JPH0738189A - レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】装置全体の構成を簡略化し、レーザ出力を正確
に調整することを目的とする。 【構成】レーザ装置本体Ａに複数の半導体レーザ４を内
蔵させ、レーザ装置本体Ａからのレーザ光の出力を設定
する出力設定手段により設定される設定値に応じて半導
体レーザ４の駆動数を制御するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば一般産業分野に
おける切断、穴あけ、溶接等の加工、或いは医療分野に
おける切開、止血、凝固、蒸散等の処置を行うレーザ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、加工又は治療に用いられるレー
ザ装置としては、高出力が得られるＮｄ：ＹＡＧレーザ
又はＣＯ₂ レーザが広く使用されている。レーザの出力
は、加工又は治療の内容に応じて適切な出力に調整され
る。正確な加工又は安全で効果の高い治療を行う為に
は、出力調整を正確に行う必要があるが、その為にはレ
ーザ出力調整用の複雑な構成の制御手段を設ける必要が
ある。

【０００３】一方、最近、半導体レーザが年々高出力化
され、数ワットの出力が可能なレベルになっている。し
かしながら、１個の半導体レーザでは加工又は医療用と
して十分な出力にならないので、半導体レーザを複数個
使用することにより、例えば数十ワット程度のの医療用
として十分な出力を得るようにしたレーザメスが開発さ
れている。例えば、特開平４−１１０９１６号公報に
は、３から４個の半導体レーザ素子をから放射される複
数本のレーザ光線を単一のレーザ光線に収束し、これを
１本の光ファイバに結合させる構成にしたものが示され
ている。

【０００４】また、レーザ出力の調整には、設定された
出力値に応じて、個々のレーザ源への入力電力を連続的
に変化させて調整し、所望とするレーザ出力を得るよう
にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成のように
レーザ出力の調整時に設定出力値に合わせて個々のレー
ザ源への入力電力を増減させて調整する場合には、複雑
な制御手段が必要となるので、装置全体の構成が複雑に
なる問題がある。さらに、複数個の半導体レーザを使う
場合のように、複数個の半導体レーザの出力をそれぞれ
制御するには装置の構成がより複雑になり、装置の小形
化が困難であった。

【０００６】本発明は、以上の問題点に着目してなされ
たものであり、装置全体の構成を簡略化することがで
き、レーザ出力を正確に調整することができるレーザ装
置を提供することを目的としるものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】レーザ装置本体に内蔵さ
れた複数の半導体レーザと、前記レーザ装置本体からの
レーザ光の出力を設定する出力設定手段と、この出力設
定手段により設定される設定値に応じて前記半導体レー
ザの駆動数を制御する制御手段とを具備した。

【０００８】

【作用】出力設定手段で設定される設定値に応じて、半
導体レーザの駆動数を制御し、設定値に応じた数の半導
体レーザからレーザ光を出力する。

【０００９】

【実施例】本発明の第１実施例を図１に基づいて説明す
る。図１は本実施例のレーザ装置本体Ａ全体の概略構成
を示すものである。レーザ装置本体Ａにはレーザを発振
するレーザ発振部１と、このレーザ発振部１から出力さ
れるレーザを伝送するレーザ伝送部２と、レーザ発振部
１から出力されるレーザの出力を制御する制御部３とが
設けられている。

【００１０】レーザ発振部１には複数の半導体レーザ４
が設けられている。本実施例では半導体レーザ４は例え
ば通電時に１ワットのレーザ光を出力するものが３０個
設けられている。また、レーザ伝送部２には出光用の単
一の第１の光ファイバ５と、半導体レーザ４の数と同数
の第２の光ファイバ６…とがそれぞれ設けられている。

【００１１】ここで、第２の光ファイバ６の入射端部は
各々レンズ７を介して半導体レーザ４に光学的に接続さ
れている。さらに、全ての第２の光ファイバ６の出射端
部は一体的に束ねられ、光ファイバ集束部８が形成され
ている。この光ファイバ集束部８は集光用レンズ９を介
して出光用の第１の光ファイバ５の入射端部と光学的に
接続されている。この第１の光ファイバ５の出射端部は
レーザ光の照射対象物例えば、被加工物、或いは生体組
織に対向配置されるようになっている。

【００１２】また、制御部３にはレーザ装置本体Ａから
のレーザ光の出力を設定する出力設定部（出力設定手
段）１０と、この出力設定部１０により設定される設定
値に応じて半導体レーザ４の駆動数を制御する制御装置
（制御手段）１１と、電源装置１２とが設けられてい
る。

【００１３】ここで、電源装置１２には開閉器１３が内
蔵されている。この開閉器１３には半導体レーザ４の数
と同数の接点１３ａ…が設けられている。さらに、各接
点１３ａにはリード線１４を介してレーザ発振部１の各
半導体レーザ４がそれぞれ接続されている。そして、レ
ーザ発振部１の各半導体レーザ４はそれぞれ各接点１３
ａを介して電源装置１２内の電源に並列に接続されてい
る。したがって、各々の半導体レーザ４は開閉器１３の
各接点１３ａの開閉動作に応じて通電状態が制御される
ようになっている。すなわち、開閉器１３の接点１３ａ
の開時にはレーザ光を全く出力しない状態で保持され、
開閉器１３の接点１３ａの閉時には１ワットのレーザ光
を出力する状態に切換えられるようになっている。

【００１４】また、制御装置１１には出力設定部１０お
よび電源装置１２がそれぞれ接続されている。ここで、
出力設定部１０には出力設定用の操作ボタン１５と、設
定出力を表示する表示部１６とが設けられている。さら
に、出力設定用の操作ボタン１５には設定値を増加させ
る増加ボタン１５ａと、設定値を減少させる減少ボタン
１５ｂとが設けられている。

【００１５】そして、レーザ装置本体Ａの使用時には出
力設定部１０の操作ボタン１５の押し込み操作にともな
いレーザ装置本体Ａからのレーザ光の出力が設定される
とともに、この出力設定部１０によって設定される設定
値に応じて制御装置１１によって電源装置１２内の各接
点１３ａの開閉動作が制御され、半導体レーザ４の駆動
数が制御されるようになっている。

【００１６】次に、この第１実施例の作用について説明
する。まず、レーザ装置本体Ａの使用時には最初に出力
設定部１０によりレーザ光の出力を設定する。このレー
ザ光の出力設定作業時には出力設定部１０の増加ボタン
１５ａおよび減少ボタン１５ｂを操作して表示部１６に
０ワットから３０ワットまで１ワットごとに出力値を表
示させ、所望の出力値を設定する。

【００１７】また、出力設定部１０からの出力信号は制
御装置１１に入力される。さらに、制御装置１１からは
出力設定部１０で設定された設定出力値に従った制御信
号が電源装置１２に送られる。

【００１８】そして、この制御信号にもとづいて電源装
置１２内の開閉器１３の各接点１３ａの開閉動作が制御
され、半導体レーザ４の駆動数が制御される。例えば、
出力設定部１０でレーザ光の出力が１８ワットに設定さ
れた場合には開閉器１３内の１８個の接点１３ａが閉状
態に切換え操作され、残りは開状態のまま保持される。
そのため、レーザ発振部１の３０個の半導体レーザ４の
うち、１８個のみの半導体レーザ４が駆動されるので、
１８ワットのレーザ出力を得ることができる。

【００１９】また、各々の半導体レーザ４から出射され
たレーザ光はレンズ７を介して第２の光ファイバ６に入
射される。各光ファイバ６に入射されたレーザ光はその
光ファイバ６内を通り、光ファイバ集束部８で束ねられ
ている各光ファイバ６の出射端部まで伝送され、この光
ファイバ集束部８から出射される。

【００２０】さらに、光ファイバ集束部８から出射され
たレーザ光は集光用レンズ９を通して第１の光ファイバ
５の入射端部に集光され、この第１の光ファイバ５内に
入射される。この第１の光ファイバ５内に入射されたレ
ーザ光はこの光ファイバ５内を伝って出射端側に導か
れ、この出射端部から外部に出射される。そして、この
第１の光ファイバ５から出射されるレーザ光が被加工
物、或いは生体組織等の照射対象物に照射され、レーザ
加工、レーザ治療等が行なわれる。

【００２１】また、レーザ装置本体Ａから出力されるレ
ーザの出力を変更する場合には出力設定部１０の増加ボ
タン１５ａ、または減少ボタン１５ｂを押圧操作する。
ここで、レーザの出力を上げる場合には出力設定部１０
の増加ボタン１５ａを押圧し、表示部１６に表示されて
いる設定値を所望の値まで上昇させる。この操作にとも
ない制御装置１１によって電源装置１２内の開閉器１３
は設定値の上昇分に対応する個数だけ接点１３ａが閉操
作され、所望の出力値の個数だけ半導体レーザ４が駆動
される。

【００２２】さらに、レーザ出力を下げる場合には出力
設定部１０の減少ボタン１５ｂを押圧し、表示部１６に
表示されている設定値を所望の値まで減少させる。この
操作にともない制御装置１１によって電源装置１２内の
開閉器１３は設定値の減少分に対応する個数だけ接点１
３ａが開操作されて半導体レーザ４の駆動が停止され
る。そして、変更後の出力値の個数だけ接点１３ａが閉
状態で保持され、駆動状態で保持される残りの半導体レ
ーザ４によって変更後の出力値のレーザ出力を得ること
ができる。

【００２３】そこで、上記構成のものにあってはレーザ
装置本体Ａに複数の半導体レーザ４を内蔵させ、出力設
定部１０により設定されるレーザ光の出力設定値に応じ
て半導体レーザ４の駆動数を制御することにより、レー
ザ光の出力を調整するようにしたので、従来のようにレ
ーザ源への入力電力を増減させてレーザ光の出力を調整
する場合のように各半導体レーザ４への入力電力を増減
させる手段を設ける必要がない。そのため、従来に比べ
てレーザ装置本体Ａ全体の構成を簡略化することができ
る。

【００２４】さらに、出力設定部１０の表示部１６に出
力設定値を表示させ、この表示部１６に表示させた設定
値に応じて半導体レーザ４の駆動数を制御するようにし
たので、レーザ光の出力を正確に調整することができ
る。

【００２５】また、図２は本発明の第２実施例を示すも
のである。これは、レーザ発振部１にレーザ光の出力値
が同一又は異なる４個の半導体レーザ２１ａ、２１ｂ、
２１ｃ、２１ｄを設けたものである。ここで、第１〜第
４の各半導体レーザ２１ａ〜２１ｄのレーザ光の出力値
はそれぞれ１ワット、２ワット、２ワット、５ワットに
設定されている。

【００２６】なお、出力設定部１０はレーザ光の出力値
を１ワット〜１０ワットの範囲内で設定可能になってい
る。さらに、制御装置１１では出力設定部１０によって
設定される設定値に応じて半導体レーザ４の駆動数を次
の表１に示すように制御する状態で電源装置１２内の各
接点１３ａを開閉操作するようになっている。

【００２７】

【表１】

【００２８】次に、この第２実施例の作用について説明
する。出力設定部１０によりレーザ光の出力値を１ワッ
ト〜１０ワットの範囲内で設定された場合には各設定値
に応じて第１実施例と同様に制御信号が送られて、第１
〜第４の各半導体レーザ２１ａ〜２１ｄは制御装置１１
によって表１に示す通り次のように駆動される。

【００２９】すなわち、レーザ光出力が１ワットに設定
された場合にはレーザ光の出力が１ワットの第１の半導
体レーザ２１ａが１個駆動される。また、レーザ光の出
力が２ワットに設定された場合にはレーザ光の出力が２
ワットの第２の半導体レーザ２１ｂ又は第３の半導体レ
ーザ２１ｃのどちらか１個が駆動される。

【００３０】さらに、レーザ光の出力が３ワットに設定
された場合にはレーザ光の出力が２ワットの第２の半導
体レーザ２１ｂ又は第３の半導体レーザ２１ｃのどちら
か１個とレーザ光の出力が１ワットの第１の半導体レー
ザ２１ａとが駆動される。

【００３１】また、レーザ光の出力が４ワットに設定さ
れた場合には第２の半導体レーザ２１ｂおよび第３の半
導体レーザ２１ｃが同時に駆動される。レーザ光の出力
が５ワットに設定された場合にはレーザ光の出力が５ワ
ット第４の半導体レーザ２１ｄが１個駆動される。

【００３２】さらに、レーザ光の出力が６ワットに設定
された場合には５ワットの出力の第４の半導体レーザ２
１ｄ１個と１ワットの出力の第１の半導体レーザ２１ａ
１個とが駆動される。レーザ光の出力が７ワットに設定
された場合には５ワットの出力の第４の半導体レーザ２
１ｄ１個と２ワットの出力の第２の半導体レーザ２１ｂ
又は第３の半導体レーザ２１ｃのどちらか１個が駆動さ
れる。

【００３３】また、レーザ光の出力が８ワットに設定さ
れた場合には５ワットの出力の第４の半導体レーザ２１
ｄ１個と２ワットの出力の第２の半導体レーザ２１ｂ又
は第３の半導体レーザ２１ｃのどちらか１個と１ワット
の出力の第１の半導体レーザ２１ａ１個とが駆動され
る。レーザ光の出力が９ワットに設定された場合には５
ワットの出力の第４の半導体レーザ２１ｄ１個と２ワッ
トの出力の２個の（第２および第３の）半導体レーザ２
１ｂ、２１ｃが駆動される。レーザ光の出力が１０ワッ
トに設定された場合には４個の半導体レーザ２１ａ〜２
１ｄ全てが駆動される。

【００３４】そして、各半導体レーザ２１ａ〜２１ｄか
ら出射されたレーザ光は第１実施例と同様にレンズ７を
介して第２の光ファイバ６に入射され、各光ファイバ６
の出射端部まで伝送されたのち、光ファイバ集束部８か
ら出射されたレーザ光が集光用レンズ９を通して第１の
光ファイバ５の入射端部に集光される。さらに、この第
１の光ファイバ５内を伝って出射端側に導かれたレーザ
光は第１の光ファイバ５の出射端部から外部に出射され
て被加工物、或いは生体組織等の照射対象物に照射さ
れ、レーザ加工、レーザ治療等が行なわれる。

【００３５】そこで、上記構成のものにあってはレーザ
光の出力値が同一又は異なる４個の半導体レーザ２１
ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを設け、これを適宜組み合
わせて駆動して所望の出力を得るようにしたので、少な
い数の半導体レーザでレーザ出力の調整が可能となる。
そのため、レーザ装置本体Ａの構成を第１実施例よりも
簡単にすることができる。

【００３６】次に、本発明の第３実施例を図３（ａ）〜
（ｅ）に基づいて説明する。これは、図３（ａ）〜
（ｃ）に示すように管状カテーテル３１の先端部に複数
の半導体レーザ３２…を円環状に配置したレーザ発振部
３３を設け、各々の半導体レーザ３２の発光面をカテー
テル３１の管腔中心に向けて配置したものである。

【００３７】そして、上記構成のレーザ装置本体Ａを使
用して生体組織を切除する場合にはまず、図３（ｄ）に
示すように管状カテーテル３１の先端部を生体組織Ｈに
当接させた状態でこのカテーテル３１内に吸引力を作用
させ、このカテーテル３１内に生体組織Ｈの中の目的部
位Ｒを取り込む。

【００３８】続いて、図３（ｅ）に示すように管状カテ
ーテル３１の中に把持鉗子３４を挿入し、この把持鉗子
３４の先端部の把持部３４ａで目的部位Ｒの頂部を把持
させる。この状態で、レーザ発振部３３を駆動してレー
ザ光を目的部位Ｒの付け根部分に照射する。

【００３９】このとき、第１実施例と同様に出力設定部
１０により設定されるレーザ光の出力設定値に応じてレ
ーザ発振部３３の各々の半導体レーザ３２の駆動数が制
御され、レーザ光の出力が調整される。

【００４０】そこで、上記構成のものにあっては管状カ
テーテル３１内に生体組織Ｈの中の目的部位Ｒを取り込
み、レーザ発振部３３の各半導体レーザ３２からカテー
テル３１の管腔中心に向けてレーザ光を照射するように
したので、生体組織Ｈの中の目的部位Ｒのみに確実にレ
ーザ光を照射することができる。そのため、レーザ発振
部３３の各半導体レーザ３２から出射されるレーザ光が
生体組織Ｈの中の目的部位Ｒ以外の部分に照射されるこ
とがないので、レーザ光の照射精度を高め、レーザ治療
の治療効果を高めることができる。

【００４１】また、図４に示すように管状カテーテル４
１の管内に複数の光ファイバ４２…を埋め込み、各光フ
ァイバ４２の基端部にレーザ発振部３３の各半導体レー
ザ３２を対向配置するとともに、各光ファイバ４２の先
端にカテーテル４１の管腔中心に向って反射する反射部
材４３を設ける構成にしてもよい。なお、本発明は、上
記各実施例に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、レーザ装置本体に複数
の半導体レーザを内蔵させ、レーザ装置本体からのレー
ザ光の出力を設定する出力設定手段により設定される設
定値に応じて半導体レーザの駆動数を制御するようにし
たので、装置全体の構成を簡略化し、レーザ出力を正確
に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のレーザ装置全体の概略構成図。

【図２】第２実施例のレーザ装置全体の概略構成図。

【図３】（ａ）は第３実施例のレーザ装置の要部の概略
構成図、（ｂ）はレーザ発振部の平面図、（ｃ）は管状
カテーテルの縦断面図、（ｄ）は管状カテーテル内に生
体組織の中の目的部位を取り込んだ状態を示す縦断面
図、（ｅ）はレーザ発振部の各半導体レーザから出射さ
れるレーザ光の照射状態を示す縦断面図。

【図４】第３実施例の変形例を示す要部の縦断面図。

【符号の説明】

Ａ…レーザ装置本体、４，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２
１ｄ，３２…半導体レーザ、１０…出力設定部（出力設
定手段）、１１…制御装置（制御手段）。

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【手続補正書】

【提出日】平成５年９月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ装置本体に内蔵された複数の半導
   体レーザと、前記レーザ装置本体からのレーザ光の出力
   を設定する出力設定手段と、この出力設定手段により設
   定される設定値に応じて前記半導体レーザの駆動数を制
   御する制御手段とを具備したことを特徴とするレーザ装
   置。