(57)【要約】  本発明は、処理光を発するように構成された光源１０と、皮膚組織の内側にある焦点位置３４０に処理光を焦点合わせさせるように構成された光学系２０と、皮膚接触表面５２を持つ位置決め部材５０と、を有し、位置決め部材５０及び光学系２０が、皮膚接触表面５２と光学系の最終レンズ素子３０との間の距離を適応させるために、互いに移動可能である、非侵襲的皮膚処理装置２００を提供する。最終レンズ素子は、使用中、皮膚表面３００の方を向いており、位置決め部材５０及び光学系は、光学系２０の処理位置Ｐｔ、及び、当該処理位置とは異なる光学系２０の他の位置Ｐｆ１へ、互いに移動可能である。使用中且つ処理位置において、光学系の最終レンズ素子は、最終レンズ素子と皮膚表面との間に空気のギャップが存在しないように、皮膚表面と接触している。
2016533252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
皮膚組織の光ベース処理のための皮膚処理装置であって、前記皮膚処理装置は、
処理光を発するための光源と、
前記処理光を、前記皮膚組織の内側の焦点位置に焦点合わせするための光学系と、
皮膚接触表面を持つ位置決め部材と、
を有し、
前記位置決め部材及び前記光学系は、前記皮膚接触表面と使用中において皮膚表面の方を向いている前記光学系の最終レンズ素子との間の距離を適応させるために、互いに対して移動可能であり、
前記位置決め部材及び前記光学系は、前記光学系の処理位置、及び、前記処理位置とは異なる前記光学系の他の位置へ、互いに対して移動可能であり、
使用中且つ処理位置において、前記光学系の前記最終レンズ素子は、前記最終レンズ素子と前記皮膚表面との間に空気のギャップが存在しないように、前記皮膚表面と接触している、皮膚処理装置。
【請求項２】
前記光学系の前記他の位置が、他の処理位置であり、前記最終レンズ素子と前記皮膚接触表面との間の距離が、前記処理位置と比較して前記皮膚組織の内側にである異なる焦点位置において前記処理光を焦点合わせするために用いられる、請求項１記載の皮膚処理装置。
【請求項３】
前記位置決め部材及び前記光学系が、ロック機構により、前記光学系の前記他の位置において、相互にロックされることができる、請求項１又は２に記載の皮膚処理装置。
【請求項４】
前記最終レンズ素子の出口表面が、前記光学系の前記他の位置において、前記皮膚組織の内側に複数の焦点位置を生成するための形状を持ち、前記出口表面が、使用中、前記皮膚表面の方を向いており、前記最終レンズ素子が、前記光学系の前記処理位置において、前記皮膚組織の内側にある単一の焦点位置を供給する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の皮膚処理装置。
【請求項５】
前記最終レンズ素子が、前記処理光を、前記光学系の前記他の位置において、発散光ビームに変換し、前記最終レンズ素子が、前記光学系の前記処理位置において、前記皮膚組織の内側にある前記焦点位置に前記処理光を焦点合わせする、請求項１記載の皮膚処理装置。
【請求項６】
前記最終レンズ素子の出口表面が、前記光学系の前記他の位置において、前記処理光を発散させるための凹面を有し、前記出口表面が、使用中、前記皮膚表面の方を向いている、請求項５記載の皮膚処理装置。
【請求項７】
前記最終レンズ素子の出口表面が、前記出口表面近傍の前記処理光を集中させて、前記出口表面から離れた位置に発散している環状光ビームを形成するための円錐突出形状を持ち、前記出口表面が、使用中、前記皮膚表面の方を向いている、請求項５記載の皮膚処理装置。
【請求項８】
前記位置決め部材が、前記光学系の方を向いている非透明壁を有し、前記出口表面の前記円錐突出形状が、使用中、前記光学系の前記他の位置において前記位置決め部材の前記非透明壁に当たるように、実質的に全ての処理光が発散されるよう、前記処理光を発散させる、請求項７記載の皮膚処理装置。
【請求項９】
前記最終レンズ素子の出口表面が、フレネルレンズを有し、前記出口表面が、使用中、前記皮膚表面の方を向いている、請求項１記載の皮膚処理装置。
【請求項１０】
前記光学系が、レンズ素子の移動又は調整を含まない静的な光学系である、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の皮膚処理装置。
【請求項１１】
弾性要素が、前記位置決め部材と前記光学系との間に配置されている、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の皮膚処理装置。
【請求項１２】
前記位置決め部材が、スルーホールを有し、当該スルーホールを通じて、前記処理光が前記皮膚組織に焦点合わせされ、前記皮膚接触表面が、前記スルーホールの一方の側に配置されている、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の皮膚処理装置。
【請求項１３】
前記位置決め部材の外形が、円筒プリズム形状、立方体プリズム形状、又は、三角プリズム形状である、請求項１２記載の皮膚処理装置。
【請求項１４】
前記位置決め部材の前記皮膚接触表面が、非腐食性材料からなる、請求項１記載の皮膚処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、光を用いた皮膚の処理に関し、より具体的には、皮膚表面と皮膚処理装置の光学系との間の距離を規定する位置決め部材を持つ皮膚処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
皮膚におけるしわを抑制し、又は、減少させることにより、若い外見を維持するよう切望することは、人間社会における重要な課題である。上記課題を達成するために、多くの技術が考案されてきた。例えば、国際公開第２００８／００１２８４号から知られているように、その技術の１つが、処理される皮膚の真皮層において焦点を作ることである。上記国際公開公報は、レーザ源及び焦点光学系を具備する皮膚処理装置を開示している。当該装置は、レーザビームを発する。レーザのパワーは、皮膚組織の再成長を刺激するとともに、しわを減少させるために、レーザ誘起光学破壊（ＬＩＯＢ：Laser Induced Optical Breakdown）が皮膚に作用するように選択される。ＬＩＯＢは、皮膚組織によるレーザ光の強力な非線形吸収に基づいており、レーザ光のパワー密度に関する特定の閾値より上で発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＬＩＯＢとは別に、（例えば、水の）選択的写真熱溶解（selective photothermolysis）、第二高調波発生、第三高調波発生、及び、他の高次の高調波発生プロセスなどの他の光ベースの処理プロセスも、皮膚組織を活性化させ、しわを減少させるために、損傷を受けた皮膚組織の再成長を刺激べく、皮膚組織の表皮又は真皮において組織に局所的に損傷を与えるために、使用され得る。（レーザ誘起光学破壊などの）皮膚組織の内側での光ベースの処理を通じた活性化プロセスは、１０１３Ｗ／ｃｍ２のオーダの高い強度を必要とする。かかる高い光強度を生成することが可能なレーザ源は、例えば、人間の目にも損傷を与えることがあり、従って、しばしば、過度な安全対策が必要とされる。
【０００４】
既知の処理装置では、焦点が、０．２ｍｍと２．０ｍｍとの間のどこかの固定の処理深さにおいて作られる。この深さは、人間の皮膚の典型的な組成に基づいて、選択される。しかしながら、場合によっては、処理が有効であるために、最適な処理深さが、異なっていたり、処理が、異なる又は複数の深さにおいて必要であったりする。最適な処理深さは、例えば、角質層及び表皮の厚さに依存する。既知の処理装置における光学系は、調整可能なレンズ又は調整可能なミラーを有していてもよい。両方の素子、又は、それらの組み合わせが、焦点動作及び処理深さを規定するために使用され得る。しかしながら、かかる調整可能な光学素子は、比較的高価である。
【０００５】
国際公開第２００９／１４７６１７号は、装置が皮膚状に配置された場合に、皮膚から所与の距離において光を発する光学ヘッドを含む光ベースの皮膚処理装置を開示している。当該処理装置は、装置が皮膚に対して配置された場合に、ガスケットが、平らにされ、光学ヘッドが、皮膚と接触状態となることができるような態様で配置された柔軟な材料のガスケットを含む。あるいは、上記処理装置は、モータ駆動であり、且つ、光学ヘッドが皮膚と接触状態となった場合にその運動を停止するためのシステムを備える、可動光学ヘッドを含んでいてもよい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、よりコスト効率的な非侵襲的皮膚処理装置を提供することである。
【０００７】
上記目的は、皮膚組織の光ベース処理のための皮膚処理装置であって、前記皮膚処理装置は、処理光を発するための光源と、前記処理光を、前記皮膚組織の内側の焦点位置に焦点合わせするための光学系と、皮膚接触表面を持つ位置決め部材と、を有し、前記位置決め部材及び前記光学系は、前記皮膚接触表面と使用中において皮膚表面の方を向いている前記光学系の最終レンズ素子との間の距離を適応させるために、互いに対して移動可能であり、前記位置決め部材及び前記光学系は、前記光学系の処理位置、及び、前記処理位置とは異なる前記光学系の他の位置へ、互いに対して移動可能であり、使用中且つ処理位置において、前記光学系の前記最終レンズ素子は、前記最終レンズ素子と前記皮膚表面との間に空気のギャップが存在しないように、前記皮膚表面と接触している、皮膚処理装置による本発明に従って、達成される。
【０００８】
本発明は、最終レンズ素子が、最終レンズ素子と皮膚表面との間に空気のギャップが存在している場合に比して、最終レンズ素子と皮膚表面との間に空気のギャップが存在しないように皮膚表面と直接的に接触している場合に、最終レンズ素子が、異なる光学特性を持つという見識に基づいている。位置決め部材及び光学系を互いに移動可能できるようにすることによって、本発明に従った皮膚処理装置は、最終レンズ素子と皮膚表面との間で様々な距離を有することができ、処理位置では、最終レンズ素子が皮膚表面と接触しており、皮膚表面と最終レンズ素子との間の距離が実質的にゼロに等しい。従って、第１の光学素子と皮膚表面とが互いに接触している間は、皮膚内側の焦点位置の深さは、皮膚組織の効果的且つ所定の処理を保障するように良好に規定される。処理位置における焦点位置の深さは、光学系の光学特性と、処理光が皮膚組織内側の焦点位置に向かって集中される皮膚組織の光学特性との組み合わせによって規定される。また、光学系に対して位置決め部材の他の位置を供給することによって、本発明に従った皮膚処理装置は、低コストの付加的な異なる機能を備える。
【０００９】
例えば、これらの付加的な機能のうちの１つは、光学系の他の位置における組み込みの安全対策であってもよく、他の位置において、皮膚接触表面と光学系との間の距離は、最大化され得る。かかる構成では、位置決め部材は、かすり傷から最終レンズ素子を保護するための一種の「キャップ」として機能してもよい。あるいは、皮膚接触表面と光学系との間の距離は、処理光が無害、例えば、人間の目に対してもはや有害でないように、光学系の他の位置において発せられる処理光の任意のビームが十分に発散できるよう、選択されてもよい。あるいは、付加的な機能は、光学系の他の位置が、皮膚表面からの距離における他の処理位置であるように、もたらされてもよい。この場合、例えば、処理光は、最終レンズ素子が皮膚表面と接触している処理位置に比して、皮膚の内側の異なる深さにおいて集中される。かかる付加的な機能は、皮膚処理装置の汎用性を高めることができ、ユーザが、同一の皮膚処理装置で、様々な処理及び様々な処理深さを適用できるようにする。様々な処理深さは、既知の処理装置でも可能であるが、かかる既知の処理装置は、しばしば、本発明に従った皮膚処理装置では必要でない、比較的高価なズームフォーカス構成を必要とする。
【００１０】
皮膚処理装置の或る実施形態では、光学素子の他の位置は、他の処理位置であり、最終レンズ素子と皮膚接触表面との間の距離は、処理位置に比して皮膚組織の内側にある異なる焦点位置に処理光を焦点合わせするために用いられる。既述のように、他の位置が他の処理位置である場合、本発明に従った皮膚処理装置は、様々な種類の皮膚処理のために使用されるとともに、様々な皮膚処理深さにおいて使用されることを可能とされる。結果として、本発明に従った皮膚処理装置は、より汎用的であり、ユーザにとってより便利である。上記の他の処理位置は、一般的に、使用中、空気のギャップが最終レンズ素子と皮膚表面との間に存在する位置である。最終レンズ素子は、特に、最終レンズ素子が皮膚表面と接触しているか、又は、最終レンズ素子と皮膚表面との間に空気のギャップがあるかに依存して、皮膚組織の内側の２つの異なる焦点位置を供給するように設計される必要がある。例えば、最終レンズ素子の焦点特性は、使用中、皮膚組織の方を向く最終レンズ素子の出口表面と、出口表面とは反対側の最終レンズ素子の入口表面との両方によって、決定されてもよい。例えば、入口表面は、光学系の処理位置において、処理光ビームの焦点が、皮膚組織の内側の位置にはヒチされるように形作られていてもよいが、最終レンズ素子の入口表面及び出口表面の複合光学特性は、光学系の他の位置において、皮膚組織の内側の異なる皮膚処理深さにおける他の焦点位置をもたらす。光学系の処理位置において、最終レンズ素子の出口表面の形状は、出口表面と皮膚表面との間の接触のため、最終レンズ素子の焦点特性にわずかにのみ寄与し得る。特に、屈折率整合流体が、最終レンズ素子の出口表面と皮膚表面との間に供給される場合、最終レンズ素子と皮膚組織との間の屈折率における変化は、最終レンズ素子と空気との間の屈折率における変化に比して、著しく少なく、光学系の他の位置の場合と同様に、これは、明らかに、光学系の他の位置に比して処理位置における最終レンズ素子の様々な光学特性をもたらし得る。
【００１１】
皮膚処理装置の或る実施形態では、位置決め部材及び光学系は、ロック機構により、光学系の他の位置において、相互にロックされることができる。機械的なピン、磁気ロック機構、ばねロック機構、ねじ式ロック機構、及び、スイッチなどの任意のロック機構が、光学系の他の位置を位置決め部材に対してロックするために使用され得る。かかるロック機構は、光学系の他の位置において皮膚処理装置を用いる場合に、皮膚組織の内側の焦点位置が良好に規定されることを保証する、もう１つのコスト効果的な態様を供給することができる。
【００１２】
皮膚処理装置の或る実施形態では、最終レンズ素子の出口表面は、光学系の他の位置において、皮膚組織の内側に複数の焦点位置を生成するための形状を持ち、かかる出口表面は、使用中、皮膚表面の方を向いており、最終レンズ素子は、光学系の処理位置において、皮膚組織の内側に単一の焦点位置を供給するように構成される。既述のように、最終レンズ素子と皮膚組織との間の屈折率における変化は、最終レンズ素子と空気との間の屈折率における変化に比して著しく少なく、光学系の他の位置の場合と同様に、これは、明らかに、光学系の他の位置に比して、処理位置における最終レンズ素子の様々な光学特性をもたらし得る。この変化は、屈折率整合流体を用いる場合、更に減少される。当該実施形態において、皮膚組織の内側に複数の焦点位置を作るための光ビーム形状特性は、最終レンズ素子の出口表面によって、略完全に規定される。光学系の他の位置では、出口表面と皮膚表面との間の空気のギャップが、出口表面が皮膚組織の内側に複数の焦点位置を作ることを保証する。光学系の処理位置では、最終レンズ素子の出口表面が、皮膚表面と接触しており、このため、最終レンズ素子の出口表面の光学特性は、略無効であり、最終レンズ素子の入口表面のみが、光ビームの焦点合わせプロセスを決定する。最終レンズ素子の当該入口表面は、光学系の他の位置において、皮膚組織の内側に単一の焦点位置を供給するように構成され得る。
【００１３】
皮膚処理装置の或る実施形態では、最終レンズ素子は、光学系の他の位置において、処理光を発散光ビームに変換するように構成され、最終レンズ素子は、処理光を、光学系の処理位置において、皮膚組織の内側の焦点位置に集中させるように構成される。最終レンズ素子の当該構成は、「設計による安全化（safety by design）」の特徴をもたらす。これは、最終レンズ素子と皮膚表面との間に接触がない場合、強力に発散した光ビームにつながる。上記の強力に発散した光ビームの局所的強度は、局所的強度が低く、人間の皮膚に関して有害でないどころか、人間の目に対してさえ有害でないレベルまで迅速に減少する。従って、皮膚処理装置が、皮膚表面に触れていない場合に、スイッチオンされた場合であっても、処理光の光ビームの発散は、更なる安全対策につながる。
【００１４】
皮膚処理装置の他の実施形態では、最終レンズ素子の出口表面は、光学系の他の位置において、処理光を発散させるための凹面を有し、出口表面は、使用中、皮膚表の方を向いている。凹面状の出口表面を有する最終レンズ素子を供給することは、皮膚表面と最終レンズ素子との間に接触がない場合に、強力に発散している光ビームを作るための１つの解決法である。皮膚表面と最終レンズ素子との間に接触がない光学系の処理位置では、凹状の出口表面の光発散特性は、上述のように、強く減少され、最終レンズ素子の出口表面以外の光学系の残りが、本発明に従った皮膚処理装置によって発せられる処理光の焦点特性を決定する状況につながる。
【００１５】
代替的な実施形態では、最終レンズ素子の出口表面は、出口表面近傍の処理光を集中させて、出口表面から離れた位置に発散している環状光ビームを形成するための円錐突出形状を持ち、出口表面は、使用中、皮膚表面の方を向いている。円錐突出形状を具備する最終レンズ素子の出口表面を供給することは、皮膚表面と最終レンズ素子との間に接触がない場合に、強力に発散している光ビームを作るための他の解決法である。皮膚表面と最終レンズ素子との間に接触がない光学系の処理位置では、最終レンズ素子の円錐形状の出口表面の光発散特性は、上述のように、強く減少され、最終レンズ素子の出口表面以外の光学系の残りが、本発明に従った皮膚処理装置によって発せられる処理光の焦点特性を決定する状況につながる。光学系の他の位置では、出口表面の円錐突出形状が、最終レンズ素子の出口表面に極めて近い焦点を作り、その後、処理光のビームが強く発散し、局所的な光強度は、迅速に減少する。従って、出口表面から数ミリメートルの距離であっても、処理光は、強く発散するので、人間の目に対してさえ無害であり、「設計による安全化（safety by design）」をもたらす。
【００１６】
皮膚処理装置の他の実施形態では、位置決め部材が、光学系の方を向いている非透明壁を有し、出口表面の円錐突出形状が、使用中、光学系の他の位置において位置決め部材の非透明壁に当たるように、実質的に全ての処理光が発散されるよう、処理光を発散させるように構成される。当該実施形態では、光学系が位置決め部材に対して他の位置にあり、皮膚処理装置によって生成される任意の光が、皮膚処理装置の非透明壁に当たるので、当該光が皮膚処理装置から抑えきれずに発せられることが防止される。好ましくは、上記の非透明壁は、当該非透明壁から反射する任意の光を強く拡散する拡散器を有していてもよい。代替的に、又は、追加的に、非透明壁は、非透明壁から反射される光の一部ができるだけ低くなることを保証するための光吸収材料を有していてもよい。
【００１７】
皮膚処理装置の他の実施形態では、最終レンズ素子の出口表面が、フレネルレンズを有し、出口表面が、使用中、皮膚表面の方を向いている。フレネルレンズは、業界で既知であり、従来レンズに似た特性を有していてもよいが、一般的に、湾曲度合いが小さく、より良い光学的コンタクトを可能にするとともに、皮膚を過度に変形させることなく皮膚と結合することを可能にする。また、フレネルレンズの使用は、光学系を比較的小型に製造することを可能にする。さらに、最終レンズ素子の出口表面としてフレネルレンズを用いる場合、出口表面の光学特性は、出口表面が、皮膚表面に対して押された場合、好ましくは、屈折率整合流体を用いて、無効化され得る。フレネルレンズにおける出口表面の形状の放射状の段階的な変化は、容易に、無効化される。これは、フレネルレンズが皮膚表面に対して押された場合に、出口表面と皮膚表面との間の空気のギャップが、容易に回避されるためである。
【００１８】
或る実施形態では、光学系は、レンズ素子を全く移動又は調整しない静的な光学系である。既述のように、位置決め部材の使用は、皮膚処理装置が、レンズ素子を全く移動又は調整する必要なく、皮膚組織の内側に様々な深さの焦点位置を供給することを可能にする。従って、本発明に従った皮膚処理装置の全体的なコストは、限定され得る。これは、レンズ素子を移動及び／又は調整することを可能にするシステムが、一般的に、装置の価格に大きな影響を与えるためである。
【００１９】
皮膚処理装置の或る実施形態では、弾性要素が、位置決め部材と光学系との間に配置される。当該弾性要素は、位置決め部材及び光学素子を所定の相対位置、例えば、皮膚表面と最終レンズ素子との間の距離が最大化される位置に位置させることができる。これは、かすり傷から最終レンズ素子を保護するため、又は、本発明に従った皮膚処理装置から発せられる強過ぎる光を回避するため、安全上の理由からなされ得る。
【００２０】
皮膚処理装置の或る実施形態では、位置決め部材が、スルーホールを有し、当該スルーホールを通じて、処理光が皮膚組織に焦点合わせされ、皮膚接触表面は、スルーホールの一方の側に配置されている。皮膚処理装置の或る実施形態では、位置決め部材の外形が、円筒プリズム形状、立方体プリズム形状、又は、三角プリズム形状である。皮膚処理装置の他の実施形態では、位置決め部材の皮膚接触表面が、非腐食性材料からなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明に従った皮膚処理装置の一実施形態を図式的に示している。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明に従った皮膚処理装置の位置決め部材構造の第１の実施形態を図式的に示している。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明に従った皮膚処理装置の位置決め部材構造の第１の実施形態を図式的に示している。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明に従った皮膚処理装置の位置決め部材構造の第１の実施形態を図式的に示している。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明に従った皮膚処理装置の位置決め部材構造の第１の実施形態を図式的に示している。
【図３Ａ】図３Ａは、ロック機構を有する本発明に従った皮膚処理装置の位置決め部材構造の第１の実施形態を図式的に示している。
【図３Ｂ】図３Ｂは、ロック機構を有する本発明に従った皮膚処理装置の位置決め部材構造の第１の実施形態を図式的に示している。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明に従った皮膚処理装置の位置決め部材構造の第２の実施形態を図式的に示している。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明に従った皮膚処理装置の位置決め部材構造の第２の実施形態を図式的に示している。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明に従った皮膚処理装置の位置決め部材構造の第２の実施形態を図式的に示している。
【図４Ｄ】図４Ｄは、本発明に従った皮膚処理装置の位置決め部材構造の第２の実施形態を図式的に示している。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明に従った皮膚処理装置の位置決め部材構造の第３の実施形態を図式的に示している。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明に従った皮膚処理装置の位置決め部材構造の第３の実施形態を図式的に示している。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明に従った皮膚処理装置の位置決め部材構造の他の実施形態の最終レンズ素子の一実施形態を図式的に示している。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明に従った皮膚処理装置の位置決め部材構造の他の実施形態の最終レンズ素子の一実施形態を図式的に示している。  異なる図面において同一の参照番号を持つ項目は、同一の構造的特徴、同一の機能を持ち、又は、同一の信号であることに留意すべきである。かかる項目の機能及び／又は構造が説明済みである場合、詳細な説明において、かかる項目の説明が繰り返される必要性はない。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明に従った皮膚処理装置２００の一実施形態を図式的に示している。本発明に従った皮膚処理装置２００は、幾つかの制御回路（図示省略）、幾つかの接続素子（図示省略）、及び、バッテリ又はメイン電源への接続などの幾つかの電源手段（図示省略）を収容し得る筺体２１０を有する。また、皮膚処理装置２００のオン／オフスイッチなどのスイッチ２２０が存在してもよい。さらに、本発明に従った皮膚処理装置において、光学系２０（図２参照）及び位置決め部材５０（図２参照）の少なくとも一部を有する位置決め部材構造１００，１０２，１０４が存在する。位置決め部材５０及び光学系２０は、互いに対して移動可能である。図１及び後続の図面に示される位置決め部材構造１００，１０２，１０４において、位置決め部材構造１００，１０２，１０４は、光源１０（図２参照）を有している。かかる光源１０は、実際に、図面において示されるように、局所的に配置され、例えば、処理光を生成するためのレーザ光源を有していてもよい。あるいは、図面に示されるような光源１０は、光学系２０が、使用中、処理光を皮膚組織に焦点合わせすることができるように、処理光を離れた光源から光学系２０に移送するために配置されたファイバ素子の出力窓であってもよい。
【００２３】
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明に従った皮膚処理装置２００の位置決め部材構造１００の第１の実施形態を図式的に示している。図２Ａは、他の位置Ｐｆ１（図２Ａ参照）において光学系２０を具備する位置決め部材構造の第１の実施形態を示しており、図２Ｂは、最終レンズ素子３０が皮膚表面３００と接触している、処理位置Ｐｔ（図２Ｂ参照）において光学系２０を具備する位置決め部材構造の第１の実施形態を示している。図２Ａ及び図２Ｂに示される位置決め部材構造は、光源１０と、最終レンズ素子３０を含む複数の光学素子を有する光学系２０と、を有している。位置決め部材構造１００は、光学系２０の光軸Ａに対して略平行な方向において、光学系２０に対して移動可能な位置決め部材５０を有している。位置決め部材５０は、使用中、位置決め部材５０と協働して図２Ｂに示されているような皮膚表面３００を押す皮膚接触表面５２を有している。弾性要素６０Ａ，６０Ｂが、図２Ａ及び図２Ｂに示されており、図２Ａでは、弾性要素６０Ａは、位置決め部材５０に何の力も付与されていない状態で示されており、図２Ｂでは、弾性要素６０Ｂは、位置決め部材５０を（図２Ａの）他の位置Ｐｆ１から（図２Ｂの）処理位置Ｐｔまで移動させるために、皮膚表面３００に対する皮膚処理装置の押す力のために皮膚接触表面５２を介して位置決め部材５０に作用する力による圧縮状態で示されている。出口表面４０は、使用中、皮膚表面３００の方を向く、最終レンズ素子３０の表面である。
【００２４】
図２Ｂにおいて、処理位置Ｐｔにおいて光学系２０を具備する位置決め部材構造１００の第１の実施形態が示されている。光学系の処理位置Ｐｔでは、位置決め部材５０は、最終レンズ素子３０が皮膚表面３００と直接的に接触するように、光学系２０に対して位置する。当該配置では、処理光の光学的形状に対する最終レンズ素子３０の出口表面４０の形状の寄与は、大幅に減少され、屈折率整合流体を用いる場合、完全にさえ無効化されてもよく、結果、処理光は、第１の焦点深さｆ１で、処理位置３４０において、皮膚組織の内側に集中される。当該配置では、皮膚接触表面と最終レンズ素子との間の距離ｄ０は、略ゼロである。
【００２５】
皮膚は、様々な光学特性を具備する複数の層を有している。表皮層３２０は、最外層からなる。表皮層３２０の最外層は、微小変動する粗さのため、しばしば、皮膚処理装置２００と皮膚表面３００との間の光の結合を阻害する角質層３１０である。表皮層３２０の下には、真皮３３０が位置している。真皮３３０は、しばしば皮膚治療の目的とされるコラーゲン繊維を有している。真皮層におけるコラーゲンの変性は、人体が損傷したコラーゲンを代謝させる契機となり、これは、１ヶ月乃至３ヶ月を要する。新しいコラーゲンは、少ないしわ、及び、皮膚における少ない小皺につながるであろう。表皮における細胞が損傷した場合、代謝は、数日を要する。表皮細胞の当該代謝は、より均一な肌の色調、並びに、人の輝き及び光沢の全体的な増加につながるであろう。
【００２６】
図２Ｃ及び図２Ｄは、最終レンズ素子３１がフレネルレンズ３１によって構成されている光学系２０の細部を示している。図２Ｃでは、最終レンズ素子３１の出口表面４１と皮膚表面３００（図２Ｃでは省略されている）との間に空気のギャップが存在しており、これは、焦点位置３４０が第２の焦点深さｆ２に位置するように、光学系２０全体の光学特性に影響を与えている。これは、光学系２０と位置決め部材５０の皮膚接触表面５２との間の特定の距離につながり得る。図２Ｃに示されている構成では、焦点位置は、表皮に対して皮膚処理を適用するために、表皮３２０において位置している。図２Ｄでは、出口表面４１は、皮膚表面３００と直接的に接触している。出口表面４１と皮膚表面３００との間には、出口表面４１と皮膚表面３００との間の光学的な接触を更に改善するために、屈折率整合流体３５０が配置されている。当該構成では、出口表面４１の光学特性は、皮膚組織及び屈折率整合流体の存在による影響を受け、結果、焦点位置３４０は、真皮３３０に存在し、再び、第１の焦点深さｆ１にある。
【００２７】
また、図３Ａ及び図３Ｂは、ロック機構７０，７１を有する皮膚処理装置２００の位置決め部材構造１００の第１の実施形態を図式的に示している。図３Ａ及び図３Ｂに示される位置決め部材構造１００は、光源１０と、光学系２０と、皮膚接触表面５２を持つ位置決め部材５０と、弾性要素６０Ａと、最終レンズ素子３０と、を有している。図２Ａ〜図２Ｄにおいて示されているものに加えて、ロック機構７０，７１が、他の位置Ｐｆ１，Ｐｆ２において、位置決め部材５０と光学系２０とを相互にロックするように示されている。図３Ａ及び図３Ｂに示されるようなロック機構７０，７１は、光学素子３０に対する位置決め部材５０の位置をロックする機械的なピン７０，７１である。しかしながら、磁気ロック機構（図示省略）、ばねロック機構（図示省略）、ねじ式ロック機構（図示省略）、又は、スイッチ（図示省略）などの他のロック機構が、本発明の範囲から逸脱することなく、使用されてもよい。図３Ａでは、焦点位置が第３の焦点深さｆ３に位置するように、ロック機構７０が、皮膚接触表面５２と光学系２０との間で第１の距離ｄ１を規定している。この例では、焦点は、表皮３２０に位置するため、ロック機構７０を具備する皮膚処理装置２００を用いる皮膚処理は、皮膚組織の表皮３２０において実行される。図３Ｂでは、真皮・上皮接合部を狙って、焦点が第４の焦点深さｆ４、例えば、表皮と真皮との間において皮膚組織のより深くに位置するように、ロック機構７１が、皮膚接触表面５２と光学系２０との間で第２の距離ｄ２を規定している。かかるロック機構７０，７１を用いることは、使用中、焦点深さｆ３，ｆ４が、比較的正確に規定され得るように、位置決め部材５０と光学系２０との間で特定の距離ｄ１，ｄ２をロック及び規定するのに比較的コスト効果的な態様を可能とする。
【００２８】
図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃ，図４Ｄは、本発明に従った皮膚処理装置２００の位置決め部材構造１０２の第２の実施形態を図式的に示している。図４Ａ及び図４Ｂでは、光源１０と、光学系２０と、皮膚接触表面５２を有する位置決め部材５０とが、弾性要素６０Ａとともに、示されている。光学系２０は、出口表面４２を持つ最終レンズ素子３２を含む光学素子を有している。図４Ａに示される位置決め部材構造１０２の実施形態では、位置決め部材５０が、他の位置Ｐｆ１において、光学系２０に対して位置している。最終レンズ素子３２の出口表面４２は、光学系２０の他の位置Ｐｆ１において、皮膚処理装置２００から離れる方向に処理光を発散させる凹面４２を有している。凹面４２による処理光の発散は、発散光が、光学系２０が他の位置Ｐｆ１にある状態で、位置決め部材５０の皮膚接触表面５２に到達する場合、発散処理光の強度が、発散処理光が人間の目にとってもはや有害でないのが好ましい。皮膚処理装置２００が、皮膚表面３００にに対して押されない場合、弾性要素６０Ａは、光学系２０に対して位置決め部材５０を押す。これにより、凹面４２は、安全対策として、処理光を発散させる。図４Ｂにおいて、皮膚処理装置２００は、皮膚表面３００に対して押されており、これは、位置決め部材５０及び光学系２０が処理位置Ｐｔにあるようにし、ここで、出口表面４２は、出口表面４２又は凹面４２と皮膚表面との間の光学的連携を更に改善するために、皮膚表面３００と接触しており、可能であれば、屈折率整合流体を介して、皮膚表面３００と接触している。既述のように、出口表面４２と皮膚組織との間の上記接触は、光学系２０の結像特性に対する出口表面４２の光学的寄与を著しく減少させる、又は、出口表面４２の上記寄与を無効化さえし、結果、処理光の焦点位置３４０は、第１の焦点深さｆ１に位置する。
【００２９】
図４Ｃ及び図４Ｄは、最終レンズ素子３３がフレネルレンズ３３を有する光学系２０の細部を示している。既述のように、フレネルレンズ３３は、業界において既知であり、従来のレンズと同様の特性を持っていてもよいが、一般的に、湾曲度合いは小さく、このことが、皮膚表面３００を過度に変形させることなく、皮膚表面３００に対して、より良い光学的接触及び結合を可能とする。また、フレネルレンズ３３の使用は、光学系２０の更なる小型化を可能にする。さらに、フレネルレンズ３３を、最終レンズ素子３３の出口表面４３として用いる場合、出口表面４３の光学特性は、出口表面４３が、皮膚表面３００に対して押された場合、好ましくは、屈折率整合流体３５０を用いて皮膚表面３００に対して押された場合、無効化され得る。フレネルレンズ３３における出口表面４３の光学系上の放射状の段階的変化は、無効化される。これは、フレネルレンズ３３が皮膚表面３００に対して押された場合に、出口表面４３と皮膚表面３００との間の空気のギャップが除去されるためである。図４Ｃでは、最終レンズ素子３３の出口表面４３と皮膚表面３００（図４Ｃでは省略）との間に空気のギャップがあり、これは、フレネルレンズ３３が処理光の焦点を強力にぼかすように、光学系２０全体の光学特性に影響を与えている。図４Ｄでは、出口表面４３は、皮膚表面３００と直接的に接触している。出口表面４３と皮膚表面３００との間の光学的接触を更に改善するために、出口表面４３と皮膚表面３００との間に、屈折率整合流体３５０が供給されている。当該構成では、出口表面４３の光学特性は、皮膚組織及び屈折率整合流体の存在による影響を受け、結果、光学系２０は、第１の焦点深さｆ１で、真皮３３０における焦点位置３４０に向かって集中させる。
【００３０】
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明に従った皮膚処理装置２００の位置決め部材構造１０４の第３の実施形態を図式的に示している。図５Ａ及び図５Ｂでは、光源１０と、光学系２０と、皮膚接触表面５２を有する位置決め部材５０とが、弾性要素６０Ａとともに示されている。光学系２０は、出口表面４４を持つ最終レンズ素子３４を含む光学素子を有している。図５Ａに示されている位置決め部材構造１０２の実施形態では、位置決め部材５０が、他の位置Ｐｆ１において、光学系２０に対して位置している。最終レンズ素子３４の出口表面４４は、出口表面４４近傍に処理光を集中させるとともに、出口表面４４から距離を空けて発散環状光ビームを作るための円錐突出形状４７を有している。図４Ａ及び図４Ｂに示されているものと同様に、円錐突出形状４７による処理光の発散は、発散光が、位置決め部材５０が他の位置Ｐｆ１にある状態で、位置決め部材５０の皮膚接触表面５２に到達する場合、発散処理光の強度が、発散処理光が人間の目にとってもはや有害でないのが好ましい。皮膚処理装置２００が、皮膚表面３００にに対して押されない場合、弾性要素６０Ａは、光学系２０に対して位置決め部材５０を押す。これにより、円錐突出形状４７は、安全対策として、処理光を発散させる。他の位置Ｐｆ１における位置決め部材５０及び光学系２０の相対位置は、発散処理光が、位置決め部材５０の非透明壁５４に当たるようにさえ規定され得る。当該非透明壁５４は、当たった処理光の大部分を吸収するように構成及び構造化され、及び／又は、発散させて処理光の局所的強度を更に減少させるとともに、本発明に従った皮膚処理装置２００の安全性を更に改善するために、当たった処理光を反射するように構成及び構造化されてもよい。図５Ｂの状態でｈあ、皮膚処理装置２００は、皮膚表面３００に対して押されており、このことが、位置決め部材５０及び光学系２０を、相互の処理位置Ｐｔに位置させ、当該位置では、出口表面４４と皮膚表面との間の光学的結合を更に改善するために、出口表面４４が、皮膚表面３００と接触し、可能であれば屈折率整合流体を介して皮膚表面３００と接触している。既述のように、出口表面４４と皮膚組織との間の上記接触は、光学系２０の結像特性に対する出口表面４４の光学的寄与を著しく減少させ、又は、出口表面４４の当該寄与を無効にさえし、結果、処理光の焦点位置３４０は、第１の焦点深さｆ１に位置する。
【００３１】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明に従った皮膚処理装置２００の位置決め部材構造の他の実施形態の最終レンズ素子３５の一実施形態を図式的に示している。図６Ａに示される最終レンズ素子３５の実施形態では、光学系２０が他の位置Ｐｆ１にあり、空気のギャップが出口表面４５と皮膚表面３００との間に存在している状態で、最終レンズ素子３５の出口表面４５が、皮膚組織の内側に複数の焦点位置３４２を生成するための形状を持つ。このことは、この例では、皮膚組織の内側にある、皮膚表面３００から第２の焦点深さｆ２において、最終レンズ素子３５に入射する光の一部を皮膚組織の内側の個別の焦点位置３４２にそれぞれ焦点合わせするレンズ素子のアレイを具備する出口表面４５を供給することによって達成され得る。図５Ｂの状態では、本発明に従った皮膚処理装置２００の出口表面４５は、皮膚表面３００に対して押されており、このことが、位置決め部材５０及び光学系２０が、出口表面４５が皮膚表面３００と接触している、出口表面４５と皮膚表面３００との間の光学的結合を更に改善するために、可能であれば屈折率整合流体を介して接触している処理位置Ｐｔにあるようにする。既述のように、出口表面４５と皮膚表面との間の当該接触は、光学系２０の結像特性に対する出口表面４５の光学的寄与を著しく減少させ、又は、出口表面４５の当該寄与を無効にさえし、結果、上記状態では、最終レンズ素子は、皮膚組織の内側の第１の焦点深さにおいて単一の焦点３４０のみを供給する。従って、本発明に従った皮膚処理装置２００は、様々な動作モードで使用され得る。
【００３２】
要約すると、本発明は、処理光を発するように構成された光源１０と、皮膚組織の内側の焦点位置３４０に処理光を集中させるように構成された光学系２０と、皮膚接触表面５２を持つ位置決め部材５０と、を有し、皮膚接触表面と光学系の最終レンズ素子３０との間の距離を適合及び規定するために、位置決め部材５０及び光学系２０が、互いに移動可能である、非侵襲的な皮膚処理装置２００を供給する。使用中、最終レンズ素子は、皮膚表面３００の方を向いており、位置決め部材及び光学系は、処理位置Ｐｔ及び処理位置とは異なる他の位置Ｐｆ１へ、互いに移動可能である。使用中且つ光学系の処理位置において、最終レンズ素子と皮膚表面との間に空気のギャップが存在しないように、最終レンズ素子は、皮膚表面と接触している。
【００３３】
上述した実施形態は、例示のためであって、本発明を限定するものではなく、当該技術分野における当業者は、多くの代替的な実施形態を設計可能であることに留意すべきである。
【００３４】
請求項中、括弧内の任意の参照符号は、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。「有する」なる動詞及びその活用形の使用は、請求項に記載された要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を除外しない。要素の単数形は、かかる要素が複数存在することを除外しない。本発明は、幾つかの異なる要素を有するハードウェアにより、及び、適切にプログラムされたコンピュータにより、実装されてもよい。幾つかの手段を規定している装置に関する請求項において、これらの手段の幾つかは、全く同一のハードウェアによって実現されてもよい。特定の特徴が相互に異なる従属形式請求項において言及されているという単なる事実は、こられの特徴の組み合わせが好適に使用されないということを示すものではない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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