(57)【要約】  標的表面をレーザ治療するハンドピース組立体は、電源・制御装置モジュールに取り外し可能に結合されたケーブルコネクタを含む。ケーブルコネクタは、電源・制御装置モジュールから電力及び制御信号を受け取るよう構成されている。ハンドピース組立体は、ケーブルコネクタから電力及び制御信号を受け取り、受け取った電力及び制御信号に基づいて電磁エネルギーを発生させるよう構成されたレーザモジュールを含む。レーザモジュールは、ケーブルコネクタ及びハンドピースに取り外し可能に結合される交換可能なモジュールである。交換可能なモジュールは、特定のレーザモジュールをハンドピース組立体から取り外して別のレーザモジュールに交換することができる。ハンドピース組立体は、レーザモジュールから電磁エネルギーを受け取って電磁エネルギーを標的表面に差し向けるよう構成されたハンドピースを更に含む。【選択図】図１
2015533579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標的表面をレーザ治療するハンドピース組立体であって、前記ハンドピース組立体は、
電源・制御装置モジュールに取り外し可能に結合されたケーブルコネクタを含み、前記ケーブルコネクタは、前記電源・制御装置モジュールから電力及び制御信号を受け取るよう構成され、
前記ケーブルコネクタから前記電力及び前記制御信号を受け取り、受け取った前記電力及び前記制御信号に基づいて電磁エネルギーを発生させるよう構成されたレーザモジュールを含み、前記レーザモジュールは、前記レーザモジュールを前記ハンドピース組立体から取り外すことができるよう前記ケーブルコネクタ及びハンドピースに取り外し可能に結合される交換可能なモジュールであり、前記交換可能なモジュールは、特定のレーザモジュールを前記ハンドピース組立体から取り外して別のレーザモジュールに交換することができ、
前記ハンドピースは、前記レーザモジュールから前記電磁エネルギーを受け取って前記電磁エネルギーを前記標的表面に差し向けるよう構成されている、ハンドピース組立体。
【請求項２】
前記交換可能なモジュールは、前記ケーブルコネクタ、前記ハンドピース、又は前記電源・制御装置モジュールの交換を必要としないで、前記特定のレーザモジュールを前記別のレーザモジュールに交換することができる、請求項１記載のハンドピース組立体。
【請求項３】
前記特定のレーザモジュールは、第１の形式の光源を含み、前記第１の形式は、レーザダイオード、ダイオード励起固体レーザ、フラッシュランプ励起固体レーザ、又は発光ダイオードであり、
前記別のレーザモジュールは、第２の形式の光源を含み、前記第２の形式は、前記第１の形式とは異なっており、前記第２の形式は、レーザダイオード、ダイオード励起固体レーザ、フラッシュランプ励起固体レーザ、又は発光ダイオードである、請求項１記載のハンドピース組立体。
【請求項４】
前記特定のレーザモジュールは、第１の波長の前記電磁エネルギーを発生させるよう構成され、前記別のレーザモジュールは、前記第１の波長とは異なる第２の波長の前記電磁エネルギーを発生させるよう構成されている、請求項１記載のハンドピース組立体。
【請求項５】
前記ハンドピースは、前記ハンドピースを前記ハンドピース組立体から取り外すことができるよう前記レーザモジュールに取り外し可能に結合され、
前記ハンドピースは、交換可能であり、前記交換可能なハンドピースは、前記ケーブルコネクタ、前記レーザモジュール、又は前記電源・制御装置モジュールの交換を必要としないで、特定のハンドピースを前記ハンドピース組立体から取り外して別のハンドピースに交換することができる、請求項１記載のハンドピース組立体。
【請求項６】
前記特定のハンドピースは、第１の臨床的作業向きに構成され、前記別のハンドピースは、前記第１の臨床的作業とは異なる第２の臨床的作業向きに構成されている、請求項５記載のハンドピース組立体。
【請求項７】
前記第１の臨床的作業は、手術、歯ホワイトニング作業、又は疼痛治療作業であり、前記第２の臨床的作業は、手術、歯ホワイトニング作業、又は疼痛治療作業である、請求項６記載のハンドピース組立体。
【請求項８】
前記ハンドピース組立体は、前記ケーブルコネクタ及びケーブルを介して前記電源・制御装置モジュールに取り外し可能に結合され、前記取り外し可能な結合により、前記ハンドピース組立体を前記電源・制御装置モジュールから切り離すことができ、
前記ハンドピース組立体は、交換可能であり、前記交換可能なハンドピース組立体は、前記電源・制御装置モジュールの交換を必要としないで、特定のハンドピース組立体を前記電源・制御装置モジュールから切り離して別のハンドピース組立体に交換することができる、請求項１記載のハンドピース組立体。
【請求項９】
前記ハンドピース組立体は、ファイバケーブルを含んでおらず、前記ハンドピース組立体と前記電源・制御装置モジュールとの接続手段は、ファイバケーブルを含んでいない、請求項１記載のハンドピース組立体。
【請求項１０】
前記ハンドピース組立体は、前記電源・制御装置モジュールが前記ハンドピース組立体に組み込まれることがないよう前記電源・制御装置モジュールとは別個独立である、請求項１記載のハンドピース組立体。
【請求項１１】
レーザシステムであって、前記レーザシステムは、
電力及び制御信号をハンドピース組立体に提供するよう構成された電源・制御装置モジュールを含み、前記電源・制御装置モジュールは、ケーブルを介して前記ハンドピース組立体に取り外し可能に結合され、
前記ハンドピース組立体は、
前記ケーブルを介して前記電源・制御装置モジュールに取り外し可能に結合されたケーブルコネクタを含み、前記ケーブルコネクタは、前記電源・制御装置モジュールから前記電力及び制御信号を受け取るよう構成され、
前記ケーブルコネクタから前記電力及び制御信号を受け取り、受け取った前記電力及び制御信号に基づいて電磁エネルギーを発生させるよう構成されたレーザモジュールを含み、
前記レーザモジュールから前記電磁エネルギーを受け取り、前記電磁エネルギーを標的表面に差し向けるよう構成されたハンドピースを含む、レーザシステム。
【請求項１２】
前記ハンドピース組立体は、前記ケーブルコネクタ及び前記ケーブルを介して前記電源・制御装置モジュールに取り外し可能に結合され、前記取り外し可能な結合により、前記ハンドピース組立体を前記電源・制御装置モジュールから切り離すことができ、
前記ハンドピース組立体は、交換可能であり、前記交換可能なハンドピース組立体は、前記電源・制御装置モジュールの交換を必要としないで、特定のハンドピース組立体を前記電源・制御装置モジュールから切り離して別のハンドピース組立体に交換することができる、請求項１１記載のレーザシステム。
【請求項１３】
前記電源・制御装置モジュールからの前記電力及び制御信号は、前記ケーブルにより前記ハンドピース組立体に送信され、
前記電源・制御装置モジュールは、デンタルチェアに組み込まれ、
前記ケーブルは、加圧空気又は水を前記デンタルチェアから前記ハンドピース組立体に運ぶ空気チャネル又は水チャネルを含む、請求項１１記載のレーザシステム。
【請求項１４】
前記ハンドピース組立体は、ｉ）前記レーザモジュールの出力パラメータを制御する命令及びｉｉ）前記レーザモジュールの動作状態をモニタする命令を内蔵したマイクロプロセッサを含む、請求項１１記載のレーザシステム。
【請求項１５】
前記命令は、前記ケーブルにより前記電源・制御装置モジュールから前記マイクロプロセッサに送信される、請求項１４記載のレーザシステム。
【請求項１６】
前記ハンドピース組立体は、前記ケーブルによりフィードバック信号を前記電源・制御装置モジュールに送信し、前記フィードバック信号は、前記レーザモジュールの前記動作状態を含み、
前記動作状態は、前記レーザモジュールの出力電力又は前記レーザモジュールの温度である、請求項１４記載のレーザシステム。
【請求項１７】
前記レーザモジュールは、電子識別子を含み、
前記電子識別子は、前記ケーブルにより前記ハンドピース組立体から前記電源・制御装置モジュールに送信される、請求項１１記載のレーザシステム。
【請求項１８】
前記電源・制御装置モジュールは、ワイヤレス遠隔制御装置から信号を受け取り又はネットワークと通信するワイヤレス通信回路系を含む、請求項１１記載のレーザシステム。
【請求項１９】
前記レーザモジュールは、前記レーザモジュールを前記ハンドピース組立体から取り外すことができるよう前記ケーブルコネクタ及び前記ハンドピースに取り外し可能に結合され、
前記レーザモジュールは、交換可能なモジュールであり、前記交換可能なモジュールは、前記ケーブルコネクタ、前記ハンドピース、又は前記電源・制御装置モジュールの交換を必要としないで、特定のレーザモジュールを前記ハンドピース組立体から取り外して別のレーザモジュールに交換することができる、請求項１１記載のレーザシステム。
【請求項２０】
前記ハンドピース組立体は、前記ケーブルコネクタ及びケーブルを介して前記電源・制御装置モジュールに取り外し可能に結合され、前記取り外し可能な結合により、前記ハンドピース組立体を前記電源・制御装置モジュールから切り離すことができ、
前記ハンドピース組立体は、交換可能であり、前記交換可能なハンドピース組立体は、前記電源・制御装置モジュールの交換を必要としないで、特定のハンドピース組立体を前記電源・制御装置モジュールから切り離して別のハンドピース組立体に交換することができる、請求項１１記載のレーザシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書において説明する技術は、一般に、レーザ治療装置、特に電磁エネルギーを標的表面に送出する交換可能なハンドピース組立体に関する。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本願は、２０１２年１０月２４日に出願された米国特許仮出願第６１／７１７，９５６号（発明の名称：Laser Module for a Dental Chair Terminal）及び２０１３年３月１２日に出願された米国特許仮出願第６１／７７７，１１２号（発明の名称：Interchangeable Laser Module for a Dental Chair Terminal）の優先権主張出願であり、これら米国特許仮出願を参照により引用し、これらの記載内容全体を本明細書の一部とする。
【背景技術】
【０００３】
電磁エネルギー装置が種々の分野で用いられている。例えば、可視光の形態の電磁エネルギーで領域を照明するために単純な白熱ランプが用いられる場合がある。別の形式の電磁エネルギー、例えばレーザビームが種々の処置、例えば、溶融、切断等を実施するために領域を照明し、標的を識別し、或いは集中したエネルギーを標的に送出するために用いられる場合がある。或る特定の医療装置は、電磁エネルギーを標的表面、例えば眼に送出する場合があり、その目的は、視力の不具合を矯正することにある。他の医療装置は、例えば切断又はホワイトニング作業を実施するために電磁エネルギーを歯の表面の方へ向ける場合がある。内視鏡装置は、例えば人体の内側部分の視覚化を高めるために用いられる場合があり、その目的は、疾患組織を検出し又は取り除くことにある。
【発明の概要】
【０００４】
標的表面をレーザ治療するハンドピース組立体及びレーザシステムが開示される。標的表面をレーザ治療するハンドピース組立体は、電源・制御装置モジュールに取り外し可能に結合されたケーブルコネクタを含む。ケーブルコネクタは、電源・制御装置モジュールから電力及び制御信号を受け取るよう構成されている。ハンドピース組立体は、ケーブルコネクタから電力及び制御信号を受け取り、受け取った電力及び制御信号に基づいて電磁エネルギーを発生させるよう構成されたレーザモジュールを更に含む。レーザモジュールは、レーザモジュールをハンドピース組立体から取り外すことができるようケーブルコネクタ及びハンドピースに取り外し可能に結合された交換可能なモジュールである。交換可能なモジュールは、特定のレーザモジュールをハンドピース組立体から取り外して別のレーザモジュールに交換することができる。ハンドピース組立体は、レーザモジュールから電磁エネルギーを受け取って交換可能なチップ（先端）アタッチメントを介してこの電磁エネルギーを標的表面に差し向けるよう構成されたハンドピースを更に含む。
【０００５】
別の例では、レーザシステムは、電力及び制御信号をハンドピース組立体に提供するよう構成された電源・制御装置モジュールを含む。電源・制御装置モジュールは、ケーブルを介してハンドピース組立体に取り外し可能に結合されている。レーザシステムは、ハンドピース組立体を更に含み、ハンドピース組立体は、ケーブルを介して電源・制御装置モジュールに取り外し可能に結合されたケーブルコネクタを含む。ケーブルコネクタは、電源・制御装置モジュールから電力及び制御信号を受け取るよう構成されている。ハンドピース組立体は、ケーブルコネクタから電力及び制御信号を受け取り、受け取った電力及び制御信号に基づいて電磁エネルギーを発生させるよう構成されたレーザモジュールを更に含む。ハンドピース組立体は、レーザモジュールから電磁エネルギーを受け取ってこの電磁エネルギーを標的表面に差し向けるよう構成されたハンドピースを更に含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】デンタルチェアに組み込まれた電源・制御装置モジュール及び電源・制御装置モジュールに接続されたハンドピース組立体を含む例示のレーザシステムを示す図である。
【図２Ａ】ケーブルコネクタ、レーザモジュール、ハンドピース、及びチップ（先端部）を含む例示のハンドピース組立体を示す図である。
【図２Ｂ】ケーブルコネクタ、レーザモジュール、ハンドピース、及びチップを含む例示のハンドピース組立体を示す図であり、単一のユニットを形成するよう互いに連結された構成部品を示す図である。
【図３】種々の互換性のあるレーザモジュール及び種々の互換性のあるハンドピースを含む例示のレーザシステムを示す図である。
【図４】デンタルチェア用の例示のレーザシステムを示す図である。
【図５】電源・制御装置モジュール、ハンドピース組立体、及びハンドピース組立体に含まれるレーザモジュールを互いに接続する際に用いられる例示のケーブルコネクタを示す図である。
【図６】デンタルチェアの計器板と電源・制御装置モジュールとハンドピース組立体との例示の接続手段を示す例示のレーザシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、デンタルチェア１２０に組み込まれた電源・制御装置モジュール１０２及び電源・制御装置モジュール１０２に接続されたハンドピース組立体１０４を含む例示のレーザシステム１００を示している。例示のレーザシステム１００では、電源・制御装置モジュール１０２は、ケーブル１０６を介して電力及び制御信号をハンドピース組立体１０４に提供するよう用いられる。例えば、電源・制御装置モジュール１０２により提供される電力は、駆動電流をハンドピース組立体１０４に設けられているレーザモジュール１１０に提供するよう用いられるＤＣ電圧を含むのが良い。電源・制御装置モジュール１０２によりハンドピース組立体１０４に提供される制御信号は、レーザモジュール１１０の動作を制御する種々の電子信号を含む。例えば、制御信号は、レーザモジュール１１０をターンオンしたり、レーザモジュール１１０をシャットオフしたり、レーザモジュール１１０により提供可能な最大出力電力を制御したりし、或いはハンドピース組立体１０４の種々の他の観点を制御するよう利用可能である。電源・制御装置モジュール１０２は、デンタルチェア１２０の機器端末装置内に設けられ又はこの機器端末装置に取り付けられる。
【０００８】
ハンドピース組立体１０４は、ケーブルコネクタ１０８、レーザモジュール１１０、ハンドピース１１４、及びチップ（先端部）１１５を含む。ケーブルコネクタ１０８は、ケーブル１０６を介して電源・制御装置モジュール１０２に取り外し可能に結合されており、このケーブルコネクタは、電源・制御装置モジュール１０２から電力及び制御信号を受け取るために用いられる。かくして、ケーブルコネクタ１０８は、電力及び制御信号を受け取り、しかる後、受け取った電力及び制御信号をハンドピース組立体１０４の他の部分に配信するのに必要な接続部を含む。注目されるように、図１の例示の記載は、ケーブルコネクタ１０８をハンドピース組立体１０４とは別体のものとして示しているが、他の実施例では、ケーブルコネクタ１０８は、ハンドピース組立体１０４に組み込まれ、かかる他の実施例ではハンドピース組立体の一部であるとみなされる。
【０００９】
ハンドピース組立体１０４のレーザモジュール１１０は、ケーブルコネクタ１０８に接続され、このレーザモジュールは、ケーブルコネクタ１０８から電力及び制御信号を受け取るよう構成されている。受け取った電力及び制御信号に基づき、レーザモジュール１１０は、電磁エネルギー１１２（例えば、レーザー光）を発生させる。レーザモジュール１１０は、例えば、レーザダイオード、ダイオード励起固体レーザ、フラッシュランプ励起固体レーザ、発光ダイオード、又は別の形式の光発生コンポーネントであるのが良い。ハンドピース１１４は、レーザモジュール１１０から電磁エネルギー１１２を受け取り、この電磁エネルギー１１２を標的表面１１８に差し向ける。図１の実施例では、標的表面は、歯科患者の口の一領域（例えば、歯、歯肉等）であるのが良い。ハンドピース１１４は、特定用途向けであり、かくして、特定の臨床的用途に特有の幾何学的形状又は光学部品（例えば、レンズ等）を含むのが良い。電磁エネルギー１１２を標的表面１１８に差し向ける際、チップ１１５が用いられる。チップ１１５は、ハンドピース１１４から電磁エネルギー１１２を受け取り、このチップは、光ファイバ材料、サファイヤ、又は他の光学材料を含むのが良い。さらに、チップ１１５は、特定の臨床的用途向きに最適化されるよう形作られるのが良い。
【００１０】
上述したように、ハンドピース組立体１０４は、電源・制御装置モジュール１０２に取り外し可能に結合されていて、電源・制御装置モジュール１０２から電力及び制御信号を受け取るよう用いられるケーブルコネクタ１０８を含む。ケーブルコネクタ１０８は、デンタルチェア１２０に設けられたケーブルコネクタ１２２と結合するよう設計されており、その結果、種々の信号及び物質がケーブル１０６によりデンタルチェア１２０とハンドピース組立体１０４との間で運ばれるようになっている。符号１２４のところに示されているように、ケーブル１０６により運ばれる信号及び物質は、上述の電力及び制御信号を含み、更に、加圧空気、水又は別の液体、フィードバック信号、及び固有の識別子を含む。
【００１１】
ケーブル１０６は、デンタルチェア１２０とハンドピース組立体１０４との間の両方向の通信を可能にするのに必要な接続部を含む。かくして、デンタルチェア１２０からハンドピース組立体１０４への通信は、ケーブルコネクタ１０８のところで受け取られて電磁エネルギー１１２を発生させる際にレーザモジュール１１０により用いられる電力及び制御信号を含む。ケーブル１０６は、加圧空気又は水をデンタルチェア１２０からハンドピース組立体１０４に運ぶ空気チャネル又は水チャネルを更に含む。加圧空気又は水は、レーザモジュール１１０を冷却し又は標的表面１１８に又はこの周りに空気又は水スプレーをもたらすようハンドピース組立体１０４のところで用いられる。
【００１２】
ハンドピース組立体１０４からデンタルチェア１２０への通信手段は、上述のフィードバック信号を含む。フィードバック信号は、例えばレーザモジュール１１０の出力電力、レーザモジュール１１０の温度、又は診断用途用の他の信号の存在を示すことができるレーザモジュール１１０の種々の動作状態を含む。一実施例では、ハンドピース組立体１０４は、レーザモジュール１１０の出力パラメータを制御する（例えば、レーザモジュール１１０の出力電力を制御する）命令及びレーザモジュール１１０の動作状態をモニタする命令を内蔵したマイクロプロセッサを含む。マイクロプロセッサの命令は、ケーブル１０６を介して電源・制御装置モジュール１０２から受け取られる。マイクロプロセッサがハンドピース組立体１０４に組み込まれている実施例では、フィードバック信号は、マイクロプロセッサによってモニタされるレーザモジュール１１０の種々の動作状態を含む。
【００１３】
ハンドピース組立体１０４からデンタルチェア１２０への通信手段は、上述の固有の識別子を更に含む。一実施例では、レーザモジュール１１０は、固有の電子識別子を含む。電子識別子は、レーザモジュール１１０に組み込まれたレーザの形式及びレーザモジュール１１０の較正パラメータに関する情報を含む。レーザモジュール１１０に関する固有の識別子を電源・制御装置モジュール１０２に送信することによって、レーザモジュール１１０を保護するために電源・制御装置モジュール１０２内でセーフガードがトリガされる。例えば、固有の識別子は、レーザモジュール１１０によって受け取り可能な最大駆動電流を示すために用いられ、その結果、電源・制御装置モジュール１０２は、この値に基づいて供給される駆動電流を制約することができるようになっている。さらに、固有の識別子は、一般に、デンタルチェア１２０又は電源・制御装置モジュール１０２によるレーザモジュール１１０の識別のために用いられる。
【００１４】
従来、歯科又は医療用途用のレーザシステムは、２つの典型的な形態のうちの一方をなして位置決めされたレーザモジュールを含む。第１の典型的な形態では、レーザモジュールは、システムハウジング内に配置される。この形態では、電源・制御装置モジュールとレーザモジュールの両方は、システムハウジング内に設けられ、電磁エネルギーをシステムハウジングから送出装置に送るために送出システムが用いられる。例えば、第１の典型的な形態では、電磁エネルギーは、ハウジング内で生成され、この生成した電磁エネルギーをハンドピース組立体に送出するためにファイバケーブルが用いられる。第２の典型的な形態では、レーザモジュールは、ハンドピース組立体に組み込まれ、この場合、ハンドピース組立体は、電源・制御装置モジュールを更に含む。かくして、第２の典型的な形態では、レーザシステムのあらゆる部分（例えば、電源として用いられるバッテリ、必要な制御装置、及びバッテリにより供給される電流に基づいて電磁エネルギーを発生させるために用いられるレーザモジュール）は、単一のハンドピース組立体に組み込まれている。
【００１５】
これとは対照的に、レーザシステム１００は、上述の典型的な形態の両方とは異なるハイブリッド形態を利用している。ハイブリッド形態では、電源・制御装置モジュール１０２は、レーザモジュール１１０から物理的に離されている。上述したように、レーザモジュール１１０を含むハンドピース組立体１０４は、電源・制御装置モジュール１０２がハンドピース組立体１０４に組み込まれることがないよう電源・制御装置モジュール１０２とは別個独立である。かくして、レーザシステム１００では、電源・制御装置モジュール１０２は、ハンドピース組立体１０４とレーザモジュール１１０の両方から離されている。さらに、図１の例示のレーザシステム１００では、ケーブル１０６は、ファイバケーブルを含んでおらず、従って、レーザシステム１００は、ファイバケーブルを送出システムとして用いる第１の典型的な形態の実施形態とは異なっている。レーザシステム１００の一実施形態では、システム１００のどの部分にもファイバケーブルが用いられていない。
【００１６】
レーザシステム１００のハイブリッド形態では、ハンドピース組立体１０４（ケーブルコネクタ１０８、レーザモジュール１１０、及びハンドピース１１４を含む）は、交換可能な互換性のあるモジュールである。ハンドピース組立体１０４が、性質上交換可能であり且つ互換性を持つことにより、特定のハンドピース組立体をシステム１００から切り離して別のハンドピース組立体に交換することができ、その際、電源・制御装置モジュール１０２の交換を必要としない。ハンドピース組立体１０４の交換可能で互換性があるという性質は、ハンドピース組立体１０４のケーブルコネクタ１０８により実現容易であり、それにより、ハンドピース組立体１０４を電源・制御装置モジュール１０２に取り外し可能に結合することができる。取り外し可能な結合により、ハンドピース組立体１０４を電源・制御装置モジュール１０２から容易に切り離すことができる。具体的に説明すると、一実施形態では、ケーブル１０６を電源・制御装置モジュール１０２から切り離すことによってハンドピース組立体１０４が電源・制御装置モジュール１０２から切り離される。
【００１７】
ハンドピース組立体１０４の交換可能な互換性のある性質の実現を更に容易にするため、図１のレーザシステム１００は、コネクタ１０８，１２２のための標準化されたコネクタを利用している。このように、適正な標準化コネクタを含む任意のハンドピース組立体１０４をレーザシステム１００に対して差し替え可能であり、かくして、互いに異なるパラメータを備えたハンドピース組立体（例えば、互いに異なる波長の電磁エネルギー１１２を発生させるよう構成されたハンドピース組立体）をシステム１００に容易に接続したりこれから切り離したりすることができる。ハンドピース組立体１０４とデンタルチェア１２０との標準化コネクタは又、システム１００内における未知の又は非認可装置の動作を防ぐ。例えば、標準化コネクタは、非認可又は不適格機器又はレーザモジュールをシステム１００に接続することができないようにするための固有の設計になっているのが良い。
【００１８】
図２Ａ及び図２Ｂは、ケーブルコネクタ２０２、レーザモジュール２０６、ハンドピース２０８、及びチップ２０９を含む例示のハンドピース組立体を示している。図２Ａでは、ハンドピース組立体の構成部品２０２，２０６，２０８，２０９が分解された状態で示されており、図２Ｂでは、構成部品２０２，２０６，２０８，２０９は、単一のハンドピース組立体ユニットを形成するよう互いに接続されている。ケーブルコネクタ２０２は、ケーブル２０４を介して電源・制御装置モジュールに取り外し可能に接続されている（例えば、図１の例示のレーザシステム１００で示されているように）。ケーブルコネクタ２０２は、電源・制御装置モジュールから電力及び制御信号を受け取るために用いられている。レーザモジュール２０６は、ケーブルコネクタ２０２に接続され、このレーザモジュールは、ケーブルコネクタ２０２から電力及び制御信号を受け取るために用いられている。電力及び制御信号に基づき、レーザモジュール２０６は、電磁エネルギーを発生させる。ハンドピース２０８は、レーザモジュール２０６に連結され、このハンドピースは、レーザモジュール２０６から電磁エネルギーを受け取る。ハンドピース２０８は、電磁エネルギーを標的表面（例えば、人体の組織表面又は他の部分）に差し向けるために用いられている。電磁エネルギーを標的表面に差し向ける際、電磁エネルギーをチップ２０９に通し、このチップは、特定の臨床的用途向きに最適化された幾何学的形状を有するのが良い。
【００１９】
図２Ａ及び図２Ｂでは、ケーブル２０４は、加圧空気、水、並びに電力及び制御信号を運ぶための空気及び水チャネル並びに電力接続部を有する。レーザモジュール２０６は、レーザダイオード、ダイオード励起固体レーザ、フラッシュランプ励起固体レーザ、又は発光ダイオードを含むのが良い。レーザモジュール２０６は、約４００ｎｍから３．０μｍまでの範囲の波長で且つ約０．１Ｗから２０Ｗまでの範囲の平均電力で電磁エネルギーを発生させる。レーザモジュール２０６は、持続波（ＣＷ）モード又はパルス化動作モードで動作する。
【００２０】
一実施形態では、ハンドピース２０８は、特定用途向けに設計された回転可能なハンドピースである。ハンドピース２０８は、光学素子（例えば、レンズ、鏡、フィルタ、ビームスプリッタ、プリズム、格子等）を含んでも良く、或いは、ハンドピースは、永続的な光学部品を含まなくても良い。ハンドピース２０８は、オートクレーブ処理可能であるのが良く、或いは、ハンドピース２０８は、消毒溶液で消毒可能であるのが良く、若しくは滅菌スリーブ又はカバー付きで用いられるのが良い。
【００２１】
図３は、種々の互換性のあるレーザモジュール３０６Ａ，３０６Ｂ，３０６Ｃ及び種々の互換性のあるハンドピース３０８Ａ，３０８Ｂ，３０８Ｃを含む例示のレーザシステム３００を示している。例示のレーザシステム３００では、電源・制御装置モジュール３１０がケーブル３０４を介して電力及び制御信号をハンドピース組立体３０５に提供するために用いられている。ハンドピース組立体３０５は、ケーブルコネクタ３０２、レーザモジュール３０６、ハンドピース３０８、及びチップ３０９を含む。ケーブルコネクタ３０２は、ケーブル３０４を介して電源・制御装置モジュール３１０に取り外し可能に結合され、このケーブルコネクタは、電源・制御装置モジュール３１０から電力及び制御信号を受け取るために用いられている。ケーブルコネクタ３０２は、電源・制御装置モジュール３１０のケーブルコネクタ３１２と結合する。ハンドピース組立体３０５のレーザモジュール３０６は、ケーブルコネクタ３０２から電力及び制御信号を受け取って電磁エネルギーを発生させ、ハンドピース３０８は、レーザモジュール３０６から電磁エネルギーを受け取る。電源・制御装置モジュール３１０がデンタルチェアに組み込まれるのが良いので、レーザシステム３００は、オプションとしてのフットスイッチ３１８を更に含む。フットスイッチ３１８は、例えば、レーザモジュール３０６のレーザ出力を起動するために用いられる。
【００２２】
ハンドピース組立体３０５は、交換可能な互換性のあるモジュールである。ハンドピース組立体３０５が性質上、交換可能であり互換性のあることにより、特定のハンドピース組立体をシステム３００から切り離して別のハンドピース組立体に交換することができ、その際、電源・制御装置モジュール３１０の交換を必要としない。同様に、レーザモジュール３０６とハンドピース３０８の両方も又、交換可能であり且つ互換性を持つ。レーザモジュール３０６は、ケーブルコネクタ３０２に取り外し可能に結合されると共にハンドピース３０８に取り外し可能に結合されている。レーザモジュール３０６とケーブルコネクタ３０２とハンドピース３０８との取り外し可能な結合により、レーザモジュール３０６をハンドピース組立体３０５から容易に取り外すことができる。さらに、レーザモジュール３０６の交換可能な性質に起因して、システム３００の任意他のコンポーネントの交換を必要としないで（例えば、ケーブルコネクタ３０２、ハンドピース３０８、又は電源・制御装置モジュール３１０の交換を必要としないで）、特定のレーザモジュールをハンドピース組立体３０５から取り外して別のレーザモジュールに交換することができる。
【００２３】
レーザモジュール３０６が交換可能な性質は、図３に強調して示されており、図３は、種々の互換性のあるレーザモジュール３０６Ａ，３０６Ｂ，３０６Ｃを示している。図３の実施形態の互いに異なるレーザモジュール３０６Ａ，３０６Ｂ，３０６Ｃは各々、互いに異なる波長で電磁エネルギーを発生させる。例えば、レーザモジュール３０６Ａは、９４０ｎｍの波長で電磁エネルギーを発生させ、レーザモジュール３０６Ｂは、８１０ｎｍの波長で電磁エネルギーを発生させ、レーザモジュール３０６Ｃは、６６０ｎｍの波長で電磁エネルギーを発生させる。同様な仕方で、レーザモジュール３０６は、互いに異なるレーザ形式を利用する互いに異なる互換性のあるレーザモジュールで働くよう構成されているのが良い。例えば、互換性のあるレーザモジュールは、レーザダイオードを利用したレーザモジュール、ダイオード励起固体レーザを利用したレーザモジュール、フラッシュランプ励起固体レーザを利用したレーザモジュール、又は発光ダイオードを利用したレーザモジュールを含むのが良い。
【００２４】
上記において注目したように、ハンドピース３０８も又、交換可能であり且つ互換性のあるモジュールである。ハンドピース３０８は、レーザモジュール３０６に取り外し可能に結合されている。ハンドピース３０８とレーザモジュール３０６との取り外し可能な結合により、ハンドピース３０８をハンドピース組立体３０５から容易に取り外すことができる。さらに、ハンドピース３０８の交換可能な性質に起因して、システム３００の任意他のコンポーネントの交換を必要としないで（例えば、ケーブルコネクタ３０２、レーザモジュール３０６、又は電源・制御装置モジュール３１０の交換を必要としないで）、特定のハンドピースをハンドピース組立体３０５から取り外して別のハンドピースに交換することができる。
【００２５】
ハンドピース３０８の交換可能な性質は、図３に強調して示されており、図３は、種々の互換性のあるハンドピース３０８Ａ，３０８Ｂ，３０８Ｃを示している。図３の実施形態の互いに異なるハンドピース３０８Ａ，３０８Ｂ，３０８Ｃは各々、互いに異なる臨床的作業向きに構成されている。例えば、ハンドピース３０８Ａは、手術を実施するために構成され、ハンドピース３０８Ｂは、歯を白くする（歯のホワイトニングの）ために構成され、ハンドピース３０８Ｃは、疼痛治療臨床的作業用に構成されている。互換性のあるハンドピース３０８Ａ，３０８Ｂ，３０８Ｃも又、互いに異なる幾何学的形状、互いに異なる光学部品、及び他の種々の特性を有することができる。図３に示されているように、互換性のあるレーザモジュール３０６Ａ，３０６Ｂ，３０６Ｃのうちのあるものは、互換性のあるハンドピース３０８Ａ，３０８Ｂ，３０８Ｃのあるもののみと共に利用でき、又この逆の関係が成り立つ。例えば、レーザモジュール３０６Ａは、３つのハンドピース３０８Ａ，３０８Ｂ，３０８Ｃの各々と併用可能であるが、レーザモジュール３０６Ｃは、ハンドピース３０８Ｃとのみ併用可能である。しかしながら、他の実施形態では、全てのレーザモジュール３０６Ａ，３０６Ｂ，３０６Ｃは、全てのハンドピース３０８Ａ，３０８Ｂ，３０８Ｃと併用可能であり、又この逆の関係が成り立つ。図３の実施形態では、外科用ハンドピース３０８Ａは、交換可能なチップ３０９を用いている。ホワイトニング用ハンドピース３０８Ｂ及び疼痛管理用ハンドピース３０８Ｃは、チップを用いておらず、使い捨ての保護カバーを用いるのが良い。
【００２６】
交換可能且つ互換性のあるハンドピース組立体３０５、レーザモジュール３０６、及びハンドピース３０８は、レーザシステム３００の経済的なアップグレードを容易にする。例えば、新型レーザモジュールが役に立たなくなった旧式のレーザモジュールに取って代わることができ、この交換にあたっては、システム３００の他のコンポーネントの交換を必要としない。
【００２７】
図４は、デンタルチェア４０１用の例示のレーザシステム４００を示している。例示のレーザシステム４００では、電源・制御装置モジュールがデンタルチェア４０１の一部分に組み込まれている。ハンドピース組立体４０６は、ケーブルコネクタ４１０、互換性のあるレーザモジュール４１２，４１４，４１６，４１８、及び互換性のあるハンドピース４２０，４２２，４２４，４２６を含む。ケーブルコネクタ４１０は、ケーブル４０８を介して電源・制御装置モジュールに取り外し可能に結合されており、このケーブルコネクタは、電源・制御装置モジュールから電力及び制御信号を受け取るために用いられている。ケーブル４０８は、加圧空気又は水をデンタルチェア４０１からハンドピース組立体４０６に運ぶ空気チャネル又は水チャネルを有する。図４に示されているように、デンタルチェア４０１は、フットスイッチ４０３を有し、このフットスイッチは、ハンドピース組立体４０６のレーザ出力を起動するために用いられる。
【００２８】
デンタルチェア４０１は、機器端末装置４０２，４０４を更に有する。機器端末装置４０２，４０４は、ハンドピース組立体４０６が使用されていないとき、ハンドピース組立体４０６を保持するために用いられる。機器端末装置４０２，４０４のうちの一方又は両方からのセンサ信号は、ハンドピース組立体４０６が機器端末装置４０２又は４０４に設けられたホルダ内に位置しているかどうかを指示する。センサ信号は、一実施形態では、レーザシステム４００を「待機」モードと「動作可能」モードとの間で自動的に切り替えるために用いられ、フットスイッチ４０３からの信号は、レーザシステム４００が「動作可能」モードにあるとき、ハンドピース組立体４０６のレーザ出力を起動するために用いられるのが良い。デンタルチェア４０１は、電源・制御装置モジュールからの信号を読み取るよう構成されたユーザインターフェースを更に有する。ユーザインターフェースは、ハンドピース組立体４０６が機器端末装置４０２，４０４から取り外された時点を指示する表示を発生させるために用いられる。
【００２９】
デンタルチェア４０１は、ワイヤレス通信回路系４３０を有する。例えば、電源・制御装置モジュールは、ワイヤレス通信回路系４３０を含み、ワイヤレス通信回路系４３０は、ワイヤレス遠隔制御装置４２８から信号を受け取り又はネットワークと通信するために用いられる。ワイヤレス遠隔制御装置４２８は、ハンドピース組立体４０６のレーザ出力を起動し、種々の制御信号を電源・制御装置モジュールからハンドピース組立体４０６に送り、或いは、ハンドピース組立体４０６の１つ又は２つ以上の動作を制御するために用いられる。ワイヤレス遠隔制御装置４２８は、一実施例では、ワイヤレス通信回路系４３０とワイヤレス方式で通信することができるスマートフォン又はタブレット型コンピュータ（例えば、“Android”（登録商標）オペレーティングシステム又は“Apple（登録商標） iOS（登録商標）”オペレーティングシステムをランさせる）である。遠隔制御装置４２８のワイヤレス接続機能を上述したが、他の実施形態では、遠隔制御装置４２８は、ワイヤードコントローラであり、従って、遠隔制御装置４２８は、ワイヤード接続によりデンタルチェア４０１又はハンドピース組立体４０６と通信するようになる。
【００３０】
ハンドピース組立体４０６は、交換可能な互換性のあるモジュールである。同様に、ハンドピース組立体４０６に組み込まれたレーザモジュール及びハンドピースも又、交換可能であり且つ互換性を持ち、その結果、レーザモジュールとハンドピースの両方をハンドピース組立体４０６から容易に取り外してそれぞれ別の互換性のある（コンパチブルな）レーザモジュール及びハンドピースに交換することができる。レーザモジュールの交換可能な性質は、図４に強調して示されており、図４は、種々の互換性のあるレーザモジュール４１２，４１４，４１６，４１８を示している。互いに異なるレーザモジュール４１２，４１４，４１６，４１８は各々、互いに異なる波長の電磁エネルギーを発生させ、これらレーザモジュールは、互いに異なる臨床的作業用に構成されている。例えば、レーザモジュール４１２は、癌検出及び歯科用複合材料の硬化に有用な青色レーザ光を発生させ、レーザモジュール４１４は、光放射線治療又は光力学療法（ＰＤＴ）に有用な赤色レーザ光を発生させ、レーザモジュール４１６は、疼痛治療、歯ホワイトニング、及び外科的用途に有用な９４０ｎｍのレーザ光を発生させ、レーザモジュール４１８は、生物的刺激用途に有用な８１０ｎｍのレーザ光を発生させる。
【００３１】
このハンドピースも又、交換可能且つ互換性のあるモジュールである。ハンドピースの交換可能な性質は、図４に強調して示されており、図４は、種々の互換性のあるハンドピース４２０，４２２，４２４，４２６を示している。互いに異なるハンドピース４２０，４２２，４２４，４２６は、特定用途向けであり、従って、これらハンドピースは、互いに異なる臨床的作業用に構成されている。例えば、ハンドピース４２０は、癌検出及び歯科用複合材料の硬化のためのレーザモジュール４１２と併用され、ハンドピース４２２は、光放射線治療又は光力学療法（ＰＤＴ）を実施するためのレーザモジュール４１４と併用され、ハンドピース４２４は、レーザモジュール４１６又はレーザモジュール４１８と併用され、このハンドピースは、モジュール４１６，４１８の波長範囲で臨床的作業を実施するよう構成され、ハンドピース４２６は、レーザモジュール４１６又はレーザモジュール４１８と併用され、このハンドピースは、モジュール４１６，４１８の波長範囲で臨床的作業を実施するよう構成されている。
【００３２】
図５は、電源・制御装置モジュールとハンドピース組立体とハンドピース組立体に組み込まれたレーザモジュールとを接続する際に用いられる例示のケーブルコネクタ５０２，５０４，５０８を示している。ハンドピース組立体は、ケーブルコネクタ５０４を含み、ケーブルコネクタ５０４は、ケーブル５０６を介して電源・制御装置モジュールのケーブルコネクタ５０２に取り外し可能に結合されている。ケーブルコネクタ５０４は、電源・制御装置モジュールから電力及び制御信号を受け取るために用いられている。かくして、ケーブルコネクタ５０４は、電力及び制御信号を受け取り、しかる後、受け取った電力及び制御信号をハンドピース組立体の他の部分に配信するのに必要な接続部を含む。
【００３３】
ハンドピース組立体のケーブルコネクタ５０４は、電源・制御装置モジュールのケーブルコネクタ５０２と結合するよう設計されている。互いに結合した状態のコネクタ５０２，５０４により、種々の信号及び物質が電源・制御装置モジュール（又は、電源・制御装置モジュールを収容したデンタルチェア）とハンドピース組立体との間で運ばれる。コネクタ５０２，５０４は、標準化されたコネクタであり、適正な標準化コネクタを含む任意のハンドピース組立体をシステムに対して差し替え可能である。これにより、互いに異なるパラメータを備えたハンドピース組立体をシステムに容易に接続したりこれから切り離したりすることができる。標準化コネクタ５０２，５０４は又、システム内の未知又は非認可の装置の動作を防ぐ。
【００３４】
図５に示されているように、標準化コネクタ５０２，５０４は、レーザ電力制御信号（「・電力」（“Power”））、吸入空気及び排出空気（「・空気入」（“Air IN”）及び「・空気出」（“Air OUT”））、識別コード信号（「・ＩＤ」）、サーミスタからの信号（「・サーミスタ」（“Thermistor”））、フォトダイオードからの信号（「・フォトダイオード」（“Photodiode”））、発光ダイオードからの信号（「・ＬＥＤ」）、及び照準ビーム（「・照準」（“Aiming”））を伝達する接続部又はチャネルを有する。サーミスタからの信号は、レーザモジュールに組み込まれ又はその近傍に位置したサーミスタから提供される。サーミスタからの信号は、ハンドピース組立体から電源・制御装置モジュールに送信されるフィードバック信号の一例である。フォトダイオードからの信号は、レーザモジュールに組み込まれ又はその近傍に位置したフォトダイオードから提供される。フォトダイオードからの信号は、レーザモジュールの出力電力を指示するために用いられる別のフィードバック信号である。同様に、識別コード信号は、レーザモジュールから電源・制御装置モジュールに送られるフィードバック信号であり、この識別コード信号は、ハンドピース組立体に組み込まれたレーザモジュールを識別するために用いられる。上述のフィードバック信号とは対照的に、照準ビームは、電源・制御装置モジュールからハンドピース組立体に伝達される。照準ビームは、レーザモジュールの出力を照準する際に用いることができる可視光ビームである。発光ダイオードからの信号も又、電源・制御装置モジュールからハンドピース組立体に送信され、この信号は、システムが「動作可能」モードにあることを指示するために用いられるのが良い（例えば、この信号は、ハンドピース組立体及び電源・制御装置モジュールのところのＬＥＤをターンオンして「動作可能」モードを指示することができる）。
【００３５】
ケーブル５０６は、ユーザの動きの融通性を保証するため（例えば、手術領域内における歯科医の動きの融通性を保証するため）の一体型電気及び空気ラインを含む。ハンドピース組立体のケーブルコネクタ５０４も又、レーザモジュールのコネクタ５０８と結合し、その結果、上述の信号及び物質（例えば、サーミスタからの信号、フォトダイオードからの信号、照準ビーム、識別コード信号、レーザ電力制御信号、及び吸入空気及び排出空気）をレーザモジュールとハンドピース組立体のケーブルコネクタ５０４との間で運ぶことができるようになっている。
【００３６】
図６は、デンタルチェア６０２の計器板（インストルメントパネル）６０４と電源・制御装置モジュール６０８とハンドピース組立体６１５との間の例示の接続部を示す例示のレーザシステム６００を記載している。図６では、電源・制御装置モジュール６０８、ハンドピース組立体６１５、及びレーザモジュールのそれぞれのケーブルコネクタ６１４，６１６，６２０は、図５を参照して上述したケーブルコネクタとほぼ同じである。ハンドピース組立体６１５のケーブルコネクタ６１６は、電源・制御装置モジュール６０８のケーブルコネクタ６１４と結合するよう設計されている。互いに結合状態にあるコネクタ６１４，６１６により、種々の信号及び物質が電源・制御装置モジュール６０８とハンドピース組立体６１５との間で運ばれる。具体的に説明すると、コネクタ６１４，６１６は、レーザ電力制御信号、吸入空気及び排出空気、識別コード信号、サーミスタからの信号、フォトダイオードからの信号、発光ダイオードからの信号、及び照準ビームを伝達する接続部又はチャネルを有する。これら信号及び物質は、ケーブル６１８により運ばれる。ハンドピース組立体６１５のケーブルコネクタ６１６は又、レーザモジュールのコネクタ６２０と結合する。図６に示されているように、デンタルチェア６０２の計器板６０４は、吸入空気及び排出空気をケーブルコネクタ６１４に提供するために用いられる。
【００３７】
電源・制御装置モジュール６０８は、ケーブルコネクタ６１４に接続可能な接続部を有し、かくして、この電源・制御装置モジュールは、レーザ電力制御信号、発光ダイオードからの信号、及び照準ビームを送ったり、識別コード信号、サーミスタからの信号、及びフォトダイオードからの信号を受け取ったりするよう構成されている。電源・制御装置モジュール６０８は又、計器板６０４、フットスイッチ６０６、及び遠隔制御装置６１２に接続されている。デンタルチェア６０２の計器板６０４は、ＤＣ供給電圧及びセンサ出力を電源・制御装置モジュール６０８に提供する。ＤＣ供給電圧は、駆動電流をハンドピース組立体６１５に組み込まれたレーザモジュールに提供するよう電源・制御装置モジュール６０８によって用いられる。センサ出力は、ハンドピース組立体６１５がデンタルチェア６０２に設けられたホルダ内に位置しているかどうかを指示し、センサ出力は、一実施形態では、レーザシステム６００を「待機」モードと「動作可能」モードとの間で自動的に切り替えるために用いられる。
【００３８】
フットスイッチ６０６は、信号を電源・制御装置モジュール６０８に提供し、この場合、この信号は、レーザシステム６００が「動作可能」モードにあるとき、ハンドピース組立体６１５のレーザ出力を起動するために用いられる。遠隔制御装置６１２も又、信号を電源・制御装置モジュール６０８に提供する。遠隔制御装置６１２は、ワイヤード接続方式により電源・制御装置モジュール６０８に接続されている状態で示されているが、遠隔制御装置６１２は、ワイヤレス接続方式により電源・制御装置モジュール６０８に接続されても良い。例えば、電源・制御装置モジュール６０８は、遠隔制御装置６１２とのワイヤレス通信を容易にするためのアンテナ６１０を有する。遠隔制御装置６１２は、ハンドピース組立体６１５のレーザ出力を起動させ、種々の制御信号を電源・制御装置モジュール６０８からハンドピース組立体６１５に送り、又はハンドピース組立体６１５の１つ又は２つ以上の動作を制御するために用いられる。
【００３９】
本発明を詳細に且つその特定の実施形態を参照して説明したが、当業者には明らかなように、これら実施形態の精神及び範囲から逸脱しないで実施形態について種々の変更及び改造を行うことができる。かくして、本発明は、本発明の改造例及び変形例を含むものである。ただし、かかる改造例及び変形例が特許請求の範囲に記載された本発明の範囲及びその均等範囲に属することを条件とする。例えば、本発明を歯科用（デンタル）又は医療用の装置の観点から説明したが、当業者には明らかなように、本明細書において説明したシステムは、歯科及び医療用途以外の用途を有する。
【００４０】
理解されるべきこととして、原文明細書における説明及び以下の原文特許請求の範囲の記載全体を通じて用いられている“ａ”、“ａｎ”、及び“ｔｈｅ”の意味は、文脈上、別段の明示の指定がなければ、複数を含む。また、原文明細書における説明及び以下の原文特許請求の範囲の記載全体を通じて用いられている“ｉｎ”（「〜内」）の意味は、文脈上、別段の明示の指定がなければ、“ｉｎ”及び“ｏｎ”（「〜上」）を含む。さらに、原文明細書における説明及び以下の原文特許請求の範囲の記載全体を通じて用いられている“ｅａｃｈ”の意味は、文脈上、別段の明示の指定がなければ、“each and every”（「ありとあらゆる」）であることを必要としない。最後に、原文明細書における説明及び以下の原文特許請求の範囲の記載全体を通じて用いられている“ａｎｄ”（「及び」）及び“ｏｒ”（「又は」）の意味は、連言的意味と選言的意味の両方を含み、文脈上、別段の明示の指定がなければ、区別なく使用されている場合があり、“exclusive of”（「〜を除外して」）という語句は、選言的意味しか当てはまらない状況を指示するために使用されている場合がある。
【図１】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図２Ａ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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