JPH0579934B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、医療用や工業用に用いられるレーザ
伝送用フアイバのトラブル検出安全装置に関する
ものである。

「従来技術およびその問題点」 この種のレーザパワー伝送用フアイバは、これ
が折れたり、その入射端面や出射端面が汚損ある
いは破損すると、その汚損部分あるいは破損部分
に熱エネルギが集中して火災の原因となつたり、
機器破損を引き起こしたりし、非常に危険であ
る。このような危険を回避するため本出願人は既
に、実開昭58−149703号あるいは同58−159501号
で、トラブル検出安全装置を提案している。この
トラブル検出安全装置は、フアイバが折損した場
合には、折損部分の燃焼による２次光が入射端面
から出射されること、あるいはフアイバの出射端
面に異物が付着したときには該出射端面でパワー
レーザの反射光レベルが高くなることを利用し、
これを検知してレーザ光遮断装置を作動させるも
のである。しかしながらこの装置では、例えばフ
アイバ先端に汚物が付着した場合、パワーレーザ
光を照射しないとその検知ができなかつた。しか
も汚物が付着した状態でパワーレーザ光を照射す
ると、その殆どの場合、汚物の付着部に熱エネル
ギが集中して熱的破損が生じ、そのためにフアイ
バを再研磨または交換して修理しなければ使用で
きないという不都合があつた。

「発明の目的」 本発明は、このような従来装置についての問題
意識に基づき、フアイバの先端に汚物が付着した
場合でもフアイバを熱破損させるおそれがなく、
他方フアイバが途中で折損した場合には、パワー
レーザの照射を直ちに停止させることができるレ
ーザ伝送フアイバのトラブル検出安全装置を得る
ことを目的とする。

「発明の概要」 本発明は、この種のレーザ照射装置では、レー
ザ光の照射位置を確認するため、レーザ光に重ね
合わせてガイド光を照射している事実に着目し、
フアイバの先端部の汚れ等は、このガイド光の出
射端面における反射光の強度により検知し、他
方、レーザ光の折損等の事故は、折損部分で生じ
る２次光を検知することで、検出するようにした
ものである。

すなわち本発明のレーザ伝送フアイバのトラブ
ル検出安全装置は、伝送用フアイバの入射端面に
向けてパワーレーザ光を発するレーザ光源と、こ
のパワーレーザ光を遮断するレーザ遮断装置と、
このレーザ遮断装置より下流において、パワーレ
ーザ光の光軸上に重ね合わせて伝送用フアイバの
入射端面にガイド光を入射させるガイド光光学系
と、伝送用フアイバの入射端面あるいは出射端面
で反射する光の反射光レベルを検出する反射光検
出系と、この反射光検出系で検出される反射光レ
ベルの上限基準値と下限基準値を設定する基準値
設定手段と、伝送用フアイバのレーザ光入射端面
とこの反射光検出系との間に配設された光選択フ
イルタとを設け、かつ、この光選択フイルタは、
伝送用フアイバの入射端面あるいは出射端面で反
射するガイド光及び該フアイバの燃焼による２次
光は透過させ、同レーザ光は透過させない特性と
するとともに、反射光検出系で検出される検出レ
ベルが、基準値設定手段で設定された上限基準値
と下限基準値の範囲を越えた値となつたときに、
レーザ遮断装置によりパワーレーザ光を遮断する
ようにしたことを特徴としている。

「発明の実施例」 以下図示実施例について本発明を説明する。１
１はパワーレーザ発振器であり、治療等の処置に
使用される高出力のパワーレーザ光１１ａを出射
する。このパワーレーザ光１１ａの光路上には、
レーザ遮断装置１２、ミキシングミラー１３、ハ
ーフミラー１４、および集光レンズ１５が順に配
設され、集光レンズ１５により、パワーレーザ光
１１ａが伝送用フアイバ（処置用レーザフアイ
バ）１６の入射端面１６ａに集光される。ミキシ
ングミラー１３およびハーフミラー１４はパワー
レーザ光１１ａの光軸に対し略45°傾斜している。
伝送用フアイバ１６の先端は、パワーレーザ光１
１ａを出射する出射端面１６ｂを構成する。

ガイド光用レーザ発振器（例えばHe−Neレー
ザ）１７は、その出射ガイド光１７ａがミキシン
グミラー１３によつてパワーレーザ光１１ａの光
軸に重なるように設けられている。ミキシングミ
ラー１３は、パワーレーザ光１１ａは100％近い
透過率で透過させ、ガイド光１７ａを所定の割合
で反射するように作られている。このミキシング
ミラー１３およびガイド光用レーザ発振器１７
は、レーザ遮断装置１２より光学的に後方に位置
している。

またハーフミラー１４は、パワーレーザ発振器
１１から伝送用フアイバ１６に至るパワーレーザ
光１１ａに対しては光学的に透明であり、ガイド
光１７ａの波長に対しては、一定の比率でそのパ
ワーを分割する性質を有する。

パワーレーザ発振器１１から出射して伝送用フ
アイバ１６に至つたパワーレーザ光１１ａおよび
ガイド光１７ａは、その殆どが出射端面１６ｂか
ら出射されるが、一部は入射端面１６ａおよび出
射端面１６ｂで反射し、光路を逆にたどつてハー
フミラー１４に至る。伝送用フアイバ１６が途中
で折損した場合には、その折損部分での燃焼光で
ある２次光が同様にハーフミラー１４に至る。ハ
ーフミラー１４で反射したこの反射光あるいは２
次光が進む光路上には、フイルタ１８および光検
知器１９が配置されている。

フイルタ１８は、ガイド光１７ａの反射光は透
過させるが、正常な使用状態でのパワーレーザ光
１１ａの反射光は透過させない特性を有してい
る。また伝送用フアイバ１６が折損した場合の２
次光は、ガイド光１７ａの反射光より十分高い信
号レベルで透過させる特性を有する。

光検知器１９の出力信号は増幅器２０で増幅さ
れ、この増幅器２０の出力は、比較器２１，２２
の一方の入力となる。そして下限基準回路２３と
上限基準回路２４からの信号がそれぞれ、比較器
２１，２２の他方の入力となつている。この比較
器２１，２２の出力はOR回路２５に入力され、
このOR回路２５の出力を受けるシヤツタ駆動回
路２６によつて、上記レーザ遮断装置１２が駆動
される。すなわちOR回路２５の出力が“Ｌ”レ
ベルのときは、レーザ遮断装置１２が開いている
が、“Ｈ”レベルになるとレーザ遮断装置１２が
閉じる。

上記構成の本装置は、パワーレーザ発振器１１
より出射されたパワーレーザ光１１ａが、開いて
いるレーザ遮断装置１２から光路上の各要素を通
つた後、集光レンズ１５によつて入射端面１６ａ
に入射する。同時にガイド光用レーザ発振器１７
からのガイド光１７ａがミキシングミラー１３に
よつてパワーレーザ光１１ａと重ね合わされ、伝
送用フアイバ１６の入射端面１６ａに入射する。
入射端面１６ａに入射した両レーザ光は、その殆
ど全部が出射端面１６ｂから患部等へ照射される
が、その一部は出射端面１６ｂで反射して光路を
逆にたどり、ハーフミラー１４に戻る。戻つたレ
ーザ光は、ハーフミラー１４で反射してフイルタ
１８に入射する。フイルタ１８は、前述のように
正常な状態でのパワーレーザ光１１ａの反射光は
透過させず、ガイド光１７ａの反射光のみ透過さ
せる特性を有しているため、光検知器１９にはガ
イド光１７ａの反射光が入射する。

このガイド光１７ａの反射光の光量は、出射端
面１６ｂ表面に汚物が付着していなければ、ある
一定のレベルに収まるはずである。ところが汚物
が付着していると、この反射光レベルが低くなる
から、このレベルを検出することで、汚物の付着
を検出することができる。また伝送用フアイバ１
６が折損して、フアイバ燃焼による２次光が発生
した場合には、ハーフミラー１４に至る光量レベ
ルは、ガイド光１７ａの反射光量レベルに比して
十分高くなるから、これをフイルタ１８を介して
検知することで、伝送用フアイバ１６の折損を検
知することができる。

このため下限基準回路２３は、正常と判断され
るガイド光１７ａの反射光の下限レベルを設定
し、上限基準回路２４は同上限レベルを設定して
いる。この上限レベルはまた、上記２次光の光量
レベルより低く設定される。すると、増幅器２０
で増幅されたガイド光１７ａの反射光レベルが正
常の範囲では、その反射光レベルは下限基準回路
２３での設定レベルより大きく、上限基準回路２
４での設定レベルより小さくなるから、比較器２
１，２２の出力はともに“Ｌ”レベルになる。よ
つてOR回路２５からの出力も“Ｌ”レベルとな
るから、シヤツタ駆動回路２６は作動せず、レー
ザ遮断装置１２は開いた状態を維持する。

これに対し出射端面１６ｂの端面に血液等の汚
物が付着した場合には、ガイド光１７ａの反射光
レベルが下がる。よつて、下限基準回路２３での
設定下限レベルより検出反射光レベルの方が小さ
くなるため、比較器２１の出力は“Ｈ”レベルと
なる。よつてOR回路２５の出力が“Ｈ”レベル
となつて、シヤツタ駆動回路２６が作動し、レー
ザ遮断装置１２を閉じてパワーレーザ光１１ａの
入射端面１６ａへの出射を停止させる。

特に本発明は、ガイド光の反射光レベルで以上
の検知を行なうので、レーザ発振器１１を駆動す
ることなく、あるいはレーザ遮断装置１２を閉じ
たままで、出射端面１６ｂに汚物が付着したこと
を検出することができる。したがつてパワーレー
ザ光を照射することによつてしかトラブルを検出
できない従来装置に比し、極めて安全にかつ伝送
用フアイバ１６の破損を生じることなく、トラブ
ルの発生を未然に検出できる。

また伝送用フアイバ１６が中間部あるいは先端
部等で折損し、フアイバ燃焼による２次光が発生
すると、これがハーフミラー１４からフイルタ１
８を経て光検知器１９に入射する。前述のように
この２次光の光量は、前述のように上限基準回路
２４で設定されている上限反射光レベルを超える
ため、今度は比較器２２の出力が“Ｈ”レベルと
なり、よつてOR回路２５に介しシヤツタ駆動回
路２６が作動してレーザ遮断装置１２が閉じる。

「発明の効果」 以上のように本発明によれば、伝送用フアイバ
のトラブルとして頻繁に発生するフアイバ先端へ
の汚物付着を、ガイド光の反射光量の変化から直
ちに検出して、レーザ光を照射していないときに
はレーザ光の照射を未然に防止し、レーザ光を照
射しているときにはレーザ光の照射を直ちに遮断
することができる。よつて汚物が付着したままの
状態でパワーレーザ光を照射することによる熱的
トラブルを未然に防止できるとともに、フアイバ
の先端を洗浄することによる再使用が容易にでき
る。またフアイバが折損して２次光を生じるとい
うより重要で危険度の高い非常事態に対しては、
これを検知して同様にレーザ光を遮断するため、
レーザ光によるトラブルを確実にしかも低コスト
で未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明によるレーザ伝送用フアイバのトラ
ブル検出安全装置の実施例を示す系統接続図であ
る。 １１……パワーレーザ発振器、１１ａ……パワ
ーレーザ光、１２……レーザ遮断装置、１３……
ミキシングミラー、１４……ハーフミラー、１５
……集光レンズ、１６……伝送用フアイバ、１７
……ガイド光用レーザ発振器、１７ａ……ガイド
光、１８……フイルタ、１９……光検知器、２０
……増幅器、２１，２２……比較器、２３……下
限基準回路、２４……上限基準回路、２５……
OR回路、２６……シヤツタ駆動回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 伝送用フアイバの入射端面に向けてパワーレ
   ーザ光を発するレーザ光源と、 このパワーレーザ光を遮断するレーザ遮断装置
   と、 このレーザ遮断装置より下流において、パワー
   レーザ光の光軸上に重ね合わせて上記伝送用フア
   イバの入射端面にガイド光を入射させるガイド光
   光学系と、 上記伝送用フアイバの入射端面あるいは出射端
   面で反射する光の反射光レベルを検出する反射光
   検出系と、 この反射光検出系で検出される反射光レベルの
   上限基準値と下限基準値を設定する基準値設定手
   段と、 上記伝送用フアイバのレーザ光入射端面とこの
   反射光検出系との間に配設された光選択フイルタ
   と、 を備え、 上記光選択フイルタは、上記伝送用フアイバの
   入射端面あるいは出射端面で反射するガイド光及
   び該フアイバの燃焼による２次光は透過させ、同
   レーザ光は透過させない特性を有し、 かつ、上記レーザ遮断装置は、上記反射光検出
   系で検出される検出レベルが、上記基準値設定手
   段で設定された上限基準値と下限基準値の範囲を
   越えた値となつたときに、パワーレーザ光を遮断
   することを特徴とするレーザ伝送用フアイバのト
   ラブル検出安全装置。