線１３が挿入され、貫通孔２１の周囲には冷却風が通る風穴２２が設けられている。

本実施形態の紫外線治療器用光源装置によれば、給電線保持部材１４を用いて高電圧側給電線１３が、昇圧部２から光照射部１の方向に向かう中心軸Ｌに沿って配置される。その結果、光照射部１は、昇圧部２から光照射部１の方向に向かう高電圧側給電線１３が配置された中心軸Ｌを中心に、昇圧部２に対して回転させることができ、光照射部１を患者の治療部の最適な位置にもっていくことができる。

なお、昇圧部２内部には冷却ファン９が設けられているが、冷却ファン９は、昇圧部２側に設ける場合に限られず、昇圧部２側に設けたスリットから冷却風を流入させ、光照射部１側に設けた冷却ファンによって排気するようにしてもよい。

本実施形態の紫外線治療器用光源装置によれば、以下に示すような利点を有する。
第１に、エキシマランプ５を収納する光照射部１とトランス８を収納する昇圧部２が離れていない。そのため、エキシマランプ５とトランス８間を接続する高電圧側給電線１３を短くでき、エキシマランプ５に印加される矩形波電圧が、極性が変わる部分において波形が緩慢にならず急峻な状態を保つことができる。即ち、矩形波の立ち上がり部分の時間当たりの電圧の傾きが大きな状態を保つことができ、発光効率がよく、紫外線出力が低下することなく、常に最適な紫外線を放射することができ、良好な治療を行うことができる。

第２に、昇圧部２が可動支持部３に固定され、光照射部１が昇圧部２に対して回転するように構成されている。その結果、可動支持部３を動かすことにより、光照射部２を治療する人体の患部付近まで持っていくことができ、さらに、光照射部１を回転させることにより、最適な位置に光照射部１を持っていくことができる。そして、重量のある昇圧部２が可動支持部３に固定され、昇圧部２に比べ軽量の光照射部１のみが回転する構造となっているので、光照射部１を容易に回転させることができ、位置調整を確実容易に行うことができ、患部に対して最適な位置に光照射部１を位置決めすることができる。

第３に、高電圧側給電線１３が、連通した光照射部１の内部空間１８と昇圧部２の内部空間１９に配置されており、人体と高電圧側給電線１３とは光照射部１および昇圧部２のケーシングによって完全に隔離され、高電圧側給電線１３と人体との距離を十分にとることができるので、感電することを防止することができる。
なお、トランス８まで低電圧の電力を持ってくるので、トランス８までに高電圧にならない給電線を使用するために、人体の近くにその給電線が位置しても、重篤な感電のおそれがない。

第４に、光照射部１が、昇圧部２から光照射部１の方向に向かう中心軸Ｌを中心に、昇圧部２に対して回転して、光照射部１を患者の治療部の最適な位置に持っていくことができる。このとき、高電圧側給電線１３が、光照射部１の内部空間１８および昇圧部２の内部空間１９の中心軸Ｌに沿って配置されているので、光照射部１を回転しても、高電圧側給電線１３の回転を阻害することがない。

第５に、昇圧部２に冷却ファン９が設けられており、光照射部１のスリット７から流入された冷却風は、エキシマランプ５およびリフレクタ６を冷却し、さらに、給電線保持部材１４の風穴２２を通り、昇圧部２に流れこみ、トランス８を冷却して、冷却ファン９により装置外に排気される。簡単な冷却構造で、エキシマランプ５とトランス８の２つの発熱体を同時に冷却することができる。

次に、本発明の第２の実施形態を図３を用いて説明する。
図３は、本実施形態の発明に係る紫外線治療器用光源装置の構成を示す断面図であり、図３（ａ）は紫外線治療器用光源装置の側面断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａから見た紫外線治療器用光源装置の正面断面図である。
同図において、２３は、昇圧部２の結合部１１の延長上に設けられ、エキシマランプ５の一端部を挟持するようにして固定する固定部である。固定部２３は、エキシマランプ５の一端部を固定すると共に、エキシマランプ５の低電圧側と一体に構成されているので、固定部２３、結合部１１、および低電圧側給電線１７を介して、エキシマランプ５とトランス８間の低電圧側が接続される。
なお、その他の構成は図１に示した同符号の構成に対応するので説明を省略する。

本実施形態の紫外線治療器用光源装置によれば、エキシマランプ５と昇圧部２とが一体に構成されているので、エキシマランプ５に対して、光照射部１が回転し、図１に示した第１の実施形態の紫外線治療器用光源装置において必要とされていた低電圧側給電線１５，１６が不要となり、光照射部１が回転しても、給電線が何ら干渉することがないので、簡単な構造で、光照射部１を昇圧部２に対して回転させるとができる。

さらに、本実施形態の紫外線治療器用光源装置は、第１の実施形態において述べた第１から第５の利点も併せ持つ。

次に、本発明の第３の実施形態を図４および図５を用いて説明する。
図４は、本実施形態の発明に係る紫外線治療器用光源装置の構成を示す断面図であり、図４（ａ）は紫外線治療器用光源装置の側面断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａから見た紫外線治療器用光源装置の正面断面図である。
同図において、２４は昇圧部２の光照射部１に対向する端部に設けられるケーシングの一部を構成する円弧状部、２５は円弧状部２４に設けられる開口部、２６は光照射部１の昇圧部２に対向する端部に設けられ、円弧状部２４に対して回転摺動するケーシングの一部を構成する摺動部、２７は光照射部１が昇圧部２に対して回転する回転中心点である。
なお、その他の構成は図１に示された同符号の構成に対応するので説明を省略する。

図５は、給電線保持部材１４の詳細な構成を示す図であり、給電線保持部材１４は、外観が四角形状に構成されており、給電線保持部材１４の中心の貫通孔２１には高電圧側給電線１３が挿入され、貫通孔２１の周囲には冷却風が通る風穴２２が設けられている。

これらの図に示すように、光照射部１を構成するケーシングの一部である摺動部２６は、昇圧部２を構成しているケーシングの一部である円弧状部２４と互いに重なり合う構成され、回転中心部２７を中心に、円弧状部２４に対して摺動するように、図示矢印方向に回転する。また、光照射部１の内部空間１８と昇圧部２の内部空間１９は連通した状態となっており、トランス８からエキシマランプ５への高電圧は供給する高電圧側給電線１３は、内部空間１９、開口部２５、貫通孔２１、内部空間１８内に配置され、エキシマランプ５からトランス８に帰電する低電圧側給電線１５，１６，１７は光照射部１および昇圧部２のケーシングを介して接続されている。

本実施形態の紫外線治療器用光源装置によれば、光照射部１は昇圧部２に対して回転中心点２７を中心に、回転させることができるので、光照射部１を患者の治療部の最適な位置にもっていくことができる。また、光照射部１を昇圧部２に対して回転中心点２７を中心に回転させても、給電線は高電圧側給電線１３が回転中心軸２７において回転するだけであるので、給電線の回転の阻害を生ずることがない。

さらに、本実施形態の紫外線治療器用光源装置は、第１の実施形態において述べた第１から第３および第５の利点も併せ持つ。

第１の実施形態の発明に係る紫外線治療器用光源装置の構成を示す断面図である。 図１に示す給電線保持部材の詳細な構成を示す図である。 第２の実施形態の発明に係る紫外線治療器用光源装置の構成を示す断面図である。 第３の実施形態の発明に係る紫外線治療器用光源装置の構成を示す断面図である。 図４に示す給電線保持部材の詳細な構成を示す図である。 従来技術に係るの紫外線治療器の構成を示す図である。 紫外線治療器に用いられるエキシマランプの具体的構成を示す図である。

符号の説明

１ 光照射部
２ 昇圧部
３ 可動支持部
４ 前面ガラス
５ エキシマランプ
６ リフレクタ
７ スリット
８ トランス
９ 冷却ファン
１０ 結合部
１１ 結合部
１２ ベアリング
１３ 高電圧側給電線
１４ 給電線保持部材
１５，１６，１７ 低電圧側給電線
１８ 内部空間
１９ 内部空間
２０ 電源
２１ 貫通孔
２２ 風穴
２３ 固定部
２４ 円弧状部
２５ 開口部
２６ 摺動部
２７ 回転中心点

Claims (5)

1. 内部にエキシマランプとリフレクタが配置された光照射部と、内部に前記エキシマランプを点灯するための電力を供給するトランスが配置された昇圧部とを有し、
   前記昇圧部は可動支持部に固定され、
   前記光照射部と前記昇圧部を構成するそれぞれのケーシングの一部が互いに重なり合い、前記光照射部が前記昇圧部に対して回転可能に構成され、
   前記光照射部の内部空間と前記昇圧部の内部空間が連通するように構成され、
   前記トランスから前記エキシマランプへ電力を供給するための高電圧側の給電線が、前記連通された内部空間内に配置されていることを特徴とする紫外線治療器用光源装置。
2. 前記エキシマランプと前記リフレクタは、前記光照射部に固定されており、
   前記光照射部は、前記昇圧部から光照射部方向に向かう中心軸を中心に、前記昇圧部に対して回転可能に構成され、
   前記高電圧側の給電線が、前記中心軸に沿うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の紫外線治療器用光源装置。
3. 前記エキシマランプは、前記昇圧部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の紫外線治療器用光源装置。
4. 前記エキシマランプと前記リフレクタは、前記光照射部に固定されており、
   前記光照射部は、前記昇圧部内に位置する回転中心点を中心に、前記昇圧部に対して回転可能に構成され、
   前記高電圧側の給電線が、前記回転中心点を支点として回転するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の紫外線治療器用光源装置。
5. 前記光照射部または前記昇圧部に冷却ファンを設け、該冷却ファンによって発生した冷却風を前記光照射部の内部空間と前記昇圧部の内部空間に流通させて、前記エキシマランプおよび前記トランスを冷却することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つの請求項に記載の紫外線治療器用光源装置。