JPH0336536B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、高いエネルギのレーザ光の伝送を
行なう光導光路フアイバを有する治療用レーザ装
置に用いる前記、光導光路フアイバへの光入力部
に使用するコネクタの改良を図つた治療用レーザ
装置に関するものである。

〔発明の技術的背景と問題点〕

現在、レーザ光を利用した各種の医用装置が提
案されており、形成外科領域で用いられるものと
しては、たとえば、アザ、シミ、ソバカス等の有
色性母斑を除去治療するレーザ治療装置がある。

母斑の治療には、従来から用いられて来た手段
として、ドライアイスによる細胞破壊を利用する
手法、皮膚を移植する手法、切除する手法、薄く
削り取る手法、電気乾固法で焼く等の多くの方法
が知られているが、いずれの手段も侵襲の大きさ
に比して効果が思わしくないこと、治療自体が患
者に苦痛を与え、そして入院の必要性もありしか
も治療期間が長期にわたること等の欠点があり、
治療手段の改良改善が願望されて来た。そして最
近ではレーザ装置の開発改良に伴ないレーザ光線
を使用し患部を焼く手段が提案され、数は少ない
ながらも実用化されつつあり、その治療効果も認
められつつある。

しかしながら、レーザ光を使用して治療を行な
う場合に、従来装置ではレーザ光源よりのレーザ
光をレンズ系などにより導光する方式をとつてい
るため患部へ導く過程でその操作性が著しく劣つ
ている。例えば患部をレーザ照射治療する際の位
置決めにおいては、レーザ発振器または患者自身
を移動することにより行なつている。

これら操作性改善の一つとして、レーザ光導光
路に光フアイバを使用する試みがなされており、
たとえば第１図に示すようなレーザ治療装置があ
る。

即ち、第１図において、１は治療装置電源であ
り、２はこの電源１からケーブル１Ａを介してエ
ネルギが供給されて動作しレーザ光を発振するレ
ーザ発振源であり、レーザ発振源２の出力端には
コネクタ３を介して光フアイバを内蔵する導光部
材４が接続されており、導光部材４の出力端には
コネクタ５を介して出射レーザ光の光強度分布一
様化を行なう例えば棒状の光学ガラスにて構成さ
れたカライド・スコープを装備する手操作用のハ
ンド・ピース６が接続され装置が構成されてい
る。

第２図は、前記コネクタ３、即ちレーザ発振源
２から出力されるレーザ光を光フアイバ端面に位
置精度良く入力するコネクタ部分の要部断面図で
ある。即ち、コネクタ部分は導光部材４を形成し
ている光フアイバ１１を管状のスリーブ１２に挿
入して接着剤で固着し、光フアイバ１１を構成す
る保護外覆と反射面を形成するためのクラツドと
をフアイバ端面からある長さを剥離し、コア１３
を露出させ、この露出端面をレーザ入射端とする
と共にこの露出したコア１３の先端外周面を中央
にコア保持孔１４ａを有するキヤツプ状のコア支
持器１４で保持している。コア支持器１４は前記
スリーブ１２に固定されており、またレーザ光入
射側となる面は一般的に鏡面あるいは拡散面とし
てレーザ光を反射あるいは散乱させ、コア１３の
端面以外にレーザ光が入らないようにしている。
１５はスリーブ１２の外側に設けられ、且つ袋ナ
ツト１８を有するプラグであり、レンズ１６を内
部に具備固定してあるレセプタクル１７に袋ナツ
ト１８で螺着接続することによりレンズ１６の集
束光がコア１３のレーザ光入射端面に来るよう位
置精度よく結合されるように構成してある。そし
て、レーザ発振源１９から発振されたレーザ光２
０は、レンズ１６で集光され出力光の全部がコア
１３のレーザ光入射端面に入るようレンズ焦点位
置より手前の位置でしかもコア１３の径と同径に
集束される光路位置にコア１３が来るように構成
されている。これによりレーザ光は光フアイバ１
１のコア１３に導かれ、コア１３内を伝搬してハ
ンドピース６へ送られる。

ところでレーザ発振源１９のレーザ種類が固体
レーザの場合で、なおかつその発振方式が高エネ
ルギとなるパルス発振である場合は、レーザ光出
力が高エネルギであるがために破壊力が大きく危
険であり、従つてレーザ発振器１９、レンズ１６
そして、コア１３それぞれの光学的アライメント
を行なうことが困難で一般的には別のガイド光
（指向性が良く連続的に光が出て安全性の高いも
の、たとえばHe−Neレーザ等）を使用して、前
記光学的アライメントを実施して各光学部品の位
置合わせを行なうものであるが、ガイド光はあく
までも便宜的なものであるから本来合わせなけれ
ばならないレーザ発振源１９のレーザ光に対する
アライメントの合否は該レーザ光を実際に照射し
てみなければわからないから、調整時においては
その都度高エネルギの該レーザ光を照射して、ガ
イド光とレーザ光の相対位置の確認を行なう必要
がある。

その際にレーザ発振源１９からの高エネルギの
レーザ光の一部がコア１３の入射端面内に入らな
かつた場合、このレーザ光はコア支持器１４に当
ることになる。また、振動や衝撃などによつて光
学アライメントにズレが生じた場合においてもコ
ア支持器１４に高エネルギのレーザ光の一部また
は全部が当つてしまうことがある。

コア支持器１４はその機能上、加工精度が高く
かつ安価に提供する必要性から、その材質は黄銅
やステンレスが一般的に使用されているが、治療
用レーザ装置としてのレーザ光出力は、高エネル
ギ（たとえばパルス発振の場合、40ジユール、照
射時間1/1000秒）を必要とするため、コア支持器
１４にレーザ光が誤照射された場合、照射された
金属面は簡単に溶融して、その時に発生する蒸散
物が光フアイバ１１のコア１３のレーザ光入射端
面やレンズ面に附着あるいは蒸着してレーザ光の
透過率を低下させてしまい、或いは端面破壊を引
き起しその結果、ハンドピースへの導光レーザ光
の分布にバラツキが生じて治療に際してのレーザ
光出力のバラツキが生じ、治療効果に重大な悪影
響を与え、使用不能の結果になるという難点があ
る。

〔発明の目的〕

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので
あり、発振したレーザ光を集光レンズ等で集光し
たときに、金属などが溶融してしまうような高エ
ネルギを利用しこれを光フアイバによる導光部材
にて患部に導き治療する治療用レーザ装置におい
て、導光部材として光フアイバなどを用いた場
合、レーザ光を入射する際、たとえば光学的アラ
イメント調整中あるいは振動、衝撃などで光軸ズ
レが発生し、コア支持器の一部にレーザ光が誤照
射されても光学部品に悪影響を受けることなくレ
ーザ光を伝達できるようにした光フアイバ用コネ
クタを提供することを目的とするものである。

〔発明の概要〕

即ち、本発明は上記目的を達成するためにレー
ザ光を発振する発振源からのレーザ光を集光レン
ズで集光し、光フアイバによる導光路部材の光フ
アイバコア端面に入射させてレーザ光を導き、こ
の導かれたレーザ光を用いてレーザ治療を行なう
治療用レーザ装置における前記レーザ発振源と導
光路部材とを接続するための光フアイバ用コネク
タにおいて、前記導光路部材のレーザ光入射側の
フアイバコアを所定長露出させ、その露出部にコ
アの挿通保持をするコア保持器を設けると共にコ
アの露出端はこのコア保持器より突出させ、且つ
コアの端面は前記集光レンズの焦点位置より後方
であつて、しかも、集光されたレーザ光が再び広
がる領域における当該レーザ光のスポツト径が前
記光フアイバコアの端面の径とほぼ同程度となる
位置に位置させて配設保持するようにし、これに
よりコアの端面より後方では集光レンズで集光さ
れたレーザ光のスポツト径が拡大するようにして
エネルギ密度を低下させ、これによりコアの端面
より外れたレーザ光によりコア保持器等が溶融さ
れたり飛散されたりするのを防ぐ。

〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。

本発明は光フアイバ用コネクタ部分の構造に関
するもので、基本的な構造は従来のものと変らな
い。本発明はレンズにより集光されたレーザ光が
光フアイバのコアより外れてコア保持器に入射し
てもその入射エネルギ密度が低くなるようにコア
保持器よりコアを突出させ、且つコア端面をレン
ズの焦点位置より後方に配置した点に特徴を有す
る。

第３図は本発明の一実施例を示す要部構成図で
あり、図中２１はレーザ光、２２はレーザ光の集
光レンズである。２８は集光レンズ２２の焦点位
置、２７ａはフアイバのコアであり、コア２７ａ
はレンズ２２の焦点位置２８より後方の位置で且
つ集光されたレーザ光のスポツト径がコア２７ａ
の入射端面２８ａの有効径とほぼ一致する光路位
置にレンズ２２と光軸を一致させて位置される。

レーザ発振源（図示せず）から発振されたレー
ザ光２１は集光レンズ２２で集光され、レンズ２
２の焦点位置２８で最小に絞り込まれるが、この
時のレーザ光２１の持つ集光スポツト径Ｄは、レ
ンズ焦点距離をｆ、レーザビームの広がり角をθ
とすると Ｄ≒ｆ・θ〔mm〕 で表わされ、その時のエネルギ密度Ｅは平均パワ
ーをＰとすると、 Ｅ＝Ｐ／π（Ｄ／２）²〔Ｗ／cm²〕 で表わされる。従つて、この焦点位置でのエネル
ギ密度が最大で焦点位置より離れればスポツト径
は大きくなるからそれに対応してエネルギ密度は
低下することがわかる。導光路部材２７の光伝搬
部である光フアイバのコア２７ａの材質は高エネ
ルギレーザ光伝送の場合一般的に石英ガラス系を
用いてかつ可撓性を有効に保つ範囲内でコア２７
ａの直径を大きくする。これにより伝送するレー
ザ光のエネルギ密度を小さい値に抑えることがで
きコア２７ａの寿命を大きく延ばすことが可能で
ある。さらに導光路部材２７の有する開口数の範
囲内で集光レンズ２２の持つ絞り角を大きくする
ほうが集光スポツト径Ｄは小さくなり焦点距離の
位置を若干ずらすことによりそのエネルギ密度は
大幅に変化することになり、コア２７ａの入射端
面２８ｄの位置を調整することで最小のエネルギ
密度でレーザ光を有効に伝搬させることができ
る。

導光路部材２７は、光フアイバのコア２７ａ、
その外周に形成される反射用のクラツド２７ｂ、
そしてその保護外皮として皮覆２７ｃで構成さ
れ、その入射端部のクラツド２７ｂ及び皮覆２７
ｃは一部をレーザ光による溶融をさけるために取
り除かれコア２７ａのみが露出した状態で使用さ
れる。さらに２５はクラツド２７ｂ及び皮覆２７
ｃの端面に設けられた光遮断リングで、コア２７
ａの外径よりもわずかに大きい孔を有し、この孔
を通してコア２７ａを導出させることによりクラ
ツド２７ｂや皮覆２７ｃに対し、進入して来たレ
ーザ光がこれらに直接照射されないようにしたも
のである。さらに皮覆２７ｃの外周には位置出し
スリーブ２６が接合され、これらの集合体を嵌合
保持する保持具２４に挿入されることによりコア
２７ａの軸心が保持具２４の軸心に一致されて保
持されることになる。この保持具２４の端部に
は、コア２７ａを集光レンズ２２の光学軸上に位
置精度よく保持するためのコア支持器２３が装着
されている。コア支持器２３のコア２７ａが通る
穴はコア２７ａを支障くなく挿入できる範囲で最
小の間隙としてレーザ光の進入を防止することが
望ましい。（穴とコアがたとえば一部で接触して
いると全反射の法則がくずれ、接触部分でエネル
ギ吸収が起り、接触部からのコア側面破壊が進行
してコア損傷が発生し光伝搬に悪影響を与える。） さらにコア２７ａの入面端面２８ｄから構成上
不都合の生じない所定距離Ｌだけコア支持器２３
の入射側面２３ａより突出させ、且つレンズ２２
の焦点位置より後方のしかもコア２７ａの径とほ
ぼ同じ程度のスポツト径となるレンズ２２の光路
位置にコア２７ａ端面を位置させることによりエ
ネルギ密度の十分に小さい値の部分でコア入射端
面２８ｄより外れたレーザ光は拡散するようにし
てコア支持器２３の位置ではレーザ光のエネルギ
密度が小さくなるようにし、コア支持器２３に到
来したレーザ光を受けて溶融や飛散などの現象が
起らないようにしてある。この溶融や飛散などを
防止できることによつて、光学部品の汚損や損傷
を防止し所期の目的通りの伝搬効率で安定したレ
ーザ光の伝搬を行なうことができるようにするも
のである。コア支持器２３のレーザ入射側面２３
ａは鏡面研磨あるいは金属メツキ、蒸着などによ
つて反射面を形成するかまたは光が散乱するよう
に拡散面を形成させる。さらに材質的には溶融点
の非常に高い金属やセラミツク、そしてコア２７
ａより若干屈折率の小さい石英系ガランなどが有
効である。

以上のように構成された導光路部材のレーザ発
振源との接続を行なう光フアイバ・コネクタはコ
ア２７ａをコア支持器２３より突出させ、レンズ
２２の焦点位置より後方の光路位置でしかもスポ
ツト径がコア２７ａの端面の径とほぼ同程度とな
る位置にコア端面を位置させるようにしたので、
コア２７ａの端面より後方ではレーザ光のスポツ
ト径が広がるからレーザ光のエネルギ密度は後方
ほど低くなる。従つて万一コア支持器２３にレー
ザ光が到来して来たとしても、そのエネルギは低
くなつており、溶融などの危険はなくなる。その
ため、光軸の調整中あるいは振動、衝撃などの何
らかの要因で光軸ズレ現象が発生して、コア入射
端面２８ｄの有効径外にレーザ光がズレた場合、
レーザ光を受けるコア支持器２３の端面２３ａは
レーザ光による溶融等を生ずることなく、レーザ
光を反射し拡散するようになり、従つてコア端面
やレンズなど光学部品の損傷を防止できて安定し
たレーザ光伝搬を行なうことができる。また、従
来方式の光コネクタの構成部品を大幅に変更する
ことなく単に光フアイバのコア端部をコア支持器
２３より突出させレンズ２２の焦点位置より後方
でコア端面にレーザ光を集束入射させると云う簡
単な変更で具体化ができるので価格的にも従来と
同程度で提供が可能である。

以上、この発明の一実施例について説明した
が、この発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、この発明の要旨を変更しない範囲内で種々
の変形して実施し得ることはいうまでもない。

尚、前記実施例においては、コア支持器２３の
レーザ光入射側面２３ａでコア入射外のレーザ進
行光を反射させる方法であつたが、変形例として
第４図に示すようにコア支持器３１をコア２７ａ
よりも低い屈折率を持ち、かつコア２７ａと同等
の透過率を有する同系統の材料で例えば凹レンズ
形に構成して、コア２７ａ側から見ればクラツド
層を形成するようにして全反射を利用することに
よつて、コア２７ａの外径とコア支持器３１の穴
との間隙は不要とし、これによつて製作上、ある
いは組立上も簡単なものとし、且つその境界面で
生ずる全反射を利用してコア２７ａ内のレーザ光
は効率を低下させることなく伝搬させるようにす
る。このようにすれば、コア入射端面より外れた
レーザ光は、前述の如くコア端面より遠ざかるに
つれてスポツト径が拡大することによるエネルギ
密度低下により、弱いエネルギでコア支持器３１
を透過して、その透過ごとにレーザ光は外周方向
に屈折して、保持具３２の端面に設けられた反射
面３２ａあるいは拡散面でさらに外周方向に反射
して内部に具備した光学部品の余分な光による損
傷を防止することができ、従つて安全性が高く、
治療効果の安定な光フアイバ・コネクタを得るこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上詳述したようにレーザ光を発振する発振源
からのレーザ光を集光レンズで集光し、光フアイ
バによる導光路部材のフアイバコア端面に入射さ
せてレーザ光を導き、この導かれたレーザ光を用
いて治療を行なう治療用レーザ装置における前記
レーザ発振源と導光路部材とを接続するための光
フアイバ用コネクタにおいて、前記導光路部材の
レーザ光入射側のフアイバコアを所定長露出さ
せ、その露出部にコネクタ内におけるコア挿通保
持用の保持器を設けると共にフアイバコアの端部
はこのコア保持器より突出させ、且つフアイバコ
アの端面は前記集光レンズの焦点位置より後方で
あつて、レーザ光のスポツト径が前記光フアイバ
コアの端面の径とほぼ同程度となる位置に位置さ
せて保持する構成としたので、コア保持器の位置
では集光レンズによる集光スポツトの径は拡大す
るので、コア端面より外れたレーザ光はエネルギ
密度が低くなり、コア保持器等に当つてもこれら
を溶融や飛散などさせる心配が無くなり、従つて
コアや集光レンズなどを損傷させることもなくコ
ネクタのアライメント調整を安全に行ない得るな
ど簡単な構成で優れた特徴を有する治療用レーザ
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザ治療装置全体を示す斜視図、第
２図は従来の光入力部コネクタの要部断面図、第
３図はこの発明の一実施例を示す光フアイバ入力
部コネクタの要部断面図、第４図はこの発明の他
の変形例を示すコネクタ部断面図である。 １９……レーザ発振源、２０，２１……レーザ
光線、２２……集光レンズ、２３，３１……コア
支持器、２５……光遮断リング、２７……導光路
部材、２７ａ……光フアイバのコア。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レーザ光を発振する発振源からのレーザ光を
   集光レンズで集光し、光フアイバによる導光路部
   材の光フアイバコア端面に入射させてレーザ光を
   導き、この導かれたレーザ光を用いて治療を行な
   う治療用レーザ装置において、 前記導光路部材は前記レーザ発振源と導光路部
   材とを接続するための光フアイバ用コネクタを介
   して接続し、この光フアイバ用コネクタには、前
   記導光路部材のレーザ入射側を挿通させると共
   に、その光フアイバコアを所定長露出させ、その
   露出部は該光フアイバ用コネクタに設けたコア挿
   通保持用の保持器にて保持させる構成とし、且
   つ、前記露出させた光フアイバコアの端面は、前
   記保持器より突出させると共に、前記集光レンズ
   の焦点位置より後方であつて、しかも、集光され
   たレーザ光が再び広がる領域における当該レーザ
   光のスポツト径が前記光フアイバコアの端面の径
   とほぼ同程度となる位置に位置させる構造とする
   ことを特徴とする治療用レーザ装置。 ２ 保持器は溶融点の高い材質で形成することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の治療用レ
   ーザ装置。 ３ 保持器は光フアイバコアより低い屈折率の光
   透過材により形成することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の治療用レーザ装置。