WO2001087109A1 - Appareil d'epilation laser - Google Patents

Description

明 細 書

レーザ脱毛装置

技術分野

本発明は、 半導体レーザダイオー ドを使用 して脱毛 卜 リ ー 卜メ ン トを 行う美容用のレーザ脱毛装置に関する。 背景技術

毛は、 その根元の毛乳頭と毛穴の途中の皮脂腺から供給される、 たん ばく質の一種であるケラチンという毛の因子によつて成長する。

レーザ脱毛は、 レーザ光を皮膚面に照射し、 この毛乳頭と皮脂腺にた んばく 変性を起こ してケラチンの供給を止め、 毛の発育を抑制するもの ある。

レーザ光は、 生体に照射するとジュール熱を発生し、 そのエネルギー レベルに応じて、 生体は、 炭化 （ 4 0 0 ° C以上）、 蒸化 （ 1 0 0 ° C以 上）、 血液凝固 （ 6 8 ° C以上）、 たんぱく 変性 （ 4 2 ° C以上）、 活性化 ( 4 0 ° C以下） などの光熱反応を起こす （かっ こ内は生体組織の温度 を示す）。

生体組織の温度が 4 2 ° Cを越えると、 生体はたんぱく変性を起こ し て細胞が死滅する。 死滅した細胞の数が増える と、 生体組織は元に戻ら な く なる。

このため、 脱毛を有効かつ安全に行うためには、 照射する レーザ光の 強さを適正に調節して、 生体組織の温度が 4 2 ° Cを大き く越えないよ うにする必要がある。

レーザ脱毛は、 医療用の強力なレーザ装置を使用すれば、 効果が確実 であるが、 医療用のレーザ装置は専門家でなければ取扱えず価格も非常 l(— r^]し、 o このため医療用のレーザ装置を使用 して脱毛するには、 多額の費用が かかり長期の治療を必要とするので、 経済的な負担と時間的な制約が大 きい。

また、 医療行為と して脱毛するには心理的な抵抗感があるため、 一般 にはもつ と気軽にエステ感覚で脱毛したいという要望が強い。

そこで本発明では、 医療用の強力なレーザでな く誰もが扱える半導体 レーザダイオー ドを使用 し、 そのう えで、 レーザ光のエネルギー レベル を適正に調節する ことによ り、 経済的で有効、 かつ、 安全な美容用の レ —ザ脱毛装置を提供することを目的になされたものである。 発明の開示

本発明の構成は次のとおりである。

すなわち本発明で使用する半導体レーザダイ才— ドは、 光出力 5〜 1 5 0 0 m W ピーク波長 6 0 0〜 1 6 0 0 n mのもので、 このよう な半 導体レーザダイ才ー ドの前方に集光レンズを取り付ける。

そ してレーザ光のエネルギーレベルを調節するためのものと して、 パ ルス出力調節手段と発光時間調節手段を設ける。

このうちパルス出力調節手段は点滅する レー ·ザ光のパルス出力のデュ 一ティ 比を調節するもので、 他方の発光時間調節手段はレーザ光のパル ス出力が出力する時間すなわち発光する時間を調節するものである。 そしてこれらパルス出力調節手段および発光時間調節手段を操作して エネルギー レベルを適正値に調整して、 レーザ光を皮膚面に照射する こ とによ り 、 毛乳頭と皮脂腺にたんぱく 変性を起こ して毛の発育を抑制す る

図面の簡単な説明

図 1 は、 本発明を実施したレーザ脱毛装置の全体構成図である。 図 2 は、 図 1 のプローブの拡大正面図である。 図 3 は、 図 2 の部分縦断面図 である。 図 4は、 図 2のプローブに使用する吹き付けキャップの斜視図 である。 図 5 は、 図 1のレーザ脱毛装置におけるコ ンプレッサ部分の配 管図である。 図 6 は、 図 1 のレーザ脱毛装置のタイムチャー トである。 図 7は、 レーザ光の照射を受けた皮膚の断面図である。 発明を実施するための最良の形態

以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

レ一ザ脱毛装置は、 プローブ 1 とコ ン ト ロールボックス 2から成り立 つている。

コ ン ト ロールボッ クス 2は、 フロ ン ト面に操作パネル Pを配置し、 ェ ァを吸入 ' 排出するコ ンプレ ッサ 2 1 と、 レーザダイオー ド L Dの電源 部 2 2 と、 エアの吸入 ' 排出の切換やレーザダイオー ド L Dの点灯をタ イマ制御する制御回路 2 3 とを内蔵し、 リア一面にはケーブル 3 と電源 コー ド 4が接続している。

操作パネル Pで、 電源スィ ッチのオン - オフ、 パルス出力の調節、 発 光時間の設定、 ト リ 一 卜 メ ン 卜全体の時間設定、 ト リ ー トメ ン トモー ド の設定などを行う。

パルス出力の調節は、 レーザダイオー ド L Dの電源部 2 2を操作して 行う。 ダイ才ー ド L Dへの電源供給をオン · オフ してレーザ光をパルス 的に発光するが、 レーザ光のこのパルス出力のオン夕ィ厶を変更してパ ルスのデューティ比を調節すれば、 レーザ光の強さが調節できる。

レーザ光を強く するときは、 パルスのオンタイムを長く して単位時間 当たりの点灯時間を長く し、 弱く するときはパルスのオンタイムを短 く して単位時間当たりの点灯時間を短く する。 そして出力を最大にする と きは電源供給をオンのままにし連続出力とする。 パルスの周波数は 5〜 1 0 0 Hzの範囲で設定する。

このよう にレーザダイオー ド L Dの発光はパルス出力 （若し く は連続 出力） であるが、 このパルス出力は間欠的で途中に休止を挟む。 例えば パルス出力の継続時間すなわち発光時間を 5秒に設定する と、 レーザダ ィオー ド L Dは 5 秒間パルス的に （または連続的に） 発光する。 5 秒経 過すると発光を休止し、 所定の休止時間 （例えば 3秒） を過ぎると再び 5秒間発光し、 発光と休止のサイ クルを繰り返す。 このように途中に休 止時間を挟むことによ り、 皮膚に一過性のダメージを与える危険を回避 できる。 発光時間は 1 ~ 9秒の範囲で調節できる。

そ して実際の脱毛では、 毛の色や太さに応じて、 パルス出力の強さと 発光時間を組合せる。 例えば黒く て太い毛を脱毛する場合は、 パルスの デューティ 比を大き く してパルス出力を強くする一方、 発光時間は短く する。 これによ り強いレ—ザ光を照射して確実に毛の発育を抑制でき、 しかも必要以上のダメージを皮膚に与えるのを避けることができる。 逆 に、 金色で細い毛を脱毛する場合には、 パルスのデューティ比を小さ く し発光時間を長く する。 これによ り弱い レーザ光を長時間照射して、 皮 膚への損傷を抑制 しつつ脱毛を行う。 どち らの場合も皮膚に与えるエネ ルギ一 レベルはぽぼ同レベルであるが、 皮膚への生体的な影響が違い、 毛の種類に適合したレーザ照射を実現できる。

こう して所定のパルス出力で発光と休止を交互に繰り返しながら ト リ 一 ト メ ン 卜 を行うのであるが、 卜 リ 一 ト メ ン 卜の全体的な時間の設定は、 皮膚に長時間の使用によるダメージを与えないために、 タイマに通常の 使用に適正な 5〜 6 0分のカウン ト値を設定する。

ト リ ー ト メ ン トモー ドの設定は、 「レ一ザ照射のみ」、 「レ一ザ照射と 吸引」 または 「レーザ照射とエアの吹き付け」 の中から、 いずれかのモ - ドを選択する。 コー ド 3にはエアチューブ 3 1 と リ ー ド線 3 2 が内蔵されている。 ェ ァチューブ 3 1 によ り プローブ 1 とコ ンプレ ッサ 2 1 が連結され、 リ ー ド線 3 2によ り プローブ 1 と電源部 2 2及び制御回路 2 3 などが接続さ れ 。

プローブ 1 は、 頭部が L字型に折り曲がった形状で、 そのケース 1 1 の側面に押しスィ ッチ Sが配置され、 ケース 1 1 の頭部正面にはねじ筒 1 2が固定されている。

ねじ筒 1 2の外周に形成したスク リ ューねじに、 吸引キャップ 1 3 A A または図 4に示す吹き付けキャ ップ 1 3 B ' を交換可能に取り付ける。 吸引キャ ップ 1 3 A と吹き付けキャ ップ 1 3 Bは、 いずれも透明ァク リ ル製で、 皮膚のどこにレーザ光が照射しているか、 外部から見えるよ うになつている。

吸引キャ ップ 1 3 Aの内側に A B S樹脂で形成したリ ング状の皮膚当 て部 1 4を取付ける。

吹き付けキヤ ヅ プ 1 3 Bは、 先端の開口縁の一部を切 り欠いてエアの 吹き抜け部 1 3 bを設ける。

ケース 1 1 の頭部には球形の集光レンズ 1 5を嵌め込まれている。

レーザ光は平行で拡散せず集光性にすぐれているため、 レ ンズ 1 5 に よ り一点に絞られる。

吸引キャ ップ 1 3 Aと吹き付けキヤ ヅプ 1 3 Bは、 レ ンズ 1 5から皮 膚までの距離を一定に保つスぺーサと して作用 し、 スク リ ユーねじを廻 してその距離を変更する ことによ り、 皮膚に照射する レーザ光のエネル ギー密度を調節することができる。

ケース 1 1 の頭部の内側面に接触するようにヒー 卜シンク 1 6 を設け o

ヒ一 卜シンク 1 6の軸心と外縁部には、 それぞれレーザ光が透過する 透過孔 4 1 と空気が抜ける通気孔 4 2 を穿ち、 透過孔 4 1 の奥にレーザ ダイオー ド L Dを固定する。

レーザダイオー ド L Dのレ一ザ光は、 前方に配置したレ ンズ 1 5によ つて皮膚当て部 1 4、 あるいは、 吹き付けキャ ップ 1 3 Bの開口面の軸 、に集光 " る。

レーザダイオー ド L Dは、 G a A s (ガリ ウムァルセナイ ド） などの 化合物半導体を用いた P N接合ダイオー ドであって、 これに電流を流し て励起しレ一ザ発振させる。

半導体レーザダイ才ー ドは、 小型軽量で発振効率がよ く 、 電流による 直接変調が可能で、 しかも寿命が長く 、 大量生産が可能で価格が安いな どの優れた特長がある。

また、 材料の成分比率や構成原子の種類を変える ことによって、 波長 の異なる レーザ光のダイ才ー ドが得られる。

レーザ光の波長が異なる と、 これに反応する色素も違って く るので、 半導体レーザダイ オー ドの波長を変えれば、 さまざまな色の皮膚に対応 できる。

本発明に使用する半導体レーザダイ オー ドは、 ピーク波長 6 0 0〜 1 6 0 0 n m、 光出力 5〜 1 5 0 0 m Wを有し、 この範囲内であれば、 熱 効率が良くて皮膚に十分な光熱反応を起こすと同時に、 生体組織を損傷 するほどには強すぎず、 皮膚に障害を起こす危険性はない。

レーザ光には、脱毛向けの熱反応のほかに、光電気反応、光磁気反応、 光力学反応、 光化学反応、 光免疫反応、 光酵素反応などがあ り 、 これら の反応は、 光生物学的活性化によ り生体組織の新陳代謝を促して皮膚血 行を高め、水分や血液に吸収されにく いため、優れた皮膚深達性を持つ。

なお、 光出力が不足する場合は、 複数のレーザダイオー ド L D を並べ それらの焦点が 1 ケ所に集まるように配置すれば、 脱毛に使用できる。 ヒー 卜シンク 1 6 は、 レーザダイオー ド L Dの動作時の発熱を熱伝導 によつて拡散させて発光性能の低下を抑える。

このため、 熱伝導効率のよいアルミあるいはその合金で錶造し、.ダミ —の通孔をい く つか設けて放熱効率を高める。

ケース 1 1 内には、 コ ンプレ ッサ 2 1 に連結するエアチューブ 3 1 を 導入し、 エアチューブ 3 1 の開口端をヒ一 卜シンク 1 6の後方にのぞま せる。

また、 レーザダイ オー ド L D と電源 2 2 を接続する リ ー ド線 3 2 をケ ース内に導入する。

図 5に、 コ ンプレ ッサ 2 1 の配管図を示す。

配管接続は、 吸気口 2 1 a と排気口 2 1 bに、 それぞれ一対の分岐管 3 1 a、 3 1 bの基端側を接続し、 分岐管 3 1 a、 3 1 bの先端側の一 端をそれぞれ開閉弁 V 1 、 V 3 を介してエアチューブ 3 1 に接続し、 他 端をそれぞれ開閉弁 V 2、 V 4を介して開放する。

配管接続は以上のような構成で、 図 6 に示すように、 プローブ 1 の吸 引を行う ときは開閉弁 V 1 、 V 4を開いて V 2、 V 3 を閉じる。

反対に、 プローブ 1 の吹き付けを行う ときは開閉弁 V 1 、 V 4を閉 じ て V 2、 V 3 を開く 。

吸引 しないで吹き付けだけを行う簡略型の装置では、 分岐管 3 1 aの 代わ り に開閉弁な しのス ト レー ト管を配管 し、 分岐管 3 1 bの一端を開 閉弁 V 3 を介してエアチューブ 3 1 に接続し、 他端は開閉弁 V 4を介し て開放する。

同様に、 吹き付けはしないで吸引だけを行う装置では、 分岐管 3 1 b の代わ りに開閉弁な しのス ト レ一 卜管を配管し、 分岐管 3 1 aの一端を 開閉弁 V 1 を介してエアチューブ 3 1 に接続し、 他端を開閉弁 V 2 を介 して開放する。 レーザ照射は、 5〜 6 0分の範囲内で設定した全 ト リ ー トメ ン ト時間 の間、 発光と休止を繰り返え しながら行う。

1 回の発光時間を 1 〜 9秒の範囲内で設定し、 発光と発光の間は 3秒 間休止し、 この休止期間中にエアの吹き付けを行う。

このように、 レーザダイオー ド L Dの点灯を休止する間にエアを吹き 出すので、 プローブ 1 内の冷却効率が高まる。

また、 卜 リ ー ト メ ン トモ一 ドで吸引あるいはエアの吹き付けを指定し た場合は、 レーザ照射と並行して吸引あるいはエアの吹き付けを行う。 本発明のレーザ脱毛装置は以上のような構成で、 ト リ ー トメ ン ト を行 う ときは、 まず、 操作パネル Pを操作して光出力の調節、 照射時間の設 定、 ト リ ー ト メ ン ト時間の設定、 ト リ ー ト メ ン トモー ドの設定などを行 う o

次に、 卜 リ 一 卜 メ ン 卜部位に脱毛ク リ ームを塗って皮膚の外の毛を溶 かして除去する。

吸引を行う場合は、 プローブ 1 の先端に吸引キャ ップ 1 3 Aを取り付 け、 スク リ ューねじを廻して皮膚当て部 1 4の位置を調整する。

そして、 プローブ 1 の先端を皮膚面に押 し当てた状態で押しスィ ッチ Sを押す。

これによ り 、 皮膚面が吸引されて皮膚当て部 1 4に吸着し、 そこにレ 一ザ光が照射される。

設定した発光時間例えば 5秒レーザ光を発光したらその後 3秒間レ一 ザ光の発光を休止して、休止中にプローブ 1 の先端からエアを吹き出す。

これによ り 、 皮膚面が皮膚当て部 1 4から離れるので、 この間にプロ ーブ 1 を次の ト リ ー トメ ン ト位置に移動させる。

以上の操作を設定した ト リ ー トメ ン ト時間の間中繰り返す。

エアの吹き付けを行う場合は、 プローブ 1 の先端に吹き付けキャ ップ 1 3 Bを取り付け、 スク リ ューねじを廻して開口面の位置を調整する。 そ して、 プローブ 1 の先端を皮膚面に押し当てて押しスィ ッチ S を作 動する。

これによ り 、 プローブ 1 の先端からエアが吹き付け、 レ一ザ光が照射 される。

その後 3秒間レーザ光の照射を休止し、 この間もプローブ 1 の先端か らエアを吹き出す。

以上の操作を設定した ト リ一 卜メ ン 卜時間の間、 繰り返し行う。

エアを吹き出すと、 レーザ光を照射した皮膚面が適当に冷却されて過 熱を防ぐため、 十分な光熱作用を皮膚に与える ことができる。

図 7 に示すように、 脱毛ク リ ームで毛 Hを除去した後の皮膚にレーザ 光を照射すると、 レ一ザ光が表皮内メラニン Aに吸収されて発熱する。

この熱によって皮膚組織にたんぱく 変性が起こ り 、 これによ り皮脂腺 Bや毛乳頭部 Cが凝縮して毛穴が小さ く なる。

そして、 このように皮脂腺 Bや毛乳頭部 Cにもダメージが及ぶので、 毛包 Dの組織が硬く な り 、 新生毛が育ちに く く なつて毛の発育が抑制さ れる。 産業上の利用可能性

以上説明したよう に本発明のレーザ脱毛装置は、 光出力 5 〜 1 5 0 0 m W、 ピーク波長 6 0 0 〜 1 6 0 O n mを有する半導体レーザダイォ一 ドの発光面前方に集光レンズを取り付け、 レーザ光の光出力を調節する 光パルス出力調節手段と、 レーザ光の照射時間を設定する照射時間設定 手段を備える。

従って、 本発明によれば、 出力が低い半導体レーザを使用するので、 皮膚に障害を起こす危険がなく、 安全性を最も重視する美容用のレーザ 脱毛装置に好適である。 また、 他のレーザ装置に比べて安価な半導体レ 一ザを使用するので経済的である。

さ らに、 半導体レーザの波長を変えるこ とによって、 さまざまな色の 皮膚に対応できる。

また、 レーザ光の集光度と光出力を調節し、 照射時間を設定してレー ザ光のエネルギーレベルを脱毛に相応しいレベルに調節するので、 脱毛 を有効、 かつ、 安全に行う こ とができる。

Claims

請求の範囲

1 . 光出力 5〜 1 5 0 0 m W、 ピーク波長 6 0 0〜 1 6 0 0 n mを有す る半導体レーザダイ才一 ドの発光面前方に集光レ ンズを取り付け、

レーザ光のパルス出力を調節するパルス出力調節手段と、

レーザ光の発光時間を設定する発光時間設定手段と、

を 1厢ぇ、

しかして、前記半導体レーザダイ才ー ドのレーザ光を皮膚面に照射し、 毛乳頭と皮脂腺にたんぱく 変性を起こ して毛の発育を抑制する ことを特 徴とする レーザ脱毛装置。