JP2567434Y2 - レーザプローブ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、例えば、医療分野において、レーザメス等
に利用されるレーザプローブに関する。

［従来の技術］ レーザ光を人体等の患部に集束させ、該患部を焼き切
ることにより手術を行うレーザメスが知られている。こ
のレーザメスには、レーザ光を患部に集束させるために
レーザプローブが用いられる。

従来のレーザプローブは、透光性棒状体を先端部に近
づくにしたがって次第にその断面積が小さくなるよう
に、いわゆるテーパ状に形成されたものである（例え
ば、特開昭56−106646号公報、特開昭59−225048号公報
もしくは特開昭63−318934号公報参照）。これにより、
後端部から入射したレーザ光を内部で反射させつつ先端
部に導いて集束させ、エネルギーを集中して先端部から
射出させるようにしたものである。

ところで、上述のレーザプローブにおいては、用途に
応じて先端部から射出されるレーザ光の発散角もしくは
発散範囲を最適に設定することが要求される。すなわ
ち、例えば、上述のレーザメスにおいても、手術のほか
に止血等の他の治療に用いられる場合がある。手術の場
合には、発散角もしくは発散範囲を小さくして焼き切る
面積を小さく押さえることを要求されることが多い。一
方、止血の場合には、止血効果を高めるために発散角も
しくは発散範囲を大きくすることが望まれる。

上述の従来のレーザプローブにおいては、レーザプロ
ーブ先端部表面の曲率半径と、先端部にいくにしたがっ
て細かくなる度合、すなわち、テーパ角とを選定するこ
とによって前記発散角もしくは発散範囲を最適に設定し
ていた。例えば、発散角もしくは発散範囲を大きく設定
する場合、テーパ角を大きくするとともに、先端部の曲
率半径を大きくし、発散角もしくは発散範囲を小さく設
定する場合には、テーパ角を小さくし、かつ、先端部の
曲率半径を小さくする。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、テーパ角や先端部の曲率半径は、レーザプ
ローブの許容される太さや長さの範囲内においてしか選
ぶことができない。すなわち、レーザプローブは、その
用途に応じて、最適の太さや長さがあり、これより著し
く太くしたり長くすると、著しく操作性を損ねたり、損
失を大きくしたりすることになる。太さと長さが規制さ
れると、テーパ角や先端部の曲率半径の取り得る値もこ
れに応じて制限される。このため、従来のレーザプロー
ブは、必ずしも、常に用途に応じた最適の発散角もしく
は発散範囲を設定できるものではなかった。

さらに、従来のレーザプローブは、先端部からのレー
ザ光の射出方向が、ほぼ、該レーザプローブの光軸方向
に限定されていた。したがって、従来のレーザプローブ
を用いたレーザメスによって、例えば、狭い孔部の側面
の手術等を行うのは著しく困難であった。

本考案は、上述の背景のもとでなされたものであり、
先端部から射出するレーザ光の射出方向並びに発散角も
しくは発散範囲を極めて広い範囲で自由に設定できるよ
うにしたレーザプローブを提供することを目的としたも
のである。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、以下の構成とすることにより上述の課題を
解決している。

透光性棒状体を先端部に近づくにしたがって次第にそ
の断面積が小さくなるように形成し、後端部から入射し
たレーザ光を内部で反射させつつ先端部に導いて集束さ
せ、先端部から射出するようにしたレーザプローブにお
いて、 前記レーザプローブを、該レーザプローブの特定の表
面上を長手方向に移動する点の軌跡が該レーザプローブ
の内部から外方に凸の凸状曲線にほぼ乗り、一方、この
凸状曲線に乗る軌跡が形成される表面と相対向する表面
上を長手方向に移動する点の軌跡が該レーザプローブの
内部から外方に凹の凹状曲線にほぼ乗る関係を備えた形
状にしたことを特徴とする構成。

［作用］ 前記構成によれば、前記レーザプローブの後端部から
入射した光は、該レーザプローブの内部と外部とを仕切
る界面で全反射を繰り返して先端部に進むと同時に集束
され、先端部の界面には臨界角をこえる方向から入射さ
れることになって外部に射出される。

この場合、前記レーザプローブを、該レーザプローブ
の特定の表面上を長手方向に移動する点の軌跡が該レー
ザプローブの内部から外方に凸の凸状曲線にほぼ乗り、
一方、この凸状曲線に乗る軌跡が形成される表面と相対
向する表面上を長手方向に移動する点の軌跡が該レーザ
プローブの内部から外方に凹の凹状曲線にほぼ乗る関係
を備えた形状にしていることから、前記凸状曲線及び凹
状曲線を適宜選定することにより、レーザプローブの太
さ及び長さにかかわらず前記レーザプローブの先端部か
ら射出するレーザ光の射出方向並びに発散角もしくは発
散範囲を広い範囲でほぼ任意に設定することが可能にな
る。

すなわち、前記レーザプローブの先端部から射出され
るレーザ光の射出方向並びに発散角もしくは発散範囲
は、各界面で全反射を繰り返して先端部に至ったレーザ
光が、該先端部におけるどの位置でどの程度臨界角をこ
えて射出するかによって決定される。したがって、後端
部から入射した光が各界面で全反射を繰り返して先端部
に至ったとき、そのレーザ光の方向及び位置がこの先端
部における界面に対して所定の関係となるように各界面
を設定すればよい。このことは、相対向する界面を上述
の関係になるように構成して、各界面での全反射方向を
所望の関係に設定することにより比較的容易に実現でき
る。また、こうすることにより、レーザプローブの先端
部からのレーザ光の射出方向も所定の範囲で任意に設定
することも可能となる。

［実施例］ （第１実施例） 第１図は本考案の第１実施例にかかるレーザプローブ
の断面図、第２図は第１実施例の変形例を示す断面図で
ある。以下、これらの図を参照しながら本考案の第１実
施例を詳述する。

第１図において、符号１はレーザプローブ本体、符号
２はプローブ取付金具、符号３及び４はコリメータレン
ズ、符号５はレンズ取付金具、符号６は光ファイバ、符
号７は光ファイバ端部金具である。

前記レーザプローブ本体１は、石英等の透光性部材で
構成されたもので、以下の条件を満たす形状を有してい
る。

長手方向に直角な断面がほぼ円形をなし、後端部1aか
ら先端部1bに向かうにしたがって、長手方向に直角な断
面積が次第に小さくなるような棒状体であること。

前記棒状体の中心軸が一方向に滑らかに曲がっていく
曲線となっていること。すなわち、この中心軸は、１つ
の平面上に乗せることができる。第１図は、この中心軸
を含む平面によって前記レーザプローブ本体１を切断し
た断面図である。この切断面上にある特定の表面を1cと
すると、上記関係で表される形状は、以下のように定義
することができる。

a,前記特定の表面1cは、該表面1c上を長手方向に移動す
る点の軌跡が該レーザプローブ本体1cの内部から外方に
凸の凸状曲線（この実施例では、第１の仮想点を中心と
する半径170mmの円弧）にほぼ乗るような曲面であるこ
と。

b,前記表面1cと相対向する表面1d上を長手方向に移動す
る点の軌跡が該レーザプローブ本体１の内部から外方に
凹の凹状曲線（この実施例では、前記第１の仮想点と異
なる位置にある第２の仮想点を中心とする半径170mmの
円弧）にほぼ乗るような曲面形状であること。

前記第１の仮想点は、前記レーザプローブ本体１の後
端部1aにおいて、レーザ光の入射方向と直交する基準面
S0の図中左側にあり、一方、前記第２の仮想点は前記基
準面S0上にあること。なお、いずれの仮想点も、前記第
１図における光軸Ｏの下側にある。

要するに、前記レーザプローブ本体１は、図中後端部
1aから先端部1bに進むにしたがって下方に滑らかに折れ
曲がった、いわば象牙状の形状をなしたものである。

前記レーザプローブ本体１は、前記プローブ取付金具
２にその後端部が固定され、このプローブ取付金具２
は、レンズ固定金具５に固定され、さらにこのレンズ固
定金具５は、光ファイバ６の端部に設けられた光ファイ
バ端部金具７に固定されている。前記レンズ取付金具５
内には、コリメータレンズ３及び４が、それぞれレンズ
ホルダー3a及び4aを介して固定されている。なお、前記
レーザプローブ本体１は、前記プローブ取付金具２に取
り付けられた状態では、第１図に示されるように、前記
光ファイバ６によって伝送されるレーザ光の光軸Ｏに対
して先端部1aに近づくにしたがって次第に離れていくよ
うになっている。また、前記コリメータレンズ４と光フ
ァイバ６のレーザ光出射端面との距離は、前記コリメー
タレンズ４の前側焦点距離と同じにしてある。

上述の構成において、前記光ファイバ６から開口数θ
１で射出されたレーザ光ｌは、前記コリメータレンズ３
及び４によって収差なくコリメートされて前記レーザプ
ローブ本体１に入射される。

前記レーザプローブ本体１に入射されたレーザ光は、
該レーザプローブ本体１の内部と外部とを仕切る界面
に、図中θ２、θ３及びθ４で示されるような入射角で
入射して、次々と全反射を繰り返し、先端部1bから発散
角θ５で射出される。

この場合、この発散角θ５並びにレーザ光の射出方向
は、前記レーザプローブ本体１の表面1cあるいは1dの曲
面形状を変えることにより、所望の発散角とすることが
可能である。すなわち、例えば、第２図に示されるよう
に、これらの曲面を表す前記円弧の半径を変えたり、あ
るいは、この円弧の中心点を移動することにより、先端
部1bにおいて射出するレーザ光の発散角あるいは射出角
度を所望の角度に設定することができる。しかもこの実
施例では、先端部1aが図中下方に折れ曲がったような形
状をなしているから、例えば、狭い孔の側面部等にレー
ザ光を照射することが容易となる。

また、前記実施例では、コリメータレンズ３及び４を
用いて前記光ファイバ６から射出したレーザ光をコリメ
ートしているので、このコリメータレンズ３と前記レー
ザプローブ本体１との距離に影響されることなく他の光
学系を付加したり、あるいは、レーザプローブ本体１を
他のものと交換すること等が比較的容易にできる。

（第２実施例） 第３図は本発明の第２実施例に係るレーザプローブを
示す断面図、第４図及び第５図は第２実施例の変形例の
断面図である。以下、これらの図面を参照しながら第２
実施例を説明する。

この実施例は、レーザプローブ本体20の先端部20b
が、該レーザプローブ本体20に入射するレーザ光の光軸
Ｏ上に位置するような形状とされている点で前記第１実
施例と異なる。すなわち、前記第１実施例では、先端部
1aが下方に折れ曲がって、光軸Ｏからずれるような形状
とされていたが、本実施例では、前記レーザプローブ本
体１の後端部20aと先端部20bの中心部が光軸Ｏ上に位置
し、後端部20aと先端部20bとの中間部の中心部が前記光
軸Ｏからずれるような形状としたものである。そのほか
の点は、前記第１実施例とほぼ同じ構成を有しているの
で、詳細説明は省略する。なお、この実施例では、後端
部20aの近傍に円柱部21を設けており、この円柱部21の
直径を約2mm、長さを5mmとし、また、曲面20c及び20dの
曲率半径をともに170mm、レーザプローブ本体１の全長
を約25mmとしているとともに、先端部20bを曲率半径0.2
mmの球面としている。また、この実施例では、前記曲面
20c及び20dの中心である第１及び第２の仮想点は、いず
れも、円柱部21の右端に光軸Ｏに対して直交する基準面
の図中右側にある。

この実施例においても、前記第１実施例と同様の利点
を有する。この実施例では、特に、先端部20bにおける
レーザ光の発散範囲Ｌを大きくした例を示してある。

なお、第４図及び第５図はそれぞれ前記３に示される
レーザプローブ本体20の後端部20aを、凹球面状（第４
図参照、曲率半径;0.2mm）並びに凸球面状（第５図参
照、曲率半径;0.2mm）として、入射レーザ光に適宜発散
作用及び集束作用を与えて発散角もしくは発散範囲を調
整した例である。

なお、本考案は、上述の各実施例に限定されるもので
はなく、例えば、レーザプローブの材質として、石英以
外の他のガラス材料やある種の透明耐熱性プラスチック
材料その他の透光性材料を採用することができる。

［考案の効果］ 以上、詳述したように、本考案は、 透光性棒状体を先端部に近づくにしたがって次第にそ
の断面積が小さくなるように形成し、後端部から入射し
たレーザ光を内部で反射させつつ先端部に導いて集束さ
せ、先端部から射出するようにしたレーザプローブにお
いて、 前記レーザプローブを、該レーザプローブの特定の表
面上を長手方向に移動する点の軌跡が該レーザプローブ
の内部から外方に凸の凸状曲線にほぼ乗り、一方、この
凸状曲線に乗る軌跡が形成される表面と相対向する表面
上を長手方向に移動する点の軌跡が該レーザプローブの
内部から外方に凹の凹状曲線にほぼ乗る関係を備えた形
状にしたことを特徴とする構成を有し、 この構成により、先端部から射出するレーザ光の射出
方向並びに発散角もしくは発散範囲を極めて広い範囲で
自由に設定できるようにしたレーザプローブを得ている
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例にかかるレーザプローブの
断面図、第２図は第１実施例の変形例の断面図、第３図
は第２実施例の断面図、第４図及び第５図は第２実施例
の変形例の断面図である。 1,20…レーザプローブ本体、1a,20a…レーザプローブ本
体１及び20の後端部、1b,20b…レーザプローブ本体１及
び20の先端部、1c,20c…レーザプローブの特定の表面、
1d,20d…表面1c,20cに対向する表面。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】透光性棒状体を先端部に近づくにしたがっ
   て次第にその断面積が小さくなるように形成し、後端部
   から入射したレーザ光を内部で反射させつつ先端部に導
   いて集束させ、先端部から射出させるようにしたレーザ
   プローブにおいて、 前記レーザプローブを、該レーザプローブの特定の表面
   上を長手方向に移動する点の軌跡が該レーザプローブの
   内部から外方に凸の凸状曲線にほぼ乗り、一方、この凸
   状曲線に載る軌跡が形成される表面と相対向する表面上
   を長手方向に移動する点の軌跡が該レーザプローブの内
   部から外方に凹の凹状曲線にほぼ乗る関係を備えた形状
   にしたことを特徴とするレーザプローブ。