JP3577439B2 - レーザ光照射プローブ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光を皮膚面に照射して脱毛や美肌などのトリートメントを行うレーザ光照射プローブに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
脱毛クリームで毛を除去した後の皮膚にレーザ光を照射するとレーザ光が表皮内メラニンに吸収されて発熱し、皮膚組織にたんぱく変性が起こる。これにより皮脂腺や毛乳頭部がダメージを受け、毛包の組織が硬くなって毛の発育が抑制される脱毛効果を発揮する。
【０００３】
あるいは、シミ・ソバカスなど皮膚の表皮や真皮に散在する異常な色素細胞に
レーザ光を照射すると、これらの色素細胞が発熱して細かい粒子に分散する。分散した異常色素細胞は表面に浮き上がったり、老廃物となって血管やリンパ管に吸収されて消滅し、正常な色の皮膚が蘇る美肌効果を発揮する。
【０００４】
レーザ光を照射して脱毛や美肌などのトリートメントを行うときは、毛穴や異常な色素細胞に対して的確にレーザ光を照射する必要がある。ところが、従来はレーザ光を照射する皮膚表面がプローブの影に隠れるため、正確に毛穴や異常な色素細胞の位置を確認できなかった。このため、レーザ光を正確に目標に命中させるのが難しく、効果的なトリートメントができない上に、毛穴や異常な色素細胞以外の皮膚を傷めてしまうという危険性があった。
【０００５】
一方、レーザ光は通常の光源に比べてエネルギー密度が桁違いに大きいので、レーザ光が生体組織に照射されると大きな光エネルギーが吸収され、パワーが集中する部分では高温になって焼けたり蛋白質の変成が起こる。特に光に対して敏感な感覚器官である目への障害は無視できず、レーザ光を直接目に入れたりすると大変危険である。
【０００６】
また、レーザ光は高い指向性をもち、光源から遠く離れても光パワーが至近距離と変わらないので、離れた所から照射したレーザ光を目に入れて損傷するなどの事故が発生しやすくなる。このような事故を防止するため、プローブの先端にタッチセンサを取り付けてプローブの先端が皮膚に接触したときだけレーザ光を照射する安全対策を施したプローブが製品化されている。
【０００７】
ところが従来のタッチセンサ付きプローブは、現在タッチセンサが皮膚への接触を検知してレーザ光を照射できる状態かどうか分からないので、スイッチを押しても接触状態によっては意図に反してレーザ光が照射されないことがある。このため故障との区別がつかず、快適な操作の妨げになっていた。
【０００８】
そこで本発明は、プローブの先端にＣＣＤカメラを取り付けてレーザ光を照射する皮膚表面をモニタで観察できるようにすることを第一目的とし、モニタの表示画面にレーザ光を照射できる状態かどうかを表示することにより、レーザ光照射プローブの操作性を高めることを第二の目的になされたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は以下のように構成した。
【００１０】
すなわち、請求項１の発明は、レーザ光を皮膚に照射する照射ヘッドを有する照射スイッチ付きレーザ光照射プローブであって、
前記照射ヘッド内には、半導体レーザ光源と、照明光源と、照射範囲の映像を捉えるＣＣＤカメラとが内蔵され、
前記照射ヘッドのレーザ照射口の先端に、照射口が皮膚に接触したことを検知する接触センサを設け、
前記プローブ内に、安全回路と映像信号処理回路とを有し、
前記安全回路は、照射スイッチからのオン信号と接触センサからの皮膚接触信号とが入力され、両者の信号が同時に入力された場合のみ、前記半導体レーザ光源へ照射開始信号を出力するものであり、
前記映像信号処理回路は、前記ＣＣＤカメラからの撮像信号と前記接触センサからの皮膚接触信号とが入力され、プローブに外部接続されたモニタ画面に対し、撮像された画像及び皮膚接触信号の入力により形成出力されるレーザ照射可能マーク画像の双方を出力するものであるレーザ光照射プローブである。
請求項２の発明は、前記請求項１のレーザ照射可能マークのモニタ画面への出力に代えて、
映像信号処理回路は、プローブに外部接続されたモニタ画面に対し、撮像された画像の出力信号自体を皮膚接触信号の入力を条件として出力することで、レーザ照射可能か否かをモニタ画像の発生／非発生にて操作者に報知せしめたレーザ光照射プローブである。
請求項３の発明は、請求項１又は２のモニタ画面が家庭用テレビであって、この家庭用テレビに撮像された画像を表示するための接続機構を備えてなるレーザ光照射プローブである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１に、本発明を実施したレーザ光照射プローブの接続構成図を示す。
レーザ光照射プローブ１は、基端部にビデオ端子Ｖ１と電源端子Ｐ１を有し、ビデオ端子Ｖ１をコードＶ２を介して家庭用のテレビＭに接続し、電源端子Ｐ１をコードＰ２を介してＡＣアダプタＡに接続する。
【００１３】
図２と図３に、本発明を実施したレーザ光照射プローブの正面図と縦断面図を
示す。
レーザ光照射プローブ１は、ケース１１の正面に先筒１２を一体に取り付け、先筒１２の内側に断面台形のヒートシンク１３の基底部を挿嵌する。
また、基板Ｋを内蔵して制御回路とファン３、ＬＥＤランプ４および押しボタン式の照射スイッチ５を取り付ける。
ファン３は、先筒１２の後方に設置してヒートシンク１３を空冷する。
ＬＥＤランプ４と照射スイッチ５は、ケース１１の対向面を開口して先端を外側に露出する。
【００１４】
先筒１２は、外周にスクリューねじａを刻設し、スクリューねじａを介して先細形状のキャップ１４を取り付ける。
キャップ１４は、先端に皮膚に接触すべきレーザ照射口ｂを開口し、開口端面から側面に沿って基端を制御回路に接続する導電性の薄膜を接着あるいは蒸着して上下２本の接触センサＴ１、Ｔ２を形成する。
キャップ１４は、ヒートシンク１３の先端と皮膚との間のスペーサとしての役割を果たし、スクリューねじａを廻してヒートシンク１３の先端と皮膚との間の距離を調節する。
【００１５】
ヒートシンク１３は、中心に通孔ｃを明け、通孔ｃの最奥部にレーザ照射口ｂに向けて拡大レンズ１５を設置し、拡大レンズ１５の後方にＣＣＤカメラ１６の撮像面を臨ませる。
これにより、ＣＣＤカメラ１６の光軸をレーザ照射口ｂの開口端面に直交させる。
また、通孔ｃの上方にヒートシンク１３の中心線に対し傾斜した方向に沿って通孔ｄを明け、通孔ｄの開口端面にレーザ照射口ｂに向けて球レンズ１７を取り付け、球レンズ１７の後方にレーザダイオード１８を挿嵌する。
これにより、レーザダイオード１８のレーザ光をレーザ照射口ｂに対して斜めに照射する。
また、通孔ｃの外周に複数の通孔ｅを明け、通孔ｅに照明用の高輝度白色発光ダイオード１９を挿嵌する。
これにより、外周方向からレーザ照射口ｂに向けて高輝度白色発光ダイオード１９の照明光を照射する。
【００１６】
ヒートシンク１３は、レーザダイオード１８の動作時の発熱を熱伝導によって拡散させて性能の低下を抑える。
このため、熱伝導効率のよいアルミあるいはその合金で鋳造し、ダミーの通孔をいくつか設けて放熱効率を高める。
【００１７】
球レンズ１７は、レーザダイオード１８のレーザ光を集光して前方の焦点にビームウエストを形成するが、焦点距離が通常のレンズより短いので、焦点深度もわずかで狭い範囲に光パワーを絞り込むことができる。
また、焦点を過ぎた位置からは逆に同じ角度で広がり、広い範囲に光パワーが分散する。
このため、焦点を過ぎた位置ではエネルギー密度が低くなって光パワーが衰えるので、誤って照射しても生体を損傷する危険性が少なくなる。
【００１８】
レーザダイオード１８は、ＧａＡｓ（ガリウムアルセナイド）などの化合物半導体を用いたＰＮ接合ダイオードに直接電流を流して励起し、レーザ発振を得る。また、ピーク波長６００〜１６００ｎｍ、光出力５ｍＷ〜３Ｗのレーザ光を出力し、熱効率が良くて皮膚に十分な光熱反応を起こす。
さらに、熱反応のほか、光電気反応、光磁気反応、光力学反応、光化学反応、光免疫反応、光酵素反応などがあり、光生物学的活性化により生体組織の新陳代謝を促して皮膚血行を高め、水分や血液に吸収されにくいため、優れた皮膚深達性を持つ。
【００１９】
制御回路は、接触センサＴ１、Ｔ２の皮膚への接触を検出するタッチセンサ回路と、レーザダイオード１８の間欠照射のオンタイムをタイマ制御するタイマ制御回路と、レーザダイオード１８へ照射開始信号を出力する安全回路で構成する。
安全回路は、照射スイッチ５からのオン信号とタッチセンサ回路からの皮膚接触信号とが入力され、両者の信号が同時に入力された場合のみ、レーザダイオード１８へ照射開始信号を出力して、レーザダイオード１８の点灯をオン・オフする。
すなわち、照射スイッチのオン信号とタッチセンサ回路の皮膚接触信号の両方が出力しているとき、はじめてレーザダイオード１８を点灯する。
従って、タッチセンサ回路が皮膚接触信号を出力していないときは、誤って照射スイッチ５を押してもレーザダイオード１８は点灯されない。
【００２０】
図４に、タッチセンサ回路のブロック図を示す。
タッチセンサ回路は、接触センサＴ１、Ｔ２が皮膚に接触したときに発生する微弱な交流電圧をそれぞれ帯域フィルタ２１、整流回路２２、増幅器２３を介して直流電圧に変換し、波形整形、レベル調整、オフセット調整した後、Ａ／Ｄ変換器２４、Ｉ／Ｏインターフェース２５を介してＣＰＵ２６に入力する。
また、ＣＰＵ２６にＩ／Ｏインタフェース２５を介してレーザダイオード１８へ照射開始信号を出力する安全回路２７を接続する。
【００２１】
タッチセンサ回路は、接点式の他、静電容量や抵抗などのインピーダンス変化を検知するものや、圧電素子によって圧力変化を検知するものでもよい。
【００２２】
タッチセンサ回路は以上のような構成で、接触センサＴ１、Ｔ２の電圧値を読み込んで所定の交流電圧が発生しているかどうかを判定し、接触センサＴ１、Ｔ２の両方に所定の交流電圧が発生しているとき、レーザダイオード１８の安全回路２７に皮膚接触信号を出力する。
接触センサの接点を２箇所以上設けるときは、それぞれの接点に所定の交流電圧が発生しているかどうかを判定し、すべての接点に所定の交流電圧が発生しているときはじめてレーザダイオード１８の安全回路２７に皮膚接触信号を出力する。
【００２３】
ＬＥＤランプ４は、赤と緑のＬＥＤチップを１つのランプの中に入れ、それぞれ片方ずつ、あるいは両方同時に点灯して、赤、緑、黄色、または、橙色（アンバー）の３色発光ができるものを使用する。
【００２４】
照射スイッチ５は、本実施例では、電源のオン・オフと間欠照射のオンタイムを切換える操作を兼ねるものである。
すなわち、照射スイッチ５を１回押す毎に電源オンと、オンタイムの切換え（１秒〜６秒）と、電源オフの順にモードが切換わる。
このとき、ＬＥＤランプ４は１秒〜６秒のオンタイムに対応して緑色点灯から緑色点滅、橙色点灯、橙色点滅、赤色点灯、赤色点滅の順に表示が切換わる。
最後に照射スイッチ５をロングオン（１．５秒）すると、電源がオフとなりレーザ光の照射が停止する。
オンタイムの長さは、皮膚に一過性のダメージを与えないために、ごく短い１〜６秒に 設定されている。
【００２５】
本発明のレーザ光照射プローブは以上のような構成で、トリートメントを行うときは、まず、照射スイッチ５を押して電源をオンにする。
次に、キャップ１４の先端を皮膚に押し当て、テレビＭの画面に映ったレーザ光照射位置の拡大画像を見ながらプローブを移動させる。
このとき、キャップ１４の先端が皮膚に接触していれば、タッチセンサ回路が接触センサＴ１、Ｔ２の皮膚への接触を検知し、安全回路２７に皮膚接触信号を出力する。
これと同時に、皮膚接触信号は映像信号処理回路にも入力されて、映像信号処理回路はレーザ照射可能マークと撮像された画像の双方をテレビ M に出力して、撮像された画像が映ったテレビＭの画面にレーザ照射可能マークを表示する。
このレーザ照射可能マークにより現在レーザ光を照射できる状態にあることが分かる。そこで照射スイッチ５を押して目標に向けてレーザ光を照射する。
【００２６】
他の実施形態として、レーザ照射可能マークの代わりに、レーザ照射可能か否かをテレビＭの画面映像の発生・非発生によって表示してもよい。
すなわち、タッチセンサ回路が接触センサＴ１、Ｔ２による皮膚接触信号の出力を契機として、映像信号処理回路がテレビＭに撮像された画像を出力することで、皮膚接触信号の出力がない場合には画像の出力も行われないので、テレビＭには空白画像が表示される。
これにより、テレビＭの画面に撮像された映像が表示されている間は、レーザ光を照射できる状態にあることを利用者に知らせることができる。
【００２７】
照射スイッチ５を押すと、タイマ制御回路により、レーザダイオード１８は既定の１秒間点灯し、その後１秒間休止する。そして、この照射と休止を繰り返しながら間欠的にレーザ光を照射する。
オンタイムを変更する場合は、照射スイッチ５を押してオンタイムを切換え、所望のオンタイムのところで照射スイッチ５を押すのを止める。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のレーザ光照射プローブは、プローブ内に安全回路と映像信号処理回路とを有し、安全回路は、プローブに取り付けた照射スイッチからのオン信号と接触センサからの皮膚接触信号とが両方同時に入力された場合にのみ、半導体レーザ光源へ照射開始信号を出力し、また映像信号処理回路は、プローブに外部接続されたモニタ画面に対し、プローブ内のＣＣＤカメラによる撮像された画像と、前記皮膚接触信号の入力により形成出力されるレーザ照射可能マーク画像の双方を出力するから、映像信号処理回路に接触センサの皮膚接触信号が入力すると、撮像された画像を映すモニタ画面にレーザ照射可能マークが表示される。
従って、本発明によれば、第一に、ＣＣＤカメラで撮影した画像を見ながらプローブのスイッチを操作できるので、確実に目標に向けてレーザ光を照射でき、このため、トリートメント効率が向上すると共に、目標の部位以外にレーザ光を照射して皮膚を傷めるような危険性が少なくなる。
また一度レーザ光を照射した皮膚には変化が現れるので、モニタ画面により次に処理すべき部位をすぐに見分けることができる。
さらに、皮膚の状態を拡大して詳しく観察できるので、皮膚の健康状態を把握できるメリットもある。
【００２９】
第二に、本発明によれば、接触センサが身体に接触したとき以外は、レーザ光が照射されないので安全性が高まるのみならず、レーザ照射可能マークがモニタ画面に表示されて現在レーザ光を照射できる状態にあることが明瞭に識別できるので、照射スイッチを押し てよいかどうかモニタ画面を見れば直ちに判断でき、照射スイッチの操作ミスがないという効果を奏する。
このため、従来は照射スイッチを押してもレーザ光が照射されない場合、接触センサが身体に接触していないためか、それとも機械の故障なのか、区別がつかなかったが、本発明によればそのような誤解を与えないため、操作性が従来に比べ格段に向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したレーザ光照射プローブの接続構成図である。
【図２】本発明を実施したレーザ光照射プローブの正面図である。
【図３】図２の縦断面図である。
【図４】本発明を実施したタッチセンサ回路のブロック図である。
【符号の説明】
１ レーザ光照射プローブ
１１ ケース
１２ 先筒
１３ ヒートシンク
１４ キャップ
１５ 拡大レンズ
１６ ＣＣＤカメラ
１７ 球レンズ
１８ レーザダイオード
１９ 高輝度白色発光ダイオード
２１ 帯域フィルタ
２２ 整流回路
２３ 増幅器
２４ Ａ／Ｄ変換器
２５ Ｉ／Ｏインタフェース
２６ ＣＰＵ
２７ 安全回路
３ ファン
４ ＬＥＤランプ
５ 照射スイッチ
ａ スクリューねじ
ｂ レーザ照射口
ｃ、ｄ、ｅ 通孔
Ａ ＡＣアダプタ
Ｋ 基板
Ｍ テレビ
Ｐ１ 電源端子
Ｐ２ コード
Ｖ１ ビデオ端子
Ｖ２ コード

Claims (3)

1. レーザ光を皮膚に照射する照射ヘッドを有する照射スイッチ付きレーザ光照射プローブであって、
   前記照射ヘッド内には、半導体レーザ光源と、照明光源と、照射範囲の映像を捉えるＣＣＤカメラとが内蔵され、
   前記照射ヘッドのレーザ照射口の先端に、照射口が皮膚に接触したことを検知する接触センサを設け、
   前記プローブ内に、安全回路と映像信号処理回路とを有し、
   前記安全回路は、照射スイッチからのオン信号と接触センサからの皮膚接触信号とが入力され、両者の信号が同時に入力された場合のみ、前記半導体レーザ光源へ照射開始信号を出力するものであり、
   前記映像信号処理回路は、前記ＣＣＤカメラからの撮像信号と前記接触センサからの皮膚接触信号とが入力され、プローブに外部接続されたモニタ画面に対し、撮像された画像及び皮膚接触信号の入力により形成出力されるレーザ照射可能マーク画像の双方を出力するものであるレーザ光照射プローブ。
2. 前記請求項１のレーザ照射可能マークのモニタ画面への出力に代えて、
   映像信号処理回路は、プローブに外部接続されたモニタ画面に対し、撮像された画像の出力信号自体を皮膚接触信号の入力を条件として出力することで、レーザ照射可能か否かをモニタ画像の発生／非発生にて操作者に報知せしめたレーザ光照射プローブ。
3. 前記請求項１又は２のモニタ画面が家庭用テレビであって、この家庭用テレビに撮像された画像を表示するための接続機構を備えてなるレーザ光照射プローブ。