JP6664077B2 - 光照射装置 - Google Patents

Description

本発明は、対象物に光を照射して処理を行う光照射装置に関する。

対象物に光を照射して処理を行う光照射装置として、例えば、人の皮膚に存在する体毛に対して抑毛処理を行うための機器を例示することができる。このような光照射装置は、レーザダイオードやフラッシュランプから出射される光のエネルギを体毛に伝えて毛乳頭を加熱し、抑毛処理を行う光照射装置が知られている。このような光照射装置は、誤って光が眼に照射されることを防止する安全装置が設けられている。

例えば、特許文献１に記載の光照射装置には、光が通過する領域の外周部に皮膚との接触を検出するセンサを設け、前記センサが人との接触を検出したときのみ光を出射させる安全装置が備えられている。

特表２００６−５２５０３６号公報

ところが、万が一光照射装置の筐体が破損した場合、破損時の衝撃で光軸がずれて光が破損した箇所から出射され、眼などに入射する恐れがある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みたものであって、不本意に光が眼に入射することを防止できる光照射装置の提供を課題とする。

本発明の１つである光照射装置は、光を対象物に照射する光照射装置であって、光源と、前記光源を収容し、前記光源から照射される光を外部に出射させる開口を有する筐体と、前記筐体内に配置される光センサと、前記筐体外から内方に入射した外光を前記光センサが検出した場合、前記光源の所定光量の光の出射を停止する制御手段とを備える。

本発明により、光照射装置の筐体の破損箇所から入射した外光に基づき破損を検出することにより、所定光量の光が破損箇所から出射されることを防止するため、不本意に光が使用者などの眼に入射することを防止できる。

図１は、実施の形態１に係る光照射装置の内部構成を模式的に示す図である。 図２は、実施の形態１に係る制御手段の機能部を制御手段に接続される機構部等と共に示すブロック図である。 図３は、光照射装置の動作を制御手段の処理の流れと共に説明するフローチャートである。 図４は、筐体が破損した場合の実施の形態１に係る光照射装置の内部構成を模式的に示す図である。 図５は、実施の形態２に係る光照射装置の内部構成を模式的に示す図である。 図６は、筐体が破損した場合の実施の形態２に係る光照射装置の内部構成を模式的に示す図である。 図７は、光照射装置の別例を模式的に示す図である。

次に、本発明に係る光照射装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明に係る光照射装置の一例を示したものに過ぎない。従って本発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

また、図面は、本発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る光照射装置の内部構成を模式的に示す図である。

同図に示すように、光照射装置１００は、例えば片手で把持可能な大きさであり、開口１０１を人に押し当てた状態で対象物である人に光２００を照射する装置であって、光源１０２と、筐体１１０と、光センサ１０３と、制御手段１０４とを備えている。また本実施の形態の場合、光照射装置１００は、遮光部材１０５と、光学系１０６とを備えている。

筐体１１０は、光源１０２などを収容する箱状の部材であり、光源１０２から出射される光を外部に漏出させない遮光性を備えている。また筐体１１０は、室内照明や太陽光など筐体１１０外に光源が存在する光を遮断する遮光性も備えている。筐体１１０の一部には、光源１０２から照射される光を外部に出射させる開口１０１が設けられている。

筐体１１０に貫通状に設けられた孔である開口１０１は、光照射装置１００の筐体１１０の内部から外方に向かって光を出射する部分であり、本実施の形態の場合は、人の皮膚などに押し付けられる部分である。

光源１０２は、対象物の表面、例えば皮膚や毛根など人体の表面に存在する部分に作用して影響を与えることができる光２００を出射することができる素子である。具体的に例えば、レーザダイオードや、発光ダイオードなどの単一波長の光を出射する素子や、キセノンランプなど比較的広い波長範囲の光を出射する素子、またこれらを複合的に組み合わせた素子群であってもかまわない。本実施の形態の場合、光源１０２として近赤外の光２００を出射するレーザダイオードを例示して説明する。

光学系１０６は、光源１０２から出射される光２００を導光し、人に対する処理に適した光２００にするために光学部材が組み合わされている。例えば光学系１０６を構成する光学部材としては、レンズや、絞り、ミラーなどである。

光センサ１０３は、筐体１１０内に配置され、筐体１１０の一部が破損し筐体１１０の外から内方に入射した外光を検出するセンサである。本実施の形態の場合、光センサ１０３は、図１の２点鎖線で示すように、光源１０２が配置されている位置から開口１０１に至る筐体１１０の内面である光源光到達予想領域１３２の少なくとも一部を臨むように光を検知する素子が配置される面である受光面１３１が配置されている。光源光到達予想領域１３２とは、光照射装置１００装置が強い衝撃などを受けて光源１０２や光学系１０６がずれたり外れたり破損したりした場合を想定し、光源１０２から照射された光が到達する可能性があると予測した筐体１１０内面の領域である。

光センサ１０３は、筐体１１０内方に侵入する外光を検出できるものであれば、特に限定されるものではないが、フォトダイオードを用いたセンサや硫化カドミウム（ＣｄＳ）セルなどのフォトレジスタを用いたセンサなどを挙示できる。

光センサ１０３の受光面１３１が臨む面は、光源光到達予想領域１３２の中であって、筐体１１０の脆弱領域を含むことが好ましい。筐体１１０の脆弱領域とは、例えば、リブとリブとの間の中央領域、強い衝撃力を受ける可能性の高い筐体１１０の角部、外方に向かって突出する突起部の周縁などである。

筐体１１０の一部に所定の衝撃力が加わると破損する脆弱領域を積極的に設け、積極的に設けた脆弱領域を含む領域を臨むように光センサ１０３の受光面１３１を配置してもかまわない。脆弱領域を積極的に設けるとは、筐体１１０の肉厚を一部薄くしたり脆くしたりなどすることである。

筐体１１０内に配置する光センサ１０３の数は、特に限定されるものではない。本実施の形態の場合、光センサ１０３は、光学系１０６の光源１０２側の端部に、円周上均等に４箇所設けられている。なお、図１中には４個の光センサ１０３のうち径方向に並ぶ２つの光センサ１０３が記載されている。

遮光部材１０５は、筐体１１０に貫通状に設けられる開口１０１を塞ぐことにより、筐体１１０の外部から内部に外光を侵入させないための部材である。また、遮光部材１０５は、光源１０２が出射する光を筐体１１０の外に出射させない機能も備えている。

遮光部材１０５の形状や開閉構造などは特に限定されるものではなく、周知技術を任意に採用することができる。また、遮光部材１０５の開閉動作は、手動で実行してもよく、また、モータ等の開閉駆動源を備えて自動で実行してもよい。本実施の形態の場合、遮光部材１０５には開閉検知手段１５１が接続されており、開閉検知手段１５１により遮光部材１０５が開状態か閉状態かを検知してその旨を示す情報を出力する。

図２は、実施の形態１に係る制御手段の機能部を制御手段に接続される機構部等と共に示すブロック図である。

制御手段１０４は、光センサ１０３から取得する情報に基づき、光源１０２に所定光量の光を出射させるか否かを制御する装置である。

ここで、所定光量とは人体など対象物に対して所望の処理を行う事ができる程度の光量を意味し、例えば処理の位置を示すためのみに対象物に照射される弱い光を除外する意味で用いている。また、所定光量の光２００を出射させるとは、例えば、光源１０２を消灯状態から点灯させるばかりでなく、光源１０２からは同じ光量のパルス状の光が周期的に出射しているが、安全上問題のないデューティー比から所望の処理を行う事ができるデューティー比に変更する場合なども含まれる。また、光源１０２から所定の光量の光２００が出射しているが、シャッターなどの物理的機構により遮られることにより開口１０１から光２００が出射していない状態からシャッターなどを解放して出射させる場合も所定光量の光２００を出射させることになる。

制御手段１０４の具体的な態様は特に限定されるものではなく、例えば、入出力素子と演算素子と記憶素子とを組み合わせ、記憶素子に記憶されているプログラムを実行することにより制御を行ういわゆるコンピュータや、電子部品を組み合わせた回路に基づき制御を行うもの、リンク機構、カム機構、および、歯車機構等の１つまたは複数を組み合わせて光２００の出射を制御するものなども制御手段１０４に含まれる。

図３は、光照射装置の動作を制御手段の処理の流れと共に説明するフローチャートである。

光照射装置１００を使用する使用者は、光照射装置１００から光を出射させるために、筐体１１０に設けられたスイッチ１０９を操作し、主電源１０８がＯＮになるように操作する（Ｓ１０１）。具体的には、制御手段１０４の処理判断部１４１が、スイッチ１０９からの信号を受信すると、電源開閉部１４８に電源の受入を指示し、電源開閉部１４８は、主電源１０８からの電源の供給を受け入れるように処理を行う（Ｓ１０２）。

次に、処理判断部１４１は、光源１０２に所定光量の光を照射させる前に、遮光部材１０５が開口１０１を塞いだ状態か否かを開閉検知手段１５１に問いあわせる。開閉検知手段１５１は、遮光部材１０５の状態を示す情報を処理判断部１４１に出力する。

遮光部材１０５が開状態である場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、遮光部材１０５を閉状態とする旨を示す情報を処理判断部１４１が報知する（Ｓ１０４）。

遮光部材１０５の開閉が手動で行われる場合、遮光部材１０５を閉状態とする旨を示す情報の報知は、例えば、光照射装置１００に設けられた表示装置（不図示）にその情報を表示したり、表示用ランプの発光を変化させたり、ブザー音など音の発生させることにより報知する。

一方、遮光部材１０５の開閉が自動で行われる場合、遮光部材１０５を閉状態とする旨を示す情報を取得した遮光部材開閉手段（不図示）は、遮光部材１０５が閉状態となるように遮光部材１０５を駆動する。

次に、遮光部材１０５が閉状態である場合、または、遮光部材１０５が閉状態になった場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、処理判断部１４１は、光量判断部１４３に光センサ１０３が検出した外光の光量が所定の第一閾値以上か否かを判断させる（Ｓ１０５）。

複数の光センサ１０３から取得した情報のうち１つでも所定の第一閾値以上の光量を示す情報がある場合、光量判断部１４３は、図４に示すように、筐体１１０の一部に破損部１１１が存在し、破損部１１１から外光３００が筐体１１０内に入射していると判断し、その旨を示す情報を処理判断部１４１に出力する。

外光３００が筐体１１０内に入射している情報を取得した処理判断部１４１は、筐体１１０が破損している旨を示す情報を報知し（Ｓ１０６）、光源１０２に所定光量の光２００を出射させることなく一連の動作を終了する。

一方、光量判断部１４３が複数の光センサ１０３から取得した情報の全てが所定の第一閾値未満の光量を示す情報である場合、光量判断部１４３は、筐体１１０に破損部１１１はなく正常である旨を示す情報を処理判断部１４１に出力する。

筐体１１０が正常である旨を示す情報を取得した処理判断部１４１は、遮光部材１０５を開状態にする旨を示す情報を報知し（Ｓ１０７）、光源１０２に所定光量の光２００を出射させるよう光源駆動部１４２を制御する（Ｓ１０８）。

以上により、所定光量の光２００を開口１０１から出射する前に、筐体１１０の破損の有無を確認し、筐体１１０に破損が存在している場合は、光源１０２から所定の光量の光２００が出射することはない。従って、不本意に光２００が使用者などの眼に入射することを防止できる。

次に、光源１０２から所定光量の光２００を出射中は、光量判断部１４３が複数の光センサ１０３からの情報を所定の間隔で判断し続け、外光３００が筐体１１０内に入射したか否かをチェックし、その結果を処理判断部１４１に出力し続ける。ここで、光量判断部１４３は、第一閾値よりも高い第二閾値を用いて筐体１１０に破損が発生したか否かを判断する。これは、開口１０１が開口しているためである。

複数の光センサ１０３から取得した情報のうち１つでも所定の第二閾値以上の光量を示す情報がある場合、光量判断部１４３は、筐体１１０の一部に破損部１１１が発生し、破損部１１１から外光３００が筐体１１０内に入射していると判断し、その旨を示す情報を処理判断部１４１に出力する（Ｓ１０９）。

外光３００が筐体１１０内に入射している情報を取得した処理判断部１４１は、光源１０２から所定光量の光２００が出射されることを強制的に停止させる（Ｓ１１０）。具体的に例えば、処理判断部１４１は、電源開閉部１４８を制御して、主電源１０８からの電源の供給を遮断することにより光源１０２の発光を強制停止させる。また、処理判断部１４１は、光源駆動部１４２割り込みをかけて、光源１０２の発光を強制停止させてもよい。以上の処理の後一連の動作を終了する。

一方、筐体１１０内への外光３００の入射がなく筐体１１０が破損していない場合には、時間の経過による終了、使用者のスイッチ１０９操作による処理の終了などを示す情報を処理判断部１４１が取得するまで所定光量の光２００の出射が継続され（Ｓ１１１:Ｎｏ）、前記情報を取得した場合（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）、処理判断部１４１は、光源駆動部１４２を制御して、光源１０２による所定光量の光２００の出射を停止させる(Ｓ１１２）。以上により一連の動作が終了する。

以上説明した実施の形態１に係る光照射装置１００によれば、光源１０２から所定光量の光２００が出射する前に、筐体１１０内への外光３００の入射の有無で筐体１１０の破損をチェックし、破損があれば、所定光量の光２００を出射させないため、光照射装置１００の保管中に筐体１１０が破損している場合などにおいて光源１０２からの光２００が筐体１１０外部に漏れ出すことを有効に防止することができる。

また、所定光量の光２００を出射中においては、常に筐体１１０の外光３００の入射をチェックしているため、筐体１１０が急に破損した場合でも光源１０２の発光を強制的に停止させることも可能となる。

従って、光源１０２が出射する光２００が不本意に使用者などの眼に入射することを防止出来る、光照射装置１００の人の眼に対する安全性をより高めることが可能となる。

（実施の形態２）
光照射装置１００の他の実施の形態について説明する。なお、前記実施の形態１と同様の作用や機能、同様の形状や機構や構造を有するもの（部分）には同じ符号を付して説明を省略する場合がある。また、以下では実施の形態１と異なる点を中心に説明し、同じ内容については説明を省略する場合がある。

図５は、実施の形態２に係る光照射装置の内部構成を模式的に示す図である。

本実施の形態に係る光照射装置１００は、実施の形態１で説明した光照射装置１００に加えて、外部光源１２９と、導光部材１１９とをさらに備えている。

外部光源１２９は、筐体１１０の外部に配置され、光センサ１０３が検出可能な光を出射する素子である。具体的に例えば、外部光源１２９は、発光ダイオード素子、有機発光ダイオード素子など例示することができる。

導光部材１１９は、筐体１１０の外表面の少なくとも一部を覆い、外部光源１２９が出射した光を筐体１１０の表面およびその近傍に沿って導光する光学部材である。

本実施の形態の場合、導光部材１１９は、光源光到達予想領域１３２を覆うように配置されている。外部光源１２９は、導光部材１１９の端部において筐体１１０の周囲を囲む様に複数個所定の間隔で配置されている。

本実施の形態２に係る光照射装置１００は、図６に示すように、筐体１１０が破損する場合は、筐体１１０に取り付けられている導光部材１１９も同じような箇所が破損する。従って、外部光源１２９から出射する光は、導光部材１１９に導光されるが、破損箇所からは回折や屈折などにより筐体１１０の内部に外光として入射し、光センサ１０３の受光面１３１に到達する。

従って、暗闇や、うす暗い場所で光照射装置１００を使用しても筐体１１０が破損している場合は、光センサ１０３が外光を検出することができ、実施の形態１と同様に、光源１０２から所定光量の光２００が出射することを停止、または、出射を不可として、眼に対する安全性を高めることが可能となる。

また、外部光源１２９から出射される光が単色光の場合であって、光センサ１０３が、開口１０１から入射する外光３００と分離して検知することができる場合、非常に明るい場所で光照射装置１００を使用し、開口１０１から入射する外光３００が光センサ１０３の受光面１３１に到達する場合でも、外部光源１２９に基づく外光とを分離して検出することで、高い精度で筐体１１０の破損を検出することが可能となる。

また、外部光源１２９が所定のパターンで光量などを変化させた場合も、他の外光と分離することができるため上記と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。

例えば、図７に示すように、受光面１３１の角度が異なるように複数の光センサ１０３を仮想的な同心円のそれぞれに配置し、光源光到達予想領域１３２を小さな区画に分割してそれぞれの区画をそれぞれの光センサ１０３に対応させてもかまわない。これにより、筐体１１０内部への外光の入射の検知精度を向上させることができ、光照射装置１００の眼に対する安全性を高めることが可能となる。

また、光センサ１０３は、外光３００を光センサ１０３まで導く受光光学系を備えてもかまわない。受光光学系とは、レンズ、鏡、および、これらの組み合わせなどであり、１つの光センサ１０３でカバーできる範囲よりも広範囲で筐体１１０の破損箇所から侵入する外光３００を光センサ１０３に導くことができる。これにより、筐体１１０の破損箇所を広範囲で検出可能等としつつ、筐体１１０の内方に配置される光センサ１０３の数を抑制することが可能となる。なお、受光光学系を用いた場合、光センサ１０３の受光面１３１とは、受光光学系の受光面となる。

また、実施の形態２では、光源光到達予想領域１３２に対応する領域に導光部材１１９を配置したが、導光部材１１９の配置箇所はこれに限定されるものではなく、例えば、開口１０１を除く筐体１１０の外面全体に導光部材１１９を設けてもかまわない。

上記光照射装置は、脱毛や抑毛のための光や肌質改善のための光などを皮膚に照射する理美容機器や、光を照射して樹脂を硬化させる紫外線照射装置などに利用できる。

１００ 光照射装置
１０１ 開口
１０２ 光源
１０３ 光センサ
１０４ 制御手段
１０５ 遮光部材
１０６ 光学系
１０８ 主電源
１０９ スイッチ
１１０ 筐体
１１１ 破損部
１１９ 導光部材
１２９ 外部光源
１３１ 受光面
１３２ 光源光到達予想領域
１４１ 処理判断部
１４２ 光源駆動部
１４３ 光量判断部
１４８ 電源開閉部
１５１ 開閉検知手段
２００ 光
３００ 外光

Claims (5)

1. 光を対象物に照射する光照射装置であって、
   光源と、
   前記光源を収容し、前記光源から照射される光を外部に出射させる開口を有する筐体と、
   前記筐体内に配置される光センサと、
   前記筐体外から内方に入射した外光を前記光センサが検出した場合、前記光源の所定光量の光の出射を停止する制御手段と
   を備える光照射装置。
2. 前記制御手段は、
   前記光源が所定光量の光を照射する前に、前記光センサが前記外光を検出した場合に、
   前記光源の所定光量の光の出射を不可にする
   請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記筐体の前記開口を塞ぐ遮光部材をさらに備え、
   前記制御手段は、
   前記遮光部材が前記開口を塞いだ状態において前記光センサが前記外光を検出した場合に、前記光源の所定光量の光の出射を不可にする
   請求項２に記載の光照射装置。
4. 前記光センサは、
   前記光源の位置から前記開口に至る前記筐体の内面の少なくとも一部を臨むように受光面が配置される、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の光照射装置。
5. 前記筐体の外部に配置され、前記光センサが検出可能な光を出射する外部光源と、
   前記筐体の外表面の少なくとも一部を覆い、前記外部光源が出射した光を導光する導光部材と
   を備える請求項１から４のいずれか一項に記載の光照射装置。

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