JP2016073342A - 生体刺激装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照射面の温度を必要以上に上昇させることなく、光刺激による一定の施術効果を得ることができる生体刺激装置を提供する。【解決手段】本発明は、光源４３からの光照射により生体を刺激する生体刺激装置である。この装置は、生体に接触する照射面４５の温度を検知する温度センサー４７と、温度センサー４７からの検知出力を受けて、照射面４５の温度が４２℃以下となるように光源４３の輝度を可変制御する輝度制御装置６３と、を備える。輝度制御手段６３は、光源４３の輝度を下させる制御を行なったときに、その輝度の低下に応じて光源４３からの照射時間を延長する構成を備えている。【選択図】図５

Description

本発明は、光源から生体に光を照射することで、その光の波長に応じた効能効果を得る生体刺激装置に関する。

人体に様々な波長の光を照射すると、その波長に応じた効能効果があることが多くの論文で実証されている。これを受けて、医療や美容の分野において様々な目的を有する施術機器が、光刺激の生体刺激装置として数多く開発されている。

例えば特許文献１では、ＬＥＤ（発光ダイオード）から赤色光または黄色光を出射して、生体である患者の繊維芽細胞を刺激する施術機器が開示されている。また別な特許文献２には、１乃至２種類の波長の光を、生体組織に刺激光として照射する考えが示されている。

特開２０１３−１４６５２８号公報 特開２０１２−９５８０３号公報

上記背景技術において、一般的な小型ＬＥＤを光源として利用した低出力機器では、光源からの自己発熱をさほど問題にすることはなかったが、近年は光出力を増やして効率を上げるために、大電力のＬＥＤが利用されるようになっている。しかし、発熱する光源の消費電力の大幅な増加により、生体に対する必要以上の温度上昇が想定されるため、生体を保護する必要が出てきている。

また、もう一つの課題として、機器の使用開始時には、照射面温度が外気温と同じになっており、照射面を地肌に直接接触させて使用する必要性から、その接触時における「冷やっ」とした冷感が、利用者を不快にさせていた。

本発明は、こうした各課題を解決するためになされたものであり、照射面の温度を必要以上に上昇させることなく、光刺激による一定の施術効果を得ることができる生体刺激装置を提供することを、その第１の目的とする。

また、本発明の第２の目的は、生体を照射面に接触させたときの不快感を解消することが可能な生体刺激装置を提供することにある。

請求項１の発明は、光源からの光照射により生体を刺激する生体刺激装置において、前記生体に接触する照射面の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段からの検知出力を受けて、前記照射面の温度が４２℃以下となるように前記光源の輝度を可変制御し、前記光源の輝度を低下させる制御を行なったときに、その輝度の低下に応じて前記光源からの照射時間を延長する輝度制御手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は、前記温度検知手段を備えると共に、前記光源から前記照射面を通して光を照射する一乃至複数の光照射器と、前記光照射器と有線または無線で電気的に接続する操作器とを備え、前記温度検知手段からの検知出力を受けて、前記照射面の温度を常時監視し、その監視結果を出力する温度監視制御手段を前記操作器に備えたことを特徴とする。

請求項３の発明は、前記光源からの光照射により前記生体を刺激する前に、前記照射面を予熱できるように制御する予熱制御手段を備えたことを特徴とする。

請求項１の発明では、生体に接触する照射面の温度が、低温やけどを起こすとされる４４℃よりも低い４２℃を超えないように、輝度制御手段が光源の輝度を自動的に制御する。また、光源の輝度を低減させる制御が行われた場合は、施術効果にばらつきが出ないように、その低下した輝度の分を補って、光源から生体への照射時間を自動的に延長する。これにより、照射面の温度を必要以上に上昇させることなく、光源からの光刺激による一定の施術効果を得ることが可能になる。

請求項２の発明では、光照射器と電気的に接続した操作器側で、装置の使用中に照射面の温度を常時監視した結果が温度監視制御手段から出力され、表示や音声などで使用者に告知される。そのため、装置の誤動作や故障などで、照射面の温度が正しく制御できない状況になっても、温度監視制御手段からの出力により、使用者が異常発熱を認識することが可能となる。

請求項３の発明では、生体への光照射を行なう前に、冷感を感じない温度に照射面を予め加熱することで、使用者の生体地肌を照射面に接触させたときの不快感を解消することが可能となる。

本発明の好ましい一実施形態におけるワイヤード操作方式の生体刺激装置について、その外観構成を示す図である。 同上、双方向ワイヤレスリモコン方式の生体刺激装置について、その外観構成を示す図である。 同上、光源を予熱手段と兼用させた好ましいＬＥＤ照射器の要部縦断面図である。 同上、予熱手段として専用の発熱体を設けた好ましいＬＥＤ照射器の要部縦断面図である。 同上、ワイヤード操作方式の生体刺激装置について、その電気的構成を示すブロック図である。 同上、電源スイッチを操作した後のＬＥＤ輝度と照射面の温度の時間に対する変化を示すグラフである。 本実施形態におけるＬＥＤ輝度と照射面の温度の時間に対する変化を示すグラフである。 従来のＬＥＤ輝度と照射面の温度の時間に対する変化を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して、本発明における生体刺激装置の好適な実施形態について説明する。

先ず、図１および図２に基いて、装置の外観構成について説明する。これらの各図に共通して、１は操作器、２は光照射器としての移動自在なＬＥＤ照射器、３は操作器１と各ＬＥＤ照射器２とを電気的に接続する通信手段である。ここでは、１台の操作器１にｎ台のＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎを接続したものを示しているが、ＬＥＤ照射器２の数は特に限定されない。したがって、ｎは自然数となる。

図１は、通信手段３が可撓性ケーブルなどの有線であって、操作器１が各ＬＥＤ照射器２を直接操作する本体操作器１１となるワイヤード操作方式の生体刺激装置を示している。一方、図２は、通信手段３が無線であって、操作器１が各ＬＥＤ照射器２を遠隔操作するリモコン操作器１２となる双方向ワイヤレスリモコン方式の生体刺激装置を示している。したがって、図２に示すリモコン操作器１２と各ＬＥＤ照射器２には、通信手段３を通して無線での通信を可能にする送受信器（図示せず）がそれぞれ設けられる。本体操作器１１とリモコン操作器１２の外観構成は、何れも共通している。

操作器１の正面には、表示部２１と操作部３１がそれぞれ配設される。表示部２１は、何れも７セグメントのＬＥＤ表示器を組み合わせてなるタイマー表示体２２や、輝度表示体２３や、ＬＥＤ照射器温度表示体２４の他に、複数個のＬＥＤランプを並設した動作状況表示体２５を主な構成要素としている。また、操作部３１は表示部２１の下方に配置され、何れも押釦式の電源スイッチ３２と、タイマースイッチ３３と、モード切替スイッチ３４と、起動スイッチ３５と、を主な構成要素としている。なお、表示部２１はＬＥＤ以外の各種表示器を採用してもよい。同様に、操作部３１は押釦式以外の各種操作体を用いることができる。

図３は、好ましいＬＥＤ照射器２の要部縦断面図である。ここでは第１のＬＥＤ照射器２−１を代表例として示しているが、他のＬＥＤ照射器２−２〜２−ｎも同一構成である。同図において、４１は板状絶縁体の表面に微細な金属導体をパターン形成した配線基板、４２は配線基板４１の適所に実装されたＬＥＤであり、ここではＬＥＤ照射器２内に組み込まれた複数個のＬＥＤ４２を、生体に照射する光源４３としている。

各ＬＥＤ４２の照射方向には、ＬＥＤ照射器２の外部に露出した照射面４５を形成する光透過パネル４６が配設される。この光透過パネル４６は、図示しないＬＥＤ照射器２の外郭部材に装着される。ここでの照射面４５は、生体地肌に接触する生体接触面となるもので、装置の使用中に各ＬＥＤ４２から発した光が、光透過パネル４６を通して照射面４５に触れている生体に照射される構成となっている。

前記配線基板４１には、ＬＥＤ４２の他に、照射面４５の温度を検知するための温度検知手段となる温度センサー４７が実装される。温度センサー４７は、ＬＥＤ４２と共に、配線基板４１と透過パネル４６との間に形成したＬＥＤ照射器２の内部空間４８に配置されており、温度センサー４７の感熱部は、光透過パネル４６の照射面４５に対向する内側面４９に当接する。したがって、本実施形態の光透過パネル４６は、単に光透過性を有するだけでなく、温度センサー４７が照射面４５の温度変化を速やかに検知できるように、ＬＥＤ照射器２の外郭部材よりも熱伝導率の高い部材で構成される。

本実施形態で使用するＬＥＤ４２の発光波長は、特に限定されない。例えば赤色の光だけを発するＬＥＤ４２や、赤色以外の光だけを発するＬＥＤ４２の他に、青色，赤色，緑色の光をそれぞれ発するＬＥＤ４２を組み合わせてフルカラーを実現してもよい。さらに、青色の光を発するＬＥＤ４２と蛍光体を組み合わせた疑似白色を実現することもできる。また、赤外線や紫外線を含むあらゆる波長の光を照射できるものであれば、光源４３をＬＥＤ４２に限定する必要はない。但し本実施形態では、ＬＥＤ照射器２から発生する熱の抑制（出力調整）を主な目的としているので、光源４３はその出力に対して所定の係数で熱が発生するような、いわゆる発熱光源が求められる。

図３に示す光源４３は、生体刺激装置の使用開始前に事前発光して、その発熱により冷感を感じない温度（例えば、３５℃〜３７℃程度）に照射面４５を予熱する予熱手段を兼用している。この場合、予熱時にＬＥＤ照射器２からの漏光が使用者に影響を与えないように、ＬＥＤ照射器２を受電スタンドなどの収納器（図示せず）に収納したときに、少なくともＬＥＤ照射器２の照射面４５全体を収納器が覆うように構成するのが好ましい。これに対して、光源４３とは別に、予熱専用の発熱体５０を設けてもよい。図４は、そのようなＬＥＤ照射器２の要部縦断面図を示している。同図において、発熱体５０が付加されている以外は、図３に示すＬＥＤ照射器２の構成と共通している。

発熱体５０は例えば電熱素子などからなり、ＬＥＤ照射器２の内部空間４８において、配線基板４１の上部や光透過パネル４６の近傍に設けられる。そして予熱時には、光源４３と切替えて発熱体５０を通電し、光源４３による発光自体を停止させることで、ＬＥＤ照射器２からの漏光を防ぐことができる。代わりに、光源４３と発熱体５０を逐次切替えて交互に通断電させ、予熱中であることを光源４３の点滅でわかり易く使用者に表示することも可能である。

図５は、上述したワイヤード操作方式の生体刺激装置について、その電気的構成を示したものである。ここでのＬＥＤ照射器２は、第１のＬＥＤ照射器２−１だけを示しているが、他のＬＥＤ照射器２−２〜２−ｎも同一構成である。

ＬＥＤ照射器２に組み込まれた光源４３は、複数のＬＥＤ４２を直列接続して構成される。また温度センサー４７は、一個のＬＥＤ照射器２に対して一つずつ設けられる。その理由は、図５に示すようにＬＥＤ４２を個別に制御しておらず、ＬＥＤ照射器２に配設した全てＬＥＤ４２を直列に接続しているからである。図５では、発熱体５０とそれに関連する回路構成を破線としているが、これは図３で示したＬＥＤ照明器２の構成では、不要であることを示している。

一方、本体操作器１１は、光源４３となる複数のＬＥＤ４２の直列回路に対して第１の電力を供給する第１電力供給手段５１と、当該直列回路を流れる電流量を検知する電流検知手段５２と、発熱体５０に対して第２の電力を供給する第２電力供給手段５３とを内部に備えている。

第１電力供給手段５１は、何れも図示しないが、入力電圧を昇圧して得た直流電圧（例えば３．７Ｖから２４Ｖ）を、複数のＬＥＤ４２の直列回路に印加する昇圧回路と、後述する制御手段６１から与えられるＰＷＭ（パルス幅変調）制御信号のオン・オフ時間に応じて、当該直列回路に流れる電流を調整する電流調整手段と、により構成される。また、ＬＥＤ４２の輝度を調整可能する調光手段としての電流調整手段の代わりに、ＰＷＭ制御信号のオン・オフ時間に応じて、複数のＬＥＤ４２の直列回路に印加する電圧を可変調整する電圧調整手段を組み込んでもよい。何れの場合も、ＰＷＭ制御信号のデューティー比に応じて、光源４３の輝度が可変調整される。昇圧手段は、直列接続された複数のＬＥＤ４２を点灯させるに十分な直流電圧を供給できるように構成される。

第２電力供給手段５３は、例えば制御手段６１からの通断電制御信号を受けて、発熱体５０への電力供給をオンまたはオフにするスイッチ手段（図示せず）などで構成される。なお、こうした第１電力供給手段５１や第２電力供給手段５３の構成はあくまでも一例で、光源４３や発熱体５０の消費電力を個々に可変調整できるのであれば、別の構成であっても構わない。

その他、本体操作器１１の内部には、使用者のスイッチ操作に基づく操作部３１からの各種指示信号を受けて、温度センサー４７や電流検知手段５２からの検知出力を取り込み、内蔵するタイマー手段の計時を利用した所定のタイミングで、第１電力供給手段５１に第１制御信号となる例えばＰＷＭ制御信号を出力して、各ＬＥＤ４２ひいては光源４３の消費電力を制御したり、第２電力供給手段５３に第２制御信号となる例えば通断電制御信号を出力して、発熱体５０の消費電力を制御したり、表示部２１に表示制御信号を出力して、表示部２１の表示形態を制御する制御手段６１を備えている。この制御手段６１は、何れも図示しないが、上述したタイマー手段の他に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のような制御処理装置や、記憶装置や、入出力装置などを備えて構成される。

制御手段６１には、前記記憶装置からのプログラムを読み取ることで機能するソフトウェア構成として、予熱制御手段６２と、輝度制御手段６３と、温度監視制御手段６４とをそれぞれ備えている。

予熱制御手段６２は、本体操作器１１の切状態から電源スイッチ３２を押動操作した後、次に装置の使用開始を指示する起動スイッチ３５を押動操作するまでの間に、照射面４５の温度が外気温よりも高く体温に近づくように、予熱手段である光源４３や発熱体５０を通電して、照射面４５への予熱を可能とするものである。より具体的には、予熱制御手段６２は、電源スイッチ３２を押動操作した後、光源４３や発熱体５０を一定時間通電して照射面４５を予熱し、その一定時間内に温度センサー４７からの検知出力により、照射面４５が体温に近い設定温度である例えば３７℃に達したと判断したら、そこで光源４３や発熱体５０への通電を停止して、照射面４５の予熱を停止させ、３７℃に達しなければ一定時間が経過するまで光源４３や発熱体５０への通電を継続して、そこで予熱を完了させるように構成される。

ここでの一定時間は、装置の工場出荷時に予め予熱制御手段６２で設定（プリセット）され、使用者が後で本体操作体１１の操作部３１を操作することにより、何時でも設計変更できるようにするのが好ましい。一例として、一定時間すなわち予熱時間を「３分」，「５分」，「１０分」の何れかに設定できるようにし、その設定した予熱時間内で、上述した予熱制御手段６２による光源４３や発熱体５０への通電制御が行われるようにする。この場合、電源スイッチ３２を操作してから予熱時間が経過した後、光源４３や発熱体５０を再度通電する再予熱は行なわない。

また、上記「３分」，「５分」，「１０分」のような再予熱を行なわない第１の設定の他に、例えば「連続」のような再予熱を可能にする第２の設定ができるように、予熱制御手段６２を構成することもできる。この場合、操作部３１からの操作によって、第２の設定がなされたときには、照射面４５の温度が第１の温度である３７℃に上昇したら、光源４３や発熱体５０への通電をオフにし、照射面４５の温度が第２の温度である３５℃に低下したら、光源４３や発熱体５０への通電をオンにして、照射面４５の再予熱を繰り返し行なう。こうした第２の設定を設けることで、電源スイッチ３２を操作した後、照射面４５に生体地肌を接するまでの時間が長くなったとしても、照射面４５の温度を体温に近い状態で維持することが可能になる。

輝度制御手段６３は、前述の起動スイッチ３５を押動操作した後に、予熱制御手段６２に引き続いて行なわれ、ここでは温度センサー４７からの検知出力を取り込み、照射面４５の温度が４２℃以下となるようなデューティー比のＰＷＭ制御信号を第１電力供給手段５１に送出して、光源４３を構成する各ＬＥＤ４２の輝度を制御するものである。

また、本実施形態の輝度制御手段６３は、モード切替スイッチ３４を押動操作する毎に、照射電力が一定となる第１のモードと、照射時間が一定となる第２のモードの何れかを選択的に設定できる構成になっている。第１のモードが設定された場合、輝度制御手段６３は、電流検知手段５２からの検知出力を所定時間毎に取り込んで、光源４３の電流監視により積算照射電力を算出し、その積算照射電力が予め設定した予定照射電力になるまでＰＷＭ制御信号を送出して、光源４３を所定の輝度で点灯させる。そのため、光源４３を点灯させている途中で、照射面４５の温度が４２℃を超えないように、ＰＷＭ制御信号のデューティー比を変化させて、光源４３に流れる電流を規定値から別な値に減少させた場合には、内部で算出した積算照射電力が予定照射電力に達するまでの時間が延長する。ここで、光源４３に流れる電流すなわち光源の消費電力と、光源４３からの出力である輝度との間には一定の関係があるので、輝度制御手段６３は温度センサー４７からの検知出力を受けて、光源４３の輝度を第１の値から第２の値に低下させる制御を行なったときに、その第１の値と前記第２の値の差分に応じて、光源４３からの照射時間を延長する構成を備えているといえる。

一方、第２のモードが設定された場合、輝度制御手段６３は、光源４３に流れる電流を規定値から別な値に減少させた場合であっても、光源４３からの照射時間が一定となるように制御する。この照射時間は、操作部３１からの操作により任意に可変設定できる。本実施形態では、タイマースイッチ３３を押動操作する毎に、照射時間が例えば５分から３０分までの範囲で５分刻みに可変設定される。そして輝度制御手段６３は、スタートスイッチとなる起動スイッチ３５が押動操作されると、光源４３を点灯させるためにＰＷＭ制御信号を送出すると共に、タイマー手段の計時を利用して、設定した照射時間に対する減算処理を開始する。この減算処理は、タイマー表示体２２に残り時間として表示される。そして、タイマー手段の計時が照射時間に達したら、光源４３を消灯させるためにＰＷＭ制御信号の送出を停止することで、光源４３からの照射時間を一定にできる。なお、減算処理中に起動スイッチ３５が押動操作された場合は、その減算処理を一時停止し、光源４３も消灯する。その後、起動スイッチ３５が再度押動操作されると、減算処理を再開すると共に、光源４３も点灯復帰する。

このように、本実施形態の輝度制御手段６３は、第１のモードの他に第２のモードを選択して設定できる構成となっているが、これは第１のモードで施術時間が延び、使用者によっては嫌がられるのを回避するためである。また、前記第１のモードでは、複数のＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎを用いた場合に、それぞれが別々の時刻で照射終了となる問題が発生する。これを避けるために、照射面４５の温度が４２℃にまで達した最初の例えばＬＥＤ照射器２−１を基準にして、そのＬＥＤ照射器２−１の延長した時刻（電流）に、他のＬＥＤ照射器２−２〜２−ｎの時刻を合わせ、全てのＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎで照射終了時刻を一致させる終了時刻一致モードを、第３のモードとして更に選択的に設定できるようにしてもよい。

本実施形態では、上述した第１〜第３のモードの他に、例えば「連続モード」や「間歇照射モード」などの数種類のモードを、操作部３１で設定できる構成となっている。例えば一定時間毎に繰り返し光源４３から光照射を行える「間歇照射モード」では、照度（輝度）の立ち上がり方や立ち下がり方、その間隔がプリセットされている。また、操作部３１のモード切替スイッチ３４を押動操作する毎に、選択するモードが順次切替わるように構成される。

温度監視制御手段６４は、電源スイッチ３２を押動操作した後に、各ＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎに搭載された温度センサー４７からの各検知出力を所定時間毎に取り込むことで、各ＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎにおける照射面４５の温度を常時監視し、その監視結果を表示部２１に表示制御信号として出力するものである。これを受けて表示部２１は、各ＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎにおける照射面４５の温度を、ＬＥＤ照射器温度表示体２４に個別に表示する。また、ここでの温度監視制御手段６４による監視結果を、例えば音声信号として出力してもよく、要は照射面４５の最新の温度を、利用者が何らかの出力で認識できればよい。

本実施形態における温度監視制御手段６４は、照射面４５の温度だけでなく、各ＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎの光源４３の輝度も常時監視して、その監視結果を表示部２１に表示制御信号として出力する機能を有する。これは、各ＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎに備えた電流検知手段５２からの検知出力を所定時間毎に取り込むことで実現する。これにより表示部２１では、各ＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎの光源４３の輝度が輝度表示体２３に切替表示される。

なお、図５に示すワイヤード操作方式の生体刺激装置では、本体操作器１から通信手段３を通してＬＥＤ照射器２の各部に必要な動作電圧を供給できるので、ＬＥＤ照射器２に電源装置を設ける必要はない。しかし、双方向ワイヤレスリモコン方式の生体刺激装置では、通信手段３を通しての電力供給が制限されるため、ＬＥＤ照射器２に充放電可能な電源装置を設けて、ＬＥＤ照射器２の各部に動作電圧を供給するのが好ましい。この場合、前述の受電スタンドにＬＥＤ照射器２を収納したときに、受電スタンドを通して電源装置に充電用の電力を供給できる構成にする。また、図５に示す第１電力供給手段５１や、電流検知手段５２や、第２電力供給手段５３を、操作器１側にではなくＬＥＤ照射器２側に配置することで、通信手段３による小電力での通信を可能にする。このような配置構成は、ワイヤード操作方式の生体刺激装置にも適用できる。

次に、上記構成についてその作用を、図６〜図８のグラフを参照しながら説明する。これらの各図に共通して、上段の「ＬＥＤ輝度（消費電力）」のグラフは、各ＬＥＤ４２の輝度すなわち消費電力について、特定の基準を１００％とした場合の時間変化を示している。また、下段の「ＬＥＤ照射器表面温度」は、ＬＥＤ照射器２の照射面４５の温度について、その温度変化を示している。なお、ここでは上述したワイヤード操作方式の生体刺激装置の動作について主に説明するが、双方向ワイヤレスリモコン方式の生体刺激装置の動作は、通信手段３による通信方式が異なるだけで、基本的には共通する。

図６は、本体操作器１１に電源電圧を投入していない切状態から電源スイッチ３２を押動操作した後のＬＥＤ４２の輝度と、照射面４５の温度の時間変化を示している。同図において、時刻ｔ０に電源スイッチ３２を押動操作すると、本体操作器１１に電源電圧が投入され、制御手段６１などに所定の動作電圧が供給される。これを受けて制御手段６１の予熱制御手段６２は、照射面４５を体温に近い温度にまで加温するために、第１電力供給手段５１にＰＷＭ制御信号を出力して、光源４３を構成する各ＬＥＤ４２を点灯させ、そこからの発熱を利用して照射面４５への予熱を開始させる。

予熱制御手段６２には予熱時間が設定されており、予熱を開始してから予熱時間が経過するまでの間に、温度センサー４７からの検知出力で得られた照射面４５の温度が、体温に近い温度として設定した３７℃にまで上昇したか否かを判断する。そして、時刻ｔ１で照射面４５の温度が３７℃に達したと判断すると、予熱制御手段６２は第１電力供給手段５１へのＰＷＭ制御信号の送出を停止し、各ＬＥＤ４２を消灯して照射面４５への予熱を終了する。この後、照射面４５の温度は緩やかに低下するものの、暫くの間は体温に近い温度を維持するので、そこで使用のためにＬＥＤ照射器２を動かして、照射面４５に生体地肌を接触させても、装置の装着時の体温との温度差による不快感を解消できる。

なお、周囲環境により例えば外気温がかなり低い状況では、設定した予熱時間になっても、照射面４５が３７℃に達することなく予熱が終了する場合がある。本実施形態ではそうした状況を想定して、予熱時間を設定変更できる構成にしてあるので、周囲環境の変化に拘らず、照射面４５を体温に近い状態にまで予熱することが可能となる。また、設定した予熱時間の後は、照射面４５の温度に拘らず再予熱を行なわないが、代わりに次に起動スイッチ３５を押すまでの間に、照射面４５の温度が体温に３５℃に低下したら、ＬＥＤ４２を再び点灯させて再予熱を可能にする構成を予熱制御手段６２に組み込めば、予熱を開始した後に、どの時点で照射面４５に生体地肌を接触させた場合でも、装置の装着時の体温との温度差による不快感を確実に解消できる。

また、照射面４５を予熱する予熱手段として、ＬＥＤ４２の代わりに発熱体５０を用いても構わない。この場合、予熱制御手段６２は第１電力供給手段５１にＰＷＭ制御信号を送出するのではなく、第２電力供給手段５３に通断電制御信号を送出する。予熱時にＬＥＤ４２が点灯せず、代わりに通電オンした発熱体５０からの熱で、照射面４５を体温に近い温度に加温するので、ＬＥＤ照射器２を収納器にわざわざ収納しなくても、ＬＥＤ４２からの漏光が使用者に影響を与えるのを防止できる。

さらに別な例として、ＬＥＤ４２と発熱体５０を逐次切替えて交互に通断電させてもよく、通断電の切替わり時に同時に通電させる期間を設けてもよい。その場合は、予熱中であることをＬＥＤ４２の点滅でわかり易く使用者に表示することが可能となる。また、ＬＥＤ４２と発熱体５０との併用で、照射面４５を速やかに加温するのに十分な熱を、これらのＬＥＤ４２と発熱体５０から供給できる効果もある。

こうして、生体を照射面４５に接触させることに前後して、装置の使用開始を指示する起動スイッチ３５を時刻ｔ２に押動操作すると、予熱制御手段６２に代わる輝度制御手段６３が、光源４３から生体への光照射による施術を開始させるために、第１電力供給手段５１に対してＰＷＭ制御信号を出力し、光源４３を構成する各ＬＥＤ４２を点灯させる。このときのＬＥＤ４２の輝度は、予め設定した第１の値となる。

輝度制御手段６３は、光源４３から光を照射している間に、温度センサー４７からの検知出力で得られた照射面４５の温度が、低温やけどを起こすとされる４４℃よりも低い４２℃を超えないように、各ＬＥＤ４２の輝度を制御する。図６に示す例では、時刻ｔ３で照射面４５の温度が４２℃に達した時点で、それ以上の温度にならないように、第１電力供給手段５１に送出するＰＷＭ制御信号のデューティー比を変化させる。これにより、ＬＥＤ４２の輝度はそれまでの第１の値から予め設定した別な第２の値に低減すると共に、照射面４５の温度は４２℃に制限される。

また輝度制御手段６３は、照射電力が一定となる第１のモードが設定された状態で、電流検知手段５２からの検知出力を所定時間毎に取り込んで、そこから得られるＬＥＤ４２の電流量に基づき、消費電力の積算量となる積算照射電力を算出する。そして、この積算消費電力が予め設定した予定照射電力になるまでは、第１電力供給手段５１にＰＷＭ制御信号を送出し続け、積算照射電力が予定照射電力に達した時刻ｔ４に、第１電力供給手段５１へのＰＷＭ制御信号の送出を停止して、光源４３からの光照射による施術を終了する。

つまり第１のモードでは、照射面４５の温度が４２℃を超えないように各ＬＥＤ４２の輝度を制御しながら、光源４３からの照射電力の積算量が一定となるように、ＬＥＤ４２の照射時間が調整される。そのため、照射面４５の温度を必要以上に上昇させることなく、照射面４５に触れる生体を保護することができ、また光源４３からの光刺激による一定の施術効果を得ることが可能となる。図６に示す例では、ＬＥＤ４２の輝度が第１の値のまま継続して照射される場合の施術時間がＴ０であるのに対して、ＬＥＤ４２の輝度が第１の値から第２の値に低減したときの施術時間は、それよりも時間Ｔ１が延長される。この延長時間Ｔ１は、第１の値と第２の値との差が大きくなる程増加する。

比較のために、本実施形態と従来例のそれぞれについて、起動スイッチ３５を操作した後のＬＥＤ４２の輝度と照射面４５の温度の時間変化を、図７と図８に示す。前述のように、本実施形態の輝度制御手段６３は、照射面４５の温度が４２℃を超えないように各ＬＥＤ４２の輝度を制御しながら、光源４３からの照射電力の積算量が一定となるように、ＬＥＤ４２の照射時間を調整する。これに対して従来の装置は、ＬＥＤ４２の照射時間（図８に示す時刻ｔ２から時刻ｔ４に至る時間）は一定で、その間に照射面４５の温度が４２℃を超えた場合でも、ＬＥＤ４２の輝度は低減されない。そのため、図８に示す時間Ｔｘでは、生体に接触する照射面４５の温度が４２℃を超えて、過度に昇温した状態（「温度過昇」）が継続する。

その他、図６や図７には示していないが、本実施形態の輝度制御手段６３は、第１のモードに代わって、照射時間を一定にする第２のモードも設定できる。第２のモードでも、照射面４５の温度が４２℃を超えないように各ＬＥＤ４２の輝度を制御して、照射面４５に触れる生体を保護するが、照射時間はタイマースイッチ３３の操作により、使用者が例えば５分〜３０分の範囲で任意に可変設定できる。これにより、第１のモードだけでは施術時間が延び、使用者によっては嫌がられるのを回避でき、設定した好みの施術時間で生体に光を照射することが可能となる。

さらに、複数のＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎを用いる場合、輝度制御手段６３は第１のモードで、照射面４５の温度が４２℃にまで達した最初の例えばＬＥＤ照射器２−１を基準にして、そのＬＥＤ照射器２−１の照射終了時刻に、他のＬＥＤ照射器２−２〜２−ｎの照射終了時刻を一致させる構成を備えるのが望ましい。こうすれば、それぞれのＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎでばらつきがあっても、全てのＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎで同じ時刻に光源４３からの照射を終了させることができる。

上述した電源スイッチ３２を押動操作した後の一連の動作で、温度監視制御手段６４は、ＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎに搭載された温度センサー４７からの各検知出力を所定時間毎に取り込み、そこから得られた照射面４５の最新の温度を、全てのＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎについて常時監視する。この監視結果は、温度監視制御手段６４から表示部２１に表示制御信号として出力され、ＬＥＤ照射器温度表示体２４には、各ＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎにおける照射面４５の温度が個別に表示される。こうして、本体操作器１１側で常時施術温度に相当する照射面４５の最新の温度を監視できるようにすることで、装置が正しく制御されていない時（誤動作や故障）の対策に備えることができる。

また温度監視制御手段６４は、照射面４５の温度が制御不能な異常である判断した場合に、その異常を起こした特定の例えばＬＥＤ照射器２−１に対して、本体操作器１１との通信を残しつつ、他の回路（例えば、第１電力供給手段５１を構成する昇圧手段や電流調整手段）をシャットダウンして、アラーム信号を送出する。このアラーム信号を例えば表示部２１に出力することで、動作状況表示体２５にアラーム表示させることができる。代わりに、ブザーなどの鳴動手段に出力して、アラーム報知させてもよい。何れの場合も、使用者が装置の異常状態を認識でき、また異常状態のＬＥＤ照射器２−１への電流供給を直ちに遮断して、安全性を高めることができる。

以上のように本実施形態は、光源４３からの光照射により生体を刺激する生体刺激装置において、生体に接触する照射面４５の温度を検知する温度検知手段としての温度センサー４７と、温度センサー４７からの検知出力を受けて、照射面４５の温度が４２℃以下となるように光源４３の輝度を可変制御し、光源４３の輝度を第１の値から第２の値に低下させる制御を行なったときに、その輝度の低下に相当する第１の値と第２の値の差分に応じて、光源４３からの照射時間を延長する輝度制御手段６３と、を備えている。

この場合、生体に接触する照射面４５の温度が、低温やけどを起こすとされる４４℃よりも低い４２℃を超えないように、輝度制御手段６３が光源４３の輝度を自動的に制御する。また、光源４３の輝度を第１の値から第２の値に低減させる制御が行われた場合は、施術効果にばらつきが出ないように、その低下した輝度の分を補って、光源４３から生体への照射時間を自動的に延長する。これにより、照射面４５の温度を必要以上に上昇させることなく、光源４３からの光刺激による一定の施術効果を得ることが可能になる。

また本実施形態では、温度センサー４７を備えると共に、光源４３から照射面４５を通して光を照射する一乃至複数の光照射器としてのＬＥＤ照射器２と、このＬＥＤ照射器２と有線または無線で電気的に接続する操作器１とを備え、温度センサー４７からの検知出力を受けて、ＬＥＤ照射器２の照射面４５の温度を常時監視し、その監視結果を例えば表示部２１に出力する温度監視制御手段６４を、操作器１の制御手段６１に備えている。

この場合、ＬＥＤ照射器２と電気的に接続した操作器１側で、装置の使用中に照射面４５の温度を常時監視した結果が温度監視制御手段６４から出力され、例えば表示や音声などで使用者に告知される。そのため、装置の誤動作や故障などで、照射面４５の温度が正しく制御できない状況になっても、温度監視制御手段６４からの出力により、使用者が異常発熱を認識することが可能となる。

また本実施形態では、光源４３からの光照射により生体を刺激する前に、ＬＥＤ照射器２の照射面４５を予熱できるように、予熱手段である光源４３や発熱５０を制御する予熱制御手段６２を備えている。

この場合、生体への光照射を行なう前に、冷感を感じない温度に光源４３や発熱５０が照射面４５を予め加熱することで、使用者の生体地肌を照射面４５に接触させたときの不快感を解消することが可能となる。

その他、輝度制御手段６３に関し、本実施形態では、モード切替手段であるモード切替スイッチ３４を操作すると、照射電力が一定となる第１のモードと、照射時間が一定となる第２のモードの何れかを設定できる構成になっており、第１のモードに設定すると、光源４３の輝度を低下させる制御を行なったときに、その輝度の低下に応じて、光源４３からの照射時間を延長するのに対し、第２のモードに設定すると、照射面４５の温度が４２℃以下となるように光源４３の輝度を可変制御しつつ、設定された照射時間で光源４３からの光の照射を終了するように構成される。

この場合、モード切替スイッチ３４により第１のモードだけでなく、第２のモードも設定できることから、どちらのモードでも照射面４５に触れる生体を保護しながら、第１のモードだけでは施術時間が延び、使用者によっては嫌がられるのを、第２のモードによって回避することが可能になる。

また本実施形態では、照射時間設定手段であるタイマースイッチ３３を操作すると、前記第２のモードにおける照射時間を可変して設定できる構成になっている。

そのため、タイマースイッチ３３を操作すれば、第２のモードを設定した状態で、使用者は設定した好みの施術時間で生体に光を照射することが可能となる。

また本実施形態は、複数のＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎを備えた構成であって、輝度制御手段６３は第１のモードで、照射面４５の温度が４２℃にまで達した最初の例えばＬＥＤ照射器２−１を基準にして、そのＬＥＤ照射器２−１の照射終了時刻に、他のＬＥＤ照射器２−２〜２−ｎの照射終了時刻を一致させる構成を備えている。

この場合、それぞれのＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎでばらつきがあっても、全てのＬＥＤ照射器２−１〜２−ｎで同時刻に光源４３からの照射を終了させることが可能となる。

また温度監視制御手段６４に関し、本実施形態では、照射面４５の温度が制御不能な異常である判断した場合に、その異常を起こした特定の例えばＬＥＤ照射器２−１に対して、本体操作器１１との通信を残して、照射面の温度の監視を続ける一方で、ＬＥＤ照射器２−１への電力供給を遮断して、アラーム信号を送出する構成を備えている。

これにより、使用者が装置の異常状態を認識でき、また異常状態のＬＥＤ照射器２−１への電流供給を直ちに遮断して、安全性を高めることができる。

また予熱制御手段６２に関し、本実施形態では、予熱を開始してから予熱時間が経過するまでの間に、温度センサー４７からの検知出力で得られた照射面４５の温度が、第１の温度である例えば３７℃にまで上昇したら、予熱手段である光源４３や発熱体５０への通電を停止して、照射面４５への予熱を終了し、照射面４５の温度が３７℃に上昇しなければ、予熱時間が経過した時点で、光源４３や発熱体５０への通電を停止して、照射面４５への予熱を終了する第１の設定を可能にした構成を有している。

この場合、第１の設定により、照射面４５が所望の第１の温度に達したら、そこで光源４３や発熱体５０への通電を停止して、無駄な電力消費を避けると共に、周囲環境により照射面４５の温度上昇が鈍い場合でも、予熱時間が経過するまで照射面４５への予熱を継続することで、使用者の生体地肌を照射面４５に接触させたときの不快感を極力解消することが可能となる。

また本実施形態では、予熱時間設定手段である操作部３１を操作すると、前記予熱時間を可変して設定できる構成になっている。

そのため、操作部３１を操作すれば、使用者は電源スイッチ３２を操作した後に、設定した好みの予熱時間で照射面４５を予熱することが可能となる。

また本実施形態の予熱制御手段６２は、上述した再予熱を行なわない第１の設定の他に、照射面４５の温度が第１の温度である例えば３７℃に上昇したら、予熱手段である光源４３や発熱体５０への通電をオフにし、照射面４５の温度が第２の温度である例えば３５℃に低下したら、光源４３や発熱体５０への通電をオンにする第２の設定を可能にする構成をさらに備えている。

この場合、第２の設定により、照射面４５の温度変化に応じて、照射面４５の再予熱を繰り返し行なうことが可能となり、電源スイッチ３２を操作した後、照射面４５に生体地肌を接するまでの時間が長くなったとしても、照射面４５の温度を体温に近い状態で維持して、使用者の生体地肌を照射面４５に接触させたときの不快感を確実に解消することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、当該実施形態はあくまでも例として提示したに過ぎず、発明の範囲を限定することを意図していない。ここに提示したれ実施形態は、その他の様々な形態で実施可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更が可能である。例えば、本実施形態における第１の値や第２の値を任意に設定変更できるようにしてもよい。

２ ＬＥＤ照射器（光照射器）
４３ 光源
４５ 照射面
４７ 温度センサー（温度検知手段）
６２ 予熱制御手段
６３ 輝度制御手段
６４ 温度監視制御手段

Claims (3)

1. 光源からの光照射により生体を刺激する生体刺激装置において、
   前記生体に接触する照射面の温度を検知する温度検知手段と、
   前記温度検知手段からの検知出力を受けて、前記照射面の温度が４２℃以下となるように前記光源の輝度を可変制御し、前記光源の輝度を低下させる制御を行なったときに、その輝度の低下に応じて前記光源からの照射時間を延長する輝度制御手段と、を備えたことを特徴とする生体刺激装置。
2. 前記温度検知手段を備えると共に、前記光源から前記照射面を通して光を照射する一乃至複数の光照射器と、
   前記光照射器と有線または無線で電気的に接続する操作器とを備え、
   前記温度検知手段からの検知出力を受けて、前記照射面の温度を常時監視し、その監視結果を出力する温度監視制御手段を前記操作器に備えたことを特徴とする請求項１記載の生体刺激装置。
3. 前記光源からの光照射により前記生体を刺激する前に、前記照射面を予熱できるように制御する予熱制御手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の生体刺激装置。
   

Images