KR101366753B1 - 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 치료부위 전체 또는 국부의 피부에 선택적으로 레이저를 조사할 수 있는 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치를 개시한다. 본 발명은 미세 레이저 빔을 피부로 조사하여 피부 세포의 활성화시키고 피부의 혈액순환을 촉진시킬 수 있는 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치에 있어서,일정 파장 대역의 레이저를 생성하여 제공하는 레이저 광원 발생기; 상기 광원 발생기에 마련된 분배기에 의해 다수 개로 분류되고 종단에 전기 광학재가 코팅되어 전기신호에 의해 레이저의 조사에 대한 개별제어가 가능한 광섬유; 및 안면의 일부를 덮도록 일정면적을 가진 커버부가 형성되고 상기 커버부의 전체에 걸쳐 상기 광섬유의 종단의 일부가 노출된 마스크 본체를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 안면의 치료부위에 레이저의 조사를 용이하게 하는 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치에 관한 것이다.
일반적으로 광섬유는 중심부에는 굴절률이 높은 유리, 바깥 부분은 굴절률이 낮은 유리를 사용하여 중심부 유리를 통과하는 빛이 전반사가 일어나도록 한 광학적 섬유이다. 이러한 광섬유는 에너지 손실이 매우 적어 송수신하는 데이터의 손실률도 낮고 외부의 영향을 거의 받지 않는다는 장점이 있다.
이러한 광섬유는 최근에 다양한 분야에 적용되고 있는데, 특히 광섬유를 이용한 레이저 장치가 산업용, 의료용, 통신용, 군사용, 계측용뿐만 아니라 디스플레이 등 다양한 분야에서 여러 가지 용도로 활용되고 있다. 특히 안과용, 치과용, 외과수술용, 피부치료용 등과 같은 의료분야에서 레이저 활용기술의 적용범위는 점차 증대되고 있는 실정이다.
이러한 광섬유를 이용한 레이저 조사는 레이저 발진이 광섬유 자체 내에서 이루어지게 되므로 레이저 발진봉의 표면적 대비 부피가 최대가 되어 안정적으로 레이저 발진이 이루어지게 됨으로써 열 손상에 따른 레이저 발진 효율의 저하를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
한편, 의료분야에 적용된 종래의 레이저장치(이하 '의료용 레이저장치'라 한다)는 400~900nm의 미세 레이저 파장을 피부에 조사하고, 조사된 레이저 파장이 피부 깊숙이 침투하여 피부 세포를 활성화시키고, 이를 통해 피부의 혈액순환을 촉진하여 피부미용을 개선하는데 이용되고 있다.
이러한 의료용 레이저장치는 저전력 및 열전 안정성이 보장되어야 하기 때문에 레이저 발진용 광섬유를 활용하는 것에 따른 광섬유 레이저의 에너지 변환 효율에 대한 불안정성이 있고, 전자여기에 따른 암화(Photo-Darking) 현상으로 그 활용이 제한적일 수밖에 없으며 이를 위해서는 부가적인 장치가 요구된다.
또한, 이러한 종래의 의료용 레이저 장치는 최근 들어 간편하게 사용할 수 있도록 다양한 형태로 변형되고 있는데, 일 예로 레이저 조사가 가능한 '미용 마스크'가 개시되어 있다.
도 1은 종래의 미용 마스크를 나타내는 구성도로서, 도 1과 같이 미용 마스크는 다수의 레이저 광원(20)이 연결된 광섬유(11)를 포함하는 직물형태의 마스크 본체(10)를 구성한다.
이와 같은 종래의 미용 마스크는 안면의 일부를 덮는 방식으로 사용된다. 한편 여기서 사용되는 광원(20)은 의료용 레이저 모듈을 채용한 것으로서 통신용 광섬유(통상 125㎛ 내외)가 아닌 200~800㎛의 대구경 광섬유를 이용한다(출력확보에 목적이 있다).
따라서 이러한 대구경 광섬유를 통해서는 피부의 레이저 조사에 있어서 미세한 시술이 이루어질 수 없는 문제점이 있다.
또한 종래의 미용 마스크에 적용된 광섬유(11)는 광섬유(11)의 단부의 광 출력 제어를 위해 별도의 스위칭 수단이 채용된다.
그러나, 이와 같이 종래의 의료용 레이저 모듈(종래의 미용 마스크를 포함)에서 스위칭 수단을 별도로 구비하는 것은, 장치의 체적 중 비교적 많은 영역을 차지하게 됨으로써 장치의 소형화가 어렵고 제조단가가 높아지는 문제점이 있다.
이러한 광섬유는 최근에 다양한 분야에 적용되고 있는데, 특히 광섬유를 이용한 레이저 장치가 산업용, 의료용, 통신용, 군사용, 계측용뿐만 아니라 디스플레이 등 다양한 분야에서 여러 가지 용도로 활용되고 있다. 특히 안과용, 치과용, 외과수술용, 피부치료용 등과 같은 의료분야에서 레이저 활용기술의 적용범위는 점차 증대되고 있는 실정이다.
이러한 광섬유를 이용한 레이저 조사는 레이저 발진이 광섬유 자체 내에서 이루어지게 되므로 레이저 발진봉의 표면적 대비 부피가 최대가 되어 안정적으로 레이저 발진이 이루어지게 됨으로써 열 손상에 따른 레이저 발진 효율의 저하를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
한편, 의료분야에 적용된 종래의 레이저장치(이하 '의료용 레이저장치'라 한다)는 400~900nm의 미세 레이저 파장을 피부에 조사하고, 조사된 레이저 파장이 피부 깊숙이 침투하여 피부 세포를 활성화시키고, 이를 통해 피부의 혈액순환을 촉진하여 피부미용을 개선하는데 이용되고 있다.
이러한 의료용 레이저장치는 저전력 및 열전 안정성이 보장되어야 하기 때문에 레이저 발진용 광섬유를 활용하는 것에 따른 광섬유 레이저의 에너지 변환 효율에 대한 불안정성이 있고, 전자여기에 따른 암화(Photo-Darking) 현상으로 그 활용이 제한적일 수밖에 없으며 이를 위해서는 부가적인 장치가 요구된다.
또한, 이러한 종래의 의료용 레이저 장치는 최근 들어 간편하게 사용할 수 있도록 다양한 형태로 변형되고 있는데, 일 예로 레이저 조사가 가능한 '미용 마스크'가 개시되어 있다.
도 1은 종래의 미용 마스크를 나타내는 구성도로서, 도 1과 같이 미용 마스크는 다수의 레이저 광원(20)이 연결된 광섬유(11)를 포함하는 직물형태의 마스크 본체(10)를 구성한다.
이와 같은 종래의 미용 마스크는 안면의 일부를 덮는 방식으로 사용된다. 한편 여기서 사용되는 광원(20)은 의료용 레이저 모듈을 채용한 것으로서 통신용 광섬유(통상 125㎛ 내외)가 아닌 200~800㎛의 대구경 광섬유를 이용한다(출력확보에 목적이 있다).
따라서 이러한 대구경 광섬유를 통해서는 피부의 레이저 조사에 있어서 미세한 시술이 이루어질 수 없는 문제점이 있다.
또한 종래의 미용 마스크에 적용된 광섬유(11)는 광섬유(11)의 단부의 광 출력 제어를 위해 별도의 스위칭 수단이 채용된다.
그러나, 이와 같이 종래의 의료용 레이저 모듈(종래의 미용 마스크를 포함)에서 스위칭 수단을 별도로 구비하는 것은, 장치의 체적 중 비교적 많은 영역을 차지하게 됨으로써 장치의 소형화가 어렵고 제조단가가 높아지는 문제점이 있다.
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본 발명은 위와 같은 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 치료부위에 미세조사가 가능하게 하고, 간소화된 구조로 국부의 치료부위에 띠라 레이저 시술을 선택적으로 제어할 수 있는 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 형태에 따르면, 미세 레이저 빔을 피부로 조사하여 피부 세포를 활성화시켜 피부의 혈액순환을 촉진시키는 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치로서, 일정 파장 대역의 레이저를 생성하여 공급하는 레이저 광원 발생기; 상기 레이저 광원 발생기에서 분류된 복수 개의 광섬유; 및 안면의 일부를 덮도록 일정면적을 가진 커버부가 형성되고 상기 커버부의 전체에 걸쳐 상기 광섬유의 말단의 일부가 노출된 마스크 본체를 포함하고, 상기 광섬유의 출력단에는 전기 광학재가 코팅되어 외부의 전기신호에 의해 출력 제어가 가능하고, 상기 광섬유의 출력단은 상기 레이저 광원 발생기에 연결된 입력단의 지름보다 작게 형성되어 미세조사가 가능한 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치를 제공한다.
상기 광섬유는 코어와 클랜딩으로 구분되며, 상기 코어의 입력단의 지름이 550±55㎛일 때, 상기 코어의 출력단의 지름은 70±5㎛으로 테이퍼진 형태로 제공되고, 상기 클랜딩의 입력단의 지름이 600±60㎛일 때, 상기 클랜딩의 출력단의 지름은 80±10㎛로 테이퍼진 형태로 제공될 수 있다.
상기 전기 광학재는 알루미늄, 구리, 및 은으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 광섬유를 상기 마스크 본체에 고정하는 광섬유 커넥터를 포함하며, 상기 광섬유 커넥터는 지름이 서로 다른 상기 광섬유의 상기 입력단과 상기 출력단을 관통하기 위해 내부의 관통공의 직경이 서로 다르게 형성될 수 있다.
상기 광섬유 커넥터는, 선단에 상기 광섬유의 상기 입력단이 삽입되는 제1 관통공, 말단에 상기 광섬유의 상기 출력단이 삽입되는 제2 관통공, 및 상기 제1 관통공과 상기 제2 관통공을 연결하며 테이퍼진 내경을 갖는 중간 연결부로 이루어질 수 있다.
상기 광섬유는 복수의 개체가 각각 그룹화되어 다수의 채널을 형성하고, 상기 채널에 상기 전기신호를 주어 상기 광섬유의 조사를 개별제어할 수 있다.
상기 마스크 본체는, 중간에 연결부를 매개로 양측으로 각각 형성된 제1 커버부와 제2 커버부로 구성되며, 상기 제1 커버부와 상기 제2 커버부의 내측에는 상기 광섬유의 출력단이 노출되는 다수의 노출공이 일정면적만큼 형성된 제1 조사영역과 제2 조사영역이 형성될 수 있다.
상기 광섬유는 코어와 클랜딩으로 구분되며, 상기 코어의 입력단의 지름이 550±55㎛일 때, 상기 코어의 출력단의 지름은 70±5㎛으로 테이퍼진 형태로 제공되고, 상기 클랜딩의 입력단의 지름이 600±60㎛일 때, 상기 클랜딩의 출력단의 지름은 80±10㎛로 테이퍼진 형태로 제공될 수 있다.
상기 전기 광학재는 알루미늄, 구리, 및 은으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 광섬유를 상기 마스크 본체에 고정하는 광섬유 커넥터를 포함하며, 상기 광섬유 커넥터는 지름이 서로 다른 상기 광섬유의 상기 입력단과 상기 출력단을 관통하기 위해 내부의 관통공의 직경이 서로 다르게 형성될 수 있다.
상기 광섬유 커넥터는, 선단에 상기 광섬유의 상기 입력단이 삽입되는 제1 관통공, 말단에 상기 광섬유의 상기 출력단이 삽입되는 제2 관통공, 및 상기 제1 관통공과 상기 제2 관통공을 연결하며 테이퍼진 내경을 갖는 중간 연결부로 이루어질 수 있다.
상기 광섬유는 복수의 개체가 각각 그룹화되어 다수의 채널을 형성하고, 상기 채널에 상기 전기신호를 주어 상기 광섬유의 조사를 개별제어할 수 있다.
상기 마스크 본체는, 중간에 연결부를 매개로 양측으로 각각 형성된 제1 커버부와 제2 커버부로 구성되며, 상기 제1 커버부와 상기 제2 커버부의 내측에는 상기 광섬유의 출력단이 노출되는 다수의 노출공이 일정면적만큼 형성된 제1 조사영역과 제2 조사영역이 형성될 수 있다.
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본 발명에 따르면, 종래의 대구경 광섬유의 출력부를 테이퍼지게 가공하여 피부에 미세한 조사가 가능하여 시술의 효율을 향상할 수 있고, 광섬유의 종단에 전기 광학재(Electro-optic material)를 코팅하여 각 채널별로 광 조사를 제어함으로써 안면 국부에 대한 선택적 시술이 가능하면서도 장치를 간소화하고 제조단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 미용 마스크를 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 마스크 본체에 대한 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 마스크 본체의 안쪽 부분을 나타내는 구성도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 사용상태도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 광섬유를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 광섬유를 나타내는 구성도, 및
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 광섬유 커넥터를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 마스크 본체에 대한 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 마스크 본체의 안쪽 부분을 나타내는 구성도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 사용상태도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 광섬유를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 광섬유를 나타내는 구성도, 및
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 광섬유 커넥터를 나타내는 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 마스크 본체에 대한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 마스크 본체의 안쪽 부분을 나타내는 구성도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 사용상태도이다.
도 2와 같이, 본 발명의 의료용 마스크 장치는 레이저 광원 발생기(200)에 광케이블(L1,L2)로 연결된 마스크 본체(100)로 구성된다.
상기 레이저 광원 발생기(200)는 통상의 고체 레이저 모듈이나 반도체 레이저 모듈을 적용함으로써 일정한 광 출력을 확보할 수 있도록 한다. 또한 레이저 광원 발생기(200)에 연결된 광케이블(L1,L2)은 일정한 광 출력을 확보하기 위해 200~800㎛의 대구경 광섬유가 적용된다.
상기 마스크 본체(100)는 도 3 내지 도 5와 같이 제1 커버부(110)와 제2 커버부(120)가 중간에 연결부(150)를 매개로 서로 연결된 형태로 제공될 수 있다. 이에 따라 사용자의 안면(양측 볼)에 용이하게 덮어서 사용할 수 있다(도 5 참조). 또한 커버부(110,120)의 전체면에는 광케이블(L1,L2)에서 분기된 다수의 광섬유(300)의 출력단이 노출된 형태로 분포되도록 삽입된다. 구체적으로 도 4와 같이 마스크 본체(100)의 접안영역에는 다수의 노출공(h1,h2)이 일정면적으로 형성된 조사영역(110a,120a)이 형성되고, 이들 노출공(h1,h2)에는 각각 광섬유(300)의 출력단이 노출된 상태로 제공된다. 이에 따라 안면의 국부에 대해 광범위적인 레이저 조사가 가능하다.
또한 본 발명의 의료용 마스크 장치에 적용되는 광섬유(300)는 피부에 미세 조사가 가능하도록 출력단이 테이퍼지게 구성되는데 이에 대해 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 광섬유를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 광섬유를 나타내는 구성도이다.
도 6 및 도 7과 같이, 본 발명의 마스크 장치에 적용되는 광섬유(300)는 종단이 테이퍼링(tapering) 처리되어 미세가공이 용이하다.
종래의 대구경(200~800㎛)의 광섬유의 출력단을 열가공을 통해 테이퍼링 처리함으로써 출력단이 가는 형태로 제공될 수 있다. 즉, 광섬유(300)는 통상적으로 코어(310)와 클랜딩(320)으로 구성되는데, 본 발명에서는 광섬유(300)를 열가공하여 상기 코어(310)의 입력단(B)의 지름이 550±55㎛일 때, 상기 코어(310)의 출력단(A)의 지름은 70±5㎛으로 테이퍼진 형태로 가공하고, 또한 클랜딩(320)의 입력단(B)의 지름이 600±60㎛일 때, 상기 클랜딩(320)의 출력단(A)의 지름은 80±10㎛로 테이퍼진 형태로 가공할 수 있다. 이에 따라 출력단(A)과 입력단(B) 사이에는 테이퍼부(C)가 형성될 수 있다.
이와 같이 형성함으로써, 고출력의 레이저 광원 발생기(20)에서 출사된 광원은 복수 가닥의 테이퍼링된 광섬유(300)의 출력단(A)으로 집광되어 피부조직에 용이하게 침투될 수 있게 된다.
이때, 레이저 광원 발생기(200)의 광케이블(L1,L2)에서 출사된 광은 각각의 광섬유(300)로 분기(광원 발생기 내의 분배기를 통해 분기)되어 조사되는데, 때에 따라서는 피부의 국부만 치료해야 하는 경우가 발생된다.
이를 위해 본 발명에서는 광섬유(300)의 출력단(A)에는 전기 광학재(Electro-optic material)를 코팅하여 광출력을 제어하는 방식을 채용하였다. 구체적으로 전기 광학재는 Au, Ag, Cu 등의 물질로서, 이들 전기 광학재는 광의 흡수를 파장에 따라 다르게 구성될 수 있다. 이러한 전기 광학재는 전기 광학재의 물성(광 흡수 특성)을 이용한 것으로 일반적인 상황에서는 특정 레이저 파장의 빔을 투과하지만, 외부에서 전기신호를 주면 광 흡수 파장 대역이 변경되어 레이저 파장의 빔을 흡수함으로써 레이저 방출을 차단(광 흡수)하는 원리를 이용한 것이다.
이와 같은 본 발명은 전기 광학재를 광섬유(300)에 코팅하는 것으로 마스크 본체(100)에 전체적으로 분포된 광섬유(300)의 국부제어가 가능하다(즉, 소정의 영역에 레이저 조사를 차단할 수 있음). 이에 더해 각 광섬유(300)를 그룹화하여 복수의 채널을 형성하고, 이 채널에 전기신호를 주는 것으로 개별제어(해당 그룹별 제어)가 이루어질 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 광섬유 커넥터를 나타내는 구성로서, 도 8과 같이 광섬유(300)를 마스크 본체(100)에 고정하는 광섬유 커넥터(400)를 포함할 수 있다. 즉, 광섬유 커넥터(400)는 제1 커버부(110)와 제2 커버부(120)의 조사영역(110a,120a)에 형성된 다수의 노출공(h1,h2)을 통해 광섬유(300)의 출력단이 노출될 수 있도록 광섬유(300)를 마스크 본체(100)의 내부에 고정되어 노출공(h1,h2)을 통해 광섬유(300)를 인출시키는 역할을 한다.
이 광섬유 커넥터(400)는 SMA(SubMiniature) 커넥터의 형태로 적용될 수 있는데, 이 SMA 커넥터 방식은 종래에 고출력의 레이저 모듈의 광원을 효과적으로 광섬유(300) 내로 유치하는데 적용되고 있다.
이와 같이 본 발명에 적용된 광섬유 커넥터(400)는 SMA 커넥터 형태를 취하면서도 내부 관통공(430,450) 지름이 서로 다른 광섬유(300)의 입력단(B)과 출력단(A)을 관통하기 위해 내부의 관통공(430,450)의 직경이 서로 다르게 형성하여 이루어진다.
즉, 본 발명은 대구경(200~800㎛)의 광섬유(300)의 입력단의 인입을 위한 입력부(410)와 테이퍼링된 출력단(A)이 관통되는 출력부(420)가 형성된 광섬유 커넥터(400)가 제공됨으로써, 지름이 서로 다른 광섬유(300)를 용이하게 마스크 본체(100)에 고정시킨 상태에서 외부로 인출시킬 수 있다. 이때 입력부(410)와 출력부(420) 사이에는 광섬유(300)의 테이퍼부(C)가 위치하는 중간 연결부(460)가 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 레이저 광원 발생기(200)에서 출력된 광원을 유치하는 광섬유(300)의 출력단을 테이퍼지게 가공하여 종단으로 집광시켜 조사할 수 있어 피부에 미세한 레이저 조사가 가능하고, 이를 통해 레이저 시술의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 광섬유(300)의 출력단에 전기 광학재를 코팅하여 각 채널별로 레이저 조사를 제어함으로써 국부에 대한 선택적 시술이 가능하면서도 장치를 간소화시키고 제조단가를 낮출 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 마스크 본체에 대한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 마스크 본체의 안쪽 부분을 나타내는 구성도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 사용상태도이다.
도 2와 같이, 본 발명의 의료용 마스크 장치는 레이저 광원 발생기(200)에 광케이블(L1,L2)로 연결된 마스크 본체(100)로 구성된다.
상기 레이저 광원 발생기(200)는 통상의 고체 레이저 모듈이나 반도체 레이저 모듈을 적용함으로써 일정한 광 출력을 확보할 수 있도록 한다. 또한 레이저 광원 발생기(200)에 연결된 광케이블(L1,L2)은 일정한 광 출력을 확보하기 위해 200~800㎛의 대구경 광섬유가 적용된다.
상기 마스크 본체(100)는 도 3 내지 도 5와 같이 제1 커버부(110)와 제2 커버부(120)가 중간에 연결부(150)를 매개로 서로 연결된 형태로 제공될 수 있다. 이에 따라 사용자의 안면(양측 볼)에 용이하게 덮어서 사용할 수 있다(도 5 참조). 또한 커버부(110,120)의 전체면에는 광케이블(L1,L2)에서 분기된 다수의 광섬유(300)의 출력단이 노출된 형태로 분포되도록 삽입된다. 구체적으로 도 4와 같이 마스크 본체(100)의 접안영역에는 다수의 노출공(h1,h2)이 일정면적으로 형성된 조사영역(110a,120a)이 형성되고, 이들 노출공(h1,h2)에는 각각 광섬유(300)의 출력단이 노출된 상태로 제공된다. 이에 따라 안면의 국부에 대해 광범위적인 레이저 조사가 가능하다.
또한 본 발명의 의료용 마스크 장치에 적용되는 광섬유(300)는 피부에 미세 조사가 가능하도록 출력단이 테이퍼지게 구성되는데 이에 대해 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 광섬유를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 광섬유를 나타내는 구성도이다.
도 6 및 도 7과 같이, 본 발명의 마스크 장치에 적용되는 광섬유(300)는 종단이 테이퍼링(tapering) 처리되어 미세가공이 용이하다.
종래의 대구경(200~800㎛)의 광섬유의 출력단을 열가공을 통해 테이퍼링 처리함으로써 출력단이 가는 형태로 제공될 수 있다. 즉, 광섬유(300)는 통상적으로 코어(310)와 클랜딩(320)으로 구성되는데, 본 발명에서는 광섬유(300)를 열가공하여 상기 코어(310)의 입력단(B)의 지름이 550±55㎛일 때, 상기 코어(310)의 출력단(A)의 지름은 70±5㎛으로 테이퍼진 형태로 가공하고, 또한 클랜딩(320)의 입력단(B)의 지름이 600±60㎛일 때, 상기 클랜딩(320)의 출력단(A)의 지름은 80±10㎛로 테이퍼진 형태로 가공할 수 있다. 이에 따라 출력단(A)과 입력단(B) 사이에는 테이퍼부(C)가 형성될 수 있다.
이와 같이 형성함으로써, 고출력의 레이저 광원 발생기(20)에서 출사된 광원은 복수 가닥의 테이퍼링된 광섬유(300)의 출력단(A)으로 집광되어 피부조직에 용이하게 침투될 수 있게 된다.
이때, 레이저 광원 발생기(200)의 광케이블(L1,L2)에서 출사된 광은 각각의 광섬유(300)로 분기(광원 발생기 내의 분배기를 통해 분기)되어 조사되는데, 때에 따라서는 피부의 국부만 치료해야 하는 경우가 발생된다.
이를 위해 본 발명에서는 광섬유(300)의 출력단(A)에는 전기 광학재(Electro-optic material)를 코팅하여 광출력을 제어하는 방식을 채용하였다. 구체적으로 전기 광학재는 Au, Ag, Cu 등의 물질로서, 이들 전기 광학재는 광의 흡수를 파장에 따라 다르게 구성될 수 있다. 이러한 전기 광학재는 전기 광학재의 물성(광 흡수 특성)을 이용한 것으로 일반적인 상황에서는 특정 레이저 파장의 빔을 투과하지만, 외부에서 전기신호를 주면 광 흡수 파장 대역이 변경되어 레이저 파장의 빔을 흡수함으로써 레이저 방출을 차단(광 흡수)하는 원리를 이용한 것이다.
이와 같은 본 발명은 전기 광학재를 광섬유(300)에 코팅하는 것으로 마스크 본체(100)에 전체적으로 분포된 광섬유(300)의 국부제어가 가능하다(즉, 소정의 영역에 레이저 조사를 차단할 수 있음). 이에 더해 각 광섬유(300)를 그룹화하여 복수의 채널을 형성하고, 이 채널에 전기신호를 주는 것으로 개별제어(해당 그룹별 제어)가 이루어질 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치의 광섬유 커넥터를 나타내는 구성로서, 도 8과 같이 광섬유(300)를 마스크 본체(100)에 고정하는 광섬유 커넥터(400)를 포함할 수 있다. 즉, 광섬유 커넥터(400)는 제1 커버부(110)와 제2 커버부(120)의 조사영역(110a,120a)에 형성된 다수의 노출공(h1,h2)을 통해 광섬유(300)의 출력단이 노출될 수 있도록 광섬유(300)를 마스크 본체(100)의 내부에 고정되어 노출공(h1,h2)을 통해 광섬유(300)를 인출시키는 역할을 한다.
이 광섬유 커넥터(400)는 SMA(SubMiniature) 커넥터의 형태로 적용될 수 있는데, 이 SMA 커넥터 방식은 종래에 고출력의 레이저 모듈의 광원을 효과적으로 광섬유(300) 내로 유치하는데 적용되고 있다.
이와 같이 본 발명에 적용된 광섬유 커넥터(400)는 SMA 커넥터 형태를 취하면서도 내부 관통공(430,450) 지름이 서로 다른 광섬유(300)의 입력단(B)과 출력단(A)을 관통하기 위해 내부의 관통공(430,450)의 직경이 서로 다르게 형성하여 이루어진다.
즉, 본 발명은 대구경(200~800㎛)의 광섬유(300)의 입력단의 인입을 위한 입력부(410)와 테이퍼링된 출력단(A)이 관통되는 출력부(420)가 형성된 광섬유 커넥터(400)가 제공됨으로써, 지름이 서로 다른 광섬유(300)를 용이하게 마스크 본체(100)에 고정시킨 상태에서 외부로 인출시킬 수 있다. 이때 입력부(410)와 출력부(420) 사이에는 광섬유(300)의 테이퍼부(C)가 위치하는 중간 연결부(460)가 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 레이저 광원 발생기(200)에서 출력된 광원을 유치하는 광섬유(300)의 출력단을 테이퍼지게 가공하여 종단으로 집광시켜 조사할 수 있어 피부에 미세한 레이저 조사가 가능하고, 이를 통해 레이저 시술의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 광섬유(300)의 출력단에 전기 광학재를 코팅하여 각 채널별로 레이저 조사를 제어함으로써 국부에 대한 선택적 시술이 가능하면서도 장치를 간소화시키고 제조단가를 낮출 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
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100: 마스크 본체 110, 120: 커버부
200: 레이저 광원 발생기 300: 광섬유
310: 코어 320: 클랜딩
400: 광섬유 커넥터
200: 레이저 광원 발생기 300: 광섬유
310: 코어 320: 클랜딩
400: 광섬유 커넥터
Claims (6)
- 미세 레이저 빔을 피부로 조사하여 피부 세포를 활성화시켜 피부의 혈액순환을 촉진시키는 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치로서,
일정 파장 대역의 레이저를 생성하여 공급하는 레이저 광원 발생기;
상기 레이저 광원 발생기에서 분류된 복수 개의 광섬유; 및
안면의 일부를 덮도록 일정면적을 가진 커버부가 형성되고 상기 커버부의 전체에 걸쳐 상기 광섬유의 말단의 일부가 노출된 마스크 본체를 포함하고,
상기 광섬유의 출력단에는 전기 광학재가 코팅되어 외부의 전기신호에 의해 상기 광섬유의 광(光)출력 제어가 가능하고,
상기 광섬유의 출력단은 상기 레이저 광원 발생기에 연결된 입력단의 지름보다 작게 형성되어 미세조사가 가능한 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치. - 제1항에 있어서,
상기 광섬유는 코어와 클랜딩으로 구분되며,
상기 코어의 입력단의 지름이 550±55㎛일 때, 상기 코어의 출력단의 지름은 70±5㎛으로 테이퍼진 형태로 제공되고,
상기 클랜딩의 입력단의 지름이 600±60㎛일 때, 상기 클랜딩의 출력단의 지름은 80±10㎛로 테이퍼진 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치. - 제1항에 있어서,
상기 전기 광학재는 알루미늄, 구리, 및 은으로 이루어진 군에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광섬유를 상기 마스크 본체에 고정하는 광섬유 커넥터를 포함하며,
상기 광섬유 커넥터는 지름이 서로 다른 상기 광섬유의 상기 입력단과 상기 출력단을 관통하기 위해 내부의 관통공의 직경이 서로 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치. - 제4항에 있어서,
상기 광섬유 커넥터는,
선단에 상기 광섬유의 상기 입력단이 삽입되는 제1 관통공,
말단에 상기 광섬유의 상기 출력단이 삽입되는 제2 관통공, 및
상기 제1 관통공과 상기 제2 관통공을 연결하며 테이퍼진 내경을 갖는 중간 연결부로 이루어진 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치. - 제1항에 있어서,
상기 광섬유는 복수의 개체가 각각 그룹화되어 다수의 채널을 형성하고, 상기 채널에 상기 전기신호를 주어 상기 광섬유의 조사를 그룹별로 제어하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 의료용 마스크 장치.
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