JP2014144035A - 光照射装置及び光照射治療・予防装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、筐体内の熱を効率的に筐体の外部に放出することができる光照射装置及び光照射治療・予防装置を得る。
【解決手段】本発明の光照射装置１は、光源２と、反射傘１０と、該反射傘１０に熱伝導可能に接続する放熱部７と、光源２を格納する筐体８とを備え、該筺体８は、内側と外側とを貫通する放出部２４を有して外側に突出して設けられる膨出部２３を備え、該膨出部２３は、内側で放熱部７を収容するという構成を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光源を備える光照射装置及び光照射治療・予防装置に関する。

従来より、被照射体に光を照射するための光照射装置として、様々なものが提案されている。この光照射装置の一例として、光源と、該光源を取り囲むように反射面が設けられ、光源から出射される光を被照射体に向けて反射する反射傘（特許文献１では、「反射部材」）と、該反射傘の裏面に一体的に形成された放熱部（特許文献１では、「第１放熱手段」）とを備える光照射装置がある（特許文献１参照）。

特開２００６−３０８７７５号公報

光源から光が放射されると、光源自体が発熱するとともに、光源から放射された光を受けて反射傘も熱せられる。筐体内に熱がこもり、光源自体の温度が下がらず、このままでは、その性能を十分に発揮することができない。そのため、筐体内の熱を外部に放出する必要がある。

具体的には、光照射装置を光線治療器として用いる場合、光源として閃光放電管を用いて、連続発光させることがあるが、連続発光する時間が長かったり、連続発光の間欠時間が短かったりすると、反射傘に熱が蓄積され、反射傘が高温になる。この影響により、閃光放電管の温度が下がらず、閃光放電管が点灯しにくくなる。よって冷却のための動作禁止時間を設定するなどの対応が必要となり、使用者が不便を感じることがあった。

そこで、本発明は、かかる事情に鑑み、筐体内の熱を効率的に筐体の外部に放出することができる、光照射装置及び光照射治療・予防装置を提供することを目的とする。

本発明の光照射装置は、光源と、該光源から放射される放射光を被照射体に向けて反射する反射部と、光源を格納する筐体と、を備える光照射装置であって、反射部に熱伝導可能に接続する放熱部を更に備え、前記筐体は、外側に突出して設けられ、内側と外側とを貫通する放出部を有する膨出部を備え、前記膨出部は、内側で放熱部を収容するという構成を有している。

かかる構成によれば、膨出部が外側に突出して設けられ、放熱部がその内側に収容されていることにより、外部と熱交換しやすくなっており、光源が発光することに伴い反射部に蓄積される熱は、その膨出部の内側と外側とを貫通する放出部を介して放熱部から外部に放出されやすくなっている。よって、筐体内の熱を効率的に筐体の外部に放出することができ、使用時の冷却時間を短縮できる。

また、請求項２記載の発明において、反射部から放熱部に熱伝導可能な熱伝導部を備え、該熱伝導部は、反射部から放出部まで連続して形成されることが好ましい。

かかる構成によれば、光源が発光することに伴い反射部に蓄積される熱は、熱伝導部に熱伝導されて放熱部に導かれ、放熱部から放熱される。よって、筐体内における光源の位置に関わらず、効率的に筐体の外部に熱を放出することができる。

また、請求項３記載の発明において、前記反射部は、被照射体に向けて放射光を反射する反射面を有し、該反射面には、可視光を反射して赤外線を透過する光学多層膜と、赤外線を吸収する赤外線吸収層とが形成されていることが好ましい。

かかる構成によれば、光源から放射される放射光は、反射部の光学多層膜で可視光を被照射体に反射し、赤外線を赤外線吸収層に透過する。光学多層膜を透過した赤外線は、赤外線吸収層で吸収される。よって、光源が発光することにより発生する熱は、高い効率で反射部から熱伝導部に熱伝導され、放熱部から筐体の外部に放出させやすくなる。

また、請求項４記載の発明において、光を透過する透過部材を備え、前記光源は、透過部材の透過面に接する直線より被照射体側に配置され、前記反射部は、前記直線より透過部材の被照射体側と反対側に向かう放射光を透過部材に反射する第１反射部と、前記直線より被照射体側に向かう放射光を第１反射部に反射する第２反射部と、を備え、前記放熱部は、反射部の第１反射部と一体に成形されることが好ましい。

かかる構成によれば、第１反射部は、第２反射部と比較して、第２反射部から誘導される放射光と、光源から直接放射される放射光の両方の放射光が反射される分、放射光の熱的影響をより受けて高温になりやすい。熱伝導部は、その第１反射部と一体に成形されており、第２反射部からよりも第１反射部から熱が熱伝導されやすくなっている。そのため、より高温になりやすい第１反射部の熱が第２反射部の熱より筐体の外部に放出され、筺体内の熱が効率的に筺体の外部に放出され、使用時の冷却時間を短縮できる。

また、本発明の光照射治療・予防装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光照射装置から照射される光を生体の特定部位に照射することにより、治療又は予防する光照射治療・予防装置であって、光源から放射される光の光路上に配置され、光源から放射される放射光のうち、波長が５６６．５ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲内の放射光を透過させる波長透過部を備え、該波長透過部を透過させた透過光を生体の特定部位に照射可能であるという構成を有している。

かかる構成によれば、膨出部が外側に突出して設けられ、放熱部がその内側に収容されていることにより、外部と熱交換しやすくなっており、光源が発光することに伴い反射部に熱伝導される熱は、その膨出部の内側と外側とを貫通する放出部を介して放熱部から外部に放出しやすくなっている。よって、筐体内の熱を効率的に筐体の外部に放出することができ、使用時の冷却時間を短縮できる。

また、５６６．５ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲内の波長は、炎症性サイトカインの産生を抑制する働きを有し、波長透過部は、この波長の放射光を透過させる。そのため、当該装置は、各種疾患（例えば、炎症や肌荒れなど）を予防したい部位又は罹患した部位にこの波長の光を照射することができ、炎症性サイトカインの産生を抑制することができる。そして、炎症性サイトカインの産生が抑制されることによって、例えば、炎症性疾患は、その罹患が予防され、罹患時の症状が軽減され、又は、炎症性疾患が抑制される。

本発明の光照射装置及び光照射治療・予防装置によれば、筐体内の熱を効率的に筐体の外部に放出することができ、使用時の冷却時間を短縮できる。

本発明の実施形態に係る光照射治療・予防装置の外観図 同実施形態に係る光照射治療・予防装置の断面図 同実施形態に係る光照射治療・予防装置の光源ユニットと膨出部との分解斜視図 同実施形態に係る光照射治療・予防装置に用いたバンドパスフィルタの透過光の分光特性を示すグラフ 他の実施形態に係る光照射治療・予防装置の後部の拡大断面図

本発明の一実施形態に係る光照射治療・予防装置について、図面を参酌しつつ、説明する。まず、同実施形態に係る光照射治療・予防装置の構成について、図１〜図４を参酌しつつ説明する。同実施形態に係る光照射治療・予防装置１は、主に、炎症性疾患の罹患を予防し又は罹患時の当該疾患の症状を軽減する予防治療を受ける被治療者や、炎症性疾患を抑制することにより炎症性疾患の治療を受ける被治療者（患者）などを治療するための光照射装置の一例である。

同実施形態に係る光照射治療・予防装置１は、図１及び図２に示すように、光源２と、該光源２から放射される放射光を被照射体に向けて反射する反射部材３と、光源２から放射される放射光のうち、波長が特定の範囲内の放射光を透過させる波長透過部４と、該波長透過部４を透過した光を被照射体に透過させる透過部材５と、反射部材３（の一部）に一体に成形される熱伝導部６と、該熱伝導部６に熱伝導された熱を放熱する放熱部７と、光源２を格納する筐体８と、光源２の発光を制御する発光制御部９とを備える。

本実施形態に係る光照射治療・予防装置１において、図２に示すように、光源２と、該光源２から放射される放射光を一方に向けて反射する反射傘１０（本発明の「反射部」に相当し、反射部材３の一部）と、波長透過部４と、該波長透過部４に向けて入射する光の入射角度を整合するために、反射傘１０の開口部に取り付けられるフレネルレンズ１１と、熱伝導部６と、放熱部７とは、光源ユニット１２を構成する。

光源２は、炎症性サイトカインの産生を抑制するために使用者の生体の予防したい部位又は罹患した部位に照射する光源となる。光源２は、例えば、キセノン放電管やハロゲン放電管などの閃光放電管であって、特に、本実施形態では、キセノン放電管を用いる例を説明する。

なお、光源２は、図２に示すように、２つの透過面１３，１４を有する透過部材５の一方の透過面１３（後述する「第１の透過面１３」）に接する直線(１点鎖線で図示する)より被照射体側に配置されている。光源２を透過部材５の第１の透過面１３に接する直線より被照射体側に配置するのは、光源２から放射される放射光のうち、第１の透過面１３に直接入射する光が第１の透過面１３に直接入射しないようにするためである。当該直接光の一部が第１の透過面１３に入射することを無視できる、若しくは、考慮する必要のなく、その一部の直接光が第１の透過面１３に入射し、残りの直接光が入射しないのであれば、直線より被照射体側と反対側に配置されることを妨げるものではない。このような場合も本願発明の「光源２は、透過部材５の第１の透過面１３に接する直線より被照射体側に配置される」ものと解する。

反射傘１０は、透過部材５（第１の透過面１３）に接する直線より透過部材５の被照射体側と反対側（装置内側）に向かう放射光を透過部材５に反射する第１反射部１５と、前記直線より被照射体側に向かう放射光を第１反射部１５に反射する第２反射部１６と、を備える。第１反射部１５は、透過部材５の第１の透過面１３に面するように配置され、第２反射部１６は、透過部材５の第１の透過面１３に面しないように配置され、第１反射部１５に面するように配置される。

第１反射部１５及び第２反射部１６は、被照射体に向けて放射光を反射する反射面を有し、該反射面には、可視光を反射して赤外線を透過する光学多層膜と、赤外線を吸収する赤外線吸収層とが形成されている。本実施形態に係る赤外線吸収層は、着色アルマイト層である例を説明する。光源２から放射される放射光は、第１反射部１５及び第２反射部１６の反射面の光学多層膜で可視光を被照射体側に反射し、赤外線を赤外線吸収層に透過する。光学多層膜を透過した赤外線は、赤外線吸収層で吸収される。よって、光源２が発光することにより発生する熱は、高い効率で第１反射部１５及び第２反射部１６の反射面から熱伝導部６に熱伝導され、放熱部７から筐体８の外部に放出させやすくなる。

フレネルレンズ１１は、波長透過部４が入射角依存性を有するフィルタを用いる場合に用いられ、光源２から入射される入射角度が使用する波長透過部４の許容可能な角度以内となるように設けられている。なお、フレネルレンズ１１は、例えば、入射角依存性がない色ガラスフィルターなどを用いる場合であれば、省略することもできる。

熱伝導部６は、熱伝導可能な材料で成形されており、本実施形態では、アルミニウム又はアルミニウム合金で成形される。熱伝導部６は、反射傘１０から後述する放出部２４までの筺体８内の経路に沿った形状に連続して成形されている。熱伝導部６の一端側は、反射傘１０の第１反射部１５と第２反射部１６とに一体となっている。つまりは、熱伝導部６の一端側には、第１反射部１５及び第２反射部１６の曲面形状の内面を有する断面視Ｕの字状の穴を成形している。熱伝導部６の他端側には、放熱部７が設けられる。熱伝導部６は、第１反射部１５に近い部分の方が第２反射部１６に近い部分より体積が大きくなるように成形して、他端側に熱を熱伝導する熱伝導容量を大きくしている。また、熱伝導部６は、第１反射部１５及び第２反射部１６の内側に光源２を配置すべく、光源２を挿入可能な挿入孔１７（図３参照）を備えている。

放熱部７は、一定の間隔を開けて熱伝導部６に一体に成形されている複数のフィンからなる。各フィンは、上下方向に長い直方体形状に形成されている。そのため、各フィンの間には、空気が流れる流路が上下方向に形成される。なお、各フィンの形状は、このような形状に限定されるものではなく、棒状であってもよいし、左右方向に長い直方体形状であってもよい。

反射部材３は、前述の光源ユニット１２の第１反射部１５及び第２反射部１６と、放射光を第１の透過面１３に反射する第３反射部１８と、放射光を第１の透過面１３と対向する透過面１４（後述する「第２の透過面１４」）に反射する第４反射部１９及び第５反射部２０とを備える。

波長透過部４は、光源２から放射された放射光の、１以上の特定の波長、又は、１以上の特定範囲の波長の放射光のみを透過する光学フィルタである。本実施形態に係る光学フィルタは、特定範囲の波長（帯）の放射光のみを選択的に透過するバンドパスフィルタ（干渉フィルタ）を例に説明する。

波長透過部４は、光源２から放射されて透過部材５を透過する光の光路上に配置され、光源２から放射される放射光のうち、波長が５６６．５ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲内の放射光を透過させる。この範囲外の波長の光は、波長透過部４に吸収され又は反射されるなどして、光源ユニット１２に熱的な影響を与え、結果的に熱に変換されて熱伝導部６に熱伝導される。また、図４に図示する各バンドパスフィルタを透過した透過光の分光特性（分光透過率）のグラフからわかるように、この波長範囲の下限値は、（図４の実線Ｃでその分光特性を示す）中心波長６００ｎｍのバンドパスフィルタＣを透過する透過光の透過率が最大となる波長（実線Ｃ上のｂ点に対応する波長５６６．５ｎｍ）の透過率の２分の１（半分）となる短波長側の波長（実線Ｃ上のａ点に対応する波長）である。上限値は、可視光の最大波長である。中心波長６００ｎｍのバンドパスフィルタＣは、ｈＶＥＧＦ（血管内皮細胞増殖因子）の産生量を抑制する働きがある波長を透過する光学フィルタである。また、この中心波長６００ｎｍのバンドパスフィルタＣより短波長側の（図４の実線Ｂでその分光特性を示す）中心波長５００ｎｍのバンドパスフィルタＢは、ｈＶＥＧＦの産生量を抑制する効果が低いと考えられる。よって、中心波長６００ｎｍのバンドパスフィルタＣの短波長側の波長ａは、炎症性サイトカインを抑制する働きがある下限値であると評価できる。また、近赤外線（波長７８０ｎｍ超）は、使用者に照射する際に熱的な影響が大きいため、波長透過部４は、この近赤外線に至るまでの可視光線（波長７８０ｎｍ以下）の上限値を上限とされている。

透過部材５は、波長透過部４を透過した透過光を生体の特定部位に照射する。透過部材５は、前述のとおり、２つの透過面１３，１４を備え、一方の透過面１３（第１の透過面１３）は、生体の特定部位を上方から照射し、他方の透過面１４（第２の透過面１４）は、生体の特定部位を下方から照射する。

筺体８は、図１及び図２に示すように、第１の透過面１３及び第２の透過面１４が対向して配置されて形成され、この間に挿入された生体の特定部位に上下方向から光を照射する光照射部２１と、該光照射部２１を覆うケーシング２２と、ケーシング２２の外側に凸状に突出して設けられる膨出部２３とを有する。

膨出部２３は、外側に向かって直方体形状に膨出して形成されている。膨出部２３は、放熱部７との間に一定の隙間が形成される大きさを有し、その内側で放熱部７を収容する。つまり、膨出部２３の内面と放熱部７との間には、空気が流れる流路が形成されている。膨出部２３は、熱を外部に放出する放出部２４を有し、放出部２４は、膨出部２３の内側と外側とを貫通する窓２５，２６である。窓２５，２６は、放熱部７のフィンに対向して配置されている。窓２５，２６は、ケーシング２２の背面側における膨出部２３の面に設けられる複数の第１の窓２５と、ケーシング２２の上面側における膨出部２３の面に設けられる複数の第２の窓２６とを備える。複数の第１の窓２５は、主に、筺体８の内部の空気を外部に排気する排気窓として機能し、複数の第２の窓２６は、主に、筺体８の外部の空気を内部に吸気する吸気窓として機能する。

発光制御部９は、光源２の発光条件の設定を受け付けるとともにその発光条件で光源２を発光させる。

次に、本発明の実施形態に係る光照射治療・予防装置１の操作方法について、説明する。

まず、手などの生体の特定部位が光照射部２１に挿入され、発光スイッチが押されると、光源２が光を発光する。光源２から放射された光は、反射部材３を介して第１の透過面１３から特定部位の上方に照射され、第２の透過面１４から特定部位の下方に照射される。

そして、光源２が発光することに伴い反射傘１０（反射部）に蓄積される熱は、当該反射傘１０に一体成形された熱伝導部６に熱伝導し、放熱部７から放熱される。膨出部２３は、外側に突出して設けられ放熱部７がその内側に収容されていることにより、外部と熱交換する面積が広くなっており、且つ、放出部２４を介して放熱部７から外部に放出しやすくなっている。よって、筺体８内における光源２の位置に関わらず、効率的に筺体８の外部に熱を放出することができる。

また、本実施形態に係る反射傘１０は、従来技術のように板材を折り曲げて断面視Ｕの字状に形成された反射傘と比較して、その加工精度が向上し、且つその剛性が増すことにより、反射曲面形状の精度が向上する。そのため、精密な反射曲面が求められる反射傘１０を備える光照射装置に適している。

また、当該装置は、各種疾患（例えば、炎症や肌荒れなど）を予防したい部位又は罹患した部位に波長透過部４を透過した透過光を照射することにより、炎症性サイトカインの産生を抑制することができる。そして、炎症性サイトカインの産生が抑制されることによって、例えば、炎症性疾患は、その罹患が予防され、罹患時の症状が軽減され、又は、炎症性疾患が抑制される。

なお、本発明に係る光照射治療・予防装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、上記実施形態に係る光照射治療・予防装置１は、手に照射する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、炎症性サイトカインの産生の抑制を予防したい他の生体の部位又は罹患した他の生体の部位に照射するようにしてもよく、その生体の部位は、肩や腰、足、全身などどのような場所に照射されるような場合であってもよい。また、人間に照射する場合に限定されるものではなく、人間以外の動物などの生体に対し、治療のために光を当該特定部位に照射するようにしてもよい。これらの場合は、本実施形態に係る光照射治療・予防装置１の構造に限定されず、適宜、照射する生体の特定部位に適した構造とすることを妨げるものではない。

また、上記実施形態に係る光照射治療・予防装置１は、上記治療・予防目的に炎症性サイトカインの産生の抑制を予防したい生体の部位又は罹患した生体の部位に照射する例を説明したが、これに限定されるものではなく、他の用途に用いられる光照射装置に適用されてもよい。

また、上記実施形態に係る光照射治療・予防装置１は、熱伝導部６が第１反射部１５と第２反射部１６とに一体成形されている例を説明したが、これに限定されるものではない。熱伝導部２７は、図５に示すように、反射傘１０の第１反射部１５のみに一体に成形されていてもよい。つまり、熱伝導部２７は、反射傘１０の第２反射部１６と別体となっている。第１反射部１５は、第２反射部１６と比較して、第２反射部１６から誘導される放射光と、光源２から直接放射される放射光の両方の放射光が反射される分、放射光の熱的影響をより受けて高温になりやすい。熱伝導部２７は、その第１反射部１５と一体に成形されており、第２反射部１６からよりも第１反射部１５から熱が熱伝導されやすくなっている。そのため、より高温になりやすい第１反射部１５の熱が第２反射部１６の熱より優先的に筐体８の外部に放出され、筺体８内の熱が効率的に筺体８の外部に放出される。また、熱伝導部２７の加工が容易になる効果もある。なお、第２反射部１６に蓄積される熱は、別途熱伝導部を独立して設けてもよいし、前述の熱伝導部２７に熱伝導して放熱するようにしてもよい。

また、上記実施形態に係る光照射治療・予防装置１は、波長透過部４にバンドパスフィルタを用いる例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ショートパスフィルタ（長波長カットフィルタ）とロングパスフィルタ（短波長カットフィルタ）との組み合わせにより、入射された入射光の特定範囲の波長を選択して透過させるものであってもよい。

また、上記実施形態に係る光照射治療・予防装置１は、円筒形状の閃光放電管を用いる例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、光源は、軸方向に直列に配列された２以上の（閃光）放電管又は直線状に配列させた複数のＬＥＤであってもよく、透過部材の幅方向の延長に対応するようにしてもよい。

また、上記実施形態に係る光照射治療・予防装置１は、透過部材５を透過面１３，１４が平面形状である例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、透過部材の透過面は、奥行き方向に対して丸みを帯びた円弧状であってもよいし、半円状であってもよい。

また、上記実施形態に係る光照射治療・予防装置１は、赤外線吸収層が着色アルマイト層である例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、赤外線吸収層は、熱吸収塗料を塗布して形成された層であってもよし、熱線吸収ガラスを積層させた層であってもよい。

また、上記実施形態に係る光照射治療・予防装置１は、熱伝導部６が反射傘１０（反射部）と一体成形される例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、熱伝導部は、反射部に熱伝導可能に接続されておれば、どのような手段で接続されていてもよい。例えば、反射部と熱伝導部とが同一材質からなる部品であって、これらの部品を溶接や接着することにより一体に成形したものであってもよい。

本発明に係る光照射装置及び光照射治療・予防装置は、光源と、該光源から放射される放射光を被照射体に向けて反射する反射部と、光源を格納する筐体と、を備える光照射装置であって、反射部に熱伝導可能に接続する放熱部を更に備え、筐体は、外側に突出して設けられ、内側と外側とを貫通する放出部を有する膨出部を備え、該膨出部は、内側で放熱部を収容する構成を有することによって、筐体内の熱を効率的に筐体の外部に放出することが必要な用途に適用することができる。

１ 光照射治療・予防装置
６ 熱伝導部
７ 放熱部
２３ 膨出部
２４ 放出部

Claims (5)

1. 光源と、該光源から放射される放射光を被照射体に向けて反射する反射部と、光源を格納する筐体と、を備える光照射装置であって、反射部に熱伝導可能に接続する放熱部を更に備え、前記筐体は、内側と外側とを貫通する放出部を有して、外側に突出して設けられる膨出部を備え、該膨出部は、内側に放熱部を収容することを特徴とする光照射装置。
2. 反射部から放熱部に熱伝導可能な熱伝導部を備え、該熱伝導部は、反射部から放出部まで連続して形成される請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記反射部は、被照射体に向けて放射光を反射する反射面を有し、該反射面には、可視光を反射して赤外線を透過する光学多層膜と、赤外線を吸収する赤外線吸収層とが形成されている請求項１又は請求項２に記載の光照射装置。
4. 光を透過する透過部材を備え、前記光源は、透過部材の透過面に接する直線より被照射体側に配置され、前記反射部は、前記直線より透過部材の被照射体側と反対側に向かう放射光を透過部材に反射する第１反射部と、前記直線より被照射体側に向かう放射光を第１反射部に反射する第２反射部と、を備え、前記放熱部は、反射部の第１反射部に熱伝導可能に接続される請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光照射装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光照射装置から照射される光を生体の特定部位に照射することにより、治療又は予防する光照射治療・予防装置であって、光源から放射される光の光路上に配置され、光源から放射される放射光のうち、波長が５６６．５ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲内の放射光を透過させる波長透過部を備え、該波長透過部を透過させた透過光を生体の特定部位に照射可能であることを特徴とする光照射治療・予防装置。

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