JP7067742B2 - 光線過敏検査装置 - Google Patents
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Description
人間の皮膚の光線過敏性を検査する場合、検査装置の各出射口内における照射光の強度分布にむらが生じる可能性がある。照射光の強度分布のむらが大きいと、そのむらに応じて照射光による照射痕に濃い部分と淡い部分とのむらが生じやすい。照射痕に濃淡のむらがあると光線過敏性の判定が難しくなり、検査精度が低下する傾向にあることが判明した。このことから、本発明者は、光線過敏性を検査する検査装置には出射口内における照射光の強度分布のむらを減らす観点で改善する余地があることを認識した。
また、第1、第2などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。
以下、図面を参照して、本発明の第1実施形態に係る検査装置100の構成について説明する。図1は、第1実施形態に係る検査装置100の構成を模式的に示す図である。図1は、検査装置100の側面視の断面と、後述する操作ユニット60の図を示している。
検査装置100は、複数の出射口から互いに強度の異なる複数の照射光を照射して皮膚の光線過敏性を検査する検査装置である。まず、本実施形態の概略構成を説明する。図1に示すように、検査装置100は、第1~第6出射口10b、10c、10d、10e、10f、10gを有する。以下、これらの出射口を総称するときは出射口10という。第1~第6出射口10b、10c、10d、10e、10f、10gからは、第1~第6発光部22b、22c、22d、22e、22f、22gからの光に基づく照射光28b、28c、28d、28e、28f、28gが照射される。以下、これらの発光部を総称するときは発光部22という。各発光部22は、後述する第1LED群20pと第2LED群20sとを有する。
検査における判定を容易にする観点で、各出射口内の照射光の強度の分布むらは少ないことが望ましい。そこで、検査装置100は、光源18からの光を散乱させる光学素子24を備えている。光学素子24としては、光の強度むらを低減できるものであれば限定はなく、マイクロレンズアレイ、ガラス板表面にランダムに微少凹凸が設けられた部材(例えば、散乱板、拡散板)、ガラス板内部にランダムに屈折率の異なる箇所が存在する部材など公知の原理に基づく光学素子を採用できる。光学素子24は、光源18からの光を透過させるように光路の途中に設けられる。
光源18は、光線過敏検査に用いる波長の光を出力する。本実施形態の光源18は、基板18bと、基板18bに搭載された発光部と、を含む。発光部は、所望の波長特性を有するものであればよく、例えば蛍光ランプであってもよいし、LEDであってもよい。本実施形態の発光部は、紫外光を発光するLED(Light Emitting Diode)を含むLED群20である。このようなLEDとして、窒化アルミニウムガリウム(AlGaN)系のLEDが知られている。
第1LED群20pについて説明する。第1LED群20pは、UVB波用の蛍光ランプのスペクトルに合わせるように、互いにピーク波長が異なる複数のLEDを含んでいる。発明者の検討によると、このLED群は、互いにピーク波長が異なる3以上のLEDを含むことが好ましく、互いにピーク波長が異なる4以上のLEDを含むことがより好ましい。実用的には、第1LED群20pは、互いにピーク波長が異なる3または4つのLEDを含んで構成されてもよい。
第2LED群20sについて説明する。第2LED群20sは、UVA波用の蛍光ランプのスペクトルに合わせるように、互いにピーク波長が異なる複数のLEDを含んでいる。発明者の検討によると、このLED群は、互いにピーク波長が異なる3以上のLEDを含むことが好ましく、互いにピーク波長が異なる4以上のLEDを含むことがより好ましい。実用的には、第2LED群20sは、互いにピーク波長が異なる3または4つのLEDを含んで構成されてもよい。
以下の説明では、本実施形態が第2の例に係る第2LED群20sを有する例を示す。
次に、図1を参照して導光部を説明する。本実施形態は、各発光部22b~22gからの光をそれぞれ導く6つの導光部34b~34gを有する。以下、これらの導光部を総称するときは導光部34という。各導光部34はY軸方向に並んで配置される。導光部34は、それらの間で光が漏れないように構成されている。導光部34は、一端34h(図中の上端)から他端34j(図中の下端)に向けて延びる筒状の部分である。導光部34の一端34hには発光部22が設けられ、他端34jに設けられた出射口10に向けて光を放出する。導光部34の一端34hには基板18bが設けられており、発光部22は基板18bの一方の面に搭載される。
次に、図1、図5を参照して操作ユニット60を説明する。操作ユニット60は、制御部50と、電源部52と、操作部54と、表示部56と、を主に備える。制御部50は、操作部54からの入力に基づいて光源18の発光を制御する。制御部50は、光源18の発光強度や点灯時間といった照射条件を設定するための情報を表示部56に表示させる。制御部50は、操作部54からの入力を通じてこれら条件の設定を受け付ける。制御部50は、例えば、複数の検査モードと各検査モードに対応する照射条件を保持してもよい。制御部50は、複数の検査モードのリストを表示部56に表示させ、操作部54からの入力により検査モードの指定を受け付けることで、指定された検査モードに対応する照射条件の照射光が出力されるように光源18を制御してもよい。制御部50は、公知のCPU(Central Processing Unit)などを用いて実現することができる。電源部52は、蓄電池46と駆動回路36とを有する。駆動回路36は、制御部50の制御に応じて光源18の発光部22の48個のLED20uを駆動する。
電源部52を説明する前に、光線過敏検査について説明する。光線過敏検査は、装置本体30を被験者にセットするセットステップと、セットされた装置本体30から被験者に所定の時間(例えば、1~2時間)紫外線を照射する照射ステップと、被験者から装置本体30を外し、被照射皮膚の診断をする診断ステップと、に分けることができる。ここで、検査装置が大きく据え置き型の場合、照射ステップの間、被験者は身動きできず、医師と共に照射時間の経過を待つことになる。
電源部52の駆動回路36を説明する前に、LEDの出力比の設定方法を説明する。上述したように、検査結果の相互比較を容易にするために、複数の検査装置相互の波長特性差は小さいことが望ましい。また、個々のLEDの電流対光出力の特性に差があり、検査装置毎に特性差に応じた調整することが望ましい。このような調整として、LEDの電流を可変抵抗器によって調整することも考えられる。しかし、個々のLEDの最大電流(例えば、350mA)と最小電流(例えば、5mA)とで大きな電流差がある。この電流差を可変抵抗器によって設定すると、最大電流および最小電流に設定するものがそれぞれ可変範囲の上限や下限の近傍で調整される。可変範囲の上限や下限の近傍での調整は困難であり、経時変化や温度変化などの影響を受けやすく、電流が不安定になる可能性がある。
図5を参照して、駆動回路36を説明する。図5は、駆動回路36の一例を示す回路図である。駆動回路36は48個のLED20uそれぞれを独立して駆動する。48個のLED20uを駆動するそれぞれの回路を1ch~48chと表記する。駆動回路36は、DC-DCコンバータ38と、制御回路40と、LEDドライバ42と、抵抗44と、を含み、蓄電池46からの電力に基づいてLED20uを駆動する。蓄電池46は、直列接続された4つのセルを有するニッケル水素電池であり、4.8Vの電圧を出力する。DC-DCコンバータ38は、蓄電池46の電圧を昇圧して12Vの電源電圧を出力する。この電源電圧は、後述する送風ファン84と、制御回路40と、LEDドライバ42を介してLED20uと、に供給される。
また、そのデューティ比をフラッシュRAM40mに記憶させておくことができる。制御回路40は、出力端子O1~O48にフラッシュRAM40mに記憶されたデューティ比のPWM信号を出力する。この結果、各LED20uは所望の出力比による強度の光を出力する。このような回路構成とすることにより、使用する部品点数も削減でき、小型で且つ消費電力も少なくできるので蓄電池駆動でも十分使用することができる。
次に、図6、図7を参照して検査装置100の冷却部80の一例を説明する。図6は、検査装置100の冷却部80の一例を概略的に示す斜視図である。図7は、冷却部80の空気の流れを説明する図である。これらの図では操作ユニットの記載を省略している。光源18の出力が低く温度上昇が小さい場合には冷却部を設けなくともよい。本実施形態は、光源18の周辺を冷却する冷却部80を備えている。この場合、光源18の劣化を抑制することができる。
以下、図11を参照して、本発明の第2実施形態に係る検査装置300の構成について説明する。図11は、検査装置300の構成を模式的に示す図である。この図では操作ユニットの記載を省略している。検査装置300は、検査装置100と同様に使用可能な光線過敏性検査装置である。検査装置300は、第1実施形態に係る検査装置100に対して、光源18、導光部34および光学素子24の構成が異なり、その他の構成は同様である。したがって、重複する説明を省き、第1実施形態と相違する構成を中心に説明する。
以下、図12を参照して、本発明の第3実施形態に係る検査装置400の構成について説明する。図12は、第3実施形態に係る検査装置400の構成を模式的に示す図である。図12は、検査装置400の側面視の断面と、操作ユニット60の図を示している。検査装置400は、複数の出射口から互いに強度の異なる複数の照射光を照射して皮膚の光線過敏性を検査する検査装置である。検査装置400は、装置本体30と、操作ユニット60と、を主に備える。
以下、図13を参照して、本発明の第4実施形態に係る検査装置500の構成について説明する。図13は、第4実施形態に係る検査装置500の構成を模式的に示す図である。この図では操作ユニットの記載を省略している。検査装置500は、検査装置400と同様に使用可能な光線過敏性検査装置である。検査装置500は、第3実施形態に係る検査装置400に対して、導光部の構成が異なる点で相違し、その他の構成は同様である。したがって、重複する説明を省き、第3実施形態と相違する構成について重点的に説明する。
Claims (14)
- 互いに強度の異なる複数の照射光を照射して皮膚の光線過敏性を検査する検査装置であって、
光源からの光を散乱させる光学素子と、
前記光学素子で散乱させた光を前記照射光として出射する出射口と、
を備え、
一端から他端に向けて延びる筒状の導光部を有し、
前記光源は、前記導光部の前記一端に設けられ、前記他端に向けて光を放出し、
前記光学素子は、前記導光部の前記一端と前記他端との間に設けられた配置部に配置され、
前記導光部の内壁のうち、前記一端から前記配置部までの第1領域は、紫外線の高反射材料で構成されていることを特徴とする検査装置。 - 前記光源は、第1および第2LED群の一方または双方を含み、
前記第1LED群は、波長が280nm~350nmの範囲の連続スペクトル光を出力し、
前記第2LED群は、波長が320nm~400nmの範囲の連続スペクトル光を出力することを特徴とする請求項1に記載の検査装置。 - 前記第1LED群は、互いにピーク波長が異なる複数のLEDを含んでいることを特徴とする請求項2に記載の検査装置。
- 前記第1LED群は、
ピーク波長が略290nmである第1LEDと、
ピーク波長が略303nmである第2LEDと、
ピーク波長が略315nmである第3LEDと、
ピーク波長が略340nmである第4LEDと、
を有することを特徴とする請求項2または3に記載の検査装置。 - 前記第1~第4LEDの出力比は、2:3:4:1に設定されていることを特徴とする請求項4に記載の検査装置。
- 前記第2LED群は、互いにピーク波長が異なる複数のLEDを含んでいることを特徴とする請求項2に記載の検査装置。
- 前記第2LED群は、
ピーク波長が略340nmである第5LEDと、
ピーク波長が略350nmである第6LEDと、
ピーク波長が略365nmである第7LEDと、
を有することを特徴とする請求項6に記載の検査装置。 - 前記第5~第7LEDの出力比は、1:8:1に設定されていることを特徴とする請求項7に記載の検査装置。
- 前記第2LED群は、
ピーク波長が略340nmである第5LEDと、
ピーク波長が略350nmである第6LEDと、
ピーク波長が略365nmである第7LEDと、
ピーク波長が略375nmである第8LEDと、
を有することを特徴とする請求項6に記載の検査装置。 - 前記第5~第8LEDの出力比は、1:7:1:1に設定されていることを特徴とする請求項9に記載の検査装置。
- 前記各LEDの出力比は、パルス幅変調のデューティ比によって設定されていることを特徴とする請求項3から10のいずれかに記載の検査装置。
- 前記導光部の内壁のうち、前記配置部から前記他端までの第2領域は、前記第1領域より紫外線の反射率の低い材料または紫外線を反射しない材料で構成されていることを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載の検査装置。
- 前記光源を駆動する電池と、前記電池の電圧を昇圧するDC-DCコンバータと、を備え、
前記電池は充電可能なリチウムイオン電池またはニッケル水素電池であることを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の検査装置。 - 前記光源は、基板と、当該基板の一方の面に搭載されたヒートシンクと、を有し、
前記ヒートシンクに空気流を供給する送風ファンを備え、
前記送風ファンは、前記基板の最高温度部が最低温度部よりも優先して冷却されるように配置されることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の検査装置。
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