KR101894866B1 - 의료용 광원모듈 및 그를 가지는 의료용 광원장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 의료용 광원에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내시경의 광섬유로 광을 전달하는 의료용 광원모듈 및 그를 가지는 의료용 광원장치에 관한 것이다. 본 발명은, 광축(L)을 기준으로 일측에 광섬유가 결합되며 타측에 상기 광축(L)과 수직을 이루는 제1결합면(101)이 형성되며, 하나 이상의 렌즈가 장착되어 광학계를 형성하는 광학계부와; 상기 제1결합면(101)에 면접촉되는 제2결합면(102)을 가지며 광원소스가 그 광축이 상기 제2결합면(102)과 수직을 이루도록 설치되는 광원부(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 광원모듈을 개시한다.

Description

의료용 광원모듈 및 그를 가지는 의료용 광원장치 {Medical light source module, and medical light device having the same}
본 발명은 의료용 광원에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내시경, 복강경 등의 의료기기의 광섬유로 광을 전달하는 의료용 광원모듈 및 그를 가지는 의료용 광원장치에 관한 것이다.
일반적으로 병원에서는 환자의 건강 검진 또는 수술 등을 위해 내시경(Endoscope)을 많이 사용하고 있고, 이러한 내시경에는 물체의 관찰 및 촬영을 위한 조명으로써 광원모듈이 반드시 적용되고 있다.
내시경은 인체 내부나, 기계 내부 등의 좁은 공간을 영상으로 촬영하여 관찰할 수 있도록 하는 것으로서, 특히 의료분야에 있어서의 내시경은 수술이나 부검과 같은 신체의 개복이나 절개 없이 소형 카메라를 이용하여 인체 내부(위, 기관지, 식도, 대내장, 소내장 등)를 관찰하여 그 이상 여부를 확인할 수 있게 한다.
현재의 내시경은 이러한 의료분야뿐 아니라 정밀한 기계의 해체 없이 내부를 관찰할 수 있게 하거나 또는 파이프 내부의 이상 여부 등을 관찰할 수 있게 하는 등 다양한 산업분야에까지 확대 실시되고 있다.
일반적으로 잘 알려진 기존의 내시경 시스템은, 신체 내부 기관이나 기계 내부 표면을 보기 위해 빛을 조사하는 조명 수단과, 이 조명 수단에서 조사된 빛이 인체 내부 기관의 표면으로 입사되어 반사되는 광신호를 받아 전기적 신호(영상 신호)로 변환하는 촬상소자와, 이 영상 신호를 모니터를 통해 관찰할 수 있도록 전자 신호로 변환하는 엔코더를 포함한 카메라 칩 등으로 이루어진 카메라가 내시경의 선단부에 구성된다.
한편, 조명 수단은 전기적 발광 수단으로서 램프 또는 LED를 광원으로 사용하고, 상기 광원은 내시경의 선단에 직접 설치되거나 또는 광섬유를 통해 전달된 빛이 조명되도록 한다.
이러한 내시경 등의 의료장비에 사용되는 광원장치는, 한국 등록특허 제10-1657887호 등이 있으며, 내시경 등 의료장비에 사용되는 광원장치는, 카메라와 같은 관찰부의 시야확보를 위하여 고출력 광원 소스로서, 고출력 LED의 광을 집속하여 관찰부까지 광이 효율적으로 잘 전달될 수 있도록 하는 광학계를 포함하고 있다.
그런데 LED의 성능저하 등으로 교체를 필요한 경우가 발생되며, 특히 신속한 대처를 요하는 응급실이나 진료실의 경우 LED를 포함한 부품의 교체가 쉽고 빠르게 이루어질 필요가 있다.
그러나 관찰부까지 광이 효율적으로 전달되기 위해서는 LED의 교체시 이에 대응되는 광학계와의 광축 정렬 등 정밀한 결합이 이루어질 필요가 있는바 LED의 교체가 어렵고 번거로운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 광원부 및 광학계의 조립이 용이하며, 간단한 조립에 의하여 광원 및 광학계의 광축정렬이 용이하여 유지보수가 용이한 의료용 광원모듈 및 그를 가지는 의료용 광원장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 광축(L)을 기준으로 일측에 광섬유가 결합되며 타측에 상기 광축(L)과 수직을 이루는 제1결합면(101)이 형성되며, 하나 이상의 렌즈가 장착되어 광학계를 형성하는 광학계부와; 상기 제1결합면(101)에 면접촉되는 제2결합면(102)을 가지며 광원소스가 그 광축이 상기 제2결합면(102)과 수직을 이루도록 설치되는 광원부(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 광원모듈을 개시한다.
상기 광원부(500)는, 상기 제2결합면을 가지는 금속플레이트(510)와, 상기 광축이 상기 제2결합면(102)과 수직을 이루도록 상기 금속플레이트(510)와 결합되는 상기 광원소스와, 상기 금속플레이트(510) 및 상기 광원소스 중 적어도 하나에 결합되어 상기 광원소스에서 발생된 열을 방열하는 방열블록(520)를 포함할 수 있다.
상기 광원소스는, 엘이디소자(281)와, 상기 엘이디소자(281)가 설치되며 상기 제2결합면(102)에 설치되는 엘이디기판(282)을 포함할 수 있다.
상기 광학계부는, 상기 광축(L)을 따라 광을 가이드하는 하나 이상의 렌즈(271, 272)와; 상기 렌즈(271, 272)를 중심으로 상기 광원소스에 대향되어 설치되며 광섬유와 결합되는 광섬유결합부(290)와; 상기 광원소스, 상기 렌즈(271, 272), 및 상기 광섬유결합부(290)가 광축(L)을 이루어 순차적으로 배치되도록 상기 렌즈(271, 272) 및 상기 광섬유결합부(290)가 안착되는 하부광학계홀더(300)와; 상기 렌즈(271, 272) 및 상기 광섬유결합부(290)를 광축(L)을 따라서 고정배치되도록 상기 하부광학계홀더(300)의 상측에서 상기 하부광학계홀더(300)와 결합되는 상부광학계홀더(400)를 포함하며, 상기 제1결합면(101)은, 상기 하부광학계홀더(300) 및 상기 상부광학계홀더(400) 중 적어도 하나에 형성되며, 상기 광원부(500)는, 상기 제2결합면(102)이 상기 제1결합면(101)에 밀착된 상태에서 상기 광축(L)과 수직인 방향으로 슬라이드 가능하게 상기 하부광학계홀더(300) 및 상기 상부광학계홀더(400) 중 적어도 어느 하나와 결합될 수 있다.
상기 광학계부는, 상기 렌즈(271, 272)를 중심으로 상기 광섬유결합부(290)에 대향되어 상기 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400)에 대하여 상기 렌즈(272)를 고정시킴과 아울러 상기 광학소스에서 발생된 광이 투과될 수 있도록 관통공(361)이 형성된 고정블록(360)을 포함할 수 있다.
상기 고정블록(360)은, 상기 광원소스에서 전달된 열을 방출할 수 있도록 금속재질이 이루어지며, 방열효과의 극대화를 위하여 외주면에 다수의 돌기부 및 리브 중 적어도 하나가 형성될 수 있다.
상기 제2결합면(102)이 상기 제1결합면(101)에 밀착된 상태에서 상기 광축(L)과 수직인 방향으로의 상기 광학계부(30)에 대한 상기 광원부(500)의 슬라이드 이동을 가이드하는 선형가이드부를 포함할 수 있다.
상기 선형가이드부는, 상기 하부광학계홀더(300) 및 상기 상부광학계홀더(400) 중 적어도 어느 하나에 결합되고, 상기 금속플레이트(510)의 제2결합면(102)이 상기 제1결합면(101)과 밀착시킴과 아울러 상기 광축(L)에 대하여 수직인 방향으로의 금속플레이트(510)의 선형 슬라이드 이동을 가이드하는 한 쌍의 슬라이드부재(541)를 포함할 수 있다.
상기 금속플레이트(510)가 양측에서 상기 방열블록(520)과 간격을 가지도록 상기 방열블록(520)과 결합되기 위하여, 상기 방열블록(520)은, 상기 광축(L)과 수직을 이루는 상기 방열블록(520)의 블록결합면(525)이 나머지 부분(524)보다 전방으로 더 돌출될 수 있다.
상기 한 쌍의 슬라이드부재(541)는, 슬라이드 이동방향을 따라서 길게 형성된 플레이트부재로 형성되며, 상기 한 쌍의 슬라이드부재(541)가 결합되는 상기 하부광학계홀더(300) 및 상기 상부광학계홀더(400)는, 슬라이드 이동시 상기 금속플레이트(510)에 간섭되는 것을 방지하기 위하여, 상기 슬라이드부재(541)가 결합되는 부분(341, 441)이 상기 방열블록(520)을 향하여 더 돌출될 수 있다.
상기 금속플레이트(510) 및 상기 방열블록(520) 중 적어도 하나는, 상기 금속플레이트(510)에 결합된 상기 엘이디소자(281)가 상기 광축(L)에 정확하게 위치될 수 있도록 상기 하부광학계홀더(300) 및 상기 상부광학계홀더(400)에 대한 상기 광원부(500)의 이동을 제한하는 하나 이상의 스토퍼(531)가 추가로 결합될 수 있다.
본 발명은 또한, 사용자가 조작할 수 있는 조작패널(11)이 외부에 노출되도록 설치된 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 일측에 광섬유가 결합되는 광섬유결합부(290)가 상기 하우징(10)의 외측으로 노출되도록 설치되는 광원모듈(20)을 포함하며, 상기 광원모듈(20)은, 상기 광축(L)과 수직인 방향으로 상기 하우징(10)에 슬라이드되어 탈착가능하게 결합되는 광원모듈(20)로서, 상기와 같은 구성을 가지는 광원모듈(20)인 것을 특징으로 하는 의료용 광원장치를 개시한다.
상기 광축(L)에 대하여 수직인 방향으로 결합되어 상기 엘이디소자(281)에 의하여 발생된 광과의 조합 또는 독립적으로 보조광을 상기 광섬유결합부(290)에 결합된 광섬유에 전달하는 하나 이상의 보조광원모듈(30)이 추가로 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 의료용 광원모듈 및 그를 가지는 의료용 광원장치는, 하나 이상의 렌즈가 장착되어 광학계를 형성하는 광학계부와, 광축에 수직을 이루는 제1결합면에 면접촉되는 제2결합면을 가지며 광원소스가 그 광축이 상기 제2결합면과 수직을 이루도록 설치되는 광원부를 포함함으로써, 광학계의 조립 및 광축정렬이 용이하여, 구조가 간단하여 조립성 및 생산성을 현저히 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
특히 광원소스의 교체가 응급실 등 긴급하게 이루어질 필요가 있는데, 간호사 등 비숙련자에 의하여서 어려움없이 광원소스를 교체할 수 있어 사용이 편리한 이점이 있다.
보다 구체적인 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 의료용 광원모듈 및 그를 가지는 의료용 광원장치는, 광학계를 구성하는 하나 이상의 렌즈를 상하로 분리된 상부광학계홀더 및 하부광학계홀더로 고정하고, 엘이디소자와 같은 광원소스를 렌즈 및 엘이디소자로 이루어진 광축에 대하여 수직인 방향으로 슬라이딩 결합되도록 구성함으로써, 광축의 흐트러짐 없이 렌즈 및 광원소스를 정밀하고 안정적으로 설치할 수 있는 이점이 있다.
더 나아가, 본 발명에 따른 의료용 광원모듈 및 그를 가지는 의료용 광원장치는, 엘이디소자 등의 광원소스의 교체 등 유지보수를 요하는 경우, 광원부를 슬라이딩시켜 외부로 노출시킨 상태에서 엘이디소자와 같은 광원소스의 교체가 가능하여, 광학계 및 광원소스가 이루는 광축에 대한 정렬의 어려움 없이 광원소스를 교체하는 작업이 용이한 이점이 있다.
특히 상부광학계홀더 및 하부광학계홀더에 대하여 광원부를 슬라이딩시키기 위하여, 광원소스가 결합된 금속플레이트 및 방열블록으로 구성하고, 금속플레이트의 제2결합면 및 광학계의 하부광학계홀더 및 상부광학계홀더 중 적어도 하나에 형성된 제1결합면과의 면접촉 상태에서 상부광학계홀더 및 하부광학계홀더에 결합된 슬라이드부재의 선형이동의 가이드를 하도록 함으로써, 광원모듈의 구조를 간단화하면서 상부광학계홀더 및 하부광학계홀더에 대하여 광원부를 슬라이딩가능하게 결합시킬 수 있는 이점이 있다.
한편 상부광학계홀더 및 하부광학계홀더에 하나 이상의 렌즈를 안착시키고, 상부광학계홀더 및 하부광학계홀더의 결합에 위하여 렌즈를 견고하게 고정함으로써 비숙련자의 작업에 의하여 조립되더라도 광학계의 트러짐 없이 조립 후 광축이 정렬되는 이점이 있다.
또한 의료용 광원모듈은, 광원소스에서 많은 열이 발생되어 방열을 위한 방열블록을 포함함이 필수적인데, 광원소스가 결합된 금속플레이트에 방열블록을 탈착가능하게 결합시킴으로써 다양한 방열블록의 사용이 가능하며, 방열블록의 결합조건, 설치조건에 구애받지 않는 이점이 있다.
특히 방열블록은, 형태적 다양성 및 날개(Fin) 구조 때문에 지그를 물리는 압력에 제약이 따르므로 타공이 까다로운 문제점이 있다.
이에 반하여 본 발명은 금속플레이트를 통해 광원소스의 위치를 정확하게 고정하고, 광원소스로부터 발생되는 열은 금속플레이트를 통해 방열판으로 전달되도록 할 수 있다.
또한 본 발명은, 방열블록 및 금속플레이트가 정확한 위치의 체결이 필요없어 방열블록의 타공 가공의 정밀도를 요하지 않으므로 제조의 편리성 향상될 수 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 의료용 광원모듈을 가지는 의료용 광원장치의 일 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 의료용 광원장치의 평면도이다.
도 3은, 도 1의 의료용 광원장치에 설치된 의료용 광원모듈의 사시도이다.
도 4는, 도 3의 의료용 광원모듈의 분해 사시도이다.
도 5는, 도 3에서 Ⅳ-Ⅳ 방향의 단면도이다.
도 6은, 도 3에서 Ⅵ-Ⅵ 방향의 평면도로서, 상부광학계홀더가 제거된 상태의 평면도이다.
도 7은, 도 3의 의료용 광원모듈에 보조광원모듈이 결합된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 8 및 도 9는, 각각 도 7의 변형례들로서, 복수의 보조광원모듈이 결합된 상태를 보여주는 평면도들이다.
이하, 본 발명에 따른 의료용 광원모듈 및 그를 가지는 의료용 광원장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 의료용 광원장치(10)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자가 조작할 수 있는 조작패널(11)이 외부에 노출되도록 설치된 하우징(10)과, 하우징(10)에 탈착가능하게 결합되며 광섬유(미도시)가 결합되는 광원모듈(20)을 포함한다.
상기 하우징(10)은, 광원모듈(20)이 탈착가능하게 결합되는 구성으로서, 광원모듈(20)과의 결합구조 및 전원공급구조 등에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 하우징(10)은, 내부에 광원모듈(20) 등에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(미도시)와, 조작패널(11), 광원모듈(20) 등의 제어를 위한 제어부(미도시)가 내부에 설치될 수 있다.
상기 조작패널(11)은, 사용자의 조작을 위하여 하우징(10)의 외부에 노출되도록 설치되는 조작패널로서 조작방식 등에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
상기 광원모듈(20)은, 하우징(10)의 일측에 광섬유가 결합되는 광섬유결합어댑터(미도시)가 결합되도록 일부가 외측으로 노출되도록 하우징(10)에 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
이? 상기 광원모듈(20) 중 적어도 일부의 구성, 예를 들면 후술하는 광원부가 나머지 구성인 광학계부로부터 분리될 수 있도록 구성될 수 있는데, 광원모듈(20) 중 적어도 일부의 구성, 예를 들면 후술하는 광원부를 외부로 꺼낼 수 있도록 하우징(10)은, 도어(미도시) 등에 의하여 개폐될 수 있는 개구(12)가 형성될 수 있다.
한편 상기 광원모듈(20)은, 구체적인 실시예로서, 광축(L)을 기준으로 일측에 광섬유가 결합되며 타측에 광축(L)과 수직을 이루는 제1결합면(101)이 형성되며, 하나 이상의 렌즈가 장착되어 광학계를 형성하는 광학계부와; 제1결합면(101)에 면접촉되는 제2결합면(102)을 가지며 광원소스가 그 광축이 제2결합면(102)과 수직을 이루도록 설치되는 광원부(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 광원부(500)는, 제1결합면(101)에 면접촉되는 제2결합면(102)을 가지며 광원소스가 그 광축이 제2결합면(102)과 수직을 이루도록 설치되는 구성으로서, 광원소스 및 제2결합면(102)를 가지는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
여기서 상기 제1결합면(101) 및 제2결합면(102)는, 서로 밀착된 상태로 광축(L)과 수직을 이루도록 함으로써 별도의 지그 등의 도움이나 부재의 필요 없이 제2결합면(102)에 정렬된 상태로 결합된 광원소스의 광축이 광학계부의 광축(L)과 정렬이 가능하도록 함에 특징이 있다.
이를 위하여 상기 제1결합면(101) 및 제2결합면(102)는, 서로 밀착된 상태로 광축(L)과 수직을 이루는 정도의 정밀도의 평탄도를 가지도록 가공 내지 성형될 수 있다.
한편, 상기 광원부(500)는, 예로서, 제2결합면(102)을 가지는 금속플레이트(510)와, 광축이 제2결합면(102)과 수직을 이루도록 금속플레이트(510)와 결합되는 광원소스와, 금속플레이트(510) 및 광원소스 중 적어도 하나에 결합되어 광원소스에서 발생된 열을 방열하는 방열블록(520)를 포함할 수 있다.
상기 금속플레이트(510)는, 후술하는 광학계부에 형성된 제1결합면(101)과 밀착될 수 있는 제2결합면(102)이 형성되는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
상기 금속플레이트(510)는, 구리 등 금속재질의 사용이 바람직하며, 제2결합면(102)은, 제1결합면(101)에 대하여 밀착된 상태로 광축(L)과 수직을 이루는 정도의 정밀도의 평탄도를 가지도록 가공 내지 성형될 수 있다.
한편 상기 금속플레이트(510)는, 광원소스에서 발생된 열을 외부로 방출할 수 있도록 방열블록(520)이 결합된다.
상기 방열블록(520)은, 방열특성, 설계 등에 따라서 다양한 구성 및 선택이 가능하다.
한편 상기 방열블록(520) 및 금속플레이트(510)는, 볼트 등에 의하여 결합되며, 써멀 그리스(Thermal grease)가 그 사이에 도포될 수 있다.
특히 상기 광원부(500)의 구성에 있어서, 금속플레이트(510) 및 이와 분리도니 상태의 방열블록(520)으로 구성됨으로써, 방열블록(520)의 변경, 교체 등에 자유로운 이점이 있다.
여기서 상기 금속플레이트(510) 및 방열블록(520)이 일체로 형성될 수도 있음은 물론이다.
상기 방열블록(520)는, 엘이디소자(281)와 같은 광원소스에서 발생된 열을 방열하는 구성으로서, 방열특성이 좋은 금속재질의 사용이 바람직하다.
한편 상기 방열블록(520)는, 방열특성을 높이기 위하여 복수의 핀(Fin)이 형성되고, 방열블록(520) 주변에 공기유동을 형성하기 위한 팬(590)이 결합될 수 있다.
또한 상기 금속플레이트(510)가 양측에서 방열블록(520)과 간격을 가지도록 방열블록(520)과 결합되기 위하여, 광축(L)과 수직을 이루는 방열블록(520)의 블록결합면(525)이 나머지 부분(524)보다 전방으로 더 돌출되도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 금속플레이트(510)가 양측에서 방열블록(520)과 간격을 가지도록 방열블록(520)과 결합되기 위하여, 방열블록(520)은, 광축(L)과 수직을 이루는 방열블록(520)의 블록결합면(525)이 나머지 부분(524)보다 전방으로 더 돌출될 수 있다.
상기 광원소스는, 광축이 제2결합면(102)과 수직을 이루도록 금속플레이트(510)와 결합되어 발광하는 구성으로서, 엘이디소자, 제논램프, 레이저다이오드 등 다양한 조명기기가 사용될 수 있다.
일예로서, 상기 광원소스는, 엘이디소자(281)와, 상기 엘이디소자(281)가 설치되며 상기 제2결합면(102)에 설치되는 엘이디기판(282)을 포함할 수 있다.
그리고 상기 광원소스는, 금속플레이트(510) 상에서 결합될 때 광축(L)의 정렬이 가능하도록 설치될 수 있다.
예로서, 상기 광원소스는, 금속플레이트(510)와 결합될 때 하나 이상의 볼트를 이용하여 결합각도의 미세한 조정이 가능하도록 금속플레이트(510) 상에서 결합될 때 광축(L)의 정렬이 가능하도록 설치될 수 있다
상기 엘이디기판(282)은, 엘이디소자(281)가 설치되는 기판으로서, PCB 등 엘이디소자(281)의 종류, 설치구조에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
상기 엘이디소자(281)는, 조명목적, 조명의 종류에 따라서, 광섬유를 통하여 인체 내부까지 광의 전달을 요하는바, 고출력 엘이디소자의 사용이 바람직하다.
상기 광학계부는, 광축(L)을 기준으로 일측에 광섬유가 결합되며 타측에 광축(L)과 수직을 이루는 제1결합면(101)이 형성되며, 하나 이상의 렌즈가 장착되어 광학계를 형성하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 광학계부는, 광축(L)을 따라 광을 가이드하는 하나 이상의 렌즈(271, 272)와; 렌즈(271, 272)를 중심으로 광원소스에 대향되어 설치되며 광섬유와 결합되는 광섬유결합부(290)와; 광원소스, 렌즈(271, 272), 및 광섬유결합부(290)가 광축(L)을 이루어 순차적으로 배치되도록 렌즈(271, 272) 및 광섬유결합부(290)가 안착되는 하부광학계홀더(300)와; 렌즈(271, 272) 및 광섬유결합부(290)를 광축(L)을 따라서 고정배치되도록 하부광학계홀더(300)의 상측에서 하부광학계홀더(300)와 결합되는 상부광학계홀더(400)를 포함한다.
이때, 상기 제1결합면(101)은, 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400) 중 적어도 하나에 형성되며, 광원부(500)는, 제2결합면(102)이 제1결합면(101)에 밀착된 상태에서 광축(L)과 수직인 방향으로 슬라이드 가능하게 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400) 중 적어도 어느 하나와 결합된 것을 특징으로 한다.
특히 상기 제2결합면(102)은, 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400) 에 의한 안정적 지지를 위하여, 제1결합면(101)이 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400) 모두에 형성되고, 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400)에 형성된 제1결합면(101) 모두에 의하여 지지됨이 바람직하다.
상기 하나 이상의 렌즈(271, 272)는, 광축(L)을 따라 광을 가이드하는 구성으로서 설계된 광학계에 따라서 하나 이상으로 설치될 수 있다.
예를 들면, 상기 하나 이상의 렌즈(271, 272)는, 후술하는 상부광학계홀더(400) 및 하부광학계홀더(300)에 형성된 광축(L)을 기준으로 서로 대향되어 한 쌍으로 설치될 수 있다.
상기 한 쌍의 렌즈(271, 272)들은, 서로 이격되어 하나의 광축(L)을 이루도록 설치되어 엘이디소자(281)와 같은 광원소스에서 발생된 광을 광섬유결합부(290)에 결합된 광섬유에 전달하는 광섬유로 광을 광축(L)방향으로 집속시키기 위한 광학계를 구성하는 렌즈들로서, 광학계의 구성에 따라서 복수의 렌즈들로 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.
상기 광섬유결합부(290)는, 렌즈(271, 272)들을 중심으로 엘이디기판(282)와 같은 광원소스에 대향되어 설치되며 광섬유와 결합되는 구성으로서, 광섬유의 결합구조에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
일예로서, 상기 광섬유결합부(290)는, 광섬유의 끝단부분이 결합된 어댑터(미도시)가 결합되어 광이 통과할 수있도록 관통공(291)이 형성되는 블록으로서, 렌즈(271)를 후술하는 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400)에 고정하도록 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400)에 볼트 등에 의하여 결합될 수 있다.
여기서 상기 광섬유결합부(290)는, 직접 결합되거나 별도이 어댑터에 의하여 결합되는 등 다양한 결합구조가 가능하다.
또한 상기 광섬유결합부(290)는, 광섬유결합부(290)로서 기능을 수행하는 대신 렌즈(271)를 후술하는 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400)에 고정하도록 하는 부재로서만 사용될 수도 있음은 물론이다.
한편 상기 엘이디기판(282)과 같은 광원스소, 렌즈(271, 272)들, 및 광섬유결합부(290)가 광축(L)을 이루어 순차적으로 배치되어야 광원소스에서 발생된 광이 렌즈(271, 272)들의 가이드에 의하여 광섬유결합부(290)에 결합된 광섬유에 집속될 수 있다.
이에 본 발명에 따른 광원모듈(20)은, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와, 광원소스, 렌즈(271, 272)들, 및 광섬유결합부(290)가 광축(L)을 이루어 순차적으로 배치되도록 렌즈(271, 272)들, 및 광섬유결합부(290)가 안착되는 하부광학계홀더(300)와; 렌즈(271, 272)들, 및 광섬유결합부(290)를 광축(L)을 따라서 고정배치되도록 하부광학계홀더(300)의 상측에서 하부광학계홀더(300)와 결합되는 상부광학계홀더(400)를 포함한다.
상기 하부광학계홀더(300)는, 광원소스, 렌즈(271, 272)들, 및 광섬유결합부(290)가 광축(L)을 이루어 순차적으로 배치되도록 렌즈(271, 272)들, 및 광섬유결합부(290)가 안착되는 구성으로서, 합성수지 재질, 금속재질 등 다양한 재질을 가질 수 있다.
특히 상기 하부광학계홀더(300)는, 상부광학계홀더(400)와 결합된 상태에서 원기둥, 직육면체 등 입체구조를 이루며 광축(L)을 따라서 지나도록 상하로 구획되어 원기둥, 직육면체 등 입체구조가 상하로 나뉜 상태에서 하측에 위치된 지그로서 구성될 수 있다.
또한 상기 하부광학계홀더(300)는, 상부광학계홀더(400)와 결합된 상태에서 광축(L)을 따라서 형성된 관통공(251)을 형성한다.
그리고 상기 하부광학계홀더(300)는, 광원소스, 렌즈(271, 272)들, 및 광섬유결합부(290)가 광축(L)을 이루어 순차적으로 배치될 수 있도록, 관통공(251)의 전방부분에 광섬유결합부(290)가 삽입되는 삽입요홈(399)가 형성된다.
또한 상기 하부광학계홀더(300)는, 렌즈(271, 272)들의 안착을 위한 렌즈안착부(371, 372)가 형성된다.
또한 상기 하부광학계홀더(300)는, 광섬유결합부(290)에 대향되는 후방부분, 즉 광원소스가 위치된 부분에서 렌즈(272)의 고정을 위한 고정블록(360)의 설치를 위한 블록안착홈(361)이 형성된다.
한편 상기 하부광학계홀더(300)는, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 후술하는 보조광원모듈(30)이 광축(L)에 대하여 수직인 방향으로 결합될 때 보조광원모듈(30)에서 발생된 광의 방향을 광축(L) 방향을 반사시키기 위하여 하나 이상의 광경로전환부재(253)의 설치를 위한 부재삽입홈(353)이 형성될 수 있다.
이때 상기 하부광학계홀더(300)는, 후술하는 보조광원모듈(30)이 광축(L)에 대하여 수직인 방향으로 결합될 수 있도록 광축(L) 방향과 수직인 방향으로 보조관통공(252)의 일부(352)가 형성된다.
그리고 상기 하부광학계홀더(300)는, 후술하는 상부광학계홀더(400)와의 정밀한 결합을 위하여 돌출부 및 요홈부 중 어느 하나가 형성될 수 있다.
한편 상기 하부광학계홀더(300)의 저면에는, 하우징(10)의 내부에 설치된 하나 이상의 가이드부재(미도시)의 가이드될 수 있도록 가이드블록(미도시)이 결합될 수 있다.
상기 상부광학계홀더(400)는, 광원소스, 렌즈(271, 272)들, 및 광섬유결합부(290)를 광축(L)을 따라서 고정배치되도록 하부광학계홀더(300)의 상측에서 하부광학계홀더(300)와 결합되는 구성으로서, 합성수지 재질, 금속재질 등 다양한 재질을 가질 수 있다.
특히 상기 상부광학계홀더(400)는, 하부광학계홀더(300)와 결합된 상태에서 직육면체를 이루며 광축(L)을 따라서 지나도록 상하로 구획되어 직육면체가 상하로 나뉜 상태에서 하부광학계홀더(300)의 상측에 위치된 지그로서 구성될 수 있다.
또한 상기 상부광학계홀더(400)는, 하부광학계홀더(300)와 결합된 상태에서 광축(L)을 따라서 형성된 관통공(251)을 형성한다.
그리고 상기 상부광학계홀더(400)는, 광원소스, 렌즈(271, 272)들, 및 광섬유결합부(290)가 광축(L)을 이루어 순차적으로 배치될 수 있도록, 관통공(251)의 전방부분에 광섬유결합부(290)가 삽입되는 삽입요홈(499)가 형성된다.
또한 상기 상부광학계홀더(400)는, 렌즈(271, 272)들의 안착을 위한 렌즈안착부(471, 472)가 형성된다.
또한 상기 상부광학계홀더(400)는, 광섬유결합부(290)에 대향되는 후방부분, 즉 광원소스가 위치된 부분에서 렌즈(272)의 고정을 위한 고정블록(360)의 설치를 위한 블록안착홈(461)이 형성된다.
상기 고정블록(360)은, 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400)에 대하여 렌즈(272)를 고정시키기 위한 구성으로서, 엘이디소자(281)에서 발생된 광이 투과될 수 있도록 관통공(361)이 형성된다.
그리고 상기 고정블록(360)은, 엘이디소자((281)에서 복사 등에 의하여 전달된 열을 방출할 수 있도록 금속재질이 이루어짐이 바람직하며, 방열효과의 극대화를 위하여 외주면에 다수의 돌기부, 리브 등이 형성될 수 있다.
상기와 같이, 상기 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400)에 의하여 형성되는 렌즈안착부(371, 372, 471, 472)에 의하여 렌즈(271, 272)들이 안정적으로 고정되고 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400)의 결합시 틀어짐 없이 결합시키는 역할을 하게 된다.
또한 상기 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400)에 의하여 형성되는 렌즈안착부(371, 372, 471, 472)에 의하여 렌즈(271, 272)들이 정확한 위치에 위치시킬 수 있다.
한편 상기 상부광학계홀더(400)는, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 후술하는 보조광원모듈(30)이 광축(L)에 대하여 수직인 방향으로 결합될 때 보조광원모듈(30)에서 발생된 광의 방향을 광축(L) 방향을 반사시키기 위하여 광경로전환부재(253)의 설치를 위한 부재삽입홈(453)이 형성될 수 있다.
이때 상기 상부광학계홀더(400)는, 후술하는 보조광원모듈(30)이 광축(L)에 대하여 수직인 방향으로 결합될 수 있도록 광축(L) 방향과 수직인 방향으로 보조관통공(252)의 일부가 형성된다.
한편 앞서 설명한 바와 같이, 상부광학계홀더(400) 및 하부광학계홀더(300)의 정확한 결합을 위하여, 어느 하나는 복수의 돌출부가 형성되고, 나머지 하나는 복수의 돌출부가 삽입되는 요홈이 형성됨으로써 상부광학계홀더(400) 및 하부광학계홀더(300)가 정밀하게 결합될 수 있다.
한편 상기 광원모듈은, 제2결합면(102)이 제1결합면(101)에 밀착된 상태에서 광축(L)과 수직인 방향으로의 광학계부(30)에 대한 광원부(500)의 슬라이드 이동을 가이드하는 선형가이드부를 포함한다.
예로서, 상기 선형가이드부는, 제2결합면(102)이 제1결합면(101)에 밀착된 상태에서 광축(L)과 수직인 방향으로의 광학계부(30)에 대한 광원부(500)의 슬라이드 이동을 가이드하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 선형가이드부는, 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400) 중 적어도 어느 하나에 결합되고, 금속플레이트(510)의 제2결합면(102)이 제1결합면(101)과 밀착시킴과 아울러 광축(L)에 대하여 수직인 방향으로의 금속플레이트(510)의 선형 슬라이드 이동을 가이드하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
구체적으로, 상기 선형가이드부는, 한 쌍의 슬라이드부재(541)를 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 슬라이드부재(541)는, 금속플레이트(510)의 제2결합면(102)이 제1결합면(101)과 밀착시킴과 아울러 광축(L)에 대하여 수직인 방향으로의 금속플레이트(510)의 선형 슬라이드 이동을 가이드하도록 슬라이드 이동방향을 따라서 길게 형성된 플레이트부재로 형성될 수 있다.
그리고 상기 한 쌍의 슬라이드부재(541)가 결합되는 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400)는, 슬라이드 이동시 금속플레이트(510)에 간섭되는 것을 방지하기 위하여, 슬라이드부재(541)가 결합되는 부분(341, 441)이 광원부(500)를 향하여 더 돌출될 수 있다.
그리고 상기 금속플레이트(510) 및 방열블록(520) 중 적어도 하나는, 금속플레이트(510)에 결합된 상기 엘이디소자(281)가 광축(L)에 정확하게 위치될 수 있도록 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400)에 대한 광원부(500)의 이동을 제한하는 하나 이상의 스토퍼(531)가 추가로 결합될 수 있다.
상기 스토퍼(532)는, 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400)에 대한 광원부(500)의 이동을 제한하여 사용자가 엘이디소자(281)가 광축(L)에 정확하게 위치시킬 수 있게 된다.
한편 상기와 같은 구성을 가지는 광원모듈(20)은, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 광축(L)에 대하여 수직인 방향으로 결합되어 엘이디소자(281)에 의하여 발생된 광과의 조합 또는 독립적으로 보조광을 광섬유결합부(290)에 결합된 광섬유에 전달하는 하나 이상의 보조광원모듈(30)이 추가로 결합될 수 있다.
이를 위하여 상기 광원모듈(20)은, 보조광원모듈(30) 중 광출사부가 삽입될 수 있도록 광축(L) 방향과 수직인 방향으로 보조관통공(252)이 형성된다.
상기 보조광원모듈(30)은, 광축(L)에 대하여 수직인 방향으로 결합되어 엘이디소자(281)에 의하여 발생된 광과의 조합 또는 독립적으로 보조광을 발생시켜 광출사부를 통하여 조사하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 보조광원모듈(30)은, R, G, B, 백색광원, 근적외선(NIR; Near InfraRed) 등 목적에 따라서 다양한 광원이 설치될 수 있다.
상기 보조광원모듈(30)은, 광학계부에 대하여 복수개로 설치될 수 있는데, 도 8에 도시된 바와 같이, 서로 대향되어 설치되거나, 광학계부의 길이방향을 따라서 순차적으로 배치되는 등 다양한 구성이 가능하다.
이때 각 보조광원모듈(30)에서 출사되는 광이 광축(L) 방향으로 출사될 수 있도록 광경로전환부재(253)가 적절한 위치에 설치된다.
상기 광경로전환부재(253)는, 보조광원모듈(30)에서 출사되는 광이 광축(L) 방향으로 출사될 수 있도록 전환시키는 부재로서, 반투과경, 소정 파장의 광을 반사시키거나 투과시키는 필터가 형성 내지 부착되는 등 다양한 구성이 가능하다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10 : 하우징
20 : 광원모듈 30 : 보조광원모듈
300 : 하부광학계홀더 400 : 상부광학계홀더
271, 272 : 렌즈 281 : 엘이디소자
282 : 엘이디기판 290 : 광섬유결합부
500 : 방열부

Claims (13)

  1. 광축(L)을 기준으로 일측에 광섬유가 결합되며 타측에 상기 광축(L)과 수직을 이루는 제1결합면(101)이 형성되며, 하나 이상의 렌즈가 장착되어 광학계를 형성하는 광학계부와;
    상기 제1결합면(101)에 면접촉되는 제2결합면(102)을 가지며 광원소스가 그 광축이 상기 제2결합면(102)과 수직을 이루도록 설치되는 광원부(500)를 포함하고,
    상기 광원부(500)는,
    상기 제2결합면을 가지는 금속플레이트(510)와,
    상기 광축이 상기 제2결합면(102)과 수직을 이루도록 상기 금속플레이트(510)와 결합되는 상기 광원소스와,
    상기 금속플레이트(510) 및 상기 광원소스 중 적어도 하나에 결합되어 상기 광원소스에서 발생된 열을 방열하는 방열블록(520)를 포함하며,
    상기 광학계부는,
    상기 광축(L)을 따라 광을 가이드하는 하나 이상의 렌즈(271, 272)와;
    상기 렌즈(271, 272)를 중심으로 상기 광원소스에 대향되어 설치되며 광섬유와 결합되는 광섬유결합부(290)와;
    상기 광원소스, 상기 렌즈(271, 272), 및 상기 광섬유결합부(290)가 광축(L)을 이루어 순차적으로 배치되도록 상기 렌즈(271, 272) 및 상기 광섬유결합부(290)가 안착되는 하부광학계홀더(300)와;
    상기 렌즈(271, 272) 및 상기 광섬유결합부(290)를 광축(L)을 따라서 고정배치되도록 상기 하부광학계홀더(300)의 상측에서 상기 하부광학계홀더(300)와 결합되는 상부광학계홀더(400)를 포함하며,
    상기 제1결합면(101)은, 상기 하부광학계홀더(300) 및 상기 상부광학계홀더(400) 중 적어도 하나에 형성되며,
    상기 광원부(500)는, 상기 제2결합면(102)이 상기 제1결합면(101)에 밀착된 상태에서 상기 광축(L)과 수직인 방향으로 슬라이드 가능하게 상기 하부광학계홀더(300) 및 상기 상부광학계홀더(400) 중 적어도 어느 하나와 결합되고,
    상기 하부광학계홀더(300)와 상기 상부광학계홀더(400)의 결합에 의하여, 상기 렌즈(271, 272) 및 상기 광섬유결합부(290)가 광축(L)을 이루어 순차적으로 고정배치되는 것을 특징으로 하는 의료용 광원모듈.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원소스는,
    엘이디소자(281)와, 상기 엘이디소자(281)가 설치되며 상기 제2결합면(102)에 설치되는 엘이디기판(282)을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 광원모듈.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학계부는,
    상기 렌즈(271, 272)를 중심으로 상기 광섬유결합부(290)에 대향되어 상기 하부광학계홀더(300) 및 상부광학계홀더(400)에 대하여 상기 렌즈(272)를 고정시킴과 아울러 상기 광원소스에서 발생된 광이 투과될 수 있도록 관통공(361)이 형성된 고정블록(360)을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 광원모듈.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 고정블록(360)은, 상기 광원소스에서 전달된 열을 방출할 수 있도록 금속재질이 이루어지며, 방열효과의 극대화를 위하여 외주면에 다수의 돌기부 및 리브 중 적어도 하나가 형성된 것을 특징으로 하는 의료용 광원모듈.
  7. 청구항 1에 있어서
    상기 제2결합면(102)이 상기 제1결합면(101)에 밀착된 상태에서 상기 광축(L)과 수직인 방향으로의 상기 광학계부(30)에 대한 상기 광원부(500)의 슬라이드 이동을 가이드하는 선형가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 광원모듈.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 선형가이드부는,
    상기 하부광학계홀더(300) 및 상기 상부광학계홀더(400) 중 적어도 어느 하나에 결합되고,
    상기 금속플레이트(510)의 제2결합면(102)이 상기 제1결합면(101)과 밀착시킴과 아울러 상기 광축(L)에 대하여 수직인 방향으로의 금속플레이트(510)의 선형 슬라이드 이동을 가이드하는 한 쌍의 슬라이드부재(541)를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 광원모듈.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 금속플레이트(510)가 양측에서 상기 방열블록(520)과 간격을 가지도록 상기 방열블록(520)과 결합되기 위하여, 상기 방열블록(520)은, 상기 광축(L)과 수직을 이루는 상기 방열블록(520)의 블록결합면(525)이 나머지 부분(524)보다 전방으로 더 돌출되는 것을 특징으로 하는 의료용 광원모듈.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 한 쌍의 슬라이드부재(541)는, 슬라이드 이동방향을 따라서 길게 형성된 플레이트부재로 형성되며,
    상기 한 쌍의 슬라이드부재(541)가 결합되는 상기 하부광학계홀더(300) 및 상기 상부광학계홀더(400)는, 슬라이드 이동시 상기 금속플레이트(510)에 간섭되는 것을 방지하기 위하여, 상기 슬라이드부재(541)가 결합되는 부분(341, 441)이 상기 방열블록(520)을 향하여 더 돌출된 것을 특징으로 하는 의료용 광원모듈.
  11. 청구항 3에 있어서,
    상기 금속플레이트(510) 및 상기 방열블록(520) 중 적어도 하나는, 상기 금속플레이트(510)에 결합된 상기 엘이디소자(281)가 상기 광축(L)에 정확하게 위치될 수 있도록 상기 하부광학계홀더(300) 및 상기 상부광학계홀더(400)에 대한 상기 광원부(500)의 전체의 이동을 제한하는 하나 이상의 스토퍼(531)가 추가로 결합된 것을 특징으로 하는 의료용 광원모듈.
  12. 사용자가 조작할 수 있는 조작패널(11)이 외부에 노출되도록 설치된 하우징(10)과,
    상기 하우징(10)의 일측에 광섬유가 결합되는 광섬유결합부(290)가 상기 하우징(10)의 외측으로 노출되도록 설치되는 광원모듈(20)을 포함하며,
    상기 광원모듈(20)은, 상기 광축(L)과 수직인 방향으로 상기 하우징(10)에 슬라이드되어 탈착가능하게 결합되는 광원모듈(20)로서, 청구항 1, 청구항3, 청구항 5 내지 청구항 11 중 어느 하나 항에 따른 광원모듈(20)인 것을 특징으로 하는 의료용 광원장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 광축(L)에 대하여 수직인 방향으로 결합되어 상기 엘이디소자(281)에 의하여 발생된 광과의 조합 또는 독립적으로 보조광을 상기 광섬유결합부(290)에 결합된 광섬유에 전달하는 하나 이상의 보조광원모듈(30)이 추가로 결합된 것을 특징으로 하는 의료용 광원장치.
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