(57)【要約】  単色光を、例えば耐久性の高い拡散体によって、発散させることにより、単色光源に露出している間の身体の安全性を改良するための方法及び装置が開示されている。前記単色光源のディスタルエンドの第一の位置において、前記ディスタルエンドからの出射ビームのエネルギー密度は、所望の用途に必要とされる単色光のエネルギー密度に実質的に等しくなり、そして前記ディスタルエンドの第二の位置において、そこから放射される光のエネルギー密度は、前記単色光のエネルギー密度よりも有意に低い。従って、美容的処理、医学的処理、又は工業的処理に適するレーザーユニットが、眼に安全なレーザーユニットに変換させられる。発散した単色光のラジアンスを測定し、その発散した単色光のラジアンスが予め決定した安全値を超えている場合に、事故が発生したものとして警告を発することにより、及び、所望により、単色光パルスの放射前に可視フラッシュを発生させて、傍に居る人の目をまばたきさせるか若しくは視野を変えさせて、前記単色光を凝視することを防ぐことにより、眼の安全性を更に向上することができる。
2005511196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスタルエンドを有する単色光源を準備し、前記ディスタルエンドにおいて前記単色光を発散させることを含み、これにより、標的に関する前記ディスタルエンドの第一の位置において、前記ディスタルエンドからの出射ビームのエネルギー密度が、前記単色光のエネルギー密度に実質的に等しくなり、そして標的に関するディスタルエンドの第二の位置において、前記ディスタルエンドから放射される光のエネルギー密度が、前記単色光のエネルギー密度よりも有意に低くなる、単色光源に露出され、傍に居る人の肉体的安全性を改良する方法。
【請求項２】
（ａ）フォーカスレンズ少なくとも１つ、反射材複数、及び単色光に対して透過的で、遠位に配置された板を含む、単色光ユニットに対して透過的な発散ユニットを準備し；
（ｂ）前記発散ユニットを、前記単色光源のディスタルエンドに取り付け；
（ｃ）前記単色光の焦点を、前記反射材の少なくとも１つの上にあわせ；そして
（ｄ）前記反射材により反射させられた回数に応じて変化する角度で前記板から光線を出射させることにより、前記単色光を発散させる
ことを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記単色光を散乱させる工程を更に含み、前記の散乱した単色光が発散している、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
（ａ）拡散的透過エレメント少なくとも１つを含み、ディスタルエンドを有する拡散ユニットを準備し、ここで前記拡散的透過エレメントの各々は、前記単色光に対して透過的であるものとし；
（ｂ）前記単色光源のディスタルエンドに前記拡散ユニットを取り付け；そして
（ｃ）前記拡散的透過エレメントのそれぞれによって、前記単色光を散乱させる
ことを更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
（ａ）角度ビーム・エキスパンダー及び拡散体少なくとも１つを含み、前記単色光に対して透過的な拡散ユニットを準備し；
（ｂ）前記単色光源のディスタルエンドに前記拡散ユニットを取り付け；そして
（ｃ）前記角度ビーム・エキスパンダー及び前記拡散体少なくとも１つを介して前記単色光を伝搬させることによって、前記単色光を散乱させる
ことを更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
以下の工程、すなわち：
（ａ）拡散体少なくとも１つが同軸的に変位可能な拡散体複数を含む、拡散ユニットを準備し；
（ｂ）各拡散体が相互に別の拡散体と実質的に接触するように、同軸的に変位可能な前記拡散体１つ以上を、動作位置へ同軸的に変位させ、それによって、前記単色光源のディスタルエンドの第一の位置において、前記拡散ユニットからの出射ビームのエネルギー密度が前記単色光のエネルギー密度と実質的に等くなり；そして
（ｃ）前記単色光源のディスタルエンドの第二の位置において、前記拡散ユニットから放射される光のエネルギー密度が前記単色光のエネルギー密度よりも有意に少なくなるように、充分大きな散乱角を生じさせるのに充分大きい間隙によって各拡散体が相互に別の拡散体と分離されるように、同軸的に変位可能な前記拡散体１つ以上を、非動作位置へと同軸的に変位させる
工程を更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記第一の位置が、単色光を方向付けする標的に実質的に接触する位置である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
発散単色光のラジアンスが、１４Ｊ／ｃｍ２／ｓｒ未満である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
発散単色光のラジアンスが、
１０＊ｋ１＊ｋ２＊（ｔ∧１／３）Ｊ／ｃｍ２／ｓｒ
［式中、ｔは、レーザーパルス持続時間（秒）であり、４００〜７００ｎｍの波長に対してｋ１＝ｋ２＝１であり、約７５０ｎｍの波長に対してｋ１＝１．２５及びｋ２＝１であり、約８１０ｎｍの波長に対してｋ１＝１．６及びｋ２＝１であり、約９４０ｎｍの波長に対してｋ１＝３及びｋ２＝１であり、そして１０６０〜１４００ｎｍの波長に対してｋ１＝５及びｋ２＝１である］未満である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
発散単色光のラジアンスを測定し、そして前記発散単色光のラジアンスが、予め決定した安全値よりも大きい場合に、事故の発生としての警告を発することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記単色光が、コリメートされたレーザービーム、収束レーザービーム、集中させた複数のレーザービーム、及び光ファイバーで案内されるレーザービームからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記単色光源が、エキシマーレーザー、色素レーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー（１０６４、１３２０、及び４４０ｎｍ）、周波数重複Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、ダイオードレーザー（例えば、８１０〜８３０ｎｍ、９４０ｎｍ、及び１４５０ｎｍの波長で操作するダイオードレーザー）、ダイオードレーザーのスタック、ＬＩＣＡＦレーザー、Ｅｒ：ガラスレーザー、Ｅｒ：ＹＡＧレーザー、Ｅｒ：ＹＳＧＧレーザー、ＣＯ２レーザー、同位体ＣＯ２レーザー、及びホルミウムレーザーからなる群から選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記単色光が、３０８〜１６００ｎｍ、又は１７５０ｎｍ〜１１．５μｍの間の波長を有し、そして前記単色光源のエネルギー密度レベルが、０．０１〜２０００Ｊ／ｃｍ２である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記単色光源が、複数の単色ダイオードである、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記肉体的安全性が、眼の安全性、皮膚の安全性、及び環境の安全性を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
第一の位置における出射ビームが、美容的用途、医学的用途、及び工業的用途からなる群から選択される用途において使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
第一の位置における出射ビームが、脱毛、顔又は脚に位置する血管の凝固、酒さの治療、入れ墨の除去、皮膚内の色素性病変の除去、皮膚の若返り処理、乾癬の治療、ざ瘡の治療、スキン・リサーフェシング、皮膚の蒸化、コラーゲン収縮、歯科的用途、歯ぐきからの色素の除去、歯の白色化、皮膚科学、婦人科学、足病学、泌尿器科学、痛みの軽減、透明なプラスチック材料のレーザー溶接、材料の表面処理、レーザーアニーリング、塗料及びインク着色の蒸発、並びにビルディング、石、アンティーク彫刻、及び陶磁器のクリーニングからなる群から選択される用途において使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
レーザービームを、制御可能に移動して拡散的透過エレメントの標的を走査することができる、請求項４に記載の方法。
【請求項１９】
レーザービームにより衝突されるべき標的の順序が、プログラム可能である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
以下の工程、すなわち：
拡散的透過エレメントと透明な透過エレメント（前記拡散的透過エレメント及び透明な透過エレメントは、前記単色光に対して透過的である）との間に間隙が形成されるように、透明な透過エレメントを有する拡散ユニットを準備し、
前記透明な透過エレメントを、標的の皮膚の位置上に置き、
単色光を前記標的の皮膚の位置に対して方向付けし、そして
前記間隙内の皮膚を冷却する
工程を更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項２１】
第一の位置における発散した出射ビームの半角が、６度を超える、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
第一の位置における発散した出射ビームの半角が、４２度を超える、請求項４に記載の方法。
【請求項２３】
レーザーパルスの持続時間が１ｎ秒〜１５００ｍ秒の範囲内であり、そしてスポットサイズの直径が１〜２０ｍｍの範囲内である、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
一連のパルスを生成させる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
エステティック処理、医学的処理、又は工業的処理に適切なレーザーユニットを眼に安全なレーザーユニットに変換する方法であって、発散させる光学ユニットをレーザーユニットのディスタルエンドに取り付け、単色光が前記ユニットを介して伝搬することができるようにし、非コヒーレントで且つ拡張され拡散した光源を前記ユニットから充分に低いラジアンス値で生成して、前記光源が、単色光源に露出する、傍に居る人の眼に安全であり、且つ処理位置において、前記エステティック処理、医学的処理、又は工業的処理を実施するのに充分な高いエネルギー密度を有するようにすることを含む、前記方法。
【請求項２６】
前記ユニットが、発散性の拡散光学ユニットである、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
（ａ）ディスタルエンドを有する単色光源を準備し；
（ｂ）単色光に対して透過的な透過エレメント２つを有し、前記エレメント２つの間に間隙が形成されるユニットを準備し；
（ｃ）前記ユニットを、前記単色光源のディスタルエンドに取り付け；
（ｄ）処理すべき皮膚の位置に前記ユニットを配置し；
（ｅ）前記間隙内に配置された皮膚冷却手段を準備し；
（ｆ）前記ユニットを介して前記皮膚の位置に単色光を伝搬させることにより、処理すべき皮膚位置の温度を上昇させ；そして
（ｇ）前記皮膚冷却手段に前記皮膚位置を冷却させる
ことを含む、単色光を照射された皮膚を冷却する方法。
【請求項２８】
以下の工程、すなわち：
（ａ）拡散的透過エレメント及び前記拡散的透過エレメントとは離れて位置する透明な透過エレメントを含むユニットを準備し；
（ｂ）単色光を、前記拡散的透過エレメントによって散乱させることにより、前記透明な透過エレメントからの出射ビームのエネルギー密度を、前記単色光のエネルギー密度と実質的に同じにし；そして
（ｃ）標的から予め決定した位置へと前記ユニットを移動し、その場で、前記拡散的透過エレメントからの出射ビームのエネルギー密度を前記単色光のエネルギー密度よりも有意に低くする
工程を更に含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記皮膚冷却手段が、前記単色光に対して透過的な流体であり、前記流体が、前記間隙内に挿入された導管を通って流れる、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記流体が、外部冷却器と流体的に連絡している、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記皮膚冷却手段が熱電冷却素子であり、前記熱電冷却素子が、治療すべき皮膚位置上に配置される伝搬エレメントの横側を冷却するように作動する、請求項２７又は２８に記載の方法。
【請求項３２】
単色光源を得て、そして単色光パルスの放射前に可視フラッシュを発生させることにより、傍に居る人に眼をまばたきさせるか又は視野を変えさせて、前記単色光を凝視することを防ぐ
ことを含む、単色光源に露出している間の眼の安全性を改良する方法。
【請求項３３】
前記可視フラッシュの発生を、単色光パルスの放射のタイミングに同調させる、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記パルスの持続時間が、まばたき応答時間よりも短い、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記単色光源が、脱毛、光若返り処理、又は血管病変の治療に適している、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
単色光源に露出する、傍に居る人の肉体的安全性を改良するための装置であって、単色光源のディスタルエンドに取り付けられている手段を含み、前記手段が、単色光の発散を起こすように適合されており、そのため、標的に関する前記ディスタルエンドの第一の位置において、前記ディスタルエンドからの出射ビームのエネルギー密度が、前記単色光のエネルギー密度と実質的に等しくなり、そして標的に関する前記ディスタルエンドの第二の位置において、前記ディスタルエンドから放射される光のエネルギー密度が、前記単色光のエネルギー密度よりも有意に低くなる、前記装置。
【請求項３７】
前記発散手段が、フォーカスレンズ１つ以上、反射材複数、及び単色光に対して透過的で、遠位に配置された板を有する発散ユニットを含み、前記レンズ１つ以上の各々は、前記反射材少なくとも１つの上に単色光の焦点をあわせるのに適した焦点距離を有しており、前記反射材の各々は、前記の複数の反射材によって反射された回数に応じて変化する種々の角度で前記板から光線が出るように配置されていて、それにより、前記単色光に発散を起こさせる、請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
前記発散手段が、散乱手段でもある、請求項３６に記載の装置。
【請求項３９】
前記散乱手段が、単色光源のディスタルエンドに取り付けることができる拡散ユニットを含み、前記拡散ユニットが、本質的にコヒーレントな単色光に対して透過的な拡散的透過エレメント少なくとも１つを含む、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記散乱手段が、単色光源のディスタルエンドに取り付けることができる拡散ユニットを含み、前記拡散ユニットが、角度ビーム・エキスパンダー及び拡散体少なくとも１つを含む、請求項３８に記載の装置。
【請求項４１】
前記散乱手段が、単色光源のディスタルエンドに取り付けることができる拡散ユニットを含み、前記拡散ユニットが、拡散体複数を含み、その拡散体の少なくとも１つが同軸的に変位可能であり、そのため、動作位置において、前記拡散体複数が、単色光源のディスタルエンドの第一の位置において、他の拡散体と相互に実質的に接触し、そして前記拡散ユニットからの出射ビームのエネルギー密度が、前記単色光のエネルギー密度と実質的に等しくなり、そして非動作位置において、前記拡散体のそれぞれが、間隙により相互に他の拡散体から分離され、そのため、前記拡散ユニットから放射される光のエネルギー密度が、前記拡散ユニットのディスタルエンドの第二の位置における単色光のエネルギー密度よりも有意に低い、請求項３８に記載の装置。
【請求項４２】
第一の位置が、単色光を方向付ける標的に実質的に接触する位置である、請求項３６に記載の装置。
【請求項４３】
発散単色光のラジアンスが、１４Ｊ／ｃｍ２／ｓｒ未満である、請求項３６〜４１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４４】
発散単色光のラジアンスが、
１０＊ｋ１＊ｋ２＊（ｔ∧１／３）Ｊ／ｃｍ２／ｓｒ
［式中、ｔは、レーザーパルス持続時間（秒）であり、４００〜７００ｎｍの波長に対してｋ１＝ｋ２＝１であり、約７５０ｎｍの波長に対してｋ１＝１．２５及びｋ２＝１であり、約８１０ｎｍの波長に対してｋ１＝１．６及びｋ２＝１であり、約９４０ｎｍの波長に対してｋ１＝３及びｋ２＝１であり、そして１０６０〜１４００ｎｍの波長に対してｋ１＝５及びｋ２＝１である］未満である、請求項３６〜４１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４５】
前記単色光が、コリメートされたレーザービーム、収束レーザービーム、集中させた複数のレーザービーム、及び光ファイバーで案内されるレーザービームからなる群から選択される、請求項３６に記載の装置。
【請求項４６】
前記単色光源が、エキシマーレーザー、色素レーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー（１０６４、１３２０、及び１４４０ｎｍ）、周波数重複Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、ダイオードレーザー（例えば、８１０〜８３０ｎｍ、９４０ｎｍ、及び１４５０ｎｍの波長で操作するダイオードレーザー）、ダイオードレーザーのスタック、ＬＩＣＡＦレーザー、Ｅｒ：ガラスレーザー、Ｅｒ：ＹＡＧレーザー、Ｅｒ：ＹＳＧＧレーザー、ＣＯ２レーザー、同位体ＣＯ２レーザー、及びホルミウムレーザーユニットからなる群から選択される、請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記単色光が、３０８〜１６００ｎｍ、又は１７５０ｎｍ〜１１．５μｍの間の波長を有し、そして前記単色光源のエネルギー密度レベルが、０．０１〜２０００Ｊ／ｃｍ２である、請求項３６に記載の装置。
【請求項４８】
前記単色光源が、複数の単色ダイオードである、請求項３６に記載の装置。
【請求項４９】
前記肉体的安全性が、眼の安全性、皮膚の安全性、及び環境の安全性を含む、請求項３６に記載の装置。
【請求項５０】
第一の位置における出射ビームが、美容的用途、医学的用途、及び工業的用途からなる群から選択される用途において使用される、請求項３６に記載の装置。
【請求項５１】
第一の位置における出射ビームが、脱毛、顔又は脚に位置する血管の凝固、酒さの治療、入れ墨の除去、皮膚内の色素性病変の除去、皮膚の若返り処理、乾癬の治療、ざ瘡の治療、スキン・リサーフェシング、皮膚の蒸化、コラーゲン収縮、歯科的用途、歯ぐきからの色素の除去、歯の白色化、皮膚科学、婦人科学、足病学、泌尿器科学、痛みの軽減、透明なプラスチック材料のレーザー溶接、材料の表面処理、レーザーアニーリング、塗料及びインク着色の蒸発、並びにビルディング、石、アンティーク彫刻、及び陶磁器のクリーニングからなる群から選択される用途において使用される、請求項３６に記載の装置。
【請求項５２】
レーザーパルスの持続時間が１ｎ秒〜１５００ｍ秒である、請求項４５に記載の装置。
【請求項５３】
前記レーザーユニットが、継続的に作業する操作の場合に、１〜２０００Ｗの範囲のパワーレベルを有する、請求項４６に記載の装置。
【請求項５４】
それぞれの拡散的透過エレメントの材料が、シリカ、ガラス、サファイア、ダイアモンド、非吸収性ポリマー、光拡散ポリマー、ポリカーボネート、アクリル系誘導体、高密度に詰め込まれた繊維、ＮａＣｌ、ＣａＦ２、ガラス、ＺｎＳｅ、及びＢａＦ２からなる群から選択される、請求項３９に記載の装置。
【請求項５５】
前記拡散ユニットが、拡散的透過エレメントと離れている透明な透過エレメントを更に有しており、前記の拡散的透過エレメント及び透明な透過エレメントは、互いに平行であり、且つ前記拡散ユニットの縦軸に対して垂直である、請求項３９に記載の装置。
【請求項５６】
前記透明な透過エレメントが、ガラス、サファイア、透過性ポリマー（ポリカーボネート及びアクリル系誘導体を含む）、ＢａＦ２、ＮａＣｌ、及びＺｎＦ２からなる群から選択される材料から製造されている、請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記の拡散的透過エレメントと透明な透過エレメントとの間の間隔が、２ｍｍ未満である、請求項５５に記載の装置。
【請求項５８】
それぞれの拡散的透過エレメントが、それらに不規則に分布する複数の凹凸を有する、請求項３９に記載の装置。
【請求項５９】
前記拡散的透過エレメントが、回折パターンによって、又は不規則に分布する細い繊維のアレイによって形成される、請求項３９に記載の装置。
【請求項６０】
前記拡散ユニットが、光ガイド少なくとも１つを含み、それぞれの前記光ガイドが、内部的に反射する壁及び出射表面を更に含む、請求項４０に記載の装置。
【請求項６１】
光ガイドが先細りしている、請求項６０に記載の装置。
【請求項６２】
光ガイドが、固形ガラス、サファイア、プラスチック、及び液体誘電体材料からなる群から選択される材料から製造されている、請求項６０に記載の装置。
【請求項６３】
単色光の発散角を増加させる光学エレメント、及び前記光学エレメントから光を受容して、受容した前記光を光ガイドに対して放射する拡散体を、更に含み、前記光ガイドの出射表面が、広角の拡張された拡散体光源として機能する、請求項６０に記載の装置。
【請求項６４】
反射材複数を更に含み、拡散ユニットに対する各反射材の角度配置及び距離が、移動可能であり、それによって、拡散的透過エレメント上の選択された標的に対して単色光を正確に方向付けされる、請求項３９に記載の装置。
【請求項６５】
単色光が当てられるべき標的の順序をプログラミングするのに適した演算装置を更に含む、請求項６４に記載の装置。
【請求項６６】
単色光を拡散的透過エレメント上の標的に対して迅速に移動させるためのスキャナを更に含む、請求項３９に記載の装置。
【請求項６７】
単色光源のディスタルエンドの第一の位置において、発散手段のディスタルエンドと標的との間の距離が、２ｍｍ及び前記単色光の直径のいずれか小さい方である、請求項３６に記載の装置。
【請求項６８】
ユニットが、取り付け手段によって単色光源のディスタルエンドに取り付けられている、請求項３７〜４１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６９】
前記ユニットが、単色光源のディスタルエンドに堅固に取り付けられている、請求項６８に記載の装置。
【請求項７０】
前記ユニットが、製造の間に、単色光源のディスタルエンドと一体的に形成されており、前記単色光源の外壁の内部に前記ユニットが配置されている、請求項６８に記載の装置。
【請求項７１】
前記取り付け手段が、取り外し可能である、請求項６８に記載の装置。
【請求項７２】
前記取り付け手段が、単色光源に対して持続的に取り付けられていて、且つ取り外し可能であり、それにより、変位可能なユニットの或る位置において、前記単色光源がコヒーレントであり、変位可能な前記ユニットを介して伝搬せず、そして、変位可能な前記ユニットが単色光源のディスタルエンドに取り付けられる第二の位置において、前記単色光が、非コヒ−レントであり、変位可能な前記ユニットを介して伝搬する、請求項７１に記載の装置。
【請求項７３】
前記発散単色光の発散角が、半角６度よりも大きい、請求項３６に記載の装置。
【請求項７４】
散乱した出射ビームの半角が、４２度を超える、請求項３９に記載の装置。
【請求項７５】
標的から蒸気又は粒子を排出することにより、前記ユニットの光学的特性の変化を予防する手段を更に含む、請求項３７〜４１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７６】
前記排出手段が、鉛直交差−伝搬エレメント中においてＵ字型であり、その横方向の端部において標的と接触することができ、及びその中央開放領域によって形成される間隙を介して蒸気又は粒子を排出することができる、請求項７５に記載の装置。
【請求項７７】
前記排出手段が、前記ユニットからの出射ビームを標的へ集中するリレー光学装置を更に含む、請求項７５に記載の装置。
【請求項７８】
艶消し透過エレメントと透明な透過エレメントとの間に形成される間隙内に配置される皮膚冷却手段を更に含む、請求項５５に記載の装置。
【請求項７９】
前記発散単色光のラジアンスを測定する手段、前記測定手段と連絡している制御回路、及び前記単色光源、並びに、前記制御回路と連絡しており、前記発散単色光のラジアンスが、予め決定した安全値よりも大きい場合に事故が発生したものとして作動する警告手段を、更に含む、請求項３６に記載の装置。
【請求項８０】
可視フラッシュを発生させる手段、及び前記可視フラッシュを発生させる手段及び前記単色光源と連絡している制御回路を更に含み、前記制御回路が、各単色光パルスの放射前にフラッシュが発生するように同調化されている、請求項３６に記載の装置。
【請求項８１】
前記単色光源が、ダイオード光源のアレイ１つ以上である、請求項３６に記載の装置。
【請求項８２】
（ａ）ディスタルエンドを有する単色光源；
（ｂ）単色光源のディスタルエンドに取り付けることが可能なユニットであって、単色光に対して透過的なエレメント２つを有しており、前記エレメント２つの間に間隙が形成されている、前記ユニット；及び
（ｃ）前記間隙内に挿入することが可能な皮膚冷却手段であって、標的の皮膚の位置における温度上昇速度を下げるように適合している、前記皮膚冷却手段
を含む、単色光を照射された皮膚を冷却するための装置。
【請求項８３】
エレメントの１方が、拡散的透過エレメントであり、そしてその他方のエレメントが、前記拡散的透過エレメントに関して遠くに位置する透明な透過エレメントであり、それによって、拡散ユニットからの出射ビームのエネルギー密度が、標的の皮膚の位置に隣接する位置においては、前記拡散ユニットを配置することにより、前記単色光のエネルギー密度に実質的に等しくなり、そして前記標的から離れた位置においては、前記単色光のエネルギー密度よりも有意に低くなる、請求項８２に記載の装置。
【請求項８４】
前記皮膚冷却手段が、前記単色光に対して透過的な流体であり、前記流体が、前記間隙内に挿入された導管を通って流れる、請求項８２に記載の装置。
【請求項８５】
前記流体が、外部冷却器と流体的に連絡している、請求項８４に記載の装置。
【請求項８６】
前記流体が、液体又は気体である、請求項８４に記載の装置。
【請求項８７】
前記皮膚冷却手段が、熱電冷却素子であり、前記熱電冷却素子が、治療すべき皮膚位置に隣接して配置されるエレメントの横側を冷却するように作動する、請求項８２又は８３に記載の装置。
【請求項８８】
更にスキャナを含み、前記スキャナが、拡散的透過エレメント上の標的に対する単色光の迅速な移動に適合され、前記皮膚冷却手段が、標的の皮膚の相当する位置において継続的に冷却することができる、請求項８２〜８７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８９】
単色光源、単色光の放射前に可視フラッシュを発生させる手段、及び前記可視フラッシュを発生させる手段と連絡している制御回路
を含む、単色光源に露出されている間の眼の安全性を改良する装置。
【請求項９０】
それぞれの単色光パルスの放射前に前記フラッシュが発生するように前記制御回路を同調させ、それにより、傍に居る人に眼をまばたきさせるか又は視野を変えさせて、前記単色光を注視することを避けるようにする、請求項８９に記載の装置。
【請求項９１】
前記パルスの持続時間が、まばたき応答時間よりも短い、請求項９０に記載の装置。
【請求項９２】
前記単色光源が、脱毛、光若返り処理、又は血管病変の治療に適している、請求項８９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、レーザーに基づく光源の分野に関する。より具体的には、本発明は、非常に高いエネルギー密度が必要で、エステティック及び医学的皮膚障害の矯正に適切な、眼に安全なレーザービームを提供することに関する。更に具体的には、本発明は、所望の用途に必要とされる光のエネルギー密度を、非常に短い距離において提供するが、傍に居る人の眼に対して実質的に安全な、単色光の拡散による（例えば、高耐久拡散体による）単色光源に対する露出の間の肉体的安全性を改良する方法及び装置に関する。
【０００２】
《発明の背景》
現行の医学的レーザーシステム及びエステティックレーザーシステムは、これらのシステムから放射される光線が低度の拡散性しか有さないか又は収束さえするので、一般的に、危険性の高いシステムと考えられている。これらのシステムにおいては、高いエネルギー密度及び高いラジアンス（すなわち、立体角当たりのエネルギー密度）を有する光線が生じ、前記光線は、そのビームが、空気又は空気様媒体を介して遠位の標的に伝搬する際に、殆ど減衰しないので、その標的において体組織に対して損傷を与えることになる。可視光又は近可視光を放射するレーザー源の場合には、もし、そのビームが傍に居る人の眼を偶発的に狙ってしまったならば、網膜の僅かな一部を焼くことにより損傷が発生することがある。前記ビームは、盲目にすることさえある。
【０００３】
不可視線を放射する近赤外線レーザーを用いる場合には、傍に居る人がレーザービームにより焼かれていることに気付かないので、眼に損傷を受ける可能性が更に高い。また、多くのレーザーシステムにより放射されるビームのパルス持続時間は極端に短いので、例えばまばたきや眼を動かすなどの反応をするのに充分な時間がなく、その結果、レーザービームによる偶発的な焼損が発生する。
【０００４】
従って、生きている組織に損傷を与えるか又は別の種類の損傷を生じることを最小化するために、特別な、そしてしばしば費用のかさむ、使用上の注意を払う必要がある。前記使用上の注意には、例えば、非常に高い光学濃度及び光放射に対する損傷耐性値（すなわち、熱及び力学的耐久性）を有する、高価な（そして使いづらい）コートされた保護眼鏡フィルターの使用が含まれるであろう。前記フィルターの特徴のいくつかは、標準に関する文献、例えば「ＡＮＳＩ−Ｚ１３６．１」（これは、レーザービームの安全性に関する基本的な米国標準規格文献である）に記載されている。米国食品薬品局（ｆｏｏｄ  ａｎｄ  ｄｒｕｇ  ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ：ＦＤＡ）による安全なラベル付け標準を規定する非常に類似した基本書は、１０４０．１０ドル、２１ＣＦＲ、Ｃｈ．１である。眼の安全性に対する製造標準を規定する別の文献は、ＩＳＯ１５００４：１９９７Ｅである。別の使用上の注意は、レーザーシステムが置かれている部屋の中における高反射表面の使用を禁じる。また、特別なシェード及び／又はカーテンも、偶発的なレーザービームが部屋から抜け出すことを予防し、それによりその治療部屋の外の人々を保護するために使用される。
【０００５】
全ての危険性の中で、永続的盲人となる危険性が最も一般的であり、そして最も重篤である。現在、最も眼に危険なレーザーは、パルスレーザーと称するレーザーである。例えば、ルビーレーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、アレキサンドライトレーザー、ＬＩＣＡＦレーザー、ダイオードレーザー、色素レーザー、エルビウム−ガラスレーザー、エキシマーレーザーなどが、パルスレーザーの例示である。高級な連続作動（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗｏｒｋｉｎｇ）レーザー、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、ＫＴＰレーザー、及びダイオードレーザー（６３０〜１３２０ｎｍの間の任意の波長において）も、盲目を生じる危険性が知られている。
【０００６】
更に、これらのレーザーは、時々、眼の近辺における美容手術、例えば、眉毛の除去又は眼の周囲の皮膚の若返りに用いられ、従って、前記手術は、眼を損傷させる更なる危険性を生じさせる。別の赤外線レーザー（パルス及びＣＷ）、例えば、波長１４４５ｎｍで操作されるダイオードレーザー、ＣＯ２レーザー、及びエルビウムレーザーも、前記レーザー源から放射されるレーザービームの眼球房水内での強い吸収のせいで生じる角膜の焼損により、遠距離から重篤な眼の損傷を発生させることがある。
【０００７】
また、レーザーユニットを誤操作してしまう場合や、そうでなくても遠い位置から運転する場合には、髪や皮膚を焼いてしまう危険性もある。コリメートされたレーザービームが、その治療部屋中の可燃性材料に当たった場合には、火事になることがある。
コヒーレントレーザーに関する危険性は、高度にコリメートされたビームを生成する能力に由来するのみではなく、適切な集束光学により、遠いところから狭い表面上にレーザーエネルギーの全体を集中する能力にも由来する。
【０００８】
電磁放射源としてのレーザーの熱力学的温度は、従来の非コヒーレント光源のより低い温度と比較して、非常に高いので、レーザービームの焦点合わせ又は結像の間の光強度保存の効率が、１００％近い。従来の非コヒーレント光源は、使用するのに安全であるが、実質的な強度損失なしで結像することができない。
【０００９】
可視レーザー及び近赤外線レーザーに関連する前記危険性の全ては、レーザーに基づく医学的システム及びエステティックシステムの運用に関して、政府（イスラエル）による非常に厳しい規制をもたらし、その結果、これらのシステムの製造者及び使用者の両方の費用に、かなりの増加が生じている。政府による前記規制のいくつかによると、レーザー装置／システムの運用は、訓練され及び熟練した人、すなわち、医師の監視下の看護師又は技術者に制限されている。多くの国で、医学関係者以外の人、例えば美容師［ｃｏｓｍｅｔｉｃｉａｎ］は、レーザーに基づくシステムを操作することが全く認められていない。結果として、レーザー美容ビジネスのボリュームは、その潜在的ボリュームのごく一部に限られている。
【００１０】
医学的及び美容的レーザーシステムの或る観点によると、皮膚の外部表面又は皮膚内の選択された標的に、処理を集束する。これらの標的、例えば、髪、血管病変、色素性病変、入れ墨、ざ瘡、結果として微細なしわが現れる軽度のコラーゲン損傷、及び太陽により損傷を被った肌のそれぞれは、異なる光学スペクトル吸収特性を有する。従って、これらの用途は、３１０〜１６００ｎｍの範囲内の波長を有する可視光又は近赤外光を生成することができるレーザーシステムを利用する。従って、選択した被治療器官／組織に対して重篤な損傷を与える可能性がある不正確な波長のレーザービームを、前記器官／組織に向けてしまう危険性がある。正確な波長を有するレーザービームで器官が処理されるとしても、その選択された波長に対して感受性が高い別の領域に前記レーザービームを誤って照射し、その結果として損傷が発生する危険性が、常に存在する。
【００１１】
レーザーシステムとは対照的に、レーザー以外のインコヒーレントな（非干渉性の）拡散した光の源、例えば強パルス光［Ｉｎｔｅｎｓｅ  ｐｕｌｓｅｄ  Ｌｉｇｈｔ：ＩＰＬ］の高電圧アーク燈に基づく光源は、通常、光源温度が１０００℃〜１０，０００℃の範囲内に限られており、従って明るさが限られており、及び小さな個所に焦点をあわせることができないので、一般的に、遠距離からの場合に、損傷に関して安全であると考えられている。しかしながら、ＩＰＬシステムは、その幅広なスペクトルバンドのために、分光選択性が少ない。従って、ＩＰＬ−ベース・システムは、レーザー−ベース・システムと比較して、治療能力が、より限定されている。
【００１２】
ＵＳ６，１９７，０２０及びＵＳ６，０９６，０２９には、組織表面下にビームを集束するための、例えば、そのシステムを超越する距離における光ファイバーの束の遠位表面からの、集束、拡散光板［ｆｏｃｕｓｉｎｇ，ｄｉｆｆｕｓｉｎｇ  ｌｉｇｈｔ  ｐｌａｔｅ］の結像が開示されている。前記文献に記載のシステムも、遠くの密閉されたスポットにビームが運送された後でさえ、眼が露出するかもしれない比較的小さな立体角内においてレーザーエネルギー密度が本質的に保存されるので、眼に対して非常に危険である。本発明とは対照的に、これらの２つの特許は、その治療システムのディスタルエンドを越えて皮下位置に対してレーザービームを集束することが可能な技術処理の状態に合致する。大きな発散立体角を有するレーザービームの生成は、従来技術の方法によると、特に、皮膚上におけるか又は皮膚内での効率的な結像及び集束が妨げられるであろうから、不利である。また、前記特許２つに関連するレーザーエネルギー密度は、前記拡散、集束板が標的から離れている場合にのみ効果的であり、標的に隣接して配置されている場合には効果的でない。
【００１３】
Ｇ．Ｖａｒｇａｓ及びＡ．Ｊ．Ｗｅｌｃｈは、彼らの論文「Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｌｅａｒｉｎｇ  Ａｇｅｎｔｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｆｏｃｕｓｉｎｇ  Ａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｌａｓｅｒ  Ｌｉｇｈｔ  ｗｉｔｈｉｎ  Ｔｉｓｓｕｅ」（Ｌａｓｅｒ  ｉｎ  Ｓｕｒｇｅｒｙ  ａｎｄ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ１３，２００１，ｐ．２６）において、より焦点をあわせたスポットを得て皮膚の病変のより効果的な治療を得るための、組織内における光エネルギーの散乱を減少する技術を記載している。しかしながら、前記のとおり、レーザー装置の効率性と、その操作における潜在的危険性との間には、妥協が存在する；すなわち、ビームをより集束することにより、治療がより危険になる。
【００１４】
関連する別の従来技術が、ＵＳＰ５，５９５，５６８、５，８７９，３４６、５，２２６，９０７、５，０６６，２９３、５，３１２，３９５、５，２１７，４５５，４，９７６，７０９，６，１２０，４９７、５，４１１，５０２、５，５５８，６６０、５，６５５，５４７、５，６２６，６３１、５，３４４，４１８、５，９６４，７４９，４，７３６．７４３、５，４４９，３５４、５，５２７，３０８、５，８１４，０４１、５，５９５，５６８、５，７３５，８４４、５，０５７，１０４、５，２８２，７９７，６，０１１，８９０、５，７４５，５１９、及び６，１４２，６５０に開示されている。
従来技術のレーザーユニットは、（例えば発火することにより）傍に居る人に外傷を与えたり又は特性に損傷を与えたりする危険なしでエステティック又は外科的手順に使用することができる高エネルギーレベルのビームを、生成することができない。
【００１５】
本発明の課題は、エステティック又は外科的手順に使用することができるレーザービームを提供することである。
本発明の課題は、従来技術の欠点を克服するレーザービームを提供することである。
本発明の別の課題は、作業者、観察者、又は標的の近く若しくは遠くに位置する物体に対して無害なレーザービームを提供することである。
本発明の更なる課題は、工業的用途に用いることができるレーザービームを提供することである。
本発明の更に別の課題は、高い熱耐性を有し、広角拡散を提供する光学エレメントのユニットを提供する。
本発明の他の課題及び利点は、続いての記載から明らかになろう。
【００１６】
《発明の概要》
本発明は、ディスタルエンドを有する単色光源を準備し、前記ディスタルエンドにおいて前記単色光の発散を生じさせることを含み、それにより、標的に関連する前記ディスタルエンドの第一の位置において、前記ディスタルエンドからの出射ビームのエネルギー密度が、前記単色光のエネルギー密度と実質的に等しくなり、そして標的に関連する前記ディスタルエンドの第二の位置において、前記ディスタルエンドから放射された光のエネルギー密度が、前記単色光のエネルギー密度よりも有意に低くなる、単色光源に露出する傍に居る人の肉体的安全性を改良する方法を包む。
【００１７】
本明細書において、単色光は、単色光源のディスタルエンドから又は発散ユニット（使用される場合）のディスタルエンドからの出射角が、半角〔ここで、「半角」は、前記単色光源により生じるコリメートされたビームの伝搬軸に対して直角な平面上で測定される半角として定義する〕で６度よりも大きい発散をするものと定義する。前記発散角だと、後に詳述するエステティックレーザータイプに対して、光学濃度がたった約２（透過率１％に相当する）の保護眼鏡が必要となる。前記発散半角［ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ  ｈａｌｆ  ａｎｇｌｅ］が２０度の場合には、光学濃度１（透過率１０％に相当する）の保護眼鏡が必要となる。前記発散半角が６０度の場合には、保護眼鏡が必要ない。
【００１８】
本明細書において、「遠位」（ディスタル）は、単色光源又は後者に取り付けるユニットの出口の方向として定義し、そして「近位」及び「プロキシメート」は、遠位方向の反対の方向として定義する。
【００１９】
前記方法は、好ましくは、更に
（ａ）フォーカスレンズ１つ以上、反射材複数、及び単色光に対して透過的で、遠位に配置された板１つを含む、単色光ユニットに対して透過的な発散ユニットを準備し；
（ｂ）前記発散ユニットを、前記単色光源のディスタルエンドに取り付け；
（ｃ）前記反射材１つ以上の上に前記単色光の焦点をあわせ；そして
（ｄ）前記反射材により反射された時間に応じて角度を変化させながら、前記板を光線が出るようにすることにより、前記単色光の発散を生じさせる
工程を含む。
【００２０】
好ましい態様においては、前記方法は、前記単色光を散乱させる（前記散乱した前記単色光は発散する）工程を更に含む。
本明細書において、「散乱した」単色光は、その入射光の波長を実質的に変化させずに単色光を伝搬する媒体中において、不連続部からの屈折又は反射によって、方向がランダムに変化する光として定義する。
【００２１】
或る観点では、散乱は、
（ａ）拡散的透過エレメント［ｄｉｆｆｕｓｉｖｅｌｙ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ］１つ以上（ここで、前記拡散的透過エレメントのそれぞれは、前記単色光に対して透過的である）を含み、ディスタルエンドを有する拡散ユニット［ｄｉｆｆｕｓｉｎｇユニット］を得て；
（ｂ）前記拡散ユニットを、単色光源のディスタルエンドに取り付け；そして
（ｃ）前記拡散的透過エレメントのそれぞれにより、前記単色光を散乱させる
ことによって達成される。
【００２２】
別の観点では、散乱は、
（ａ）角度ビーム・エキスパンダー［ａｎｇｕｌａｒ  ｂｅａｍ  ｅｘｐａｎｄｅｒ］１つ及び拡散体１つ以上を含み、前記単色光に対して透過的な拡散ユニットを準備し；
（ｂ）前記拡散ユニットを、単色光源のディスタルエンドに取り付け；そして
（ｃ）前記角度ビーム・エキスパンダー及び前記拡散体１つ以上を介して前記単色光を伝搬させることにより、前記単色光を散乱させる
ことによって達成される。
【００２３】
或る観点では、散乱は、
（ａ）拡散体複数を有し、前記拡散体１つ以上が同軸的に変位可能な、拡散ユニットを準備し；
（ｂ）各拡散体が相互に他の拡散体と相互に実質的に接触するように、同軸的に変位可能な前記拡散体１つ以上を、動作位置へと同軸的に変位させ、それによって、その単色光源のディスタルエンドの第一の位置において、前記拡散ユニットからの出射ビームのエネルギー密度が単色光のエネルギー密度に実質的に等しくなり；そして
（ｃ）同軸的に変位可能な前記拡散体１つ以上を、非動作位置へと同軸的に変位して、充分大きな散乱角を生じるのに充分な大きさの間隙で各拡散体が相互に他の拡散体から分離されるようにして、単色光源のディスタルエンドの第二の位置において前記拡散ユニットから放射される光のエネルギー密度が、前記単色光のエネルギー密度よりも有意に低くなるようにする
ことによって達成される。
【００２４】
好ましくは、前記単色光源のディスタルエンドの第一の位置が、その単色光を向ける標的に、実質的に接触している。
【００２５】
或る観点では、発散単色光［ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ  ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃ  ｌｉｇｈｔ］のラジアンスが、１４Ｊ／ｃｍ２／ｓｒより少ない。別の観点では、発散単色光のラジアンスが、１０＊ｋ１＊ｋ２＊（ｔ∧１／３）Ｊ／ｃｍ２／ｓｒ〔前記式中、ｔは、レーザーパルス持続時間（秒）であり、４００〜７００ｎｍの波長に対してｋ１＝ｋ２＝１であり、約７５０ｎｍの波長に対してｋ１＝１．２５及びｋ２＝１であり、約８１０ｎｍの波長に対してｋ１＝１．６及びｋ２＝１であり、約９４０ｎｍの波長に対してｋ１＝３及びｋ２＝１であり、そして１０６０〜１４００ｎｍの波長に対してｋ１＝５及びｋ２＝１である〕より少ない。
【００２６】
本明細書において「ラジアンス」は、エネルギー密度÷立体角〔ここで、エネルギー密度は、投影面積当たりの放射エネルギーである〕として定義する。立体角の値は、通常「ｓｒ」という記号で表されるステラジアンという単位で得られる。
更に、前記方法は、発散単色光のラジアンスを測定し、そして前記発散単色光のラジアンスが、予め決定した安全値よりも大きい場合に、事故の発生としての警告を発することも含む。
【００２７】
単色光は、以下の群、すなわち、コリメートされたレーザービーム、収束レーザービーム、集中させた複数のレーザービーム［ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｌａｓｅｒ  ｂｅａｍ］、及び光ファイバーで案内されるレーザービーム［ｆｉｂｅｒ  ｇｕｉｄｅｄ  ｌａｓｅｒ  ｂｅａｍ］から選択される。
【００２８】
単色光源は、以下の群、すなわち、エキシマーレーザー、色素レーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー（１０６４、１３２０、及び１４４０ｎｍ）、周波数重複Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、ダイオードレーザー、例えば、８１０〜８３０ｎｍ、９４０ｎｍ、及び１４５０ｎｍの波長で操作するダイオードレーザー、ダイオードレーザーのスタック、ＬＩＣＡＦレーザー、Ｅｒ：ガラスレーザー、Ｅｒ：ＹＡＧレーザー、Ｅｒ：ＹＳＧＧレーザー、ＣＯ２レーザー、同位体ＣＯ２レーザー、及びホルミウムレーザーから選択される。
【００２９】
単色光は、３０８〜１６００ｎｍの範囲、又は１７５０ｎｍ〜１１．５μｍの間の波長、及び０．０１〜２０００Ｊ／ｃｍ２の範囲の単色光源のエネルギー密度レベルで得る。
或る観点では、単色光源は、複数の単色ダイオードである。
肉体的安全性には、眼の安全性、皮膚の安全性、及び環境の安全性が含まれる。
第一の位置における出射ビームは、美容的用途、医学的用途、及び工業的用途からなる群から選択される用途において使用される。
【００３０】
第一の位置における出射ビームは、脱毛、顔又は脚に位置する血管の凝固［ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ］、酒さの治療、入れ墨の除去、皮膚内の色素性病変の除去、皮膚の若返り、乾癬の治療、ざ瘡の治療、スキン・リサーフェシング、皮膚の蒸化、コラーゲン収縮、歯科的用途、歯ぐきからの色素の除去、歯の白色化、皮膚科学、婦人科学、足病学、泌尿器科学、痛みの軽減、透明なプラスチック材料のレーザー溶接、材料の表面処理、レーザーアニーリング、塗料及びインク着色の蒸発、並びにビルディング、石、アンティーク彫刻、及び陶磁器のクリーニングからなる群から選択される用途において使用される。
【００３１】
或る観点では、レーザービームを、拡散的透過エレメントの走査標的（レーザービームに衝突される標的の順序は、プログラム可能である）に対して、制御可能に移動する。
レーザーパルスの持続時間は、１ｎ秒〜１５００ｍ秒の範囲内であり、そしてスポットサイズは、直径１〜２０ｍｍの範囲内である。所望により、一連のパルスを生成させる。
【００３２】
また、本発明は、
発散させる光学ユニットをレーザーユニットのディスタルエンドに取り付け、単色光が前記ユニットを介して伝搬することができるようにし、非コヒーレントで且つ拡張され拡散した光源を前記ユニットから充分に低いラジアンス値で生成して、前記光源が、単色光源に露出する傍に居る人の眼に安全であり、且つ処理位置において、前記エステティック処理、医学的処理、又は工業的処理を実施するのに充分な高いエネルギー密度を有するようにする
ことを含む、エステティック処理、医学的処理、又は工業的処理に適切なレーザーユニットを、眼に安全なレーザーユニットに変換する方法も包含する。
或る観点では、前記ユニットが、発散性の拡散光学ユニットである。
【００３３】
また、本発明は、
（ａ）ディスタルエンドを有する単色光源を準備し；
（ｂ）単色光に対して透過的な透過エレメント２つを有し、前記エレメント２つの間に間隙が形成されるユニットを準備し；
（ｃ）前記ユニットを、前記単色光源のディスタルエンドに取り付け；
（ｄ）処理すべき皮膚の位置に前記ユニットを配置し；
（ｅ）前記間隙内に配置された皮膚冷却手段を準備し；
（ｆ）前記ユニットを介して前記皮膚の位置に単色光を伝搬させることにより、処理すべき皮膚位置の温度を上昇させ；そして
（ｇ）前記皮膚冷却手段に前記皮膚位置を冷却させる
ことを含む、単色光を照射された皮膚を冷却する方法も包含する。
【００３４】
前記方法は、好ましくは、更に以下の工程、すなわち、
（ａ）拡散的透過エレメント及び前記拡散的透過エレメントとは離れて位置する透明な透過エレメントを含むユニットを準備し；
（ｂ）単色光を、前記拡散的透過エレメントによって散乱させることにより、前記透明な透過エレメントからの出射ビームのエネルギー密度を、前記単色光のエネルギー密度と実質的に同じにし；そして
（ｃ）標的から予め決定した位置へと前記ユニットを移動し、その場で、前記拡散的透過エレメントからの出射ビームのエネルギー密度を前記単色光のエネルギー密度よりも有意に低くする
工程を含む。
【００３５】
或る観点では、前記皮膚冷却手段は、前記単色光に対して透過的な流体であり、前記流体が、前記間隙内に挿入されている導管を通って流れている。前記流体は、外部冷却器と流体的に連絡することができる。
別の観点では、前記皮膚冷却手段は、熱電冷却素子であり、前記熱電冷却素子は、治療すべき皮膚位置上に配置される伝搬エレメントの横側を冷却するように作動する。
【００３６】
また、本発明は、
単色光源を得て、そして単色光パルスの放射前に可視フラッシュを発生させることにより、傍に居る人に眼をまばたきさせるか又は視野を変えさせて、前記単色光を凝視することを防ぐ
ことを含む、単色光源に露出している間の眼の安全性を改良する方法を包含する。
好ましくは、前記可視フラッシュの発生を、単色光パルス（前記パルスの持続時間は、まばたき応答時間よりも短い）の放射のタイミングに同調させる。
前記単色光源は、脱毛、光若返り処理、又は血管病変の治療に適している。
【００３７】
本発明は、
単色光源のディスタルエンドに取り付けられる手段であって、単色光を発散させるのに適していることにより、標的に関する前記ディスタルエンドの第一の位置において、前記ディスタルエンドからの出射ビームのエネルギー密度が、前記単色光のエネルギー密度と実質的に等しくなり、そして標的に関する前記ディスタルエンドの第二の位置において、前記ディスタルエンドから放射される光のエネルギー密度が、前記単色光のエネルギー密度よりも有意に低くなる、前記手段
を含む、単色光源に露出する傍に居る人の肉体的安全性を改良するための装置を包含する。
【００３８】
或る観点では、前記発散手段は、フォーカスレンズ１つ以上、反射材複数、及び単色光に対して透過的で、遠位に配置された板を有する発散ユニットを含み、前記レンズ１つ以上の各々は、前記反射材少なくとも１つの上に単色光の焦点をあわせるのに適した焦点距離を有しており、前記反射材の各々は、前記の複数の反射材によって反射された回数に応じて変化する種々の角度で前記板から光線が出るように配置されていて、それにより、前記単色光に発散を起こさせる。
或る態様においては、前記発散手段は、散乱手段でもある。
【００３９】
或る観点では、前記散乱手段は、単色光源のディスタルエンドに取り付けることができる拡散ユニットを含む。前記拡散ユニットは、実質的にコヒーレントな単色光に対して透過的な拡散的透過エレメント１つ以上を含む。
それぞれの拡散的透過エレメントの材料は、シリカ、ガラス、サファイア、ダイアモンド、非吸収性ポリマー、光拡散ポリマー、ポリカーボネート、アクリル系誘導体［ａｃｒｙｌｉｃ］、高密度に詰め込まれた繊維［ｄｅｎｓｅｌｙ  ｐａｃｋｅｄ  ｆｉｂｅｒ］、ＮａＣｌ、ＣａＦ２、ガラス、ＺｎＳｅ、及びＢａＦ２からなる群から選択される。
【００４０】
或る観点では、前記拡散ユニットは、更に、拡散的透過エレメントと離れている透明な透過エレメントを有しており、前記の拡散的透過エレメント及び透明な透過エレメントは、互いに平行であり、且つ前記拡散ユニットの縦軸に対して垂直である。
【００４１】
前記透明な透過エレメントは、ガラス、サファイア、透過性ポリマー（例えば、ポリカーボネート及びアクリル系誘導体）、ＢａＦ２、ＮａＣｌ、及びＺｎＦ２からなる群から選択される材料から製造されたものである。
拡散的透過エレメントと透明な透過エレメントとの間の間隙は、２ｍｍ未満であることが好ましい。
【００４２】
それぞれの拡散的透過エレメントは、それらに不規則に分布する複数の凹凸［ｉｒｒｅｇｕｌａｒｉｔｉｅｓ］を有することができる。
また、前記拡散的透過エレメントは、回折パターンによって、又は不規則に分布する細い繊維のアレイによって、形成されることができる。
【００４３】
別の観点では、前記散乱手段は、単色光源のディスタルエンドに取り付けることができ、角度ビーム・エキスパンダー及び少なくとも１つの拡散体を含む拡散ユニットを含む。
【００４４】
角度ビーム・エキスパンダーは、内部的に反射する壁及び出射表面をそれぞれ有する光ガイド１つ以上を含むことが好ましい。光ガイドは、固形ガラス、サファイア、プラスチック、及び液状絶縁性材料からなる群から選択される材料から製造され、そして先細りであることができる。
【００４５】
また、角度ビーム・エキスパンダーは、単色光の発散角を増加させる光学エレメント、及び前記光学エレメントからの光を受容して、前記受容光を前記光ガイド（広角に広げられる拡散体源として機能する前記光ガイドの出射表面）に対して放射する拡散体も含む。
【００４６】
別の観点では、前記散乱手段は、単色光源のディスタルエンドに取り付けることができる拡散ユニットを含み、前記拡散ユニットは、少なくとも１つが同軸的に変位可能な拡散体複数を含み、そのため、動作位置において、前記拡散体複数が、単色光源のディスタルエンドの第一の位置における他の拡散体と相互に実質的に接触し、そして前記拡散ユニットからの出射ビームのエネルギー密度が、前記単色光のエネルギー密度に実質的に等しくなり、並びに、非動作位置において、前記拡散体の各々が、間隙により相互に他の拡散体から分離され、そのため、前記拡散ユニットから放射される光のエネルギー密度が、前記拡散ユニットのディスタルエンドの第二の位置における単色光のエネルギー密度よりも有意に低い。
【００４７】
レーザーパルスの持続時間は、１ｎ秒〜１５００ｍ秒の範囲である。
継続的に作業する操作の場合には、１〜２０００Ｗの範囲のパワーレベルを有するレーザーユニットを得る。
【００４８】
或る観点では、前記装置は、複数の反射材を更に含み、拡散ユニットに対する各反射材の角度配置［ａｎｇｕｌａｒ  ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎ］及び距離が、移動可能であり、それによって、拡散的透過エレメント上の選択された標的に対して、単色光を正確に方向付けされる。単色光が当てられるべき標的の順序をプログラミングするのに適した演算装置を有することが好ましい。拡散的透過エレメント上の標的に対する単色光の迅速に移動させるために、スキャナも有することが好ましい。
【００４９】
或る観点では、単色光源のディスタルエンドの第一の位置において、発散手段のディスタルエンドと標的との間の距離は、２ｍｍ及びその単色光の直径の小さい方である。
拡散ユニット又は発散ユニットは、取り付け手段によって、単色光源のディスタルエンドに取り付けられている。
或る観点では、前記ユニットは、単色光源のディスタルエンドに堅固に取り付けられている。
或る観点では、前記ユニットを、製造の間に、前記単色光源のディスタルエンドと一緒に一体的に形成し、前記単色光源の外壁の内部に前記ユニットを配置する。
【００５０】
別の観点では、前記取り付け手段は、取り外し可能である。例えば、前記取り付け手段は、単色光源に対して持続的に取り付けられていて、且つ取り外し可能であり、それにより、変位可能なユニットの或る位置において、前記単色光源がコヒーレントであり、変位可能な前記ユニットを介して伝搬せず、そして、変位可能な前記ユニットが単色光源のディスタルエンドに取り付けられる第二の位置において、前記単色光が、非コヒ−レントであり、変位可能な前記ユニットを介して伝搬する。
【００５１】
好ましくは、前記装置は、標的から蒸気又は粒子を排出することによりユニットの光学的特性を変化することを予防する手段を、更に含む。前記排出手段は、鉛直交差−伝搬エレメント中においてＵ字型であるので、その横方向の端部において標的と接触することができ、且つその中心開講領域によって形成される間隙を介して蒸気又は粒子を排出することができる。
或る観点では、前記排出手段は、ユニットから標的上への出射ビームを集中させるリレー光学装置を、更に含む。
【００５２】
また、本発明は、
（ａ）ディスタルエンドを有する単色光源；
（ｂ）単色光源のディスタルエンドに取り付けることが可能なユニットであって、単色光に対して透過的なエレメント２つを有しており、前記エレメント２つの間に間隙が形成されている、前記ユニット；及び
（ｃ）前記間隙内に挿入することが可能な皮膚冷却手段であって、標的の皮膚の位置における温度上昇速度を下げるように適合している、前記皮膚冷却手段
を含む、単色光を照射された皮膚を冷却するための装置も包含する。
【００５３】
或る観点では、エレメントの１方が、拡散的透過エレメントであり、そしてその他方のエレメントが、前記拡散的透過エレメントに関して遠くに位置する透明な透過エレメントであり、それによって、拡散ユニットからの出射ビームのエネルギー密度が、標的の皮膚の位置に隣接する位置においては、前記拡散ユニットを配置することにより、前記単色光のエネルギー密度に実質的に等しくなり、そして前記標的から離れた位置においては、前記単色光のエネルギー密度よりも有意に低い。
【００５４】
或る観点では、前記皮膚冷却手段が、前記単色光に対して透過的な流体であり、前記流体は、前記間隙内に挿入された導管を通って流れることが可能である。前記流体は、好ましくは、外部冷却器と流体的に連絡している。
或る観点では、前記流体が、液体又は気体である。
別の観点では、前記皮膚冷却手段が、熱電冷却素子であり、前記熱電冷却素子は、治療すべき皮膚位置に隣接して配置されるエレメントの横側を冷却するように作動する。
【００５５】
別の観点では、前記装置が、スキャナを含み、前記スキャナは、拡散的透過エレメント（標的の皮膚の相当する位置において継続的に冷却することができる皮膚冷却手段）上の標的に対する単色光の急速な移動に使用される。
【００５６】
また、本発明は、単色光源、単色光の放射前に可視フラッシュを発生させる手段、及び前記可視フラッシュを発生させる手段と連絡している制御回路を含む、単色光源に露出されている間の眼の安全性を改良する装置も包含する。
前記制御回路は、それぞれの単色光パルスの放射前に前記フラッシュが発生するように同調させ、それにより、傍に居る人に眼をまばたきさせるか又は視野を変えさせて、前記単色光を注視することを避けるようにすることが好まししい。
前記パルスの持続時間は、まばたき応答時間よりも短いことが好ましい。
【００５７】
《図面の簡単な説明》
図面において：
図１は、本発明による拡散ユニットを装着した種々のレーザーユニットの側面図である。図１において、図１ａに記載のデリバリーシステムは関節腕であり、図１ｂに記載のデリバリーシステムは光ファイバーであり、そして図１ｃに記載のデリバリーシステムは円錐形光ガイドである；
【００５８】
図２は、レーザーユニットのディスタルエンドにどのように拡散ユニットが取り付けられるかを示す、レーザーユニットのディスタルエンドの側面図である。図２において、拡散ユニットは、図２ａでは、ガイドチューブの外側に取り付けられており、図２ｂでは、ポインタに取り付けられており、図２ｃでは、ガイドチューブに取り外し可能に取り付けられており、図２ｄでは、ガイドチューブと一緒に一体的に形成されており、そして図２ｅでは、変位可能であり、それによって、或る位置では拡散ユニットを介して出射ビームが伝搬し、そして第二の位置では拡散ユニットを介して出射ビームが伝搬しない；
【００５９】
図３は、従来技術レーザーユニットの種々の外観を示す模式図である。図３において、図３ａは、反射材によって標的に向けて方向付けられている非散乱ビームを示し、図３ｂは、光ファイバーによって標的に向けて方向付けられている非散乱ビームを示し、図３ｃは、レーザービーム及びスキャナを用いて実施される従来技術の手術を示し、図３ｄは、従来技術の屈折レーザービームの血管への伝搬を示し、図３ｅは、スキャナと協力して組織上に焦点をあわせた切除性レーザービームを示し、そして図３ｆは、切除性ビームによる、組織中におけるクレーターの形成を示す；
【００６０】
図４は、本発明の拡散ユニットを使用する利点を示す模式図である。図４において、図４ａは、前記拡散ユニットの相対的位置関係を示し、図４ｂは、コリメートされたレーザービームが、ランダムに散乱したビームに変換することを示し、図４ｃは、散乱したビームが、皮膚に対する損傷の危険性を軽減することを示し、そして図４ｄは、コリメートされたレーザービームが、眼に対する損傷の危険性を軽減することを示す；
【００６１】
図５は、レーザービームの血管への伝搬を示す模式図である。図５において、図５ａは、非散乱レーザービームの血管への伝搬を示し、図５ｂは、散乱したレーザービームの血管への伝搬を示し、図５ｃは、非散乱レーザービームによる剥離（ａｂｌａｔｉｏｎ）の形成を示し、図５ｄは、本発明による、散乱したレーザービームによる剥離の形成を示し、そして図５ｅは、血管から遠いレーザービームの散乱を示す；
【００６２】
図６ａは、拡散的透過エレメント上における液状残さの蓄積を示す模式図であり、そして図６ｂは、気密密閉された拡散ユニット内に装着された拡散的透過エレメントを示す模式図である；
図７は、複数のマイクロレンズの製造を示す。図７において、図７ａは、金属板のサンドブラスチングを示し、図７ｂは、紫外線に対して感受性のある液体の添加を示し、図７ｃは、前記金属板の除去を示し、そして図７ｄは、マイクロレンズを介した散乱したレーザービームの生成を示す；
【００６３】
図８は、２つのタイプの拡散ユニットを示す。図８において、図８ａは、単一の広角拡散体を用いるタイプを示し、そして図８ｂは、小角拡散体を用いるタイプを示す；
図９は、先細りしている光ガイド用いる拡散ユニットを示す。前記光ガイドは、図９ａにおいては、光ファイバーから単色光を受容し、そして図９ｂにおいては、マイクロレンズのアレイから単色光を受容する；
【００６４】
図１０は、角度ビーム・エキスパンダーを用いる拡散ユニットを示す。図１０ａにおいては、光ガイドを伴わず、そして図１０ｂにおいては、光ガイドを伴う；
図１１は、それぞれ相当する光ガイドに結合するホログラフィック拡散体２つを用いる拡散ユニットを示す；
【００６５】
図１２は、拡散体２つを含み、前記拡散体の１つが、同軸的に変位可能である拡散ユニットを示す。図１２において、図１２ａは、動作位置にある前記ユニットを示し、そして図１２ｂは、非動作位置にある前記ユニットを示す；
図１３は、拡散的透過エレメント上の複数の標的に対して、スキャナがコヒーレントレーザービームを迅速に移動する、本発明の別の好ましい態様を示す模式図である；
【００６６】
図１４は、非散乱発散ユニットを用いて入射レーザービームを発散する、本発明の別の好ましい態様である。図１４において、図１４ａは、単一の光学エレメントを示し、そして図１４ｂは、複数のエレメントを示す；
図１５は、レーザーによる美容手術の間に皮膚を冷却する種々の手段を示す模式図である。図１５において、図１５ａ〜ｄは、従来技術の手段を示し、一方で、図１５ｅは、冷却液を用い、そして図１５ｆは、熱電冷却素子を用いる；
【００６７】
図１６は、眼に安全な測定装置を示す；及び
図１７は、フラッシング装置の模式図である。図１７において、図１７ａは、レーザービームを発射する前に無制御のまばたきを誘発するフラッシング装置を示し、図１７ｂは、図１７ａのフラッシング装置に相当するタイミングダイアグラムであり、そして１７ｃは、レーザービームの射距離内の眼から再帰反射したビームを検出するフラッシング装置を示す。
【００６８】
《好ましい態様の詳細な説明》
図１ａは、本発明に使用するのに適している高強度レーザーユニット（全体を１０と称する）を示す。レーザーユニット１０は、パルス持続時間１ｎ秒〜１５００ミリ秒及びエネルギー密度０．０１〜２００Ｊ／ｃｍ２でパルス照射するか、又は１Ｗ／ｃｍ２より高いパワー密度で連続的に作動させて、３００〜１６００ｎｍの間、又は１７５０ｎｍ〜１１．５μｍの間の波長で運転する。レーザーユニット１０は、出射ビームを散乱させる拡散ユニット（全体を１５と称する）を有する。コリメートされたビーム４の伝搬軸に関して平均半角角発散［ａｖｅｒａｇｅ  ｈａｌｆ  ａｎｇｌｅ  ａｎｇｕｌａｒ  ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ］が４２度より大きい場合に、出射ビームは、この態様により散乱しているものとみなされる。６０度の半角は、「理想的な拡散透過体」（本明細書において、理想的な拡散透過体とは、１００％の透過性を有し、且つランバートの角散乱特性を呈する拡散体を意味する）によって生じる半角に相当する。本発明による前記のとおりの散乱角は、拡散ユニット１５を出る光が、傍に居る人の眼に対して安全であるが、そのレーザーユニットの臨床的効果に必要な充分に高いエネルギー密度を提供するようにすることができる。
【００６９】
レーザーユニット１０は、電源２によって作動して光ビームの強度を増加させる増幅手段１、及び増幅されたビームの前記増幅手段中へのフィードバックを提供することにより、高純度周波数［ｕｌｔｒａｐｕｒｅ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ］のコヒーレントビームを生じさせる２つの平行な鏡３を含む。前記レーザーユニットは、デリバリーシステム５を経てディスタルエンド６へと伝搬するコヒーレントビーム４を放射する。図１ａに記載のデリバリーシステムは、関節腕７ａである。拡散ユニット１５を、取り付け手段１６（これは、１組のネジであるか、あるいは接着によるか又は当業者に公知の別の手段によることができる）によってガイドチューブ１２のディスタルエンドに堅固に取り付け、それにより、不注意にそのレーザーを間違った標的に向けてしまった場合に体組織に対して損傷を与える危険性が全くない狭いスペクトル帯域幅に関するランダムに散乱した非コヒーレントビーム１４を、誘起する。前記拡散ユニットは、コヒーレントビーム４の波長及びその狭い帯域幅（これは、一般的に、１オングストロームよりも狭い）を保存する受動的屈折エレメント［ｐａｓｓｉｖｅ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ］を含む。
【００７０】
本発明の好ましい態様において、拡散ユニット１５は、円柱形又は角柱形であることが好ましいが、任意の別の幾何学的形状も同様に適しており、そしてレーザーユニットのディスタルエンド６及び透明な透過エレメント１７の近くに位置する拡散的透過エレメント１３を含む。拡散的透過エレメント１３及び透明な透過エレメント１７の両方は、同じ寸法をし、そして拡散ユニット１５に結合する。拡散的透過エレメント１３及び透明な透過エレメント１７は、細い間隙１８により隔てられていることが好ましい。間隙１８が存在することにより、透明な透過エレメント１７が破砕した場合であってもレーザービームは散乱したままであり、それにより、本発明を包含するレーザーユニットに固有の安全性が保存されるであろう。間隙１８の幅は、可能な限り狭く、通常は０．１ｍｍである。しかしながら、拡散ユニット１５は、拡散的透過エレメント１３が透明な透過エレメント１７と接触する配置を採用することもできる。或いは、透明な透過エレメントなしで拡散ユニットを提供することにより、拡散的透過エレメント１３の艶消し表面をレーザーユニットに向け、そして平滑表面を組織に向けることができる。
【００７１】
散乱は、拡散的透過エレメント１３の基材上に形成された不均一な直径の細かな不規則性によって達成される。拡散的透過エレメント１３は、薄い、例えば、厚さ０．１〜０．２ｍｍのサンドブラスチングした又は化学的に溶蝕したガラス、又は薄い、例えば、厚さ５０μｍ未満の非吸収性光拡散ポリマー、例えば、光拡散性のポリカーボネート、マイラー［Ｍｙｌａｒ］、又はアクリル系誘導体のシートから製造することが好ましい。
【００７２】
また、拡散的透過エレメントは、大角度ホログラフィック拡散体［ｌａｒｇｅ  ａｎｇｌｅ  ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  ｄｉｆｆｕｓｅｒ］、例えば、フィジカルオプティクスコーポレーション［Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（ＰＣＯ），米国］製のホログラフィック拡散体を用いることによっても製造することができ、そして追加の拡散体の隣に配置する。図１１に記載のホログラフィック拡散体は、例えば少なくとも４０度の散乱半角を誘起し、そして第二の拡散体は、例えば６０度の散乱半角に達する散乱を、更に誘起する。
【００７３】
６０度の散乱半角及び３．１４ｓｒの散乱立体角を誘起し、そして理想的な拡散透過体に迫る拡散体を、例えばアクリル系誘導体又はポリカーボネートから、フレンスネル［Ｆｒｅｎｓｎｅｌ］マイクロレンズ、例えばフレンスネルテクノロジーズ社［Ｆｒｅｓｎｅｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．（米国）］により製造されるフレンスネルマイクロレンズの、非常に高密度のアレイを提供する適切な表面に対して前記材料をプレスすることによるか、又は図９ｂに記載の光ガイドから分離したマイクロレンズ表面のアレイを置くことにより、製造することができる。
【００７４】
同様に、拡散的透過エレメント１３を、光拡散性の紙、例えば透明な「羊皮紙［Ｐｅｒｇａｍｅｎｔ］」製図用紙から製造することができ、また、用途及び使用するレーザーの種類に応じて、別の材料、例えば、ＺｎＳｅ、ＢａＦ２、及びＮａＣｌから製造することもできる。透明な透過エレメント１７の両面は、実質的に平坦且つ平滑である。散乱したレーザービームにより負わされる熱ストレスに耐えることができる透明な透過エレメント１７は、透明であり、そしてサファイア、ガラス、ポリマー（例えば、ポリカーボネート又はアクリル系誘導体）から製造されており、及び別の材料、例えば、ＺｎＦ２から製造されていることができる。
拡散的透過エレメント１３を急冷凝固させて、臨床的効果の達成に必要な高いパワー密度に耐えることができるようにすることができる。
【００７５】
図１ｂに示すように、デリバリーシステムは、その中にレーザービーム４の焦点をあわせる光ファイバー７ｂであることもできる。拡散ユニット１５は、取り付け手段１６によって、光ファイバー７ｂのディスタルエンドから出るビームを方向付けるガイドチューブ８上に据え付けられる。更に、図１ｃに記載のように、レーザーユニットは、例えば、高出力ダイオードレーザー〔例えば、Ｌｉｇｈｔｓｈｅｅｒ，コヒーレント社（米国）製，脱毛用〕を提供するような、ミニチュアレーザーのアレイ１１を含むことができる。この構成用のビームデリバリーシステムは、好ましくは、円錐形反射材７ｃである。この構成において、拡散ユニット１５は、光ガイド７ｃのディスタルエンド６に固定されており、そして危険性の高いビームをランダムに散乱したビーム１４に変換する。
【００７６】
図２は、拡散ユニット１５をレーザーユニットに取り付ける種々の方法を示す。図２ａにおいて、拡散ユニット１５を支持するブラケット１９を、取り付け手段１６ａによって、存在するレーザーユニット（例えば、臨床において用いられるレーザーユニット）のガイドチューブ１２に取り付ける。前記取り付け手段は、１組のネジであるか又は接着によることができる。図２ｂに示すように、前記レーザーユニットは、ポインタ３１、あるいは、ガイドチューブ１２内に据え付けられたレンズ９により規定されるビーム径及び焦点距離によってユーザーが皮膚上の所望の標的にビーム４を方向付けることができるその他の任意の同等のサブ拡散ユニットを、有している。あるいは、拡散ユニット１５は、ガイドチューブ１２の外部に取り付けることができ、又はポインタ１９に取り付けることができる。図２ｃにおいて、拡散ユニット１５は、ベルクロテープ［Ｖｅｌｃｒｏ  ｔａｐｅ］１６ｃ、又は別のタイプの粘着テープに取り付けられている。このタイプの取り付け手段は、一時的な使用に充分である。図２ｄにおいて、拡散ユニット１５は、製造の間に、ガイドチューブ１２の外壁の内部に、ガイドチューブ１２と一緒に一体的に形成されている。図２ｅは、取り外し可能であって、それにより、変位可能な拡散ユニットの或る位置において、出射ビームがコヒーレントであり拡散的透過エレメントを経て伝搬せず、そして拡散ユニット１５がガイドチューブ１２に取り付けられる第二の位置において、出射ビームが非コヒーレントであり拡散的透過エレメントを経て伝搬する、取り付け手段を示す。
【００７７】
従来技術の美容レーザー手術では、図３ａに示すように、レーザーユニット２０は、図３ｂに記載の光ファイバー２９によるか又は図３ｃに記載の偏向器２７により、反射材２１，２２を経て、ディスタルエンド２３から、組織２５内の治療すべき部位２６へ、非散乱コヒーレントビーム２４を放射する。前記手術に続いて、一般的に、特定の用途及び装置に応じて、サイズ２０ｍｍ以下の明瞭なスポットを生成する。更に、大規模な手術が必要で且つ組織２５をスキャンする必要がある状況においては、図３ｃに示すように、モーター２８によってビーム２４を方向付けることができる。波長が３１０〜１６００ｎｍ、すなわち、紫外線から近赤外線の場合には、部位２６から血管３２へ伝搬する際に、図３ｄに示すように、ビームが散乱して個々の光線３０となる。血管３２は、例示として記載するものであり、毛包や、任意のタイプの皮膚病変に置き換えることができる。１７５０ｎｍ〜１１．５μｍの範囲の波長、すなわち遠赤外線においては、しばしば、焦点をあわせたピンポイント剥離、すなわち、図３ｅに示すように、スキャナを用いて、表皮組織又は乳頭真皮組織の２０〜１５０μｍの浅深度において、直径５０〜２００μｍで、レーザーを使用する。前記レーザーは、主に、組織の剥離、図３ｆに示すクレーターの形成に使用される。レーザー２０は、図３ａ〜ｄに記載の種々の適用に対して、ディスタルエンド２３と標的部位２６との間の大距離において所望の手術を達成することができるが、しかし、そのビームが正確に当たらなかった場合に重篤な損傷を与えることがある。
【００７８】
対照的に、図４に模式的に記載されている本発明は、患者及び傍に居る人に対する危険性がより低い。図４ａに示すように、拡散ユニット１５は、レーザーユニットのディスタルエンド２３に取り付けられている。図４ｂに示すように、拡散ユニット１５は、コヒーレントで通常はコリメートされたレーザービーム２４を、均質なランダムに散乱したビーム１４に変換する。その結果、ビーム１４が、図４ｃに示すように皮膚を損傷するか又は図４ｄに示すように眼を損傷する危険性が、有意に減少する。なぜならば、コリメートされたビームが、身体のこれらの部位の方を向かないからである。ディスタルエンド２３からのビーム２４の直径の１／１０よりも短いかなりの短距離においては、ビーム２４は、完全な散乱をしはじめず、そして直径が増加し、従って、図４ｃに記載のように、美容手術を実施する手段として有効であるが、しかし、レーザー出力レベルの増加は、しばしば、拡散ユニットからレーザーユニット中への逆反射を補償する必要があることがある。逆反射に対する補償は、そのレーザーユニットに必要な出力レベルの増加の点で、通常、４％のフレネル反射で屈折する４枚のエアガラス［ａｉｒ−ｇｌａｓｓ］のために１６％近くなり、そして時々５０％に達することがある。反射防止コーティングを用いて反射を減少させることができる。艶消し透過エレメントであるか透明な透過エレメントであるかにかかわらず、最大エネルギー容量の約１０〜２０％で運転するレーザーユニットに対して、出射ビーム直径の約５０％に相当する皮膚からの距離で、拡散ユニットの出口平面を配置することが可能である。
【００７９】
図５は、本発明の利点を示す。図５ａは、波長３０８〜１６００ｎｍの従来のコヒーレントレーザービーム２４を示す。そのコリメートされたビームは、目的地３２への伝搬の間、散乱して個々の光線３０となる前に、直径Ｄで組織２５に接触する。図５ｂは、そのレーザーユニットに拡散ユニット１５を取り付けた結果を示す。組織表面から近距離において拡散ユニット１５を配置した場合には、組織２５に接触する散乱したビームの直径が、元のビーム径Ｄと比較して取るに足らない量Δｄだけ増加する（均一な散乱と仮定する）。拡散ユニット１５の厚さが元のビーム径Ｄの１／１０よりも薄い場合には、元のビームエネルギー密度の２０％未満の欠損が生じるであろう。また、拡散的透過エレメント１３と透明な透過エレメント１７との間に間隙が存在する場合には、コリメートされたビーム２４に関する組織中への屈折角度θ（ケラチンに対する１．５の屈折率に相当する）は、４２度の臨界角を超えることがないであろう。この臨界値よりも小さい屈折角においては、組織中における可能性のある更なる散乱が、最小化される。その結果、組織内における光強度が保存され、従って、レーザーユニットの臨床的効果、すなわち、外科的又は美容的手順を実施する能力が、大体残される。
【００８０】
図５ｃに示すように、スペクトル範囲１．８〜１１．５μｍの高エネルギー密度ビームの結果として組織２５内に皮相剥離２９が形成されるように、図５ｄに示すように、拡散ユニット１５を使用して、組織２５内に、更にΔｄを含む同様の剥離を形成することができる。蒸化工程の間に生成する蒸気又は煙を排出するために、薄いスペーサー（図示せず）を加えることができ、有利である。前記スペーサーは、例えば鉛直交差−伝搬エレメント中においてＵ字型にして、その横方向の端部において標的と接触すること、及びその中央開放領域によって形成される間隙に沿って蒸気を排出することができるようにする。非常に速い剥離速度（例えば、厚さ０．１ｃｍの皮膚に対して１ｃｍ３／秒）が必要な手術工程に対しては、前記スペーサーは、必然的に比較的厚く、そして剥離される組織と拡散ユニットとの間の間隙は、比較的大きく、例えば、約２０〜３０ｍｍである。
【００８１】
過剰量の煙が生じて出射ビームが組織に当たる前に回折してしまう場合には、低下した出射ビームを拡散ユニットと組織との間で再生するリレー光学装置（図示せず）を加えることが、必要なことがある。光学的再生器は、内部がコーティングされており、そのため、低下したビームの入射光子によって刺激された際に前記コーティングが光エネルギーを放射する時に、前記低下したビームと同じ特徴を有する新たな及び強力なビームが得られる。内部が金でコートされており、拡散ユニットの出口直径と同じ大きさの入り口直径を有する円筒形又は円錐形の管が、この用途に対する典型的な光学的再生器である。前記管の壁に小さな煙排出口を開けることが好ましい。
【００８２】
眼の網膜上で集束せず、約１３４５ｎｍ〜１０．６μｍの長波長レーザーを利用する場合には、拡散ユニットが必要ないことがある。美容的又は外科的手順の間に皮膚に接触する表面に外側からエレメントを取り付けて、出射ビームを散乱させ、それにより、前記出射ビームが、広範囲に発散し、そして臨床的効果を挙げることができる程エネルギー密度が充分高いにもかかわらず、標的から数センチメートルの距離からの眼の安全性を保証するようにすることができる。例えば、大きさ１ｍｍ２のスポットを生成し、そして組織剥離に対する閾値よりも高い２．１Ｊ／ｃｍ２のエネルギー密度を生じるミニチュア０．２１ジュール／パルス・エルビウムレーザーは、ビームの発散半角［ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ  ｈａｌｆ  ａｎｇｌｅ］が４５度である場合には、標的から１０ｃｍ離れた距離から、眼に対して安全であろう。
【００８３】
前記レーザーは、前記拡散ユニットが組織表面に対して非常に近い場合に有効な手術道具であるが、安全性は、組織表面から数ミリメートル（レーザーエネルギーに応じて変化する）の距離に配置されるように前記拡散ユニットを移動させた後に、保証される。図５ｅに示すように、組織２５の表面に当たる散乱したビーム１４のエネルギー密度は、拡散ユニットが組織表面に近い場合に得られるエネルギー密度よりもずっと低い。
【００８４】
前記拡散ユニットは、前記外科的手順の間に任意の不利な外部条件に遭遇するにもかかわらず、ランダムな散乱を起こすのに適している。拡散ユニット１５を通過するレーザービームの散乱の割合における最も起こりそうな潜在的変化は、組織との接触の結果として生じる。拡散ユニットが組織に接触する外科的手順に次いで、液体残さ３６、例えば、皮脂、水、及び冷却ゲルを、図６ａに示すように、拡散的透過エレメント１３上に集めることができる。液体残さ３６の屈折率は、拡散的透過エレメント１３の屈折率と一緒になって、屈折したビーム３８が、拡散ユニット上に当たるコリメートされたビーム２４のパターンに近くなるような屈折率であることができる。
【００８５】
屈折したビームが殆ど平行になった場合に存在することがある損傷の危険性を最小化するために、拡散的透過エレメント１３を、拡散ユニット１５（これは、図６ｂに示すように、密閉要素３９によって気密密閉されていることが好ましい）内に据え付けて、拡散的透過エレメント１３上における液体残さの蓄積を予防する。透明な透過エレメント４２が、接着及びスペーサー（図示せず）によって、拡散ユニット１５のディスタルエンドに取り付けられ、そして空隙４１によって拡散的透過エレメント１３と分けられている。透明な透過エレメント４２及び拡散的透過エレメント１３は、相互に平行であり、そして両方とも、拡散ユニット１５の縦軸に対して垂直である。前記空隙が予め決定した値よりも小さい場合には、散乱によるビーム径の相当する増加が制限され、そのため、臨床的用途用のレーザービームが有する放射の最小の効果が保証される。透明な透過エレメント４２上における液体残さの蓄積は、拡散ユニットを装備したレーザーユニットに固有の安全性と折衷することがない。拡散的透過エレメント１３及び一緒になった空隙４１の屈折率において散乱が生じるので、透明な透過エレメント４２及び液体残さでは、散乱したビームを再び平行にするには不十分であり、前記レーザーユニットの固有の安全性が保たれる。外科的手順の間は、透明な透過エレメント４２が標的の近くに保持されるので、液体残さの蓄積は、レーザーユニットの臨床的効果に影響しないであろう。
【００８６】
拡散的透過エレメント１３からの透明な透過エレメント３２の分離から得られる別の利点は、追加された安全性に関する。透明な透過エレメント４２が壊れた場合であっても、拡散的透過エレメント１３は、レーザービームを散乱するであろう。
【００８７】
４５度を超える拡散半角を達成するように適合されており、そして６０度の半角を生じる理想的な拡散透過体に可能な限り近い拡散的透過エレメントは、以下のいくつかの方法で製造することができる：
・粒度１〜２００μｍ（レーザービームの波長によって変化する）の、例えば酸化アルミニウムからなる微細な粒子による、ガラス、サファイア、アクリル系誘導体、又はポリカーボネートの板の表面のサンドブラスチング；
・粒度１〜２００μｍ（レーザービームの波長によって変化する）の、例えば酸化アルミニウムからなる微細な粒子による、金型取付板（ｍｏｌｄ  ｐｌａｔｅ）表面のサンドブラスチング、及び熱したアクリル系誘導体又は他のその適切な材料をプレス加工することによる、新たに形成された金型取付板表面の外形の複製；
・化学的手段、例えばフッ化水素による、ガラス板又はサファイア板の表面のエッチング；
・走査され焦点をあわせたＣＯ２レーザービームによる、ガラス板の表面のエッチング；
・光拡散ポリマー、例えば、ポリカーボネートシート、光拡散アクリル板、マイラー高品質ろう紙、又はグラフィカルな「羊皮紙」の薄いシートのガラス板への貼付；
・ホログラフィック法による、ガラスの表面又はアクリル系誘導体シート又はポリカーボネートシート上における回折パターンの生成（これにより、前記回折パターンを介して、発散角が、好ましくは、半角少なくとも４０〜４５に、制御される）；
・細い繊維のランダムに分散したアレイ、例えば、円錐形光束光集中器［ｃｏｎｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒ  ｂｕｎｄｌｅ  ｌｉｇｈｔ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ］の形態で配置されたアレイ、例えば、スコット［Ｓｃｈｏｔｔ，ドイツ］製のアレイ（このアレイの開口部は、４０度より大きい出口半角を有する）の提供。
【００８８】
図７は、サンドブラスチングにより達成される散乱効果を示す。図７ａに示すように、金属板５０を酸化アルミニウム粒子４８で衝撃させ、それにより、種々の大きさを有するクレーター５１のランダムな分散を作成させる。紫外線に対して感受性のある液体５２を、図７ｂに記載の金属板５０の上に垂らし、そして紫外線放射により重合化させる。次回の製造の際に再使用するために板５０を除去した後に、図７ｃに示すように、ランダムに分散しているミニチュアサイズの凸レンズ５５に覆われている、艶消しされた透明な板５３を生成する。波長数個分程度の非常に短い焦点距離を有するレンズ５５は、コリメートされたレーザービームを、干渉性（コヒーレンス）を完全に無くした強発散したビームに変換する。同様の方法を用いて、図７ｄに示されているような、凸又は凹マイクロレンズ５７を有する表面を生成することができる。なお、マイクロレンズは、ＵＶ硬化法を使用する代わりに、溶融したアクリル系誘導体をマルチマイクロレンズ鋳型上にプレスすることによって、製造することもできる。
【００８９】
前記のとおり、レーザーユニットからの出射ビームは、拡散ユニットによってランダムに散乱する。或るタイプの拡散ユニットは、図８ａに示すような、単独の広角拡散体であり、レーザービーム７８０から広い拡散角Ｔを有する散乱光７８２を生成する拡散的透過エレメント７８１を含有する。別のタイプの拡散ユニットは、図８ｂに記載されており、発散光学エレメント７８３、拡散体７８４少なくとも１つ、及び屈折／反射エレメント７８５を利用することにより、広角の拡散を達成することができる。このタイプの拡散ユニットによれば、３段階で広い拡散角Ｔが生じる、すなわち：光学エレメント７８３が、レーザービーム７８０から広角発散ビームＴ１を生じ；拡散体７８４が、小さな拡散角Ｔ２を生じ；そして屈折／反射エレメント７８５が、角Ｔ２を拡大させて、広い拡散角Ｔを達成する。前記のマルチコンポーネント拡散ユニットは、高い熱抵抗性及び耐性を有するエレメントを用いることにより、広い拡散角を達成することができる。屈折／反射エレメント７８５を、拡散体７８４に関して遠位に配置する必要がないこと、及び屈折／反射エレメント７８５を、広い拡散角Ｔを達成する任意の他の方法で配置することができることが、分かろう。
【００９０】
図９は、拡散ユニット（番号２００と称する）の別の好ましい態様を示す。拡散ユニット２００は、広角拡散ユニット、すなわち、理想的な拡散透過体の散乱角に迫る散乱角を生じる拡散ユニットであるが、小角拡散体製のガラスを用いることにより、高出力のレーザーレベルに耐えることができる。前記拡散ユニットは、臨床的効果に高いエネルギー密度が必要であり、従って広角の散乱角だけが眼の安全性を保証することができるような用途において、有利に用いることができる。
【００９１】
図９ａに記載されているように、光ファイバー２０１は、先細りしている光ガイド２０２のプロキシメートエンド（近位末端）に隣接して配置されており、そのため、ファイバー２０１から半角発散［ｈａｌｆ  ａｎｇｌｅ  ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ］Ａで出射する光線２０３は、光ガイド２０２の内壁に当たる。次に、光線２０３は、反射角Ｒがより小さくなりながら、光ガイドの内壁を反射する。前記内壁は、内部全反射に対する臨界角よりも反射角Ｒが小さくなるように、反射コーティングによってコーティングされている。前記光ガイドのテーパー角及び寸法、並びに前記ファイバーの前記光ガイドからの距離は、前記光ガイドのディスタルエンド２０４から伝搬する拡散光２０８の出射半角Ｃが少なくとも６０度となるように選択する。また、ファイバー２０１とディスタルエンド２０４の間の距離も、光ガイドの壁から全く反射せずにファイバー２０２からディスタルエンド２０４へ放射される光線２０７のエネルギー密度が、比較的小さな散乱角を生じ且つ前記光ガイドのディスタルエンド２０４に関して近位に配置される小角拡散体２０５から、例えば１０度で、散乱する場合に、眼の安全性を鑑みて充分に低くなるように、選択する。小角拡散体は、有利には、その拡散体のエステティック及び工業的用途に要求される利用可能性（高いエネルギー密度に耐えるための高い耐久性及び許容性）に応じて選択する。小角拡散体２０５は、先細りしている光ガイド２０２によって生じる発散に加えて、拡散光２０８の発散を増加させる。
【００９２】
典型的な拡散ユニットにおいては、ファイバー２０１が２５度の半角発散を生じ、ファイバー２０１から光ガイド２０２までの距離が１６ｍｍであり、プロキシメートエンドにおける光ガイド２０２の内径が１５ｍｍであり、光ガイド２０２のテーパー角が３度であり、そして，光ガイド２０２の長さが１４２ｍｍである。
【００９３】
また、拡散ユニット２００は、光ガイド２０２のディスタルエンドからの拡散光２０８を受容する第二の光ガイド（図示せず）を含むことができる。この第二の光ガイドは、小角拡散体２０５から伝播してくる拡散光２０８が、前記第二の光ガイドの出口平面の全表面から放射されるように、充分長い。従って、前記第二の光ガイドの出口平面は、拡張された拡散した光源として機能する。例えば、長さ５０ｍｍで、１０度の散乱角を生じる小角拡散体を有する第二の光ガイドは、前記第二の光ガイドの出口において拡散光が直径５ｍｍを超えるようにすることができるであろう。
【００９４】
図９ｂに示すように、拡散ユニット２００は、先細りしている光ガイド２０２のプロキシメートエンドに隣接して配置されている図８ａに記載の光ファイバーの代わりに、マイクロレンズのアレイ２１０を含む。アレイ２１０は、そこから半角発散Ａで出射する光線２０３が、光ガイド２０２の内壁に当たるように配置されている。
【００９５】
図１０は、別のタイプの角度ビーム・エキスパンダーを含む拡散ユニット７００、すなわち、凹面鏡と凸面鏡のセットを含む拡散ユニットを示す。小さな半角発散Ａ、例えば５度で、光線７０３を出射する小角ファイバー７０１は、拡散体ユニット７００が高い角度増幅を提供するので、有利に使用される。
【００９６】
図１０ａに示すように、半角発散Ａは、光線７０３が凸面鏡７０２に当たって凹面鏡７０５に向かって反射するように選択されている。光線７０３は、更に、凹面鏡７０５に固定されている拡散的透過エレメント７１０に当たって前記拡散的透過エレメント７１０によって散乱されることができるような角度で、鏡７０５から反射する。図１０ｂにおいて、拡散体ユニット７００は、更に光ガイド７１５を有する。拡散的透過エレメント７１０から出射する光は、光ガイド７１５によって受容され、そしてその内壁内で反射し、その結果、光ガイド７１５の全出射表面から広角拡散する。従って、光ガイド７１５は、理想的な拡張された拡散した光源として機能する。
【００９７】
図１１は、光ガイド２２２及び２２３に、それぞれ、２つの４０〜４５度ホログラフィック拡散体２２０及び２２１が取り付けられている拡散体ユニットを示す。それぞれのホログラフィック拡散体は、約４５〜５０度の半角発散を生じる。前記発散を増加させるために、ホログラフィック拡散体を２つ使用する。単色光源から伝搬する光線２１８は、拡散体２２０によって半角Ｄで散乱し、次いで光ガイド２２２の内壁内で反射する。更に、前記の散乱した光線は、拡散体２２１によって半角Ｅで散乱し、光ガイド２２３内で反射し、そして半角Ｆ（これは、理想的な拡散透過体に相当する値である６０度に達する）で拡散体ユニットを出る。前記光ガイドを冷却させて、前記ホログラフィック拡散体（これは、通常、プラスチック材料製である）も冷却させて、それらが、高出力レーザービームによって課せられる高い熱ストレスに耐えることができるようにする。それぞれの光ガイドは、中空であるか又は中空でないことができ、及びガラス、サファイア、液体誘電体、又はプラスチック製であることができる。
【００９８】
図１２は、本発明の別の好ましい態様を示す。本態様において、拡散体ユニット３００は、２つの別々の拡散体３０１及び３０２を含み、そのうちの少なくとも１つは、同軸的に変位可能である。図１２ａは、動作位置にある拡散体ユニット３００を示し、拡散体３０１及び３０２が相互に本質的に接触している。動作位置にあるときには、拡散体３０１に当る単色光３０５の実質的に全てが拡散体３０２へと透過されるので、拡散体３０１及び３０２は、ランダムに散乱する単一の拡散体として作用する。単色光３０５による有効な治療を実施するのに必要なエネルギー密度が最小限の影響を受けたにもかかわらず、前記レーザーエネルギーのわずかな増加で、任意のエネルギー密度損失を埋め合わせることができる。図１２ｂは、非動作位置にある拡散体ユニット３００を示し、拡散体３０１及び３０２は、距離Ｌで相互に離れている。距離Ｌは、拡散体３０１を出て、そして更に拡散体３０２によって散乱させられた散乱光のラジアンスが、人の眼に対して安全なレベルより下であることを保証するのに充分な長さである。
【００９９】
図示のとおり、拡散体３０１は、拡散体装着枠３０１を拡散体装着枠３０２ａに連結する複数のバネ３０８によって、同軸的に変位可能である。拡散体装着枠３０１ａに連結するレバー３１５が下に降ろされたときには、図１２ａに示すように、バネ３０８が縮み、そして拡散体３０１が拡散体３０２に実質的に接触する。次に、ハンドピース３０３のディスタルエンド３１７を、高いエネルギー密度及び高いラジアンスを有する単色光３０５で、治療すべき皮膚の位置に接触させる。所望の外科的又は美容的手順が完了したら、図１２ｂに示すように、レバー３１５が開放され、そしてバネ３０８が斜めにゆがんで拡散体３０１を拡散体３０２から距離Ｌで離されることにより、散乱光のラジアンスが安全レベルより低くなる。拡散体１つ以上を同軸的に置き換えるための、当業者に周知の任意の別の手段を、使用することができることが、認められよう。
【０１００】
図１３は、当てられるビームの面積よりも大きい表面積を有する組織を、レーザービームに対して過剰露出することなく処理することができる本発明の態様を示す。スキャナを用いる従来技術のシステムにおいては、プログラム制御された方法で、治療ビームを、治療される組織上の或る位置から別の位置へ迅速に移動させる。この方法は、迅速で信頼性のある治療を提供するが、しかし、眼、皮膚、又はレーザーユニットの近くに位置する可燃性材料をレーザービームが照射することに関する有意な危険性がある。
【０１０１】
全体を６０と称する拡散ユニットを示す。この態様では、拡散ユニットは、スキャナを有するデリバリーシステム６１に強固に取り付けられている。拡散的透過エレメント６３は、複数の可視標的６６により形成され、そしてデリバリーシステム６１のディスタルエンドに面する皮膚の近くに配置される。拡散ユニット６０は、前出のように、透明な透過エレメントを有することが好ましい。コヒーレントなコリメートされた又は収束した出射ビーム６４を、移動可能な複数の反射材６５を介して、拡散的透過エレメント６３上に図形により示されている予め決定した標的６６に方向付けする。予め決定した標的６６上に当たったビームは、ランダムに散乱し、そしてエネルギー密度が出射ビーム６４のエネルギー密度に本質的に同様である非コヒーレントビーム６７に変換される。反射材６５は、スキャナによって制御的に移動可能であるので、別の標的６６に出射ビーム６４を正確に方向付けするように、或る位置から移動させて、別の位置に配置することができる。選択された標的の後で出射ビーム６４を受容することになっている標的の順序は、プログラム制御された順序及び好ましくはセミ−ランダムな順序として、好ましい値よりも低い低くなりつつあるレーザー治療の用量２つの間の時間増加を伴う隣接する標的２つの治療の結果感じることがある痛みを減少させる。プログラム制御された順序は、一方で、標的が出射ビームを全く受容することがないような機会を排除し、そしてもう一方で、不注意にも出射ビームに２回露出することがない機会を排除する。拡散ユニット６０を用いて、有利には、直径の小さい、例えば、０．１〜７．０ｍｍのビームを使用して、面積１６ｃｍ２の組織を処理することができる。同様に、スキャナを、可能性のある任意の別の広面積拡散ユニット（ｗｉｄｅ−ａｒｅａ  ｄｉｆｆｕｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）、例えば拡散体／光ガイドのアレイ（図９〜１２に記載のユニットを含む）に用いることができ、それにより、出射レーザービームを、拡散体／光ガイドのそれぞれに方向付けることができる。前記アレイは、それぞれ直径が３ｍｍである９つの拡散体／光ガイドからなって、８１ｍｍ２の面積をカバーすることができる。また、スキャニングは、アングラー・エキスパンダーを拡散体／光ガイドアレイ上で横方向に動かすことによって達成することもできる。
【０１０２】
図１４は、拡散ユニットを使用せずに発散光学エレメントを使用して、安全レベルより低いラジアンス又はエネルギー密度（波長に応じて択一的）を有する出射ビームを生じる、本発明の別の好ましい態様を示す。
【０１０３】
図１４ａに示すように、図２において前記した任意の手段によって、レーザーユニットのディスタルエンドに取り付けられた発散ユニット７４８中に、発散光学エレメント７４１が配置されている。発散エレメント７４１は、比較的短い焦点距離を提供し、入射ビーム７４０をＦ地点で集束する。前記ビームは、当業者に周知のように、Ｆ地点よりも遠くにある地点において発散し、そして発散角Ｈ、発散ユニット７４８のディスタルエンド７４４と同一平面上の平面における断面７４３、及び遮へい体７５０と同一平面上の平面における断面７５２を有する発散ビーム７４２を生じる。発散ビーム７４２が、断面７５２以上の断面寸法を有する場合には、そのラジアンスは、眼の安全レベルよりも低い。
【０１０４】
ＡＮＳＩ−Ｚ１３６．１標準によれば、１４００ｎｍ〜１３μｍの波長のパルスレーザー放射は、眼球面［ｏｃｕｌａｒ  ｐｌａｎｅ］における被曝エネルギー限界［ＡＥＬ：Ａｃｃｅｓｓｉｂｌｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｌｉｍｉｔ］が、０．５６＊ｔ＊＊（１／４）Ｊ／ｃｍ２〔式中、ｔは、パルス持続時間（秒）である〕の数値よりも低い場合に、眼に安全であるとみなされる。例えば、１〜１００ｍ秒の範囲の典型的なパルス持続時間は、それぞれ、０．１〜０．３Ｊ／ｃｍ２の範囲のＡＥＬに関連する。従って、発散ユニット７４８は、エネルギー密度がＡＥＬよりも高い発散ビームの領域に人の頭部が侵入することを防ぐ遮へい体７５０少なくとも１つを有する。遮へい体７５０は、固定部材７４７及び横材７４９によって、発散ユニット７４８の管７４６に連結している。横材７４９の長さ及び角発散の程度［ｄｅｇｒｅｅ  ｏｆ  ａｎｇｕｌａｒ  ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ］Ｈは、遮へい体７５０から遠位のエネルギー密度がＡＥＬ未満であることを保証するように選択する。通常、横材７４７は、頭部に圧力を生じず、そのことにより眼の安全性を保証する。しかしながら、レバーが動かされた場合には、例えば、横材７４７が開き、そしてバネ（図示せず）〔これは、通常、弛緩状態にあり、そして固定部材７４７及び横材７４９の両方を連結する〕が伸びて張り、そして前記遮へい体が近位に移動させられる。遮へい体７５０が、近位に移動された場合には、発散ユニット７４８のディスタルエンド７４４が、標的の皮膚の位置に接触することができ、そして所望の用途に関して充分に高いエネルギー密度を有するビーム７４２の断面７４３を利用することができる。例えば、発散ユニット７４８は、レーザービームが水によってかなり吸収される用途に適している。
【０１０５】
図１４ｂは、それぞれの直径が例えば０．７ｍｍであるフォーカスレンズレットのアレイ９９１、それぞれ遠位側が反射コーティング９９３されているレンズのアレイ９９２、及び透明板９９４に取り付けられた凸反射材９９５複数を含む、発散ユニット９５０を示す。コリメートされたレーザービームからの光線９９０は、レンズレット９９１によって焦点をあわせ、そして各レンズ９９２の遠位側上に形成される無反射領域９９９を通って透過する。それぞれの無反射領域９９９の位置は、それらを通って伝搬した焦点をあわせた光線が、反射材９９５から反射し、そして相当する反射コーティング９９３に当たり、そこから再び反射して、透明板９９４を通って伝搬するような反射角度で、相当する反射材９９５に当たるように、選択する。次いで、ほとんどの光線は、例えば光線９９６のように、板９９４から出て行く。しかしながら、いくらかの光線は、例えば光線９８９のように、板９９４の横側面９９７に当たる。前記横側面は、反射コーティングが施されており、前記光線を板９９４から出させる。従って、板９９４は、横方向に反射する光線が側面９９７に当たったときに、光ガイドとして機能する。その長さ、すなわち、板９９４の側面９９７間の距離は、アレイ９９１の長さと実質的に等しくなり、従って、入射ビームのエネルギー密度は、板９９４の出口において保存される。前記標準の要求を完全に満たすため、すなわち、直径が０．７ｍｍであって６０度の発散半角［ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ  ｈａｌｆ  ａｎｇｌｅ］を生じるレンズによって安全なラジアンスレベルを達成するために、焦点距離３ｍｍのレンズレット９９１を用いて、約Πステラジアンの立体角において単一のラジアンスを達成することができる。
【０１０６】
板９９４のディスタルエンドは、エッチングして、それから出射する発散光を更に拡散させることができるようにして、前記ディスタルエンドが拡張された拡散した光源として機能することができるようにすることができる。前記透明板は、所望により、光ガイドで置換することができる。
【０１０７】
要約すると、本発明は、出射ビームのラジアンスが眼に安全となる充分な広角で単色光を発散させる、４グループのユニット、すなわち：
（１）単一の発散光学エレメントを有する発散ユニット；
（２）反射的光学エレメント及び屈折的光学エレメントを有し、そして全く拡散体を含まないマルチコンポーネント発散ユニット；
（３）単一の薄い拡散的透過エレメントを有する拡散ユニット；及び
（４）高い熱抵抗性の屈折／反射光学的コンポーネント、及び熱抵抗性の低角拡散体少なくとも１つを用いることにより広発散の拡散角が達成される、マルチコンポーネント拡散ユニット
を包含する。
【０１０８】
マルチコンポーネント拡散又は発散ユニットを用いる場合には、比較的単純な眼の安全性監視装置を、用いることができる。選択されたマルチコンポーネントユニットの高い熱耐性により、そのプロキシメートエンドからディスタルエンドへ、ラジアンス均一性が保存される。従って、ラジアンスレベルの限定的なサンプリングが要求され、そして高価な監視装置が不必要になる。マルチコンポーネントユニットの別の利点は、皮膚から反射された単色光が、（拡散ユニットに関して）光ガイドを介して及び（発散ユニットに関して）透明板を介して、相当するユニットに戻り、反射した単色光が皮膚内に戻った場合の皮膚に対する悪影響を予防することである。
【０１０９】
図１５は、拡散ユニットが皮膚冷却システムを含む、本発明の別の好ましい態様を示す。透明な皮膚冷却装置は、皮膚のレーザー処理に関して、しばしば使用される。しかしながら、それらは、レーザー光を散乱させず、そしてレーザービームへの露出に関連する危険性を軽減しない。図１３ａ〜ｄは、従来技術の皮膚冷却器を示す。図１５ａ及び１５ｂにおいて、透明なレンズ又は板８０は、組織７９に接触している。導管８３を通って流れる冷却液８１が、熱された皮膚から冷却器へ熱を伝導する。処理レーザービーム８２は、散乱せずに前記冷却装置を通って伝搬し、そして皮膚に浸入する。図１５ｃでは、気体の冷媒８４が用いられている。図１５ｄでは、高伝導性の板８６が組織７９と接触しており、熱電冷却素子８５によって冷却されている。
【０１１０】
図１５ｅに示すように、拡散ユニット７５は、拡散的透過エレメント７４、透明な透過エレメント７０、及びそれらの間に形成される導管７１を含む。導管７１は、約４℃の低温の気体又は液体が充填されている。前記気体又は液体は、開口部７２を通って導管７１に入り、そして開口部７３において出る。前記冷却流体は、冷却器（図示せず）を通過して流れることが好ましい。拡散ユニット７５は、処理する且つその拡散ユニットが冷却する、皮膚に接触させて配置する。透明な透過エレメント７０は、表皮の冷却を最大にすることができるので、高い熱耐性を有する材料、例えば、サファイアから製造されることが好ましい。拡散的透過エレメント７４は、近位の表面が艶消しされた側で、遠位の表面が、導管７１に面する平面な方であるように配置する。図１５ｆでは、拡散ユニットは、外側７５が熱電冷却素子７６によって冷却されるサファイア製の拡散的透過エレメント７４を含む。７４の近位側面は、艶消しされており、そして平滑なその遠位側面は、皮膚に面している。流れている流体のパラメータ及び冷却器のパラメータは、例えば、ジンマー社［Ｚｉｍｍｅｒ，カリフォルニア州，米国］製のＣｒｙｏ５皮膚冷却器と同じである。拡散的透過エレメントが使用されていない場合であっても、図１５ｄ〜ｆに記載されている任意の皮膚冷却手段を、単色光が当たることによって加熱された皮膚を冷却するのに用いることができることが認められよう。
【０１１１】
拡散ユニット又は発散ユニットの出射ビームに露出した場合の眼の安全性は、従来技術の装置と比較して、有意に向上している。
眼の安全性解析に対するパラメータは、「Ｍａｌｌｏｗ  ａｎｄ  Ｃｈａｂｏｔ，Ｌａｓｅｒ  ＳａｆｅｔｙＨａｎｄｂｏｏｋ，１９７８」に記載されており、前記文献では、前記標準ＡＮＳＩ−Ｚ１３６．１が引用されている。光拡散表面から反射したレーザービームは、レーザービームの光源に対して垂直な方向に関して最小角Ａｍｉｎよりも大きい直視角Ａで見ることができる場合に、拡張された拡散した光源として分類される。反射したビームを、角度Ａで見ることができない場合には、ビーム内観察光源として分類される。反射したビームは遠距離で見るほどより平行になるので、レーザーの光源からの距離Ｒが距離Ｒｍａｘよりも長い場合には、観察状態はビーム内である。
【０１１２】
別の有意なパラメータは、レーザービームを完全に反射する拡散表面において凝視する間の、被曝エネルギー限界（ＡＥＬ）と通常称される、最大許容ラジアンスである。ＡＥＬは、レーザービームのエネルギー密度、露出時間、及び波長、並びに前記レーザービームが拡散してとる立体角に応じて変化する。レーザーユニットの安全レベルは、ＡＥＬを、そのレーザービームの実ラジアンス（ＡＲ：ａｃｔｕａｌ  ｒａｄｉａｃｅ）と比較することによって評価される。本発明による拡散ユニットの出口における凝視は、反射率１００％の拡張された拡散体の反射における凝視に等しい。拡張された拡散体光源に基づいて保護眼鏡が不必要な拡散ユニットから出射する可視光線及び近赤外光線に対するＡＥＬは、ＡＮＳＩ−Ｚ１３６．１に、式：
１０＊ｋ１＊ｋ２＊（ｔ∧１／３）Ｊ／ｃｍ２／ｓｒ
［式中、ｔは秒であり、そして波長４００〜７００ｎｍに対してｋ１＝ｋ２＝１であり、７５０ｎｍにおいてｋ１＝１．２５及びｋ２＝１であり、８１０ｎｍにおいてｋ１＝１．６及びｋ２＝１であり、９４０ｎｍにおいてｋ１＝３及びｋ２＝１であり、そして波長１０６０〜１４００ｎｍにおいてｋ１＝５及びｋ２＝１である］として規定されている。ＩＳＯ１５００４：１９９７Ｅによりパルス照射に対して設定されている安全限界は、１４Ｊ／ｃｍ２／ｓｒである
【０１１３】
前記実ラジアンス（ＡＲ：ａｃｔｕａｌ  ｒａｄｉａｎｃｅ）は、拡散ユニットから放射されるステラジアン当たりの１ｃｍ２当たりの実エネルギーである。ＡＥＬ及びＡＲの間の比率は、本発明による、拡散ユニットを用いるレーザーユニットの安全レベルを示す。１未満の比率は、本質的に不安全である。１．０〜５の間の比率は、職業写真において使用される高強度フラッシュ光源の比率やエステティック処理において使用される強パルス光源の比率と同じであり、従来技術のレーザー光源よりも安全である。拡散ユニットを含まない従来技術のレーザー光源は、１未満の数桁の大きさの比率を有する。
【０１１４】
以下に示す表１は、本発明による、拡散ユニットによって３．１４ｓｒの立体角（これは、理想的な拡散透過体によって達成される立体角に等しい）で散乱した単色光の出射ビーム間の眼の安全性に関する比較を提供する。非コヒーレントダイオード系レーザーユニットに対するパラメータは、ドルニエ［Ｄｏｒｎｉｅｒ，ドイツ］製のレーザーユニットに基づく。非コヒーレントアレキサンドライト系レーザーユニットに対するパラメータは、シャルプラン［Ｓｈａｒｐｌａｎ／ＥＳＣ（Ｅｐｉｔｏｕｃｈ）］製のレーザーユニットに基づく。脱毛用の非コヒーレントＮｄ：ＹＡＧ系レーザーユニットに対するパラメータは、アトラス［Ａｌｔｕｓ，米国］製のレーザーユニットに基づく。光若返り処理用の非コヒーレントＮｄ：ＹＡＧ系レーザーユニットに対するパラメータは、クールタッチ［Ｃｏｏｌｔｏｕｃｈ，米国］製のレーザーユニットに基づく。非コヒーレント色素系レーザーユニットに対するパラメータは、ＩＣＮ（Ｎｌｉｇｈｔ）製のレーザーユニットに基づく。強パルス光レーザーユニットに対するパラメータは、ＥＳＣ製のレーザーユニットに基づく。特定の波長及びパルス持続時間に対するＡＥＬは、前記のＡＮＳＩ−Ｚ１３６．１標準に基づく。
【０１１５】
【表１】
2005511196.tif 000003
【０１１６】
表１は、本発明による出射ビームが、本質的に眼に安全であるか、又は広帯域非コヒーレント強パルス光源、例えば、職業写真に用いられる光源又は美容手術に用いられる光源よりも安全であることを示している。前記光源の殆どに関して、その散乱した単色光は、保護眼鏡を必要とせず、そして、太陽を偶発的に短時間ちらっと見るよりも安全である。アレキサンドライト及び強パルス光源に対する比率は、１未満であり、保護眼鏡を掛けねばならないが、これらの光源に対して要求される光学的希薄化は３未満であり、拡散ユニットを有していない従来の単色光源を用いる際に要求される光学的希薄化（これは、おおよそ１０４〜１０７である）よりもかなり低い。拡散ユニットを使用するレーザーユニットに対する眼の安全性のレベルと同じくらいのレベルを、６０度の半角又はΠステラジアンの立体角に達する非常に広い散乱角によって達成することができることが、認められよう。小角散乱は、エステティック処理に適したエネルギー密度で運転する際に異なる眼の安全性を生じる結果となることがあるが、それでも、前記の散乱した出射ビームは、従来のコヒーレントレーザーユニットの出射ビームよりもかなり安全である。
【０１１７】
拡散ユニットによって放射された光のラジアンスを測定して、レーザーの眼の安全性に対する適切な標準に従っていることを確認することができる。或る態様では、本発明による拡散ユニットを用いる変換されたレーザーは、眼の安全性測定装置を有する。前記装置は、エネルギーメーター、例えばオフィール［Ｏｐｈｉｒ，米国］製のエネルギーメーター、又は図１６に記載の光検出器８０５のアレイであることができる。前記の眼の安全性測定装置は、レーザーユニットの運転システムと連絡している制御回路を有し、散乱したレーザービームの測定されたラジアンスが予め決定した安全値よりも大きい場合に、事故の発生として、保護眼鏡が必要であることを示す警告を発する。あるいは、前記制御回路は、散乱したレーザービームの測定されたラジアンスが予め決定した安全値よりも大きい場合に、レーザーユニットの運転を中止することができる。
【０１１８】
図１６は、典型的な眼の安全性測定装置（番号を８００とする）を示す。装置８００を運転して、レーザーユニットハンドピース８０１のディスタルエンド８０９に取り付けられた拡散ユニット１５によって散乱した散乱光８１０のラジアンスを測定する。装置８００は、直径Ｑｏの開口部８０８及びレンズ８０７を通過した後に散乱光８１０が当たるディスタルエンド８０５において結像する光を提供する光検出器８０６、例えば相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器のアレイを有する。ディスタルエンド８０９を、装置８００の外壁８０３に垂直な環状迫台板８０４に接触するまで、装置８００内に設けられた相補的開口部内に挿入した後に、レーザーユニットを発射する。明快となるように説明すると、拡散ユニット１５の区域Ｑ１を通って伝搬した光は、検出器アレイ８０６の区域Ｑ２上に当たる。従って、散乱光８１０のラジアンスは、検出器８０６によって感知されたエネルギーの量を、開口部８０８の直径Ｑｏ及びその検出器構造に特徴的な立体角で割り算することによって、決定される。例えば、迫台板８０４と開口部８０８との間の距離Ｄが２００ｍｍで、拡散エレメント１５の区域Ｑ１が０．７ｍｍで、そして開口部の直径Ｑｏが７ｍｍとすると、ＡＮＳＩ−Ｚ１３６．１に定められる規定が満たされる。
【０１１９】
図１７は、レーザーシステムにフラッシング装置を付加して、レーザービームを伝搬する間、人の眼にまばたきさせることにより、赤外線ビーム又は別の不可視線を放射するレーザーユニットの付近における眼の安全性を増加させる、本発明の別の態様を示す。
図１７ａは、レーザーユニットにより生じる光９５５（拡散ユニットを用いる場合には散乱した単色光であることが好ましい）を放射する、レーザーユニットのディスタルエンド９６０を示す。フラッシング装置９６１を、ディスタルエンド９６０に付加して、レーザーユニットの近くに位置する傍に居る人の眼９６２に対する損傷を予防する。フラッシング装置９６１は、レーザービーム発射前の短時間に、短い可視光フラッシュを発生する。
【０１２０】
図１７ｂに示すように、レーザーユニットを起動すると、ｔ０の時点でパルス９６３を生じさせ、前記パルスが、タイマー回路（図示せず）を起動する。前記タイミング回路を用いて、ｔ１の時点でパルス９６４を生成及びフラッシング装置９６１に送信して、眼９６２によって感知されるフラッシュを生じさせる。フラッシング装置９６１は、当業者に周知のカメラに関連するフラッシング手段であることができるか、あるいはダイオード又は瞬間的なフラッシュを生成可能な任意の別の手段を用いることができる。予め決定した時間の後で、前記タイミング回路は、レーザーユニットの制御システムに向けてパルスを発信し、ｔ２の時点で、レーザービームを発射させる。この予め決定した時間、すなわちｔ２とｔ１との差は、約０．２５秒であり、光に対する無意識のまばたきの反応時間と同じであり、そして０．２０秒を超えないことが好ましい。フラッシング装置９６１は、可視光を生じるか不可視光を生じるかにかかわらず、任意の単色光の光源、例えば、任意のタイプのレーザー光源又はＩＰＬ光源に付加することができる。
【０１２１】
図１７ｃは、フラッシング装置９６１の別の用途を示す。装置９６１によりフラッシュを発生し、そして眼９６２から逆反射した光を検出器９７５が感知するか否かを決定することにより、制御回路（図示せず）及び検出器９７５（例えば、光検出器）に連絡しているマイクロプロセッサ（図示せず）は、そのレーザーユニットから発射されようとしているレーザービームから損傷を受ける危険があるかを決定することができる。網膜のコロイド層は、先行して発生させたフラッシュからその上に当てられる光源９７３を拡散的に反射し、そして眼９６２の光学［ｏｐｔｉｃｓ］は、その光を、フラッシング装置９６１に、再結像又は逆反射して戻す。逆反射したビーム９７４は、レンズ（図示せず）を通って、ビームスプリッター９７０から９７５上に反射する。隣接する別の２つの検出器（図示せず）が、レーザーユニットが配置されている部屋の別の領域から反射した光を検出する。検出器９７５により発生する信号の方が前記の別の検出器によって発生する信号よりも振り幅がより大きい場合に、マイクロプロセッサは、眼９６２がレーザービームの発射範囲内にあると決定する。次に、フラッシング装置９６１の制御回路は、レーザーユニットの制御システムに不能信号［ｄｉｓａｂｌｉｎｇ  ｓｉｇｎａｌ］を送ることにより、レーザーユニットが発射することを防ぐ。図１７ｂに示すように、検出器９７５を逆反射したビームの検出に用い、且つレーザービーム発射前の予め決定した時間内にフラッシュを発生させて、ビーム伝搬の間に眼に制御不能なまばたきを起こさせる場合には、そのレーザーユニットは、実質的にフェイルセーフである。すなわち、まばたきしない場合であっても、検出器９７５が、レーザービームの発射範囲内に眼９６２があることを決定し、そしてレーザーユニットが運転を中止することになる。
【０１２２】
前記の説明から分かるように、従来のレーザーユニットの出口開口部に装着される本発明の拡散／発散ユニットは、出射ビームを、広角で発散及び／又は散乱させる。その結果として、その出射ビームは、傍に居る人の目及び皮膚、並びに標的の近くに位置するものに対して、無害である。しかしながら、拡散ユニットが標的に非常に近いか又は本質的に接触している場合には、前記出射ビームは、出口開口部から生じるビームと同様のレベルのエネルギー密度が全体的に残されており、従って、美容手術及び工業的用途の両方に対する種々のタイプの処理を実施することができる。一般的に、保護眼鏡は必要でなく、必要とされる場合には、おそらく従来のサングラス程度が必要となり、従って、エステティッククリニックにおける作業がよりしやすいであろう。
【０１２３】
［実施例１］
本発明の運転原則を説明するための実験を実施した。この実施例においては、透明で光拡散性で粘着性の「マジックテープ（Ｍａｇｉｃ  Ｔａｐｅ）」（厚さ１００μｍ，３Ｍ社製）を、アレキサンドライトレーザーユニットの直径８ｍｍのディスタルエンドに取り付けた。前記レーザービームのエネルギーレベルは、１１Ｊ／パルスである。レーザービームを、厚さ３００μｍの黒く現像された印画紙の白色側（裏側）に、向けた。また、比較として、前記粘着性テープを用いずに、前記印画紙に前記レーザービームを方向付けた。
【０１２４】
前記白色紙を通って前記ビームが伝搬及び散乱した後における前記黒色紙の剥離［ａｂｌａｔｉｏｎ］は、透明な光散乱性の皮膚を透過して、その皮膚下の黒色の毛包（又は、任意の別のタイプの病変）を処理することに対する、前記レーザービームの許容性に関する可視的なシミュレーションを提供する。
【０１２５】
レーザービームを散乱させる前記粘着テープを通って伝達したレーザービームのエネルギーは、そのレーザーユニットのディスタルエンドから１ｍｍの距離に位置するエネルギーメーターに、ビームを方向付けることにより測定した。散乱したレーザービームのエネルギーは、１１Ｊから１０Ｊに低下していた。どのケースにおいてもフレネル反射のために１０％の損失が予測されるので、この実験の結果は、前記拡散的透過エレメントが、有意な量のエネルギーを吸収しなかったことを示す。
【０１２６】
前記レーザービームを、距離１ｍｍで、現像された写真乾板の白色側に向けた場合には、結果として、その写真印画紙の反対側において、黒色の剥離が起こった。光拡散テープを使用した場合としない場合とでは、結果に違いがなかった。この実験は、距離１ｍｍにおいて、本発明による非コヒーレントアレキサンドライトレーザービームの性能が、相当するコヒーレントレーザービームに本質的に等しいことを示す。
【０１２７】
８ｍｍ以上の距離から光拡散テープを付けずに前記レーザービームを前記写真印画紙に向けた場合には、１ｍｍの短距離からの場合に生じた剥離と同じ剥離が生じた。しかしながら、８ｍｍ以上の離れたレーザーユニットの出口開口部に光拡散テープを適用した場合には、その散乱したビームは、剥離を生じることがなかった。従って、本発明は、体組織から比較的遠距離に配置されている際に、高レベルの安全性及び体組織に対する損傷の欠損を、提供することができる。
【０１２８】
［実施例２］
第二の実験においては、波長７５５ｎｍ、パルス持続時間４０ｍ秒、及びエネルギー密度２５Ｊ／ｃｍ２の長パルスアレキサンドライトレーザーユニットを、脱毛に用いた。バーカン［Ｂａｒｋａｎ］製の半角１５度を有する超高密度の織られたポリマー系拡散体、又はフィジカル・オプティクス・コーポレーション［Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，米国］製の半角４０度を有するホログラフィック拡散体を含む、拡散ユニットを使用した。前記拡散体は、一回限りで使用した。前記拡散体と皮膚との間に、冷却ゲルを適用した。
【０１２９】
拡散ユニットによって散乱したレーザービームの各パルスは、患者１０人の種々の皮膚位置（例えば、腕、ビキニライン、及び脇の下）に、５．５ｍｍのスポットを形成した。レーザービーム発射後すぐに、完全な脱毛を認めることができた。各スポットを、パラメータの同じレーザーユニットから生じた非散乱レーザービームによって形成された同じ直径の対照領域と比較したところ、同様の結果が得られた。これらのスポットには、１か月間、毛が回復しなかった。
【０１３０】
［実施例３］
波長７５５ｎｍ、パルス持続時間４０ｍ秒、及びエネルギーレベル１〜２０Ｊの長パルスアレキサンドライトレーザーユニットが、脱毛に適している。
その拡散ユニットは、直径が７ｍｍであり、そして散乱半角が６０度である。散乱角の小さい拡散体、高発散レンズ、及び光ガイドを有する拡散ユニットを、前記レーザーユニットのディスタルエンドに取り付ける。
１０〜５０Ｊ／ｃｍ２の従来技術エネルギー密度は、拡散ユニットの使用により有意に減少しない。前記レーザーユニットを、２５Ｊ／ｃｍ２で運転し、そして８Ｊ／ｃｍ２／ｓｒのラジアンスを生じさせる。ＡＮＳＩ−Ｚ１３６．１による許容可能なラジアンス限界が４．３Ｊ／ｃｍ２／ｓｒであるので、傍に居る人は、５０％光減衰（サングラスの光減衰と同等の光減衰であって、レーザーユニットの運転の間に掛ける典型的な保護眼鏡よりも１００，０００倍を超えて低い光減衰）の保護眼鏡を必要とする。より大きな標的面積に対しては、スキャナ（例えば、ルメニス［Ｌｕｍｅｎｉｓ］製のエピタッチ［Ｅｐｉｔｏｕｃｈ］モデル）を用いることができる。
【０１３１】
限られた面積から低速で脱毛する安価な低エネルギーレーザー（これは、比較的小さい）に対しては、直径７ｍｍ以下の拡散ユニットが、特に適している。拡散ユニットを用いる場合には、前記レーザーの用途には、眉毛の除去も含まれる。
【０１３２】
［実施例４］
波長１０６４ｎｍ、パルス持続時間１００ｍ秒、及びエネルギーレベル０．５〜６０Ｊのパルス化Ｎｄ：ＹＡＧレーザーユニット、例えば、アルタス［Ａｌｔｕｓ］（米国）又はデカ［Ｄｅｋａ］（イタリア）製のレーザーユニットは、３５〜６０Ｊ／ｃｍ２の範囲のエネルギー密度における脱毛に適している。
【０１３３】
フォーカスレンズレットのアレイ、遠位側に反射コーティングが施されているレンズのアレイ、及び透明板に取り付けられた凸反射材複数を含む発散ユニットを、発散半角が６０度に近くなるように、使用する。エネルギー密度４０Ｊ／ｃｍ２のレーザービームを生じる場合には、その発散ユニットの出口において、１２．７Ｊ／ｃｍ２／ｓｒのラジアンス（ＡＮＳＩ−Ｚ１３６．１による最大許容ラジアンスの約半分）が誘発される。
【０１３４】
［実施例５］
波長８１０〜８３０ｎｍ又は９１０ｎｍ若しくは９４０ｎｍ、パルス持続時間１〜２００ｍ秒、及びエネルギーレベル０．５〜３０Ｊの長パルスダイオードレーザーユニットは、２０〜５０Ｊ／ｃｍ２の範囲のエネルギー密度における脱毛に適している。
【０１３５】
被処理領域の直径又はスポットサイズは、１〜２０ｍｍの範囲である。拡散的透過エレメントは、溶融したシリカ、サファイア、から製造されることが好ましいか、又は光ガイド又は別の任意の前出の拡散ユニットと組み合わせて用いられるホログラフィック拡散体である。その散乱半角は、６０度近い。スキャナは、拡散ユニットに組み込まれていることができる。拡散ユニットを取り付けるデリバリーシステムは、円錐形光ガイド（例えば、コヒーレント又はルメニス製の円錐形光ガイド）、ガイドチューブ（例えば、ダイオメド［Ｄｉｏｍｅｄ］製のガイドチューブ）、又はスキャナ（例えば、アッサ［Ａｓｓａ］製のスキャナ）であることができる。直径５ｍｍの拡散ユニット及びエネルギー密度２０Ｊ／ｃｍ２及びパルス持続時間１００ｍ秒で発生させたレーザービームによると、前記拡散ユニットの出口におけるラジアンスが、最大許容ラジアンス値の１１．０Ｊ／ｃｍ２／ｓｒよりも低い９．６Ｊ／ｃｍ２／ｓｒである。
【０１３６】
［実施例６］
波長約８１０ｎｍ又は９４０ｎｍで運転する〔例えば、ドルニエ（ドイツ）製の〕出力レベル４Ｗの家庭用のミニチュアダイオードレーザーユニットレーザーユニットは、脱毛に適している。本発明は、安全性クラスが高く、通常、医療スタッフに運転が制限される連続的に作動するダイオードレーザーユニットを、同じ出力レベルの非コヒーレントランプと同等の低い安全性クラスに変換する。
【０１３７】
本拡散ユニットは、凸反射材、内径１６ｍｍを有する凹反射材、１０度ガラス拡散体、及び長さ２０ｍｍ及び内径２ｍｍの光ガイドを含む角度ビーム・エキスパンダーを利用する。その被処理領域の直径又はスポットサイズは、約２ｍｍである。その光ガイドの出口におけるエネルギー密度は、３０Ｊ／ｃｍ２であり、その場におけるラジアンスは、約１０Ｊ／ｃｍ２／ｓｒである。スキャナを、前記拡散ユニットに組み込むこともできる。また、スキャナなしで、前記ダイオードレーザーを用いることもでき、その場合には、レーザーを、持続時間約３００ｍ秒でパルス化させることになろう。
【０１３８】
［実施例７］
波長６９４ｎｍ、パルス持続時間０．５〜３０ｍ秒、及びエネルギーレベル０．２〜２０Ｊのルビーレーザーユニットは、脱毛に適している。
その被処理領域の直径又はスポットサイズは、１〜２０ｍｍの範囲である。パロマー［Ｐａｌｏｍａｒ］、ＥＳＣ、及びＣａｒｌ  Ｂａｓｅｌにより製造される１０〜５０Ｊ／ｃｍ２のエネルギー密度を提供するルビーレーザーによれば、より大きなスポットサイズを生成することができる。より小さなスポットサイズは、非医療職員に適している安価な低エネルギーレーザーによって生成することができる。複数構成の拡散ユニット又は発散ユニットを用いることができる。このレーザーユニットは、従来のレーザーユニットよりもかなり安全である。
【０１３９】
スキャナ、例えば、アッサ（デンマーク）又はＥＳＣ製のスキャナを用いて、反射したコリメートされたビームを、或る開口部からその拡散ユニット又は発散ユニット内に形成された別の開口部へと移動させることができる。スキャニング速度は変化させることができ、各位置における滞在時間は、２０〜３００ｍ秒である。
【０１４０】
［実施例８］
危険性の高いレーザーユニット、例えば、クールタッチ製のパルス持続時間４０ｍ秒以下で波長１．３２μｍのＮｄ：ＹＡＧレーザー、Ｎ−Ｌｉｇｈｔ／ＳＬＳ／ＩＣＮ製の波長５８５ｎｍの色素レーザー、あるいはパルス持続時間３０ミリｍ秒で波長１．５５μｍのＮｄ：ガラスレーザーは、非切除性の皮膚の若返り処理に用いることができる。この用途は、表皮に影響を及ぼすことなく、酒さ、軽度の色素性病変、顔の肌における孔径の減少、及び細かいしわの軽度の改善を処理することを目的とする。非切除性皮膚の若返り処理に対するこれらのレーザーの利点は、単一の波長に関連して治療パラメータの数が少ないことから、短い慣熟曲線及びより予測通りの結果に関する。拡散ユニットを実装することにより、前記レーザーユニットは安全になり、そして非医療職員によっても運転できるであろう。
【０１４１】
Ｎ−Ｌｉｇｈｔレーザーユニットを、コラーゲン収縮の目的で、エネルギー密度２．５Ｊ／ｃｍ２で最初に運転する。拡散ユニットを取り付けると、そのレーザーユニットが、ＩＰＬくらいに安全になる。発散半角［ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ  ｈａｌｆ  ａｎｇｌｅ］６０度で、出口直径５ｍｍのマルチコンポーネント拡散又は発散ユニットを取り付けると、ラジアンスレベルが０．７９Ｊ／ｃｍ２／ｓｒになる。前記ラジアンスレベルは、最大許容限界に等しい。
【０１４２】
レーザービームは、０．５〜３Ｊのエネルギーレベル及び例えば１ｐｐｓの遅い反復速度を有し、そして２〜４ｍｍのスポットサイズを生じる、かなり安価なレーザーユニットによって生じさせることもできる。しわ除去の場合、運転者は、小さなビームサイズでしわの形を追跡することができる。ビームサイズ２〜４ｍｍの非コヒーレントレーザービームが、エステティシャンに特に適している。図１０ｂに記載の、１０度拡散体及び長さ３０ｍｍの光ガイドを含む拡散ユニットを用いると、約０．５Ｊ／ｃｍ２／ｓｒのラジアンスを有するレーザーユニットとなる。
【０１４３】
［実施例９］
ＥＳＣ製で波長１０６４ｎｍであり、そしてエネルギーレベル０．５〜６０Ｊのパルス化Ｎｄ：ＹＡＧレーザーユニットは、血管病変の治療に適している。そのパルス持続時間は、凝血する血管のサイズ（３００μｍ〜２ｍｍ）及び皮膚表面からの血管の深さによって変化し、１〜２００ｍ秒の範囲である。波長９４０ｎｍのＬＩＣＡＦ（リチウム・カルシウム・フッ素：Ｌｉｔｉｕｍ  Ｃａｌｃｉｕｍ  Ｆｌｕｏｒｉｄｅ）レーザーユニットも、この用途に有利に使用することができ、そしてそのレーザービームは、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー又は色素レーザーよりも良好に血液によって吸収される。カンデラ［Ｃａｎｄｅｌａ］製の波長５８５ｎｍの色素レーザーを用いて、皮膚表面から低深度に位置する血管、例えば、ボートワイン母斑、毛細血管拡張症、及び蜘蛛状静脈［ｓｐｉｄｅｒ  ｖｅｉｎ］において観察される血管を、治療することができる。
【０１４４】
その被処理領域の直径又はスポットサイズは、エネルギーレベルによって変化するが、１〜１０ｍｍの範囲である。深い血管病変の治療には９０Ｊ／ｃｍ２を超える比較的高いエネルギー密度が必要とされるので、マルチコンポーネント拡散ユニット又は発散ユニットを使用する。スキャナは、前記拡散ユニットと一体化させることができる。
【０１４５】
［実施例１０］
パルス持続時間１０〜１００ｎ秒及びエネルギー密度０．２〜１０Ｊ／ｃｍ２のＱスイッチレーザーユニットは、色素が沈着したスポット（主に、顔及び手の上のスポット）の除去、並びに入れ墨の除去に適している。Ｑスイッチルビーレーザー、例えば、ＥＳＣ又はスペクトル［Ｓｐｅｃｔｒｕｍ］製のＱスイッチルビーレーザー、Ｃｏｍｂｉｏ製のＱスイッチアレキサンドライトレーザー、及びＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザーも、前記用途に使用することができる。
【０１４６】
その被処理領域の直径又はスポットサイズは、エネルギーレベルによって変化し、１〜１０ｍｍの範囲である。拡散的透過エレメント２つを利用する拡散ユニットであって、前記拡散的透過エレメントの一方が固定されていて、もう一方が同軸的に変位可能であり、そのため、レーザービームが発射される際に、動作位置において両方のエレメントが本質的に、例えば約０．２ｍｍの間隙で接触する、前記拡散ユニットを使用する。レーザーが発射されないときには、前記エレメント２つの間の間隙は、約１５ｃｍである。前記拡散ユニットの直径は、６ｍｍである。各拡散的透過エレメントは、ガラス、サファイア、又はポリマーから製造されていることが好ましい。
【０１４７】
同軸的に変位可能な拡散体を含む拡散ユニットの前記レーザーユニットに対する付加は、色素性病変の除去及び入れ墨の除去を、かなり危険性の少ない手順にするのに役立つ。入れ墨除去は、レーザービームによってのみ達成することができ、強パルス光源によっては達成することができない。
また、色素性病変の除去は、波長３μｍで運転されるエルビウムレーザーユニットを用いても実施することができる。ほとんどの色素沈着は、表皮から起こり、そして前記レーザービームは、皮膚の中に数ミクロンしか侵入しない。拡散ユニットを実装すれば、この手順は、医療スペシャリストによって実施される必要がないであろう。特に、エルビウムレーザーは比較的安価なので、エステティシャンは、多数の患者を処理することができるようになるであろう。
本発明の別の用途は、歯科の分野を含み、及び歯ぐきに発見される色素性病変の治療に関する。Ｑスイッチレーザー及びエルビウムレーザーを、この用途に使用することができる。
【０１４８】
［実施例１１］
ＣＯ２レーザーを、しわ除去に用いることができる。従来技術の装置では、前記レーザーが、しわを取るための２つの方法で、すなわち、５Ｊ／ｃｍ２を超えるエネルギー密度において、持続時間１ｍ秒未満で、コヒーレントウルトラパルス（ＥＳＣシルクタッチ［Ｓｉｌｋｔｏｕｃｈ］）又はＮｉｄｅｋＣｏｚレーザー、及びスキャナを用いて、組織の薄い層を剥離することによるか；あるいは、低いエネルギー密度例えば３Ｗ（これは、直径３ｍｍのスポット上に連続的に作動するＥＳＣ  ｄｅｒｍａ−Ｋレーザーを５０ｍ秒運転することにより達成することができる）で、皮膚内のコラーゲンを非切除的に加熱することにより、使用されている。
【０１４９】
ＣＯ２レーザーにマルチコンポーネント拡散ユニット又は発散ユニットが取り付けられている本発明を実施すると、波長１０．６μｍのレーザービームを生じさせることができる。熱及びスペクトル的に広い帯域幅が侵入深さの制御のしにくさを招く遠赤外光源とは反対に、本発明によれば、レーザービームの組織との相互作用は、非常に制御しやすく、及びその持続時間が非常に短い時間であることができる。
【０１５０】
前記拡散ユニット及び発散ユニットは、ＣＯ２レーザービームに対して透過的なレンズレット、例えばＺｎＳｅ又はＮａＣＬから製造されていることが好ましい。前記拡散ユニットの直径は、１〜１０ｍｍの範囲である。その発散角は、出射ビームにおいて本質的に目に安全なラジアンスレベルを生じる最小許容値よりも大きい角度である。
剥離の間、前記拡散ユニットの透明な透過エレメントは、蒸化工程の間に生じる蒸気又は煙を排出することができるように、厚さ約１ｍｍの薄いスペーサーによって組織から離されている。
同様に、２Ｊ／ｃｍ２を超えるエネルギー密度で操作し、３μｍを越えるレーザービームを生成するエルビウムレーザーユニットを、しわ除去に用いることができる。剥離は、ＣＯ２レーザーが達するよりも浅く、そしてエルビウムレーザーユニットの用途は、入れ墨又は永久メイクの除去にまで広げることができる。
【０１５１】
［実施例１２］
Ｎｄ：ＹＡＧレーザーユニット又はオイハー［ｏｙｈｅｒ］レーザーユニットは、ヘルペスの治療に用いることができる。シアニングリーン又は脂肪性病変による別の材料の選択的吸収を伴うダイオードレーザーは、ざ瘡の治療に用いることができる。これらのレーザーは、両方とも、ヘモロイド［ｈｅｍｏｒｒｏｉｄ］の治療及び足における足痛病変に用いることができる。
【０１５２】
［実施例１３］
約６３０ｎｍ又は５８５ｎｍの波長、又はＰざ瘡細菌中に存在する天然ポルフェリン［ｐｏｒｐｈｅｒｉｎ］によって吸収される別の波長で運転される色素レーザーユニット、例えば、サイナコア［Ｃｙｎａｃｈｏｒｅ］又はＳＬＳにより製造される色素レーザーユニット、並びに１．４５μｍで運転されるレーザーユニット、例えば、カンデラ［Ｃａｎｄｅｌｌａ］により製造されるレーザーユニットは、ざ瘡病変を治療することができる。前記レーザーユニットに対する拡散ユニット又は発散ユニットの付加は、目の安全性を大いに向上させることができ、及び看護師及び非医療スタッフによる前記治療に対する前記レーザーユニットの使用を、簡単にすることができる。
【０１５３】
［実施例１４］
平均出力約１〜１０Ｗで運転するＣＯ２レーザーユニット、ダイオードレーザーユニット、及びＮｄ：ＹＡＧレーザーユニットは、現在、医師によって痛みの治療に使用されている。拡散ユニットの付加により、ペインクリニックにおける前記手順用の安全性の高い装置の、非医療職員による使用が、可能となるであろう。それぞれのレーザーユニットは、約３秒間の間に、繰り返し発生するパルスのセット多数を生じさせることができる。前記レーザービームのデリバリーシステムは、関節腕又は光ファイバーであることができる。
【０１５４】
［実施例１５］
エネルギー密度１０Ｊ／ｃｍ２、波長１４４５ｎｍ、パルス持続時間１００ｍ秒、及びスポットサイズ３ｍｍのレーザービームを生じる、カンデラ（米国）により製造されるダイオードレーザーユニットは、非切除性光若返り処理に適している。
【０１５５】
単一の収束レンズを含む発散ユニットが、前記発散ユニットのディスタルエンドに近位の１．５ｍｍの集束帯に、ビームの焦点をあわせ、及び４５度の半角発散を生じる。前記発散ユニットは、焦点から１０ｍｍ離れて位置する遮へい体を有し、焦点において、エネルギー密度が、眼に安全なレベルである０．２Ｊ／ｃｍ２まで減少しており、及びスポットサイズが、２３ｍｍである。
【０１５６】
［実施例１６］
溶接に対して眼に安全なレーザーユニットを用いることは、有利である。拡散ユニットの使用は、レーザー溶接に関連する危険性を減少する優れた方法である。
薄い透明な部品（例えば、プラスチック製の部品）を、例えばダイオードレーザーユニットによって溶接する場合には、広い表面積を照射して、適切な発色団により（加熱によって）全ての標的を選択的に活性化する、表面の大きなスキャナ又は直径の大きなビームを用いることが、しばしば有利である。前記スキャナは、溶接材料が存在する幾何学的位置を特異的に標的とするスキャナとは、対照的である。前記標的における溶接レーザービームの滞在時間［ｄｗｅｌｌｉｎｇ  ｔｉｍｅ］は、溶接エレメントの大きさ及び溶融する材料の深さによって変化する。また、前記滞在時間は、光熱融解［ｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍｏｌｙｓｉｓ］において処理される標的の大きさによっても変化する。例えば、厚さ５０μｍの小板（ストリップ）の或る物質への溶接は、約１ｍ秒の滞在時間を必要とするが、厚さ２００μｍの小板は、１６ｍ秒の滞在時間が必要である。前記滞在時間は、前記厚さの二乗に比例する。或る種の溶接発色団は、スペクトルの可視部において透過的であるが、スペクトルの近赤外部において強い吸収を示す。
【０１５７】
［実施例１７］
本発明に対する別の工業的用途は、蒸発させられる微細構造に関する。ペイント着色剤又はインクを、表面、例えば、布、紙、及び種々のパルスレーザーの使用によるクリーニングが必要なその他の材料から、選択的に蒸発させることができる。この用途の一例は、高価なアンティークの修復に関する。別の例は、材料、例えば、ガラス、セラミック、又はプラスチックなどの上にコートされる金属製コンダクターの選択的な蒸化である。金属製コンダクターの蒸化は、一般的に標的から短い距離隔てられていて、及びそのビームが、１０ｎ秒〜１０ミリ秒の持続時間を有するパルスレーザーによって達成することができる。別のレーザーも使用されているが、パルス化Ｎｄ：ＹＡＧレーザーが、最も一般的に使用されている切除性工業用レーザーである。パルス化Ｎｄ：ＹＡＧ工業用レーザーは、１ｍｍのスポット上に集中させた２０Ｊのエネルギーレベル（エネルギー密度２０００Ｊ／ｃｍ２に等しい）を達成することができる。工業用レーザーに拡散ユニットを付加すると、その切除性装置の安全性が大きく増加する。
【０１５８】
また、パルス化Ｎｄ：ＹＡＧレーザーユニットは、大型構造物の外観の向上、例えば、ビルディング、石、アンティーク彫刻、及び陶磁器のクリーニングにも適している。現在使用されているレーザーユニットは、１ｋＷに及ぶ連続作業出力レベルを有する非常に高出力なものであり、従って、非常に危険である。拡散ユニットを付加すると、これらのレーザーユニットの安全性が大きく向上する。
【０１５９】
エキシマーレーザーユニットに取り付ける場合には、拡散ユニットは、フォトリソグラフィー又は短い標的距離に対してエキシマーレーザーユニットを使用する別の用途に、適している。
マルチコンポーネント拡散ユニット又は発散ユニットを付加することにより、これらの用途全てが、使用者にとってより安全になる。
【０１６０】
説明の目的で本発明のいくつかの態様を説明してきたが、多くの改良、変形、及び適用を用いて及び多数の同等物又は当業者の範囲内の他の解決手段を用いて、本発明の精神を逸脱しないか又は請求の範囲を超えることなく、本発明を実施することができることが、明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１ａ】本発明による拡散ユニットを装着した種々のレーザーユニットの側面図である。図１ａに記載のデリバリーシステムは関節腕である。
【図１ｂ】本発明による拡散ユニットを装着した種々のレーザーユニットの側面図である。図１ｂに記載のデリバリーシステムは光ファイバーである。
【図１ｃ】本発明による拡散ユニットを装着した種々のレーザーユニットの側面図である。図１ｃに記載のデリバリーシステムは円錐形光ガイドである；
【０１６２】
【図２ａ】レーザーユニットのディスタルエンドにどのように拡散ユニットが取り付けられるかを示す、レーザーユニットのディスタルエンドの側面図である。図２ａでは、拡散ユニットが、ガイドチューブの外側に取り付けられている。
【図２ｂ】レーザーユニットのディスタルエンドにどのように拡散ユニットが取り付けられるかを示す、レーザーユニットのディスタルエンドの側面図である。図２ｂでは、拡散ユニットが、ポインタに取り付けられている。
【図２ｃ】レーザーユニットのディスタルエンドにどのように拡散ユニットが取り付けられるかを示す、レーザーユニットのディスタルエンドの側面図である。図２ｃでは、拡散ユニットが、ガイドチューブに取り外し可能に取り付けられている。
【図２ｄ】レーザーユニットのディスタルエンドにどのように拡散ユニットが取り付けられるかを示す、レーザーユニットのディスタルエンドの側面図である。図２ｄでは、拡散ユニットが、ガイドチューブと一緒に一体的に形成されている。
【図２ｅ】レーザーユニットのディスタルエンドにどのように拡散ユニットが取り付けられるかを示す、レーザーユニットのディスタルエンドの側面図である。図２ｅでは、拡散ユニットが、変位可能であり、それによって、或る位置では拡散ユニットを介して出射ビームが伝搬し、そして第二の位置では拡散ユニットを介して出射ビームが伝搬しない。
【０１６３】
【図３ａ】従来技術レーザーユニットの外観を示す模式図である。図３ａは、反射材によって標的に向けて方向付けられている非散乱ビームを示す。
【図３ｂ】従来技術レーザーユニットの外観を示す模式図である。図３ｂは、光ファイバーによって標的に向けて方向付けられている非散乱ビームを示す。
【図３ｃ】従来技術レーザーユニットの外観を示す模式図である。図３ｃは、レーザービーム及びスキャナを用いて実施される従来技術の手術を示す。
【図３ｄ】従来技術レーザーユニットの外観を示す模式図である。図３ｄは、従来技術の屈折レーザービームの血管への伝搬を示す。
【図３ｅ】従来技術レーザーユニットの外観を示す模式図である。図３ｅは、スキャナと協力して組織上に焦点をあわせた切除性レーザービームを示す。
【図３ｆ】従来技術レーザーユニットの外観を示す模式図である。図３ｆは、切除性ビームによる、組織中におけるクレーターの形成を示す；
【０１６４】
【図４ａ】本発明の拡散ユニットを使用する利点を示す模式図である。図４ａは、前記拡散ユニットの相対的位置関係を示す。
【図４ｂ】本発明の拡散ユニットを使用する利点を示す模式図である。図４ｂは、コリメートされたレーザービームが、ランダムに散乱したビームに変換することを示す。
【図４ｃ】本発明の拡散ユニットを使用する利点を示す模式図である。図４ｃは、散乱したビームが、皮膚に対する損傷の危険性を軽減することを示す。
【図４ｄ】本発明の拡散ユニットを使用する利点を示す模式図である。図４ｄは、コリメートされたレーザービームが、眼に対する損傷の危険性を軽減することを示す。
【０１６５】
【図５ａ】レーザービームの血管への伝搬を示す模式図である。図５ａは、非散乱レーザービームの血管への伝搬を示す。
【図５ｂ】レーザービームの血管への伝搬を示す模式図である。図５ｂは、散乱したレーザービームの血管への伝搬を示す。
【図５ｃ】レーザービームの血管への伝搬を示す模式図である。図５ｃは、非散乱レーザービームによる剥離（ａｂｌａｔｉｏｎ）の形成を示す。
【図５ｄ】レーザービームの血管への伝搬を示す模式図である。図５ｄは、本発明による、散乱したレーザービームによる剥離の形成を示す。
【図５ｅ】レーザービームの血管への伝搬を示す模式図である。図５ｅは、血管から遠いレーザービームの散乱を示す；
【０１６６】
【図６ａ】図６ａは、拡散的透過エレメント上における液状残さの蓄積を示す模式図である。
【図６ｂ】図６ｂは、気密密閉された拡散ユニット内に装着された拡散的透過エレメントを示す模式図である。
【図７ａ】図７ａは、金属板のサンドブラスチングを示す。
【図７ｂ】図７ｂは、紫外線に対して感受性のある液体の添加を示す。
【図７ｃ】図７ｃは、前記金属板の除去を示す。
【図７ｄ】図７ｄは、マイクロレンズを介した散乱したレーザービームの生成を示す。
【０１６７】
【図８ａ】図８ａは、単一の広角拡散体を用いるタイプの拡散ユニットを示す。
【図８ｂ】図８ｂは、小角拡散体を用いるタイプの拡散ユニットを示す。
【図９ａ】図９ａは、光ファイバーから単色光を受容する、先細りしている光ガイド用いる拡散ユニットを示す。
【図９ｂ】図９ｂは、マイクロレンズのアレイから単色光を受容する、先細りしている光ガイド用いる拡散ユニットを示す。
【０１６８】
【図１０ａ】図１０ａは、光ガイドを伴わない、角度ビーム・エキスパンダーを用いる拡散ユニットを示す。
【図１０ｂ】図１０ｂは、光ガイドを伴う、角度ビーム・エキスパンダーを用いる拡散ユニットを示す。
【図１１】図１１は、それぞれ相当する光ガイドに結合するホログラフィック拡散体２つを用いる拡散ユニットを示す。
【０１６９】
【図１２ａ】図１２ａは、拡散体２つを含み、前記拡散体の１つが、同軸的に変位可能である拡散ユニットであって、動作位置にある前記ユニットを示す。
【図１２ｂ】図１２ｂは、拡散体２つを含み、前記拡散体の１つが、同軸的に変位可能である拡散ユニットであって、非動作位置にある前記ユニットを示す。
【図１３】図１３は、拡散的透過エレメント上の複数の標的に対して、スキャナがコヒーレントレーザービームを迅速に移動させる、本発明の別の好ましい態様を示す模式図である。
【０１７０】
【図１４ａ】図１４ａは、単一の光学エレメントからなる非散乱発散ユニットを用いて入射レーザービームを発散する、本発明の別の好ましい態様を示す。
【図１４ｂ】図１４ｂは、複数のエレメントからなる非散乱発散ユニットを用いて入射レーザービームを発散する、本発明の別の好ましい態様を示す。
【図１５ａ】レーザーによる美容手術の間に皮膚を冷却する従来技術の手段を示す模式図である。
【図１５ｂ】レーザーによる美容手術の間に皮膚を冷却する従来技術の手段を示す模式図である。
【図１５ｃ】レーザーによる美容手術の間に皮膚を冷却する従来技術の手段を示す模式図である。
【図１５ｄ】レーザーによる美容手術の間に皮膚を冷却する従来技術の手段を示す模式図である。
【図１５ｅ】レーザーによる美容手術の間に冷却液を用いて皮膚を冷却する手段を示す模式図である。
【図１５ｆ】レーザーによる美容手術の間に熱電冷却素子を用いて皮膚を冷却する手段を示す模式図である。
【０１７１】
【図１６】図１６は、眼に安全な測定装置を示す。
【図１７ａ】図１７ａは、レーザービームを発射する前に無制御のまばたきを誘発するフラッシング装置の模式図である。
【図１７ｂ】図１７ｂは、図１７ａのフラッシング装置に相当するタイミングダイアグラムを示す。
【図１７ｃ】１７ｃは、レーザービームの射距離内の眼から再帰反射したビームを検出するフラッシング装置の模式図である。
【符号の説明】
【０１７２】
１・・・増幅手段；２・・・電源；３・・・鏡；
４・・・コヒーレントビーム；５・・・デリバリーシステム；
６・・・ディスタルエンド；７ａ・・・関節腕；７ｂ・・・光ファイバー；
７ｃ・・・円錐形反射材（光ガイド）；８・・・ガイドチューブ；
９・・・レンズ；１０・・・レーザーユニット；
１１・・・ミニチュアレーザーのアレイ；１２・・・ガイドチューブ；
１３・・・拡散的透過エレメント；１４・・・非コヒーレントビーム；
１５・・・拡散ユニット；１６・・・取り付け手段；
１６ａ・・・取り付け手段１６ｃ・・・ベルクロテープ；
１７・・・透過エレメント；１８・・・間隙；１９・・・ブラケット；
２０・・・レーザーユニット；２１，２２・・・反射材；
２３・・・ディスタルエンド；２４・・・コヒーレントレーザービーム；
２５・・・組織；２６・・・治療すべき部位；２７・・・偏向器；
２８・・・モーター；２９・・・光ファイバー；２９・・・皮相剥離；
３０・・・光線；３１・・・ポインタ；３２・・・目的地；
３６・・・液体残さ；３８・・・屈折したビーム；３９・・・密閉要素；
４１・・・空隙；４２・・・透過エレメント；
４８・・・酸化アルミニウム粒子；５０・・・板；５１・・・クレーター；
５２・・・液体；５３・・・板；５５・・・凸レンズ；
５７・・・凹マイクロレンズ；６０・・・拡散ユニット；
６１・・・デリバリーシステム；６３・・・拡散的透過エレメント；
６４・・・出射ビーム；６５・・・反射材；６６・・・標的；
６７・・・非コヒーレントビーム；７０・・・透過エレメント；
７１・・・導管；７２・・・開口部；７３・・・開口部；
７４・・・拡散的透過エレメント；７５・・・拡散ユニット；
７６・・・熱電冷却素子；７９・・・組織；
８０・・・透明なレンズ又は板；８１・・・冷却液；
８２・・・処理レーザービーム；８３・・・導管；
８４・・・冷媒；８５・・・熱電冷却素子；８６・・・高伝導性の板；
２００・・・拡散ユニット；２０１・・・光ファイバー；
２０２・・・光ガイド；２０３・・・光線；
２０４・・・ディスタルエンド；２０５・・・小角拡散体；
２０７・・・光線；２０８・・・拡散光；２１０・・・アレイ；
２１８・・・光線；２２０・・・拡散体；２２１・・・拡散体；
２２２，２２３・・・光ガイド；３００・・・拡散体ユニット；
３０１・・・拡散体；３０１ａ・・・拡散体装着枠；
３０２・・・拡散体；３０２ａ・・・拡散体装着枠；
３０３・・・ハンドピース；３０５・・・単色光；
３０８・・・バネ；３１５・・・レバー；３１７・・・ディスタルエンド；
７００・・・拡散体ユニット；７０１・・・小角ファイバー；
７０２・・・凸面鏡；７０３・・・光線；７０５・・・凹面鏡；
７１０・・・拡散的透過エレメント；７１５・・・光ガイド；
７４０・・・入射ビーム；７４１・・・発散エレメント；
７４２・・・ビーム；７４３・・・断面；７４４・・・ディスタルエンド；
７４６・・・管；７４７・・・固定部材；７４８・・・発散ユニット；
７４９・・・横材；７５０・・・遮へい体；７５２・・・断面；
７８０・・・レーザービーム；７８１・・・拡散的透過エレメント；
７８２・・・散乱光；７８３・・・発散光学エレメント；
７８４・・・拡散体；７８５・・・反射エレメント；
８００・・・眼の安全性測定装置；
８０１・・・レーザーユニットハンドピース；
８０３・・・外壁；８０４・・・迫台板；
８０５・・・ディスタルエンド；８０６・・・光検出器；
８０７・・・レンズ；８０８・・・開口部；
８０９・・・ディスタルエンド；８１０・・・散乱光；
９５０・・・発散ユニット；９５５・・・光；
９６０・・・ディスタルエンド；９６１・・・フラッシング装置；
９６２・・・眼；９６３，９６４・・・パルス；
９７０・・・ビームスプリッター；９７３・・・光源；
９７４・・・ビーム；９７５・・・検出器；
９８９・・・光線；９９０・・・光線；
９９１・・・レンズレット；９９２・・・レンズ；
９９３・・・反射コーティング；９９４・・・透明板；
９９５・・・反射材；９９６・・・光線；
９９７・・・側面；９９９・・・無反射領域；
Ｄ・・・ビーム径。
【図１ａ】
2005511196.tif 000004
【図１ｂ】
2005511196.tif 000005
【図１ｃ】
2005511196.tif 000006
【図２ａ】
2005511196.tif 000007
【図２ｂ】
2005511196.tif 000008
【図２ｃ】
2005511196.tif 000009
【図２ｄ】
2005511196.tif 000010
【図２ｅ】
2005511196.tif 000011
【図３ａ】
2005511196.tif 000012
【図３ｂ】
2005511196.tif 000013
【図３ｃ】
2005511196.tif 000014
【図３ｄ】
2005511196.tif 000015
【図３ｅ】
2005511196.tif 000016
【図３ｆ】
2005511196.tif 000017
【図４ａ】
2005511196.tif 000018
【図４ｂ】
2005511196.tif 000019
【図４ｃ】
2005511196.tif 000020
【図４ｄ】
2005511196.tif 000021
【図５ａ】
2005511196.tif 000022
【図５ｂ】
2005511196.tif 000023
【図５ｃ】
2005511196.tif 000024
【図５ｄ】
2005511196.tif 000025
【図５ｅ】
2005511196.tif 000026
【図６ａ】
2005511196.tif 000027
【図６ｂ】
2005511196.tif 000028
【図７ａ】
2005511196.tif 000029
【図７ｂ】
2005511196.tif 000030
【図７ｃ】
2005511196.tif 000031
【図７ｄ】
2005511196.tif 000032
【図８ａ】
2005511196.tif 000033
【図８ｂ】
2005511196.tif 000034
【図９ａ】
2005511196.tif 000035
【図９ｂ】
2005511196.tif 000036
【図１０ａ】
2005511196.tif 000037
【図１０ｂ】
2005511196.tif 000038
【図１１】
2005511196.tif 000039
【図１２ａ】
2005511196.tif 000040
【図１２ｂ】
2005511196.tif 000041
【図１３】
2005511196.tif 000042
【図１４ａ】
2005511196.tif 000043
【図１４ｂ】
2005511196.tif 000044
【図１５ａ】
2005511196.tif 000045
【図１５ｂ】
2005511196.tif 000046
【図１５ｃ】
2005511196.tif 000047
【図１５ｄ】
2005511196.tif 000048
【図１５ｅ】
2005511196.tif 000049
【図１５ｆ】
2005511196.tif 000050
【図１６】
2005511196.tif 000051
【図１７ａ】
2005511196.tif 000052
【図１７ｂ】
2005511196.tif 000053
【図１７ｃ】
2005511196.tif 000054
【手続補正書】
【提出日】平成15年12月2日(2003.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標的の処理に用いられる単色光源に露出され、傍に居る人の肉体的安全性を改良する方法であって、
前記単色光源並びに前記単色光源によって発生した光を前記標的に伝達するための光伝達手段を含む、装置を準備し；そして伝達された単色光を前記ディスタルエンドにおいて発散させることを含み、これにより、標的に関する前記ディスタルエンドの第一の位置において、前記ディスタルエンドからの出射ビームのエネルギー密度が、前記単色光のエネルギー密度に実質的に等しくなり、そして標的に関するディスタルエンドの第二の位置において、前記ディスタルエンドから放射される光のエネルギー密度が、前記単色光のエネルギー密度よりも有意に低くなり、及び前記第一の位置が、前記単色光を方向付ける標的に実質的に接触する、前記方法。
【請求項２】
（ａ）フォーカスレンズ少なくとも１つ、反射材複数、及び単色光に対して透過的で、遠位に配置された板を含む、単色光ユニットに対して透過的な発散ユニットを準備し；
（ｂ）前記発散ユニットを、前記光伝達手段のディスタルエンドに取り付け；
（ｃ）前記単色光の焦点を、前記反射材の少なくとも１つの上にあわせ；そして
（ｄ）前記反射材により反射させられた回数に応じて変化する角度で前記板から光線を出射させることにより、前記単色光を発散させる
ことを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記単色光を散乱させる工程を更に含み、前記の散乱した単色光が発散している、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
（ａ）拡散的透過エレメント少なくとも１つを含み、ディスタルエンドを有する拡散ユニットを準備し、ここで前記拡散的透過エレメントの各々は、前記単色光に対して透過的であるものとし；
（ｂ）前記光伝達手段に前記拡散ユニットを取り付け；そして
（ｃ）前記拡散的透過エレメントのそれぞれによって、前記単色光を散乱させる
ことを更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
（ａ）角度ビーム・エキスパンダー及び拡散体少なくとも１つを含み、前記単色光に対して透過的な拡散ユニットを準備し；
（ｂ）前記光伝達手段のディスタルエンドに前記拡散ユニットを取り付け；そして
（ｃ）前記角度ビーム・エキスパンダー及び前記拡散体少なくとも１つを介して前記単色光を伝搬させることによって、前記単色光を散乱させる
ことを更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
以下の工程、すなわち：
（ａ）拡散体少なくとも１つが同軸的に変位可能な拡散体複数を含む、拡散ユニットを準備し；
（ｂ）各拡散体が相互に別の拡散体と実質的に接触するように、同軸的に変位可能な前記拡散体１つ以上を、動作位置へ同軸的に変位させ、それによって、前記単色光源のディスタルエンドの第一の位置において、前記拡散ユニットからの出射ビームのエネルギー密度が前記単色光のエネルギー密度と実質的に等くなり；そして
（ｃ）前記単色光源のディスタルエンドの第二の位置において、前記拡散ユニットから放射される光のエネルギー密度が前記単色光のエネルギー密度よりも有意に少なくなるように、充分大きな散乱角を生じさせるのに充分大きい間隙によって各拡散体が相互に別の拡散体と分離されるように、同軸的に変位可能な前記拡散体１つ以上を、非動作位置へと同軸的に変位させる
工程を更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記単色光のエネルギー密度が、２〜６０Ｊ／ｃｍ２の間である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
発散単色光のラジアンスが、１４Ｊ／ｃｍ２／ｓｒ未満である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
発散単色光のラジアンスが、
１０＊ｋ１＊ｋ２＊（ｔ∧１／３）Ｊ／ｃｍ２／ｓｒ
［式中、ｔは、レーザーパルス持続時間（秒）であり、４００〜７００ｎｍの波長に対してｋ１＝ｋ２＝１であり、約７５０ｎｍの波長に対してｋ１＝１．２５及びｋ２＝１であり、約８１０ｎｍの波長に対してｋ１＝１．６及びｋ２＝１であり、約９４０ｎｍの波長に対してｋ１＝３及びｋ２＝１であり、そして１０６０〜１４００ｎｍの波長に対してｋ１＝５及びｋ２＝１である］未満である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
発散単色光のラジアンスを測定し、そして前記発散単色光のラジアンスが、予め決定した安全値よりも大きい場合に、事故の発生としての警告を発することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記単色光が、コリメートされたレーザービーム、収束レーザービーム、集中させた複数のレーザービーム、及び光ファイバーで案内されるレーザービームからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記単色光源が、エキシマーレーザー、色素レーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー（１０６４、１３２０、及び４４０ｎｍ）、周波数重複Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、ダイオードレーザー（例えば、８１０〜８３０ｎｍ、９４０ｎｍ、及び１４５０ｎｍの波長で操作するダイオードレーザー）、ダイオードレーザーのスタック、ＬＩＣＡＦレーザー、Ｅｒ：ガラスレーザー、Ｅｒ：ＹＡＧレーザー、Ｅｒ：ＹＳＧＧレーザー、ＣＯ２レーザー、同位体ＣＯ２レーザー、及びホルミウムレーザーからなる群から選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記単色光が、３０８〜１６００ｎｍ、又は１７５０ｎｍ〜１１．５μｍの間の波長を有し、そして前記単色光源のエネルギー密度レベルが、０．０１〜２０００Ｊ／ｃｍ２である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記単色光源が、複数の単色ダイオードである、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記肉体的安全性が、眼の安全性、皮膚の安全性、及び環境の安全性を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
第一の位置における出射ビームが、美容的用途、医学的用途、及び工業的用途からなる群から選択される用途において使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
第一の位置における出射ビームが、脱毛、顔又は脚に位置する血管の凝固、酒さの治療、入れ墨の除去、皮膚内の色素性病変の除去、皮膚の若返り処理、乾癬の治療、ざ瘡の治療、スキン・リサーフェシング、皮膚の蒸化、コラーゲン収縮、歯科的用途、歯ぐきからの色素の除去、歯の白色化、皮膚科学、婦人科学、足病学、泌尿器科学、痛みの軽減、透明なプラスチック材料のレーザー溶接、材料の表面処理、レーザーアニーリング、塗料及びインク着色の蒸発、並びにビルディング、石、アンティーク彫刻、及び陶磁器のクリーニングからなる群から選択される用途において使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
レーザービームを、制御可能に移動して拡散的透過エレメントの標的を走査することができる、請求項４に記載の方法。
【請求項１９】
レーザービームにより衝突されるべき標的の順序が、プログラム可能である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
以下の工程、すなわち：
拡散的透過エレメントと透明な透過エレメント（前記拡散的透過エレメント及び透明な透過エレメントは、前記単色光に対して透過的である）との間に間隙が形成されるように、透明な透過エレメントを有する拡散ユニットを準備し、
前記透明な透過エレメントを、標的の皮膚の位置上に置き、
単色光を前記標的の皮膚の位置に対して方向付けし、そして
前記間隙内の皮膚を冷却する
工程を更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項２１】
第一の位置における発散した出射ビームの半角が、６度を超える、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
第一の位置における発散した出射ビームの半角が、４２度を超える、請求項４に記載の方法。
【請求項２３】
レーザーパルスの持続時間が１ｎ秒〜１５００ｍ秒の範囲内であり、そしてスポットサイズの直径が１〜２０ｍｍの範囲内である、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
一連のパルスを生成させる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
標的のエステティック処理、医学的処理、又は工業的処理に適切なレーザー源を、眼に安全なレーザーユニットに変換する方法であって、
（ａ）前記レーザー源を、ディスタルエンドを有し、前記レーザー源により生じた光を前記標的に伝達する光伝達手段に接続し、
（ｂ）発散させる光学ユニットを前記光伝達手段のディスタルエンドに取り付け、単色光が前記光伝達手段を介して伝搬することができるようにし；そして
（ｃ）伝達された単色光を、前記ディスタルエンドにおいて、発散させ；
それにより、非コヒーレントで且つ拡散した光放射を前記ディスタルエンドから充分に低いラジアンス値で生成して、前記光が、その光に露出する、傍に居る人の眼に安全であり、且つ処理位置において、前記エステティック処理、医学的処理、又は工業的処理を実施するのに充分な高いエネルギー密度を有するようにする
ことを含む、前記方法。
【請求項２６】
前記ユニットが、発散性の拡散光学ユニットである、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
（ａ）ディスタルエンドを有する単色光源を準備し；
（ｂ）単色光に対して透過的な透過エレメント２つを有し、前記エレメント２つの間に間隙が形成されるユニットを準備し；
（ｃ）前記ユニットを、前記単色光源のディスタルエンドに取り付け；
（ｄ）処理すべき皮膚の位置に前記ユニットを配置し；
（ｅ）前記間隙内に配置された皮膚冷却手段を準備し；
（ｆ）前記ユニットを介して前記皮膚の位置に単色光を伝搬させることにより、処理すべき皮膚位置の温度を上昇させ；そして
（ｇ）前記皮膚冷却手段に前記皮膚位置を冷却させる
ことを含む、単色光を照射された皮膚を冷却する方法。
【請求項２８】
以下の工程、すなわち：
（ａ）拡散的透過エレメント及び前記拡散的透過エレメントとは離れて位置する透明な透過エレメントを含むユニットを準備し；
（ｂ）単色光を、前記拡散的透過エレメントによって散乱させることにより、前記透明な透過エレメントからの出射ビームのエネルギー密度を、前記単色光のエネルギー密度と実質的に同じにし；そして
（ｃ）標的から予め決定した位置へと前記ユニットを移動し、その場で、前記拡散的透過エレメントからの出射ビームのエネルギー密度を前記単色光のエネルギー密度よりも有意に低くする
工程を更に含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記皮膚冷却手段が、前記単色光に対して透過的な流体であり、前記流体が、前記間隙内に挿入された導管を通って流れる、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記流体が、外部冷却器と流体的に連絡している、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記皮膚冷却手段が熱電冷却素子であり、前記熱電冷却素子が、治療すべき皮膚位置上に配置される伝搬エレメントの横側を冷却するように作動する、請求項２７又は２８に記載の方法。
【請求項３２】
単色光源を得て、そして単色光パルスの放射前に可視フラッシュを発生させることにより、傍に居る人に眼をまばたきさせるか又は視野を変えさせて、前記単色光を凝視することを防ぐ
ことを含む、単色光源に露出している間の眼の安全性を改良する方法。
【請求項３３】
前記可視フラッシュの発生を、単色光パルスの放射のタイミングに同調させる、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記パルスの持続時間が、まばたき応答時間よりも短い、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記単色光源が、脱毛、光若返り処理、又は血管病変の治療に適している、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
単色光源に露出する、傍に居る人の肉体的安全性を改良するための装置であって、前記光を標的に伝達するための光伝達手段、及び前記光伝達手段のディスタルエンドに取り付けられている光発散手段を含み、前記発散手段が、単色光の発散を起こすように適合されており、そのため、標的に関する前記ディスタルエンドの第一の位置において、前記ディスタルエンドからの出射ビームのエネルギー密度が、前記単色光のエネルギー密度と実質的に等しくなり、そして標的に関する前記ディスタルエンドの第二の位置において、前記ディスタルエンドから放射される光のラジアンスが、前記単色光のラジアンスよりも有意に低くなる、前記装置。
【請求項３７】
前記発散手段が、フォーカスレンズ１つ以上、反射材複数、及び単色光に対して透過的で、遠位に配置された板を有する発散ユニットを含み、前記レンズ１つ以上の各々は、前記反射材少なくとも１つの上に単色光の焦点をあわせるのに適した焦点距離を有しており、前記反射材の各々は、前記の複数の反射材によって反射された回数に応じて変化する種々の角度で前記板から光線が出るように配置されていて、それにより、前記単色光に発散を起こさせる、請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
前記発散手段が、散乱手段でもある、請求項３６に記載の装置。
【請求項３９】
前記散乱手段が、光伝達手段のディスタルエンドに取り付けることができる拡散ユニットを含み、前記拡散ユニットが、本質的にコヒーレントな単色光に対して透過的な拡散的透過エレメント少なくとも１つを含む、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記散乱手段が、光伝達手段のディスタルエンドに取り付けることができる拡散ユニットを含み、前記拡散ユニットが、角度ビーム・エキスパンダー及び拡散体少なくとも１つを含む、請求項３８に記載の装置。
【請求項４１】
前記散乱手段が、光伝達手段のディスタルエンドに取り付けることができる拡散ユニットを含み、前記拡散ユニットが、拡散体複数を含み、その拡散体の少なくとも１つが同軸的に変位可能であり、そのため、動作位置において、前記拡散体複数が、光伝達手段のディスタルエンドの第一の位置において、他の拡散体と相互に実質的に接触し、そして前記拡散ユニットからの出射ビームのエネルギー密度が、前記単色光のエネルギー密度と実質的に等しくなり、そして非動作位置において、前記拡散体のそれぞれが、間隙により相互に他の拡散体から分離され、そのため、前記拡散ユニットから放射される光のラジアンスが、前記拡散ユニットのディスタルエンドの第二の位置における単色光のラジアンスよりも有意に低い、請求項３８に記載の装置。
【請求項４２】
第一の位置が、単色光を方向付ける標的に実質的に接触する位置である、請求項３６に記載の装置。
【請求項４３】
発散単色光のラジアンスが、１４Ｊ／ｃｍ２／ｓｒ未満である、請求項３６〜４１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４４】
発散単色光のラジアンスが、
１０＊ｋ１＊ｋ２＊（ｔ∧１／３）Ｊ／ｃｍ２／ｓｒ
［式中、ｔは、レーザーパルス持続時間（秒）であり、４００〜７００ｎｍの波長に対してｋ１＝ｋ２＝１であり、約７５０ｎｍの波長に対してｋ１＝１．２５及びｋ２＝１であり、約８１０ｎｍの波長に対してｋ１＝１．６及びｋ２＝１であり、約９４０ｎｍの波長に対してｋ１＝３及びｋ２＝１であり、そして１０６０〜１４００ｎｍの波長に対してｋ１＝５及びｋ２＝１である］未満である、請求項３６〜４１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４５】
前記単色光が、コリメートされたレーザービーム、収束レーザービーム、集中させた複数のレーザービーム、及び光ファイバーで案内されるレーザービームからなる群から選択される、請求項３６に記載の装置。
【請求項４６】
前記単色光源が、エキシマーレーザー、色素レーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー（１０６４、１３２０、及び１４４０ｎｍ）、周波数重複Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、ダイオードレーザー（例えば、８１０〜８３０ｎｍ、９４０ｎｍ、及び１４５０ｎｍの波長で操作するダイオードレーザー）、ダイオードレーザーのスタック、ＬＩＣＡＦレーザー、Ｅｒ：ガラスレーザー、Ｅｒ：ＹＡＧレーザー、Ｅｒ：ＹＳＧＧレーザー、ＣＯ２レーザー、同位体ＣＯ２レーザー、及びホルミウムレーザーユニットからなる群から選択される、請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記単色光が、３０８〜１６００ｎｍ、又は１７５０ｎｍ〜１１．５μｍの間の波長を有し、そして前記単色光源のエネルギー密度レベルが、０．０１〜２０００Ｊ／ｃｍ２である、請求項３６に記載の装置。
【請求項４８】
前記単色光源が、複数の単色ダイオードである、請求項３６に記載の装置。
【請求項４９】
前記肉体的安全性が、眼の安全性、皮膚の安全性、及び環境の安全性を含む、請求項３６に記載の装置。
【請求項５０】
第一の位置における出射ビームが、美容的用途、医学的用途、及び工業的用途からなる群から選択される用途において使用される、請求項３６に記載の装置。
【請求項５１】
第一の位置における出射ビームが、脱毛、顔又は脚に位置する血管の凝固、酒さの治療、入れ墨の除去、皮膚内の色素性病変の除去、皮膚の若返り処理、乾癬の治療、ざ瘡の治療、スキン・リサーフェシング、皮膚の蒸化、コラーゲン収縮、歯科的用途、歯ぐきからの色素の除去、歯の白色化、皮膚科学、婦人科学、足病学、泌尿器科学、痛みの軽減、透明なプラスチック材料のレーザー溶接、材料の表面処理、レーザーアニーリング、塗料及びインク着色の蒸発、並びにビルディング、石、アンティーク彫刻、及び陶磁器のクリーニングからなる群から選択される用途において使用される、請求項３６に記載の装置。
【請求項５２】
レーザーパルスの持続時間が１ｎ秒〜１５００ｍ秒である、請求項４５に記載の装置。
【請求項５３】
前記レーザーユニットが、継続的に作業する操作の場合に、１〜２０００Ｗの範囲のパワーレベルを有する、請求項４６に記載の装置。
【請求項５４】
それぞれの拡散的透過エレメントの材料が、シリカ、ガラス、サファイア、ダイアモンド、非吸収性ポリマー、光拡散ポリマー、ポリカーボネート、アクリル系誘導体、高密度に詰め込まれた繊維、ＮａＣｌ、ＣａＦ２、ガラス、ＺｎＳｅ、及びＢａＦ２からなる群から選択される、請求項３９に記載の装置。
【請求項５５】
前記拡散ユニットが、拡散的透過エレメントと離れている透明な透過エレメントを更に有しており、前記の拡散的透過エレメント及び透明な透過エレメントは、互いに平行であり、且つ前記拡散ユニットの縦軸に対して垂直である、請求項３９に記載の装置。
【請求項５６】
前記透明な透過エレメントが、ガラス、サファイア、透過性ポリマー（ポリカーボネート及びアクリル系誘導体を含む）、ＢａＦ２、ＮａＣｌ、及びＺｎＦ２からなる群から選択される材料から製造されている、請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記の拡散的透過エレメントと透明な透過エレメントとの間の間隔が、２ｍｍ未満である、請求項５５に記載の装置。
【請求項５８】
それぞれの拡散的透過エレメントが、それらに不規則に分布する複数の凹凸を有する、請求項３９に記載の装置。
【請求項５９】
前記拡散的透過エレメントが、回折パターンによって、又は不規則に分布する細い繊維のアレイによって形成される、請求項３９に記載の装置。
【請求項６０】
前記拡散ユニットが、光ガイド少なくとも１つを含み、それぞれの前記光ガイドが、内部的に反射する壁及び出射表面を更に含む、請求項４０に記載の装置。
【請求項６１】
光ガイドが先細りしている、請求項６０に記載の装置。
【請求項６２】
光ガイドが、固形ガラス、サファイア、プラスチック、及び液体誘電体材料からなる群から選択される材料から製造されている、請求項６０に記載の装置。
【請求項６３】
単色光の発散角を増加させる光学エレメント、及び前記光学エレメントから光を受容して、受容した前記光を光ガイドに対して放射する拡散体を、更に含み、前記光ガイドの出射表面が、広角の拡張された拡散体光源として機能する、請求項６０に記載の装置。
【請求項６４】
反射材複数を更に含み、拡散ユニットに対する各反射材の角度配置及び距離が、移動可能であり、それによって、拡散的透過エレメント上の選択された標的に対して単色光を正確に方向付けされる、請求項３９に記載の装置。
【請求項６５】
単色光が当てられるべき標的の順序をプログラミングするのに適した演算装置を更に含む、請求項６４に記載の装置。
【請求項６６】
単色光を拡散的透過エレメント上の標的に対して迅速に移動させるためのスキャナを更に含む、請求項３９に記載の装置。
【請求項６７】
単色光源のディスタルエンドの第一の位置において、発散手段のディスタルエンドと標的との間の距離が、２ｍｍ及び前記単色光の直径のいずれか小さい方である、請求項３６に記載の装置。
【請求項６８】
ユニットが、取り付け手段によって単色光源のディスタルエンドに取り付けられている、請求項３７〜４１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６９】
前記ユニットが、単色光源のディスタルエンドに堅固に取り付けられている、請求項６８に記載の装置。
【請求項７０】
前記ユニットが、製造の間に、単色光源のディスタルエンドと一体的に形成されており、前記単色光源の外壁の内部に前記ユニットが配置されている、請求項６８に記載の装置。
【請求項７１】
前記取り付け手段が、取り外し可能である、請求項６８に記載の装置。
【請求項７２】
前記取り付け手段が、単色光源に対して持続的に取り付けられていて、且つ取り外し可能であり、それにより、変位可能なユニットの或る位置において、前記単色光源がコヒーレントであり、変位可能な前記ユニットを介して伝搬せず、そして、変位可能な前記ユニットが単色光源のディスタルエンドに取り付けられる第二の位置において、前記単色光が、非コヒ−レントであり、変位可能な前記ユニットを介して伝搬する、請求項７１に記載の装置。
【請求項７３】
前記発散単色光の発散角が、半角６度よりも大きい、請求項３６に記載の装置。
【請求項７４】
散乱した出射ビームの半角が、４２度を超える、請求項３９に記載の装置。
【請求項７５】
標的から蒸気又は粒子を排出することにより、前記ユニットの光学的特性の変化を予防する手段を更に含む、請求項３７〜４１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７６】
前記排出手段が、鉛直交差−伝搬エレメント中においてＵ字型であり、その横方向の端部において標的と接触することができ、及びその中央開放領域によって形成される間隙を介して蒸気又は粒子を排出することができる、請求項７５に記載の装置。
【請求項７７】
前記排出手段が、前記ユニットからの出射ビームを標的へ集中するリレー光学装置を更に含む、請求項７５に記載の装置。
【請求項７８】
艶消し透過エレメントと透明な透過エレメントとの間に形成される間隙内に配置される皮膚冷却手段を更に含む、請求項５５に記載の装置。
【請求項７９】
前記発散単色光のラジアンスを測定する手段、前記測定手段と連絡している制御回路、及び前記単色光源、並びに、前記制御回路と連絡しており、前記発散単色光のラジアンスが、予め決定した安全値よりも大きい場合に事故が発生したものとして作動する警告手段を、更に含む、請求項３６に記載の装置。
【請求項８０】
可視フラッシュを発生させる手段、及び前記可視フラッシュを発生させる手段及び前記単色光源と連絡している制御回路を更に含み、前記制御回路が、各単色光パルスの放射前にフラッシュが発生するように同調化されている、請求項３６に記載の装置。
【請求項８１】
前記単色光源が、ダイオード光源のアレイ１つ以上である、請求項３６に記載の装置。
【請求項８２】
ハンドピースを含む、請求項３６に記載の装置。
【請求項８３】
（ａ）ディスタルエンドを有する単色光源；
（ｂ）単色光源のディスタルエンドに取り付けることが可能なユニットであって、単色光に対して透過的なエレメント２つを有しており、前記エレメント２つの間に間隙が形成されている、前記ユニット；及び
（ｃ）前記間隙内に挿入することが可能な皮膚冷却手段であって、標的の皮膚の位置における温度上昇速度を下げるように適合している、前記皮膚冷却手段
を含む、単色光を照射された皮膚を冷却するための装置。
【請求項８４】
エレメントの１方が、拡散的透過エレメントであり、そしてその他方のエレメントが、前記拡散的透過エレメントに関して遠くに位置する透明な透過エレメントであり、それによって、拡散ユニットからの出射ビームのエネルギー密度が、標的の皮膚の位置に隣接する位置においては、前記拡散ユニットを配置することにより、前記単色光のエネルギー密度に実質的に等しくなり、そして前記標的から離れた位置においては、前記単色光のエネルギー密度よりも有意に低くなる、請求項８３に記載の装置。
【請求項８５】
前記皮膚冷却手段が、前記単色光に対して透過的な流体であり、前記流体が、前記間隙内に挿入された導管を通って流れる、請求項８３に記載の装置。
【請求項８６】
前記流体が、外部冷却器と流体的に連絡している、請求項８５に記載の装置。
【請求項８７】
前記流体が、液体又は気体である、請求項８５に記載の装置。
【請求項８８】
前記皮膚冷却手段が、熱電冷却素子であり、前記熱電冷却素子が、治療すべき皮膚位置に隣接して配置されるエレメントの横側を冷却するように作動する、請求項８３又は８４に記載の装置。
【請求項８９】
更にスキャナを含み、前記スキャナが、拡散的透過エレメント上の標的に対する単色光の迅速な移動に適合され、前記皮膚冷却手段が、標的の皮膚の相当する位置において継続的に冷却することができる、請求項８３〜８８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９０】
単色光源、単色光の放射前に可視フラッシュを発生させる手段、及び前記可視フラッシュを発生させる手段と連絡している制御回路
を含む、単色光源に露出されている間の眼の安全性を改良する装置。
【請求項９１】
それぞれの単色光パルスの放射前に前記フラッシュが発生するように前記制御回路を同調させ、それにより、傍に居る人に眼をまばたきさせるか又は視野を変えさせて、前記単色光を注視することを避けるようにする、請求項９０に記載の装置。
【請求項９２】
前記パルスの持続時間が、まばたき応答時間よりも短い、請求項９１に記載の装置。
【請求項９３】
前記単色光源が、脱毛、光若返り処理、又は血管病変の治療に適している、請求項９０に記載の装置。
【国際調査報告】
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