KR101550414B1 - 핸드피스에 공진기가 직결되는 치과용 레이저 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치과에서 레이저 수술을 위해 사용하는 치과용 레이저 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시술자가 파지하는 핸드피스에 레이저빔을 생성하는 공진기가 직결되는 치과용 레이저 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 핸드피스에 공진기가 직결되는 치과용 레이저 장치는 레이저빔을 외부로 조사하는 팁과, 입사되는 레이저빔을 반사시켜 상기 팁으로 집속시키는 집속반사경을 포함하는 핸드피스; 플래시램프와, 상기 플래시램프에서 발산되어 입사되는 빛을 공진시켜 레이저빔을 생성하는 공진로드를 포함하는 공진기; 상기 공진기를 내장하고, 전방으로 상기 핸드피스가 착탈 가능하게 결합되는 하우징; 상기 하우징에 내장되고, 상기 공진로드에서 발산되는 레이저빔을 반사시켜 상기 핸드피스의 집속반사경으로 전송하는 전송반사경;을 포함하여 이루어진다.

Description

핸드피스에 공진기가 직결되는 치과용 레이저 장치{Dental laser device with direct connection between laser resonator and laser handpiece}

본 발명은 치과에서 레이저 수술을 위해 사용하는 치과용 레이저 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시술자가 파지하는 핸드피스에 레이저빔을 생성하는 공진기가 직결되는 치과용 레이저 장치에 관한 것이다.

산업용으로 주로 사용되던 레이저 장치가 근래에 의료용으로도 활발하게 사용되고 있다.

레이저 장치는 레이저빔을 생성하는 공진기와, 공진기에서 생성된 레이저빔을 원하는 부위로 조사하기 위해 사용자(시술자)가 파지하는 핸드피스를 포함한다.

레이저빔을 생성하는 공진기는 전원장치, 컨트롤러 등과 같이 본체에 구비된다.

그리고 의료용 레이저 장치에서 핸드피스의 조작이 용이해야 하기에 핸드피스는 본체와 수미터의 거리를 두고 전송미디어로 연결되는 것이 보통이다.

즉, 도1에서 보는 바와 같이 공진기는 레이저빔의 전송미디어로 광섬유를 통해 핸드피스에 연결되거나 복수의 관절암으로 핸드피스에 연결되어서 생성된 레이저빔으로 핸드피스로 전달된다.

레이저빔의 전송미디어로 광섬유를 사용하면 사용자의 조작감이 매우 우수하나 레이저빔의 전송율이 2900nm-3000nm 파장 대역에서는 총 30% 이상의 전송손실이 발생하고, 관절암을 사용하더라도 7개 이상의 거울(관절암에 구비되는 거울)에서 반사되는 손실이 20%정도 되기 때문에 레이저 공진기의 크기와 전원장치 및 냉각장치의 용량이 커지게 된다.

또한 2900nm-3000nm의 레이저빔에서 사용가능한 광섬유는 매우 고가이며 모두 기계적인 충격에 부러지기 쉽고 습기나 미세한 외부 불순물이라도 광섬유 입출력단에 흡착되었을시 순간적으로 파손을 일으킨다. 관절암을 사용한 비용도 반사경의 특수코딩에 따라 마찬가지로 광섬유의 비용과 비슷하다. 더욱이 광섬유는 손상된 광섬유를 재생하기 위해서는 특수한 장비가 필요하고 시간과 비용이 많이 발생한다. 조작감이 최고인 관섬유 방식은 이와 같은 유지보수 문제가 있기 때문에 관절암을 사용하는 방식을 채택하지만 관절암이 주는 조작성이 매우 불편하기 때문에 아직까지 전송미디어를 사용하여 유지보수문제, 비용 및 조작성을 모두 해결한 방법은 없다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 출원인은 등록특허 제1338241호 "레이저 공진기 결합형 핸드피스 장치"에서 레이저 공진기를 직접 핸드피스에 연결하는 방식을 제안하였다.

도2에서 보는 바와 같이 상기 등록특허 제1338241호 "레이저 공진기 결합형 핸드피스 장치"는 광섬유를 사용한 경우 최종단의 레이저의 출력세기를 비교할 때 같은 출력에서 전송미디어를 제거한 경우 전송손실이 보상되기 때문에 레이저 공진기의 용량이 낮아지며 크기도 작아지게 되어 핸드피스와 연결되어도 충분히 조작가능한 크기의 공진기를 부착할수 있고, 광섬유와 연결된 핸드피스의 부드러운 조작감을 유지하기 위해서는 핸드피스와 공진기를 연결하는 부분을 2개이상의 자유도를 가지는 관절부와 내부에 반사경을 장착하여 레이저의 경로를 변경하도록 하였다.

원칙적으로 반사경 2개와 2개의 관절부는 도1에 도시된 기존의 관절암 구조보다 매우 간단하여 전송손실이나 비용면에서 유리할 수 있다. 그러나 핸드피스와 연결되는 관절암 내에 물과 공기 전송을 위한 경로를 내장하기 곤란하기 때문에 외부에서 핸드피스로 튜브를 연결해주어야 한다.

참고로, 의료분야에서 사용되는 레이저 장치에 관한 종래기술로는 본 출원인의 상기 등록특허 제1338241호 "레이저 공진기 결합형 핸드피스 장치" 이외에도, 등록특허 제1300120호 "레이저 치료장치 및 이를 이용한 레이저 치료장치의 제어방법", 등록특허 제767768호 "레이저 치료기용 핸드피스", 등록특허 제0823693호 "레이저 수술기구가 구비된 치과용 유닛체어" 등 다양하게 개시되었다.

본 발명은 이처럼 공진기와 핸드피스를 광섬유나 관절암 등의 전송미디어로 연결하는 종래기술에 따른 치과용 레이저 장치가 갖는 문제를 해결하기 위해 안출된 발명으로서, 핸드피스의 후방에 공진기를 착탈결합구를 통해 직접 결합시켜서 원자재비를 절감하고, 레이저빔의 전송손실을 줄이고, 관절부 없이 직결되어 에어튜브와 워터튜브의 내장관통이 가능하고, 시술자의 조작감이 뛰어난 핸드피스에 공진기가 직결되는 치과용 레이저 장치를 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 핸드피스에 공진기가 직결되는 치과용 레이저 장치는

레이저빔을 외부로 조사하는 팁과, 입사되는 레이저빔을 반사시켜 상기 팁으로 집속시키는 집속반사경을 포함하는 핸드피스;

플래시램프와, 상기 플래시램프에서 발산되어 입사되는 빛을 공진시켜 레이저빔을 생성하는 공진로드를 포함하는 공진기;

상기 공진기를 내장하고, 전방으로 상기 핸드피스가 착탈 가능하게 결합되는 하우징;

상기 하우징에 내장되고, 상기 공진로드에서 발산되는 레이저빔을 반사시켜 상기 핸드피스의 집속반사경으로 전송하는 전송반사경;을 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 집속반사경은 타원경을 사용하고, 상기 전송반사경은 오목구조를 갖고, 상기 전송반사경에서 반사되는 레이저빔은 디포커싱되어 상기 집속반사경으로 입사되는 것을 특징으로 하고,

상기 공진로드의 전면과 후면에는 반사물질이 코팅되어서 전면과 후면이 공진반사경으로 이용되는 것을 특징으로 하고,

상기 핸드피스와 하우징은 15도 ~ 45도의 각도로 연결되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 핸드피스에 공진기가 직결되는 치과용 레이저 장치는 광섬유나 관절암과 같은 전송미디어를 사용하지 아니하고 핸드피스의 후방에 공진기를 직접 연결하여 제조원가가 획기적으로 절감되고, 공진기에서 생성된 레이저빔이 핸드피스로 전달되는 과정에서의 손실을 줄일 수 있고, 유지보수가 용이하고, 소형화되고, 조작의 정밀성이 뛰어나고, 사용의 편리성이 우수한 핸드피스에 공진기가 직결되는 치과용 레이저 장치로서, 산업발전에 매우 유용한 발명이다.

도 1 은 전송미디어를 사용하는 종래기술에 따른 치과용 레이저 장치의 개략적인 구성도.
도 2 는 관절암을 이용해 핸드피스에 공진기를 직결하는 종래기술에 따른 치과용 레이저 장치의 개략적인 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 핸드피스에 공진기가 직결되는 치과용 레이저 장치의 개략적인 구성도.
도 4 는 본 발명에 따른 치과용 레이저 장치에서 공진기의 구조를 설명하는 도면.
도 5 는 본 발명에 따른 치과용 레이저 장치에서 공진기와 핸드피스의 광학구조를 설명하는 도면.
도 6 은 본 발명에 따른 치과용 레이저 장치에서 전송반사경의 구조를 설명하는 도면.
도 7 은 본 발명에 따른 치과용 레이저 장치에서 집속반사경의 구조를 설명하는 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 치과용 레이저 장치에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명을 보다 구체적으로 설명하기에 앞서,

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

먼저, 도3을 참조하면 본 발명에 따른 치과용 레이저 장치는 핸드피스(10), 공진기(20) 등을 내장하는 하우징(30) 등을 포함하여 이루어진다.

상기 핸드피스(10)의 전방에는 외부로 레어저빔을 조사하는 팁(11)이 구비되고, 내부에는 입사되는 레이저빔을 반사시켜 상기 팁(11)으로 집속시키는 집속반사경(13)이 구비된다.

상기 팁(11)은 시술자가 파지하여 환자의 환부에 접촉하여 치아삭제나 연조직을 절개할 수 있도록 하는 부분이다.

상기 하우징(30)에는 레이저빔을 생성하는 공진기(20)가 내장되고, 공진기(20)의 구동에 필요한 전원을 공급 및 제어하는 전력선(1)과, 공진기(20)의 구동시 발생되는 열을 냉각시키는 냉각수를 공급하는 냉각수튜브(3)와, 치아 등의 시술시 핸드피스(10)를 통해 고압의 에어와 워터를 토출할 수 있도록 하는 에어튜브(5)와 워터튜브(7)가 삽입 관통된다.

상기 하우징(30)에 내장되어서 레이저빔을 생성하는 상기 공진기(20)는 길이방향으로 두 개의 홀(22)을 갖는 리플렉터(21)와, 상기 리플렉터(21)의 홀(22)에 각각 배치되는 플래시램프(23)와 공진로드(25)를 포함한다.

상기 플래시램프(23)에서 발산된 빛은 상기 공진로드(25)로 입사되고, 공진로드(25)로 입사된 빛은 공진로드(25)의 양측을 오가면서 공진하여 레이저빔으로 변환되어 출력된다.

상기 공진기(20)에서 생성되어 출력되는 레이저빔의 파장은 2900nm에서 3000nm이다.

상기 리플렉터(21)의 2개의 홀(22)은 각각 공진로드(25)와 플래시램프(23)가 장착되는 공간인 동시에 냉각수가 흐르는 경로가 된다. 냉각수는 공진기(20)의 후면에서 플래시램프(23)로 투입된 후 전면에서 공진로드(25)가 장착된 홀을 통과한 후 다시 후면에서 토출된다. 일반적인 공진기는 유속을 높이기 위해서 튜브형상의 리플렉터에 플래시램프와 공진로드를 장착한후 양끝단에서 냉각수의 인입과 토출이 되는데, 본 발명의 공진기(20)는 직경을 최소화하기 위해서 리플렉터(21)의 후면에서 냉각수가 인입되고 토출된다.

그리고 본 발명의 공진기(20)는 공진로드(25)의 전후면이 각각 반사물질이 코팅되어서, 공진기(20)의 길이를 최소화한다.

다시 말해, 일반적인 레이저 공진기(20)는 공진거리를 길게 가져가기 위해서 공진로드(25)에는 해당 파장의 AR(anti-reflection)코팅을 하고 외부에 공진거리 만큼 위치에 공진용 반사경을 위치시키는데, 본 발명에서는 공진기(20)의 길이를 최소화 하기 위해서 외부에 공진용 반사경을 위치시킬 수가 없기 때문에 공진로드(25)의 양측면에 반사물질을 코팅하여 공진로드(25)의 양측면이 공진용 반사경(27)의 역할을 하도록 한다.

반사물질이 코팅되어 반사경(27)의 기능을 하는 진공로드의 양측면에서 후면은 99.5%이상의 반사율로 2900nm에서 3000nm파장이 반사되도록 하고 전면은 동일 파장에서 85%-90% 정도의 반사율을 가지게 한다. 레이저빔의 출력은 공진로드(25)의 전단에서 조사가 된다.

이처럼 공진로드(25)의 양측면을 공진용 반사경(27)으로 사용함으로써, 본 발명은 공진로드(25)의 양측면과 반사경을 얼라인먼트 할 필요가 없기 때문에 제작시 작업이 단순화되고 추후에 이로인한 유지보수가 없는 장점이 있다.

그러나 외부로 출력되는 레이저빔의 발산각이 커지는 문제로 초점을 작게 만드는데 어려움이 존재한다.

그래서 본 발명은 공진기(20)에서 출력되는 레이저빔을 핸드피스(10)로 전송하는 전송반사경(40)으로 오목거울을 사용하여 발산각을 (-)로 줄이고 이를 다시 핸드피스(10)의 집속반사경(13)에서 집속시켜 팁(11)으로 전송하기 때문에 발산각에 따른 문제를 해결한다.

또한 팁(11)에 포커싱되는 초점크기도 500um정도이면 되고, 레이저빔의 전송을 위해 광섬유를 사용하는 경우에 광섬유로 포커싱시 요구되는 100um정도로 작을 필요가 없다.

그리고 공진기(20)의 레이저빔은 오목거울 구조의 전송반사경(40)을 거치면서 초점거리가 100mm정도가 되는 레이저빔으로 집속되어서, 핸드피스(10)의 내부에 형성되는 직경 5mm이하의 홀을 통과할 수 있게 되고, 또한 레이저빔은 오목거울 구조의 전송반사경(40)에서 하우징(30)과 핸드피스(10)의 연결 각도(15도에서 45도 사이)로 반사되어 핸드피스(10)의 집속반사경(13)으로 전송된다.

상기 공진기(20)가 내장된 상기 하우징(30)의 전방에는 상기 핸드피스(10)가 착탈 가능하게 결합된다.

상기 핸드피스(10)는 시술자의 시술 편의를 위해 상기 하우징(30)의 전방에 360도 회전 가능하게 결합되어서, 시술자가 하우징(30)에 대한 핸드피스(10)의 위치를 조절하여 시술의 편의성을 높인다.

상기 하우징(30)의 전방에 상기 핸드피스(10)가 착탈 가능하고, 회전 가능하게 결합되도록, 하우징(30)의 전방에는 체결구(31)가 돌출되어 구비된다.

상기 핸드피스(10)는 후방이 상기 체결구(31)에 암수결합방식으로 착탈 가능하게 결합되고, 상기 체결구(31)는 상기 하우징(30)에 회전 가능하게 결합되어서, 체결구(31)에 결합된 핸드피스(10)가 하우징(30)에 회전 가능하도록 한다.

레이저빔이 통과하는 광경로는 상기 체결구(31)의 내측을 통과하여 상기 하우징(30)과 핸드피스(10)의 중심부에 형성되고, 고압의 에어와 워터가 흐르는 에어튜브(5)와 워터튜브(7)는 상기 체결구(31)의 외측에 배치된다. 그리고 상기 체결구(31)에는 오링(33)이 구비되어서 내측에 형성되는 광경로로 에어나 워터가 침투되지 않도록 한다.

참고로, 핸드피스(10) 내부에 구비되는 에어튜브(5)와 워터튜브(7)는 핸드피스(10) 내부에 고정되고, 하우징(30)의 내부에 구비되는 에어튜브(5)와 워터튜브(7)는 상기 체결구(31)와 함께 회전이 가능하도록 하우징(30)의 내부에 구비되어서, 핸드피스(10)가 하우징(30)에서 360도 회전하더라도 에어튜브(5)와 워터튜브(7)에 파손 등이 문제가 발생되지 않는다.

공진기(20)가 내장된 하우징(30)이 결합된 핸드피스(10)를 들고 시술자가 시술을 하기 위해서는 하우징(30)의 부피와 무게에 제한이 따른다.

공진기(20)가 본체에 장착되고, 공진기(20)에서 생성되는 레이저빔을 광섬유를 사용해 핸드피스(10)로 전송하는 레이저 장치는 핸드피스(10)의 후방에 광섬유 등이 연결되는 커플러가 결합된다.

광섬유를 핸드피스(10)에 연결시키는 커플러의 길이는 대략 100mm 정도인데, 이 커플러를 본 발명의 하우징(30)으로 대체하여 시술자에게 동일한 조작감을 주기 위해서는 하우징(30)의 길이를 100mm 정도로 만들어야 한다.

그러나 무게를 비교하면 본 발명의 하우징(30)은 내부에 레이저 여기를 위한 크리스탈로드(즉, 공진로드(25)), 플래시램프(23), 리플렉터(21)등을 포함한 공진기(20)가 더 내장되어서, 기존의 커플러 보다 무게는 무거울 수밖에 없다.

또한 치과용 레이저가 가져야 하는 에너지 및 출력을 구현하지 위해서는 공진기(20)의 길이가 100mm이상 길어야 되는 경우도 있다. 레이저 출력은 공진기(20)의 길이와 비례하기 때문에 고출력을 요구하는 치과용 레이저를 고려하면 길이가 긴 공진기(20)가 높은 출력을 제공하여 시술시간을 단축시켜야 사용자의 만족감을 높일 수 있다.

문제는 공진기(20)가 길어질수록(즉, 공진기(20)를 내장하는 하우징(30)이 길어질수록) 조작성이 매우 떨어지게 되는데 시술시 치아의 상악 하악부를 치료시 핸드피스(10)의 각도가 180도 바뀌기 때문에 사용자의 불편함이 심각하게 대두된다.

이를 해결하기 위해서 본 발명은 공진기(20)가 내장되는 하우징(30)과 핸드피스(10)가 15도에서 45도 정도의 각도로 연결되는 구조를 가지도록 하였다.

이처럼 핸드피스(10)와 공진기(20)가 내장된 하우징(30)을 일정각도를 가지면서 연결되게 하기 위해서는 공진기(20)에서 레이저빔을 일정각도로 궤적을 변경시켜서 핸드피스(10)로 전송되도록 해주는 광학부를 포함해야 한다.

핸드피스(10)를 기존의 기계식 핸드피스(10)처럼 일정각도를 가지게 제작하는 방법도 있으나, 공진기(20)를 핸드피스(10)에 직접 결합시키는 방식, 즉, 본 발명에서는 기계식 핸드피스(10)처럼 구동원인 에어가 아니고 기존 레이저 핸드피스(10)의 광섬유같이 탄력이 있는 전송미디어를 사용하지 않기 때문에 핸드피스(10) 내에 레이저빔의 궤적을 변경시킬수 있는 프리즘이나 반사경을 포함하여야 하지만 이러한 광학부를 핸드피스(10)내에 내장시키는 것은 기술적으로 상당한 난점이 있다.

핸드피스(10) 크기상 허용되는 레이저빔의 경로의 크기가 직경 3-5mm 인데 여기에 반사경이나 프리즘을 소형으로 제작해서 장착하는 것은 기술적 난점과 핸드피스(10)의 제작비용이 매우 고가로 상승하게 된다.

또한 기존의 레이저 핸드피스(10)의 대부분은 상기의 문제로 인하여 광섬유를 사용하는 방식에서조차 핸드피스(10)의 형상이 각도 없이 직선형태를 취하는데 본 발명은 비용절감을 위해서 장착되는 핸드피스(10)는 기존의 직선형 핸드피스(10)를 사용하는 것으로 한다.

따라서 공진기(20)와 핸드피스(10)의 결합시 일정한 각도를 가지도록 하기 위해서 본 발명은 레이저빔의 경로 변경을 공진기(20)가 내장되는 하우징(30)에 전송반사경(40)을 설치하여서 공진기(20)에서 발산되는 레이저빔이 전송반사경(40)에서 반사되어 꺾이고 직진하여 핸드피스(10) 끝단의 집속반사경(13)에 도달할 수 있도록 구성한다.

도5에서 보는 바와 같이 공진기(20)에서 출력되는 레이저빔이 공진기(20) 끝단에 위치한 전송반사경(40)을 거쳐서 15도에서 45도의 각도로 꺾인다. 꺾인 레이저빔은 직진하여 핸드피스(10)의 집속반사경(13)에서 다시 반사되어 팁(11)에 집속되는 구조이다.

이때 상기 전송반사경(40)은 오목거울을 사용한다. 오목거울 형상은 도6 처럼 원기둥형에서 일면을 오목하게 가공하여 반사각을 가지도록 하였으면 상단에 홀(41)을 두어 하우징(30)에 착탈이 가능하고, 흔들림 없이 일정위치에 안정적으로 고정되어 입사되는 레이저빔을 작은 오차를 가지고 반사되어 핸드피스(10)의 집속반사경(13)의 중앙에 레이저빔이 전송되도록 하였다.

앞서 전술하였지만, 여기서 상기 전송반사경(40)으로 오목거울을 쓰는 이유는 본 발명의 레이저 공진기(20)에서 레이저빔의 발산각이 수십mrad이상의 큰 각도로 방사되는데 일반적으로 광섬유나 관절암을 채택한 레이저 공진기(20)는 공진거리가 500mm정도로 길기 때문에 발산각이 수mrad이하지만 본 발명에서와 같이 공진기(20)가 핸드피스(10)와 직결되는 형태는 공진거리가 100mm이하로 매우 작아지게 되어 발산각이 수십mrad정도로 커지게 된다.

레이저빔의 직경은 공진기(20)의 초단에서 3mm-4mm정도이지만 핸드피스(10) 끝단까지 간섭없이 전송되려면 빔의 직경이 4mm이하로 유지되어햐 한다. 그러기 위해서는 발산각이 0이되던지 반대로 (-)발산각을 가져야하는데 (-)발산각을 만들기 위해서 오목거울을 사용하여 도면7처럼 빔이 핸드피스(10)의 집속반사경(13) 전단에서 포커싱되게 하였다.

그리고 핸드피스(10) 끝단 헤드에 위치한 집속반사경(13)은 레이저빔이 포커싱되는 경우에는 평면경이나 타원경을 사용할 수 있는데, 본 발명에서는 타원경을 사용하였다.

평면경은 제작비용이 저렴하지만 치과용 핸드피스(10)에 장착시 2가지의 충족조건이 있어야 한다.

첫 번째는 반사된 레이저빔이 팁(11)에 집속되기 위해서는 초점이 직경 500um정도가 되어야 하는데 이때 평면경에 반사되는 레이저빔의 직경이 1mm이하가 된다. 반사경에 최대로 조사되는 레이저빔의 에너지는 1J인데 빔의 직경이 1mm이하가 되면 빔의 밀도가 너무 높아져 평면경에서 손상이 발생하게 된다.

두 번째는 평면경에 조사되는 레이저빔이 오목거울의 미세 편차와 공진기(20)에서의 미세편차로 핸드피스(10) 집속반사경(13)의 중앙에 위치하지 못할 경우 반사된 레이저가 팁(11)의 중앙에서 벗어나고 팁(11)에서 전송손실이 발생한다.

이를 해결하기 위하여 본발명에서는 타원경을 집속반사경(13)으로 사용하였다. 제작비용은 평면경보다 다소 높지만 평면경에서 충족되어야 하는 두가지 전제조건에 영향을 받지 않게 된다. 첫 번째로 공진기(20)의 오목거울(즉, 전송반사경(40))에서 디포커싱된 레이저빔이 타원경에서 반사되고 다시 집속되어 팁(11)에 조사될 때 타원경의 레이저빔의 밀도가 낮아 손상이 발생하지 않으며 타원경의 특성상 여러각도로 조사되는 레이저빔이 일정한 위치에 집속되기 때문에 공진기(20)와 오목거울에서의 편차에 크게 영향을 받지 않게 되는 장점이 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 핸드피스에 공진기가 직결되는 치과용 레이저 장치에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 핸드피스 11 : 팁
13 : 집속반사경 20 : 공진기
21 : 리플렉터 23 : 플래시램프
25 : 공진로드 27 : 공진용 반사경
30 : 하우징 31 : 체결구
40 : 전송반사경

Claims (4)

1. 레이저빔을 외부로 조사하는 팁과, 입사되는 레이저빔을 반사시켜 상기 팁으로 집속시키는 집속반사경을 포함하는 핸드피스;
   플래시램프와, 상기 플래시램프에서 발산되어 입사되는 빛을 공진시켜 레이저빔을 생성하는 공진로드를 포함하는 공진기;
   상기 공진기를 내장하고, 전방으로 상기 핸드피스가 착탈 가능하게 결합되는 하우징;
   상기 하우징에 내장되고, 상기 공진로드에서 발산되는 레이저빔을 반사시켜 상기 핸드피스의 집속반사경으로 전송하는 전송반사경;을 포함하여 이루어지는 핸드피스에 공진기가 직결되는 치과용 레이저 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 집속반사경은 타원경을 사용하고, 상기 전송반사경은 오목구조를 갖고, 상기 전송반사경에서 반사되는 레이저빔은 디포커싱되어 상기 집속반사경으로 입사되는 것을 특징으로 하는 핸드피스에 공진기가 직결되는 치과용 레이저 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 공진로드의 전면과 후면에는 반사물질이 코팅되어서 전면과 후면이 공진반사경으로 이용되는 것을 특징으로 하는 핸드피스에 공진기가 직결되는 치과용 레이저 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 핸드피스와 하우징은 15도 ~ 45도의 각도로 연결되는 것을 특징으로 하는 핸드피스에 공진기가 직결되는 치과용 레이저 장치.

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