JPH07184918A - レーザ光照射用湾曲プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ光が入射される入射端を有する基部
と、そのレーザ光を出射する出射端を有する先端部とが
湾曲部を介して湾曲して連なるレーザ光照射用湾曲プロ
ーブにおいて、前記湾曲部におけるレーザ光の漏洩を少
なくし、効率よく出射端に導いて、出射端から照射され
るレーザ光の光量の低減を防ぐ。 【構成】 レーザ光を入射する入射端７を有する基部１
０と、入射端７から入射したレーザ光を出射する出射端
８を有し、基部１０の軸線に交差する軸線１４方向に延
びる先端部１１と、基部１０および先端部１１に湾曲し
て連なる湾曲部１２とを含み、少なくとも前記湾曲部１
２の反射面１７は、基部１０と先端部１１との各外周面
を延長して結ぶ仮想外周面１６よりも湾曲部１２の軸線
１５に近接して形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば歯科治療にお
いて口腔内の患部へのレーザ光の照射を行うために用い
られるレーザ光照射用ハンドピースに装着される湾曲プ
ローブに関する。

【０００２】

【従来の技術】典型的な先行技術は、たとえば実開平３
−１０７９０９に示されている。この先行技術では、レ
ーザ光の入射端と出射端とにおける各光軸が交差する湾
曲プローブにおいて、その湾曲部でレーザ光が漏洩する
ことを防ぐために湾曲部外面に金蒸着等の手法によって
反射面を形成することが開示されている。

【０００３】このような先行技術では、反射面を構成す
る蒸着物質が徐々に剥離してしまい、その剥離部分から
レーザ光が臨界角を超えて外部に漏洩し、出射端から出
射されるレーザ光の光量が極端に低下してしまうという
問題を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、湾曲部におけるレーザ光の漏洩を防止し、確実に
レーザ光を出射端に導いて充分な光量で出射することが
できるレーザ光照射用湾曲プローブを提供することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ光を入
射する入射端を有する基部と、入射端から入射したレー
ザ光を出射する出射端を有し、基部の軸線に交差する軸
線方向に延びる先端部と、基部および先端部に湾曲して
連なる湾曲部とを含み、少なくとも前記湾曲部には、湾
曲部曲率の外側曲り部に基部と先端部との各外周面を延
長して結ぶ仮想外周面よりも湾曲部の軸線に近接して反
射面が形成されることを特徴とするレーザ光照射用湾曲
プローブである。

【０００６】また本発明は、前記反射面は、軸直角断面
において外方に凸に湾曲していることを特徴とする。

【０００７】さらに本発明は、前記反射面は、その法線
と、基部の軸線に対して最大角度の入射光の光軸とが成
す角度が、空気に対するプローブの材質の臨界角よりも
大きくなるように形成されることを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明に従えば、出射端から入射したレーザ光
は、湾曲部を経て先端部に導かれ、出射端から出射され
る。このとき前記湾曲部の外側曲がり部には、反射面が
基部と先端部とを結ぶ仮想外周面よりも軸線側に近接し
て形成されるので、基部から湾曲部に向けて導かれるレ
ーザ光を反射面によってほぼ全反射させることができ
る。これによってレーザ光の漏洩を無くし、あるいは少
なくし、先端部の出射端から充分な光量でレーザ光を出
射することができる。

【０００９】また本発明に従えば、前記反射面は、軸直
角断面において外方に凸に湾曲して形成される。これに
よって湾曲部に入射したレーザ光が外部へ漏洩するとい
う不具合を無くすことができ、湾曲部におけるレーザ光
の反射効率を向上して、出射端から出射されるレーザ光
の光量の低下を少なくすることができる。

【００１０】さらに本発明に従えば、前記反射面は、そ
の法線と、基部の軸線に対して最大角度の入射光の光軸
とが成す角度が、空気に対するプローブの材質の臨界角
よりも大きくなるように形成する。すなわち、反射面に
入射する入射光は全て臨界角未満で入射するため、反射
面によって入射光を全反射することができ、これによっ
て湾曲部におけるレーザ光の漏洩を確実に防止し、高効
率で出射端へレーザ光を導くことができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例のレーザ光照射用湾
曲プローブ１の断面図であり、図２は図１に示される湾
曲プローブ１を備えるレーザハンドピース２の側面図で
ある。たとえば歯科治療において、口腔内の患部組織に
レーザ光を照射するために用いられるレーザハンドピー
ス２は、術者が把持するハンドピース本体３と、ハンド
ピース本体３の長手方向一端部に着脱自在に装着される
導光部４とを有し、この導光部４の先端部にはレーザ光
照射用湾曲プローブ１が着脱自在に装着される。ハンド
ピース本体３内には、たとえばＧａ−Ａｌ−Ａｓ（ガリ
ウム・アルミニウム・ヒ素）等の半導体レーザ光を発生
するレーザ光発生源５が内蔵され、このレーザ光発生源
５から発生されたレーザ光は、導光部４内に挿通される
導光用ファイバ６によって湾曲プローブ１に導かれる。
この湾曲プローブ１の入射端７から入射したレーザ光
は、出射端８からこの出射端８を患部に接触させた状態
で照射され、その患部のたとえば痛みを軽減させること
ができる。

【００１２】前記湾曲プローブ１は、導光部４の先端部
に接続され、レーザ光を入射する前記入射端７を有する
基部１０と、入射端７から入射したレーザ光を出射する
前記出射端８を有し、ほぼ直円柱状の先端部１１と、基
部１０と先端部１１とに湾曲して連なる湾曲部１２とを
含む。前記基部１０は一直線状の軸線１３方向に長さＬ
１を有し、その断面形状は、図３（１）に示されるよう
に、直径Ｄ１を有する円形断面である。前記長さＬ１は
たとえば８ｍｍに選ばれ、直径Ｄ１は１．８ｍｍに選ば
れる。なお、この図３（１）は、図１の切断面線ａ１−
ａ１から見た拡大断面図である。

【００１３】前記湾曲部１２は、基部１０および先端部
１１の各軸線１３，１４に連なる円弧状に湾曲した軸線
１５を有し、この軸線１５の曲率半径Ｒ１はたとえば１
０ｍｍに選ばれ、角度θ２＝３０°にわたって形成され
る。

【００１４】このような湾曲部１２の湾曲部曲率の外側
曲がり部には、図１の切断面線ａ２−ａ２から見た図３
（２）の拡大断面図に示されるように、基部１０と先端
部１１との各外周面を延長して成す仮想外周面１６より
も湾曲部１２の軸線１５に近接する反射面１７が形成さ
れる。この反射面１７は、基部１０の軸線１３および先
端部１１の軸線１４を含む平面（不図示）に対しほぼ直
交し、かつ前記湾曲部の軸線１５の湾曲部のほぼ中点ｎ
での横断面にほぼ直交する平面状である。

【００１５】このような反射面１７は、前記基部１０の
軸線１３に対して最大角度で入射される入射光の光軸
と、法線（本実施例では反射面１７に垂直）ｍとが成す
角度αが、空気（外気ないしは大気と同義とする）に対
するプローブ１の材質の臨界角よりも大きくなるよう
に、前記角度θ３が決定される。本実施例では、プロー
ブ１の材質は石英である。さらに、プローブ１の入射端
７の端面は、曲率半径Ｒ２の凹状球面１９に形状され、
このときの入射光の光軸１８が基部１０の軸線１３と成
す最大入射角度θ４は、約６°である。

【００１６】前記先端部１１は、図１の切断面線ａ３−
ａ３から見た図３（３）の拡大断面図に示されるよう
に、軸直角断面が直径Ｄ１の円形断面であり、軸線１４
方向に長さＬ２を有する。先端部１１の軸線１４は、前
記基部１０の軸線１３の角度θを成し、この角度θは約
３０°に選ばれる。

【００１７】このような構成によって、前記反射面１７
によって入射端７から入射されたレーザ光を全反射し、
出射端８へ導かれるレーザ光の減衰を可及的に少なく
し、あるいは無くし、この出射端８から効率よくレーザ
光を出射させることができる。

【００１８】なお、出射端８は平坦に形成することもで
きるし、１点鎖線で示すような半球状としてレーザ光を
集光させて照射するようにしてもよい。

【００１９】図４は本発明の他の実施例のレーザ光照射
用湾曲プローブ１ａを示す断面図であり、図５は図４に
示される湾曲プローブ１ａの軸直角方向に切断した拡大
断面図であり、図５（１）は図４の切断面線ｂ１−ｂ１
から見た拡大断面図であり、図５（２）は図４の切断面
線ｂ２−ｂ２から見た拡大断面図であり、図５（３）は
図４の切断面線ｂ３−ｂ３から見た拡大断面図である。
なお、前述の実施例と対応する部分には同一の参照符を
付す。

【００２０】本実施例の湾曲プローブ１ａは、先端部１
１の先端寄りになるにつれて先細となる円錐台状であっ
て先端が半球状に形成されている。

【００２１】図５（１）で示す図４の切断面線ｂ１−ｂ
１から見た拡大断面図においては、直径Ｄ３の円形断面
であり、図５（２）で示す図４の切断面線ｂ２−ｂ２か
ら見た拡大断面図では第１実施例と同様に湾曲部１２の
軸線１５に近接する反射面１７が形成される。

【００２２】この反射面１７も第１実施例と同じく、基
部１０の軸線１３および先端部１１の軸線１４を含む平
面（不図示）に対しほぼ直交し、かつ前記湾曲部１２の
軸線１５の湾曲部のほぼ中点ｎでの横断面にほぼ直交す
る平面状である。図５（２）で示す図４の切断面線ｂ３
−ｂ３から見た拡大断面図で、前記直径Ｄ３より小さい
直径Ｄ４の円形断面とされている。また先端部１１が先
細状となっているためレーザ光を出射端８に集光させる
ことができる。

【００２３】図６は本発明の他の実施例のレーザ光照射
用湾曲プローブ１ｂを示す断面図であり、図７（１）は
図６の切断面線ｃ１−ｃ１から見た拡大断面図であり、
図７（２）は図６の切断面線ｃ２−ｃ２から見た拡大断
面図であり、図７（３）は図６の切断面線ｃ３−ｃ３か
ら見た拡大断面図である。

【００２４】本実施例の湾曲プローブ１ｂには、第１お
よび第２反射面２１，２２が形成される。第１反射面２
１は、基部１０の軸線１３と角度θ５を成し、角度θ６
にわたって形成される。これらの角度θ５，θ６は、１
５°にそれぞれ選ばれる。また第２反射面２２は、基部
１０の軸線１３に対して角度θ７を成し、第１反射面２
１から屈曲して湾曲部１２から先端部１１にわたって形
成される。前記角度θ７は２５°に選ばれる。

【００２５】このように相互に角度の異なる２つの反射
面２１，２２に分けて反射面を構成することによって、
仮想線１６からの研磨量ΔＬが少なくて済み、湾曲部１
２における強度の低下を少なくすることができる。しか
も、前述の実施例と同様に、第１および第２反射面２
１，２２によって入射端７から入射したレーザ光をほぼ
全て全反射して先端部１１に導くことができるので、出
射端８におけるレーザ光の減衰量を可及的に少なくし、
あるいは無くすことができ、高効率で出射させることが
できる。

【００２６】図８は本発明のさらに他の実施例のレーザ
光照射用湾曲プローブ１ｃを示す断面図であり、図９は
図８に示される湾曲プローブ１ｃを軸直角方向から見た
拡大断面図であり、このうち図９（１）は図８の切断面
線ｄ１−ｄ１から見た拡大断面図であり、図９（２）は
図８の切断面線ｄ２−ｄ２から見た拡大断面図であり、
図９（３）は図８の切断面線ｄ３−ｄ３から見た拡大断
面図である。なお、前述の実施例と対応する部分には同
一の参照符を付す。

【００２７】本実施例では、湾曲部１２において角度θ
２にわたって仮想外周面１６の曲率半径Ｒ１よりも大き
な曲率半径Ｒ２を有する円弧状の反射面２３が形成され
る。このような円弧状の反射面２３によってもまた、図
１〜図３に示される実施例のように、単一の反射面２７
によってレーザ光を反射する構成に比べて、湾曲部１２
の有効断面積を大きくすることができ、これによって湾
曲プローブ１ｃの湾曲部１２における強度の低下を少な
くすることができる。

【００２８】本発明のさらに他の実施例として、図１に
示されるように、先端部１１が直円柱状である湾曲プロ
ーブ１に対しても、上述の図４〜図９に示される実施例
と同様に、湾曲部１２に一平面を成す反射面１７を形成
するようにしてもよい。

【００２９】本発明のさらに他の実施例として、図１０
に示されるように、基部１０、湾曲部１２、および先端
部１１にわたって先細状となる円錐台状のプローブ１ｄ
に関しても、湾曲部１２に反射面２６を形成して、この
湾曲部１２おけるレーザ光の漏洩を少なくし、あるいは
無くすことができる。

【００３０】図１１は、本発明のさらに他の実施例の湾
曲プローブ１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの先端部１１の断面
形状を示し、これらの図１１（１）〜図１１（４）に示
される各断面は、図１〜図１０に示される湾曲プローブ
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに実施することができる。
図１１（１）に示される湾曲プローブ１ｅでは、先端部
１１において外面２６は外方（図１１の上方）に凸に湾
曲して形成され、内面２７は平坦状であって、いわば半
月状に形成される。

【００３１】また図１１（２）に示される湾曲プローブ
１ｆは、外面２６および内面２７がともに外方に凸に湾
曲し、いわば三日月状に形成される。

【００３２】さらに図１１（３）に示される湾曲プロー
ブ１ｇは、外面２６が外方に凸に湾曲し、内面２７は内
方（図１１の下方）に凸に湾曲し、いわば無端状に形成
される。

【００３３】さらに図１１（４）に示す湾曲プローブ１
ｈでは、外面２６および内面２７はともに平行な平坦状
であって、偏平な長円によって囲まれた断面形状を有す
る。

【００３４】上述の図１１に示される実施例では、各湾
曲プローブ１ｅ〜１ａの先端部１１の断面形状を横方向
（図１１の左右方向）に偏平に形成するようにしたけれ
ども、本発明のさらに他の実施例として、図１２に示さ
れるように、縦方向（図１２の上下方向）に偏平に形成
するようにしてもよい。図１２（１）に示される湾曲プ
ローブ１ｉでは、両側面２８，２９が外側方に凸に湾曲
して近接し、各側面２８，２９の両端部は各側面２８，
２９の曲率よりも小さい曲率で湾曲する外面２６および
内面２７によって連結され、いわば縦長の長円によって
囲まれた断面形状を有する。

【００３５】また図１２（２）に示される湾曲プローブ
１ｊの先端部１１は、外面２６に比べて内面２７が細く
形成された断面形状を有する。

【００３６】上述の図１〜図１２に示される実施例で
は、各反射面１７，２１，２２，２３，２４が湾曲部１
２の軸直角断面において、平坦であったけれども、本発
明の他の実施例として、図１３に示されるように湾曲部
１２に外方に凸に湾曲した反射面３０を形成するように
してもよい。また、図にはし示さないが湾曲部１２の外
方に凹に湾曲する反射面を形成するようにしてもよい。

【００３７】本発明のさらに他の実施例として、図１４
に示されるように、基部１０および湾曲部１２の各軸線
１３，１５を含む平面内に一直線状の軸線３３を有する
導光部３４を有し、この導光部３４から第２の湾曲部３
５を介して前記各軸線１３，１５を含む平面に対して交
差する方向に傾斜した軸線３５を有する先端部３６が形
成される湾曲プローブ１ｍを用いるようにしてもよい。
このような湾曲プローブ１ｍにおいて２つの湾曲部１
２，３７には本発明に従う反射面３８，３９がそれぞれ
形成され、入射端７から入射したレーザ光を各反射面３
８，３９によって全反射して出射端８から出射させるこ
とができる。この場合、先端部３６の形状は、図１４に
示されるように円錐台状だけではなく、前述の図１，図
６，図８，図１１，図１２に示されるような形状であっ
てもよく、また反射面３８，３９は前述の各実施例で述
べた反射面１７，２１，２２，２３，２４，３０と同様
な構成を選択的に採用することができる。

【００３８】以上の実施例で述べた湾曲プローブ１，１
ａ〜１ｍは、図２に示されるような半導体レーザハンド
ピース２に限るものではなく、図１５に示されるよう
に、レーザ発生源４１から発生されたレーザ光が導光用
ファイバ４２を介して導かれるレーザハンドピース４３
にもまた参照符４４で示されるように装着して、歯肉、
口腔粘膜、歯牙や歯骨などの生体組織に先端部を接触さ
せて高効率でレーザ光を照射し、効率良く治療を行うこ
とができる。また、湾曲プローブを可撓性と耐熱性のあ
る樹脂によって形成した場合は、湾曲している歯牙の根
管内に挿入し易くなり、根管内の滅菌や根管封鎖、根管
部への光重合剤の使用による充填、患部への加温や光刺
激により知覚過敏症の治療等が行える。

【００３９】また、レーザ光発生源にＹＡＧレーザ等を
用いれば、患部の切開、蒸散、止血、凝固などを行え、
特に口腔内のように狭い空間において任意の方向へレー
ザ光を導光することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、レーザ光
を反射面によって反射させることができ、レーザ光の漏
洩を無くし、あるいは少なくし、先端部の出射端から充
分な光量でレーザ光を出射することができる。

【００４１】また本発明によれば、前記反射面は、軸直
角断面において外方に凸に湾曲して形成される。これに
よって湾曲部におけるレーザ光の反射効率を向上して、
出射端から出射されるレーザ光の低下を少なくすること
ができる。

【００４２】さらに本発明によれば、前記湾曲部外面
は、法線と、基部の軸線に対して最大角度の入射光の光
軸とが成す角度が、空気に対するプローブの材質の臨界
角よりも大きくなるように形成する。すなわち、湾曲部
外面に入射する入射光は全て臨界角未満で入射するた
め、湾曲部外面によって入射光を全反射することがで
き、これによって湾曲部におけるレーザ光の漏洩を確実
に防止し、高効率で出射端へレーザ光を導くことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のレーザ光照射用湾曲プロー
ブ１を示す断面図である。

【図２】図１に示される湾曲プローブ１が装着されるレ
ーザハンドピース２を示す側面図である。

【図３】図１の切断面線ａ１，ａ２，ａ３から見た断面
形状をそれぞれ示す拡大断面図である。

【図４】本発明の他の実施例のレーザ光照射用湾曲プロ
ーブ１ａを示す断面図である。

【図５】図４の湾曲プローブ１ａを切断面線ｂ１，ｂ
２，ｂ３から見た断面形状をそれぞれ示す拡大断面図で
ある。

【図６】本発明のさらに他の実施例のレーザ光照射用湾
曲プローブ１ｂを示す断面図である。

【図７】図６に示される湾曲プローブ１ｂを切断面線ｃ
１，ｃ２，ｃ３から見た断面形状をそれぞれ示す拡大断
面図である。

【図８】本発明のさらに他の実施例のレーザ光照射用湾
曲プローブ１ｃを示す断面図である。

【図９】図８に示される湾曲プローブ１ｃを切断面線ｄ
１，ｄ２，ｄ３から見た断面形状をそれぞれ示す拡大断
面図である。

【図１０】本発明のさらに他の実施例のレーザ光照射用
湾曲プローブ１ｄを示す断面図である。

【図１１】本発明のさらに他の実施例のレーザ光照射用
湾曲プローブ１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈの各先端部１１に
おける軸直角方向の断面形状をそれぞれ示す拡大断面図
である。

【図１２】本発明のさらに他の実施例のレーザ光照射用
湾曲プローブ１ｉ，１ｊの先端部１１における軸直角方
向の断面形状をそれぞれ示す拡大断面図である。

【図１３】本発明のさらに他の実施例の湾曲部１２にお
ける軸直角方向の反射面３０の断面形状を示す拡大断面
図である。

【図１４】本発明のさらに他の実施例のレーザ光照射用
湾曲プローブ１ｍを示す斜視図である。

【図１５】図１〜図１４に示される実施例の湾曲プロー
ブ１，１ａ〜１ｍが装着されるストレート形レーザハン
ドピース４３およびそれに関連する構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１，１ａ〜１ｍ レーザ光照射用湾曲プローブ ２，４３ レーザハンドピース ５，４１ レーザ光発生源 ６，４２ 導光用ファイバ ８ 出射端 １０ 基部 １１ 先端部 １２ 湾曲部 １３ 基部の軸線 １４ 先端部の軸線 １５ 湾曲部の軸線 １６ 仮想外周面 １７，２１〜２４，３８，３９ 反射面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を入射する入射端を有する基部
   と、入射端から入射したレーザ光を出射する出射端を有
   し、基部の軸線に交差する軸線方向に延びる先端部と、
   基部および先端部に湾曲して連なる湾曲部とを含み、 少なくとも前記湾曲部には、湾曲部曲率の外側曲り部に
   基部と先端部との各外周面を延長して結ぶ仮想外周面よ
   りも湾曲部の軸線に近接して反射面が形成されることを
   特徴とするレーザ光照射用湾曲プローブ。
2. 【請求項２】 前記反射面は、軸直角断面において外方
   に凸に湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の
   レーザ光照射用湾曲プローブ。
3. 【請求項３】 前記反射面は、その法線と、基部の軸線
   に対して最大角度の入射光の光軸とが成す角度が、空気
   に対するプローブの材質の臨界角よりも大きくなるよう
   に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載
   のレーザ光照射用湾曲プローブ。