(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源を有し、このレーザ光源から出射されたレーザ光を集光する光学系を搭載した光学ユニットと、
前記光学ユニットを、この光学ユニットの光軸に対して直交する二軸方向のうちの一方の軸方向にスライド自在に支持する第１のガイドフレームと、この第１のガイドフレームを前記二軸方向のうちの他方の軸方向にスライド自在に支持する第２のガイドフレームと、前記第１のガイドフレームに支持された前記光学ユニットの光軸に対して平行な回転軸をもつ回転部材と、この回転部材の前記回転軸を駆動する駆動機構と、を備え、前記光学ユニットから出射されたレーザ光が前記二軸方向に照射対象を走査するように前記光学ユニットを移動させる光学ユニット移動機構と
を具備し、
前記光学ユニットが前記回転部材の偏芯位置に前記回転軸まわりに回転自在に支持されてなることを特徴とするレーザトリートメント装置。
【請求項２】
請求項１記載のレーザトリートメント装置において、
前記駆動機構が、前記回転部材の前記回転軸を所定の回転位置を基準に正転と逆転とを繰り返すように駆動することを特徴とするレーザトリートメント装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のレーザトリートメント装置において、
前記光学ユニット移動機構が、
前記光学ユニットを光軸に対して直交する二軸方向に傾動自在に支持する支点をさらに備え、
前記駆動機構が、この支点を中心に前記光学ユニットを傾動させるように駆動することを特徴とするレーザトリートメント装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光を皮膚に照射して、美肌、脱毛、育毛などのトリートメントを行うレーザトリートメント装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
脱毛クリームで毛を除去した後の皮膚にレーザ光を照射すると、レーザ光が表皮内メラニンに吸収されて発熱し、皮膚組織にたんぱく変性が起こる。これにより、皮脂腺や毛乳頭部がダメージを受け、毛包の組織が硬くなって毛の発育が抑制される脱毛効果を発揮する。
【０００３】
あるいは、シミ・ソバカスなど皮膚の表皮や真皮に散在する異常な色素細胞にレーザ光を照射すると、異常な色素細胞が発熱して細かい粒子に分散する。分散した異常色素細胞は表面に浮き上がり、老廃物となって血管やリンパ管に吸収されて消滅し、正常な色の皮膚が蘇る美肌効果を発揮する。
【０００４】
これら脱毛や美肌などのトリートメントを行う場合、ムダ毛やシミ・ソバカスなどを除去するために皮膚の広い範囲にわたってまんべんなくレーザ光を照射する必要がある。
【０００５】
ところが、これらのトリートメントに使用する半導体レーザは、発光部断面積が数μｍ〜数十μｍと非常に小さいのでＨｅ−Ｎｅレーザなどのように高指向性を持つ平行な細い直線ビームにはならず、３０°〜４５°の角度で大きく広がる。そこで、パワー密度を集中させるためにレンズで集光することを行うが、焦点付近おけるビーム径は１〜２ｍｍとかなり細くなる。このため、１本のビームで皮膚の広い範囲にわたってまんべんなくレーザ光を照射しようとすると、ビーム径が小さいので手間と時間がかかり、根気を要する面倒な作業になる。また、脱毛や美肌はレーザ光を当ててから約３カ月後にようやく変化が見えてくるといわれるように、長い期間継続して繰り返し行う必要があるので、さらに面倒になる。
【０００６】
従来、皮膚面にまんべんなくレーザ光を照射する方式として、特開２００１−９５９３１０号公報に開示されるように、半導体レーザをライン状に配列させれ、これらの半導体レーザをモータの動力でレーザ配列方向に対して直交方向へ直線的に往復動させるものがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のレーザトリートメント装置では、半導体レーザの移動が直線方向に制限されるため、スキャニングの幅をある程度確保するためには、半導体レーザの数を増やして幅を増やす必要があるなど、装置全体の大型化が避けられず、携帯形のレーザトリートメント装置に適用するものとして不向きであった。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためのもので、単一のレーザ光源で縦横広範囲にレーザ光をスキャニング照射することができ、小型・軽量化が可能なレーザトリートメント装置の提供を目的とする。
【０００９】
また、本発明は、スキャニング照射の際に、単一のレーザ光源で縦横広範囲にレーザ光をスキャニング照射することができるとともに、光学ユニットの引き出し配線が光学ユニットの回転等の移動により捻れて断線することを防止することのできるレーザトリートメント装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１の本発明は、レーザ光源を有し、このレーザ光源から出射されたレーザ光を集光する光学系を搭載した光学ユニットと、前記光学ユニットを、この光学ユニットの光軸に対して直交する二軸方向のうちの一方の軸方向にスライド自在に支持する第１のガイドフレームと、この第１のガイドフレームを前記二軸方向のうちの他方の軸方向にスライド自在に支持する第２のガイドフレームと、前記第１のガイドフレームに支持された前記光学ユニットの光軸に対して平行な回転軸をもつ回転部材と、この回転部材の前記回転軸を駆動する駆動機構と、を備え、前記光学ユニットから出射されたレーザ光が前記二軸方向に照射対象を走査するように前記光学ユニットを移動させる光学ユニット移動機構とを具備し、前記光学ユニットが前記回転部材の偏芯位置に前記回転軸まわりに回転自在に支持されて構成されたものである。
【００１１】
すなわち、この発明は、光学ユニットの光軸に対して直交する二軸方向に照射対象を走査するようにレーザ光源を搭載した光学ユニットを移動させることによって、単一のレーザ光源で縦横広範囲にレーザ光をスキャニング照射でき、皮膚面にまんべんなくレーザ光を照射できる。また、レーザ光源の単一化が可能になることで、装置の小型・軽量化を図ることができる。また、この発明によれば、スキャニング照射の際に、光学ユニットの向きを変えることなく移動させることができ、光学ユニットの引き出し配線が捻れて絡まったり、断線したりことを防止できる。
【００１２】
また、請求項２の発明は、請求項１記載のレーザトリートメント装置において、前記駆動機構が、前記回転部材の前記回転軸を所定の回転位置を基準に正転と逆転とを繰り返すように駆動するものである。
【００１３】
この発明によれば、スキャニング照射の際に、回転部材が一回転以上しないことによって、光学ユニットの引き出し配線に捻れによる絡まりや断線が生じるのを防止することができる。
【００１４】
さらに、請求項３の発明は、請求項１記載のレーザトリートメント装置において、前記光学ユニット移動機構が、前記光学ユニットを光軸に対して直交する二軸方向に傾動自在に支持する支点をさらに備え、前記駆動機構が、この支点を中心に前記光学ユニットを傾動させるように駆動するものである。
【００１５】
この発明によっても、請求項２の発明と同様に、スキャニング照射の際に、光学ユニットの引き出し配線に捻れによる絡まりや断線が生じないレーザトリートメント装置を提供することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、この発明に係る第１の実施形態であるレーザトリートメント装置を一部を切り欠いて側面から示した図である。
【００２２】
このレーザトリートメント装置１において、ハンディタイプの外装ケース２にはヘッダ部３が設けられ、このヘッダ部３の先端にはレーザ光を放出する開口１７が設けられている。
【００２３】
外装ケース２には、レーザ光の照射時間をタイマによって制御する制御回路と電源（図示しない）とが内蔵されている。外装ケース２のヘッド部３の下方にはＬＥＤランプ４と押しボタン５とが並設されている。このレーザトリートメント装置１では、押しボタン５の操作によって電源のオン・オフと照射時間の設定を行える。すなわち、始めに押しボタン５を押すと、電源がオンとなり、照射時間１秒が設定される。このときＬＥＤランプ４が緑色点灯する。次に押しボタン５を押すと、照射時間２秒が設定され、ＬＥＤランプ４が緑色点滅する。さらに押しボタン５を押していくと、照射時間３〜６秒が順次設定され、ＬＥＤランプ４が設定秒数に応じて橙色点灯、橙色点滅、赤色点灯、赤色点滅に切換わる。最後に押しボタン５を押すと、電源がオフとなる。照射時間の設定は、皮膚に一過性のダメージを与えないために、このようにタイマにごく短い１〜６秒のカウント値を設定する。
【００２４】
外装ケース２のヘッド部３の内部には、ビーム径を例えば２ｍｍ以下程度までに絞りこんでエネルギー密度を高めたレーザ光の光軸を振り動かすスキャニング機構６が組み込まれている。以下に、このスキャニング機構６の詳細について説明する。
【００２５】
図２は、このスキャニング機構６をヘッド部３の側より見た平面図である。
【００２６】
このスキャニング機構６は、光学ユニット１１と、この光学ユニット１１を光軸１２に対して直交する二軸（Ｘ−Ｙ軸）方向へ搬送する機構を構成するＸガイドフレーム１３、Ｙガイドフレーム１４、回転板１５およびアクチュエータ１６とで構成される。
【００２７】
光学ユニット１１は、半導体レーザ９と、この半導体レーザ９より出射されたレーザ光を集光する球レンズ７と、光学ユニット１１を冷却するヒートシンク８とで構成される。
【００２８】
球レンズ７は、焦点距離が通常のレンズより短いので、焦点深度もわずかで狭い範囲に光パワーを絞り込むことができる。また、焦点を過ぎた位置からは逆に同じ角度で広がり、広い範囲に光パワーが分散する。このため、焦点を過ぎた位置ではエネルギー密度が低くなって光パワーが衰えるので、誤って照射しても生体を損傷する危険性が少なくなる。
【００２９】
ヒートシンク８は、半導体レーザ９の動作時の発熱を熱伝導によって拡散させて性能の低下を抑える。このため、熱伝導効率のよいアルミあるいはその合金で鋳造し、ダミーの通孔をいくつか設けて放熱効率を高める。
【００３０】
半導体レーザ９は、ＧａＡｓ（ガリウムアルセナイド）などの化合物半導体を用いたＰＮ接合ダイオードに直接電流を流して励起し、例えばピーク波長６００〜１６００ｎｍ、光出力５ｍＷ〜３Ｗのレーザ光を出力し、皮膚に十分な光熱反応を起こす。また、熱反応のほかに、光電気反応、光磁気反応、光力学反応、光化学反応、光免疫反応、光酵素反応などを起こし、光生物学的活性化により生体組織の新陳代謝を促して皮膚血行を高め、適正なパワー密度で生体組織を損傷する作用はなく、皮膚に障害を起こす危険性はない。
【００３１】
回転板１５は、アクチュエータ１６によって駆動される駆動軸１６ａを有する。この回転板１５には光学ユニット１１のレンズホルダ７ａが軸受１５ａを介して回転自在に支持されている。光学ユニット１１の光軸１２は回転板１５の回転中心に対して偏心位置にある。レンズホルダ７ａは球レンズ７を保持した部品であり、光学ユニット１１のヒートシンク８に固定されている。
【００３２】
また、光学ユニット１１はＹガイドフレーム１４においてＹ軸方向に搬送可能なように支持されている。Ｙガイドフレーム１４の両端は、外装ケース２に各々固定された一対のＸガイドフレーム１３にＸ軸方向に沿って設けられたガイド溝１８に係合されている。すなわち、Ｙガイドフレーム１４はＸ軸方向に移動可能なように一対のＸガイドフレーム１３に支持されている。
【００３３】
このような構成により、回転板１５がアクチュエータ１６によって回転駆動されると、図２および図３に示すように、光学ユニット１１がＹガイドフレーム１４に沿ってＹ軸方向に搬送されるとともに、Ｙガイドフレーム１４が一対のＸガイドフレーム１３に沿ってＸ軸方向に搬送される。この光学ユニット１１の搬送により光学ユニット１１の光軸１２が円を描くように移動する。
【００３４】
したがって、この構成のレーザトリートメント装置１により、トリートメント用として十分なエネルギー密度をもつビーム径の小さいレーザ光を皮膚面にＸ−Ｙ軸方向に広範囲にスキャニング照射することができる。すなわち、単一の半導体レーザ９で広範囲にスキャニング照射を行うことができ、装置の小型・軽量化を図ることができる。また、このスキャニング照射の際に光学ユニット１１そのものが光軸１２のまわりを自転しないため、光学ユニット１１からの引き出し配線１９が絡まって断線したりする危険を解消できる。
【００３５】
次に、この発明に係る第２の実施形態を説明する。
【００３６】
図４に示すように、この第２の実施形態のレーザトリートメント装置１ａのスキャニング機構６ａは、光学ユニット１１より出射されたレーザ光を棒レンズ２１によって、光学ユニット１１より出射されたレーザ光の光軸１２に対して直交するＸ−Ｙ軸方向に振り動かすように構成したものである。
【００３７】
レーザ光のスキャニング形態には、例えば図５に示すように、レーザビーム２２を円を描くように移動させる方法、図６に示すように、レーザビーム２２を一行毎にジグザグに移動させる方法、そして、図７に示すように、レーザビーム２２を渦巻き状に移動させる方法などがある。
【００３８】
なお、この第２の実施形態において、棒レンズ２１に代えて光ファイバを用いることが可能である。
【００３９】
次に、この発明に係る第３の実施形態を説明する。
【００４０】
図８に示すように、この第３の実施形態のレーザトリートメント装置１ｂのスキャニング機構６ｂは、光学ユニット１１から出射されたレーザ光をミラーセット２３，２４によって、光学ユニット１１より出射されたレーザ光の光軸１２に対して直交するＸ−Ｙ軸方向に振り動かすように構成したものである。すなわち、第１のミラー２３は固定のまま、第２のミラー２４をその支点２５を中心にＸ−Ｙ軸方向に傾動させる。この構成によっても、ビーム径の小さいレーザ光をＸ−Ｙ軸方向に広範囲にスキャニング照射することが可能である。
【００４１】
次に、この発明に係る第４の実施形態を説明する。
【００４２】
図９に示すように、この第４の実施形態のレーザトリートメント装置１ｃのスキャニング機構６ｃは、光学ユニット１１の光軸１２に対して直交するＸ−Ｙ軸方向に移動可能な第２の光学ユニット２７と光学ユニット１１とを光ファイバー２９で接続し、光学ユニット１１から出射されたレーザ光を光ファイバー２９を通じて第２の光学ユニット２７に導き、第２の光学ユニット２７に取り付けられた球レンズなどの集光レンズ２８でレーザ光を再度集光してスキャニング照射を行うように構成されたものである。
【００４３】
また、第５の実施形態として、図１０に示すように、光学ユニット１１ａそのものを支点３０を中心に、光学ユニット１１ａの光軸１２に対して直交するＸ−Ｙ軸方向にアクチュエータ１６によって揺動させるように構成してもよい。
【００４４】
第１の実施形態の回転板１５を用いた別の実施形態として、図１１に示すように、図１の構成からＸガイドフレーム１３、Ｙガイドフレーム１４、および回転板１５の軸受１５ａを排除し、回転板１５の回転軌跡に従って光学ユニット１１を移動させるように構成してもよい。この場合、図１２に示すように、回転板１５を一回転させる毎に回転方向を逆転させることによって、光学ユニット１１からの引き出し配線１９の絡まりを防止することができる。
【００４５】
また、変形例として、皮膚面におけるレーザ光の照射領域が視覚可能なように、ヘッダ部３に当該照射領域の輪郭に沿って可視光を照射する照明装置を取り付けてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、単一のレーザ光源で縦横広範囲にレーザ光をスキャニング照射でき、皮膚面にまんべんなくレーザ光を照射できる。
また、レーザ光源の単一化が可能になることで、装置の小型・軽量化を図ることができる。さらに、光学ユニットの引き出し配線が捻れて断線する危険を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態であるレーザトリートメント装置の一部を切り欠いて示した側面図である。
【図２】図１におけるスキャニング機構をヘッド部の側より見た平面図である。
【図３】図２のスキャニング機構の動作を示す平面図である。
【図４】この発明の第２の実施形態であるレーザトリートメント装置の一部を切り欠いて示した側面図である。
【図５】レーザ光のスキャニング形態の例を示す図である。
【図６】レーザ光の他のスキャニング形態を示す図である。
【図７】レーザ光のさらに他のスキャニング形態を示す図である。
【図８】この発明の第３の実施形態であるレーザトリートメント装置の一部を切り欠いて示した側面図である。
【図９】この発明の第４の実施形態であるレーザトリートメント装置の一部を切り欠いて示した側面図である。
【図１０】この発明の第５の実施形態であるレーザトリートメント装置の一部を切り欠いて示した側面図である。
【図１１】この発明の第６の実施形態であるレーザトリートメント装置の一部を切り欠いて示した側面図である。
【図１２】図１０におけるスキャニング機構をヘッド部の側より見た平面図である。
【符号の説明】
１・・・レーザトリートメント装置
２・・・外装ケース
３・・・ヘッド部
６・・・スキャニング機構
７・・・球レンズ
７ａ・・・レンズホルダ
８・・・ヒートシンク
９・・・半導体レーザ
１１・・・光学ユニット
１２・・・光軸
１３・・・Ｘガイドフレーム
１４・・・Ｙガイドフレーム
１５・・・回転板
１５ａ・・・軸受
１６・・・アクチュエータ
１７・・・開口
１９・・・配線
２１・・・棒レンズ
２２・・・レーザビーム
２３，２４・・・ミラー
２５・・・支点
２７・・・第２の光学ユニット
２９・・・光ファイバー
【図１】
0004537630.tif 000002
【図２】
0004537630.tif 000003
【図３】
0004537630.tif 000004
【図４】
0004537630.tif 000005
【図５】
0004537630.tif 000006
【図６】
0004537630.tif 000007
【図７】
0004537630.tif 000008
【図８】
0004537630.tif 000009
【図９】
0004537630.tif 000010
【図１０】
0004537630.tif 000011
【図１１】
0004537630.tif 000012
【図１２】
0004537630.tif 000013