KR101738970B1 - 내시경용 광원 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내시경용 광원 모듈에 있어서, 내시경용 광원 모듈에 있어서, 전극단자를 통해 인가되는 전원으로 광원을 전방으로 출사하는 LED 칩; 및 상기 LED 칩이 내재되고, 상기 광원이 출사되는 일측에 광파이버 일단이 결합되도록 파이버홈이 형성된 수지블록;을 개시한다.
이러한 본 발명은 LED 와 광파이버를 직결하는 구조로 이루어져, 구성의 최소화가 가능하며, 따라서 부피축소는 물론 제조 비용을 줄일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Description

내시경용 광원 모듈{Light source module for endoscope}

본 발명은 광원모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면, LED와 광파이버를 직결하는 구성으로 이루어져 구성의 최소화는 물론, 부피 축소가 가능하여, 통상 내시경용 광원모듈로의 적용이 가능할 뿐만 아니라, 특히, 휴대용 내시경에 적용할 수 있는 내시경용 광원 모듈에 관한 것이다.

내시경용 광원 모듈은 의료분야는 물론 각종 산업분야에서 사용되고 있으며, 주 용도는 내시경을 이용하여 촬영 또는 촬상할 때, 시야 확보를 위한 조명수단으로 사용되고 있다.

이러한 내시경용 광원 모듈로서 대한민국 등록특허 제10-1516318호 광효율을 개선한 내시경용 광원 모듈이 등록된 바 있다.

종래의 내시경용 광원 모듈은 내시경용 광원 모듈로서, 광을 출력하는 광원부(110); 상기 광원부(110)의 상부에 설치되고, 상기 광원부(110)에서 발광되는 광이 입사되면 굴절시켜 평행 광선으로 출력되도록 하는 렌즈부(120); 및 광이 입사되는 광 입력부(131)와 출사되는 광 출력부(133)가 서로 다른 직경으로 형성되고, 상기 렌즈부(120)가 수납되도록 하며, 상기 광원부(110)의 상부에 설치되어 상기 렌즈부(120)에서 출력되는 광이 광파이버(200)로 입사되도록 안내하는 경통부(130)를 포함하고, 상기 렌즈부(120)는 입사된 빛이 직선방향으로 집중되도록 굴절시켜 출력하는 배광각 축소 렌즈인 것을 발명의 구성 요지로 하고 있으며, 이를 통해, 광원에서 발광된 빛이 렌즈의 중심축을 중심으로 빛의 밀도가 집중되도록 평행하게 출력함으로써, 광파이버로 입사되는 광량을 증가시킬 수 있도록 하는 것을 발명의 목적 및 효과로 하고 있다.

그러나 종래의 광원 모듈은 구성이 복잡하고, 시스템화되어 있어, 구현이 용이하지 못할 뿐만 아니라, 부피가 커서 특정 장소에 고정 사용되어야 하므로 휴대용으로는 적합하지 않으며 특히, 렌즈 등을 포함하는 구성요소가 많아 제조 비용에 따른 부담이 발생하는 문제가 있다. 아울러, 내시경에 따른 광원의 규모에 따라 그에 적합하게 광원 모듈을 설계하여야 하므로, 때로는 내시경의 호환성에 문제가 되기도 한다.

따라서 광원 모듈을 구성할 때, 구성의 단순화와 광원 손실의 최소화가 가능한 내시경용 광원 모듈이 요구되고 있으며, 나아가, 부피 축소를 통해 내시경의 새로운 용도를 창출할 수 있고, 특히, 제조 비용을 줄일 수 있는 내시경용 광원 모듈에 대한 개발이 절실하다.

대한민국 등록특허 10-1516318호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 LED와 광파이버를 직결하는 구조로 이루어져, 구성의 최소화가 가능하며, 따라서 부피축소는 물론 제조 비용을 줄일 수 있는 내시경용 광원 모듈을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 LED와 광파이버를 근접하게 직결하고, 반사부재를 더 부가함으로써, 광원 손실을 줄여 촬영 내지는 관찰할 때, 안정적 시야확보가 가능하도록 하는 내시경용 광원 모듈을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 램프 타입 엘이디(Lamp type LED)의 단순 가공을 통해서도 모듈의 제작이 가능하여, 기성품의 이용에 따른 비용절감은 물론, 단순한 구조개선에 해당되어 생산성 향상이 가능한 내시경용 광원 모듈을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 광파이버와 파이버홀 사이에 소켓이 더 마련되어, 광파이버의 결합상태를 더욱 견고히 할 수 있을 뿐만 아니라, 직경과 규격에서 차이(광파이버가 파이버홈의 직경보다 다소 작음)가 발생하더라도 상호 결합이 가능하게 할 수 있는 내시경용 광원 모듈을 제공하는 데 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 내시경용 광원 모듈에 있어서, 전극단자를 통해 인가되는 전원으로 광원을 전방으로 출사하는 LED 칩; 및 상기 LED 칩이 내재되고, 상기 광원이 출사되는 일측에 광파이버 일단이 결합되도록 파이버홈이 형성된 수지블록;을 개시한다.

상기 LED 칩은, 광원의 난반사 및 정반사를 유도하는 음각의 프레임에 설치되므로, 광원에 대한 전달률을 높여 광원 손실을 줄일 수 있는 것이 바람직하다.

상기 파이버홈과 광파이버 사이에 설치되어 상호 결합상태가 유지되도록 하는 소켓;을 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

상기 소켓은, 내주에 상기 칩과 광파이버 사이에서 산란하는 광원이 상기 광파이버에 유도되도록 하는 반사부재;를 더 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

상기 파이버홈은, 상기 광파이버에 대응하는 직경을 가지며, 광원이 출사되는 상기 수지블록 외곽 일측으로부터 상기 LED 칩이 노출되도록 형성되거나, 상기 LED 칩과 이격되게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 광파이버는, 상기 파이버홈과 결합되는 일단에 대해, 코어와 크래드가 서로 동일한 단부를 가지거나, 서로 다른 단부로서 코어가 크래드 단부로부터 이격된 위치에 단부가 형성된 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따르면, LED 와 광파이버를 직결하는 구조로 이루어져, 구성의 최소화가 가능하며, 따라서 부피축소는 물론 제조 비용을 줄일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 LED와 광파이버를 근접하게 직결하고, 반사판을 더 부가함으로써, 광원 손실을 줄여 촬영 내지는 관찰할 때, 안정적 시야확보가 가능한 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 램프 타입 엘이디(Lamp type LED)의 단순 가공을 통해서도 모듈의 제작이 가능하여, 비용절감은 물론, 생산성과 제품의 경쟁력 향상이 가능한 상승 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 광파이버와 파이버홀 사이에 소켓이 더 마련되어, 광파이버의 결합상태를 더욱 견고히 할 수 있을 뿐만 아니라, 직경과 규격에서 차이(광파이버가 파이버홈의 직경보다 다소 작음)가 발생하더라도 상호 결합이 가능하게 할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 내시경용 광원 모듈을 설명하기 위해 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광파이버를 설명하기 위해 나타낸 단면도, 그리고,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소켓을 설명하기 위해 나타낸 사시도, 그리고,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소켓의 일례를 설명하기 위해 나타낸 사시도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명하도록 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 내시경용 광원 모듈을 설명하기 위해 나타낸 사시도이고, 도 2는 광파이버를 설명하기 위해 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이 광원모듈(100)은 광파이버와 LED를 직결하는 구성으로 이루어져, 구성의 최소화는 물론, 축소가 가능하여, 통상 내시경용 광원 모듈로의 적용이 가능할 뿐만 아니라, 특히, 부피가 작은 휴대용 내시경으로의 적용이 용이하다.

여기서, LED는 LED 칩(110)과 수지블록(130)의 결합체를 LED라 표현하였으며, 이는 도시된 바와 같이 LED 칩(110)이 내재된 수지블록(130)과 광파이버(150)의 결합구조를 함축적으로 표현한 것이다.

이러한 광원모듈(100)은 전극(111)을 통해 인가되는 전원으로 광원을 전방으로 출사하는 LED 칩(110), LED 칩(110)이 내재되고, 광원이 출사되는 일측에 광파이버(150) 일단이 결합되도록 파이버홈(131)이 형성된 수지블록(130)을 포함하여 구성된다.

여기서, LED 칩(110)과 수지블록(130)은 별도의 공정을 통해 제작되는 것이거나, 또는 램프 타입 엘이디(Lamp type LED)의 가공을 통해서도 제작이 가능하여 특히, 기성품의 이용에 따른 비용절감은 물론, 단순한 구조개선에 해당되어 생산성 향상을 배가시킬 수 있는 이점이 있다.

LED 칩(110)은 사출에 의해 수지블록(130)에 내재되는 것이며, 그 중 인서트 사출방식을 통해 수지블록(130)에 내재되는 것이 바람직하다.

이러한 LED 칩(110)은 음각의 프레임(120)에 설치되며, 프레임(120)은 광원의 난반사 및 전반사를 유도하는 반사재질의 구조물이거나, 표면에 광원의 반사를 유도하는 반사시트가 부착된 구조물일 수도 있다. 이때, 프레임(120)은 도체로서, 전극(111)의 LED 칩(110) 사이를 통전시키는 역할을 수행한다.

수지블록(130)은 LED 칩(110) 보호하면서, 광파이버(150)와의 연결 매개로서 존재하며, 도시된 바와 같이 투명체인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않으며, 불투명체일 수도 있다.

이러한 수지블록(130)은 광원이 출사되는 일면에 광파이버의 일단이 결합되도록 음각의 파이버홈(131)이 형성되어 LED 칩(110)의 광원이 광파이버(150)를 통해 출사되도록 할 수 있다.

이러한 파이버홈(131)은 도시된 바와 같이 LED 칩(110)과 이격된 영역까지 형성되거나, LED 칩(110)이 노출되도록 형성될 수 있다. 이는 도 2에 도시된 바와 같이 광파이버(150)의 설치구조를 참조하여 함께 설명하도록 한다.

광파이버(150)는 적어도 파이버홈(131)과 결합되는 일단에 케이스(151)가 더 구비될 수 있으며, 이러한 케이스(151)는 광파이버(150) 외곽을 감싸고, 파이버홈(131)과 원활한 결합이 가능하도록 하기 위한 것이다.

이러한 케이스(151)는 광파이버(150)와 동일한 단부를 가지거나 또는 서로 다른 단부를 가질 수 있다. 즉, 케이스(151)의 단부는, 도 2a와 같이 광파이버(150)와 동일한 단부를 가지거나, 도 2b와 같이 광파이버(105)의 단부가 케이스(151) 단부로부터 내측으로 이격된 위치에 형성되어, 광파이버(150)와 케이스(151)가 서로 다른 단부를 가질 수 있으며, 이에 대한 실시예는 도 2의 a, b를 참조하여 설명하도록 한다.

광파이버(150)는 파이버홈(131)의 깊이에 따라 다르게 적용되며, 도 2a와 같이 파이버홈(131)이 LED 칩(110)과 이격된 구조일 경우, 서로 동일한 단부로 이루어진 광파이버(150)가 결합되도록 하고, 도 2b와 같이 파이버홈(131)이 LED 칩(110)이 노출되도록 형성된 구조일 경우에는 서로 다른 단부를 가지는 광파이버(150)를 결합시키는 것이 바람직하다.

이때, 도 2b의 설치구조는 광파이버(150)가 LED 칩(110)과 이격되되, 케이스(151)가 금속체이면서 LED 칩(110)과 면접된 상태이므로, LED 칩(110)과 광파이버(150) 사이 산란하는 광원이 광파이버(150)에 유도하여 광원의 손실을 더욱 줄일 수 있다.

여기서, 광파이버(150)가 LED 칩(110)과 근접되어야 하나, 면접하여서는 아니되며, LED 칩과는 소정 이격될 필요가 있다. 이는 LED로부터 방사되는 빛의 광량전달이 잘 이루어지도록 하기 위한 것이며, 실험적으로도 이러한 이격의 필요성은 확인되었다.

한편, 파이버홈(131)과 광파이버(150) 사이에 설치되어 상호 결합상태가 유지되도록 도 3에 도시된 바와 같이 소켓(140)이 더 설치될 수 있다.

이러한 소켓(140)은 관체형상으로, 금속 내지는 합성수지인 것이 바람직하며, 내곽 또는 외곽이 확장되는 쇄기의 형태이거나, 파이버홈(131)에 대응하는 직경으로 이루어져 상호 억지끼움 등을 통해 결합이 유지되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 소켓(140)은 내주에는 광파이버(150)와 LED 칩(110) 사이에서 산란하는 광원 유도를 위해 도 4와 같이 반사부재(141)가 마련될 수 있다.

반사부재(141)는 소켓(140)의 소재 또는 가공에 의한 것이거나, 반사지 부착에 의해 형성된 것이며, 이러한 반사부재(141)는 광파이버(150)와 LED 칩(110) 사이에서 산란하는 광원이 반사부재(141)를 통해 코어(151)에 유도되도록 함으로써, 광원의 손실을 최소화시킬 있는 이점이 있다. 이때, 반사부재는 도 2b의 케이스(151)와 같이 설치될 수 있으며, 이를 통해, 광원의 손실을 더욱 줄일 수도 있는 이점이 있다.

한편, 소켓(140)은 결합의 매개로서, 광파이버(150)와 파이버홈(131) 사이는 물론, 도시하지 않았으나, 도 2의 케이스(151)와 파이버홈(131) 사이에 설치되어 결합상태를 더욱 견고히 할 수도 있다.

또한, 광파이버(150)와 파이버홈(131)의 직경에 차이(광파이버가 파이버홈의 직경보다 작음)가 발생하더라고, 상호 원활한 결합이 가능하도록 할 수 있으며, 나아가, 소켓(140)을 통해 다양한 규격의 파이버홈(131)이 결합되도록 할 수도 있다.

그리고 소켓(140)과 수지블록(130)의 결합력 향상을 위해, 적어도 소켓(140) 외주 표면이 불규칙하도록 하거나, 표면이 거칠게 형성될 수 있다. 또한, 소켓(140)과 수지블록(130) 사이에는 접착제가 더 도포되어, 소켓(140)과 수지블록(130)의 결합력을 배가시킬 수도 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 LED와 광파이버가 직결되는 구조로 이루어져, 구성의 최소화, 부피축소, 제작 비용절감이 가능함에도 불구하고, 휴대용 내시경에 최적화된 광원으로서의 기능향상을 기대할 수 있으며, 특히, 모듈의 최소화가 가능하여 의료분야는 물론 산업분야에서 사용되는 휴대용 내시경으로의 적용할 수 있다는 점이 본 발명의 특징을 이루며, 또한, 기존 램프 타입 엘이디(Lamp type LED)의 단순 가공을 통해서도 모듈의 제작이 가능하다는 이점을 포함하고 있다.

이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 안정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 광원모듈 110 : LED 칩
111 : 전극 120 : 프레임
130 : 수지블록 131 : 파이버홈
140 : 소켓 141 : 반사부재
150 : 광파이버 151 : 케이스

Claims (5)

1. 내시경용 광원 모듈에 있어서,
   전극단자를 통해 인가되는 전원으로 광원을 전방으로 출사하는 LED 칩; 및
   상기 LED 칩이 내재되고, 상기 광원이 출사되는 일측에 광파이버 일단이 결합되도록 파이버홈이 형성된 수지블록;을 포함하여 구성되되,
   상기 LED 칩은 상기 수지블록에 인서트되며, 상기 파이버홈은 LED 칩이 인서트된 상태에서 가공되고,
   상기 LED 칩은,
   광원의 난반사 및 정반사를 유도하는 음각의 프레임에 설치되므로, 광원에 대한 전달률을 높여 광원 손실을 줄일 수 있는 것을 특징으로 하는 내시경용 광원 모듈.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 광파이버는,
   상기 파이버홈과 결합되는 일단 외곽을 감싸는 케이스를 통해 상기 파이버홈과 결합되며,
   상기 케이스는, 상기 광파이버와 동일한 단부를 가지거나, 상기 광파이버의 단부가 상기 케이스의 단부로부터 내측으로 이격된 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 내시경용 광원 모듈.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 파이버홈과 광파이버 사이에 설치되어 상호 결합상태가 유지되도록 하는 소켓;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 내시경용 광원 모듈.
5. 제4항에 있어서,
   상기 소켓은,
   내주에 상기 LED 칩과 광파이버 사이에서 산란하는 광원이 상기 광파이버에 유도되도록 하는 반사부재;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 내시경용 광원 모듈.
   

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