JPS5997110A - 光フアイバ用コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
ファイバを有する治療用レーザ装置に用いる前記光ファ
イバへの光入力部に使用するコネクタに関するものであ
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、？パ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１−る方式をとっているため患部へ導く過
程でその操作性が著しく劣っている。例えば患部をレー
ザ照射治療する際の位置決め１−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っている。

これら操作性改善の一つとして、レーザ光導光路に光フ
ァ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。

囚において、１は装置本体であり、レーザ発振器、電源
および操作パネルが同一筐体内に組み込まれている。レ
ーザ発振器から出射されるレーザ光はコネクタ２を介し
て光ファイバを内蔵する先導先部３が接続されており、
光導元部３の出力端には、レーザ光の光強度分布−株化
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４が
接続され装置が構成されている。

＄２図は、前記コネクタ２、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
部分は導光部材を形成している光ファイバ１１をスリー
ブ１２に挿入して接着剤で固着し、光ファイバ１１を構
成する保護被覆と反射面を形成するためのクラッドとを
ファ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１４ｍを
有するキャップ状のコア支持器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
面となっており、レーザ光を反射あるいは散乱させ、コ
ア１３の端面以外からのレーザ光侵入を防止している。

１５はスリーブ１２の外側に設けられ、且つ袋ナツト１
８を有するプラグであり、レンズ１６を内部に位置調整
可能に設けであるレセプタクル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べく位置精度よく結合されるよ
うに構成しである。そして、レーザ発振源１９から発振
されたレーザ光２０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：二
集束される光路位置にコア１３が来るように配置構成さ
れている。、これによりレーザ光は光ファイバ１１のコ
ア１３に導かれ、コア１３内を伝搬してハンドピース４
へ送られる。

ところで母斑治療用のレーザ発振源１９のレーザ種類は
アルゴンレーザ、ＹＡＧレーザ、ルビーレーザの三種類
であるが、これらのうち、ルビーレーザの如き固体レー
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、従ってレーザ
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１＝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　−Ｎ　ｅ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った場合、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っ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に高エネルギーのレー
ザ光の一部または全部が当ってしまうことがある。

コア支持器１４はその機能上、加工精凹が高くかつ安価
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（たとえばルビーレーザ装
置の場合、４０ジユール、照射時間’／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１−溶融して、その
時に発生する蒸散物が光ファイバ１１のコア１３のレー
ザ光入射端面やレンズ而に耐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、ひいては端面破壊を引
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。

さらニーコア支持器１４はコア１３に接触しないようわ
ずか（＝隙間が設けである。

それはコア支持器１４がコア１３：二接触すると全反射
の法則が崩れ、接触部位から光が漏れてしまい母斑をレ
ーザ治療するような高エネルギの場合、コア支持器１４
の接触部位が溶融してしまうからである。

しかし、このわずかな隙間によってこの隙間分の光軸の
ずれが生ずる危険も大きく、また、ずれが生じた場合に
はコア支持器１４とコア１３との部分的な接触が生じた
り、コア１３の端面より外れたレーザ光がコア１３の後
方に到達して当ることにもなる。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、発振された
レーザ光を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する治療用レーザ装置
において、導光路材として光ファイバを用いた場合、レ
ーザ発振源と光ファイバとを接続するためのコネクタに
おける光学的アライメント調整中或いは振動や衝撃など
で光軸ずれが発生して、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
ザ光伝達が可能で且つ調整完了後には光軸ずれが生じに
くいようにしたレーザ装置用の光フアイバ用コネクタを
提供することを目的とする、 〔発明の概要〕 即ち、本発明は上記目的を達成するため、レーザ発振源
からのレーザ光をレンズで集光し、レーザ光導光用の光
ファイバのコアの端面より入射させてレーザ光を導くレ
ーザ装置における前記光ファイバのレーデ発振源側との
接続のためのコネクタにおいて、その光フアイバ側は光
ファイバにおけるレーザ光入射端側に所定長にわたるコ
ア露出部を形成し、このコア露出部側にはコアをコア挿
通保持用の孔により挿通保持し、且つレーザ光到来側表
面が傾斜面に形成されたコア支持器を設けてコア先端を
該コア支持器より突出させて且つコア支持器の前記コア
挿通用の孔とコアとの間には該コアより屈折率がＶ！！
１ｇ 小さく該コアと同じ材質のコアスリーブを介在させると
共に前記コア端面は前記レーザ発振源側との接続時、前
記レンズの焦点位置より後方で光束径とコア径とがほぼ
同径となる位置に位置合わせして構成し、コア露出部が
クラッドの働をするコアスリーブを介してコア支持器に
保持させるようにしてコアスリーブとコア支持器とが密
着状態でこれを保持することを可能とし、これ：ユよっ
てコアをコア支持器に確実に保持させることができるよ
うにして振動や衝撃（コ対してコアの光軸がレーザ光の
光軸よりずれＣ−＜くし、また、アライメント調整時に
コアとレーザ光゛の光軸がずれてもコア端面がレーザ光
の焦点位置より後方となるようにしたこと１＝よってコ
ア端面より外れたレーザ光があっても光束が広がる方向
にあるためレーザ光のエネルギ密度が低く、従ってレー
ザ光のエネルギＣ＝よる溶融や飛散などを生じにくいよ
うにし、また、コア支持器表面は傾斜面としたことによ
り、到来レーザ光はより拡散して反射し、これによって
二次反射レーザ光を受ける部品のレーザ光照射によから
詳述する。基本的には本装置は第２図のものと同じであ
るので、第３図中の符号は、第２図と共通のものは同一
符号を付しである。

本発明の特僧は、■コア１３のレーザ光の入力端面なレ
ンズ１６の焦点の後１＝位置させたこと、■第２図のコ
ア支持器１４を改良してさらにレーザ光を良く反射させ
るため表面を鏡面研磨しかつ傾斜させていること、■さ
らに、コア支持器の位置をコア１３のレーザ光入射面よ
り後方に設置していること、■コア端面を精度良く保持
するため、コアスリーブを使用し、かつコアスリーブの
レーザ光入射面と逆の面にレーザ光を効率良く反射させ
る物質を蒸着させていることである。

コア１３の入力端面へのレーザ光の入力方法は、従来は
第２図のように、できるだけコア１３の入力端面の全面
に入力できるようにして、エネルギー密度の小さな値（
二なるようレンズ１６でレーザ光を絞っている。このよ
うな従来方式では、レンズ１６の焦点位置は、コア１３
の入力端面の後（＝来ること１；なり、光軸のずれが生
じた場合は、浴融（二対して未対策のクラッドや保護被
覆あるいはコネクタのスリーブ１２に悪影響を与える危
険がある。

保護被覆は一般にテフロンやナイロン等のプラスティッ
ク材料が使用されており、また、クラッドにもシリコン
が使用されていることがある。このような材料に、たと
え、反射光でも当ると、大出力のレーザ光の場合は溶融
の危険がある。

そこで、本発明ではこの対策のため、第３図１＝示すよ
うζニレーザ光入射側の光ファイバ１１の列被部（コア
１３を覆うクラッドＩＩａ及び保護被覆１１ｂ）を所定
長剥離してコア１３を露出させ、コア１３のレーザ光入
射端面をレンズ１６の焦点位置より後方（ニすると共に
外被部端面をレーザ光から保護するため、中央にコア１
３を通す孔を有し黄銅やステンレス等の安価な金属材料
で作られた保護リング３）をファイバ１１の“外被部剥
離端面に固定する。前記保護リング３１の孔の内径はコ
ア１３の外径よりわずかに大きくシ、コア１３に接触し
ないようにする。保護リング３１がコア１３（＝接触し
てしまうとそこで全反射の法則がくずれ、接触部分でエ
ネルギの吸収が起り、コア１３の側面破壊が進むからで
ある。さらに保護被覆１１ｂの外周には位置出しスリー
ブ３２が嵌合され、これらの集合体を嵌合保持するコネ
クタのスリーブ１２に挿入されること（二よりコア１３
の軸心がスリーブ１２の軸心に一致されて保持されるこ
とになる。このスリーブ１２の端部（二は、コア１３を
レンズ１６の光軸上に位置精度よく保持するためのコア
支持器３３が装着されている。

コア支持器３３のコア１３が通る穴はコア１３より大き
い径としている、これは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（＝悪影響を与えるからである。

また、コア支持器３３のレーザ光入射側面は傘状に傾斜
させてあり、且つその材質はタングステン等の高融点材
料を鏡面仕上げしたものを用いたり、セラミックを利用
したり、或いはステンレス等にレーザ光を良く反射する
金属メッキ或いは蒸着したりしたものを使用している。

さらにコア１３のレーザ光入射端面は構成上不都合の生
じない所定距離だけコア支持器３３の入射側面より突出
させ、且つレンズ１６の焦点位置より後方のしかもコア
１３の径とほぼ同じ程度のスポット径となるレンズ１６
の光路位置にコア１３端面な位置させることによりコア
入射端面にレーザ光２０が全部入射するようにし、また
万一コア入射端面よりレーザ光がＡれても拡散するよう
にしてコア支持器３３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３３に到来したレ
ーザ光を受けても溶融や飛散などの現象が起らないよう
にしである。また、コア支持器、？、ｔｌ二よって反射
されたレーデ光はコア支持器３３の傾斜面により、より
光束が拡散されてエネルギ密度が低くなり、反射光を受
けた部品を溶融等が生じにくくなる。この溶融や飛散な
どを防止できることによって、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。

ところで、コア１３のレーザ光入射端面の位置精度は、
従来方式では、コア支持器１４がコア１３と接触できな
いので、光ファイバ１１の保護被覆とスリーブ１２の接
着のみで位置精度を出しており、光ファイバ１１のクラ
ッド１１１１と保護被覆１１ｂを剥離した長さが長くな
ると、コア１３のレーザ光入射端面の位置精度を維持で
できている管状のコアスリーブ３４を使用し、コアスリ
ーブ３４に前述の光ファイバ１１の露出したコア１３を
通してコアスリーブ３４でコア１３のコア支持器３３部
分より保護リング３１までの間を覆い、またコアスリー
ブ３４はコア支持器３３の穴に圧入等の方法で固定する
ことにより、コア１３の入射端面の位置精度を保持して
いる。すなわち、この発明の方式ではコアスリーブ３４
の屈折率はコア１３の屈折率より低いので、コアスリー
ブ３４はコア１３のクラッドとしての働きをし、コアＩ
Ｊの全反射の法則が成立するため、コア１３とコアスリ
ーブ３４が接触しても光が漏れる心配がないからである
。

コアスリーブ３４のレーザ光入射面と反対の端面にはレ
ーザ光を効率良く反射する物質を蒸着しである。このた
め、たとえコネクタ内部等で反射されたレーザ光がコア
スリーブ３４に入射してコアスリーブ３４の入射面と反
対側の端面に達することがあっても、反射されるため光
ファイバ１１のクラッド１１１１や保護被覆１１ｂに悪
影響を与えることはない。

このような構成の本装置はコア１３のレーザ光入射端面
がレンズ１６の焦点位置より後方で、しかもコア端面の
径とレンズ１６で集束されたレーザ光２０のスポット径
が同径となる位置に配されている。しかもコア１３を支
えるコア支持器３３はコア１３のレーザ光入射端面より
後方であり、且つ表面は傾斜面としであるから、万一、
レーザ光２０の光軸とコア１３の軸がずれてレーデ光の
一部が後方に抜けることがあってもこれを反射してしま
い、また光束は拡散方向にあり、エネルギ密度は低いの
で、コア支持器３３はレーザ光を受けても溶融したり飛
散したりすることがない。また、コア支持器３３により
反射されたレーザ光はコア支持器３３のレーザ光入射側
面が傘状１−傾斜しているため、反射レーザ光はより拡
散方向となるため、二次反射光による他の部分の溶融な
どの心配もない。

また、コア１３はコアスリーブ３４を介してコア支持器
３３に支持されており、コアスＩＪ−プ３４はコア１３
に対してクラッドとしての機能を示すので、コアスリー
ブ３４をコア支持器３３に密着させてもコア１３の全反
射は損なわれることがないので、コア１３はコア支持器
８４（−確実（二保持させることができる。

そのため、コア１３は外部からの衝撃などによってレー
ザ光軸と位置ずれを起こ丁危険は少なくなる。

また、コアスリーブ３４の保護リング３１側端而はレー
ザ光の反射物質が蒸着されているため、コアスリーブ３
４内礪：レーザ光が入射してもここで反射されるため、
光ファイバ１１の外被部即ち、クラッドや保護被覆は十
分鑑：保護され、また、万−漏れが生じても保護リング
３１があるので、光ファイバ１１のＡ被部端面は確実に
保護できる、 尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定するこ
となくその要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施
し得るものであり、例えば到来レーザ光のエネルギ密度
が低くなることから前記コア支持器はある程度の反射効
率の高い材料で表面を鏡面としてあれば必ずしも高融点
の材料を使用しなくとも良い。

また本装置は従来の構成１′″−コアスリーブを追加し
、またコア支持器の形状を少し変えると共にコア支持器
とコア端面の位置なレーザ光の焦点位置より後方にずら
して配するだけで済むので、従来装置：ユ大幅な変更を
加えることな〈実施＝１能となり、従って安価なコネク
タが得られる。

〔発明の効果〕

以上詳述したよう（＝本発明はレーザ発振源からのレー
ザ光をレンズで集光し、レーザ光導光用の光ファイバの
コアの端面より入射させてし９ 一ザ光を導くレーザ装置１：おける前記光ファイバのレ
ーザ発振源側との接続のためのコネクタ１＝おいて、そ
の光フアイバ側は光ファイバにおけるレーザ光入射端側
に所定長にわたるコア露出部を形成し、このコア露出部
側にはコアをコア挿通保持用の孔により挿通保持し、且
つレーザ光到来側表面が仰斜面に形成されたコア支持器
を設けてコア先端を該コア支持器より突出させて且つコ
ア支持器の前記コア挿通片の孔とコ前記コア端面は前記
レーザ発振源側との接続時、前記レンズの焦点位置より
後方で光束径とコア径とがほぼ同径となる位置に位置合
わせして構成し、コア露出部がクラッドの働をするコア
スリーブを介してコア支持器に保持させるよう（二して
コアスリーブとコア支持器とが密着状態でこれを保持す
ることを可能とし、これによってコアをコア支持器に確
実に保持させることができるようにして微動や衝撃に対
してコアの光軸０ がレーザ光の光軸よりずれに＜＜シ、また、アライメン
ト調整時にコアとレーザ光の光軸がずれてもコア端面が
レーザ光の焦点位置より後方となるよう１−シたことＣ
二よってコア端面より外れたレーザ光があっても光束が
広がる方向１；あるためレーザ光のエネルギ密度が低く
、従ってレーザ光のエネルギによる溶融や飛散などを生
じ（−くいようにし、また、コア支持器表面は傾斜面と
したこと（二より、到来レーザ光はより拡散して反射し
、これによって二次反射レーザ光を受ける部品のレーザ
光照射による溶損などを防止する１うにシたので、コア
とレーザ光軸はアライメント調整後はずれが生じにくく
なり、またアライメン）調整時においてカー光軸がずれ
たとしてもコア支持器やその他の部品の位置シーはレー
ザ光が拡散方向に広がって到来するためＣ＝エネルギ密
度が低く、レーザ光による溶損などを受けにくくなり、
従って高信頼性でレーザ光伝搬効率の低下もない構成簡
単な光フアイバ用コネクタ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の構成を示す斜視図、第２図は
従来の光フアイバ用コネクタの構成を示す断面図、第３
図は本発明の一実施例を示す要部断面図である。 １１・°・光ファイバ、ＩＩｍ・・・クラッド、１１ｂ
・・・保護被覆、１２・・・スリーブ、１３・・・コア
、１６・・・レンズ、３１・・・保護リング、３２・・
・位置出しスリーブ、３３・・・コア支持器、３４・・
・コアスリーブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ発振源からのレーザ光をレンズで集光し、レーザ
   光導光用の光ファイバのコアの端面より入射させてレー
   ザ光を導くレーザ装置における前記光ファイバのレーザ
   発振源側との接続ア挿通用の孔とコアとの間には該コア
   より屈折率が小さく該コアとほぼ同材質のコアスリーブ
   を介在させると共に前記コア端面は前記レーザ発振源側
   との接続時、前記レンズの焦点位置より後方で光束径と
   コア径とがほぼ同径となる位置に位置合わせして構成し
   たことを特徴とする光フアイバ用コネクタ。