KR100489306B1 - Laser articulated arm system - Google Patents

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KR100489306B1
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laser beam
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laser
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이종명
김태훈
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주식회사 아이엠티
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Abstract

본 발명은 레이저 인공팔(articulated arm) 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a laser articulated arm system.

본 발명은, 레이저빔을 내부를 통해 먼 거리까지 전송하여 작업대상물로 조사하는 인공팔을 포함하는 레이저 인공팔 시스템으로서, 상기 인공팔의 전단측 내부에 설치되어 전송되는 상기 레이저빔을 집속시키는 제 1 볼록렌즈 및 상기 인공팔의 후단측 내부에 설치되어 상기 제 1 볼록렌즈에 의해 집속되어 초점을 맺은 후 확대 발산되면서 전송되는 상기 레이저빔을 평행화시켜 최종 조사되도록 하는 제 2 볼록렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is a laser artificial arm system including an artificial arm for transmitting a laser beam through the interior to a long distance to irradiate the object to work, comprising: an agent for focusing the laser beam is installed inside the front end of the artificial arm transmitted; A convex lens and a second convex lens installed inside the rear end side of the artificial arm and focused by the first convex lens to focus and then diverge the laser beam transmitted while being divergently diverged; It is characterized by.

따라서, 볼록렌즈의 위치 및 구경수의 조절로 최종 조사되는 레이저빔의 에너지 크기를 효과적으로 조절이 가능하고, 초기 레이저빔의 에너지 프로파일을 형태의 손상없이 작업대상물까지 전송이 가능하여, 그 작업성, 유용성 및 효율성이 대폭적으로 향상되는 효과가 있다.Therefore, by adjusting the position and the number of apertures of the convex lens, it is possible to effectively adjust the energy level of the laser beam to be irradiated, and to transmit the energy profile of the initial laser beam to the workpiece without any damage to its shape. There is a significant improvement in usability and efficiency.

Description

레이저 인공팔 시스템{LASER ARTICULATED ARM SYSTEM}Laser artificial arm system {LASER ARTICULATED ARM SYSTEM}

본 발명은 레이저 인공팔(articulated arm) 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최종 조사되는 레이저빔의 에너지 크기를 실시간으로 정밀하면서 용이하게 조절할 수 있고, 우수한 품질의 초기 레이저빔 에너지 프로파일(profile)을 형태의 손상없이 전송하여 최종 조사되도록 하는 레이저 인공팔 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a laser articulated arm system, and more particularly, it is possible to precisely and easily adjust the energy size of the laser beam to be irradiated in real time precisely and to adjust the initial laser beam energy profile of good quality. The present invention relates to a laser prosthetic arm system which transmits without damaging the form so that the final irradiation is possible.

일반적으로, 레이저는 양자발진기에서 유도 방출된 적외선 또는 가시광선 영역의 전자기파를 증폭한 것으로, 직진성, 집광성, 단색성이 우수하고, 에너지 밀도가 높은 특성을 가지고 있어, 최근에는 문신제거, 제모, 외과수술 등의 의학적 용도와 클리닝 등의 다양한 표면처리가공의 산업적 용도로 활용되게 되는 등 그 응용영역이 널리 확산되고 있는 실정이다.In general, the laser is amplified electromagnetic waves in the infrared or visible light region induced by the quantum oscillator, and has the characteristics of straightness, light condensing, monochromaticity and high energy density. BACKGROUND OF THE INVENTION The field of application is widespread, such as being used for medical applications such as surgery and industrial applications of various surface treatments such as cleaning.

그 활용에 있어서는 레이저빔을 생성하여 방출하는 레이저빔 방출장치에 인공팔(articulated arm)을 조립 연결하여 인공팔을 통해 레이저빔을 먼 거리까지 전송하여 작업대상물로 최종 조사하며, 이를 위한 종래의 레이저 인공팔 시스템을 도 1에 개략적으로 나타낸다.In the application, an artificial arm is assembled to a laser beam emitting device that generates and emits a laser beam, transmits the laser beam to a far distance through the artificial arm, and finally irradiates the object to a work object. An artificial arm system is schematically shown in FIG.

레이저빔 방출장치(10)는 레이저 파워공급기(power supply)(11)로부터 인가되는 전원에 의해 레이저 발진기(12)에서 레이저빔(30)을 생성하여 방출하며, 레이저 발진기(12) 전방의 광로상에는 레이저빔(30)의 고유특성인 직진, 반사의 원리를 이용하여 방출되는 레이저빔(30)의 방향을 전향시켜 인공팔(20) 내부로 유입되도록 하는 반사경 또는 프리즘(13)이 구비될 수 있다.The laser beam emitting device 10 generates and emits a laser beam 30 in the laser oscillator 12 by a power applied from the laser power supply 11, and on the optical path in front of the laser oscillator 12. A reflector or prism 13 may be provided to redirect the direction of the emitted laser beam 30 to the inside of the artificial arm 20 by using the principle of straightness and reflection, which is a characteristic of the laser beam 30. .

인공팔(20)은 레이저빔 방출장치(10)로부터 방출되는 레이저빔(30)을 조사대상의 작업대상물(미도시)측까지 전송하며, 다자유도 운동이 가능하도록 다관절로 이루어져 있다.The artificial arm 20 transmits the laser beam 30 emitted from the laser beam emitting device 10 to the work object (not shown) side of the irradiation target, and is composed of multiple joints to enable multi-degree of freedom movement.

그 구성은 레이저빔 방출장치(10)측에 체결볼트와 같은 체결수단에 의해 체결 장착되는 소켓(socket)부(21)와, 길이를 연장하고 회동을 가능하게 하며 L자형의 광로를 이루어 전송되는 레이저빔(30)의 방향을 전향하는 관절부(22)와, 레이저빔(30)이 내부로 전송되도록 레이저빔 방출장치(10)에서부터 후술하는 조사부(24)에 이르기까지 중공관 형태로 형성되는 도파관부(23)와, 도파관부(23)의 최선단에 구비되어 내설된 윈도우(window)(미도시)를 통해 전송되는 레이저빔(30)을 작업대상물로 최종 조사하는 조사부(24)로 이루어진다.Its configuration is the socket (21) to be fastened and mounted by fastening means such as fastening bolts on the side of the laser beam emitting device (10), extending the length and enabling rotation, and is transmitted to form an L-shaped optical path The waveguide formed in the form of a hollow tube from the joint 22 to redirect the direction of the laser beam 30 and the laser beam emitter 10 to the irradiation unit 24 described later to transmit the laser beam 30 therein. The unit 23 and the irradiation unit 24 provided at the uppermost end of the waveguide unit 23 and irradiated with the laser beam 30 transmitted through a window (not shown) built in the final object to the workpiece.

여기서, 관절부(22)는 전송되는 레이저빔(30)의 방향을 전향하는 반사경 또는 프리즘(22a)(이하, '반사경'으로 통칭)과, 회동을 가능하게 하는 회동구(미도시)를 포함하여 이루어지며, 회동구는 주로 베어링과 같은 회동수단에 의해 구현된다.Here, the joint portion 22 includes a reflector or prism 22a (hereinafter referred to as a “reflective mirror”) that redirects the direction of the transmitted laser beam 30, and a rotational hole (not shown) to enable rotation. The rotating ball is mainly implemented by a rotating means such as a bearing.

그리고, 반사경(22a)은 광로의 교차부가 경사져 형성된 절입면상의 내부에 장착되며, 레이저빔(30)의 방향을 90° 전향시키기 위해 입사각이 45°로 되도록 장착된다.Then, the reflecting mirror 22a is mounted inside the cut-out surface formed by the inclined intersection of the optical paths, and is mounted so that the incident angle becomes 45 ° in order to redirect the direction of the laser beam 30 by 90 °.

이러한 관절부(22)는 그 수가 많을수록 다자유도 운동이 가능하여 사용자의 편리성이 증대되나 그 만큼 제조단가가 상승되게 되므로, 보통 5축의 다관절이 이용되고 있다.As the number of the joints 22 increases, the user's convenience increases due to the multiple degree of freedom of movement, but the manufacturing cost is increased by the number of joints.

이상과 같은 구성을 가지는 레이저 인공팔 시스템을 이용하여 다양한 작업을 수행시, 필연적으로 최종 조사되는 레이저빔(30)의 단위 면적당 에너지 크기를 변화시킬 필요성이 대두된다.When performing various operations using the laser artificial arm system having the above configuration, the necessity of changing the energy size per unit area of the laser beam 30 irradiated inevitably arises.

따라서, 종래에는 레이저 발진기(12) 내부의 램프와 Q스위치 크리스탈의 입력신호간의 타이밍을 조절하는 전기적 딜레이(delay)를 이용하여 레이저빔(30)의 에너지 크기를 조절하였으며, 이를 위해 작동적으로 우선 레이저빔(30)의 조사를 오프(off)하고, 콘트롤판넬의 메뉴모드에서 버튼 또는 다이얼을 이용하여 에너지 파라미터를 수정 설정한 후, 다시 레이저 전원을 온(on)하고, 레이저 조사버튼(트리거(trigger) 버튼)을 누르는 과정을 통해 그 조절작업이 이루어졌다.Therefore, in the related art, an energy delay of the laser beam 30 is controlled by using an electrical delay that adjusts the timing between the lamp inside the laser oscillator 12 and the input signal of the Q switch crystal. Turn off the irradiation of the laser beam 30, modify the energy parameter using the button or the dial in the menu mode of the control panel, turn on the laser power again, and turn on the laser irradiation button (trigger ( The adjustment was made by pressing the trigger button.

이에 따라, 그 조절작업이 매우 번거로워 작업성이 크게 저하되며, 미세하고 정밀한 에너지의 조절이 용이하지 않았으며, 프로그램상으로 설정한 값과 실제 값의 차이가 크게 발생한다는 등의 단점이 있었다.Accordingly, the adjustment work is very cumbersome, the workability is greatly degraded, fine and precise energy adjustment is not easy, and there is a disadvantage in that a large difference between the program value and the actual value occurs.

한편, 레이저빔(30)의 경우 레이저 발진기(12)에서 곧 바로 나오는 초기 레이저빔의 에너지 프로파일(profile)(즉, 근접장(near field) 프로파일)과 거리가 떨어진 위치에서의 에너지 프로파일의 형태가 크게 차이가 나며, 이것은 전송과정에서 회절(diffraction)과 간섭(interference)현상이 일어나기 때문이다.On the other hand, in the case of the laser beam 30, the shape of the energy profile at a position away from the energy profile (that is, near field profile) of the initial laser beam coming directly from the laser oscillator 12 is large. This is because diffraction and interference occur during transmission.

즉, 근접장 프로파일은 공간적으로 에너지 분포가 균일한 "Top Hat" 프로파일을 가져 의학적 치료 및 표면처리가공에 매우 유용하나 레이저 발진기(12)에서 거리가 멀어짐에 따라 레이저빔(30)의 광학적 특성상 이러한 "Top Hat" 프로파일이 깨져 에너지 분포가 불균일한 가우시안(gaussian) 프로파일로 전이되게 됨으로써, 그 유용성이 크게 저하되게 된다.In other words, the near field profile has a spatially uniform “Top Hat” profile, which is very useful for medical treatment and surface treatment. However, as the distance from the laser oscillator 12 increases, the optical characteristic of the laser beam 30 is increased. The Top Hat "profile is broken and transferred to a Gaussian profile with an uneven energy distribution, greatly reducing its usefulness.

그러나, 종래의 레이저 인공팔 시스템에서는 레이저빔(30)을 그대로 먼 거리까지 전송하므로 에너지 분포가 불균일한 레이저빔(30)이 최종 조사되게 됨으로써, 사실상 그 유용성과 효율성이 낮다는 문제점도 있었다. However, in the conventional laser artificial arm system, since the laser beam 30 is transmitted as it is to a long distance, the laser beam 30 having an uneven energy distribution is finally irradiated, and thus, there is also a problem in that its usefulness and efficiency are low.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 인공팔 내부에 복수개의 볼록렌즈를 설치하고, 이 볼록렌즈의 위치 및 구경수를 변화시키는 것에 의해 최종 조사되는 레이저빔의 에너지 크기를 실시간으로 정밀하면서 용이하게 조절할 수 있고, 복수개의 볼록렌즈에 의한 릴레이 이메징(relay imaging) 효과에 의해 초기 레이저 발진기에서 방출되는 우수한 품질의 레이저빔 에너지 프로파일(profile)을 손상없이 전송하여 최종 조사되도록 하는 레이저 인공팔 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and by installing a plurality of convex lenses inside the artificial arm, and changing the position and the number of apertures of the convex lens to determine the energy level of the laser beam finally irradiated It can be precisely and easily adjusted in real time, and transmits a high quality laser beam energy profile emitted from the initial laser oscillator without damage by the relay imaging effect of a plurality of convex lenses for final irradiation. Its purpose is to provide a laser artificial arm system.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 레이저빔을 내부를 통해 먼 거리까지 전송하여 작업대상물로 조사하는 인공팔을 포함하는 레이저 인공팔 시스템으로서, 상기 인공팔의 전단측 내부에 설치되어 전송되는 상기 레이저빔을 집속시키는 제 1 볼록렌즈 및 상기 인공팔의 후단측 내부에 설치되어 상기 제 1 볼록렌즈에 의해 집속되어 초점을 맺은 후 확대 발산되면서 전송되는 상기 레이저빔을 평행화시켜 최종 조사되도록 하는 제 2 볼록렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 인공팔 시스템을 제공한다.The present invention for achieving the above object is a laser artificial arm system including an artificial arm for transmitting a laser beam through the interior to a long distance to irradiate the workpiece, which is installed and transmitted inside the front side of the artificial arm Installed in the rear end side of the first convex lens and the artificial arm focusing the laser beam and focused by the first convex lens to focus and parallelly diverge the laser beam transmitted while being divergently diverged so that the final irradiation It provides a laser artificial arm system comprising a second convex lens.

바람직하게, 상기 인공팔 내부의 상기 제 2 볼록렌즈 후방에 연이어 설치되어 상기 제 2 볼록렌즈에 의해 평행화되어 전송되는 상기 레이저빔을 다시 집속시켜 최종 조사되도록 하는 제 3 볼록렌즈를 더 포함할 수 있다.Preferably, the apparatus may further include a third convex lens which is installed behind the second convex lens in the artificial arm, and focuses the laser beam transmitted in parallel by the second convex lens to be finally irradiated. have.

본 발명의 상기 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

설명에 앞서, 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부기하고, 그 상세한 설명은 생략함을 밝힌다.Prior to the description, the same reference numerals are given to the same components as in the related art, and detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 레이저 인공팔 시스템을 도시한 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing a laser artificial arm system according to a first embodiment of the present invention.

본 제 1 실시예에 따르면, 작업대상물에 최종 조사되는 레이저빔(30)의 단위 면적당 에너지 크기를 실시간으로 정밀하면서 용이하게 조절하고, 나아가 초기 레이저 발진기(12)에서 방출되는 우수한 품질의 레이저빔 에너지 프로파일을 손상없이 전송하여 최종 조사될 수 있도록, 인공팔(20) 내부에 이격되도록 두개의 볼록렌즈(convex lens)(25, 26)를 설치한다.According to the first embodiment, the energy level per unit area of the laser beam 30 irradiated to the workpiece is precisely and easily adjusted in real time, and furthermore, the laser beam energy of excellent quality emitted from the initial laser oscillator 12 Two convex lenses 25 and 26 are installed to be spaced inside the prosthetic arm 20 so that the profile can be transmitted without damage and finally irradiated.

즉, 전단측에 구비되는 제 1 볼록렌즈(25)는 인공팔(20) 내부로 인입된 후 전송되는 레이저빔(30)을 집속시키며, 후단측에 구비되는 제 2 볼록렌즈(26)는 제 1 볼록렌즈(25)를 통해 집속되어 초점(focus)(30a)을 만든 후 확대 발산되면서 전송되는 레이저빔(30)을 평행화(collimation)시켜 평행화된 상태로 최종 조사되도록 한다.That is, the first convex lens 25 provided at the front side focuses the laser beam 30 transmitted after being introduced into the artificial arm 20, and the second convex lens 26 provided at the rear end side is made of the first convex lens 26. 1 is focused through the convex lens 25 to create a focus 30a, and then collimates the laser beam 30 transmitted while being divergently spread so that the final irradiation is performed in a parallelized state.

따라서, 제 1, 제 2 볼록렌즈(25, 26)를 전후방으로 이동시켜 그 위치를 변화시키는 것에 의해 최종 조사되는 레이저빔(30)의 에너지 크기를 실시간으로 정밀하면서 용이하게 조절할 수 있게 된다.Therefore, by moving the first and second convex lenses 25 and 26 back and forth and changing their positions, the energy level of the laser beam 30 to be finally irradiated can be precisely and easily adjusted in real time.

여기서, 제 1, 제 2 볼록렌즈(25, 26)의 위치는 수동으로 변화시킬 수도 있으나 조절 정확성 및 편의성을 위하여 각 볼록렌즈(25, 26)의 위치를 자동으로 변화시키는 자동이송수단(25a, 26a)이 각 볼록렌즈(25, 26)측에 구비될 수 있으며, 자동이송수단(25a, 26a)은 당업자에 의해 통상적인 기술수준에서 전기모터 등을 이용하여 간단히 구현될 수 있을 것이다.Here, although the positions of the first and second convex lenses 25 and 26 may be changed manually, the automatic transfer means 25a, which automatically changes the positions of the respective convex lenses 25 and 26 for adjustment accuracy and convenience, 26a) may be provided on each side of the convex lenses 25 and 26, and the automatic transfer means 25a and 26a may be simply implemented by an electric motor or the like in a conventional technical level by those skilled in the art.

또한, 제 1 볼록렌즈(25)의 구경수(numerical aperture)를 변경하여 제 1 볼록렌즈(25)와 레이저빔(30)의 초점(30a) 위치간의 거리를 변화시키는 것에 의해 최종 조사되는 레이저빔(30)의 에너지 크기를 조절할 수도 있게 된다.Further, the laser beam finally irradiated by changing the numerical aperture of the first convex lens 25 to change the distance between the first convex lens 25 and the position of the focus 30a of the laser beam 30. It is also possible to adjust the energy size of (30).

한편, 의학적 치료 용도로 널리 사용되는 나노초(nano-seconds. 보통 10nsec 이하)대의 짧은 펄스의 레이저를 사용시에는 제 1 볼록렌즈(25)로 구면 볼록렌즈(spherical convex lens)를 사용하면, 초점(30a)에서 에너지 밀도가 매우 높아져 공기입자를 분해시키는 에어 브레이크 다운(air breakdown)이 발생하여 효과적인 레이저빔(30)의 전송이 불가능하게 되므로, 이 경우에는 제 1 볼록렌즈(25)로 실린더형 볼록렌즈(cylindrical convex lens)를 사용하면, 라인(line)형태의 초점(30a)이 형성되어 에어 브레이크 다운의 발생없이 레이저빔(30)을 원활히 전송할 수 있게 된다.On the other hand, when using a short pulse laser of nano-seconds (typically 10 nsec or less) widely used for medical treatment, when using a spherical convex lens as the first convex lens 25, the focal point 30a is used. In this case, the energy density becomes very high so that an air breakdown, which decomposes the air particles, occurs, so that the effective transmission of the laser beam 30 is impossible. In this case, the first convex lens 25 is a cylindrical convex lens. When using a cylindrical convex lens, a line-shaped focus 30a is formed to smoothly transmit the laser beam 30 without the occurrence of air breakdown.

나아가, 본 발명에 따르면, 레이저빔(30)을 집속하여 전송하므로, 초점(30a) 형성에 따라 레이저빔(30)의 회절효과가 최소화되어 초기 상태의 우수한 품질의 레이저빔 에너지 프로파일을 먼 거리까지 손상없이 유지시켜 최종 조사되도록 할 수 있게 된다.Furthermore, according to the present invention, since the laser beam 30 is focused and transmitted, the diffraction effect of the laser beam 30 is minimized as the focal point 30a is formed, so that the laser beam energy profile of excellent quality in the initial state is extended to a long distance. It can be kept intact and allowed for final investigation.

덧붙여, 레이저빔(30)의 초점(30a)은 가능하면 그 후방의 관절부(22)내에 설치된 반사경(22a)으로부터 멀리 이격되도록 위치시켜야만 초점(30a)에서의 높은 에너지 밀도에 의해 해당 반사경(22a)이 손상되는 것을 막을 수 있다.In addition, the focus 30a of the laser beam 30 should be positioned so as to be spaced away from the reflecting mirror 22a installed in the articulating part 22 at the rear thereof as much as possible by the high energy density at the focus 30a. You can prevent this from being damaged.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 레이저 인공팔 시스템을 도시한 개략도이다.3 is a schematic diagram showing a laser artificial arm system according to a second embodiment of the present invention.

본 제 2 실시예에서는 전술한 제 1 실시예에서와 같이 인공팔(20) 내부에 레이저빔(30)을 집속시키는 전단측의 제 1 볼록렌즈(25)와, 집속된 후 확대 발산되는 레이저빔(30)을 평행화시키는 후단측의 제 2 볼록렌즈(26)를 설치하는 이외에, 후단측의 제 2 볼록렌즈(26) 후방에 제 2 볼록렌즈(26)를 통해 평행화되어 전송되는 레이저빔(30)을 다시 집속하여 최종 조사되도록 하는 제 3 볼록렌즈(27)를 설치한다.In the second embodiment, as in the above-described first embodiment, the first convex lens 25 on the front side for focusing the laser beam 30 inside the artificial arm 20 and the laser beam that is enlarged and diverged after being focused. In addition to providing the second convex lens 26 on the rear end side for parallelizing the 30, the laser beam transmitted in parallel through the second convex lens 26 on the rear side of the second convex lens 26 on the rear end side ( The third convex lens 27 for converging 30) to be finally irradiated is installed.

이로써, 복수개의 볼록렌즈(25, 26, 27)에 의한 릴레이 이메징(relay imaging) 효과에 의해 초기 레이저 발진기(12)에서 방출되는 우수한 품질의 레이저빔 에너지 프로파일을 그 형태의 손상없이 작업대상물까지 유지시킬 수 있게 되어, 의학적 치료 및 표면처리가공에의 유용성과 효율성을 향상시키게 된다.As a result, the laser beam energy profile of high quality emitted from the initial laser oscillator 12 by the relay imaging effect by the plurality of convex lenses 25, 26, and 27 to the workpiece without damage of its shape It can be maintained, improving the usefulness and efficiency of medical treatment and surface treatment.

여기서, 릴레이 이메징 효과란, 레이저빔(30)을 집속시켜 가면서 전송하면, 회절효과가 최소화되어 초기의 레이저빔 에너지 프로파일을 먼 거리까지 유지하여 전송할 수 있다는 것을 의미하며, 이러한 릴레이 이메징 효과를 최대한으로 얻기 위해서는 볼록렌즈(25, 26, 27)간의 이격거리가 가능한 한 짧아야 한다.Here, the relay imaging effect means that when the laser beam 30 is focused while being transmitted, the diffraction effect is minimized to maintain and transmit the initial laser beam energy profile to a long distance. In order to obtain the maximum, the separation distance between the convex lenses 25, 26, 27 should be as short as possible.

본 제 2 실시예에 있어서는 다음과 같은 조건을 변화시키는 것에 의해 최종 조사되는 레이저빔(30)의 에너지 크기는 조절할 수 있다.In the second embodiment, the energy level of the laser beam 30 to be finally irradiated can be adjusted by changing the following conditions.

첫째, 제 1, 제 2, 제 3 볼록렌즈(25, 26, 27)의 위치를 변화시킨다. 이를 위해 전술한 바와 같이 수동으로 위치를 변화시키는 것도 가능하나 바람직하게 각 볼록렌즈(25, 26, 27)의 위치를 자동으로 변화시키는 자동이송수단(25a, 26a, 27a)이 각 볼록렌즈(25, 26, 27)측에 구비될 수 있다.First, the positions of the first, second and third convex lenses 25, 26 and 27 are changed. To this end, it is also possible to change the position manually as described above, but preferably the automatic transfer means 25a, 26a, 27a for automatically changing the positions of the respective convex lenses 25, 26a, 27a each convex lens 25 , 26, 27 may be provided on the side.

둘째, 제 1, 제 3 볼록렌즈(25, 27)의 구경수를 변경시킨다.Second, the number of apertures of the first and third convex lenses 25 and 27 is changed.

마지막으로, 본 발명에 따른 레이저 인공팔 시스템은 다음과 같은 분야에 구체적으로 응용하여 적용될 수 있다.Finally, the laser artificial arm system according to the present invention can be specifically applied to the following fields.

1. 문신제거, 제모, 모반제거, 외과수술 등 각종 치료분야1. Various treatment areas such as tattoo removal, hair removal, birthmark removal, and surgical surgery

2. 정밀금형, PCB, 반도체 패키지, 평판 디스플레이 등 정밀 표면처리 분야.2. Precision surface treatment such as precision mold, PCB, semiconductor package, flat panel display.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.In the foregoing description, it should be understood that those skilled in the art can make modifications and changes to the present invention without changing the gist of the present invention as merely illustrative of a preferred embodiment of the present invention.

본 발명에 따르면, 볼록렌즈의 위치 및 구경수의 조절로 최종 조사되는 레이저빔의 에너지 크기를 효과적으로 조절이 가능하고, 초기 레이저빔의 에너지 프로파일을 형태의 손상없이 작업대상물까지 전송이 가능하여, 그 작업성, 유용성 및 효율성이 대폭적으로 향상되는 효과가 달성될 수 있다.According to the present invention, by adjusting the position and the number of apertures of the convex lens, it is possible to effectively adjust the energy of the laser beam irradiated finally, and to transmit the energy profile of the initial laser beam to the workpiece without damage to the shape, The effect of significantly improving workability, usability and efficiency can be achieved.

도 1은 종래의 레이저 인공팔 시스템에 대한 개략도,1 is a schematic diagram of a conventional laser artificial arm system,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 레이저 인공팔 시스템에 대한 개략도,2 is a schematic diagram of a laser artificial arm system according to a first embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 레이저 인공팔 시스템에 대한 개략도이다.3 is a schematic diagram of a laser artificial arm system according to a second embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 레이저빔 방출장치 11 : 레이저 파워공급기10 laser beam emitting device 11 laser power supply

12 : 레이저 발진기 13 : 반사경 또는 프리즘12 laser oscillator 13 reflector or prism

20 : 인공팔 21 : 소켓부20: artificial arm 21: socket portion

22 : 관절부 22a : 반사경 또는 프리즘22: joint 22a: reflector or prism

23 : 도파관부 24 : 조사부23: waveguide part 24: irradiation part

25 : 제 1 볼록렌즈 25a, 26a, 27a : 자동이송수단25: first convex lens 25a, 26a, 27a: automatic transfer means

26 : 제 2 볼록렌즈 27 : 제 3 볼록렌즈26: second convex lens 27: third convex lens

30 : 레이저빔 30a : 레이저빔 초점30: laser beam 30a: laser beam focus

Claims (5)

레이저빔을 내부를 통해 먼 거리까지 전송하여 작업대상물로 조사하는 인공팔을 포함하는 레이저 인공팔 시스템으로서,A laser artificial arm system including an artificial arm that transmits a laser beam through an interior to a long distance and irradiates a work object, 상기 인공팔의 전단측 내부에 설치되어 전송되는 상기 레이저빔을 집속시키는 제 1 볼록렌즈 및A first convex lens for focusing the laser beam installed and transmitted inside the front end side of the artificial arm; 상기 인공팔의 후단측 내부에 설치되어 상기 제 1 볼록렌즈에 의해 집속되어 초점을 맺은 후 확대 발산되면서 전송되는 상기 레이저빔을 평행화시켜 최종 조사되도록 하는 제 2 볼록렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 인공팔 시스템.And a second convex lens installed inside the rear end side of the artificial arm so as to be focused by the first convex lens to form a focal point and to parallelly radiate the laser beam transmitted while being divergently diverged. Laser prosthetic system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인공팔 내부의 상기 제 2 볼록렌즈 후방에 연이어 설치되어 상기 제 2 볼록렌즈에 의해 평행화되어 전송되는 상기 레이저빔을 다시 집속시켜 최종 조사되도록 하는 제 3 볼록렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 인공팔 시스템.And further comprising a third convex lens which is continuously installed behind the second convex lens in the artificial arm and focuses the laser beam transmitted in parallel by the second convex lens to be finally irradiated. Laser prosthetic system. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 최종 조사되는 상기 레이저빔의 에너지 크기를 조절하기 위해 상기 제 1 볼록렌즈, 상기 제 2 볼록렌즈 및 제 3 볼록렌즈의 위치를 개별적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 레이저 인공팔 시스템.And a position of the first convex lens, the second convex lens and the third convex lens individually to adjust the energy level of the laser beam finally irradiated. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 최종 조사되는 상기 레이저빔의 에너지 크기를 조절하기 위해 상기 제 1 볼록렌즈 및 상기 제 3 볼록렌즈의 구경수를 개별적으로 변경시키는 것을 특징으로 하는 레이저 인공팔 시스템.A laser artificial arm system, characterized in that to change the number of aperture of the first convex lens and the third convex lens individually to adjust the energy level of the laser beam to be irradiated last. 제 1 항 또는 제 2 항의 어느 한 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제 1 볼록렌즈로,As the first convex lens, 실린더형 볼록렌즈를 사용하는 것을 특징으로 하는 레이저 인공팔 시스템.Laser artificial arm system, characterized in that using a cylindrical convex lens.
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KR101897869B1 (en) * 2016-07-07 2018-10-04 고려대학교 산학협력단 Laser Surgery Device equipped with aspherical mirror

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