KR101075411B1 - White color led apparatus for light treatment - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전원이 인가되는 스위치가 구비된 제어부가 일측에 형성된 케이스와, 상기 케이스 내측에 다 수개의 엘이디가 배열되어 광이 생성되는 광원모듈이 고정된 광원부와; 상기 광원부 전면에 고정되어 엘이디에서 발산된 광이 확산되도록 하는 확산층과, 상기 확산층 전면에 고정되며 확산된 광이 집광되도록 하는 광학렌즈와, 상기 광원부에서 발생된 열이 감소되도록 방열부가 형성된 광치료용 엘이디 광원에 있어서, 상기 광원부는 반도체의 고유 파장 또는 형광체에 의하여 파장의 일부가 여기되어 변환된 것을 포함하는 광 치료 효과와 고유 색상이 있는 특정 파장의 광원으로써, 피부재생, 주름 완화용의 590nm~700nm의 파장 대역을 갖는 AlInGaP, AlGaAs 계열의 반도체로 선택적으로 형성된 주황색 및 적색 제1엘이디광원과, 여드름 치료용의 400nm~500nm의 파장 대역을 갖는 AlInGaP, GaN, InGaN, 또는 InGaAlN 계열의 반도체로 선택적으로 형성된 청자색 및 청색의 제2엘이디광원과, 아토피 완화 및 곰팡이 억제 효과가 있는 500nm~570nm의 파장 대역을 갖는 AlInGaP, GaP, InGaN계열의 반도체로 선택적으로 형성된 녹색의 제3엘이디광원에 의해 백색광이 생성되도록 형성된 구조로 이루어진다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 광치료용 백색 엘이디 광원장치는 각기 다른 파장과 색상을 지닌 제1,2,3,4,5엘이디광원이 광원모듈 전면에 다 수개가 고정되어 인체의 피부 주름개선, 여드름치료, 세포활성화 및 아토피 증상이 완화되며, 상기 제1,2,3,4,5엘이디광원 전면에 고정된 확산층에 의해 사물이 왜곡되지 않고 눈의 피로를 덜어주는 고연색성의 백색광이 연출되고, 제1,2,3,4,5엘이디광원 전면에 고정된 확산층에 확산용 비드와 유사백색광과 보색관계에 있는 형광물질이 함유되어 색 얼룩이 없고 연색성이 뛰어난 백색광이 표현되며, 다양한 형태로 자유롭게 광원을 배치할 수 있고 도트발생이 감소 및 사라지는 효과가 있는 것이다.The present invention provides a light source module including a case having a control unit having a switch to which power is applied, and a light source module to which light is generated by arranging a plurality of LEDs inside the case; A diffusion layer fixed to the front of the light source unit to diffuse the light emitted from the LED, an optical lens fixed to the front of the diffusion layer to collect the diffused light, and a phototherapy LED having a heat dissipation unit to reduce heat generated from the light source unit In the light source, the light source unit is a light source of a specific wavelength having a light treatment effect and an intrinsic color, including the excitation and conversion of a portion of the wavelength by the intrinsic wavelength or the phosphor of the semiconductor, 590nm ~ 700nm for skin regeneration, wrinkle reduction Orange and red first LED light source selectively formed by AlInGaP, AlGaAs-based semiconductors having a wavelength band and AlInGaP, GaN, InGaN, or InGaAlN-based semiconductors having a wavelength band of 400 nm to 500 nm for acne treatment. Formed blue violet and blue second LED light source, and 500 nm to 570 nm wave having atopy relaxation and mold suppression effect It is composed of a structure formed so that white light is generated by the green third LED light source selectively formed of AlInGaP, GaP, InGaN series semiconductor having a long band.
As described above, in the white LED light source device for phototherapy according to the present invention, a plurality of first, second, third, fourth and fifth LED light sources having different wavelengths and colors are fixed to the front surface of the light source module to improve skin wrinkles on the human body. , Acne treatment, cell activation and atopy symptoms are alleviated, and the high color rendering white light that relieves eye fatigue without distorting the object by the diffusion layer fixed on the first, second, third, fourth and fifth LED light source The diffusion layer fixed to the front of the first, second, third, fourth, and fifth light sources contains fluorescent materials in complementary relationship with diffuse white beads and pseudo white light to express white light with no color unevenness and excellent color rendering. The light source can be arranged freely and the dot generation is reduced and disappeared.
Description
본 발명은 광치료용 백색 엘이디 광원장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 색상과 파장이 다른 다 수개의 엘이디광원을 통해 유사 백색광을 생성하고, 각기 다른 파장의 엘이디광원을 통해 주름과 아토피 증상이 완화되고 피부재생과 상처치료에 효과적으로 사용되어 치료용 의료 장비에 사용되며, 이를 일반 디스플레이(Display) 장치에 적용해 일상생활을 하는 가운데 피부질환을 치료할 수 있는 광치료용 백색 엘이디 광원장치에 관한 것이다.The present invention relates to a white LED light source device for phototherapy, and more particularly, to generate similar white light through a plurality of LED light sources having different colors and wavelengths, and to reduce wrinkles and atopic symptoms through LED light sources having different wavelengths. The present invention relates to a white LED light source device for phototherapy that can be used for medical treatment for skin rejuvenation and wound treatment, and applied to general medical treatment devices to treat skin diseases during daily life.
광 치료용 조명장치는 광원의 특정 파장대역을 이용한 조명장치로써, 인체에 치유효과가 있는 일정한 파장을 발생시키는 광원에서 발생된 빛을 피부에 조사하여 모든 스킨타입(skin type)이나 인종에 관계없이 피부세포의 활성, 주름완화, 여드름제거, 아토피현상 완화 등의 피부치료에 부작용없이 사용되며, 또한, 광원에 의해 정서안정, 집중력강화와 같은 심리치료에 사용되는 대표적인 조명 장치이다. The phototherapy lighting device is a lighting device using a specific wavelength band of a light source, irradiating the skin with light generated from a light source that generates a constant wavelength that has a healing effect on the human body, regardless of skin type or race. It is used without side effects in skin treatment such as skin cell activity, wrinkle relief, acne removal, atopic phenomenon relief, and is also a representative lighting device used for psychological treatment such as emotional stability and concentration enhancement by light source.
최근의 빛 치료 장치의 광원으로는 반도체 다이오드인 LED가 광원으로 주로 사용되고 있다. LED를 이용한 빛 치료는 열적인 효과(Thermolysis)가 아닌 광자흡수(Photon Absorption)에 의한 광자변조(Photo-modulation) 치료이므로 통증과 같은 부작용을 최소화시킬 수 있다. As a light source of a recent light treatment device, a semiconductor diode LED is mainly used as a light source. Light treatment using LED is a photo-modulation treatment based on photon absorption rather than thermal analysis, so side effects such as pain can be minimized.
LED는 발광성 반도체이고 반도체의 에너지 폭은 반도체 결정구조의 고유한 특성인 에너지갭에 따라 결정되는데, 에너지갭에 따라 다양한 빛 치료 효과가 달라지며 발광 파장이 결정된다. The LED is a light emitting semiconductor and the energy width of the semiconductor is determined by the energy gap, which is a unique characteristic of the semiconductor crystal structure. Various light treatment effects vary according to the energy gap, and the emission wavelength is determined.
에너지갭과 발광 파장과의 관계에는 다음의 식이 적용된다. The following equation applies to the relationship between the energy gap and the emission wavelength.
λ= hc/Egλ = hc / Eg
[λ; 발광파장(nm), h; plank상수, c; 광속도, Eg; 반도체의 에너지갭][λ; Light emitting wavelength (nm), h; plank constant, c; Speed of light, Eg; Energy gap of semiconductor]
LED는 반도체의 모 결정과 주입 이온을 조절함으로써 다양한 단일파장을 생성할 수 있고, 이때의 파장은 50nm 이내의 좁은 범위의 피크파장 대역을 포함하며 상기의 피크파장의 특성에 의해 피부를 자극하여 치료 효과를 얻게 된다. LEDs can generate a variety of single wavelengths by controlling the parent crystals and implanted ions of the semiconductor, the wavelength of which includes a narrow range of peak wavelengths within 50nm, and stimulates the skin by the characteristics of the peak wavelengths You get an effect.
한편, 상기 피크파장은 광원의 색을 혼합하여도 물리적으로 변화되지 않고 색을 표현하는 시감파장만 변환된다. On the other hand, the peak wavelength is not physically changed even when the colors of the light source are mixed, only the wavelength of the visible light representing the color is converted.
이러한 LED 광원의 피크파장을 이용한 임상치료 조명장치는 병원이나 피부 관리실에서 사용하는 고정식 빛 치료기와 가정에서 사용하는 휴대용 빛 치료기가 있으며, 최근에는 다양한 광 치료 효과의 확인 및 피부에 대한 관심이 고조됨으로써 휴대용 전화기와 같은 전자제품에도 접목되고 있는 추세이다. The clinical treatment lighting device using the peak wavelength of the LED light source is a fixed light therapy device used in a hospital or skin care room and a portable light therapy device used at home. It is also being applied to electronic products such as mobile phones.
또한, 빛 치료 조명의 효과로는 색상의 조절에 의한 시감파장을 이용한 감성조명의 심리치료 효과와 피크 파장을 이용한 피부치료 효과가 있다.In addition, the effect of the light treatment light has a psychotherapy effect of the emotional light using the visual wavelength by the control of the color and a skin treatment effect using the peak wavelength.
이러한 종래 기술로 대한민국 공개특허공보 (제10-2008-0056034호)“피부 질환의 광학 진단 및 치료를 위한 장치, 광원 시스템 및 장치의 이용방법”은 도 1에 도시된 바와 같이, 전면에 피부 부위에 밀착되는 시야 홀(111)이 형성된 케이스(110)와, 상기 케이스(110) 내부에서 시야 홀(111)을 통해 백색광을 조사하도록 설치된 백색광원(130)과, 상기 케이스(110) 후방으로 설치된 디지털 컬러 TV 카메라(120)를 포함하여 구성되고, 상기 케이스(110) 내부에서 시야 홀(111)에 밀착된 피부 부위로 백색광, 형광 여기광 및 광역동 치료를 위한 치료광을 모두 조사할 수 있도록 구성되며, 상기 디지털 컬러 TV 카메라(120)가 피부 부위로부터 광을 수집하여 생성한 영상신호를 출력하도록 구성된 카메라 헤드(100)와; 상기 카메라 헤드(100)의 케이스(110)와 광 전송이 가능한 광 가이드(201)로 연결되어서 피부 부위에 조사되는 형광 여기광, 광역동 치료를 위한 치료광 및 백색광을 상기 카메라 헤드(100)에 제공하는 광원 시스템(200)과; 상기 카메라 헤드(100)로부터 영상신호를 전송받아 처리 및 분석, 저장하고, 모니터를 통해 상기 디지털 컬러 TV 카메라(120)에 의해 획득된 백색광에 의한 컬러 영상 및 여기광과 광역동 치료를 위한 치료광에 의한 형광 영상을 디스플레이하거나 이들의 합성 영상을 디스플레이하며, 상기 카메라 헤드(100)와 광원 시스템(200)의 작동 전반을 제어하는 영상 처리 및 분석 시스템(300)이 포함된 구조로 이루어진다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2008-0056034 discloses a device, a light source system, and a method for using the device for optical diagnosis and treatment of skin diseases, as shown in FIG. A
하지만, 상기와 같은 종래기술로 임상 치료용 효과를 얻기 위해서는 피크파장 대역의 치료용 파장과 함께 빛의 세기가 필요하므로 단순 색상 혼합에 의한 감성 조명장치로는 피부치료와 같은 임상 치료효과를 기대하기 어렵고, 치료용 광원은 고유의 색상을 갖는 빛을 방출하므로 사물이 왜곡되어 보이고 눈에 피로 현상 발생되는 단점이 있다. However, in order to obtain the effect of clinical treatment with the prior art as described above, light intensity is required along with the wavelength of treatment in the peak wavelength band, so the sensation lighting device by simple color mixing is expected to have clinical treatment effects such as skin treatment. It is difficult, and the therapeutic light source emits light having a unique color, so that objects are distorted and fatigue occurs in the eyes.
또한, 복잡한 구성으로 인해 제품의 비용이 상승해 가정에서 손쉽게 이용하기가 힘들고 광원에서 발생되는 열에 의해 광원의 효율이 저하되고 발광성이 감소될 뿐만 아니라, 복잡한 구성에 의해 그 크기가 제한되어 피부의 국소부위에 한가지 피부질환에 대해서 치료함에 따라 치료시간이 길어지는 또 다른 문제점이 있다. In addition, the complexity of the product increases the cost of the product is not easy to use at home, and the heat generated from the light source reduces the efficiency of the light source and decreases the luminescence, and the size of the complex configuration is limited to the skin area There is another problem that the treatment time is longer as one skin disease is treated at the site.
또한, 비교적 직진성이 강한 LED 광원의 특성상 색 영역이 다른 각각의 광원의 색을 고르게 혼합하는 데에는 광원의 배치에 고도의 전문성이 필요하고 부분적으로 색 얼룩과 도트(Dot)가 발생하는 또 다른 문제점이 있다.In addition, due to the characteristics of the LED light source, which is relatively straight, evenly mixing the colors of each light source having a different color gamut requires a high degree of expertise in arranging the light source, and another problem of partial color unevenness and dots occurs. have.
전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 사물이 왜곡되지 않고 눈의 피로를 덜어주는 고연색성의 백색광이 연출되면서 주름개선, 여드름치료, 세포활성화 및 아토피증상이 완화되도록 각기 다른 파장과 색상을 지닌 제1,2,3,4,5엘이디광원이 다 수개 고정된 광원모듈이 형성된 광치료용 백색 엘이디 광원장치를 제공하는데 목적이 있다.In order to solve the problems described above, in the present invention, while the object is not distorted and the high color rendering white light to reduce the fatigue of the eye is produced, different wavelengths and colors so as to alleviate wrinkles, acne treatment, cell activation and atopic symptoms It is an object of the present invention to provide a phototherapy white LED light source device having a light source module having a plurality of fixed first, second, third, fourth and fifth LED light sources.
또한, 광원의 배치가 자유롭고 도트발생이 없을 뿐만 아니라, 색 얼룩이 없고 연색성이 뛰어난 백색광이 형성되도록 제1,2,3,4,5엘이디광원 전면에 고정된 확산층에 확산용 비드와 유사 백색광과 보색관계에 있는 형광물질이 함유된 광치료용 백색 엘이디 광원장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the light source is freely arranged, there is no dot generation, and white light and complementary colors similar to diffusion beads are formed in the diffusion layer fixed to the front of the first, second, third, fourth and fifth LED light source so as to form white light having no color unevenness and excellent color rendering property. Another object of the present invention is to provide a white LED light source device for treating light containing a related fluorescent material.
또한, 광원에서 발생되는 열이 용이하게 방출되어 광원의 효율이 향상되도록 광원모듈 배면에 방열판이 고정되며, 상기 광원모듈 전면에 다양한 형태로 다 수개의 제1,2,3,4,5엘이디광원이 배열되어 광범위한 피부에 다양한 형태의 치료할 수 있는 광치료용 백색 엘이디 광원장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the heat generated from the light source is easily discharged so that the heat sink is fixed to the back of the light source module to improve the efficiency of the light source, a plurality of first, second, three, four, five LED light source in various forms on the front of the light source module This arrangement is another object to provide a white LED light source device for phototherapy that can treat a variety of forms on a wide range of skin.
본 발명은 전원이 인가되는 스위치가 구비된 제어부가 일측에 형성된 케이스와, 상기 케이스 내측에 다수개의 엘이디가 배열되어 광이 생성되는 광원모듈이 고정된 광원부와, 상기 광원부 전면에 고정되어 엘이디에서 발산된 광이 확산되도록 하는 확산층과, 상기 확산층의 전면에 고정되며 확산된 광이 집광되도록 하는 광학렌즈와, 상기 광원부에서 발생된 열이 감소되도록 방열부가 형성된 광치료용 엘이디 광원에 있어서, 상기 광원부는 광원모듈 전면에 반도체의 고유 파장 또는 형광체에 의하여 파장의 일부가 여기되어 변환된 것을 포함하고, 고유 색상이 있는 622nm~645nm, 655nm~665nm 또는 675nm~685nm의 특정 파장 대역을 갖는 AlInGaP, AlGaAs 계열의 반도체중 어느 하나로 형성된 주황색 및 적색 제1엘이디광원과, 400nm~420nm, 425nm~435nm 또는 465nm~475nm의 특정 파장 대역을 갖는 AlInGaP, GaN, InGaN, 또는 InGaAlN 계열의 반도체중 어느 하나로 형성된 청자색 및 청색의 제2엘이디광원과, 520nm~535nm 또는 560nm~570nm의 특정 파장 대역을 갖는 AlInGaP, GaP, InGaN계열의 반도체중 어느 하나로 형성된 녹색의 제3엘이디광원과, 575nm~590nm의 파장 대역의 AlInGaP, AlGaAs, GaP, GaAsP 계열의 반도체중 어느 하나로 형성된 황색의 제4엘이디광원과, 775nm~785nm, 825nm~835nm 또는 885nm~890nm의 파장 대역을 갖는 GaP 계열의 반도체중 어느 하나로 형성된 적색의 근적외선 제5엘이디광원이 사용되어 제1,2,3,4,5엘이디광원과의 조합에 의해 백색광이 생성되도록 형성되고; 상기 확산층은 형광물질과 확산물질이 동시에 함유되어 광원모듈 전면에 배치되도록 형성되며, 제1,2,3,4,5엘이디광원으로부터 발생된 유사백색과 보색 관계에 있는 녹색, 황색, 적색, 청색 중 한 가지 이상의 형광물질이 선택적으로 함유되어 형성되고; 상기 방열부는 제1,2,3,4,5엘이디광원에서 발생된 열이 감소되도록 광원모듈 후면에 밀착된 방열판과, 케이스 내부 일측에 고정되어 방열판에 의해 발산되는 열을 외부로 배출시키는 방열팬이 형성된 형성된 구조로 이루어진다.According to the present invention, a control unit having a switch to which power is applied is formed on one side, a light source unit in which a plurality of LEDs are arranged inside the case, and a light source module in which light is generated is fixed, and fixed to the front of the light source unit and emitted from an LED. In the light source for the light therapy, the light source is formed with a diffusion layer for diffusing the diffused light, an optical lens fixed to the front surface of the diffusion layer to collect the diffused light, and a heat dissipation portion to reduce heat generated in the light source portion, AlInGaP and AlGaAs-based semiconductors having specific wavelength bands of 622 nm to 645 nm, 655 nm to 665 nm, or 675 nm to 685 nm, including those in which a part of the wavelength is excited and converted by the semiconductor's intrinsic wavelength or phosphor on the front surface of the module. Orange and red first LED light source formed with any one of the, and a specific wave of 400nm ~ 420nm, 425nm ~ 435nm or 465nm ~ 475nm A blue violet and blue second LED light source formed of any one of AlInGaP, GaN, InGaN, or InGaAlN series semiconductors having a long band, and an AlInGaP, GaP, InGaN series semiconductor having a specific wavelength band of 520 nm to 535 nm or 560 nm to 570 nm. A green third LED light source formed of any one of the following; a yellow fourth LED light source formed of any one of AlInGaP, AlGaAs, GaP, and GaAsP-based semiconductors having a wavelength band of 575 nm to 590 nm; and 775 nm to 785 nm, 825 nm to 835 nm, or 885 nm. A red near infrared fifth LED light source formed of any one of GaP series semiconductors having a wavelength band of ˜890 nm is used to form white light by combination with the first, second, third, fourth and fifth LED light sources; The diffusion layer is formed to contain the fluorescent material and the diffusion material at the same time to be disposed on the front of the light source module, and green, yellow, red, blue in complementary relationship with the pseudo white generated from the first, second, third, fourth, fifth LED light source At least one fluorescent material is optionally contained; The heat dissipation unit includes a heat dissipation plate closely attached to the rear side of the light source module and a heat dissipation fan fixed to one side of the case to discharge heat generated by the heat dissipation plate to the outside so as to reduce heat generated in the first, second, third, fourth and fifth LED light sources. It is formed into a formed structure.
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상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 광치료용 백색 엘이디 광원장치는 각기 다른 파장과 색상을 지닌 제1,2,3,4,5엘이디광원이 광원모듈 전면에 다 수개가 고정되어 인체의 피부 주름개선, 여드름치료, 세포활성화 및 아토피 증상이 완화되며, 상기 제1,2,3,4,5엘이디광원 전면에 고정된 확산층에 의해 사물이 왜곡되지 않고 눈의 피로를 덜어주는 고연색성의 백색광이 연출되는 효과가 있다.As described above, in the white LED light source device for phototherapy according to the present invention, a plurality of first, second, third, fourth and fifth LED light sources having different wavelengths and colors are fixed to the front surface of the light source module to improve skin wrinkles on the human body. , Acne treatment, cell activation and atopy symptoms are alleviated, and the high color rendering white light that relieves eye fatigue without distorting the object by the diffusion layer fixed on the first, second, third, fourth and fifth LED light source It is effective.
또한, 제1,2,3,4,5엘이디광원 전면에 고정된 확산층에는 확산용 비드와 유사백색광과 보색관계에 있는 형광물질이 함유되어 색 얼룩이 없고 연색성이 뛰어난 백색광이 표현되며, 다양한 형태로 자유롭게 광원을 배치할 수 있고 도트발생이 감소 및 사라지는 것이다.In addition, the diffusion layer fixed to the front of the first, second, third, fourth, and fifth LED light sources contains a fluorescent material in complementary color relationship with the diffuser beads and pseudo white light to express white light with no color unevenness and excellent color rendering. The light source can be arranged freely, and dot generation is reduced and disappeared.
또한, 상기 광원모듈 전면부에 다양한 형태로 배열된 다수개의 제1,2,3,4,5 엘이디 광원은 광범위하고 다양한 증상을 가진 피부에 다양한 형태의 치료 효과가 있고, 상기의 광원모듈 배면에 방열판이 밀착 고정되어 방열팬과 함께 광원에서 발생되는 열을 용이하게 방출하여 광원의 효율이 향상되는 효과가 있는 것이다.In addition, the plurality of first, second, third, fourth, fifth LED light sources arranged in various forms on the front surface of the light source module have various types of treatment effects on the skin having a wide variety of symptoms, and on the back of the light source module. The heat sink is tightly fixed so that the heat generated from the light source together with the heat radiating fan can be easily released, thereby improving the efficiency of the light source.
도 1은 종래 기술에 따른 광학 진단 및 치료장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 광치료용 백색 엘이디 광원장치 구성도
도 3은 본 발명에서 백색광을 형성하기 위한 광원의 조합에 사용되는 광원의 파장, 색상 그리고 치료 효과를 도시한 표
도 4는 본 발명에 따른 광원 조합, 형광체 발광색과 종류를 도시한 표
도 5는 정선온도(Junction Temperature)에 대한 광 출력 특성의 변화 및 주변온도(TA-Ambient Temperature)와 방열 특성에 따른 전류한계를 도시한 표
도 6은 본 발명의 따른 광원 혼합에 의한 유사 백색광의 파장 스펙트럼(Spectrum)을 도시한 표
도 7은 본 발명에 따른 유사 백색광이 확산층을 통과한 후에 생성된 고 연색 백색광의 파장 스펙트럼(Spectrum)을 도시한 표1 is a block diagram showing an optical diagnostic and treatment apparatus according to the prior art.
2 is a block diagram of a white LED light source device for phototherapy according to the present invention
Figure 3 is a table showing the wavelength, color and therapeutic effect of the light source used in the combination of the light source for forming white light in the present invention
4 is a table showing light source combinations and phosphor emission colors and types according to the present invention.
FIG. 5 is a table showing changes in light output characteristics with respect to junction temperature and current limits according to ambient temperature and heat radiation characteristics.
FIG. 6 is a table showing the wavelength spectrum of pseudo white light by mixing light sources according to the present invention. FIG.
7 is a table showing the wavelength spectrum of high color rendering white light generated after the pseudo white light according to the present invention passes through the diffusion layer.
도 2는 본 발명에 따른 광치료용 백색 엘이디 광원장치 구성도이고, 도 3은 본 발명에서 백색광을 형성하기 위한 광원의 조합에 사용되는 광원의 파장, 색상 그리고 치료 효과를 도시한 표이고, 도 4는 본 발명에 따른 광원 조합, 형광체 발광색과 종류를 도시한 표이고, 도 5는 정선온도(Junction Temperature)에 대한 광 출력 특성의 변화 및 주변온도(TA-Ambient Temperature)와 방열 특성에 따른 전류한계를 도시한 표이고, 도 6은 본 발명에 따른 유사 백색광이 확산층을 통과한 후에 생성된 고 연색 백색광의 파장 스펙트럼(Spectrum)을 도시한 표이고, 도 7은 본 발명의 따른 광원 혼합에 의한 유사 백색광의 파장 스펙트럼(Spectrum)을 도시한 표이다.Figure 2 is a block diagram of a white LED light source device for phototherapy according to the present invention, Figure 3 is a table showing the wavelength, color and therapeutic effect of the light source used in the combination of the light source for forming white light in the present invention, Figure 4 Is a table showing the combination of light sources, phosphor emission colors and types according to the present invention. 6 is a table showing a wavelength spectrum of high color rendering white light generated after the pseudo white light according to the present invention passes through the diffusion layer, and FIG. It is a table which shows the wavelength spectrum of white light.
이하 본 발명에 의한 광치료용 백색 엘이디 광원장치의 실시예를 첨부되는 도면들을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, an embodiment of a white LED light source device for phototherapy according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 광치료용 백색 엘이디 광원장치은, 도 2에 도시된 바와 같이, 전원이 인가되도록 온/오프시키는 스위치(12)가 구비된 제어부(11)가 일측에 형성된 케이스(10;case)와, 상기 케이스(10) 내측에 제1,2,3,4,5엘이디광원(21,22,23,24,25)을 통해 광이 생성되도록 하는 광원모듈(26)이 고정된 광원부(20)와, 상기 광원부(20) 전면에 고정되어 제1,2,3,4,5엘이디광원(21,22,23,24,25)에서 형성된 광이 확산되도록 하는 확산층(30)과, 상기 확산층(30) 전면에 고정되며 확산된 광이 집광되도록 하는 광학렌즈(40)와, 상기 광원부(40)에서 발생된 열이 감소되도록 방열부(50)가 형성된 구조로 이루어진다.As shown in FIG. 2, the white LED light source device for phototherapy of the present invention includes a
도 3에 도시된 바와 같이, 광원부(20)는 피부재생, 주름 완화용으로 590nm ~ 700nm의 파장 대역을 갖는 AlInGaP, AlGaAs 계열의 반도체로 선택적으로 형성된 주황색 및 적색 제1엘이디광원(21)과, 여드름 치료용으로 400nm ~ 500nm의 파장 대역을 갖는 AlInGaP, GaN, InGaN, 또는 InGaAlN 계열의 반도체로 선택적으로 형성된 청자색 및 청색의 제2엘이디광원(22)과, 아토피 완화 및 곰팡이 억제 효과가 있는 500nm~570nm의 파장 대역을 갖는 AlInGaP, GaP, InGaN계열의 반도체로 선택적으로 형성된 녹색의 제3엘이디광원(23)의 조합에 의해 백색광이 형성된다.As shown in FIG. 3, the
또한, 상기 광원모듈(26)은 광 변색된 피부 치료 및 화상치료 효과가 있는 570nm ~ 590nm의 파장 대역의 AlInGaP, AlGaAs, GaP, GaAsP 계열의 반도체로 선택적으로 형성된 황색의 제4엘이디광원(23)과, 피부 재생 및 상처치유 및 근육이완 효과가 있는 700nm ~ 890nm의 파장 대역을 갖는 GaP 계열의 반도체로 형성된 근적외선 제5엘이디광원(25)이 제1,2,3엘이디광원(21,22,23)과의 조합에 의해 선택적으로 고정되어 백색광이 형성되는 것으로, 상기 제1,2,3,4,5엘이디광원(21,22,23,24,25)은 반도체의 고유 파장 또는 형광체에 의하여 파장의 일부가 여기되어 변환됨으로써 고유색상이 있는 특정파장의 광원에 의해 각 파장에 따라 인체의 피부의 주름개선, 여드름치료, 세포활성화, 아토피 완화와 같은 광 치료를 할 수 있는 효과가 있는 것이다.In addition, the
또한, 상기 제1,2,3,4,5엘이디광원(21,22,23,24,25)을 각각 선별적으로 조합해서 사용시 고연색성의 백색광이 방출되며, 제어부(11)의 스위치(12)에 의해 제1,2,3,4,5엘이디광원(21,22,23,24,25)이 선별적으로 구동되어 피부질환에 따라 각기 필요한 치료를 받을 수도 있는 것이다.In addition, when the first, second, third, fourth, fifth
한편, 광원모듈(26)에 적합한 전류가 인가되도록 제어부(11)는 방열부(50) 뒤쪽에 구성되며, 상기 제어부(11)에서 조정되어 광원모듈(26)로 인가되는 전류는 PWM방식으로 각각의 제1,2,3,4,5엘이디광원(21,22,23,24,25)을 선별 또는 전체적으로 선택하여 디밍(Dimming)되게 하는 것이다.On the other hand, the
도 4에 도시된 바와 같이, 확산층(30)은 광원모듈(26)의 전면에 고정되며 확산비드와 형광물질이 혼합된 것으로, 광의 확산, 혼합과 동시에 제1,2,3,4,5엘이디광원(21,22,23,24,25)을 통해 방출되는 유사 백색광의 일부가 확산층(30)을 통과하면서 확산층(30)의 형광물질에 흡수, 변환되어 시각적으로 느끼기 어려운 중간 보색이 형성되어 청자색을 포함한 청색, 녹색, 황색, 주황색을 포함한 적색과 같이 연속된 스펙트럼(Spectrum)을 갖는 자연의 빛과 유사한 Ra95이상의 고연색의 백색광이 생성되는 것이다.As shown in FIG. 4, the
또한, 상기 확산층(30)은 일반적으로 사용되는 형광물질과 확산물질이 동시에 함유된 형태로 광원모듈(26) 전면에 배치되며, 제1,2,3,4,5엘이디광원(21,22,23,24,25)에서 방출된 유사백색과 보색 관계에 있는 녹색, 황색, 적색, 청색 중 한 가지 이상의 형광물질이 선택적으로 함유되어 조명장치 등에 구비되어 일상생활에서 사용시에도 무리가 없는 백색광이 방출되는 것이다.In addition, the
특히, 상기 제1,2,3,4,5엘이디광원(21,22,23,24,25)과 광원모듈(26)은 특정한 형태의 피부질환에 사용되는 치료용 장치에 적용될 수 있으며, TV(Television)와 같은 디스플레이장치의 광원 또는 일상생활에서 사용되는 조명과 같이 다양한 형태로 일상생활에 적용될 수 있는 것이다.In particular, the first, second, third, fourth, fifth
상기 방열부(50)는 다 수개가 사용되는 제1,2,3,4,5엘이디광원(21,22,23,24,25)에서 발생된 열을 감소시켜 광원의 효율 및 발광성의 변화가 방지되도록 광원모듈(26) 후면에 방열판(51)이 고정되며, 케이스(10) 내부 일측에는 방열판(51)에 의해 발산된 열을 외부로 배출시키는 방열팬(52)이 형성된다.The
도 5에 도시된 바와 같이, 각각 적색, 녹색, 황색의 빛을 방출하는 제1,3,4엘이디광원(21,23,24)은 전류의 변화, 동작전압, 주변온도의 변화에도 비교적 일정한 특성을 보이지만 청색의 빛을 방출하는 제2엘이디광원(22)은 온도와 전류의 변화에 따른 변화가 민감해 제어부(11)에 의해 전류가 보상되고 방열판(51)과 방열팬(52)이 각각 제어되어 각각의 광원이 효율적으로 관리될 수 있는 것으로, 제1,2,3,4,5엘이디광원(21,22,23,24,25)의 정선온도(Junction Temperature)가 25℃, 광원모듈(26)의 주변 온도(Ambient Temperature)가 70℃ 이하가 되도록 방열부(50)가 제어됨이 바람직하다.As shown in FIG. 5, the first, third, and fourth
한편, 광원모듈(26)에 형성된 제1,2,3,4,5엘이디광원(21,22,23,24,25)의 전체 광원의 세기는 4J/㎠가 이상적이지만, 일상생활 중에 사용되는 의료장치, TV와 조명장치에 사용시 과다 적용에 따른 부작용을 감안해 제1,2,3,4,5엘이디광원(21,22,23,24,25)의 상호조합에 의한 세기를 0.15 ~ 5J/㎠의 범위에서 사용시간과 설치위치를 감안하여 광원모듈(26)에 형성시켰다.On the other hand, the intensity of the entire light source of the first, second, third, fourth, fifth
이하, 실시예를 들어 본 발명을 설명한다. 이는 본 발명을 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 하기 실시예의 범위로 한정되지는 않는다.Hereinafter, an Example is given and this invention is demonstrated. This is for the purpose of illustrating the invention and the scope of the invention is not limited to the scope of the following examples.
제 My 1실시예Example 1
본 발명의 광치료용 백색 엘이디 광원으로서 주름 완화용의 644nm의 피크파장을 갖는 InGaAlP 반도체 계열의 적색 제1엘이디광원(21)과, 여드름 치료에 효과가 있는 450nm의 피크파장을 갖는 InGaN 반도체 계열의 청색 제2엘이디광원(22)과, 콜라겐 생성을 촉진하여 광 변색 피부 치료에 효과가 있는 590nm의 피크파장을 갖는 InGaAlP 반도체 계열의 황색 제4엘이디광원(24)으로 하여 광원모듈(26)을 구성하였다. As the white LED light source for phototherapy of the present invention, the red first
또한, 상기의 광원모듈(26)에 형성되는 광원은 상호조합하여 제1,2엘이디광원(21,22)과 제2,3엘이디광원(22,23) 또는, 제1,2,3엘이디광원(21,22,23)을 각각 패키징(Packaging)해 멀티-칩(Multi-Chip)으로 광원모듈(26)에 선택적으로 구성할 수도 있다.In addition, the light sources formed in the
상기의 광원모듈(26)의 전면에 확산층(30)이 고정되며, 상기의 확산층(30)에는 시판되는 확산 비드(Bead)와 녹색 형광물질이 적당량 혼합되어 광의 확산, 혼합과 동시에 광원모듈(26)에서 방출된 유사 백색광의 일부가 확산층(30)을 통과하면서 확산층(30)의 녹색 형광 물질에 흡수, 변환되어 시각적으로 느끼기 어려운 중간 보색이 형성되어 청자색을 포함한 청색, 녹색, 황색, 주황색을 포함한 적색과 같이 연속된 도 6과 같이 스펙트럼(Spectrum)을 갖는 자연의 빛과 유사한 Ra95이상의 고연색의 백색광을 생성하였다. 또한, 상기의 백색광에는 치료용 파장대역인 광원 고유의 피크파장이 포함되어있어 주름완화, 여드름치료, 콜라겐생성, 광 변색 피부치료 등의 다양한 효과가 있다.The
제 My 2실시예2 Example
본 발명의 또 다른 실시 예로는 주름 완화용의 660nm 피크파장을 갖는 AlGaAs 반도체 계열의 적색 제1엘이디광원(21)과, 여드름 치료에 효과가 있는 450nm 피크파장을 갖는 GaN 반도체 계열의 청색 제2엘이디광원(22)으로 하고, 아토피 완화용 및 곰팡이 억제 효과가 있는 570nm의 피크파장을 갖는 GaP 반도체 계열의 녹색의 제3엘이디광원(23)을 구성하되 제1엘이디광원(21) : 제2엘이디광원(22) : 제3엘이디광원(23)을 각각 1:1:2의 비율로 광원수를 조합하여 광원모듈(26)에 형성하고, 상기의 확산층(26)에 확산 비드(Bead)와 함께 황색의 형광 물질을 포함시켜 상기의 제 1실시예와 동일한 백색광이 생성되도록 하였다.According to another embodiment of the present invention, the red first
상기의 제 2실시예에서 휘도가 낮은 제3엘이디광원(23)을 고려해 광원모듈(26)에 형성된 제1,2,3엘이디광원(21,22,23)의 광원 구성비를 형성하였으며, 제 1실시예와 같이 주름완화, 여드름치료, 아토피 증상의 완화에 효과적으로 사용될 수 있는 것이다.In the second embodiment, the light source components of the first, second and third
한편, 상기 제 1,2실시예는 조명 노출 시간이 16시간, 평균 조도면(사람의 얼굴) 거리가 2m인 천정 조명장치를 기준으로 2J/cm ~ 4J/cm세기의 광이 발생 되도록 24V 전압에서 0.29A ~ 0.58A/m(LED광속 60 lm/w)로 광원모듈(26)을 구성하였다.On the other hand, in the first and second embodiments, the light exposure time is 16 hours and the average illuminance surface (person's face) distance is 2m at a 24V voltage to generate light of 2J / cm ~ 4J / cm intensity based on the ceiling lighting device The
또한, 광원부(20), 확산층(30), 광원렌즈(40), 방열부(50)는 케이스(10)를 통해 보호되며 광학렌즈(40)에 확산층(30)을 대신해서 형광물질이 포함될 수도 있음은 물론이다.In addition, the
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 광치료용 백색 엘이디 광원장치는 각기 다른 파장과 색상을 지닌 제1,2,3,4,5엘이디광원이 광원모듈 전면에 다 수개가 고정되어 인체의 피부 주름개선, 여드름치료, 세포활성화 및 아토피 증상이 완화되며, 상기 제1,2,3,4,5엘이디광원 전면에 고정된 확산층에 의해 사물이 왜곡되지 않고 눈의 피로를 덜어주는 고연색성의 백색광이 연출되는 효과가 있다.As described above, in the white LED light source device for phototherapy according to the present invention, a plurality of first, second, third, fourth and fifth LED light sources having different wavelengths and colors are fixed to the front surface of the light source module to improve skin wrinkles on the human body. , Acne treatment, cell activation and atopy symptoms are alleviated, and the high color rendering white light that relieves eye fatigue without distorting the object by the diffusion layer fixed on the first, second, third, fourth and fifth LED light source It is effective.
또한, 제1,2,3,4,5엘이디광원 전면에 고정된 확산층은 확산용 비드와 유사백색광과 보색관계에 있는 형광물질이 함유되어 색 얼룩이 없고 연색성이 뛰어난 백색광이 표현되며, 다양한 형태로 자유롭게 광원을 배치할 수 있고 도트발생이 감소 및 사라지는 것이다.In addition, the diffusion layer fixed on the front of the first, second, third, fourth, and fifth LED light sources contains a fluorescent material having a complementary color relationship with the diffuser beads and pseudo white light, thereby expressing white light having no color unevenness and excellent color rendering. The light source can be arranged freely, and dot generation is reduced and disappeared.
또한, 광원모듈 배면에 방열판이 밀착 고정되며, 상기 광원모듈 전면에 다양한 형태로 다수개의 제1,2,3,4,5엘이디 광원이 배열되어 광범위하고 다양한 증상을 가진 피부에 다양한 형태의 치료를 할 수 있고, 광원에서 발생되는 열이 용이하게 방출되어 광원의 효율이 향상되는 효과가 있는 것이다.In addition, the heat sink is tightly fixed to the back of the light source module, and a plurality of first, second, third, fourth, fifth LED light sources are arranged in various forms on the front of the light source module to treat various forms of treatment on the skin having a wide variety of symptoms. The heat generated from the light source can be easily released, thereby improving the efficiency of the light source.
본 발명은 상기한 특징의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the preferred embodiments of the above-described features, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
10: 케이스 11: 제어부
12: 스위치 20: 광원부
21: 제1엘이디광원 22: 제2엘이디광원
23: 제3엘이디광원 24: 제4엘이디광원
25: 제5엘이디광원 26: 광원모듈
30: 확산층 40: 광학렌즈
50: 방열부 51: 방열판
52: 방열팬10: case 11: control unit
12: switch 20: light source
21: first LED light 22: second LED light
23: third LED light 24: fourth LED light
25: fifth LED light source 26: light source module
30: diffusion layer 40: optical lens
50: heat sink 51: heat sink
52: heat dissipation fan
Claims (6)
상기 광원부(20)는 광원모듈(26) 전면에 반도체의 고유 파장 또는 형광체에 의하여 파장의 일부가 여기되어 변환된 것을 포함하고, 고유 색상이 있는 622nm~645nm, 655nm~665nm 또는 675nm~685nm의 특정 파장 대역을 갖는 AlInGaP, AlGaAs 계열의 반도체중 어느 하나로 형성된 주황색 및 적색 제1엘이디광원(21)과, 400nm~420nm, 425nm~435nm 또는 465nm~475nm의 특정 파장 대역을 갖는 AlInGaP, GaN, InGaN, 또는 InGaAlN 계열의 반도체중 어느 하나로 형성된 청자색 및 청색의 제2엘이디광원(22)과, 520nm~535nm 또는 560nm~570nm의 특정 파장 대역을 갖는 AlInGaP, GaP, InGaN계열의 반도체중 어느 하나로 형성된 녹색의 제3엘이디광원(23)과, 575nm~590nm의 파장 대역의 AlInGaP, AlGaAs, GaP, GaAsP 계열의 반도체중 어느 하나로 형성된 황색의 제4엘이디광원(24)과, 775nm~785nm, 825nm~835nm 또는 885nm~890nm의 파장 대역을 갖는 GaP 계열의 반도체중 어느 하나로 형성된 적색의 근적외선 제5엘이디광원(25)이 사용되어 제1,2,3,4,5엘이디광원(21,22,23,24,25)과의 조합에 의해 백색광이 생성되도록 형성되고;
상기 확산층(30)은 형광물질과 확산물질이 동시에 함유되어 광원모듈(26) 전면에 배치되도록 형성되며, 제1,2,3,4,5엘이디광원(21,22,23,24,25)으로부터 발생된 유사백색과 보색 관계에 있는 녹색, 황색, 적색, 청색 중 한 가지 이상의 형광물질이 선택적으로 함유되어 형성되고;
상기 방열부(50)는 제1,2,3,4,5엘이디광원(21,22,23,24,25)에서 발생된 열이 감소되도록 광원모듈(26) 후면에 밀착된 방열판(51)과, 케이스(10) 내부 일측에 고정되어 방열판(51)에 의해 발산되는 열을 외부로 배출시키는 방열팬(52)이 형성된 것을 특징으로 하는 광치료용 백색 엘이디 광원장치.A case 10 having a control unit 11 having a switch 12 to which power is applied is formed, and a light source module 26 having a plurality of LEDs arranged inside the case 10 to generate light is fixed. A light source unit 20, a diffusion layer 30 fixed to the front side of the light source unit 20 to diffuse the light emitted from the LED, and an optical lens fixed to the front side of the diffusion layer 30 to collect the diffused light ( 40 and in the phototherapy LED light source formed with a heat dissipation unit 50 to reduce heat generated in the light source unit 20,
The light source unit 20 includes a portion of the wavelength excited by the intrinsic wavelength or the phosphor of the semiconductor on the front surface of the light source module 26, and has a specific color of 622 nm to 645 nm, 655 nm to 665 nm, or 675 nm to 685 nm with intrinsic colors. Orange and red first LED light source 21 formed of any one of AlInGaP, AlGaAs series semiconductor having a wavelength band, and AlInGaP, GaN, InGaN, or a specific wavelength band of 400 nm to 420 nm, 425 nm to 435 nm or 465 nm to 475 nm. Green third blue and blue second LED light source 22 formed of any one of the InGaAlN series of semiconductors, and green third formed of any one of AlInGaP, GaP, InGaN series semiconductor having a specific wavelength band of 520nm to 535nm or 560nm to 570nm LED light source 23 and yellow fourth LED light source 24 formed of any one of AlInGaP, AlGaAs, GaP, and GaAsP series semiconductors having a wavelength range of 575 nm to 590 nm, and 775 nm to 785 nm, 825 nm to 835 nm, or 885 nm to 890 nm. GaP with a wavelength band of The red near-infrared fifth LED light source 25 formed of any one of the series semiconductors is used to produce white light by combining with the first, second, third, fourth and fifth LED light sources 21, 22, 23, 24 and 25. Is formed to be produced;
The diffusion layer 30 is formed to include a fluorescent material and a diffusion material at the same time to be disposed in front of the light source module 26, the first, second, third, fourth, fifth LED light source (21, 22, 23, 24, 25) Is formed by selectively containing one or more fluorescent materials of green, yellow, red, and blue having a complementary color relationship with pseudo-white generated from
The heat dissipation unit 50 is a heat dissipation plate 51 in close contact with the rear surface of the light source module 26 so that the heat generated from the first, second, third, fourth, fifth LED light sources 21, 22, 23, 24, 25 is reduced. And a heat dissipation fan 52 fixed to one side of the case 10 to discharge the heat dissipated by the heat dissipation plate 51 to the outside.
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