JPWO2011114984A1

JPWO2011114984A1 - レーザトリートメント装置

Info

Publication number: JPWO2011114984A1
Application number: JP2012505638A
Authority: JP
Inventors: 山崎　岩男; 岩男山崎; 章次山崎
Original assignee: Ya Man Ltd
Current assignee: Ya Man Ltd
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2013-06-27
Also published as: US20120296322A1; WO2011114984A1

Abstract

【課題】レーザ光の照射範囲は十分広いとは言えず、皮膚へレーザ光を照射しようとすると大変に手間がかかり、美容トリートメントの効率が悪いという課題があった。【解決手段】２つ以上のＶＣＳＥＬ素子４１ｓが同一ウェハ上に配列され、皮膚に対して照射するためのレーザ光を出射する少なくとも１つ以上のＶＣＳＥＬアレイ４１をレーザ光源４０として備えるようにした。被照射部位へ照射した光の被照射部位からの反射光パワーを検出する反射光パワー検出手段と、反射光パワー検出手段により検出された反射光パワーに応じて、光源手段が出射するレーザ光のパワーを調節する制御手段とを備えてもよい。【選択図】図２

Description

この発明は、レーザ光を皮膚へ照射して脱毛その他の美容トリートメントを行うレーザトリートメント装置に関する。

図１３は従来のレーザトリートメント装置で、その一部を切り欠いて内部を図示している。
この従来装置は特許文献１に開示されている。

図１３において、１０１はレーザトリートメント装置、１０２は外装ケース、１０３は把持部、１０４はヘッド部、１０４Ａはヘッド部１０４の開口部、１０５は操作パネル部である。

また、１０６は光学ユニット、１０７はレーザ光を出射する半導体レーザ、１０８はそのレーザ光を集光する球レンズ、１０９は半導体レーザ１０７を放熱するヒートシンクである。

さらに、１１０は光学ユニット１０６に固定された振動モータ、１１１は振動モータ１１０のモータ軸、１１２はモータ軸１１１に固定された偏芯分銅、１１３は振動の支点、１１４は美容トリートメントを行う被照射面である。

次に動作を説明する。
半導体レーザ１０７から出射したレーザ光は、球レンズ１０８で集光され被照射面１１４を照射する。この一点照射の場合、被照射面１１４上の照射範囲は径２〜３ｍｍ程度である。

特開２００３−１３５４８４号公報

従来のレーザトリートメント装置は以上の構成なので、レーザ光の照射範囲は十分広いとは言えず、広い面積にレーザ光を照射する場合は皮膚に対しレーザ光を往復移動する必要があり、そのために手間がかかり効率が悪いという課題があった。

原因は、レーザ光源として用いている半導体レーザ１０７が一点発光型で光軸上に出力ピークがあるためであり、この一点照射のレーザ光では照射範囲には自ずと限界がある。

これを改善するため、一点発光型の半導体レーザを複数備えれば、一応は広範囲のレーザ光の照射が可能となる。しかしながら、半導体レーザの数だけ実装容積が必要となり、同時に、これらに付随するヒートシンクなどの周辺構成要素も増加するため、装置全体が大型化し、実用的でなくなってしまう。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、大型化を抑制して実用性を確保しつつ、高パワーかつ広範囲のレーザ光を皮膚へ照射して美容トリートメントの効率を改善することを目的とする。

請求項１記載のレーザトリートメント装置は、２つ以上のレーザ素子が同一ウェハ上に配列され、被照射部位を照射するためのレーザ光を出射する面発光レーザアレイを光源手段として備えるようにしたものである。

請求項２記載のレーザトリートメント装置は、請求項１記載の面発光レーザアレイが、２つ以上の垂直共振器型面発光レーザ素子を同一ウェハ上に配列した垂直共振器型面発光レーザアレイであることを特徴としたものである。

請求項３記載のレーザトリートメント装置は、請求項１記載の光源手段が出射したレーザ光を受光して被照射部位へ導光する導光手段を備えることを特徴としたものである。

請求項４記載のレーザトリートメント装置は、請求項１記載の光源手段が面発光レーザアレイを駆動する電池を備えることを特徴としたものである。

請求項５記載のレーザトリートメント装置は、請求項１記載の光源手段が、２つの面発光レーザアレイを直列に接続して備えることを特徴としたものである。

請求項６記載のレーザトリートメント装置は、請求項１記載の光源手段がレーザ光を被照射部位へ拡散する光拡散手段を備えることを特徴としたものである。

請求項７記載のレーザトリートメント装置は、請求項１記載の光源手段が、被照射部位からの反射光パワーを検出する反射光パワー検出手段と、反射光パワー検出手段により検出された反射光パワーに応じてレーザ光のパワーを調節する制御手段とを備えることを特徴としたものである。

請求項８記載のレーザトリートメント装置は、請求項１記載の光源手段が、レーザ光が照射される被照射部位との接触を検出する接触検出手段と、接触検出手段が上記被照射部位との接触を検出している間のみ、光源手段にレーザ光を出射させる制御手段とを備えることを特徴としたものである。

請求項９記載のレーザトリートメント装置は、請求項９記載の制御手段が、所定の時間だけ被照射部位へレーザ光を照射した後は、光源手段に上記レーザ光の出射を停止させるようにしたことを特徴としたものである。

以上のように、請求項１記載のレーザトリートメント装置によれば、２つ以上のレーザ素子が同一ウェハ上に配列され、被照射部位を照射するためのレーザ光を出射する少なくとも１つ以上の面発光レーザアレイを光源手段として備えるようにしたので、各レーザ素子からのレーザ光の強度分布を合成した合成強度分布を持つ高パワーかつ広範囲のレーザ光が光源手段から出射されるようになり、この高パワーかつ広範囲のレーザ光を被照射部位へ照射し、美容トリートメントの効率を改善できるという効果が得られる。

請求項２記載のレーザトリートメント装置によれば、光源手段は、２つ以上の垂直共振器型面発光レーザ素子を同一ウェハ上に配列した垂直共振器型面発光レーザアレイを備えるようにしたので、垂直共振器型面発光レーザ素子を用いることにより、容易にアレイ化できるという効果が得られる。

請求項３記載のレーザトリートメント装置によれば、光源手段が出射したレーザ光を受光して被照射部位へ導光する導光手段を備えるようにしたので、光源手段が出射したレーザ光を被照射部位へ容易に導光できるという効果が得られる。

請求項４記載のレーザトリートメント装置によれば、面発光レーザアレイを駆動する電池を備えるようにしたので、大電流を必要とする面発光レーザアレイの駆動回路として大型のＡＣアダプタなどを用いる必要がなくなり、面発光レーザアレイを用いたレーザトリートメント装置の大型化を抑制でき、実用性を確保できるという効果が得られる。

請求項５記載のレーザトリートメント装置によれば、光源手段は、２つの面発光レーザアレイを直列に接続して備えるようにしたので、１．２Ｖ充電池を４本使用して最も効率の良いレーザトリートメント装置を構成できるという効果が得られる。

請求項６記載のレーザトリートメント装置によれば、被照射部位を照射するためのレーザ光を上記被照射部位へ拡散する光拡散手段を備えるようにしたので、レーザ光が被照射部位へ拡散して照射されるようになり、火傷などの事故から使用者を保護できるという効果が得られる。また、高パワーかつ広範囲のレーザ光をいっそう広範囲にわたって被照射部位へ配光できるようになり、美容トリートメントの効率を改善できるという効果が得られる。さらに、高い均一性を持ったレーザ光を被照射部位へ照射できるようになり、美容トリートメントの照射ムラを軽減できるという効果が得られる。

請求項７記載のレーザトリートメント装置によれば、被照射部位へ照射した光の被照射部位からの反射光パワーを検出する反射光パワー検出手段と、上記反射光パワー検出手段により検出された反射光パワーに応じて、光源手段が出射するレーザ光のパワーを調節する制御手段とを備えるようにしたので、被照射部位の色の個人差に応じて、被照射部位へ照射するレーザ光のパワーを最適化できるようになり、高パワー化されたレーザトリートメント装置の安全性を確保できるという効果が得られる。

請求項８記載のレーザトリートメント装置によれば、レーザ光が照射される被照射部位との接触を検出する接触検出手段と、上記接触検出手段が上記被照射部位との接触を検出している間のみ、光源手段にレーザ光を出射させる制御手段とを備えるようにしたので、レーザ光が照射される被照射部位との接触を接触検出手段が検出しない限り、レーザ光源はレーザ光を出射しないようになり、眼球などに対してレーザ光を誤って照射してしまうという不測の事故を防止でき、高パワー化されたレーザトリートメント装置の安全性を確保できるという効果が得られる。

請求項９記載のレーザトリートメント装置によれば、制御手段は、所定の時間だけ被照射部位へレーザ光を照射した後は、光源手段に上記レーザ光の出射を停止させるようにしたので、同一箇所の被照射部位へレーザ光を過剰に照射してしまうという事態を防止できるようになり、高パワー化されたレーザトリートメント装置の安全性をさらに確保できるという効果が得られる。

この発明の実施の形態１によるレーザトリートメント装置の構成を示す図である。図１のレーザ光源の構成を示す図である。レーザ光源の駆動電源として電池を用いた場合の設計例を説明するための図である。この発明の実施の形態２によるレーザトリートメント装置の構成を示す図である。この発明の実施の形態３によるレーザトリートメント装置の構成を示す図である。この発明の実施の形態３によるレーザトリートメント装置の回路構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態３によるレーザトリートメント装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態４によるレーザトリートメント装置の構成を示す図である。この発明の実施の形態４によるレーザトリートメント装置の回路構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態４によるレーザトリートメント装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態４によるレーザトリートメント装置の動作を示すフローチャートである。図１１のレーザトリートメント装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。従来のレーザトリートメント装置の構成を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、各図面では、同一の構成または相当する構成については同一の符号を付す。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるレーザトリートメント装置の構成を示す図であり、図１（ａ），図１（ｂ），図１（ｃ）はそれぞれレーザトリートメント装置の正面図、側面図、上面図である。特に図１（ｂ）ではレーザトリートメント装置の一部を切り欠いて内部構造を図示している。

図１において、１０はレーザトリートメント装置、２０はレーザトリートメント装置１０の使用者によって握られる把持部、２１はレーザ光を照射するための照射ボタン、３０はレーザ光源その他の光学機器を内蔵したヘッド部、３０Ａはヘッド部３０の開口部、４０はレーザ光源（光源手段）、５０はレーザ光源４０が出射したレーザ光を受光して皮膚へ照射するポリメチルメタクリレート製などの導光体（導光手段）である。

レーザ光源４０は、本願発明を特徴付ける構成要素である。基板面と垂直な方向へ光を共振させ、その方向に対して光を出射するＶＣＳＥＬ（＊１）素子を同一ウェハ上に複数配列したＶＣＳＥＬアレイをレーザ光源４０は備えている。

（＊１）“ＶＣＳＥＬ”……垂直共振器型面発光レーザ。ＶｅｒｔｉｃａｌＣａｖｉｔｙＳｕｒｆａｃｅＥｍｉｔｔｉｎｇＬａｓｅｒ［英］の略。この明細書中では“ＶＣＳＥＬ”と略す。

図２は図１のレーザ光源の構成を示す図であり、図２（ａ）はレーザ光源４０に備えたＶＣＳＥＬアレイの斜視図を、図２（ｂ）は導光体５０へレーザ光を出射するレーザ光源４０の側面図をそれぞれ模式的に表している。

図２において、４１はレーザ光源４０に備えたＶＣＳＥＬアレイ、４１ｓはＶＣＳＥＬアレイ４１を構成する複数のＶＣＳＥＬ素子、Ｌは各ＶＣＳＥＬ素子４１ｓから出射したレーザ光、４２は各レーザ光Ｌをコリメートするマイクロレンズアレイ、Ｄは仮想的に図示した各レーザ光Ｌの合成強度分布である。

一般によく知られているように、基板面と平行に共振器を備え、へき開した側面から光を出射する端面発光型のレーザ素子と比較すると、ＶＣＳＥＬ素子４１ｓはアレイ化しやすいなどの長所を持っている。図２（ａ）に示すように、複数のＶＣＳＥＬ素子４１ｓを同一ウェハ上に密に配列してＶＣＳＥＬアレイ４１を構成することで、各々のレーザ光Ｌの強度を合成したレーザ光がＶＣＳＥＬアレイ４１の出射面全面から出射されるようになり、高パワーかつ広範囲のレーザ光が実現される。

このようなＶＣＳＥＬアレイ４１を用いたレーザトリートメント装置１０では、使用者が照射ボタン２１をＯＮすると、図２（ｂ）に示すように、ＶＣＳＥＬアレイ４１が出射した各レーザ光Ｌは、マイクロレンズアレイ４２を介し、合成強度分布Ｄを持つレーザ光としてレーザ光源４０から出射する。この合成強度分布Ｄのレーザ光は、導光体５０を透過して開口部３０Ａから被照射部位である使用者の皮膚へと照射される。ＶＣＳＥＬアレイ４１により高パワー化かつ広範囲化された合成強度分布Ｄのレーザ光が照射されるので、脱毛その他の美容トリートメントの効率を向上することが可能となる。

本願発明者が試作したレーザトリートメント装置１０によれば、およそ径２０ｍｍの広範囲にわたってレーザ光を照射できるようになっている。図１３の従来のレーザトリートメント装置１０１で一点照射の場合の照射範囲が径２〜３ｍｍ程度だったことを考えると、面積比に換算して約１００倍もの広範囲照射が可能となっている。この照射範囲は、ＶＣＳＥＬアレイ４１の数を増やせば、さらに広げることが可能である。

ここで、ＶＣＳＥＬ素子４１ｓは同一ウェハ上に配列されるため、レーザトリートメント装置１０に占める実装容積もさほど大きくはならず、ヒートシンクなどの周辺構成要素も少なくて済む。ただし、従来のレーザトリートメント装置１０１と比較して、かなりの大電流をＶＣＳＥＬアレイ４１に供給する必要が生じる。このような大電流を供給するＡＣアダプタは市販されておらず、交流１００Ｖから必要な大電流を作ろうとすると回路が大型化し、レーザトリートメント装置１０が非実用的となってしまう。

そこで、この実施の形態１では、レーザ光源４０の駆動電源として電池を用いるようにし、短時間ではあってもＶＣＳＥＬアレイ４１を備えたレーザ光源４０の駆動を可能としている。こうして、レーザ光の高パワー化および広範囲化を実現しつつ、回路の大型化を抑制し、レーザトリートメント装置１０の実用性を確保している。

図３はレーザ光源４０の駆動電源として電池を用いた場合の設計例を説明するための図である。
ここでは、１．２Ｖの充電池を直列接続して駆動電源に用いることとし、１つのＶＣＳＥＬアレイ４１あたりの駆動電圧を２Ｖ，変圧の効率を昇圧＜降圧とし、抵抗Ｒ１で降圧してＶＣＳＥＬアレイ４１を駆動する。また、レーザトリートメント装置１０に設けられた他のデバイスの駆動電圧は３Ｖとする。

設計例（イ）……充電池の本数を１本とすると、電池電圧Ｅは１．２Ｖとなる。したがって、駆動可能なＶＣＳＥＬアレイ４１の数は０であり、他のデバイスの駆動電圧と電池電圧Ｅとの差は＋１．８Ｖである。

設計例（ロ）……充電池の本数を２本とすると、電池電圧Ｅは２．４Ｖとなる。したがって、駆動可能なＶＣＳＥＬアレイ４１の数は１であり、このとき抵抗Ｒ１による降圧幅は２．４Ｖ−２．０Ｖ＝０．４Ｖである。また、他のデバイスの駆動電圧と電池電圧Ｅとの差は３．０Ｖ−２．４Ｖ＝＋０．６Ｖである。

設計例（ハ）……充電池の本数を３本とすると、電池電圧Ｅは３．６Ｖとなる。したがって、駆動可能なＶＣＳＥＬアレイ４１の数は１であり、このとき抵抗Ｒ１による降圧幅は３．６Ｖ−２．０Ｖ＝１．６Ｖである。また、他のデバイスの駆動電圧と電池電圧Ｅとの差は３．０Ｖ−３．６Ｖ＝−０．６Ｖである。

設計例（ニ）……充電池の本数を４本とすると、電池電圧Ｅは４．８Ｖとなる。したがって、駆動可能なＶＣＳＥＬアレイ４１の数は２に増え、このとき抵抗Ｒ１による降圧幅は４．８Ｖ−２×２．０Ｖ＝０．８Ｖである。また、他のデバイスの駆動電圧と電池電圧Ｅとの差は３．０Ｖ−４．８Ｖ＝−１．８Ｖである。

設計例（ホ）……充電池の本数を５本とすると、電池電圧Ｅは６．０Ｖとなる。したがって、駆動可能なＶＣＳＥＬアレイ４１の数は３に増え、このとき抵抗Ｒ１による降圧幅は６．０Ｖ−３×２．０Ｖ＝０．０Ｖである。また、他のデバイスの駆動電圧と電池電圧Ｅとの差は３．０Ｖ−６．０Ｖ＝−３．０Ｖである。

以上、設計例（ロ）、（ニ）の場合は、１つのＶＣＳＥＬアレイ４１に対する充電池の本数が２本で、ＶＣＳＥＬアレイ４１を駆動できない設計例（イ）や、３本の充電池を使ってＶＣＳＥＬアレイ４１を１つ駆動する設計例（ハ）よりも効率が良い。ただし、設計例（ロ）は他のデバイスを駆動するのに０．６Ｖの昇圧が必要であり、変圧の効率が昇圧＜降圧であることを考えると、１．８Ｖの降圧により他のデバイスを駆動できる設計例（ニ）が最も効率が良いことが分かる。ここで、設計例（ホ）は、充電池５本で３つのＶＣＳＥＬアレイ４１を駆動でき、降圧幅も０．０Ｖで効率は良いが、電池電圧Ｅが使用によりドロップしたときに駆動できなくなるので、設計マージンなどの観点から考えて採用しない。

なお、ＶＣＳＥＬアレイ４１を構成するＶＣＳＥＬ素子４１ｓの配列については、ライン状の１次元配列であっても良いし、平面状の２次元配列であっても良い。

また、ＶＣＳＥＬ素子４１ｓをＮだけ並べた１次元配列の場合や、Ｎ×Ｍのマトリクス状に並べた２次元配列の場合のＮやＭの値も設計仕様に応じて変更可能である。さらに、２次元配列の形状もＮ×Ｍのマトリクス状に限定されるものではなく、６角形状の配列など様々なパターンを採用することができる。

さらに、レーザ光源４０に用いるＶＣＳＥＬアレイ４１の数も１つや２つに限定されるものではなく、３つ以上であっても良いし、ＶＣＳＥＬアレイ４１の接続の仕方も直列接続に限定されるものではなく、並列接続でも良い。

さらに、レーザ光源４０に用いる面発光レーザアレイはＶＣＳＥＬ素子４１ｓを用いたＶＣＳＥＬアレイ４１に限定されず、２つ以上のレーザ素子が同一ウェハ上に配列された少なくとも１つ以上の面発光レーザアレイをレーザ光源４０として用いれば、この実施の形態１は可能である。

以上のように、この実施の形態１によれば、２つ以上のＶＣＳＥＬ素子４１ｓが同一ウェハ上に配列され、皮膚に対して照射するためのレーザ光を出射する少なくとも１つ以上のＶＣＳＥＬアレイ４１をレーザ光源４０として備えるようにしたので、ＶＣＳＥＬ素子４１ｓからの各レーザ光Ｌの強度分布を合成した合成強度分布Ｄを持つ高パワーかつ広範囲のレーザ光がレーザ光源４０から出射されるようになり、この高パワーかつ広範囲のレーザ光を皮膚へ照射し、美容トリートメントの効率を改善できるという効果が得られ、ＶＣＳＥＬ素子４１ｓを用いることにより、容易にアレイ化できるという効果が得られる。

また、この実施の形態１によれば、レーザ光源４０が出射したレーザ光を受光して皮膚へ導光する導光体５０を備えるようにしたので、レーザ光源４０が出射したレーザ光を皮膚へ容易に導光できるという効果が得られる。

さらに、この実施の形態１によれば、ＶＣＳＥＬアレイ４１を駆動する電池を備えるようにしたので、大電流を必要とするＶＣＳＥＬアレイ４１の駆動回路として大型のＡＣアダプタなどを用いる必要がなくなり、回路の大型化を抑制でき、ＶＣＳＥＬアレイ４１を用いたレーザトリートメント装置１０の実用性を確保できるという効果が得られる。

さらに、この実施の形態１によれば、レーザ光源４０は、２つのＶＣＳＥＬアレイ４１を直列に接続して備えるようにしたので、１．２Ｖ充電池を４本使用して最も効率の良いレーザトリートメント装置１０を構成できるという効果が得られる。

実施の形態２．
実施の形態１で述べたように、レーザトリートメント装置１０は、レーザ光源４０にＶＣＳＥＬアレイ４１を用いているので、レーザトリートメント装置１０から照射されるレーザ光は高パワーとなっており、誤って使用すれば、火傷などの事故を引き起こす危険性もある。以下の実施の形態２〜４では、高パワー化されたレーザ光に関する安全対策について説明する。

図４はこの発明の実施の形態２によるレーザトリートメント装置の構成を示す図である。
図４において、５１は開口部３０Ａに設けられた光拡散板（光拡散手段）である。光拡散板５１は、導光体５０から出射したレーザ光を皮膚へ拡散する働きをする。

図４では、導光体５０の光出射側にある開口部３０Ａに光拡散板５１を設け、導光体５０から出射したレーザ光を光拡散板５１により所定の範囲の皮膚へ拡散して照射している。
このようにすることで、高パワーのレーザ光が皮膚の狭い範囲に集中して照射される事態を防ぎ、火傷などの事故から使用者を保護できる。加えて、光拡散板５１により、高パワーかつ広範囲のレーザ光をいっそう広範囲にわたって皮膚へ配光できるようになり、美容トリートメントの効率を改善できるとともに、レーザ光に高い均一性を持たせることができ、美容トリートメントの照射ムラを軽減できる。

以上のように、この実施の形態２によれば、導光体５０が出射したレーザ光を皮膚へ拡散する光拡散板５１を備えるようにしたので、レーザ光が皮膚へ拡散して照射されるようになり、火傷などの事故から使用者を保護できるという効果が得られる。また、高パワーかつ広範囲のレーザ光をいっそう広範囲にわたって皮膚へ配光できるようになり、美容トリートメントの効率を改善できるという効果が得られる。さらに、高い均一性を持ったレーザ光を皮膚へ照射できるようになり、美容トリートメントの照射ムラを軽減できるという効果が得られる。

実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３によるレーザトリートメント装置の構成を示す図である。
図５において、６０は開口部３０Ａの周辺に設けられた色センサ（反射光パワー検出手段）である。色センサ６０は、レーザトリートメント装置１０が皮膚へ照射したレーザ光の皮膚からの反射光パワーを検出する働きをする。

図６はこの発明の実施の形態３によるレーザトリートメント装置の回路構成を示すブロック図である。
図６において、７０は回路、７１は電源、７２はレーザパワー制御回路（光源手段）、７３は色センサ処理回路（反射光パワー検出手段）、７４はＣＰＵ（制御手段）である。

次に動作について説明する。
図７はこの発明の実施の形態３によるレーザトリートメント装置の動作を示すフローチャートである。
電源７１が投入されレーザトリートメント装置１０が起動すると、まず、ＣＰＵ７４は、照射ボタン２１がＯＮされたかどうかを判断する（ステップＳＴ３１）。照射ボタン２１がＯＮされていない間は（ステップＳＴ３１でＮＯ）、ＣＰＵ７４はレーザ光源４０からレーザ光を出射せず（ステップＳＴ３２）、待ち受け状態となる（ステップＳＴ３１でＮＯ〜ステップＳＴ３２）。

待ち受け状態で照射ボタン２１がＯＮされると（ステップＳＴ３１でＹＥＳ）、ＣＰＵ７４は、レーザパワー制御回路７２をコントロールし、レーザ光源４０からレーザ光を出射させる（ステップＳＴ３３）。このレーザ光は、導光体５０および光拡散板５１を介して皮膚へ照射される。

この照射の際に、皮膚の色の個人差に応じてレーザ光の吸収の割合が変化することを踏まえ、ＣＰＵ７４は、以下の制御を行う。すなわち、皮膚で反射して戻ったレーザ光を色センサ６０で受光し、色センサ処理回路７３により反射光パワーＰ１として検出する（ステップＳＴ３４）。そして、ＣＰＵ７４は、この反射光パワーＰ１を参照し、皮膚へ照射するレーザ光のパワーを最適化する。

具体的には、例えば、反射光パワーＰ１が所定の推奨光パワーＰ０より低い場合には（ステップＳＴ３５でＮＯ）、皮膚に吸収されるレーザ光の割合が高いと判断し、ＣＰＵ７４は、高パワー化されたレーザ光の皮膚への影響を軽減するため、レーザパワー制御回路７２をコントロールしてレーザ光源４０から出射するレーザ光のパワーを減少させる（ステップＳＴ３６）。

一方、例えば、反射光パワーＰ１が所定の推奨光パワーＰ０より高い場合には（ステップＳＴ３５でＹＥＳ）、皮膚に吸収されるレーザ光の割合が低いと判断し、ＣＰＵ７４は、トリートメント効率の向上を図るため、レーザパワー制御回路７２をコントロールしてレーザ光源４０から出射するレーザ光のパワーを増加させる（ステップＳＴ３７）。

なお、例えば、反射光パワーＰ１が所定の推奨光パワーＰ０と等しい場合には（ステップＳＴ３５でＹＥＳ）、皮膚に吸収されるレーザ光の割合が適当であると判断し、ＣＰＵ７４は、レーザ光源４０から出射するレーザ光のパワーを維持する（ステップＳＴ３７かっこ書き）。

このようにすることで、皮膚の色の個人差に応じて、皮膚へ照射するレーザ光のパワーを最適化できるようになり、高パワー化されたレーザトリートメント装置１０の安全性を確保できるとともに、トリートメント効率の向上を図ることができる。

なお、レーザ光のパワーの最適化は、ＣＰＵ７４が、レーザパワー制御回路７２をコントロールしてレーザ光源４０から出射するレーザ光のパワーレベル自体や光パルスのデューティ比を調節するようにしても良いし、また例えば、レーザ光源４０の出射側に光アッテネータなどを設けておき、この光アッテネータをＣＰＵ７４が調節するようにしても良い。

また、色センサ６０で受光する光はレーザ光源４０が出射したレーザ光に限定されるものではなく、レーザ光源４０のレーザ光以外の光を皮膚へ照射し、その反射光を色センサ６０で受光しても良い。ただし、レーザ光源４０のレーザ光の皮膚からの反射光パワーを色センサ６０で検出すれば、皮膚からの反射光を簡単に作れるようになり、レーザ光のパワーの最適化が容易になる。

以上のように、この実施の形態３によれば、皮膚へ照射したレーザ光の皮膚からの反射光パワーＰ１をステップＳＴ３４で検出する色センサ６０および色センサ処理回路７３と、色センサ６０および色センサ処理回路７３により検出された反射光パワーＰ１と所定の推奨光パワーＰ０とのステップＳＴ３５での比較結果に応じ、ステップＳＴ３６またはステップＳＴ３７において、レーザパワー制御回路７２をコントロールしてレーザ光源４０が出射するレーザ光のパワーを調節するＣＰＵ７４とを備えるようにしたので、皮膚の色の個人差に応じて、照射するレーザ光のパワーを最適化できるようになり、高パワー化されたレーザトリートメント装置の安全性を確保できるという効果が得られ、トリートメント効率の向上を図ることができるという効果が得られ、皮膚からのレーザ光の反射光パワーＰ１を検出することにより、皮膚からの反射光を簡単に作れるようになり、レーザ光のパワーの最適化が容易になるという効果が得られる。

実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４によるレーザトリートメント装置の構成を示す図である。
図８において、８０は開口部３０Ａの周辺に設けられたタッチセンサ（接触検出手段）である。タッチセンサ８０は、レーザ光が照射される皮膚との接触を検出する働きをする。

図９はこの発明の実施の形態４によるレーザトリートメント装置の回路構成を示すブロック図である。
図９において、７５はタッチセンサ処理回路（接触検出手段）である。

次に動作について説明する。
図１０はこの発明の実施の形態４によるレーザトリートメント装置の動作を示すフローチャートである。
電源７１が投入されレーザトリートメント装置１０が起動すると、まず、ＣＰＵ７４は、レーザ光が照射される皮膚との接触の有無をタッチセンサ８０およびタッチセンサ処理回路７５により検出する（ステップＳＴ４１）。接触がない場合は（ステップＳＴ４１でＮＯ）、眼球などへレーザ光を誤って照射してしまうような事故を未然に防ぐため、ＣＰＵ７４はレーザ光の照射を行わず（ステップＳＴ３２）、待ち受け状態となる（ステップＳＴ４１でＮＯ〜ステップＳＴ３２）。

待ち受け状態でタッチセンサ８０およびタッチセンサ処理回路７５により皮膚との接触を検出すると（ステップＳＴ４１でＹＥＳ）、続いてＣＰＵ７４は、照射ボタン２１がＯＮされたかどうかを判断する（ステップＳＴ３１）。照射ボタン２１がＯＮされない間は（ステップＳＴ３１でＮＯ）、ＣＰＵ７４は、レーザ光源４０からレーザ光を出射せず（ステップＳＴ３２）、待ち受け状態となる（ステップＳＴ４１でＹＥＳ〜ステップＳＴ３１でＮＯ〜ステップＳＴ３２）。

そして、皮膚との接触を検出し（ステップＳＴ４１でＹＥＳ）、かつ、照射ボタン２１がＯＮされたことが検出されると（ステップＳＴ３１でＹＥＳ）、ここで初めてＣＰＵ７４は、レーザパワー制御回路７２をコントロールしてレーザ光源４０からレーザ光を出射する（ステップＳＴ３３）。このレーザ光は、導光体５０や光拡散板５１を介して皮膚へと照射される。

このように、ＣＰＵ７４は、タッチセンサ８０およびタッチセンサ処理回路７５を用いて、レーザ光を照射する皮膚との接触／非接触を検出している。そして、非接触の場合には誤照射を防止する観点からレーザ光の照射を行わず、一方、接触の場合には照射ボタン２１がＯＮされるのを条件に、ＣＰＵ７４がレーザパワー制御回路７２をコントロールしてレーザ光の照射を行っている。これにより、被照射部位以外の部位、特に眼球に対する誤照射を防止し、不測の事故から使用者を保護することができる。

また、次に説明するように、レーザ光の照射時間に制限を設けるようにしても良い。
図１１はこの発明の実施の形態４によるレーザトリートメント装置の動作を示すフローチャートである。図１１のステップＳＴ４１およびステップＳＴ３１〜ＳＴ３３については、図１０と同様の動作であるため説明を省略し、ステップＳＴ４２以降について以下に説明する。

ステップＳＴ３３でレーザ光源４０からレーザ光を照射させると、ＣＰＵ７４は、レーザ光の照射時間ｔを計測するためタイマを起動し、単位照射時間分だけ照射時間ｔをインクリメントする（ステップＳＴ４２）。

次に、ＣＰＵ７４は、照射時間ｔと最大照射時間Ｔｍａｘとを比較し、照射時間ｔが最大照射時間Ｔｍａｘに達したかどうかを判断する（ステップＳＴ４３）。照射時間ｔが最大照射時間Ｔｍａｘ未満の場合は（ステップＳＴ４３でＹＥＳ）、タッチセンサ８０や照射ボタン２１の両条件が満たされる限り（ステップＳＴ４１でＹＥＳ，ステップＳＴ３１でＹＥＳ）、ＣＰＵ７４は、レーザ光の照射（ステップＳＴ３３）と、照射時間ｔのインクリメント（ステップＳＴ４２）と、照射時間の比較判断（ステップＳＴ４３）とを繰り返す。

こうして、レーザ光が照射されて照射時間ｔが増加し続け、最大照射時間Ｔｍａｘに達すると（ステップＳＴ４３でＮＯ）、ＣＰＵ７４は、同一箇所の皮膚に対して最大照射時間Ｔｍａｘを超えるレーザ光の照射は過剰照射と判断し、皮膚への影響を抑制するため、レーザパワー制御回路７２をコントロールしてレーザ光の照射を強制的に停止する（ステップＳＴ４４）。そして、次回の照射のためにタイマをリセットし（ステップＳＴ４５）、一連の処理を終了する。以後は、別の被照射部位に対する新たな処理をステップＳＴ４１から改めて行う。

図１２は図１１のレーザトリートメント装置の動作を説明するためのタイミングチャートであり、図１２（ａ）はタッチセンサ８０の接触／非接触、図１２（ｂ）は照射ボタン２１のＯＮ／ＯＦＦ，図１２（ｃ）はレーザ光の照射／非照射を表している。

時間［０〜ｔ１］，時間［ｔ１〜ｔ２］，時間［ｔ２〜ｔ３］では、タッチセンサ８０が皮膚との接触を検出していないか、または照射ボタン２１がＯＦＦとなっているため、ＣＰＵ７４はレーザ光源４０からレーザ光を出射しない。タッチセンサ８０が接触を検出し、かつ、照射ボタン２１がＯＮとなって両条件が揃った時刻ｔ３以降において、ＣＰＵ７４は図１２（ｃ）に示すように最大照射時間Ｔｍａｘだけレーザ光を皮膚へ照射する。そして時刻ｔ４以降においては、タッチセンサ８０の接触および照射ボタン２１のＯＮの両条件とは関係なく、ＣＰＵ７４はレーザ光の照射を停止する。

このように、仮にタッチセンサ８０が同一箇所の皮膚と接触し続け、かつ照射ボタン２１が押され続けていても、最大照射時間Ｔｍａｘだけ同一箇所の皮膚へレーザ光の連続照射が行われた後は、レーザ光の照射を停止することにより、同一箇所の皮膚に対するレーザ光の過剰照射を防止し、使用者の安全性を確保するようにしている。

なお、最大照射時間Ｔｍａｘの値は、例えば不図示のメモリに最大照射時間Ｔｍａｘを予め記憶しておき、ＣＰＵ７４がステップＳＴ４３の処理を行う際にメモリから読み出すようにしても良いし、実施の形態３で示した色センサ６０によって得られた反射光パワーＰ１の値を参考にして定めるようにしても良い。

以上のように、この実施の形態４によれば、レーザ光が照射される皮膚との接触をステップＳＴ４１で検出するタッチセンサ８０およびタッチセンサ処理回路７５と、タッチセンサ８０およびタッチセンサ処理回路７５が皮膚との接触を検出してステップＳＴ４１でＹＥＳとなっている間のみ、ステップＳＴ３３において、照射ボタン２１のＯＮに応じて、レーザパワー制御回路７２をコントロールしてレーザ光源４０にレーザ光を出射させるＣＰＵ７４とを備えるようにしたので、レーザ光が照射される皮膚との接触をタッチセンサ８０およびタッチセンサ処理回路７５が検出しない限り、レーザ光源４０はレーザ光を出射しないようになり、眼球などに対してレーザ光を誤って照射してしまうという不測の事故を防止でき、高パワー化されたレーザトリートメント装置１０の安全性を確保できるという効果が得られる。

また、この実施の形態４によれば、ＣＰＵ７４は、所定の最大照射時間Ｔｍａｘだけレーザ光を皮膚へ照射してステップＳＴ４３でＮＯとなった後は、ステップＳＴ４４において、レーザパワー制御回路７２をコントロールしてレーザ光源４０にレーザ光の出射を停止させるようにしたので、同一箇所の皮膚へレーザ光を過剰に照射してしまうという事態を防止できるようになり、高パワー化されたレーザトリートメント装置１０の安全性をさらに確保できるという効果が得られる。

１０レーザトリートメント装置、２０把持部、２１照射ボタン、３０ヘッド部、３０Ａ開口部、４０レーザ光源（光源手段）、４１ＶＣＳＥＬアレイ、４１ｓＶＣＳＥＬ素子、４２マイクロレンズアレイ、５０導光体（導光手段）、５１光拡散板（光拡散手段）、６０色センサ（反射光パワー検出手段）、７０回路、７１電源、７２レーザパワー制御回路（光源手段）、７３色センサ処理回路（反射光パワー検出手段）、７４ＣＰＵ（制御手段）、７５タッチセンサ処理回路（接触検出手段）、８０タッチセンサ（接触検出手段）、Ｌレーザ光、Ｄ合成強度分布。

【０００２】
発明が解決しようとする課題
［０００８］
従来のレーザトリートメント装置は以上の構成なので、レーザ光の照射範囲は十分広いとは言えず、広い面積にレーザ光を照射する場合は皮膚に対しレーザ光を往復移動する必要があり、そのために手間がかかり効率が悪いという課題があった。
［０００９］
原因は、レーザ光源として用いている半導体レーザ１０７が一点発光型で光軸上に出力ピークがあるためであり、この一点照射のレーザ光では照射範囲には自ずと限界がある。
［００１０］
これを改善するため、一点発光型の半導体レーザを複数備えれば、一応は広範囲のレーザ光の照射が可能となる。しかしながら、半導体レーザの数だけ実装容積が必要となり、同時に、これらに付随するヒートシンクなどの周辺構成要素も増加するため、装置全体が大型化し、実用的でなくなってしまう。
［００１１］
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、大型化を抑制して実用性を確保しつつ、高パワーかつ広範囲のレーザ光を皮膚へ照射して美容トリートメントの効率を改善することを目的とする。
課題を解決するための手段
［００１２］
請求項１記載のレーザトリートメント装置は、２つ以上のレーザ素子が同一ウェハ上に配列され、被照射部位を照射するためのレーザ光を出射する少なくとも１つ以上の面発光レーザアレイを備える光源手段と、
この光源手段を駆動する駆動電源と、
被照射部位を照射するためのレーザ光を拡散する光拡散手段と、
被照射部位へ照射した光の被照射部位からの反射光パワーを検出する反射光パワー検出手段と、
上記反射光パワー検出手段により検出された反射光パワーに応じて、光源手段が出射するレーザ光のパワーを調節する制御手段と、からなり、
上記反射光パワー検出手段を光拡散手段の出射側近傍に設けるようにしたものである。
［００１３］
請求項２記載のレーザトリートメント装置は、請求項１記載の光源手段が、駆動電圧が２Ｖの面発光レーザアレイを、２つ使用したものであり、
上記駆動電源が、電圧１．２Ｖの充電池４本を直列接続したものであることを特徴としたものである。
［００１４］
請求項３記載のレーザトリートメント装置は、請求項１または請求項２記載の光源手段が出射したレーザ光を受光して被照射部位へ導光する導光手段を備えることを特徴としたものである。
［００１５］

【０００３】
［００１６］
［００１７］
［００１８］
［００１９］
請求項８記載のレーザトリートメント装置は、請求項１または請求項２記載の光源手段が、レーザ光が照射される被照射部位との接触を検出する接触検出手段と、接触検出手段が上記被照射部位との接触を検出している間のみ、光源手段にレーザ光を出射させる制御手段とを備えることを特徴としたものである。
［００２０］
請求項９記載のレーザトリートメント装置は、請求項８記載の制御手段が、所定の時間だけ被照射部位へレーザ光を照射した後は、光源手段に上記レーザ光の出射を停止させるようにしたことを特徴としたものである。
発明の効果
［００２１］
以上のように、請求項１記載のレーザトリートメント装置によれば、２つ以上のレーザ素子が同一ウェハ上に配列され、被照射部位を照射するためのレーザ光を出射する少なくとも１つ以上の面発光レーザアレイを備える光源手段と、この光源手段を駆動する駆動電源と、被照射部位を照射するためのレーザ光を拡散する光拡散手段と、被照射部位へ照射した光の被照射部位からの反射光パワーを検出する反射光パワー検出手段と、上記反射光パワー検出手段により検出された反射光パワーに応じて、光源手段が出射するレーザ光のパワーを調節する制御手段と、からなる。よって、皮膚の色の個人差に応じて、照射するレーザ光のパワーを最適化でき、高パワー化されたレーザトリートメント装置の安全性を確保できるという効果が得られる。また、反射光パワー検出手段を光拡散手段の出射側近傍に設けるので、皮膚からのレーザ光の反射光パワーを確実に検出できる。
［００２２］
請求項２記載のレーザトリートメント装置によれば、光源手段が、駆動電圧が２Ｖの面発光レーザアレイを、２つ使用したものであり、上記駆動電源が、電圧１．２Ｖの充電池４本を直列接続したものであるので、大電流を必要とする面発光レーザアレイの駆動回路として大型のＡＣアダプタなどを用いる必要がなくなり、回路の大型化を抑制でき、面発光レーザアレイを用いたレーザトリートメント装置の実用性を確保できる。また、１．２Ｖ充電池を４本使用して最も効率の良いレーザトリートメント装置を構成できる。

【０００４】
［００２３］
請求項３記載のレーザトリートメント装置によれば、光源手段が出射したレーザ光を受光して被照射部位へ導光する導光手段を備えるようにしたので、光源手段が出射したレーザ光を被照射部位へ容易に導光できるという効果が得られる。
［００２４］
［００２５］
［００２６］
［００２７］

【０００５】
［００２８］
請求項８記載のレーザトリートメント装置によれば、レーザ光が照射される被照射部位との接触を検出する接触検出手段と、上記接触検出手段が上記被照射部位との接触を検出している間のみ、光源手段にレーザ光を出射させる制御手段とを備えるようにしたので、レーザ光が照射される被照射部位との接触を接触検出手段が検出しない限り、レーザ光源はレーザ光を出射しないようになり、眼球などに対してレーザ光を誤って照射してしまうという不測の事故を防止でき、高パワー化されたレーザトリートメント装置の安全性を確保できるという効果が得られる。
［００２９］
請求項９記載のレーザトリートメント装置によれば、制御手段は、所定の時間だけ被照射部位へレーザ光を照射した後は、光源手段に上記レーザ光の出射を停止させるようにしたので、同一箇所の被照射部位へレーザ光を過剰に照射してしまうという事態を防止できるようになり、高パワー化されたレーザトリートメント装置の安全性をさらに確保できるという効果が得られる。
図面の簡単な説明
［００３０］
［図１］この発明の実施の形態１によるレーザトリートメント装置の構成を示す図である。
［図２］図１のレーザ光源の構成を示す図である。
［図３］レーザ光源の駆動電源として電池を用いた場合の設計例を説明するための図である。
［図４］この発明の実施の形態２によるレーザトリートメント装置の構成を示す図である。
［図５］この発明の実施の形態３によるレーザトリートメント装置の構成を示す図である。
［図６］この発明の実施の形態３によるレーザトリートメント装置の回路構成を示すブロック図である。

Claims

２つ以上のレーザ素子が同一ウェハ上に配列され、被照射部位を照射するためのレーザ光を出射する少なくとも１つ以上の面発光レーザアレイを光源手段として備えることを特徴とするレーザトリートメント装置。
光源手段は、２つ以上の垂直共振器型面発光レーザ素子を同一ウェハ上に配列した垂直共振器型面発光レーザアレイを備えることを特徴とする請求項１記載のレーザトリートメント装置。
光源手段が出射したレーザ光を受光して被照射部位へ導光する導光手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載のレーザトリートメント装置。
面発光レーザアレイを駆動する電池を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載のレーザトリートメント装置。
光源手段は、２つの面発光レーザアレイを直列に接続して備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載のレーザトリートメント装置。
被照射部位を照射するためのレーザ光を上記被照射部位へ拡散する光拡散手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載のレーザトリートメント装置。
被照射部位へ照射した光の被照射部位からの反射光パワーを検出する反射光パワー検出手段と、
上記反射光パワー検出手段により検出された反射光パワーに応じて、光源手段が出射するレーザ光のパワーを調節する制御手段とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載のレーザトリートメント装置。
レーザ光が照射される被照射部位との接触を検出する接触検出手段と、
上記接触検出手段が上記被照射部位との接触を検出している間のみ、光源手段にレーザ光を出射させる制御手段とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載のレーザトリートメント装置。
制御手段は、所定の時間だけ被照射部位へレーザ光を照射した後は、光源手段に上記レーザ光の出射を停止させることを特徴とする請求項８記載のレーザトリートメント装置。