KR100822664B1 - 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저장치 - Google Patents

프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 레이저 발진 명령을 입력하는 키입력부(111)가 구비되어 있고, 피부 치료를 위한 레이저펄스를 발진하는 레이저발진장치(110)와, 상기 레이저발진장치(110)에서 발진된 레이저펄스가 시술대상인 피부(S)로 조사되도록 안내하는 빔 전달장치(130)를 포함하여 구성되는 레이저 장치에 있어서, 상기 빔 전달장치(130) 내부에 레이저펄스의 진행방향에 대하여 직교하도록 설치되고, 상기 레이저발진장치(110)로부터 전달되는 레이저펄스를 복수의 프랙셔널 레이저빔으로 분할하여 치료 대상인 피부(S) 내에 초점거리를 형성하는 복수의 마이크로렌즈(141)로 구성된 마이크로렌즈 어레이(140) 및 상기 마이크로렌즈 어레이(140)의 전방에서 상기 빔 전달장치(130)의 내부에 구비되고, 상기 복수의 프랙셔널 레이저빔이 시술대상인 피부(S)에 균일하게 조사되도록 복수의 프랙셔널 레이저빔을 무작위 방향으로 조사하는 레이저스캐너(150)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 구성에 의하면, 스캔속도를 향상시켜서 시술시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
레이저, 스캐너, 프랙셔널 레이저빔, 레이저펄스, 스캔속도, 시술시간

Description

프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치{LASER DEVICE SHORTENING OPERATING TIME USING FRACTIONAL LASER BEAM}
본 발명은 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치에 관한 것으로, 특히 마이크로렌즈 어레이와 레이저스캐너를 순차적으로 배치시킴으로써 다수의 프랙셔널 레이저빔을 무작위 방향으로 조사하여 스캔속도를 향상시키고 그로 인하여 시술시간을 단축시킬 수 있도록 하기에 적당하도록 한 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치에 관한 것이다.
레이저스캐너를 이용한 레이저 장치가 대한민국 등록특허 10-0649889호에 개시되어 있는데, 등록특허 10-0649889호에 개시되어 있는 레이저 장치는 미세 부분 박피를 위한 마이크로 레이저 빔의 조사 장치이다.
그러나, 상기와 같은 등록특허 10-0649889호에 개시되어 있는 레이저스캐너를 이용한 레이저 장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, 등록특허 10-0649889호에 개시되어 있는 레이저스캐너는 단일의 레이저빔을 레이저스캐너가 일정방향으로 조사하기 때문에 시술자가 피부 치료 영역 전체에 균일하게 조사하기 위해서는 많은 시간이 소요된다는 단점이 있었다.
또한 피부 내부의 원하는 지점에 정확하게 포커싱을 형성하기 위해서는 별도의 복잡한 구성의 광학소자들을 배치시켜야 하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치의 목적은, 단일의 레이저펄스를 복수의 프랙셔널 레이저빔으로 분할할 수 있는 마이크로렌즈 어레이(microlens array)와 복수의 프랙셔널 레이저빔(Fractional LASER Beam)이 시술대상인 피부에 균일하게 조사되도록 복수의 프랙셔널 레이저빔을 무작위 방향으로 조사하는 레이저스캐너를 빔 전달장치에 구비함으로써, 시술시간을 단축할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 의한 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치의 다른 목적은, '마이크로렌즈 어레이에서 레이저스캐너를 거쳐서 시술대상인 피부 내부의 포커싱 지점까지의 거리'를 마이크로렌즈 어레이의 초점 거리와 동일하도록 구성함으로써, 피부 내의 원하는 위치에 프랙셔널 레이저빔이 포커싱을 형성할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치는, 레이저 발진 명령을 입력하는 키입력부가 구비되어 있고 피부 치료를 위한 레이저펄스를 발진하는 레이저발진장치와, 상기 레이저발진장치에서 발진된 레이저펄스가 시술대상인 피부로 조사되도록 안내하는 빔 전달장치를 포함하여 구성되는 레이저 장치에 있어서, 상기 빔 전달장치 내부에 레이저펄스의 진행방향에 대하여 직교하도록 설치되고, 상기 레이저발진장치로부터 전달되는 레이저펄스를 복수의 프랙셔널 레이저빔으로 분할하여 치료 대상인 피부 내에 초점거리를 형성하는 복수의 마이크로렌즈로 구성된 마이크로렌즈 어레이 및 상기 마이크로렌즈 어레이의 전방에서 상기 빔 전달장치의 내부에 구비되고, 상기 복수의 프랙셔널 레이저빔이 시술대상인 피부에 균일하게 조사되도록 복수의 프랙셔널 레이저빔을 무작위 방향으로 조사하는 레이저스캐너가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 단일의 레이저펄스를 복수의 프랙셔널 레이저빔으로 분할할 수 있는 마이크로렌즈 어레이(micrlens array)와 복수의 프랙셔널 레이저빔이 시술대상인 피부에 균일하게 조사되도록 복수의 프랙셔널 레이저빔을 무작위 방향으로 조사하 는 레이저스캐너를 빔 전달장치에 구비함으로써, 레이저빔의 전체적인 스캔속도를 향상시킬 수 있고, 그 결과 시술시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
둘째, '마이크로렌즈 어레이에서 레이저스캐너를 거쳐서 시술대상인 피부 내부의 포커싱 지점까지의 거리'를 마이크로렌즈 어레이의 초점 거리와 동일하도록 구성함으로써, 원하는 피부 내의 위치에 프랙셔널 레이저빔이 포커싱을 형성할 수 있는 효과가 있다.
다음은 본 발명인 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 기초로 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 의한 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치의 외관 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 일 요부 분해 구성도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 의한 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치의 구성도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 의한 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치의 동작 개념도가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치는, 레이저 발진 명령을 입력하는 키입력부(111)가 구비되어 있고 피부 치료를 위한 단일의 레이저펄스를 발진하는 레이저발진장치(110)와, 상기 레이저발진장치(110)에서 발진된 레이저펄스 가 시술대상인 피부(S)로 조사되도록 안내하는 빔 전달장치(130)를 포함하여 구성되는 레이저 장치에 있어서, 상기 빔 전달장치(130) 내부에 레이저펄스의 진행방향에 대하여 직교하도록 설치되고, 상기 레이저발진장치(110)로부터 전달되는 단일의 레이저펄스를 복수의 프랙셔널 레이저빔으로 분할하여 치료 대상인 피부(S) 내에 초점거리를 형성하는(즉, 피부(S) 내에 포커싱(focusing)시키는) 복수의 마이크로렌즈(141)로 구성된 마이크로렌즈 어레이(140)와, 상기 마이크로렌즈 어레이(140)의 전방(프랙셔널 레이저빔의 진행 방향)에서 상기 빔 전달장치(130)의 내부에 구비되고 상기 복수의 프랙셔널 레이저빔이 시술대상인 피부(S)의 스캔 영역(Z)에 균일하게 조사되도록 상기 마이크로렌즈 어레이(140)에 의해서 분할된 복수의 프랙셔널 레이저빔을 무작위 방향으로 조사하는 레이저스캐너(150)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 빔 전달장치(130)는, 상기 레이저발진장치(110)에서 발진된 레이저펄스를 안내하는 굴절가이드암(131)과, 시술자가 시술을 위하여 파지하는 구성으로 상기 굴절가이드암(131)과 예컨대 나사결합에 의해서 결합되어서 레이저펄스가 시술대상인 피부(S)로 조사되도록 안내하는 핸드피스(132)로 구성되는데, 이때 상기 마이크로렌즈 어레이(140)는 상기 굴절가이드암(131)의 선단 내부에 장착되는 것이 바람직하고 상기 레이저스캐너(150)는 상기 핸드피스(132)의 후단 내부에 장착되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성에 의하면 마이크로렌즈 어레이(140)와 레이저스캐너(150)를 더욱 용이하게 마이크로렌즈 어레이(140) 및 레이저스캐너(150)의 순서로 장착 할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 상기 마이크로렌즈 어레이(140)를 용이하게 굴절가이드암(131)에 장착하기 위해서 어댑터(131a)가 더 포함되어서 구성된다.
상기 어댑터(131a)는 상기 굴절가이드암(131)의 선단에서 상기 굴절가이드암(131)에 체결되어서 상기 마이크로렌즈 어레이(140)와 결합하여 상기 마이크로렌즈 어레이(140)의 위치를 고정한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치에 의하면, 상기 레이저발진장치(110)에는, 상기 키입력부(111)로부터 입력된 레이저 발진 명령을 기초로 위치정보신호와 레이저발진제어신호를 출력하는 메인컨트롤보드(112)와, 상기 메인컨트롤보드(112)로부터 수신한 위치정보신호를 기초로 스캐너구동제어신호를 출력하는 스캐너컨트롤보드(114)와, 상기 메인컨트롤보드(112)로부터 입력된 레이저발진제어신호에 의해서 레이저빔을 발진하는 레이저발진부(116)가 구비되고, 상기 레이저스캐너(150)는 상기 스캐너구동제어신호에 기초하여 복수의 프랙셔널 레이저빔을 무작위 방향으로 조사하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 레이저스캐너(150)는, 상기 마이크로렌즈 어레이(140)에 의해서 분할된 복수의 프랙셔널 레이저빔을 반사하는 제1 미러(141a)와, 상기 제1 미러(141a)의 반사각도를 조정하기 위하여, 상기 스캐너구동제어신호를 기초로 제1 미러(141a)를 X축에 대하여 회전시키는 제1 갈바노미터(galvanometer)(141b)와, 상기 제1 미러(141a)에서 반사된 복수의 프랙셔널 레이저빔을 시술대상인 피부(S)로 반사하는 제2 미러(142a)와, 상기 제2 미러(142a)의 반사각도를 조정하기 위하여, 상기 스캐너구동제어신호를 기초로 제2 미러(142a)를 Y축에 대하여 회전시키는 제2 갈바노미터(142b)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치에 의하면, 상기 마이크로렌즈 어레이(140)에서 제1 미러(141a)까지의 거리와 제1 미러(141a)에서 제2 미러(142a)까지의 거리와 제2 미러(142a)에서 시술대상인 피부(S) 내부의 포커싱 지점(Sa)까지의 거리의 합이 상기 마이크로렌즈 어레이(140)의 초점 거리와 동일한 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하면, 피부 내의 원하는 위치(즉 포커싱 지점(Sa))에 프랙셔널 레이저빔이 포커싱될 수 있는 이점이 있다.
다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치의 동작과정에 대하여 기술한다.
상기 키입력부(111)로부터 레이저 발진 명령을 수신한 메인컨트롤보드(112)는 위치정보신호와 레이저발진제어신호를 출력하고, 상기 메인컨트롤보드(112)로부터 레이저발진제어신호를 수신한 레이저발진부(116)는 단일의 레이저펄스를 발진한다.
레이저발진부(116)에 발진된 단일의 레이저펄스는 굴절가이드암(131)에 의해서 가이드되어서 레이저마이크로렌즈 어레이(140)로 입사하고, 마이크로렌즈 어레이(140)에 의해서 다수(예컨대 100 개)의 프랙셔널 레이저빔으로 분할된다.
마이크로렌즈 어레이(140)에 의해서 분할된 다수의 프랙셔널 레이저빔은 순 차적으로 제1 미러(141a)와 제2 미러(142a)에 반사되어서 시술대상인 피부(S) 내부의 포커싱 지점(Sa)에 포커싱된다.
여기서, 상기 메인컨트롤보드(112)로부터 위치정보신호를 수신한 스캐너컨트롤보드(114)는 제1 갈바노미터(galvanometer)(141b)와 제2 갈바노미터(142b)로 각각 스캐너구동제어신호를 출력하여 제1 미러(141a)의 반사각도와 제2 미러(142a)의 반사각도를 조정함으로써, 레이저스캐너(150)가 무작위 방향으로 프랙셔널 레이저빔이 조사되도록 한다.
그리고, 예컨대 마이크로렌즈 어레이(140)의 각각의 마이크로렌즈(141)의 초점 거리가 1m라면, 마이크로렌즈 어레이(140)에서 제1 미러(151a)의 거리와 제1 미러(151a)에서 제2 미러(152a)의 거리와 제2 미러(152a)에서 피부 내부의 포커싱 위치(Sa)까지의 거리의 합이 1(m)되도록 각각 제1 미러(151a)와 제2 미러(152a)를 배치하면, 원하는 위치에 프랙셔널 레이저빔이 초점을 형성할 수 있게 된다.
도 4에 도시된 스캔 영역(Z)은 고정된 위치의 빔 전달장치(130)에서 조사되는 레이저빔의 전체 스캔 영역을 나타내고, 부분 스캔 영역(Z1, Z2, ..., Z7)은 레이저스캐너(150)에 의해서 무작위로(random) 뿌려지는 레이저빔의 스캔 영역을 나타내고 있다. 그리고, 부분 스캔 영역((Z1, Z2, ..., Z7)) 내부에는 마이크로렌즈 어레이(140)에 의해서 분할된 다수의 프랙셔널 레이저빔이 조사된다.
도 4에서는 부분 스캔 영역(Z1, Z2, ..., Z7)의 예를 일곱 개로 들고 있으나 이에 한정되는 것은 물론 아니다.
빔 전달장치(130)가 고정된 위치에서 스캔 영역(Z)에는 마이크로렌즈 어레 이(140)에 의해서 분할된 다수의 프랙셔널 레이저빔이 레이저스캐너(150)에 의해서 무작위 방향으로 균일하게 조사되므로 매우 짧은 시간 동안에 스캔 영역(Z)에 대한 레이저 스캔 시술을 완료할 수 있게 되고, 따라서 전체적인 시술시간을 현저하게 단축할 수 있게 된다.
상기의 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 일실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 의한 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치의 외관 사시도이다.
도 2는, 도 1의 일 요부 분해 구성도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 의한 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치의 구성도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 의한 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치의 동작 개념도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 ; 레이저발진장치 111 ; 키입력부
112 ; 메인컨트롤보드 114 ; 스캐너컨트롤보드
116 ; 레이저발진부 130 ; 빔 전달장치
131 ; 굴절가이드암 131a; 어댑터
132 ; 핸드피스 140 ; 마이크로렌즈 어레이
141 ; 마이크로렌즈 150 ; 레이저스캐너
141a; 제1 미러 141b; 제1 갈바노미터
142a; 제2 미러 142b; 제2 갈바노미터

Claims (6)

  1. 레이저 발진 명령을 입력하는 키입력부(111)가 구비되어 있고, 피부 치료를 위한 레이저펄스를 발진하는 레이저발진장치(110)와, 상기 레이저발진장치(110)에서 발진된 레이저펄스가 시술대상인 피부(S)로 조사되도록 안내하는 빔 전달장치(130)를 포함하여 구성되는 레이저 장치에 있어서:
    상기 빔 전달장치(130) 내부에 레이저펄스의 진행방향에 대하여 직교하도록 설치되고, 상기 레이저발진장치(110)로부터 전달되는 레이저펄스를 복수의 프랙셔널 레이저빔으로 분할하여 치료 대상인 피부(S) 내에 초점거리를 형성하는 복수의 마이크로렌즈(141)로 구성된 마이크로렌즈 어레이(140); 및
    상기 마이크로렌즈 어레이(140)의 전방에서 상기 빔 전달장치(130)의 내부에 구비되고, 상기 복수의 프랙셔널 레이저빔이 시술대상인 피부(S)에 균일하게 조사되도록 복수의 프랙셔널 레이저빔을 무작위 방향으로 조사하는 레이저스캐너(150)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 하는 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저발진장치(110)에는, 상기 키입력부(111)로부터 입력된 레이저 발진 명령을 기초로 위치정보신호와 레이저발진제어신호를 출력하는 메인컨트롤보 드(112)와, 상기 메인컨트롤보드(112)로부터 수신한 위치정보신호를 기초로 스캐너구동제어신호를 출력하는 스캐너컨트롤보드(114)와, 상기 메인컨트롤보드(112)로부터 입력된 레이저발진제어신호에 의해서 레이저펄스를 발진하는 레이저발진부(116)가 구비되고,
    상기 레이저스캐너(150)는 상기 스캐너구동제어신호에 기초하여 복수의 프랙셔널 레이저빔을 무작위 방향으로 조사하는 것을 특징으로 하는 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 레이저스캐너(150)는,
    상기 마이크로렌즈 어레이(140)에 의해서 분할된 복수의 프랙셔널 레이저빔을 반사하는 제1 미러(141a);
    상기 제1 미러(141a)의 반사각도를 조정하기 위하여, 상기 스캐너구동제어신호를 기초로 제1 미러(141a)를 X축에 대하여 회전시키는 제1 갈바노미터(galvanometer)(141b);
    상기 제1 미러(141a)에서 반사된 복수의 프랙셔널 레이저빔을 시술대상인 피부(S)로 반사하는 제2 미러(142a); 및
    상기 제2 미러(142a)의 반사각도를 조정하기 위하여, 상기 스캐너구동제어신호를 기초로 제2 미러(142a)를 Y축에 대하여 회전시키는 제2 갈바노미터(142b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 마이크로렌즈 어레이(140)에서 제1 미러(141a)까지의 거리, 제1 미러(141a)에서 제2 미러(142a)까지의 거리 및 제2 미러(142a)에서 시술대상인 피부(S) 내부의 포커싱 지점(Sa)까지의 거리의 합이 상기 마이크로렌즈 어레이(140)의 초점 거리와 동일한 것을 특징으로 하는 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 빔 전달장치(130)는,
    상기 레이저발진장치(110)에서 발진된 레이저펄스를 안내하는 굴절가이드암(131)과, 상기 굴절가이드암(131)과 결합되어서 레이저펄스가 시술대상인 피부(S)로 조사되도록 안내하는 핸드피스(132)로 구성되고,
    상기 마이크로렌즈 어레이(140)는 상기 굴절가이드암(131)의 선단 내부에 장착되고, 상기 레이저스캐너(150)는 상기 핸드피스(132)의 후단 내부에 장착되는 것을 특징으로 하는 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 굴절가이드암(131)의 선단에서 상기 굴절가이드암(131)에 체결되어서 상기 마이크로렌즈 어레이(140)와 결합하여 상기 마이크로렌즈 어레이(140)의 위치를 고정하는 어댑터(131a)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 하는 프랙셔널 레이저빔을 이용하여 시술시간을 단축시킨 레이저 장치.
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