KR101461412B1 - 조명장치가 구비된 의료용 헤드 루페 - Google Patents

조명장치가 구비된 의료용 헤드 루페 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수술이나 진료 등 의료행위 시 머리에 착용한 후에 라이트로 빛을 발생시켜서 대상을 확대하여 볼 수 있는 의료용 헤드 루페에 관한 것이다.
본 발명은 LED 광원에서 조사되는 빛을 반사시켜 렌즈 측으로 모아줄 수 있는 구조와 LED 부분의 온도 저하 효과를 얻을 수 있는 공기 대류 홀을 LED 모듈 주변을 밀폐하고 있는 렌즈 소켓에 마련함으로써 특별한 구성을 추가함이 없이도 LED 광원에서 조사되는 빛의 이용 효율을 향상시킬 수 있고, LED의 수명을 확보할 수 있는 조명장치가 구비된 의료용 헤드 루페를 제공한다.

Description

조명장치가 구비된 의료용 헤드 루페{Medical head loupe with light}
본 발명은 조명장치가 구비된 의료용 헤드 루페에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수술이나 진료 등 의료행위 시 머리에 착용한 후에 라이트로 빛을 발생시켜서 대상을 확대하여 볼 수 있는 의료용 헤드 루페에 관한 것이다.
일반적으로 헤드 루페(Head loupe)는 수술이나 진료 등 의료행위 시 특히, 미세한 신체조직을 대상으로 하는 의료행위 시 안경과 같은 형태로 제작하여 머리에 착용한 상태에서 대상을 확대하여 볼 수 있는 기구이다.
보통 헤드 루페는 다수 개의 렌즈를 조합하여 높은 배율을 얻을 수 있도록 한 것으로서, 일반적으로 안경형태나 헤드 밴드에 렌즈를 결합한 형태로 이루어진다.
이러한 헤드 루페를 사용하는 경우 대상을 확대한 상태에서 정밀한 시술을 수행해야 하기 때문에 조명을 필요로 하게 되며, 이를 위해 헤드 루페의 전면에 조명장치를 장착하여 전면의 대상에 빛이 비춘 상태에서 정밀한 시술이나 작업을 하고 있다.
이와 같은 헤드 루페의 조명장치에 적용되는 의료용 LED는 어느 특정 부위를 비추기 위한 목적으로 사용되며, 이를 위해 빛을 모아주는 렌즈도 함께 사용된다.
여기서, 상기 렌즈는 1차측과 2차측으로 구성되어 있어 짧은 거리에서 빛을 모아주는 기능을 하게 된다.
이렇게 조명장치를 갖춘 헤드 루프는 한국공개특허 10-2009-0097505호, 미국등록특허 5,667,291호 등에 다양한 형태의 것들이 개시되어 있다.
위와 같은 종래의 조명장치를 갖춘 헤드 루프에서 사용하는 렌즈는 짧은 거리에서 빛을 모아주기 위해서 1차측 및 2차측 렌즈를 사용하고, 또 LED의 화각은 대부분 150∼160°사이로 보통의 경우 렌즈가 속해 있는 소켓 부분이 상당량의 LED 빛을 차단하는 구조로 되어 있다.
이렇게 차단된 빛은 복사열의 일종으로 LED가 속해 있는 하우징의 온도 상승 효과를 가져오고, 이로 인해 LED 모듈 전체의 온도 상승 결과를 초래하여 LED 수명을 저하시키는 문제가 있다.
더욱이, LED 모듈 주변이 소켓 부분에 의해 밀폐된 공간으로 되어 있어 공기 순환에 의한 냉각에 어려움이 있다.
또한, LED의 빛이 전량 전방으로 조사되지 못하고 그 주위를 밀폐하고 있는 소켓 부분의 벽면에 대부분 차단 및 흡수되는 등 빛의 이용 효율이 떨어지는 문제가 있다.
따라서, LED 빛의 복사열로 인한 온도 상승 문제를 해결하여 LED 수명을 확보하고, LED 빛의 이용 효율을 높이는 것이 무엇보다 필요하다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, LED 광원에서 조사되는 빛을 반사시켜 렌즈 측으로 모아줄 수 있는 구조를 적용하고, 또 LED 모듈 주변을 밀폐하고 있는 소켓 부분의 구조 개선을 통한 공기 대류 작용을 이용하여 LED 부분의 온도 저하 효과를 얻을 수 있는 새로운 형태의 헤드 루페 조명방식을 구현함으로써, LED 광원에서 조사되는 빛의 이용 효율을 향상시킬 수 있고, LED의 수명을 확보할 수 있는 조명장치가 구비된 의료용 헤드 루페를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 조명장치가 구비된 헤드 루페는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 조명장치가 구비된 헤드 루페는 헤드 루페 본체측에 설치되는 것으로서, 내부에 LED 모듈이 장착되어 있는 모듈 하우징과, 상기 모듈 하우징의 선단부에 결합되며 1차 렌즈가 장착되어 있는 렌즈 소켓과, 상기 렌즈 소켓의 선단부에 결합되며 2차 렌즈가 장착되어 있는 렌즈 하우징 등을 포함하는 구조로 이루어진다.
특히, 상기 조명장치가 구비된 헤드 루페는 렌즈 소켓에 1차 렌즈의 뒷쪽으로 LED 모듈에 있는 LED가 있는 위치까지 근접하여 연장되는 경통이 형성되어, LED에서 조사되는 빛을 반사시켜서 1차 렌즈측으로 모아줄 수 있는 구조를 포함한다.
따라서, 상기 조명장치가 구비된 헤드 루페는 빛을 모아줄 수 있는 경통 구조와 공기대류 효과를 통해 빛의 이용효율 향상과 LED 부분의 온도 저하를 도모할 수 있는 특징이 있다.
여기서, 상기 경통의 하단부는 LED 모듈에 있는 LED의 주변을 둘러싸면서 그 내측으로 LED를 수용할 수 있도록 하고, 이러한 경통의 내주면에는 유리 또는 금속 재질 등으로 이루어진 반사체를 구비하여, 빛의 반사효율을 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 경통의 내주면에 구비되는 반사체는 경통의 상단부에 끼워지면서 반사체를 고정시켜주는 홀더에 의해 고정되거나, 또는 경통의 내주면에 코팅이나 부착 구조로 일체 형성될 수 있다.
그리고, 상기 렌즈 소켓의 경우, 내부의 렌즈 지지체에 형성되어 LED 모듈이 속해 있는 공간과 1차 렌즈 및 2차 렌즈가 속해 있는 공간 사이의 공기흐름을 통해 LED 모듈에서 발생하는 열의 냉각을 가능하게 하는 공기대류홀을 포함할 수 있으며, 이때의 공기대류홀의 한쪽은 이물질 침투 방지를 위한 펠트에 의해 마감될 수 있다.
본 발명에서 제공하는 조명장치가 구비된 의료용 헤드 루페는 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, LED의 빛을 반사시켜 렌즈 측으로 집중시킬 수 있는 구조를 렌즈 소켓에 채택함으로써, LED에서 조사되는 빛의 거의 대부분을 렌즈 측으로 모아줄 수 있는 등 LED 빛의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
둘째, 렌즈 소켓에 형성한 공기대류홀을 이용한 공기의 대류를 통해 LED 모듈로부터 발생하는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 등 LED 수명 연장은 물론, 헤드 루페의 전체적인 기능성 및 내구성 향상을 시킬 수 있다.
셋째, 경통 구조의 내면에 반사효율을 높일 수 있는 반사체를 구비함으로써, LED 빛을 렌즈 측으로 보다 효율적으로 모아줄 수 있으며, 이에 따라 고휘도의 LED 조명을 구현할 수 있다.
넷째, 렌즈 소켓에 있는 공기대류홀에 이물질 침투 방지를 위한 펠트(Felt)를 구비함으로써, 렌즈 주변의 이물질이 빛에 투영되면서 만들어내는 그림자를 없앨 수 있는 등 의료행위 시 깨끗한 시야 확보가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치가 구비된 의료용 헤드 루페를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치가 구비된 의료용 헤드 루페를 나타내는 정면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치가 구비된 의료용 헤드 루페를 나타내는 평면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치가 구비된 의료용 헤드 루페를 나타내는 측면도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치가 구비된 의료용 헤드 루페를 나타내는 단면도
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치가 구비된 의료용 헤드 루페에서 경통과 공기대류홀이 있는 렌즈 소켓을 나타내는 사시도 및 단면도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치가 구비된 의료용 헤드 루페를 나타내는 사시도, 정면도, 평면도, 측면도 및 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치가 구비된 의료용 헤드 루페에서 경통과 공기대류홀이 있는 렌즈 소켓을 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 의료용 헤드 루페는 수술이나 진료 등 의료행위 시 전면의 대상에 빛을 비추기 위한 조명장치를 포함하며, 특히 빛의 이용 효율을 높일 수 있고, LED 모듈에서 발생하는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있는 구조로 이루어진다.
이를 위하여, 상기 의료용 헤드 루페는 LED 모듈(10)이 장착되어 있는 모듈 하우징(11), 1차 렌즈(12)가 장착되어 있는 렌즈 소켓(13), 2차 렌즈(14)가 장착되어 있는 렌즈 하우징(15) 등을 포함한다.
상기 모듈 하우징(11)은 헤드 루페의 본체(미도시)에 설치되는 것으로서, 하우징 내부에 형성되어 있는 모듈 지지체(26)에는 LED(16)와 PCB(29)로 구성되는 LED 모듈(10)이 장착된다.
그리고, 상기 PCB(29)측으로는 케이블(24)이 연결되어 외부로부터 전원을 제공받을 수 있게 된다.
또한, 상기 모듈 하우징(11)의 선단부 내주면에는 암사나부(27)가 형성되어 있어서, 이곳에 렌즈 소켓(13)에 있는 수나사부(28)가 체결될 수 있게 된다.
또한, 상기 모듈 하우징(11)의 후단부 일측에는 브라켓(25)이 연장 형성되어 있으며, 이때의 브라켓(25)을 이용한 착탈구조에 의해 모듈 하우징(11)은 헤드 루페 본체 측에 결합되어 지지될 수 있게 된다.
상기 렌즈 소켓(13)은 원통형 구조로 이루어지게 되고, 후단부의 외주면에 형성되어 있는 수나사부(28)를 이용하여 모듈 하우징(11)의 선단부 내주면에 있는 암나사부(27)에 체결되는 구조로 결합된다.
이러한 렌즈 소켓(13)의 내부에는 렌즈 지지체(20)가 소켓 길이방향을 차단하는 자세로 형성되고, 이렇게 형성되는 렌즈 지지체(20)의 전면 쪽 중심 위치에는 단차진 구조의 렌즈 안착부(23)가 형성되어, 이곳에 1차 렌즈(12)가 끼워져 안착되는 구조로 장착될 수 있게 된다.
특히, 상기 렌즈 소켓(13)에는 LED 광원에서 조사되는 빛을 1차 렌즈(12) 측으로 모아주는 역할을 하는 경통(17)이 구비되며, 이때의 경통(17)은 1차 렌즈(12)의 뒷쪽으로 위치됨과 더불어 렌즈 지지체(20)의 후면에서부터 LED 모듈(10)에 있는 LED(16)의 위치까지 근접하여 연장되는 형태로 형성된다.
이러한 경통(17)은 렌즈 지지체(20)를 기준으로 후면 쪽에 위치되면서 1차 렌즈(12)와 동축을 이루는 배치구조를 갖게 되며, LED(16)에서 조사되는 빛을 반사시켜서 1차 렌즈(12) 측으로 모아줄 수 있게 된다.
그리고, 상기 LED 모듈(10)의 LED(16)가 있는 바로 위까지 연장되는 경통(17)의 하단부는 LED(16)의 주변을 둘러싸면서 그 내측으로 LED(16)를 수용할 수 있게 되고, 이에 따라 LED(16)로부터 조사되는 빛의 거의 전량이 경통(17)의 내부로 유도되어 반사된 후에 1차 렌즈(12) 측으로 보내질 수 있게 된다.
또한, 상기 경통(17)의 경우 반사부, 즉 내주면에서의 반사 효율을 높일 수 있도록 하기 위해 그 내주면에는 유리 또는 금속 재질, 예를 들면 빛 반사가 좋은 알루미늄 등의 금속 재질로 이루어진 반사체(18)가 구비된다.
여기서, 상기 반사체(18)는 다양한 형태로 경통(17)의 내주면에 적용될 수 있게 된다.
일 예로서, 상기 경통(17)의 내주면에 반사체(18)가 밀착된 후에 경통(17)의 상단부에 링 모양의 홀더(19)가 장착되므로서, 즉 상기 홀더(19)가 반사체(18)의 상단부를 경통 내주면측으로 압착하면서 반사체(18)의 내주면에 끼워짐과 더불어 경통(17)의 상단부에 체결되므로서, 반사체(18)는 홀더(19)에 의해 경통 내부에서 안정적으로 고정될 수 있게 된다.
다른 예로서, 상기 반사체(18)는 경통(17)의 내주면에 직접 코팅되거나, 또는 접착제 등에 의해 부착되는 구조로 일체형 또는 일체식으로 형성될 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 반사체(18)는 경통(17)의 내주면을 랩핑이나 폴리싱 등의 방식으로 정밀 연마 가공하여 면조도를 확보한 형태로도 이루어질 수 있다.
또한, 상기 렌즈 소켓(13)에는 공기의 대류를 통해 LED 모듈(10)로부터 발생하는 열을 냉각시킬 수 있는 수단으로 공기대류홀(21)이 구비된다.
이러한 공기대류홀(21)은 렌즈 소켓(13)의 렌즈 지지체(20)를 관통하는 형태로서, 중심에 위치되는 경통(17)의 주변 둘레를 따라가면서 일정간격으로 배치되는 다수 개로 이루어질 수 있게 된다.
이렇게 상기 렌즈 소켓(13)의 렌즈 지지체(20)에 다수 개의 공기대류홀(21)이 형성되고, 이때의 공기대류홀(21)을 통해 LED(16)을 포함하는 LED 모듈(10)이 속해 있는 뒤쪽의 공간과 1차 렌즈(12) 및 2차 렌즈(12)가 속해 있는 앞쪽의 공간 간에 공기의 흐름이 이루어질 수 있게 된다.
이에 따라, 종전과 같이 LED(16)을 포함하는 LED 모듈(10)이 속해 있는 공간이 밀폐되어 있던 것과 달리, 위와 같이 공기대류홀(21)로 인해 앞쪽과 뒤쪽 공간 간에 공기의 대류가 활발히 이루어지면서 LED 모듈(10)에서 발생하는 열을 렌즈 하우징 등과 같은 부품들의 열전도를 통해 외부로 방출할 수 있게 된다.
그리고, 상기 렌즈 지지체(20)에 형성되는 공기대류홀(21)의 한쪽, 예를 들면 렌즈 지지체(20)의 후면 쪽은 통기성을 가지면서 부직포처럼 압축한 소재의 일종인 펠트(22)로 부착 및 마감되므로서, 이때의 공기대류홀(21)을 통한 이물질의 침투가 방지될 수 있게 된다.
결국, 1차 렌즈(12)와 2차 렌즈(13)가 속해 있는 렌즈 하우징(15)의 내측을 떠다니는 이물질이 빛에 투영되면서 그림자를 만드는 등의 문제를 근본적으로 차단할 수 있게 된다.
상기 렌즈 하우징(15)은 2단 구조의 원통형으로 이루어지며, 선단부에는 2차 렌즈(14)가 장착됨과 더불어 후단부를 통해 렌즈 소켓(13)의 선단부 내측에 끼워지는 구조로 결합된다.
여기서, 의료용으로 사용되는 2차 렌즈(14)의 경우 사용거리가 단거리이므로, 단거리에서 빛의 초점거리가 나와야 하고, 이에 따라 굴절율이 높은 렌즈가 적용될 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에서 제공하는 조명장치가 구비된 의료용 헤드 루페에서는 LED 모듈(10)의 빛이 1차 렌즈(12)와 LED(16) 사이 구간에 있는 경통(17)의 내면에 반사되어 빛의 대부분이 1차 렌즈(12) 측으로 모일 수 있게 되므로, 의료행위 시 전면의 대상에 대한 충분한 밝기를 확보할 수 있게 되고, 결국 보다 정밀한 시술을 할 수 있게 된다.
또한, LED 모듈(10)로부터 발생하는 열은 공기대류홀(21)을 통한 공기의 대류에 의해 외부로 쉽게 방출될 수 있게 되므로, LED 모듈(10) 전체의 온도 상승을 효과적으로 막을 수 있게 되고, 결국 LED 수명을 향상시킬 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 LED 빛을 모을 수 있는 경통 구조와 LED 열을 방출시킬 수 있는 공기 대류 구조를 가지는 조명장치를 구현함으로써, LED 빛의 이용효율을 향상시킬 수 있고, 또 LED 수명 연장과 더불어 헤드 루페의 전체적인 기능성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
10 : LED 모듈 11 : 모듈 하우징
12 : 1차 렌즈 13 : 렌즈 소켓
14 : 2차 렌즈 15 : 렌즈 하우징
16 : LED 17 : 경통
18 : 반사체 19 : 홀더
20 : 렌즈 지지체 21 : 공기대류홀
22 : 펠트 23 : 렌즈 안착부
24 : 케이블 25 : 브라켓
26 : 모듈 지지체 27 : 암나사부
28 : 수나사부 29 : PCB

Claims (6)

  1. 헤드 루페 본체 측에 설치되는 것으로서, 내부에 LED 모듈(10)이 장착되어 있는 모듈 하우징(11)과, 상기 모듈 하우징(11)의 선단부에 결합되며 1차 렌즈(12)가 장착되어 있는 렌즈 소켓(13)과, 상기 렌즈 소켓(13)의 선단부에 결합되며 2차 렌즈(14)가 장착되어 있는 렌즈 하우징(15)을 포함하며,
    상기 렌즈 소켓(13)에는 1차 렌즈(12)의 뒤쪽으로 LED 모듈(10)에 있는 LED(16)가 있는 위치까지 근접하여 연장되는 경통(17)이 형성되어, LED(16)에서 조사되는 빛을 반사시켜서 1차 렌즈(12) 측으로 모아줄 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 조명장치가 구비된 헤드 루페.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 경통(17)의 하단부는 LED 모듈(10)에 있는 LED(16)의 주변을 둘러싸면서 그 내측으로 LED(16)를 수용할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 조명장치가 구비된 헤드 루페.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 경통(17)의 내주면에는 유리 또는 금속 재질로 이루어진 반사체(18)가 구비되어, 빛의 반사효율을 높일 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 조명장치가 구비된 헤드 루페.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 경통(17)의 내주면에 구비되는 반사체(18)는 경통(17)의 상단부에 끼워지면서 반사체(18)를 잡아주는 홀더(19)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 조명장치가 구비된 헤드 루페.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈 소켓(13)에는 내부의 렌즈 지지체(20)에 형성되어 LED 모듈(10)이 속해 있는 공간과 1차 렌즈(12) 및 2차 렌즈(12)가 속해 있는 공간 사이의 공기흐름을 통해 LED 모듈(10)에서 발생하는 열의 냉각을 가능하게 하는 공기대류홀(21)이 형성된 것을 특징으로 하는 조명장치가 구비된 헤드 루페.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 렌즈 지지체(20)에 형성되는 공기대류홀(21)의 한쪽에는 이물질 침투 방지를 위한 펠트(22)에 의해 마감되는 것을 특징으로 하는 조명장치가 구비된 헤드 루페.
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KR100763421B1 (ko) * 2006-01-18 2007-10-05 (주) 옵토바이오메드 편광 확대경
CN200976065Y (zh) * 2006-11-24 2007-11-14 吴建华 多功能鉴别放大镜
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JP2013022253A (ja) * 2011-07-21 2013-02-04 Nidec Copal Corp 肌観察装置

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