KR100786299B1 - 다파장 레이저 조사기 및 이를 이용한 모발관리용 레이저조사기 - Google Patents

Abstract

다파장 레이저 조사기에 관하여 개시한다. 본 발명의 장치는 하나의 패키지 안에 파장 대역이 다른 레이저 다이오드들이 설치되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 서로 다른 파장 대역을 가진 레이저 다이오드를 복수 개로 스템 위에 다이본딩하여 다파장 방식의 패키지를 실현할 뿐만 아니라, 레이저가 조사되는 지점에 복수 개의 파장을 가진 레이저가 하나의 원형빔의 형태로 조사되도록 함으로써 두피 조직의 종류, 조직의 상태, 질병의 상태 및 피부의 색깔 등 여러 가지 변수가 있더라도 효과적인 치료가 가능하다.

다파장, 레이저 조사기, 모발관리, 티오-캔, 표면실장방식, 수직공진표면발광레이저 다이오드

Description

다파장 레이저 조사기 및 이를 이용한 모발관리용 레이저 조사기{Multi-wavelength laser irradiator and multi-wavelength laser irradiator for hair treatment using the same}

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 티오-캔 방식의 패키지를 설명하기 위한 개략도;

도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 표면실장방식의 패키지를 설명하기 위한 개략도; 및

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 모발관리용 다파장 레이저 조사기를 설명하기 위한 개략도들이다.

본 발명은 다파장 레이저 조사기 및 이를 이용한 모발관리용 다파장 레이저 조사기에 관한 것으로, 특히 하나의 패키지 안에 서로 다른 파장을 가진 레이저 다이오드들이 복수개로 배열되어 복수개 파장의 레이저가 출력될 수 있도록 한 다파 장 레이저 조사기 및 이를 이용한 모발관리용 다파장 레이저 조사기에 관한 것이다.

일반적으로 레이저 다이오드를 복수개로 한 패키지 안에 구성함에 있어 많은 개발이 이루어져왔다. 기존의 예를 살펴보면 동일한 파장 대역의 레이저 다이오드들을 웨이퍼 절단시 1차원 및 2차원 어레이 형태로 절단하여 패키지 하는 것과, 개개별로 절단 후 2개 이상의 레이저 다이오드를 복수개로 다이 본딩하여 패키지 하여 다채널 방식의 통신에 사용하거나, 레이저 프린터에 사용하는 등 여러 응용분야에 적용되어 왔다. 하지만 이러한 구성들은 한 패키지 안에 동일한 파장 대역의 레이저 다이오드를 배열하므로 레이저 출력시 동일한 파장영역만 출력되는 것이 사실이다. 하지만 본 발명에서는 서로 다른 파장 대역을 갖는 레이저 다이오드를 한 패키지 안에 배열하는 것을 특징으로 하며, 기존의 예에서는 찾아볼 수 없는 것이라 말할 수 있다.

또한 이러한 패키지를 이용하여 의료에 응용하고자 지금까지 많은 노력을 기울여 왔으며 그 결과물로 레이저를 이용한 수술 장비 및 여러 가지 응용제품들이 보편화되어 많은 분야에 적용되고 있는 실정이다.

예전에 사용되는 레이저 의료장비는 대부분 고출력으로 이루어졌었으며 요즈음은 저출력 레이저 치료(Low Level Laser Therapy, LLLT)라는 한 분야가 형성되어 세계적으로 활발한 연구와 임상실험이 이루어져 왔다. 그 중에서도 반도체를 이용한 저출력 레이저 치료가 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 저출력 레이저는 조직 혈류 미세순환에 구조에 영향을 주며, 피부 혈류에도 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 그 외에도 세포분열 촉진 효과, 세포활성 효과, 면역세포에 대한 효과, 항염증효과, 혈류개선효과가 있는 것으로 알려져 있고 관련 분야에서 이미 임상실험이 이루어진 상태이다. 치료에 쓰이는 레이저의 파장은 가시광선, 적외선 등에 이르기까지 넓은 파장 영역에서 쓰이고 있으며 각각 파장마다 치료의 효과와 영역이 다른 것이 사실이다. 더욱 중요한 것은 많은 보고에서 단일 파장으로 치료를 하는 것보다 복수개의 파장으로 치료를 하는 것이 더 효과적이라고 연구 결과가 다수 발표되었다. 하지만 종래 반도체 레이저를 이용한 저출력 레이저 조사기는 단일 파장으로 밖에 구성되지 않았고, 복수개의 파장을 조사하기 위해서는 서로 다른 파장의 특성을 가진 티오-캔을 교대로 배열하여 복수개의 파장이 나오도록 하였다. 이러한 종래 기술은 동시에 여러 개의 파장을 가진 다이오드를 한 패키지 안에서 출력할 수 있는 아이디어가 없었고, 구현하기 위한 기술도 어려운 것이 사실이었다. 이런 이유로 하나의 파장을 이용하거나, 서로 다른 파장을 교대로 배열하여 조사하기 때문에 치료 부위에 복수개의 파장을 동시에 조사하지 못하는 한계가 있었다. 보편적으로 레이저 치료에서 조직의 종류, 조직의 상태, 질병의 상태, 피부의 색깔 등 여러 가지 변수가 있어 단일 파장으로 치료하기에는 어려울 뿐 아니라 효과를 극대화 할 수 없다는 것이 사실이다. 다파장이 치료의 효과를 더욱 극대화 할 수 있다는 예는 최근 피부 관련 레이저 조사기로 가장 많이 쓰이는 IPL(Intense Pulsed Light)의 대중화로 설명할 수 있다. IPL의 특징은 550~1200nm 의 영역 즉 단일파장이 아닌 다파장을 치료에 적용할 수 있어 효과의 극대화를 이룰 수 있다. 이와는 대조적으로 반도체 레이저 조사기는 원리적으로 다파장을 형성하기가 어려워 단일파장만 사용한다든지 아니면 서로 다른 파장을 교대로 배열하여 사용하므로 치료의 효과가 제한적이었다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 동시에 다파장 레이저가 조사될 수 있는 다파장 레이저 조사기 및 이를 이용한 모발관리용 다파장 레이저 조사기를 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 다파장 레이저 조사기는: 하나의 패키지 안에 파장 대역이 다른 레이저 다이오드들이 설치되되,
상기 패키지는 상면에 상기 레이저 다이오드들이 설치되는 스템과, 일측이 상기 스템을 관통하도록 설치되며 별도로 마련된 인쇄회로기판과 상기 레이저 다이오드들을 연결하는 리드들과, 상기 레이저 다이오드들을 덮도록 상기 스템의 상면에 설치되는 투명한 윈도우가 있는 캡이 포함되어 이루어지는 티오-캔 타입인 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 예에 따른 다파장 레이저 조사기는: 하나의 패키지 안에 파장 대역이 다른 레이저 다이오드들이 설치되되,
상기 패키지는 음극 리드들 및 상기 레이저 다이오드들과 연결되는 양극 리드들이 형성된 인쇄회로기판과, 상기 음극 리드들과 상기 레이저 다이오드들을 연결하는 음극 패드와, 상기 인쇄회로기판과 상기 레이저 다이오드들과 상기 음극 패드를 덮도록 설치되는 투명한 에폭시를 포함하여 이루어지는 표면 실장 타입인 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 레이저 다이오드들은 이격거리가 50㎛ ~ 10000㎛로 되도록 배열되는 것을 특징으로 한다.

또한, 하나의 상기 패키지에는 파장 대역이 630 ~ 700nm인 레이저 다이오드, 파장 대역이 700 ~ 810nm인 레이저 다이오드 및 파장 대역이 810 ~ 1300nm인 레이저 다이오드 중에서 선택된 적어도 두 개 파장 대역의 레이저 다이오드들이 설치되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 레이저 다이오드들은 수직공진표면발광레이저인 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 패키지 안에는 정전기 방지용 제너 다이오드가 설치되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 패키지 안에는 동일 파장 대역의 레이저 다이오드들이 인접하지 않도록 상기 레이저 다이오드들이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 모발관리용 다파장 레이저 조사기는: 상기의 다파장 레이저 조사기와, 손잡이와, 브러쉬가 심어진 헤드부로 이루어진 빗 형태의 몸체와, 상기 레이저 조사기에 전원을 공급하는 전원공급장치를 포함하여 이루어지며; 상기 다파장 레이저 조사기는 상기 브러쉬의 단부 방향으로 레이저가 조사되도록 상기 몸체 내부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 다파장 레이저 조사기는 하나의 패키지 안에 파장 대역이 다른 레이저 다이오드들이 설치되는 데, 특히 패키지 내부에 구성된 레이저 다이오드들 사이의 이격거리가 50㎛ ~ 10000㎛인 것을 특징으로 한다. 이것은 레이지 다이오드들 사이의 이격거리가 커지면 커질수록 레이저 다이오드들로부터 조사된 레이저들이 하나의 원형빔을 형성하지 못함으로써 본 발명에 따른 레이저 조사기를 의료용으로 사용하는 경우에 치료 부위에 여러 파장이 동시에 조사되지 못하여 치료에 탁월한 효과를 내지 못하고, 레이저의 효율 측면에서 레이저 다이오드들은 최소한의 이격거리를 유지해야만 하기 때문이다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 다파장 레이저 조사기의 패키지에는 동일 파장 대역의 레이저 다이오드들이 인접하지 않도록 레이저 다이오드들을 설치하는 것이 바람직하다.

나아가, 본 발명의 실시예에 따른 다파장 레이저 조사기에는 저출력 레이저 다이오드가 사용되는 데, 특히 출력이 1mW ~ 100mW 사이인 수직공진표면발광레이저 다이오드를 사용하였으며, 조사되는 레이저는 20Hz ~ 20kHz의 주파수 특성을 갖고 있고, 펄스폭은 50㎲ ~ 500㎲ 이다. 이와 같이, 레이저로서 수직공진표면발광레이저 다이오드를 이용하면 문턱전류가 측면발광레이저에 비해 최대 10% 수준에 불구한 레이저 조사기를 구현할 수 있으며, 낮은 전류에서도 구동할 수 있기 때문에 열이 많이 발생하지 않아 냉각지그가 굳이 필요 없고 적은 용량의 배터리로도 오래 쓸 수 있다는 장점이 있어 휴대용 의료기기 등의 장비에 적합하다고 할 수 있다. 그리고 빔 모양이 원형이므로 빔이 맺히는 부분의 크기를 줄일 수 있어 빔의 집적도가 좋다는 장점도 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 다파장 레이저 조사기에는 치료용으로 사용될 경우의 치료 효과를 극대화시키기 위하여 하나의 패키지에는 파장 대역이 630 ~ 700nm인 레이저 다이오드, 파장 대역이 700 ~ 810nm인 레이저 다이오드 및 파장 대역이 810 ~ 1300nm인 레이저 다이오드 중에서 선택된 적어도 두 개 파장 대역의 레이저 다이오드들을 설치하였다.

이하에서 본 발명에 따른 다파장 레이저 조사기에 사용되는 패키지 구조에 대하여 설명한다. 다만, 후술하는 패키지 구조는 본 발명의 실시를 용이하게 하는 데에 목적이 있으므로 당업계의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 자명하여 본 발명의 권리범위가 후술하는 실시예들에만 국한되지 않음은 명백하다.

본 발명의 실시예에 따른 레이저 조사기에 사용되는 패키지는 크게 패키지 형태와 회로 구성 방식으로 나누어진다.

패키지 형태로는 티오-캔 방식 및 표면실장(Surface Mount Devices, SMD) 방식 등이 있다.

티오-캔 방식은 레이저 다이오드의 일반적인 패키지 형태로서 스템과, 리드들과, 투명한 윈도우가 있는 캡을 포함하여 이루어진다. 레이저 다이오드들은 스템의 상면에 설치된다. 리드들은 상측이 스템을 관통하도록 설치되며 별도로 마련된 인쇄회로기판과 레이저 다이오드들을 연결한다. 윈도우가 있는 캡은 레이저 다이오드들과 리드들의 상단을 덮도록 스템의 상면에 설치된다. 따라서 레이저 다이오드들에서 조사된 레이저들은 윈도우를 투과하여 물체에 도달하게 된다.

표면실장방식은 레이저 다이오드를 인쇄회로기판의 구멍에 끼워서 납땜하는 방식이 아닌 레이저 다이오드를 인쇄회로기판에 단지 얹어 놓은 상태로 솔더링하여 사용하는 형태로서 소형화가 가능해 여러 가지 응용분야에 사용되고 있다. 즉, 인쇄회로기판에는 별도의 음극 리드들 및 양극 리드들이 형성되고, 음극 리드들 상에는 음극 패드가 설치되며, 레이저 다이오드들 각각은 양극 리드 및 음극 패드와 연결되고 결과물, 즉 인쇄회로기판과 레이저 다이오드들과 음극 패드 등의 상부를 덮는 광투과성의 투명한 에폭시를 포함하여 이루어진다.

회로 구성 방식에는 음극을 공통극으로 사용하는 캐서드 컴온 방식과 양극을 공통극으로 사용하는 애노드 컴온 방식이 있다. 예를 들어 티오-캔 방식에 회로 구성 방식을 접목시키면, 캐서드 컴온의 경우에는 서로 다른 파장을 가진 레이저 다이오드의 음극을 티오-캔의 스템 바닥면에 다이 본딩한 후 각각의 레이저 다이오드의 양극 패드와 스템의 상면에 돌출된 리드에 와이어 본딩하면 되는 데, 원하는 레이저 다이오드 개수만큼 시행하게 된다. 애노드 컴온의 경우에는 서브마운트를 먼저 스템 위에 다이 본딩한 후 서로 다른 파장대의 레이저 다이오드를 서브마운트 위에 다이 본딩한다. 이 때 레이저 다이오드의 양극 패드는 각각 스템의 바닥면에 와이어 본딩하고 서브마운트 위에 구성된 각각의 음극 패드는 스템의 상면에 돌출된 리드에 와이어 본딩하여 애노드 컴온 구성을 완료한다. 애노드 컴온 방식은 캐서드 컴온보다 와이어 본딩을 두 배 이상 실시하게 된다. 따라서 어떤 회로 구성 방식을 채택하더라도 티오-캔의 리드 수에 따라 레이저 다이오드의 개수를 조절하여 복수 파장 대역의 레이저가 출력되도록 할 수 있다. 즉, 세 개의 서로 다른 파 장의 레이저 다이오드들을 다이 본딩하여 구동하기 위해서는 네 개의 리드로 구성된 티오-캔을 사용해야 하며, 네 개의 서로 다른 파장의 레이저 다이오드들을 다이 본딩하여 구동하기 위해서는 다섯 개의 리드로 구성된 티오-캔을 사용하면 된다. 본딩이 완료되면 투명 윈도우가 형성된 캡을 스템 위에 고정한 후 실링을 하면 레이저가 출력될 수 있는 하나의 패키지가 완성된다. 이렇게 구성된 티오-캔은 각각의 레이저 다이오드에 개별로 전압이 인가되게끔 회로를 구성하고, 동시에 원하는 출력을 얻기 위하여 각각의 레이저 다이오드에 맞는 저항을 연결함으로써 파장 대역이 다른 모든 수직공진표면발광레이저 다이오드가 동시에 출력되도록 한다. 한편, 다이 본딩의 배열 모양은 어떤 모양으로 배열하든지 레이저 다이오드들의 이격거리가 50㎛ ~ 10000㎛로 되도록 서로 다른 파장 대역의 레이저 다이오드를 다이 본딩한다. 일반적으로 응용분야에 따라 파장 대역의 개수가 다르며 이에 따라 레이저 다이오드의 개수도 달라진다. 만약 다섯 개의 서로 다른 파장 대역을 출력하기 위해서는 서로 다른 파장의 특성을 가진 레이저 다이오드 다섯 가지가 필요하다. 이러한 레이저 다이오드를 배열함에 있어 일자로 배열하든, 다각형으로 배열하든, 원형으로 배열하든 각각의 레이저 다이오드들이 50㎛ ~ 10000㎛ 이격되도록 한 것이다. 따라서 티오-캔의 스템 위에 첫 번째 레이저 다이오드를 본딩한 후 바로 이웃한 레이저 다이오드를 본딩할 시에 50㎛ ~ 10000㎛ 이격거리를 유지하여 본딩하는 방법으로 원하는 개수만큼 순차적으로 본딩하게 된다.

본 실시예에서는 티오-캔 형태에 캐서드 컴온으로 구성하였다.

이하에서, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다파장 레이저 조사기에 사용되는 패키지에 대하여 상세히 설명한다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 티오-캔 방식의 패키지를 설명하기 위한 개략도이다.

도 1a를 참조하면, 하나의 티오-캔 방식의 패키지(100)는 상술한 바와 같이 스템(110)과, 스템(110)위에 본딩된 레이저 다이오드들(131, 132, 133)과, 스템(110)의 상면에 돌출된 리드들(121, 122, 123, 124)와, 상단에 투명 윈도우(141)가 있는 캡(140)을 포함하여 이루어진다. 즉, 630 ~ 700nm 파장 대역의 수직공진표면발광레이저 다이오드(131) 1개와 700 ~ 810nm 파장 대역의 수직공진표면발광레이저(132) 다이오드 1개 및 810 ~ 1300nm 파장 대역의 수직공진표면발광레이저 다이오드(133) 1개를 하나의 티오-캔 패키지(100) 안에 장착하였다. 장착 방법에 대하여 상술하면, 먼저 630 ~ 700nm 파장을 가진 수직공진표면발광레이저 다이오드(131)를 스템(110) 위에 임의의 삼각형의 한 꼭지점이 되도록 본딩한 후 다이오드의 양극 패드와 스템의 상면에 돌출된 리드(121)에 와이어 본딩한다. 이어서 700 ~ 810nm 파장 대역의 수직공진표면발광레이저 다이오드(132)가 삼각형의 다른 꼭지점에 위치되도록 본딩한 후 두 번째 리드(122)에 와이어 본딩한다. 마지막으로 810 ~ 1300nm 파장 대역을 가진 수직공진표면발광레이저 다이오드(133)가 삼각형의 나머지 꼭지점에 위치되도록 본딩하고 다이오드의 양극 패드와 스템 상면에 돌출된 마지막 리드(123)에 와이어 본딩함으로써 서로 다른 파장을 가진 수직공진표면발광레이저 다이오드 세 개(131, 132, 133)가 삼각형 모양으로 스템(110) 위에 위치하도록 하였다. 이 때, 서로 이웃하는 수직공진표면발광레이저 다이이드의 이격 거리 는 50㎛ ~ 10000㎛ 을 유지하였고 캡(140)을 스템(110)에 올린 후 실링하여 고정시킨다. 이와 같이 하나의 티오-캔 패키지 안에 서로 파장이 다른 수직공진표면발광레이저 다이오드를 복수 개로 구성 배치함으로써 레이저가 조사되는 부위에 단일 파장이 아닌 다파장이 동시에 조사되도록 하여 의료기기에 사용할 경우 침투깊이와 치료 효과의 영역을 넓혀 치료의 효율성을 증대시켰다. 또한 티오-캔 패키지 안에 정전기 방지를 위해 각각 수직공진표면방출레이저 다이오드(131, 132, 133) 옆에 제너 다이오드(151, 152, 153)를 각각 설치하여 본 발명의 실시예에 따른 레이저 조사기를 사용하는 과정에서 발생되는 정전기로 인하여 레이저 다이오드가 죽는 현상이 없도록 티오-캔을 구성하였다. 제너 다이오드(151,1 152, 153)는 각각의 수직공진표면발광레이저 다이오드(131, 132, 133)에 하나씩을 병렬로 설치하되, 제너 다이오드(151, 152, 153)의 양극은 스템(100) 위에 다이 본딩하고 음극 패드를 스템의 상면에 돌출된 리드(121, 122, 123)에 와이어 본딩한다. 즉 스템(100)의 상면에 돌출된 리드(121, 122, 123)의 각각에는 수직공진표면발광레이저 다이오드(131, 132, 133)와 제너 다이오드(151, 152, 153)가 하나씩 동시에 와이어 본딩된다. 이것은 동일한 리드에 연결된 수직공진표면발광레이저 다이오드만 정전기를 차단하는 것으로, 세 개의 레이저 다이오드가 본딩되면 제너 다이오드도 세 개가 다이본딩 되어 정전기 차단 역할을 수행하게 된다.

도 1b 본 발명의 실시예에 따른 표면실장방식의 패키지를 설명하기 위한 개략도이다.

도 1b를 참조하면, 하나의 표면실장방식의 패키지(200)에는 상술한 바와 같 이, 음극 리드(211) 및 양극 리드(212)들이 형성된 인쇄회로기판(210)과, 음극 패드(220)와, 레이저 다이오드들(231, 232, 233)과, 투명한 광투과성의 에폭시(240)를 포함하여 이루어진다. 즉, 630 ~ 700nm 파장 대역의 수직공진표면발광레이저 다이오드(231) 1개와, 700 ~ 810nm 파장 대역의 수직공진 표면발광레이저 다이오드(232) 1개 및 810 ~ 1300nm 파장 대역의 수직공진표면발광레이저 다이오드(233) 1개를 하나의 표면실장형 패키지(200) 안에 장착하였다. 장착 방법에 상술하면, 먼저 630 ~ 700nm 파장을 가진 수직공진표면발광레이저 다이오드(231)가 음극 리드(211) 끝단에 형성된 음극 패드(220)에 임의의 삼각형의 한 꼭지점이 되도록 본딩한 후 다이오드(231)의 양극 패드와 인쇄회로기판 상면에 형성된 양극 리드(212)에 와이어 본딩한다. 그리고 700 ~ 810nm 파장 대역의 수직공진표면발광레이저 다이오드(232)가 삼각형의 다른 꼭지점에 위치되도록 본딩한 후 두 번째 양극 리드에 와이어 본딩한다. 마지막으로 810 ~ 1300nm 파장 대역을 가진 수직공진표면발광레이저 다이오드(233)를 삼각형의 나머지 꼭지점에 위치되도록 본딩하고 다이오드의 양극 패드와 인쇄회로기판의 상면에 형성된 마지막 양극 리드에 와이어 본딩함으로써 서로 다른 파장을 가진 수직공진표면발광레이저 다이오드 세 개가 삼각형 모양으로 하나의 표면실장형 패키지 내에 위치하도록 하였다. 이 때, 서로 이웃하는 수직공진표면발광레이저 다이오드의 이격 거리는 50 ~ 10000㎛를 유지하였다. 그리고 정전기를 방지하기 위하여 레이저 다이오드(231, 232, 233)와 병렬로 제너 다이오드(251, 252, 253)들을 설치하였는데, 그 방법은 상술한 티오-캔 방식에서의 설치방법과 동일하다. 마지막으로 광투과성 에폭시를 몰딩하여 패키지 상단과 하단부를 고정하여 패키지 제작을 완료한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다파장 레이저 조사기에 의하면, 하나의 패키지 안에 복수 개 파장 대역의 레이저 다이오드들이 설치됨으로써 동시에 다파장의 레이저가 조사되게 된다. 따라서 다파장의 레이저가 필요한 산업의 각 분야에서 용이하게 적용될 수 있으며, 특히 의료용 기기에 사용되는 경우에는 조직의 종류, 조직의 상태, 질병의 상태 및 피부의 색깔 등 여러 가지 변수가 있더라도 효과적인 치료가 가능한 장점이 있다.

이하에서, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 다파장 레이저 조사기를 응용한 일 예로서 모발관리용 다파장 레이저 조사기에 대하여 상술한다.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 모발관리용 다파장 레이저 조사기를 설명하기 위한 개략도들이다.

도 2a 내지 도 2e를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모발관리용 다파장 레이저 조사기는 손잡이(311)와, 브러쉬(312)가 심어진 헤드부(313)로 이루어진 빗 형태의 몸체(310)와, 작동 스위치(160)가 구비된 도 1a에 따른 티오-캔 패키지로 이루어진 레이저 조사기(100)와, 전원공급장치(320)가 포함되는 것을 특징으로 한다.

헤드부(313)의 중앙에는 레이저 조사기(100)가 설치되고 브러쉬(312)는 레이저 조사기(100)의 양 옆으로 배치하여 레이저 조사시에 머리카락이 가리지 않도록 머리카락을 벌리는 역할을 한다. 브러쉬(312)와 머리의 접촉 면적을 최대화하고자 레이저 조사기(100)가 설치된 중앙에서 가장자리 쪽으로 갈수록 브러쉬(312)의 길 이를 길게 하였다. 헤드부(313)로부터 브러쉬(312)를 탈착 할 수 있도록 브러쉬 탈착 버튼(314)을 마련하여 사용자의 편이성을 제공하였다. 그리고 손잡이의 양측에는 우레탄 등과 같은 고무로 이루어진 돌기(315)를 형성하였다.

전원공급장치(320)로는 충전지(321)가 사용되며, 몸체 끝부분에 충전단자(322)가 형성되고 전원에 연결시켜 충전시킬 수 있도록 별도로 충전용 어댑터가 구비된다. 그리고 몸체에는 충전 표시등(323)이 설치된다.

그리고 일정 시간 마다 경고음을 울려서 레이저가 조사된 시간을 알려주도록 음향 발생 장치와, 음향 출력부로서의 스피커(330)와, 음향 발생 장치를 작동시키는 작동 버튼으로 이루어진 음향 발생부를 설치하였다.

또한 전원공급장치(320), 레이저 조사기(100) 및 음향 발생부를 제어할 수 있는 마이크로 프로세서(PIC, 340)가 설치되어 전원이 공급된 후 일정시간이 지나면 전원공급을 차단하고, 레이저 및 음향의 주파수를 조절하도록 하였다.

레이저 조사기(100)는 인쇄회로기판과 전원이 공급되면 인쇄회로기판에 의해 구동되며 브러쉬(312)의 단부 방향으로 레이저가 조사되도록 레이저 다이오드가 복수 개로 배열되어 구성된 티오-캔으로 이루어진다.

레이저 조사기(100)는 전원 스위치(324)를 이용하여 전원공급장치(320)를 작동시킨 후 작동 스위치(160)를 조작함으로써 구동된다. 이것은 최대한의 안전성을 확보하기 위하여 스위치를 두 개 설치하게 된 것이다. 또한, 레이저 조사기(100)의 구동 중에 전원 스위치(324)나 작동 스위치(160) 두 가지 중 어느 하나만 눌러도 레이저는 점멸되도록 설계하였다.

한편, 본 실시예에서는 티오-캔 패키지(100)를 일렬로 일곱 개를 배열하였는 데, 필요에 따라 티오-캔의 개수 및 배열방법, 그리고 티오-캔 패키지(100) 내부의 레이저 다이오드의 개수가 달라질 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 서로 다른 파장을 가진 레이저 다이오드를 패키지 내부의 스템 위에 복수개로 다이본딩하여 다파장 방식의 패키지를 구성하고, 구성된 티오-캔 내부의 레이저 다이오드에 개별적으로 전류를 가해주어 동시에 복수개의 파장이 방출될 수 있도록 한 것이다. 이것은 치료 부위에 조사될 시 단일 파장이 아닌 복수개의 파장을 가진 레이저 원형빔이 동시에 조사될 수 있도록 한 것으로 레이저 다이오드간의 이격거리를 50㎛~10000㎛ 이내로 유지하여 다수개의 레이저 빔이 동일한 부위에서 원형빔으로 조사되도록 하였다. 이러한 방식의 조사는 조직의 종류, 조직의 상태, 질병의 상태, 피부의 색깔 등 여러 가지 변수가 있더라도 효과적인 치료가 가능하게 되었다.

나아가, 수직공진표면발광레이저를 사용함으로써 종래에 측면발광레이저를 이용하는 경우보다 배터리의 사용시간을 최대 6배 이상 향상시켰으며, 출력시간에 따른 파장의 변화를 최소화한 장점이 있어 원하는 파장이 작동시간 내에 유지되도록 하여 종래의 레이저 조사기에 비해 탈모방지 및 발모 효과가 우수할 뿐만이 아니라 두피 관리를 최적화하므로 일반 모발관기로도 사용할 수 있도록 용도를 다변화하였다.

본 발명은 상기 실시예들에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (9)

1. 하나의 패키지 안에 파장 대역이 다른 레이저 다이오드들이 설치되되,

   상기 패키지는 상면에 상기 레이저 다이오드들이 설치되는 스템과, 일측이 상기 스템을 관통하도록 설치되며 별도로 마련된 인쇄회로기판과 상기 레이저 다이오드들을 연결하는 리드들과, 상기 레이저 다이오드들을 덮도록 상기 스템의 상면에 설치되는 투명한 윈도우가 있는 캡이 포함되어 이루어지는 티오-캔 타입인 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 조사기.
2. 하나의 패키지 안에 파장 대역이 다른 레이저 다이오드들이 설치되되,

   상기 패키지는 음극 리드들 및 상기 레이저 다이오드들과 연결되는 양극 리드들이 형성된 인쇄회로기판과, 상기 음극 리드들과 상기 레이저 다이오드들을 연결하는 음극 패드와, 상기 인쇄회로기판과 상기 레이저 다이오드들과 상기 음극 패드를 덮도록 설치되는 투명한 에폭시를 포함하여 이루어지는 표면 실장 타입인 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 조사기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 레이저 다이오드들은 이격거리가 50㎛ ~ 10000㎛로 되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 조사기.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 하나의 상기 패키지에는 파장 대역이 630 ~ 700nm인 레이저 다이오드, 파장 대역이 700 ~ 810nm인 레이저 다이오드 및 파장 대역이 810 ~ 1300nm인 레이저 다이오드 중에서 선택된 적어도 두 개 파장 대역의 레이저 다이오드들이 설치되는 것을 특징으로 하는 모발관리용 다파장 레이저 조사기.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 레이저 다이오드들은 수직공진표면발광레이저인 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 조사기.
6. 삭제
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 패키지 안에는 정전기 방지용 제너 다이오드가 설치되는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 조사기.
8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 패키지 안에는 동일 파장 대역의 레이저 다이오드들이 인접하지 않도록 상기 레이저 다이오드들이 설치되는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 조사기.
9. 제 1항 또는 제 2항에 따른 다파장 레이저 조사기와, 손잡이와, 브러쉬가 심어진 헤드부로 이루어진 빗 형태의 몸체와, 상기 레이저 조사기에 전원을 공급하는 전원공급장치를 포함하여 이루어지며;

   상기 다파장 레이저 조사기는 상기 브러쉬의 단부 방향으로 레이저가 조사되도록 상기 몸체 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 모발관리용 다파장 레이저 조사기.

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