光線治療器
【課題】光源における出力異常の検知漏れを抑制し得、従来に比べて信頼性の高い安全システムを備えた光線治療器を提供する。
【解決手段】光源となる半導体レーザ３ａと、半導体レーザ３ａに駆動電流を供給する駆動回路１と、光源の出力制御及び出力異常の検知を行うコンピュータ制御装置７とを備え、コンピュータ制御装置７は出力異常を検知したときに駆動電流の供給を制限する光線治療器において、コンピュータ制御装置７から独立して、出力異常を検知し、且つ、駆動電流の供給を制限する出力異常検知回路２１を備えさせる。
【解決手段】光源となる半導体レーザ３ａと、半導体レーザ３ａに駆動電流を供給する駆動回路１と、光源の出力制御及び出力異常の検知を行うコンピュータ制御装置７とを備え、コンピュータ制御装置７は出力異常を検知したときに駆動電流の供給を制限する光線治療器において、コンピュータ制御装置７から独立して、出力異常を検知し、且つ、駆動電流の供給を制限する出力異常検知回路２１を備えさせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光線治療器、特にはレーザ光を生体に照射して疼痛緩解等の治療に供されるレーザ治療器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療においては、レーザ治療器に代表される光線治療器が広く利用されている。このうち、低出力レーザ治療器は、筋肉、関節の主に慢性の疼痛緩解を目的として、整形外科、麻酔科、内科等を中心に広く医療現場で用いられている。また、この治療効果を、より広範囲に、より効率的なものとするために、レーザの出力も高出力化してきている。更に、最近では、より高いパワー密度のレーザ光を、生体深部のより広範囲に照射することを意図して、レーザ光をパルス状に照射するパルスレーザ治療器が提案されている。
【０００３】
パルスレーザ治療器は、ピークレベルが１０Ｗオーダの極めて高い出力のレーザ光を、低デューティー比の繰り返しパルスで生体患部表面に照射する。このため、生体表面での火傷を避けつつ、より高いパワー密度のレーザ光を、生体表面、及び内部に照射することができる。また、このようなレーザ治療器の高出力化にともない、レーザ光の患者に対する安全性確保が、より重要な課題となってきている。
【０００４】
ここで、従来からのレーザ治療器で採用されている安全機構について説明する。レーザ光の異常出力による人体への暴露防止を図る安全装置としては、レーザ光の出力をモニターしながら、異常出力を検知すると、レーザ光を光学的又は電気的に遮断する安全装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００５】
図６を用いて従来からの安全装置付のレーザ治療器の構成について説明する。図６に示すように、レーザ治療器は、レーザ光３ｂを発振する半導体レーザ（光源）３ａと、駆動回路１と、電源回路２と、コンピュータ制御装置７と、差動増幅器６及び８とを備えている。
【０００６】
駆動回路１は、半導体レーザ３ａに駆動電流を供給するための回路である。また、駆動回路１は、半導体レーザ３ａに流される駆動電流の制御を行うトランジスタ４と、駆動電流を検知するためのシャント抵抗５と、リレー１５とを備えている。
【０００７】
電源回路２は、駆動回路１に電力供給を行っている。電源回路２は、スイッチング電源１１と交流電源１２とを備えている。また、スイッチング電源１１の二次側は駆動回路１と接続され、一次側は交流電源１２と接続されている。スイッチング電源（ＳＷ電源）１１は、交流電源１２から供給された交流電力を直流電力に変換し、駆動回路１に直流電力を供給している。１３はリレーである。
【０００８】
また、差動増幅器６は、半導体レーザ３ａの駆動電流を電圧に変換して、パルス信号（駆動電流検知電圧信号）１０ｂを生成する。パルス信号１０ｂは、信号線１０ａを介して、コンピュータ制御装置７と差動増幅器８とに出力される。
【０００９】
コンピュータ制御装置７は、内部に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換回路等を備えている。コンピュータ制御装置７に入力されたパルス信号１０ｂは、コンピュータ制御装置７に備えられたＡ／Ｄ変換回路によってデジタル信号に変換される。また、コンピュータ制御装置７は、デジタル変換されたパルス信号１０ｂにより、半導体レーザ３ａに流れる駆動電流を検出する。更に、コンピュータ制御装置７は、半導体レーザ３ａに流れる
駆動電流の電流値を差動増幅器８に指示するため、信号線９ａを介して、差動増幅器８に電流指示信号９ｂを出力する。
【００１０】
差動増幅器８は、半導体レーザ３ａに流す電流を制御するために用いられる。具体的には、差動増幅器８は、コンピュータ制御装置７から出力された電流指示信号９ｂとパルス信号１０ｂとに基づいてトランジスタ４を定電流駆動する。
【００１１】
また、図６において、コンピュータ制御装置７は、信号線１７ａによっても差動増幅回路８に接続されており、制御信号１７ｂを用いて差動増幅器８のオン・オフ制御を行っている。また、コンピュータ制御装置７は、電力信号線１４ａによって、電源回路２に設けられたリレー１３と接続されており、電力信号線１６ａによって、駆動回路１に設けられたリレー１５と接続されている。
【００１２】
更に、コンピュータ制御装置７が、電力信号線１４ａを介して、リレー１３に電力信号１４ｂを供給している場合は、リレー１３は閉じられている。同様に、コンピュータ制御装置７が、電力信号線１６ａを介して、リレー１５に電力信号１６ｂを供給している場合は、リレー１５は閉じられている。
【００１３】
ここで、図６に示すレーザ治療器の安全システムについて説明する。以上のように構成されたレーザ治療器においては、以下のようにして患者に対する安全が確保される。
【００１４】
半導体レーザ３ａからレーザ光３ｂが発振されている状態において、トランジスタ４等に故障が発生し、半導体レーザ３ａを流れる電流が許容値を超えると、シャント抵抗５及び差動増幅器６を介して伝送されるパルス信号１０ｂのレベルが上昇する。また、この場合、コンピュータ制御装置７はパルス信号１０ｂのレベルから異常を検知する。
【００１５】
異常を検知したコンピュータ制御装置７は、制御信号１７ｂによって、差動増幅器８の出力をオフレベルに固定して、駆動トランジタ４を停止させる。更に、コンピュータ制御装置７は、リレー１３に供給されている電力信号１４ｂを遮断してリレー１３を開き、又リレー１５に供給されている電気信号１６ｂを遮断してリレー１５を開く。これにより、駆動回路１と電源回路２はそれぞれ遮断され、半導体レーザ３ａは発振を停止する。この結果、患者への安全が確保される。
【００１６】
なお、図６に示すレーザ治療器においては、半導体レーザ３ａを流れる駆動電流の電流値を検知することによって、レーザ光３ｂをモニターする態様となっている。これは、半導体レーザ３ａの駆動電流の値とレーザ光３ｂの出力との間には相関関係があるためである。
【００１７】
また、パルスレーザ光の出力ピークパワーレベルが規定値をオーバーした場合以外にも、火傷に直結する可能性が極めて高い場合がある。例えば、規定値のパルス出力レベルであっても、繰り返しパルスレーザ光のパルス幅が長くなる場合や、規定値より低いレベルのピークパワーであっても、連続して出力される場合である。このため、パルスレーザ治療器の安全システムには、十分な信頼性が要求されている。
【特許文献１】特開平１−１７１５７３号公報
【特許文献２】実開昭６１−６５９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上述のコンピュータ制御装置７による安全システムにおいては、特に、ピークパワーが１０Ｗオーダ（連続照射では生体の切開、凝固、蒸散等に利用される出力
レベル）の高出力のパルスレーザ治療器に対して、更なる信頼性を提供することが求められている。
【００１９】
具体的には、コンピュータ制御装置７が故障する等して、半導体レーザ３ａの出力異常の検知漏れが生じた場合における、更なる患者の安全確保が求められている。また、このことは、レーザ治療器に限らず、レーザ光以外の光線を照射する光線治療器においても求められている。
【００２０】
本発明の目的は、光源における出力異常の検知漏れを抑制し得、従来に比べて信頼性の高い安全システムを備えた光線治療器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために本発明における光線治療器は、光源と、前記光源に駆動電流を供給する駆動回路と、前記光源の出力制御及び出力異常の検知を行うコンピュータ制御装置とを備え、前記コンピュータ制御装置は前記出力異常を検知したときに前記駆動電流の供給を制限する光線治療器であって、前記コンピュータ制御装置から独立して、前記出力異常を検知し、且つ、前記駆動電流の供給を制限する出力異常検知回路を備えていることを特徴とする。
【００２２】
上記特徴により、コンピュータ制御装置及び出力異常検知回路のうちいずれかが故障しても、光源の出力異常を検知でき、検知漏れを抑制できる。よって、患者に火傷等の障害を与える前に、確実にレーザ光を遮断する等できる。
【００２３】
また、上記本発明における光線治療器は、前記駆動回路から、前記駆動電流に対応したパルス信号が、前記コンピュータ制御装置と前記出力異常検知回路とに入力され、前記コンピュータ制御装置と、前記出力異常検知回路とが、それぞれ別々に、前記パルス信号のレベル、パルス幅及びデューティー比のうちのいずれかが予め設定された値を超えているかどうかを判定して、前記出力異常の検知を行う態様とするのが好ましい。上記態様とした場合は、安全性の向上をよりいっそう図ることができる。
【００２４】
また、上記本発明における光線治療器は、前記光源の駆動が可能かどうかの判定を行う検知手段と、前記出力異常検知回路によって前記駆動電流の供給が制限された後に供給制限を解除するリセット手段とを更に備え、前記リセット手段は、前記検知手段によって前記光源の駆動が不可能であると判定され、且つ、前記コンピュータ制御装置によって指示があった場合に、前記供給制限を解除する態様とするのが好ましい。
【００２５】
上記態様とした場合は、光源の駆動が可能な状態において出力異常検知回路の機能を停止したり、リセットしたりできないため、出力異常検知回路の信頼性を高めることができ、光線治療器の安全性を更に高めることができる。また、上記態様においては、前記検知手段が、前記駆動回路への電力の供給が停止されている場合に、前記光源の駆動が不可能であると判定するのが好ましい。
【００２６】
また、上記本発明における光線治療器は、前記駆動回路に電力を供給する電源回路を更に備え、前記コンピュータ制御装置及び前記出力異常検知回路が、前記出力異常を検知したときに、前記駆動回路と前記電源回路とにおける２箇所以上を遮断して、前記駆動回路への電力供給を停止する態様とするのも好ましい。
【００２７】
この態様によれば、駆動電流を制御する能動素子の入力信号をオフ状態にして駆動電流の供給を制限する場合に比べて、能動素子の故障等によるリスクを避けることが可能であるため、より確実に光源を停止でき、安全な光線治療器を提供することができる。また、
この態様では、２箇所以上を遮断するため、一箇所の遮断回路の故障による遮断不完全を避けることができ、より安全な光線治療器を提供できる。
【００２８】
上記本発明における光線治療器において、光源としては、レーザ発振器やＬＥＤを用いることができる。更に、光源として、ランプを用いることもできる。
【００２９】
また、上記本発明における光線治療器は、前記駆動電流の検知を行う電流検知回路を備え、前記コンピュータ制御装置が、前記駆動回路によって、前記光源から出射される光の出力を人体に対して安全なレベル又はゼロとする電流を前記光源に供給し、その状態で、前記電流検知回路による前記駆動電流の検知が可能かどうかのテストを行う態様とするのも好ましい。具体的には、前記光源がレーザ発振器である場合は、前記コンピュータ制御装置は、前記駆動回路によって、前記光源の発光閾値電流よりも電流値が低い電流を前記光源に供給し、その状態で上記テストを行う。
【００３０】
上記態様によれば、駆動電流の検知が正常に行われているかどうかの動作テストが行われるため、信頼性の高い光線治療器を提供できる。更に、上記態様によれば、光源からの出射光の出力が人体に対して安全なレベル以下とされるため、人体に障害を与える可能性のあるレーザ光等の光線を動作テスト中に出射しないで済む。よって、動作テストを安全な状態で行うことができる。また、動作テスト中にレーザ光等の光線を機械的に遮断するために、光線治療器がシャッター等の機構を備える必要はない。この結果、光線治療器の構成が複雑化するのを抑制でき、光線治療器のコスト上昇を抑制できる。更に、簡単に動作テストを行うことができる。
【００３１】
更に、上記本発明における光線治療器は、前記コンピュータ制御装置が、前記駆動回路によって、前記光源から出射される光の出力を人体に対して安全なレベル又はゼロとする電流を前記光源に供給し、その状態で、自己による前記駆動電流の供給の制限が可能かどうかのテストを行う態様とするのも好ましい。具体的には、前記光源がレーザ発振器である場合は、前記コンピュータ制御装置は、前記駆動回路によって、前記光源の発光閾値電流よりも電流値が低い電流を前記光源に供給し、その状態で上記テストを行う。
【００３２】
上記態様によれば、光線治療器による治療を行う前に、コンピュータ制御装置による安全システムについて動作テストを行うことができるため、医師等は安心して光線治療器を用いた治療を行うことができる。また、上記態様においても、人体に障害を与える可能性のあるレーザ光等の光線を動作テスト中に出射しないで済むため、動作テストを安全な状態で行うことができる。更に、この態様においても、安全装備を付加しなくて良いため、光線治療器のコスト上昇を抑制できる。
【００３３】
また、上記本発明における光線治療器は、前記コンピュータ制御装置が、前記出力異常検知回路が前記出力異常として認識するダミー信号を前記出力異常検知回路に供給し、前記出力異常検知回路による前記出力異常の検知及び前記駆動電流の供給の制限が可能かどうかのテストを行う態様とするのも好ましい。上記態様によれば、光線治療器による治療を行う前に、出力異常検知回路による安全システムについて動作テストを行うことができるため、上記態様の場合も、医師等は安心して光線治療器を用いた治療を行うことができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上のように本発明における光線治療器は、コンピュータ制御装置だけでなく、出力異常検知回路によっても、光源の出力異常が検知される。また、コンピュータ制御装置と出力異常検知回路とは別々に出力異常の検知を行っている。つまり、本発明における光線治療器は、二重の安全システムを備えている。
【００３５】
このため、本発明における光線治療器によれば、コンピュータ制御装置及び出力異常検知回路のうちいずれかが故障しても、光源の出力異常を検知でき、検知漏れを抑制できる。よって、患者に火傷等の障害を与える前に、確実にレーザ光を遮断する等でき、安全に対する信頼性の高い光線治療器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における光線治療器について、図１〜図４を参照しながら説明する。最初に、図１を用いて、本実施の形態１における光線治療器の構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１における光線治療器の構成を示す図である。なお、図１において、図６に示された符号が付された部分は、図６中の同一の符号が付された部分と同一のものを示している。
【００３７】
図１に示すように、本実施の形態１における光線治療器は、背景技術において図６に示した従来例と同様にレーザ治療器であり、レーザ光３ｂを発振する半導体レーザ（光源）３ａと、駆動回路１と、電源回路２と、コンピュータ制御装置７と、差動増幅器６及び８とを備えている。
【００３８】
本実施の形態１においても、コンピュータ制御装置７は、電流指示信号９ｂを、信号線９ａを介して差動増幅器８に出力する。また、差動増幅器６からコンピュータ制御装置７にパルス信号１０ｂが入力され、コンピュータ制御装置７は、パルス信号１０ｂを監視して出力異常の検知を行う。更に、コンピュータ制御装置７は、異常を検知したときは、制御信号１７ｂによって差動増幅器８の出力をオフレベルに固定して、駆動トランジスタ４を停止させる。また、コンピュータ制御装置７は、電力信号１４ｂ及び電力信号１６ｂの供給を停止して、駆動回路１及び電源回路２を遮断し、半導体レーザ３ａの発振を停止する。
【００３９】
このように、本実施の形態１における光線治療器においても、従来例と同様に、コンピュータ制御装置７が出力制御と出力異常の検知を行っているが、以下の点で、従来例と異なっている。
【００４０】
図１に示すように、本実施の形態１における光線治療器は、従来例と異なり、出力異常検知回路２１を備えている。出力異常検知回路２１は、他の周辺回路と共にハードウェアによる安全システムを構築している。また、出力異常回路２１は、コンピュータ制御装置７から独立して、出力異常を検知し、半導体レーザ３ａに供給される駆動電流の制限を行う。
【００４１】
更に、本実施の形態１においては、出力異常検知回路２１は、コンピュータ制御装置７と同様に、駆動電流を電圧に変換して得られたパルス信号２３ｂに基づいて出力異常の検知を行っている。パルス信号２３ｂを生成するため、駆動回路１には、シャント抵抗５とは別に、シャント抵抗１９が半導体レーザ３ａに直列に接続されている。更に、シャント抵抗１９には、それと並列に差動増幅器３２が接続されている。
【００４２】
このため、シャント抵抗１９は、シャント抵抗５と同様に、半導体レーザ３ａを駆動する駆動電流を検知する。更に、差動増幅器３２は、差動増幅器６と同様に、半導体レーザ３ａの駆動電流を電圧に変換して、駆動電流の大きさに対応するパルス信号（駆動電流検知電圧信号）２３ｂを出力する。
【００４３】
また、パルス信号２３ｂは、信号線２３ａを経由して出力異常検知回路２１に入力され
る。更に、パルス信号２３ｂは信号線２３ａから分岐した信号線４４を経由してコンピュータ制御装置７にも入力される。なお、信号線４４からコンピュータ制御装置７に入力されたパルス信号２３ｂは、コンピュータ制御装置７に備えられたＡ／Ｄ変換回路によってデジタル信号に変換される。
【００４４】
更に、本実施の形態１においては、コンピュータ制御装置７は、従来例と異なり、電力信号線３３ａを介して、スイッチング電源１１に電力信号３３ｂを供給している。電力信号線３３ａはスイッチング電源１１内に備えられたフィードフォワード回路（図示せず）に接続されている。このため、コンピュータ制御装置７からの電力信号３３ｂの供給が停止されると、スイッチング電源１１の出力はオフレベルとなる。なお、フィードフォワード回路を制御してスイッチング電源１１の出力を制御する場合は、一般的に数ｍｓと極めて応答速度が速い特性が得られる。
【００４５】
また、本実施の形態１においては、出力異常検知回路２１は、出力異常を検知すると、信号線４２を介して、電力信号線１４ａ、３３ａ及び１６ａそれぞれに設けられたリレー３４、３５及び３６を開く。これにより、スイッチング電源１１はオフ制御され、又駆動回路１及び電源回路２は遮断されるので、半導体レーザ３ａへの電力供給が停止する。出力異常検知回路２１の具体的な動作については後述する。
【００４６】
更に、本実施の形態１における光線治療器においては、コンピュータ制御装置７と出力異常検知回路２１との両方が差動増幅器８のオン・オフ制御を行うことができる。差動増幅器８は、信号線１７ａ及び論理回路４１を介して、コンピュータ制御装置７及び出力異常検知回路２１に接続されている。
【００４７】
なお、コンピュータ制御装置７による差動増幅器８のオフ制御は、信号線４０及び論理回路４１を介して信号線１７ａに出力している制御信号１７ｂの論理レベルをローに設定することによって行われている。この場合、差動増幅器８の出力はオフレベルに固定され、トランジタ４は停止する。出力異常検知回路２１による差動増幅器８のオフ制御については、後述する。
【００４８】
ここで、図２を用いて、差動増幅器６から出力されるパルス信号１０ｂと差動増幅器３２から出力されるパルス信号２３ｂとに基づく、コンピュータ制御装置７及び出力異常検知回路２１による異常検知ついて説明する。図２は、図１中に示されたコンピュータ制御装置及び出力異常回路に入力されるパルス信号を示す図であり、図２（ａ）はパルス信号が正常な状態を示し、図２（ｂ）はパルス信号に異常が発生した状態を示している。なお、パルス信号１０ｂとパルス信号２３ｂとは、レベル、パルス幅、デューティー比が略同等の信号である。
【００４９】
図２（ａ）において、実線は、レベル、パルス幅及びデューティー比が正常なパルス信号２３ｂの波形（正常波形３７）を示している。一点鎖線は、コンピュータ制御装置７によって駆動電流に異常があると判断されるパルス信号２３ｂの波形（異常波形３８）であって、コンピュータ制御装置７が検知可能な検知レベルの最小値を示している。破線は、出力異常検知回路２１によって駆動電流に異常があると判断されるパルス信号２３ｂの波形（異常波形３９）であって、出力異常検知回路２１が検知可能な検知レベルの最小値を示している。
【００５０】
従って、図２（ｂ）に示すパルス信号がコンピュータ制御装置７及び出力異常検知回路２１に入力されると、両者は駆動電流に異常があると判断し、両者によって出力異常が検知される。但し、コンピュータ制御装置７が正常である場合は、先ず、コンピュータ制御装置７が先行して出力異常の検知を行う。一方、コンピュータ制御装置７に異常が発生し
ている場合は、出力異常検知回路２１が出力異常の検知を行う。
【００５１】
また、図２（ａ）において、「ｒｅｆ１」は、信号線２３ａに入力されるパルス信号２３ｂのパルスオフ時に超えてはならないレベルを示している。また、「ｒｅｆ２」は、信号線２３ａに入力されるパルス信号２３ｂのパルスオン時及びオフ時のいずれにおいても超えてはならないレベルを示している。この点については、図３及び図４を用いて後述する。
【００５２】
このように、本実施の形態１における光線治療器においては、コンピュータ制御装置７による安全システムは、それが正常に動作する場合は、出力異常検知回路２１を含むハードウェアによる安全システムに先行して動作する。即ち、本実施の形態１においては、コンピュータ制御装置７による安全システムが動作しなかった場合に、初めて出力異常検知回路２１を含むハードウェアによる安全システムが動作する２重安全構成となっている。
【００５３】
但し、コンピュータ制御装置７による安全システムが機能せず、且つ、パルス信号２３ｂの波形が異常波形３８と異常波形３９との間の波形である場合は、ハードウェアによる安全システムは動作しないことになる。このため、異常波形３８と異常波形３９とを同一の波形に設定するか、又は、異常波形３９のレベルを人体への障害を鑑みたレベルに設定し、異常波形３８のレベルをそれ以下に設定するのが好ましい。
【００５４】
次に、図３及び図４を用いて、出力異常検知回路２１及びその周辺回路の構成と動作について説明する。図３は、図１中に示された出力異常回路の回路図である。図４は、図３中に示された出力異常回路における動作波形を示す図である。
【００５５】
図４中のＡ〜Ｊは、図３中の信号線Ａ〜Ｊにおける動作波形であることを示している。図４に示した各動作波形において横軸は時間を示している。また、縦軸は、動作波形Ａにおいては駆動電流の電流値の大きさを表す電圧レベルを示し、動作波形Ｂ〜Ｊにおいては論理レベルを示している。また、図４において斜線で示された領域２４は出力異常検知領域である。出力異常検知回路２１は、パルス信号２３ｂの波形が出力異常検知領域２４に入ると出力異常と判断する。
【００５６】
図３に示すように、出力異常検知回路２１は、コンパレータ２２及び２５と、遅延回路２６及び２７と、論理回路２８〜３０と、ラッチ回路３１とを備えている。半導体レーザ３ａが発振状態である場合、その駆動電流を電圧に変換して得られたパルス信号２３ｂが、信号線２３ａ（信号線Ａ）を経由して、コンパレータ２２及び２５に入力される（図４に示した動作波形Ａ参照。）。
【００５７】
コンパレータ２２は、パルス信号２３ｂのレベルが、ｒｅｆ２（図２参照）に入力される基準電圧より高い場合は信号線Ｂに論理ハイレベルを出力し、そうでない場合は信号線Ｂに論理ローレベルを出力する（図４に示した動作波形Ｂ参照）。
【００５８】
また、コンパレータ２５は、パルス信号２３ｂのレベルが、ｒｅｆ１（図２参照）に入力される基準電圧のレベルより高い場合は信号線Ｃに論理ハイレベルを出力し、そうでない場合は信号線Ｃに論理ローレベルを出力する（図４に示した動作波形Ｃ参照）。
【００５９】
遅延回路２６は、コンパレータ２５が信号線Ｃに論理ハイレベルを出力した時点から、予め設定された遅延時間Ｔ１が経過するまでの間、信号線Ｄに論理ハイレベルを出力する（図４に示した動作波形Ｄ参照）。遅延回路２７は、コンパレータ２５が信号線Ｃに論理ハイレベルを出力した時点から、予め設定された遅延時間Ｔ２が経過するまでの間、信号線Ｅに論理ハイレベルを出力する（図４に示した動作波形Ｅ参照）。
【００６０】
なお、本実施の形態１においては、図４に示すように、遅延時間Ｔ１は、パルスの立ち上がりから立下り側の出力異常検知領域２４との境界までの時間に設定されている。また、図４に示すように、遅延時間Ｔ２は、パルスの立ち上がりから次のパルスの立ち上がり側の出力異常検知領域２４との境界までの時間に設定されている。
【００６１】
論理回路２８には動作波形Ｄと動作波形Ｅとが入力される。論理回路２８は、動作波形Ｄの立下りから動作波形Ｅの立下りまでの間、即ち、遅延時間Ｔ１と遅延時間Ｔ２との遅延時間の差内において、信号線Ｆに論理ローレベルを出力する（図４に示した動作波形Ｆ参照）。
【００６２】
論理回路２９は、動作波形Ｃと動作波形Ｆとから、パルス信号２３ｂのパルス幅やデューティー比に異常がないかどうかを判定する。具体的には、論理回路２９は、遅延時間Ｔ１と遅延時間Ｔ２との遅延時間の差内で、コンパレータ２５の出力（動作波形Ｃ）をゲートする。それにより、論理回路２９は、その差内（パルス間）においてパルス信号２３ｂのレベルがｒｅｆ１を超えていないかどうかの検出を行う。
【００６３】
図４の例では、パルス信号２３ｂ（動作波形Ａ）のパルスＰ１においては、パルス間においてｒｅｆ１を超えていないため、論理回路２９は信号線Ｇに論理ローレベルを出力し続ける（図４において動作波形Ｇ参照）。一方、パルス信号２３ｂのパルスＰ２においては、パルス間においてｒｅｆ１を超えているため、その間、論理回路２９は信号線Ｇに論理ハイレベルを出力する（図４において動作波形Ｇ参照）。
【００６４】
また、論理回路３０は、信号線Ｂに出力された動作波形Ｂと信号線Ｇに出力された動作波形Ｇとから、パルス信号２３ｂが出力異常検知領域２４に入っているかどうかを判定し、判定結果に応じた論理レベルを信号線Ｈに出力する。論理回路３０が出力した論理レベルはラッチ回路３１に入力される。
【００６５】
図４の例では、論理回路３０は、動作波形Ｇからパルス信号２３ｂのパルスＰ２がｒｅｆ１を超えていると判定する。よって、論理回路３０は、パルスＰ２がｒｅｆ１を超えている間、論理ローレベルを信号線Ｈに出力する（図４において動作波形Ｈ参照。）。
【００６６】
ラッチ回路３１は、信号線Ｈに出力された動作波形Ｈの立ち下がりをラッチする。ラッチした場合は、ラッチ回路３１は、信号線４２（信号線Ｉ）に、出力異常信号として論理ハイレベルを出力する。この場合、上述したようにリレー３４から３６が開かれ、半導体レーザ３ａへの電力供給が停止される。なお、ラッチ回路３１は、信号線４９（信号線Ｊ）に解除信号となる論理ローレベルが入力されるまで、論理ハイレベルを出力し続ける。
【００６７】
また、図１に示すように、信号線４２は分岐しており、分岐した信号線４２は論理回路４３に接続されている。論理回路４３は信号線５３ａを介して論理回路４１に接続されている。また、論理回路４３からは、制御信号１７ｂと同様の制御信号５３ｂが出力されている。更に、信号線４２に論理ハイレベルが出力されると、論理回路４３は制御信号５３ｂの論理レベルをローに設定する。このため、ラッチ回路３１が信号線４２を介して論理ハイレベルを出力すると、差動増幅器８の出力もオフレベルに固定され、トランジスタ４の停止も行われる。
【００６８】
このように、図３に示す出力異常検知回路２１は、信号線２３ａに入力されるパルス信号２３ｂが、出力異常検知領域２４（図４参照）に入ると、異常が発生したと判定し、ラッチ回路３１に論理ハイレベルを出力させて、半導体レーザ３ａの発振を停止する。また、出力異常検出回路２１はコンピュータ制御装置７から独立して動作している。
【００６９】
以上のように、本実施の形態１における光線治療器においては、万一、コンピュータ制御装置７の故障等によって、コンピュータ制御装置７による安全システムが機能しなかった場合でも、レーザ光の発振が停止される。つまり、本実施の形態１における光線治療器は、二重の安全システムを備えているため、患者に火傷等の障害を与える前に、確実にレーザ光を遮断する等でき、安全に対する信頼性の向上を図ることができる。
【００７０】
次に、上述した、半導体レーザ３ａがレーザ発振している間の出力異常検知回路２１の動作を保障するための構成について、図１を適宜参酌しながら以下に説明する。
【００７１】
図１に示すように、駆動回路１の高出力電圧側には信号線５２が接続されている。信号線５２は二つに分岐し、一方はコンパレータ４６に接続され、他方はコンピュータ制御装置７に接続されている。なお、コンピュータ制御装置７は、信号線５２によって入力される信号の電圧値を内部に備えたＡ／Ｄ変換回路によってデジタル信号に変更して処理を行う。
【００７２】
また、コンパレータ４６は、信号線５２によって入力される信号の電圧値が、ｒｅｆ３に入力される基準電圧のレベルより低くなると、信号線５４に論理ハイレベルを出力する。ｒｅｆ３に入力される基準電圧は、スイッチング電源１１の出力電圧に対して十分に低い値に設定されている。つまり、スイッチング電源１１のオフ制御や、駆動回路１及び電源回路２の遮断が行われて、その出力電圧がｒｅｆ３に入力される基準電圧より低くなると、コンパレータ４６は信号線５４に論理ハイレベルを出力する。
【００７３】
また、信号線５４は論理回路５１に接続され、論理回路５１に論理ハイレベルが入力される。このように、コンパレータ４６は、光源の駆動が可能かどうか、即ち、半導体レーザ３ａ、及び駆動回路１への電力供給が止められていないかどうかの判定を行う検知手段として機能している。
【００７４】
コンパレータ４６から論理回路５１に論理ハイレベルが入力されると、論理回路５１は、出力異常検知回路２１に対し、信号線４９を介して、遅延回路２６、遅延回路２７及びラッチ回路３１の出力をリセットするためのリセット信号を出力可能となる。コンピュータ制御装置７が信号線４８を介してリセット信号の出力を指示すると、論理回路５１はリセット信号を出力する。よって、ラッチ回路３１による論理ハイレベルの出力が解除される。この結果、リレー３４から３６は閉じられ、また差動増幅器８の出力はオンレベルに固定されるので、半導体レーザ３ａは発振可能な状態となる。
【００７５】
このように、論理回路５１は、半導体レーザ３ａの駆動が不可能であると検知手段によって判定され、且つ、コンピュータ制御装置７の指示があった場合に、出力異常検知回路２１による駆動電流の供給制限を解除する。論理回路５１は、出力異常検知回路２１による駆動電流の供給制限を解除するリセット手段として機能している。
【００７６】
なお、コンピュータ制御装置７は、コンパレータ４６が論理ハイレベルを出力しており、且つ、予め設定された場合のときに、信号線４８を介して論理回路５１に論理ハイレベルを出力してリセット信号を出力させる。予め設定された場合としては、例えば、光線治療器の電源投入時における出力異常検知回路の初期設定時等が挙げられる。
【００７７】
このように、本実施の形態１においては、半導体レーザ３ａへの駆動電流の供給が停止され、半導体レーザ３ａが発振不可能な状態とならない限り、ラッチ回路３１による論理ハイレベルの出力はリセットされないようになっている。このため、例え、コンピュータ制御装置７が故障しても、半導体レーザ３ａが発振可能な状態では、出力異常検知回路２
１が機能を停止したり、リセットされたりすることはない。よって、このことからも、本実施の形態１における光線治療器は高い安全性を提供することができる。
【００７８】
以上に述べた本実施の形態１における光線治療器においては、光源の出力と駆動電流との間に相関関係があることを利用して、光源の異常出力を駆動電流から検知している。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、光源から出射された光線の一部をハーフミラー等で分岐し、分岐した一部の光線を光センサでモニターすることによって光源の異常出力を検出することもできる。また、光源が出力制御用のフォトダイオードを内蔵する場合は、フォトダイオードの出力をモニターすることによって、レーザの異常出力を検出することもできる。
【００７９】
また、本実施の形態１においては、コンピュータ制御装置７及び出力異常検知回路２１のそれぞれに対応するように、シャント抵抗や差動増幅器が設けられている（図１参照。）。但し、シャント抵抗等は故障することが稀な部品であることから、本発明においては、これらについてはコンピュータ制御装置７と出力異常検知回路２１との両方で共用することもできる。その他、コンピュータ制御装置７及び出力異常検知回路２１のそれぞれに対応するように設けられた同機能の部品であって、故障することが稀なものがある場合も、両方で共用することができる。
【００８０】
更に、本実施の形態１においては、電源回路２としてスイッチング電源１１を使用しており、又レーザの電流制御方式として定電流制御方式を採用しているが、本発明はこれらについても限定されるものではない。また、本実施の形態１において、コンピュータ制御装置７及び出力異常検知回路２１は、出力異常を検知した場合に、駆動回路１の一箇所（リレー１５）と、電源回路２の二箇所（スイッチング電源内部、リレー１３）とを遮断して、駆動回路１への電力供給を停止させている。但し、本発明において、電流を遮断する部品の種類や、遮断箇所の位置及び数は特に限定されるものではない。
【００８１】
また、本発明においては、出力異常検知回路２１の構成は図３に示す例に限定されるものではない。例えば、本実施の形態１においては、検出時間を規定する回路として遅延回路２６及び２７を用いているが、これらの代わりに、例えば発振回路とカウンタ回路とを組み合わせて構成された回路を用いることもできる。更に、本発明において、コンピュータ制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換回路等を備え、プログラムによって一定の動作を行うことが可能な制御装置であれば良い。
【００８２】
コンピュータ制御装置７や出力異常検知回路２１に接続される周辺回路は、図１や図３に示すものに限定されるものではなく、同様の機能を有するデバイスや論理回路等を用いることができる。また、図１の例では、光源として半導体レーザ３ａが用いられているが、半導体レーザ以外のレーザ発振器、ＬＥＤを用いることもできる。更に、本発明においては、光源としてランプを用いることもできる。
【００８３】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における光線治療器について、図５を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態２における光線治療器の構成について説明する。図５は、本発明の実施の形態２における光線治療器の構成を示す図である。なお、図５において、図１及び図６に示された符号が付された部分は、図１及び図６中の同一の符号が付された部分と同一のものを示している。
【００８４】
図５に示すように、本実施の形態２における光線治療器も、実施の形態１における光線治療器と同様にレーザ治療器であり、レーザ光３ｂを発振する半導体レーザ（光源）３ａと、駆動回路１と、電源回路２と、コンピュータ制御装置７と、差動増幅器６及び８とを
備えている。但し、本実施の形態２における光線治療器は、以下の点で実施の形態１における光線治療器と異なっている。
【００８５】
本実施の形態２においては、図５に示すように、作動増幅器３２は、信号線２３ａ、切り替えスイッチ２０及び信号線２３ｃを介して出力異常検知回路２１に接続されている。パルス信号２３ｂは、信号線２３ａ、切り替えスイッチ２０及び信号線２３ｃを経由して出力異常検知回路２１に入力される。また、コンピュータ制御装置７は、信号線４７、切り替えスイッチ２０及び信号線２３ｃを介して出力異常検知回路２１に接続されている。
【００８６】
切り替えスイッチ２０の切り替えは論理回路５０によって行われる。本実施の形態２では、切り替えスイッチ２０は、論理回路５０が論理ハイレベルを出力すると、信号線４７と信号線２３ｃとを接続し、論理回路５０が論理ローレベルを出力すると、信号線２３ａと信号線２３ｃとを接続する。
【００８７】
また、論理回路５０は、信号線５４に接続されており、信号線５４を介して、コンパレータ４６に接続されている。更に、論理回路５０は、信号線４５を介して、コンピュータ制御装置７にも接続されている。よって、スイッチング電源１１のオフ制御や、駆動回路１及び電源回路２の遮断が行われて、スイッチング電源１１の出力電圧がｒｅｆ３に入力される基準電圧より低くなると、コンパレータ４６は、論理回路５１に加え、論理回路５０にも論理ハイレベルを出力する。更に、コンパレータ４６が論理ハイレベルを出力するところまでスイッチング電源１１の出力電圧が下がった場合は、コンピュータ制御装置７も、信号線４５を介して論理回路５０に論理ハイレベルを出力する。
【００８８】
更に、論理回路５０は、コンパレータ４６とコンピュータ制御装置７との両方が論理ハイレベルを出力すると、論理ハイレベルを出力する。即ち、半導体レーザ３ａ及び駆動回路１への電力供給が止められ、半導体レーザ３ａが駆動されない安全な状態において、コンピュータ制御装置７の指示があると、論理回路５０は、切り替えスイッチ２０によって信号線４７と出力異常検知回路２１とを接続する。論理回路５０は、出力異常検知回路２１に対して入力信号遮断手段として機能する。
【００８９】
なお、コンパレータ４６及びコンピュータ制御装置７のうちのいずれか一方又は両方が論理ローレベルを出力しているときは、論理回路５０は論理ローレベルを出力する。この場合、切り替えスイッチ２０は、信号線２３ａと信号線２３ｃとを接続する。
【００９０】
また、本実施の形態２では、信号線５３ａは、分岐配線５３ｃを介してコンピュータ制御装置７にも接続されている。よって、出力異常検知回路２１のラッチ回路３１（図３参照）が信号線４２に論理ハイレベルを出力すると、論理回路４３からの論理ローレベルの制御信号５３ｂが、論理回路４１とコンピュータ制御装置７とに入力される。なお、上述したように、ラッチ回路３１が論理ハイレベルを出力すると、リレー３４から３６が開かれ、半導体レーザ３ａ及び駆動回路１への電力供給が止められる。また、論理ローレベルの制御信号５３ｂが論理回路４１に入力されると、差動増幅器８がオフレベルに固定される。
【００９１】
このように、本実施の形態２における光線治療器は、実施の形態１における光線治療器と異なる構成を備えている。このため、本実施の形態２における光線治療器によれば、使用前にコンピュータ制御装置７によって動作テストを行うことができる。具体的には、コンピュータ制御装置７は、先ず、自己によって駆動電流の供給の制限が可能かどうかの動作テスト（セルフテスト）を行う。続いて、コンピュータ制御装置７は、出力異常検知回路２１によって出力異常の検知及び駆動電流の供給の制限が可能かどうかの動作テストを行う。以下に具体的に説明する。なお、本実施の形態２における光線治療器は、実施の形
態１における光線治療器と同様の動作も行う。
【００９２】
先ず、コンピュータ制御装置７によるセルフテストについて説明する。最初に、コンピュータ制御装置７は、電流検知回路の動作確認（駆動電流の検知）を行う。具体的には、先ず、コンピュータ制御装置７は、セルフテスト中に、光源３ａから出射されたレーザ光が人体に障害を与えないようにするため、駆動回路１によって、レーザ光３ｂの出力を人体に対して安全なレベル又はゼロとする電流を光源３ａに供給する。
【００９３】
本実施の形態２においては、コンピュータ制御装置７は、レーザ光３ｂの出力をゼロとする電流、即ち光源３ａの発光閾値電流よりも電流値が低い電流（以下、「テスト電流」という。）が、駆動回路１から光源３ａに供給されるように電流指示信号９ｂを出力する。発光閾値電流とは、半導体レーザ３ａがレーザ発振を始める閾値電流（スレッショールド電流）を意味している。
【００９４】
また、テスト電流として光源３ａに供給する電流の電流値は、レーザ光３ｂの出力を人体に安全なレベルとする電流値であれば良く、発光閾値電流よりも電流値が高い電流であっても良い。「人体に安全なレベル」とは、例えば、疼痛緩解等の治療に用いられる、波長が４００〜１０５０ｎｍのレーザ光であれば、レーザ光の出力が、ＪＩＳ Ｃ ６８０２で規定されているクラスII以下であること、好ましくはクラスＩ以下であることをいう。
【００９５】
次に、コンピュータ制御装置７は、テスト電流を流した状態で、シャント抵抗５及び差動増幅器６で基本的に構成される電流検知回路によって、駆動電流の検知が可能かどうかのテストを行う。本実施の形態２では、コンピュータ制御装置７は、シャント抵抗５、差動増幅器６及び信号線１０ａを介して、パルス信号１０ｂが入力されるかどうかを確認する。パルス信号１０ｂの入力が確認できたときは、コンピュータ制御装置７は、電流検知回路による駆動電流の検知が可能であると判断する。
【００９６】
次に、コンピュータ制御装置７は、自己による駆動電流の供給の制限が可能かどうかのテスト、即ち、セルフテストを行う。具体的には、先ず、コンピュータ制御装置７は、テスト電流を流した状態で、論理回路４１を経由して差動増幅器８のオフ制御を行う。このとき、コンピュータ制御装置７は、シャント抵抗５、差動増幅器６、及び信号線１０ａを経由したパルス信号１０ｂの入力が停止することを確認することによって、自己による駆動電流の遮断動作（制限動作）が正常であるかどうかを確認する。パルス信号１０ｂの入力が停止している場合は、コンピュータ制御装置７は、自己による駆動電流の遮断動作（制限動作）が正常であると判断する。
【００９７】
続いて、コンピュータ制御装置７は、テスト電流を流した状態で、電力信号１４ｂ、電力信号１６ｂ、及び電力信号３３ｂそれぞれの供給を順に一つずつ停止する。更に、コンピュータ制御装置７は、各々の場合について、信号線５２を介して入力される信号から、スイッチング電源１１の出力電圧値が低下することを確認する。スイッチング電源の出力電圧値が低下している場合は、コンピュータ制御装置７は、セルフテストを終了する。
【００９８】
次に、コンピュータ制御装置７による出力異常検知回路２１の動作テストについて説明する。最初に、コンピュータ制御装置７は、出力異常検知回路２１と接続された電流検知回路の動作確認（駆動電流の検知）を行う。具体的には、先ず、コンピュータ制御装置７は、セルフテストの場合と同様に、テスト電流が駆動回路１から光源３ａに供給されるように電流指示信号９ｂを出力する。
【００９９】
次に、コンピュータ制御装置７は、テスト電流を流した状態で、シャント抵抗１９及び
差動増幅器３２で基本的に構成される電流検知回路によって、駆動電流の検知が可能かどうかのテストを行う。本実施の形態２では、コンピュータ制御装置７は、シャント抵抗１９、差動増幅器３２、信号線２３ａ及び信号線４４を介して、パルス信号２３ｂが入力されるかどうかを確認する。パルス信号２３ｂの入力が確認できたときは、コンピュータ制御装置７は、シャント抵抗１９及び差動増幅器３２で基本的に構成される電流検知回路による駆動電流の検知が可能であると判断する。
【０１００】
続いて、コンピュータ制御装置７は、ダミー信号による出力異常検知回路２１の動作テストを行う。先ず、コンピュータ制御装置７は、電力信号１４ｂ、電力信号１６ｂ、又は電力信号３３ｂの供給を停止して、スイッチング電源１１のオフ制御を行い、コンパレータ４６に論理ハイレベルを出力させる。更に、コンピュータ制御装置７は、信号線４５に論理ハイレベルを出力する。これにより、論理回路５０から論理ハイレベルが出力され、切り替えスイッチ２０によって信号線４７が出力異常検知回路２１に接続される。
【０１０１】
次に、コンピュータ制御装置７は、信号線４７を介して、出力異常検知回路２１にダミー信号を入力する。このとき、コンピュータ制御装置７は、ラッチ回路３１（図３参照）が論理ハイレベルを出力するかどうかを確認する。ラッチ回路３１が論理ハイレベルを出力した場合は、コンピュータ制御装置７は、出力異常検知回路２１による出力異常検知が正常であると判断する。また、ラッチ回路３１が論理ハイレベルを出力した場合は、リレー３４から３６が開かれる。
【０１０２】
なお、ダミー信号は、レベル、パルス幅、及びデューティー比が予め設定された正常値の範囲になく、出力異常検知回路２１が出力異常であると認識する信号である。ダミー信号としては、例えば、図２（ｂ）に示したパルス信号のように、パルス幅が正常値の範囲内にないパルス信号が挙げられる。
【０１０３】
次に、コンピュータ制御装置７は、セルフテストで供給を停止していた電力信号１４ｂ、１６ｂ、及び３３ｂの供給を再開するとともに、信号線５２に入力される信号の電圧値に基づいて、駆動回路１への電力供給の遮断が維持されているかどうかを確認する。更に、コンピュータ制御装置７は、論理回路４３から出力されている信号５３ｂのレベルが差動増幅器８の出力をオフレベルとするレベルであるかどうかを確認する。駆動回路１への電力供給の遮断が維持されており、更に、信号５３ｂのレベルが差動増幅器８の出力をオフレベルとするレベルである場合は、コンピュータ制御装置７は、出力異常検知回路２１による駆動電流の遮断動作が正常であると判断する。
【０１０４】
次に、コンピュータ制御装置７は、電力信号１４ｂ、１６ｂ及び３３の供給を再度停止し、信号線４８に論理ハイレベル（リセット信号）を出力して、出力異常検知回路２１のラッチ回路３１をリセット操作して、出力異常検知回路２１の動作テストを終了する。
【０１０５】
なお、コンピュータ制御装置７は、ダミー信号として、パルスオン時のレベルがｒｅｆ２（図２（ａ）参照）を越える信号を入力する等して、更に、出力異常検知回路２１の動作テストを続けることもできる。この場合も、上述した工程と同様の工程が繰り返されて、出力異常検知回路２１の全動作の確認が行われる。
【０１０６】
本実施の形態２において、上述したコンピュータ制御装置７によるセルフテストと出力異常検知回路２１の動作テストとは、光線治療器の電源投入時に行うのが好ましい。また、これらのテストにおいて動作異常が検知された場合は、光線治療器が操作画面等にメッセージを表示する等して、使用者に動作異常が報知される態様とするのが好ましい。また、この場合は、光線治療器が半導体レーザ３ａによるレーザ発振を禁止する態様とするのも好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
このように、本発明における光線治療器によれば、コンピュータ制御装置及び出力異常検知回路のうちいずれかが故障しても、光源の出力異常を検知でき、検知漏れを抑制できる。よって、患者に火傷等の障害を与える前に、確実にレーザ光を遮断する等でき、安全に対する信頼性の高い光線治療器を提供できる。また、本発明は、レーザ光以外の光線を照射する医療機器や、レーザ光を照射するレーザ加工機等についても有用であり、産業上の利用可能性を有している。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施の形態１における光線治療器の構成を示す図
【図２】図１中に示されたコンピュータ制御装置及び出力異常回路に入力されるパルス信号を示す図であり、図２（ａ）はパルス信号が正常な状態を示す図、図２（ｂ）はパルス信号に異常が発生した状態を示す図
【図３】図１中に示された出力異常回路の回路図
【図４】図３中に示された出力異常回路における動作波形を示す図
【図５】本発明の実施の形態２における光線治療器の構成を示す図である。
【図６】従来からの安全装置付のレーザ治療器の構成を示す図
【符号の説明】
【０１０９】
１ 駆動回路
２ 電源回路
３ａ半導体レーザ（光源）
３ｂ レーザ光（光線）
４ トランジスタ
５、１９ シャント抵抗
６ 差動増幅器
７ コンピュータ制御装置
８ 差動増幅器
９ａ 信号線
９ｂ 電流指示信号
１０ａ 信号線
１０ｂ パルス信号
１１ スイッチング電源
１２ 交流電源
１３ リレー
１４ａ 電力信号線
１４ｂ 電力信号
１５ リレー
１６ａ 電力信号線
１６ｂ 電力信号
１７ａ 信号線
１７ｂ 制御信号
１９ シャント抵抗
２０ 切り替えスイッチ
２１ 出力異常検知回路
２２ コンパレータ
２３ａ、２３ｃ 信号線
２３ｂ パルス信号
２４ 出力異常検知領域
２５ コンパレータ
２６ 遅延回路ａ
２７ 遅延回路ｂ
２８、２９、３０ 論理回路
３１ ラッチ回路
３２ 差動増幅器
３３ａ 電力信号線
３３ｂ 電力信号
３４ リレー
３５ リレー
３６ リレー
３７ 正常波形
３８ 第１の異常波形
３９ 第２の異常波形
４０ 信号線
４１ 論理回路
４２ 信号線
４３ 論理回路
４４、４５、４７ 信号線
４６ コンパレータ
４８、４９ 信号線
５０、５１ 論理回路
５２、５３、５４ 信号線
Ａ〜Ｉ 信号線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光線治療器、特にはレーザ光を生体に照射して疼痛緩解等の治療に供されるレーザ治療器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療においては、レーザ治療器に代表される光線治療器が広く利用されている。このうち、低出力レーザ治療器は、筋肉、関節の主に慢性の疼痛緩解を目的として、整形外科、麻酔科、内科等を中心に広く医療現場で用いられている。また、この治療効果を、より広範囲に、より効率的なものとするために、レーザの出力も高出力化してきている。更に、最近では、より高いパワー密度のレーザ光を、生体深部のより広範囲に照射することを意図して、レーザ光をパルス状に照射するパルスレーザ治療器が提案されている。
【０００３】
パルスレーザ治療器は、ピークレベルが１０Ｗオーダの極めて高い出力のレーザ光を、低デューティー比の繰り返しパルスで生体患部表面に照射する。このため、生体表面での火傷を避けつつ、より高いパワー密度のレーザ光を、生体表面、及び内部に照射することができる。また、このようなレーザ治療器の高出力化にともない、レーザ光の患者に対する安全性確保が、より重要な課題となってきている。
【０００４】
ここで、従来からのレーザ治療器で採用されている安全機構について説明する。レーザ光の異常出力による人体への暴露防止を図る安全装置としては、レーザ光の出力をモニターしながら、異常出力を検知すると、レーザ光を光学的又は電気的に遮断する安全装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００５】
図６を用いて従来からの安全装置付のレーザ治療器の構成について説明する。図６に示すように、レーザ治療器は、レーザ光３ｂを発振する半導体レーザ（光源）３ａと、駆動回路１と、電源回路２と、コンピュータ制御装置７と、差動増幅器６及び８とを備えている。
【０００６】
駆動回路１は、半導体レーザ３ａに駆動電流を供給するための回路である。また、駆動回路１は、半導体レーザ３ａに流される駆動電流の制御を行うトランジスタ４と、駆動電流を検知するためのシャント抵抗５と、リレー１５とを備えている。
【０００７】
電源回路２は、駆動回路１に電力供給を行っている。電源回路２は、スイッチング電源１１と交流電源１２とを備えている。また、スイッチング電源１１の二次側は駆動回路１と接続され、一次側は交流電源１２と接続されている。スイッチング電源（ＳＷ電源）１１は、交流電源１２から供給された交流電力を直流電力に変換し、駆動回路１に直流電力を供給している。１３はリレーである。
【０００８】
また、差動増幅器６は、半導体レーザ３ａの駆動電流を電圧に変換して、パルス信号（駆動電流検知電圧信号）１０ｂを生成する。パルス信号１０ｂは、信号線１０ａを介して、コンピュータ制御装置７と差動増幅器８とに出力される。
【０００９】
コンピュータ制御装置７は、内部に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換回路等を備えている。コンピュータ制御装置７に入力されたパルス信号１０ｂは、コンピュータ制御装置７に備えられたＡ／Ｄ変換回路によってデジタル信号に変換される。また、コンピュータ制御装置７は、デジタル変換されたパルス信号１０ｂにより、半導体レーザ３ａに流れる駆動電流を検出する。更に、コンピュータ制御装置７は、半導体レーザ３ａに流れる
駆動電流の電流値を差動増幅器８に指示するため、信号線９ａを介して、差動増幅器８に電流指示信号９ｂを出力する。
【００１０】
差動増幅器８は、半導体レーザ３ａに流す電流を制御するために用いられる。具体的には、差動増幅器８は、コンピュータ制御装置７から出力された電流指示信号９ｂとパルス信号１０ｂとに基づいてトランジスタ４を定電流駆動する。
【００１１】
また、図６において、コンピュータ制御装置７は、信号線１７ａによっても差動増幅回路８に接続されており、制御信号１７ｂを用いて差動増幅器８のオン・オフ制御を行っている。また、コンピュータ制御装置７は、電力信号線１４ａによって、電源回路２に設けられたリレー１３と接続されており、電力信号線１６ａによって、駆動回路１に設けられたリレー１５と接続されている。
【００１２】
更に、コンピュータ制御装置７が、電力信号線１４ａを介して、リレー１３に電力信号１４ｂを供給している場合は、リレー１３は閉じられている。同様に、コンピュータ制御装置７が、電力信号線１６ａを介して、リレー１５に電力信号１６ｂを供給している場合は、リレー１５は閉じられている。
【００１３】
ここで、図６に示すレーザ治療器の安全システムについて説明する。以上のように構成されたレーザ治療器においては、以下のようにして患者に対する安全が確保される。
【００１４】
半導体レーザ３ａからレーザ光３ｂが発振されている状態において、トランジスタ４等に故障が発生し、半導体レーザ３ａを流れる電流が許容値を超えると、シャント抵抗５及び差動増幅器６を介して伝送されるパルス信号１０ｂのレベルが上昇する。また、この場合、コンピュータ制御装置７はパルス信号１０ｂのレベルから異常を検知する。
【００１５】
異常を検知したコンピュータ制御装置７は、制御信号１７ｂによって、差動増幅器８の出力をオフレベルに固定して、駆動トランジタ４を停止させる。更に、コンピュータ制御装置７は、リレー１３に供給されている電力信号１４ｂを遮断してリレー１３を開き、又リレー１５に供給されている電気信号１６ｂを遮断してリレー１５を開く。これにより、駆動回路１と電源回路２はそれぞれ遮断され、半導体レーザ３ａは発振を停止する。この結果、患者への安全が確保される。
【００１６】
なお、図６に示すレーザ治療器においては、半導体レーザ３ａを流れる駆動電流の電流値を検知することによって、レーザ光３ｂをモニターする態様となっている。これは、半導体レーザ３ａの駆動電流の値とレーザ光３ｂの出力との間には相関関係があるためである。
【００１７】
また、パルスレーザ光の出力ピークパワーレベルが規定値をオーバーした場合以外にも、火傷に直結する可能性が極めて高い場合がある。例えば、規定値のパルス出力レベルであっても、繰り返しパルスレーザ光のパルス幅が長くなる場合や、規定値より低いレベルのピークパワーであっても、連続して出力される場合である。このため、パルスレーザ治療器の安全システムには、十分な信頼性が要求されている。
【特許文献１】特開平１−１７１５７３号公報
【特許文献２】実開昭６１−６５９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上述のコンピュータ制御装置７による安全システムにおいては、特に、ピークパワーが１０Ｗオーダ（連続照射では生体の切開、凝固、蒸散等に利用される出力
レベル）の高出力のパルスレーザ治療器に対して、更なる信頼性を提供することが求められている。
【００１９】
具体的には、コンピュータ制御装置７が故障する等して、半導体レーザ３ａの出力異常の検知漏れが生じた場合における、更なる患者の安全確保が求められている。また、このことは、レーザ治療器に限らず、レーザ光以外の光線を照射する光線治療器においても求められている。
【００２０】
本発明の目的は、光源における出力異常の検知漏れを抑制し得、従来に比べて信頼性の高い安全システムを備えた光線治療器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために本発明における光線治療器は、光源と、前記光源に駆動電流を供給する駆動回路と、前記光源の出力制御及び出力異常の検知を行うコンピュータ制御装置とを備え、前記コンピュータ制御装置は前記出力異常を検知したときに前記駆動電流の供給を制限する光線治療器であって、前記コンピュータ制御装置から独立して、前記出力異常を検知し、且つ、前記駆動電流の供給を制限する出力異常検知回路を備えていることを特徴とする。
【００２２】
上記特徴により、コンピュータ制御装置及び出力異常検知回路のうちいずれかが故障しても、光源の出力異常を検知でき、検知漏れを抑制できる。よって、患者に火傷等の障害を与える前に、確実にレーザ光を遮断する等できる。
【００２３】
また、上記本発明における光線治療器は、前記駆動回路から、前記駆動電流に対応したパルス信号が、前記コンピュータ制御装置と前記出力異常検知回路とに入力され、前記コンピュータ制御装置と、前記出力異常検知回路とが、それぞれ別々に、前記パルス信号のレベル、パルス幅及びデューティー比のうちのいずれかが予め設定された値を超えているかどうかを判定して、前記出力異常の検知を行う態様とするのが好ましい。上記態様とした場合は、安全性の向上をよりいっそう図ることができる。
【００２４】
また、上記本発明における光線治療器は、前記光源の駆動が可能かどうかの判定を行う検知手段と、前記出力異常検知回路によって前記駆動電流の供給が制限された後に供給制限を解除するリセット手段とを更に備え、前記リセット手段は、前記検知手段によって前記光源の駆動が不可能であると判定され、且つ、前記コンピュータ制御装置によって指示があった場合に、前記供給制限を解除する態様とするのが好ましい。
【００２５】
上記態様とした場合は、光源の駆動が可能な状態において出力異常検知回路の機能を停止したり、リセットしたりできないため、出力異常検知回路の信頼性を高めることができ、光線治療器の安全性を更に高めることができる。また、上記態様においては、前記検知手段が、前記駆動回路への電力の供給が停止されている場合に、前記光源の駆動が不可能であると判定するのが好ましい。
【００２６】
また、上記本発明における光線治療器は、前記駆動回路に電力を供給する電源回路を更に備え、前記コンピュータ制御装置及び前記出力異常検知回路が、前記出力異常を検知したときに、前記駆動回路と前記電源回路とにおける２箇所以上を遮断して、前記駆動回路への電力供給を停止する態様とするのも好ましい。
【００２７】
この態様によれば、駆動電流を制御する能動素子の入力信号をオフ状態にして駆動電流の供給を制限する場合に比べて、能動素子の故障等によるリスクを避けることが可能であるため、より確実に光源を停止でき、安全な光線治療器を提供することができる。また、
この態様では、２箇所以上を遮断するため、一箇所の遮断回路の故障による遮断不完全を避けることができ、より安全な光線治療器を提供できる。
【００２８】
上記本発明における光線治療器において、光源としては、レーザ発振器やＬＥＤを用いることができる。更に、光源として、ランプを用いることもできる。
【００２９】
また、上記本発明における光線治療器は、前記駆動電流の検知を行う電流検知回路を備え、前記コンピュータ制御装置が、前記駆動回路によって、前記光源から出射される光の出力を人体に対して安全なレベル又はゼロとする電流を前記光源に供給し、その状態で、前記電流検知回路による前記駆動電流の検知が可能かどうかのテストを行う態様とするのも好ましい。具体的には、前記光源がレーザ発振器である場合は、前記コンピュータ制御装置は、前記駆動回路によって、前記光源の発光閾値電流よりも電流値が低い電流を前記光源に供給し、その状態で上記テストを行う。
【００３０】
上記態様によれば、駆動電流の検知が正常に行われているかどうかの動作テストが行われるため、信頼性の高い光線治療器を提供できる。更に、上記態様によれば、光源からの出射光の出力が人体に対して安全なレベル以下とされるため、人体に障害を与える可能性のあるレーザ光等の光線を動作テスト中に出射しないで済む。よって、動作テストを安全な状態で行うことができる。また、動作テスト中にレーザ光等の光線を機械的に遮断するために、光線治療器がシャッター等の機構を備える必要はない。この結果、光線治療器の構成が複雑化するのを抑制でき、光線治療器のコスト上昇を抑制できる。更に、簡単に動作テストを行うことができる。
【００３１】
更に、上記本発明における光線治療器は、前記コンピュータ制御装置が、前記駆動回路によって、前記光源から出射される光の出力を人体に対して安全なレベル又はゼロとする電流を前記光源に供給し、その状態で、自己による前記駆動電流の供給の制限が可能かどうかのテストを行う態様とするのも好ましい。具体的には、前記光源がレーザ発振器である場合は、前記コンピュータ制御装置は、前記駆動回路によって、前記光源の発光閾値電流よりも電流値が低い電流を前記光源に供給し、その状態で上記テストを行う。
【００３２】
上記態様によれば、光線治療器による治療を行う前に、コンピュータ制御装置による安全システムについて動作テストを行うことができるため、医師等は安心して光線治療器を用いた治療を行うことができる。また、上記態様においても、人体に障害を与える可能性のあるレーザ光等の光線を動作テスト中に出射しないで済むため、動作テストを安全な状態で行うことができる。更に、この態様においても、安全装備を付加しなくて良いため、光線治療器のコスト上昇を抑制できる。
【００３３】
また、上記本発明における光線治療器は、前記コンピュータ制御装置が、前記出力異常検知回路が前記出力異常として認識するダミー信号を前記出力異常検知回路に供給し、前記出力異常検知回路による前記出力異常の検知及び前記駆動電流の供給の制限が可能かどうかのテストを行う態様とするのも好ましい。上記態様によれば、光線治療器による治療を行う前に、出力異常検知回路による安全システムについて動作テストを行うことができるため、上記態様の場合も、医師等は安心して光線治療器を用いた治療を行うことができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上のように本発明における光線治療器は、コンピュータ制御装置だけでなく、出力異常検知回路によっても、光源の出力異常が検知される。また、コンピュータ制御装置と出力異常検知回路とは別々に出力異常の検知を行っている。つまり、本発明における光線治療器は、二重の安全システムを備えている。
【００３５】
このため、本発明における光線治療器によれば、コンピュータ制御装置及び出力異常検知回路のうちいずれかが故障しても、光源の出力異常を検知でき、検知漏れを抑制できる。よって、患者に火傷等の障害を与える前に、確実にレーザ光を遮断する等でき、安全に対する信頼性の高い光線治療器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における光線治療器について、図１〜図４を参照しながら説明する。最初に、図１を用いて、本実施の形態１における光線治療器の構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１における光線治療器の構成を示す図である。なお、図１において、図６に示された符号が付された部分は、図６中の同一の符号が付された部分と同一のものを示している。
【００３７】
図１に示すように、本実施の形態１における光線治療器は、背景技術において図６に示した従来例と同様にレーザ治療器であり、レーザ光３ｂを発振する半導体レーザ（光源）３ａと、駆動回路１と、電源回路２と、コンピュータ制御装置７と、差動増幅器６及び８とを備えている。
【００３８】
本実施の形態１においても、コンピュータ制御装置７は、電流指示信号９ｂを、信号線９ａを介して差動増幅器８に出力する。また、差動増幅器６からコンピュータ制御装置７にパルス信号１０ｂが入力され、コンピュータ制御装置７は、パルス信号１０ｂを監視して出力異常の検知を行う。更に、コンピュータ制御装置７は、異常を検知したときは、制御信号１７ｂによって差動増幅器８の出力をオフレベルに固定して、駆動トランジスタ４を停止させる。また、コンピュータ制御装置７は、電力信号１４ｂ及び電力信号１６ｂの供給を停止して、駆動回路１及び電源回路２を遮断し、半導体レーザ３ａの発振を停止する。
【００３９】
このように、本実施の形態１における光線治療器においても、従来例と同様に、コンピュータ制御装置７が出力制御と出力異常の検知を行っているが、以下の点で、従来例と異なっている。
【００４０】
図１に示すように、本実施の形態１における光線治療器は、従来例と異なり、出力異常検知回路２１を備えている。出力異常検知回路２１は、他の周辺回路と共にハードウェアによる安全システムを構築している。また、出力異常回路２１は、コンピュータ制御装置７から独立して、出力異常を検知し、半導体レーザ３ａに供給される駆動電流の制限を行う。
【００４１】
更に、本実施の形態１においては、出力異常検知回路２１は、コンピュータ制御装置７と同様に、駆動電流を電圧に変換して得られたパルス信号２３ｂに基づいて出力異常の検知を行っている。パルス信号２３ｂを生成するため、駆動回路１には、シャント抵抗５とは別に、シャント抵抗１９が半導体レーザ３ａに直列に接続されている。更に、シャント抵抗１９には、それと並列に差動増幅器３２が接続されている。
【００４２】
このため、シャント抵抗１９は、シャント抵抗５と同様に、半導体レーザ３ａを駆動する駆動電流を検知する。更に、差動増幅器３２は、差動増幅器６と同様に、半導体レーザ３ａの駆動電流を電圧に変換して、駆動電流の大きさに対応するパルス信号（駆動電流検知電圧信号）２３ｂを出力する。
【００４３】
また、パルス信号２３ｂは、信号線２３ａを経由して出力異常検知回路２１に入力され
る。更に、パルス信号２３ｂは信号線２３ａから分岐した信号線４４を経由してコンピュータ制御装置７にも入力される。なお、信号線４４からコンピュータ制御装置７に入力されたパルス信号２３ｂは、コンピュータ制御装置７に備えられたＡ／Ｄ変換回路によってデジタル信号に変換される。
【００４４】
更に、本実施の形態１においては、コンピュータ制御装置７は、従来例と異なり、電力信号線３３ａを介して、スイッチング電源１１に電力信号３３ｂを供給している。電力信号線３３ａはスイッチング電源１１内に備えられたフィードフォワード回路（図示せず）に接続されている。このため、コンピュータ制御装置７からの電力信号３３ｂの供給が停止されると、スイッチング電源１１の出力はオフレベルとなる。なお、フィードフォワード回路を制御してスイッチング電源１１の出力を制御する場合は、一般的に数ｍｓと極めて応答速度が速い特性が得られる。
【００４５】
また、本実施の形態１においては、出力異常検知回路２１は、出力異常を検知すると、信号線４２を介して、電力信号線１４ａ、３３ａ及び１６ａそれぞれに設けられたリレー３４、３５及び３６を開く。これにより、スイッチング電源１１はオフ制御され、又駆動回路１及び電源回路２は遮断されるので、半導体レーザ３ａへの電力供給が停止する。出力異常検知回路２１の具体的な動作については後述する。
【００４６】
更に、本実施の形態１における光線治療器においては、コンピュータ制御装置７と出力異常検知回路２１との両方が差動増幅器８のオン・オフ制御を行うことができる。差動増幅器８は、信号線１７ａ及び論理回路４１を介して、コンピュータ制御装置７及び出力異常検知回路２１に接続されている。
【００４７】
なお、コンピュータ制御装置７による差動増幅器８のオフ制御は、信号線４０及び論理回路４１を介して信号線１７ａに出力している制御信号１７ｂの論理レベルをローに設定することによって行われている。この場合、差動増幅器８の出力はオフレベルに固定され、トランジタ４は停止する。出力異常検知回路２１による差動増幅器８のオフ制御については、後述する。
【００４８】
ここで、図２を用いて、差動増幅器６から出力されるパルス信号１０ｂと差動増幅器３２から出力されるパルス信号２３ｂとに基づく、コンピュータ制御装置７及び出力異常検知回路２１による異常検知ついて説明する。図２は、図１中に示されたコンピュータ制御装置及び出力異常回路に入力されるパルス信号を示す図であり、図２（ａ）はパルス信号が正常な状態を示し、図２（ｂ）はパルス信号に異常が発生した状態を示している。なお、パルス信号１０ｂとパルス信号２３ｂとは、レベル、パルス幅、デューティー比が略同等の信号である。
【００４９】
図２（ａ）において、実線は、レベル、パルス幅及びデューティー比が正常なパルス信号２３ｂの波形（正常波形３７）を示している。一点鎖線は、コンピュータ制御装置７によって駆動電流に異常があると判断されるパルス信号２３ｂの波形（異常波形３８）であって、コンピュータ制御装置７が検知可能な検知レベルの最小値を示している。破線は、出力異常検知回路２１によって駆動電流に異常があると判断されるパルス信号２３ｂの波形（異常波形３９）であって、出力異常検知回路２１が検知可能な検知レベルの最小値を示している。
【００５０】
従って、図２（ｂ）に示すパルス信号がコンピュータ制御装置７及び出力異常検知回路２１に入力されると、両者は駆動電流に異常があると判断し、両者によって出力異常が検知される。但し、コンピュータ制御装置７が正常である場合は、先ず、コンピュータ制御装置７が先行して出力異常の検知を行う。一方、コンピュータ制御装置７に異常が発生し
ている場合は、出力異常検知回路２１が出力異常の検知を行う。
【００５１】
また、図２（ａ）において、「ｒｅｆ１」は、信号線２３ａに入力されるパルス信号２３ｂのパルスオフ時に超えてはならないレベルを示している。また、「ｒｅｆ２」は、信号線２３ａに入力されるパルス信号２３ｂのパルスオン時及びオフ時のいずれにおいても超えてはならないレベルを示している。この点については、図３及び図４を用いて後述する。
【００５２】
このように、本実施の形態１における光線治療器においては、コンピュータ制御装置７による安全システムは、それが正常に動作する場合は、出力異常検知回路２１を含むハードウェアによる安全システムに先行して動作する。即ち、本実施の形態１においては、コンピュータ制御装置７による安全システムが動作しなかった場合に、初めて出力異常検知回路２１を含むハードウェアによる安全システムが動作する２重安全構成となっている。
【００５３】
但し、コンピュータ制御装置７による安全システムが機能せず、且つ、パルス信号２３ｂの波形が異常波形３８と異常波形３９との間の波形である場合は、ハードウェアによる安全システムは動作しないことになる。このため、異常波形３８と異常波形３９とを同一の波形に設定するか、又は、異常波形３９のレベルを人体への障害を鑑みたレベルに設定し、異常波形３８のレベルをそれ以下に設定するのが好ましい。
【００５４】
次に、図３及び図４を用いて、出力異常検知回路２１及びその周辺回路の構成と動作について説明する。図３は、図１中に示された出力異常回路の回路図である。図４は、図３中に示された出力異常回路における動作波形を示す図である。
【００５５】
図４中のＡ〜Ｊは、図３中の信号線Ａ〜Ｊにおける動作波形であることを示している。図４に示した各動作波形において横軸は時間を示している。また、縦軸は、動作波形Ａにおいては駆動電流の電流値の大きさを表す電圧レベルを示し、動作波形Ｂ〜Ｊにおいては論理レベルを示している。また、図４において斜線で示された領域２４は出力異常検知領域である。出力異常検知回路２１は、パルス信号２３ｂの波形が出力異常検知領域２４に入ると出力異常と判断する。
【００５６】
図３に示すように、出力異常検知回路２１は、コンパレータ２２及び２５と、遅延回路２６及び２７と、論理回路２８〜３０と、ラッチ回路３１とを備えている。半導体レーザ３ａが発振状態である場合、その駆動電流を電圧に変換して得られたパルス信号２３ｂが、信号線２３ａ（信号線Ａ）を経由して、コンパレータ２２及び２５に入力される（図４に示した動作波形Ａ参照。）。
【００５７】
コンパレータ２２は、パルス信号２３ｂのレベルが、ｒｅｆ２（図２参照）に入力される基準電圧より高い場合は信号線Ｂに論理ハイレベルを出力し、そうでない場合は信号線Ｂに論理ローレベルを出力する（図４に示した動作波形Ｂ参照）。
【００５８】
また、コンパレータ２５は、パルス信号２３ｂのレベルが、ｒｅｆ１（図２参照）に入力される基準電圧のレベルより高い場合は信号線Ｃに論理ハイレベルを出力し、そうでない場合は信号線Ｃに論理ローレベルを出力する（図４に示した動作波形Ｃ参照）。
【００５９】
遅延回路２６は、コンパレータ２５が信号線Ｃに論理ハイレベルを出力した時点から、予め設定された遅延時間Ｔ１が経過するまでの間、信号線Ｄに論理ハイレベルを出力する（図４に示した動作波形Ｄ参照）。遅延回路２７は、コンパレータ２５が信号線Ｃに論理ハイレベルを出力した時点から、予め設定された遅延時間Ｔ２が経過するまでの間、信号線Ｅに論理ハイレベルを出力する（図４に示した動作波形Ｅ参照）。
【００６０】
なお、本実施の形態１においては、図４に示すように、遅延時間Ｔ１は、パルスの立ち上がりから立下り側の出力異常検知領域２４との境界までの時間に設定されている。また、図４に示すように、遅延時間Ｔ２は、パルスの立ち上がりから次のパルスの立ち上がり側の出力異常検知領域２４との境界までの時間に設定されている。
【００６１】
論理回路２８には動作波形Ｄと動作波形Ｅとが入力される。論理回路２８は、動作波形Ｄの立下りから動作波形Ｅの立下りまでの間、即ち、遅延時間Ｔ１と遅延時間Ｔ２との遅延時間の差内において、信号線Ｆに論理ローレベルを出力する（図４に示した動作波形Ｆ参照）。
【００６２】
論理回路２９は、動作波形Ｃと動作波形Ｆとから、パルス信号２３ｂのパルス幅やデューティー比に異常がないかどうかを判定する。具体的には、論理回路２９は、遅延時間Ｔ１と遅延時間Ｔ２との遅延時間の差内で、コンパレータ２５の出力（動作波形Ｃ）をゲートする。それにより、論理回路２９は、その差内（パルス間）においてパルス信号２３ｂのレベルがｒｅｆ１を超えていないかどうかの検出を行う。
【００６３】
図４の例では、パルス信号２３ｂ（動作波形Ａ）のパルスＰ１においては、パルス間においてｒｅｆ１を超えていないため、論理回路２９は信号線Ｇに論理ローレベルを出力し続ける（図４において動作波形Ｇ参照）。一方、パルス信号２３ｂのパルスＰ２においては、パルス間においてｒｅｆ１を超えているため、その間、論理回路２９は信号線Ｇに論理ハイレベルを出力する（図４において動作波形Ｇ参照）。
【００６４】
また、論理回路３０は、信号線Ｂに出力された動作波形Ｂと信号線Ｇに出力された動作波形Ｇとから、パルス信号２３ｂが出力異常検知領域２４に入っているかどうかを判定し、判定結果に応じた論理レベルを信号線Ｈに出力する。論理回路３０が出力した論理レベルはラッチ回路３１に入力される。
【００６５】
図４の例では、論理回路３０は、動作波形Ｇからパルス信号２３ｂのパルスＰ２がｒｅｆ１を超えていると判定する。よって、論理回路３０は、パルスＰ２がｒｅｆ１を超えている間、論理ローレベルを信号線Ｈに出力する（図４において動作波形Ｈ参照。）。
【００６６】
ラッチ回路３１は、信号線Ｈに出力された動作波形Ｈの立ち下がりをラッチする。ラッチした場合は、ラッチ回路３１は、信号線４２（信号線Ｉ）に、出力異常信号として論理ハイレベルを出力する。この場合、上述したようにリレー３４から３６が開かれ、半導体レーザ３ａへの電力供給が停止される。なお、ラッチ回路３１は、信号線４９（信号線Ｊ）に解除信号となる論理ローレベルが入力されるまで、論理ハイレベルを出力し続ける。
【００６７】
また、図１に示すように、信号線４２は分岐しており、分岐した信号線４２は論理回路４３に接続されている。論理回路４３は信号線５３ａを介して論理回路４１に接続されている。また、論理回路４３からは、制御信号１７ｂと同様の制御信号５３ｂが出力されている。更に、信号線４２に論理ハイレベルが出力されると、論理回路４３は制御信号５３ｂの論理レベルをローに設定する。このため、ラッチ回路３１が信号線４２を介して論理ハイレベルを出力すると、差動増幅器８の出力もオフレベルに固定され、トランジスタ４の停止も行われる。
【００６８】
このように、図３に示す出力異常検知回路２１は、信号線２３ａに入力されるパルス信号２３ｂが、出力異常検知領域２４（図４参照）に入ると、異常が発生したと判定し、ラッチ回路３１に論理ハイレベルを出力させて、半導体レーザ３ａの発振を停止する。また、出力異常検出回路２１はコンピュータ制御装置７から独立して動作している。
【００６９】
以上のように、本実施の形態１における光線治療器においては、万一、コンピュータ制御装置７の故障等によって、コンピュータ制御装置７による安全システムが機能しなかった場合でも、レーザ光の発振が停止される。つまり、本実施の形態１における光線治療器は、二重の安全システムを備えているため、患者に火傷等の障害を与える前に、確実にレーザ光を遮断する等でき、安全に対する信頼性の向上を図ることができる。
【００７０】
次に、上述した、半導体レーザ３ａがレーザ発振している間の出力異常検知回路２１の動作を保障するための構成について、図１を適宜参酌しながら以下に説明する。
【００７１】
図１に示すように、駆動回路１の高出力電圧側には信号線５２が接続されている。信号線５２は二つに分岐し、一方はコンパレータ４６に接続され、他方はコンピュータ制御装置７に接続されている。なお、コンピュータ制御装置７は、信号線５２によって入力される信号の電圧値を内部に備えたＡ／Ｄ変換回路によってデジタル信号に変更して処理を行う。
【００７２】
また、コンパレータ４６は、信号線５２によって入力される信号の電圧値が、ｒｅｆ３に入力される基準電圧のレベルより低くなると、信号線５４に論理ハイレベルを出力する。ｒｅｆ３に入力される基準電圧は、スイッチング電源１１の出力電圧に対して十分に低い値に設定されている。つまり、スイッチング電源１１のオフ制御や、駆動回路１及び電源回路２の遮断が行われて、その出力電圧がｒｅｆ３に入力される基準電圧より低くなると、コンパレータ４６は信号線５４に論理ハイレベルを出力する。
【００７３】
また、信号線５４は論理回路５１に接続され、論理回路５１に論理ハイレベルが入力される。このように、コンパレータ４６は、光源の駆動が可能かどうか、即ち、半導体レーザ３ａ、及び駆動回路１への電力供給が止められていないかどうかの判定を行う検知手段として機能している。
【００７４】
コンパレータ４６から論理回路５１に論理ハイレベルが入力されると、論理回路５１は、出力異常検知回路２１に対し、信号線４９を介して、遅延回路２６、遅延回路２７及びラッチ回路３１の出力をリセットするためのリセット信号を出力可能となる。コンピュータ制御装置７が信号線４８を介してリセット信号の出力を指示すると、論理回路５１はリセット信号を出力する。よって、ラッチ回路３１による論理ハイレベルの出力が解除される。この結果、リレー３４から３６は閉じられ、また差動増幅器８の出力はオンレベルに固定されるので、半導体レーザ３ａは発振可能な状態となる。
【００７５】
このように、論理回路５１は、半導体レーザ３ａの駆動が不可能であると検知手段によって判定され、且つ、コンピュータ制御装置７の指示があった場合に、出力異常検知回路２１による駆動電流の供給制限を解除する。論理回路５１は、出力異常検知回路２１による駆動電流の供給制限を解除するリセット手段として機能している。
【００７６】
なお、コンピュータ制御装置７は、コンパレータ４６が論理ハイレベルを出力しており、且つ、予め設定された場合のときに、信号線４８を介して論理回路５１に論理ハイレベルを出力してリセット信号を出力させる。予め設定された場合としては、例えば、光線治療器の電源投入時における出力異常検知回路の初期設定時等が挙げられる。
【００７７】
このように、本実施の形態１においては、半導体レーザ３ａへの駆動電流の供給が停止され、半導体レーザ３ａが発振不可能な状態とならない限り、ラッチ回路３１による論理ハイレベルの出力はリセットされないようになっている。このため、例え、コンピュータ制御装置７が故障しても、半導体レーザ３ａが発振可能な状態では、出力異常検知回路２
１が機能を停止したり、リセットされたりすることはない。よって、このことからも、本実施の形態１における光線治療器は高い安全性を提供することができる。
【００７８】
以上に述べた本実施の形態１における光線治療器においては、光源の出力と駆動電流との間に相関関係があることを利用して、光源の異常出力を駆動電流から検知している。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、光源から出射された光線の一部をハーフミラー等で分岐し、分岐した一部の光線を光センサでモニターすることによって光源の異常出力を検出することもできる。また、光源が出力制御用のフォトダイオードを内蔵する場合は、フォトダイオードの出力をモニターすることによって、レーザの異常出力を検出することもできる。
【００７９】
また、本実施の形態１においては、コンピュータ制御装置７及び出力異常検知回路２１のそれぞれに対応するように、シャント抵抗や差動増幅器が設けられている（図１参照。）。但し、シャント抵抗等は故障することが稀な部品であることから、本発明においては、これらについてはコンピュータ制御装置７と出力異常検知回路２１との両方で共用することもできる。その他、コンピュータ制御装置７及び出力異常検知回路２１のそれぞれに対応するように設けられた同機能の部品であって、故障することが稀なものがある場合も、両方で共用することができる。
【００８０】
更に、本実施の形態１においては、電源回路２としてスイッチング電源１１を使用しており、又レーザの電流制御方式として定電流制御方式を採用しているが、本発明はこれらについても限定されるものではない。また、本実施の形態１において、コンピュータ制御装置７及び出力異常検知回路２１は、出力異常を検知した場合に、駆動回路１の一箇所（リレー１５）と、電源回路２の二箇所（スイッチング電源内部、リレー１３）とを遮断して、駆動回路１への電力供給を停止させている。但し、本発明において、電流を遮断する部品の種類や、遮断箇所の位置及び数は特に限定されるものではない。
【００８１】
また、本発明においては、出力異常検知回路２１の構成は図３に示す例に限定されるものではない。例えば、本実施の形態１においては、検出時間を規定する回路として遅延回路２６及び２７を用いているが、これらの代わりに、例えば発振回路とカウンタ回路とを組み合わせて構成された回路を用いることもできる。更に、本発明において、コンピュータ制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換回路等を備え、プログラムによって一定の動作を行うことが可能な制御装置であれば良い。
【００８２】
コンピュータ制御装置７や出力異常検知回路２１に接続される周辺回路は、図１や図３に示すものに限定されるものではなく、同様の機能を有するデバイスや論理回路等を用いることができる。また、図１の例では、光源として半導体レーザ３ａが用いられているが、半導体レーザ以外のレーザ発振器、ＬＥＤを用いることもできる。更に、本発明においては、光源としてランプを用いることもできる。
【００８３】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における光線治療器について、図５を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態２における光線治療器の構成について説明する。図５は、本発明の実施の形態２における光線治療器の構成を示す図である。なお、図５において、図１及び図６に示された符号が付された部分は、図１及び図６中の同一の符号が付された部分と同一のものを示している。
【００８４】
図５に示すように、本実施の形態２における光線治療器も、実施の形態１における光線治療器と同様にレーザ治療器であり、レーザ光３ｂを発振する半導体レーザ（光源）３ａと、駆動回路１と、電源回路２と、コンピュータ制御装置７と、差動増幅器６及び８とを
備えている。但し、本実施の形態２における光線治療器は、以下の点で実施の形態１における光線治療器と異なっている。
【００８５】
本実施の形態２においては、図５に示すように、作動増幅器３２は、信号線２３ａ、切り替えスイッチ２０及び信号線２３ｃを介して出力異常検知回路２１に接続されている。パルス信号２３ｂは、信号線２３ａ、切り替えスイッチ２０及び信号線２３ｃを経由して出力異常検知回路２１に入力される。また、コンピュータ制御装置７は、信号線４７、切り替えスイッチ２０及び信号線２３ｃを介して出力異常検知回路２１に接続されている。
【００８６】
切り替えスイッチ２０の切り替えは論理回路５０によって行われる。本実施の形態２では、切り替えスイッチ２０は、論理回路５０が論理ハイレベルを出力すると、信号線４７と信号線２３ｃとを接続し、論理回路５０が論理ローレベルを出力すると、信号線２３ａと信号線２３ｃとを接続する。
【００８７】
また、論理回路５０は、信号線５４に接続されており、信号線５４を介して、コンパレータ４６に接続されている。更に、論理回路５０は、信号線４５を介して、コンピュータ制御装置７にも接続されている。よって、スイッチング電源１１のオフ制御や、駆動回路１及び電源回路２の遮断が行われて、スイッチング電源１１の出力電圧がｒｅｆ３に入力される基準電圧より低くなると、コンパレータ４６は、論理回路５１に加え、論理回路５０にも論理ハイレベルを出力する。更に、コンパレータ４６が論理ハイレベルを出力するところまでスイッチング電源１１の出力電圧が下がった場合は、コンピュータ制御装置７も、信号線４５を介して論理回路５０に論理ハイレベルを出力する。
【００８８】
更に、論理回路５０は、コンパレータ４６とコンピュータ制御装置７との両方が論理ハイレベルを出力すると、論理ハイレベルを出力する。即ち、半導体レーザ３ａ及び駆動回路１への電力供給が止められ、半導体レーザ３ａが駆動されない安全な状態において、コンピュータ制御装置７の指示があると、論理回路５０は、切り替えスイッチ２０によって信号線４７と出力異常検知回路２１とを接続する。論理回路５０は、出力異常検知回路２１に対して入力信号遮断手段として機能する。
【００８９】
なお、コンパレータ４６及びコンピュータ制御装置７のうちのいずれか一方又は両方が論理ローレベルを出力しているときは、論理回路５０は論理ローレベルを出力する。この場合、切り替えスイッチ２０は、信号線２３ａと信号線２３ｃとを接続する。
【００９０】
また、本実施の形態２では、信号線５３ａは、分岐配線５３ｃを介してコンピュータ制御装置７にも接続されている。よって、出力異常検知回路２１のラッチ回路３１（図３参照）が信号線４２に論理ハイレベルを出力すると、論理回路４３からの論理ローレベルの制御信号５３ｂが、論理回路４１とコンピュータ制御装置７とに入力される。なお、上述したように、ラッチ回路３１が論理ハイレベルを出力すると、リレー３４から３６が開かれ、半導体レーザ３ａ及び駆動回路１への電力供給が止められる。また、論理ローレベルの制御信号５３ｂが論理回路４１に入力されると、差動増幅器８がオフレベルに固定される。
【００９１】
このように、本実施の形態２における光線治療器は、実施の形態１における光線治療器と異なる構成を備えている。このため、本実施の形態２における光線治療器によれば、使用前にコンピュータ制御装置７によって動作テストを行うことができる。具体的には、コンピュータ制御装置７は、先ず、自己によって駆動電流の供給の制限が可能かどうかの動作テスト（セルフテスト）を行う。続いて、コンピュータ制御装置７は、出力異常検知回路２１によって出力異常の検知及び駆動電流の供給の制限が可能かどうかの動作テストを行う。以下に具体的に説明する。なお、本実施の形態２における光線治療器は、実施の形
態１における光線治療器と同様の動作も行う。
【００９２】
先ず、コンピュータ制御装置７によるセルフテストについて説明する。最初に、コンピュータ制御装置７は、電流検知回路の動作確認（駆動電流の検知）を行う。具体的には、先ず、コンピュータ制御装置７は、セルフテスト中に、光源３ａから出射されたレーザ光が人体に障害を与えないようにするため、駆動回路１によって、レーザ光３ｂの出力を人体に対して安全なレベル又はゼロとする電流を光源３ａに供給する。
【００９３】
本実施の形態２においては、コンピュータ制御装置７は、レーザ光３ｂの出力をゼロとする電流、即ち光源３ａの発光閾値電流よりも電流値が低い電流（以下、「テスト電流」という。）が、駆動回路１から光源３ａに供給されるように電流指示信号９ｂを出力する。発光閾値電流とは、半導体レーザ３ａがレーザ発振を始める閾値電流（スレッショールド電流）を意味している。
【００９４】
また、テスト電流として光源３ａに供給する電流の電流値は、レーザ光３ｂの出力を人体に安全なレベルとする電流値であれば良く、発光閾値電流よりも電流値が高い電流であっても良い。「人体に安全なレベル」とは、例えば、疼痛緩解等の治療に用いられる、波長が４００〜１０５０ｎｍのレーザ光であれば、レーザ光の出力が、ＪＩＳ Ｃ ６８０２で規定されているクラスII以下であること、好ましくはクラスＩ以下であることをいう。
【００９５】
次に、コンピュータ制御装置７は、テスト電流を流した状態で、シャント抵抗５及び差動増幅器６で基本的に構成される電流検知回路によって、駆動電流の検知が可能かどうかのテストを行う。本実施の形態２では、コンピュータ制御装置７は、シャント抵抗５、差動増幅器６及び信号線１０ａを介して、パルス信号１０ｂが入力されるかどうかを確認する。パルス信号１０ｂの入力が確認できたときは、コンピュータ制御装置７は、電流検知回路による駆動電流の検知が可能であると判断する。
【００９６】
次に、コンピュータ制御装置７は、自己による駆動電流の供給の制限が可能かどうかのテスト、即ち、セルフテストを行う。具体的には、先ず、コンピュータ制御装置７は、テスト電流を流した状態で、論理回路４１を経由して差動増幅器８のオフ制御を行う。このとき、コンピュータ制御装置７は、シャント抵抗５、差動増幅器６、及び信号線１０ａを経由したパルス信号１０ｂの入力が停止することを確認することによって、自己による駆動電流の遮断動作（制限動作）が正常であるかどうかを確認する。パルス信号１０ｂの入力が停止している場合は、コンピュータ制御装置７は、自己による駆動電流の遮断動作（制限動作）が正常であると判断する。
【００９７】
続いて、コンピュータ制御装置７は、テスト電流を流した状態で、電力信号１４ｂ、電力信号１６ｂ、及び電力信号３３ｂそれぞれの供給を順に一つずつ停止する。更に、コンピュータ制御装置７は、各々の場合について、信号線５２を介して入力される信号から、スイッチング電源１１の出力電圧値が低下することを確認する。スイッチング電源の出力電圧値が低下している場合は、コンピュータ制御装置７は、セルフテストを終了する。
【００９８】
次に、コンピュータ制御装置７による出力異常検知回路２１の動作テストについて説明する。最初に、コンピュータ制御装置７は、出力異常検知回路２１と接続された電流検知回路の動作確認（駆動電流の検知）を行う。具体的には、先ず、コンピュータ制御装置７は、セルフテストの場合と同様に、テスト電流が駆動回路１から光源３ａに供給されるように電流指示信号９ｂを出力する。
【００９９】
次に、コンピュータ制御装置７は、テスト電流を流した状態で、シャント抵抗１９及び
差動増幅器３２で基本的に構成される電流検知回路によって、駆動電流の検知が可能かどうかのテストを行う。本実施の形態２では、コンピュータ制御装置７は、シャント抵抗１９、差動増幅器３２、信号線２３ａ及び信号線４４を介して、パルス信号２３ｂが入力されるかどうかを確認する。パルス信号２３ｂの入力が確認できたときは、コンピュータ制御装置７は、シャント抵抗１９及び差動増幅器３２で基本的に構成される電流検知回路による駆動電流の検知が可能であると判断する。
【０１００】
続いて、コンピュータ制御装置７は、ダミー信号による出力異常検知回路２１の動作テストを行う。先ず、コンピュータ制御装置７は、電力信号１４ｂ、電力信号１６ｂ、又は電力信号３３ｂの供給を停止して、スイッチング電源１１のオフ制御を行い、コンパレータ４６に論理ハイレベルを出力させる。更に、コンピュータ制御装置７は、信号線４５に論理ハイレベルを出力する。これにより、論理回路５０から論理ハイレベルが出力され、切り替えスイッチ２０によって信号線４７が出力異常検知回路２１に接続される。
【０１０１】
次に、コンピュータ制御装置７は、信号線４７を介して、出力異常検知回路２１にダミー信号を入力する。このとき、コンピュータ制御装置７は、ラッチ回路３１（図３参照）が論理ハイレベルを出力するかどうかを確認する。ラッチ回路３１が論理ハイレベルを出力した場合は、コンピュータ制御装置７は、出力異常検知回路２１による出力異常検知が正常であると判断する。また、ラッチ回路３１が論理ハイレベルを出力した場合は、リレー３４から３６が開かれる。
【０１０２】
なお、ダミー信号は、レベル、パルス幅、及びデューティー比が予め設定された正常値の範囲になく、出力異常検知回路２１が出力異常であると認識する信号である。ダミー信号としては、例えば、図２（ｂ）に示したパルス信号のように、パルス幅が正常値の範囲内にないパルス信号が挙げられる。
【０１０３】
次に、コンピュータ制御装置７は、セルフテストで供給を停止していた電力信号１４ｂ、１６ｂ、及び３３ｂの供給を再開するとともに、信号線５２に入力される信号の電圧値に基づいて、駆動回路１への電力供給の遮断が維持されているかどうかを確認する。更に、コンピュータ制御装置７は、論理回路４３から出力されている信号５３ｂのレベルが差動増幅器８の出力をオフレベルとするレベルであるかどうかを確認する。駆動回路１への電力供給の遮断が維持されており、更に、信号５３ｂのレベルが差動増幅器８の出力をオフレベルとするレベルである場合は、コンピュータ制御装置７は、出力異常検知回路２１による駆動電流の遮断動作が正常であると判断する。
【０１０４】
次に、コンピュータ制御装置７は、電力信号１４ｂ、１６ｂ及び３３の供給を再度停止し、信号線４８に論理ハイレベル（リセット信号）を出力して、出力異常検知回路２１のラッチ回路３１をリセット操作して、出力異常検知回路２１の動作テストを終了する。
【０１０５】
なお、コンピュータ制御装置７は、ダミー信号として、パルスオン時のレベルがｒｅｆ２（図２（ａ）参照）を越える信号を入力する等して、更に、出力異常検知回路２１の動作テストを続けることもできる。この場合も、上述した工程と同様の工程が繰り返されて、出力異常検知回路２１の全動作の確認が行われる。
【０１０６】
本実施の形態２において、上述したコンピュータ制御装置７によるセルフテストと出力異常検知回路２１の動作テストとは、光線治療器の電源投入時に行うのが好ましい。また、これらのテストにおいて動作異常が検知された場合は、光線治療器が操作画面等にメッセージを表示する等して、使用者に動作異常が報知される態様とするのが好ましい。また、この場合は、光線治療器が半導体レーザ３ａによるレーザ発振を禁止する態様とするのも好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
このように、本発明における光線治療器によれば、コンピュータ制御装置及び出力異常検知回路のうちいずれかが故障しても、光源の出力異常を検知でき、検知漏れを抑制できる。よって、患者に火傷等の障害を与える前に、確実にレーザ光を遮断する等でき、安全に対する信頼性の高い光線治療器を提供できる。また、本発明は、レーザ光以外の光線を照射する医療機器や、レーザ光を照射するレーザ加工機等についても有用であり、産業上の利用可能性を有している。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施の形態１における光線治療器の構成を示す図
【図２】図１中に示されたコンピュータ制御装置及び出力異常回路に入力されるパルス信号を示す図であり、図２（ａ）はパルス信号が正常な状態を示す図、図２（ｂ）はパルス信号に異常が発生した状態を示す図
【図３】図１中に示された出力異常回路の回路図
【図４】図３中に示された出力異常回路における動作波形を示す図
【図５】本発明の実施の形態２における光線治療器の構成を示す図である。
【図６】従来からの安全装置付のレーザ治療器の構成を示す図
【符号の説明】
【０１０９】
１ 駆動回路
２ 電源回路
３ａ半導体レーザ（光源）
３ｂ レーザ光（光線）
４ トランジスタ
５、１９ シャント抵抗
６ 差動増幅器
７ コンピュータ制御装置
８ 差動増幅器
９ａ 信号線
９ｂ 電流指示信号
１０ａ 信号線
１０ｂ パルス信号
１１ スイッチング電源
１２ 交流電源
１３ リレー
１４ａ 電力信号線
１４ｂ 電力信号
１５ リレー
１６ａ 電力信号線
１６ｂ 電力信号
１７ａ 信号線
１７ｂ 制御信号
１９ シャント抵抗
２０ 切り替えスイッチ
２１ 出力異常検知回路
２２ コンパレータ
２３ａ、２３ｃ 信号線
２３ｂ パルス信号
２４ 出力異常検知領域
２５ コンパレータ
２６ 遅延回路ａ
２７ 遅延回路ｂ
２８、２９、３０ 論理回路
３１ ラッチ回路
３２ 差動増幅器
３３ａ 電力信号線
３３ｂ 電力信号
３４ リレー
３５ リレー
３６ リレー
３７ 正常波形
３８ 第１の異常波形
３９ 第２の異常波形
４０ 信号線
４１ 論理回路
４２ 信号線
４３ 論理回路
４４、４５、４７ 信号線
４６ コンパレータ
４８、４９ 信号線
５０、５１ 論理回路
５２、５３、５４ 信号線
Ａ〜Ｉ 信号線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源に駆動電流を供給する駆動回路と、前記光源の出力制御及び出力異常の検知を行うコンピュータ制御装置とを備え、前記コンピュータ制御装置は前記出力異常を検知したときに前記駆動電流の供給を制限する光線治療器であって、
前記コンピュータ制御装置から独立して、前記出力異常を検知し、且つ、前記駆動電流の供給を制限する出力異常検知回路を備えていることを特徴とする光線治療器。
【請求項２】
前記光源がレーザ発振器又はＬＥＤである請求項１記載の光線治療器。
【請求項３】
前記駆動回路から、前記駆動電流に対応したパルス信号が、前記コンピュータ制御装置と前記出力異常検知回路とに入力され、
前記コンピュータ制御装置と、前記出力異常検知回路とが、それぞれ別々に、前記パルス信号のレベル、パルス幅及びデューティー比のうちのいずれかが予め設定された値を超えているかどうかを判定して、前記出力異常の検知を行う請求項１または２に記載の光線治療器。
【請求項４】
前記光源の駆動が可能かどうかの判定を行う検知手段と、前記出力異常検知回路によって前記駆動電流の供給が制限された後に供給制限を解除するリセット手段とを更に備え、
前記リセット手段は、前記検知手段によって前記光源の駆動が不可能であると判定され、且つ、前記コンピュータ制御装置によって指示があった場合に、前記供給制限を解除する請求項３に記載の光線治療器。
【請求項５】
前記検知手段が、前記駆動回路への電力の供給が停止されている場合に、前記光源の駆動が不可能であると判定する請求項４に記載の光線治療器。
【請求項６】
前記駆動回路に電力を供給する電源回路を更に備え、
前記コンピュータ制御装置及び前記出力異常検知回路が、前記出力異常を検知したときに、前記駆動回路と前記電源回路とにおける２箇所以上を遮断して、前記駆動回路への電力供給を停止する請求項１から５のいずれかに記載の光線治療器。
【請求項７】
前記駆動電流の検知を行う電流検知回路を備え、
前記コンピュータ制御装置が、前記駆動回路によって、前記光源から出射される光の出力を人体に対して安全なレベル又はゼロとする電流を前記光源に供給し、その状態で、前記電流検知回路による前記駆動電流の検知が可能かどうかのテストを行う請求項１から６のいずれかに記載の光線治療器。
【請求項８】
前記コンピュータ制御装置が、前記駆動回路によって、前記光源から出射される光の出力を人体に対して安全なレベル又はゼロとする電流を前記光源に供給し、その状態で、自己による前記駆動電流の供給の制限が可能かどうかのテストを行う請求項１から７のいずれかに記載の光線治療器。
【請求項９】
前記コンピュータ制御装置が、前記出力異常検知回路が前記出力異常として認識するダミー信号を前記出力異常検知回路に供給し、前記出力異常検知回路による前記出力異常の検知及び前記駆動電流の供給の制限が可能かどうかのテストを行う請求項１から８のいずれかに記載の光線治療器。
【請求項１０】
前記光源がレーザ発振器であり、
前記コンピュータ制御装置が、前記駆動回路によって、前記光源の発光閾値電流よりも電流値が低い電流を前記光源に供給する請求項７または８に記載の光線治療器。
【請求項１】
光源と、前記光源に駆動電流を供給する駆動回路と、前記光源の出力制御及び出力異常の検知を行うコンピュータ制御装置とを備え、前記コンピュータ制御装置は前記出力異常を検知したときに前記駆動電流の供給を制限する光線治療器であって、
前記コンピュータ制御装置から独立して、前記出力異常を検知し、且つ、前記駆動電流の供給を制限する出力異常検知回路を備えていることを特徴とする光線治療器。
【請求項２】
前記光源がレーザ発振器又はＬＥＤである請求項１記載の光線治療器。
【請求項３】
前記駆動回路から、前記駆動電流に対応したパルス信号が、前記コンピュータ制御装置と前記出力異常検知回路とに入力され、
前記コンピュータ制御装置と、前記出力異常検知回路とが、それぞれ別々に、前記パルス信号のレベル、パルス幅及びデューティー比のうちのいずれかが予め設定された値を超えているかどうかを判定して、前記出力異常の検知を行う請求項１または２に記載の光線治療器。
【請求項４】
前記光源の駆動が可能かどうかの判定を行う検知手段と、前記出力異常検知回路によって前記駆動電流の供給が制限された後に供給制限を解除するリセット手段とを更に備え、
前記リセット手段は、前記検知手段によって前記光源の駆動が不可能であると判定され、且つ、前記コンピュータ制御装置によって指示があった場合に、前記供給制限を解除する請求項３に記載の光線治療器。
【請求項５】
前記検知手段が、前記駆動回路への電力の供給が停止されている場合に、前記光源の駆動が不可能であると判定する請求項４に記載の光線治療器。
【請求項６】
前記駆動回路に電力を供給する電源回路を更に備え、
前記コンピュータ制御装置及び前記出力異常検知回路が、前記出力異常を検知したときに、前記駆動回路と前記電源回路とにおける２箇所以上を遮断して、前記駆動回路への電力供給を停止する請求項１から５のいずれかに記載の光線治療器。
【請求項７】
前記駆動電流の検知を行う電流検知回路を備え、
前記コンピュータ制御装置が、前記駆動回路によって、前記光源から出射される光の出力を人体に対して安全なレベル又はゼロとする電流を前記光源に供給し、その状態で、前記電流検知回路による前記駆動電流の検知が可能かどうかのテストを行う請求項１から６のいずれかに記載の光線治療器。
【請求項８】
前記コンピュータ制御装置が、前記駆動回路によって、前記光源から出射される光の出力を人体に対して安全なレベル又はゼロとする電流を前記光源に供給し、その状態で、自己による前記駆動電流の供給の制限が可能かどうかのテストを行う請求項１から７のいずれかに記載の光線治療器。
【請求項９】
前記コンピュータ制御装置が、前記出力異常検知回路が前記出力異常として認識するダミー信号を前記出力異常検知回路に供給し、前記出力異常検知回路による前記出力異常の検知及び前記駆動電流の供給の制限が可能かどうかのテストを行う請求項１から８のいずれかに記載の光線治療器。
【請求項１０】
前記光源がレーザ発振器であり、
前記コンピュータ制御装置が、前記駆動回路によって、前記光源の発光閾値電流よりも電流値が低い電流を前記光源に供給する請求項７または８に記載の光線治療器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２１８２９０（Ｐ２００６−２１８２９０Ａ）
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６１（Ｐ２００６−２６１）
【出願日】平成１８年１月４日（２００６．１．４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月４日（２００６．１．４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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