KR101880282B1 - 레이저 투사 핸드피스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 예컨대, 피부 치료, 내시경 수술 등의 의료 분야에서 정교한 수작업을 하는데 사용되는 레이저 투사 핸드피스가 개시된다. 개시된 레이저 투사 핸드피스는, 렌즈를 지지하는 렌즈 지지 경통, 렌즈 지지 경통을 에워싸도록 배치된 것으로, 회전에 의하여 렌즈를 렌즈 지지 경통의 길이 방향으로 직선 이동시키는 회전 경통, 및 렌즈 지지 경통에 대해 렌즈 지지 경통의 길이 방향을 따라 직선 이동하도록 배치되어서, 회전 경통의 회전을 록킹(locking) 및 언록킹(unlocking)하는 록킹 부재(locking member)를 구비한다. 록킹 부재는 회전 없이 직선 운동하고, 회전 경통은 직선 운동 없이 회전함으로써 렌즈의 초점 거리를 조절한다.

Description

레이저 투사 핸드피스{Laser projecting handpiece}

본 발명은 예컨대, 피부 치료, 내시경 수술 등의 의료 분야에서 정교한 수작업을 하는데 사용되는 레이저 투사 핸드피스에 관한 것이다.

의료 분야에서는 전통적으로 치과 기공이나 치과 치료 분야에서 핸드피스가 주로 이용되고 있고, 레이저빔(laser beam)을 이용한 치료나 수술이 발달함에 따라 피부 치료, 내시경 수술 등의 분야로 핸드피스의 사용 분야가 확대되고 있다. 레이저 투사 핸드피스는 그 내부에 렌즈(lens)를 구비하며, 핸드피스 내부에서 렌즈의 위치를 변경함에 의해 치료 부위에 조사되는 레이저빔의 직경을 조절할 수 있도록 구성된다.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0068861호에 개시된 레이저 투사 핸드피스는 회전 경통을 회전시키면 렌즈가 렌즈 지지 경통의 내부에서 전진 또는 후진하여 레이저빔의 직경이 조절되도록 구성된다. 그런데, 렌즈 지지 경통에 대해 회전된 회전 경통의 각도를 고정시키는 수단의 신뢰성이 미흡하여, 사용자가 핸드피스를 잡고 작업하는 도중에 회전 경통이 의도치 않게 회전하고 이로 인해 레이저빔의 직경이 변경되는 경우가 종종 발생하였다.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0068861호

본 발명은, 회전 경통을 회전시켜 렌즈를 전진 또는 후진시킴으로써 투사되는 레이저빔의 직경을 조절하는 레이저 투사 핸드피스로서, 회전 경통의 회전 각도를 고정한 후 핸드피스를 사용하는 도중에 의도치 않게 회전 경통이 회전하지 않도록 신뢰성이 향상된 레이저 투사 핸드피스를 제공한다.

본 발명은, 손으로 쥘 수 있는 펜(pen) 형상의 기구로서, 레이저빔(laser beam)을 전방으로 투사하는 레이저 투사 핸드피스에 있어서, 렌즈를 지지하는 렌즈 지지 경통, 상기 렌즈 지지 경통을 에워싸도록 배치된 것으로, 회전에 의하여 상기 렌즈를 상기 렌즈 지지 경통의 길이 방향으로 직선 이동시키는 회전 경통, 및 상기 렌즈 지지 경통에 대해 상기 렌즈 지지 경통의 길이 방향을 따라 직선 이동하도록 배치되어서, 상기 회전 경통의 회전을 록킹(locking) 및 언록킹(unlocking)하는 록킹 부재(locking member)를 구비하고, 상기 록킹 부재는 회전 없이 직선 운동하고, 상기 회전 경통은 직선 운동 없이 회전함으로써 상기 렌즈의 초점 거리를 조절하는 레이저 투사 핸드피스를 제공한다.

상기 회전 경통은 상기 렌즈 지지 경통의 길이 방향을 따라 연장된 축선(軸線)을 중심으로 회전 가능하고, 상기 렌즈는 파이프(pipe) 형상의 상기 렌즈 지지 경통 내부에 삽입되어 상기 회전 경통의 회전 각도에 대응되게 상기 렌즈 지지 경통의 길이 방향으로 이동하고, 상기 록킹 부재는 상기 렌즈 지지 경통의 외주면에 끼워져 상기 렌즈 지지 경통의 길이 방향으로 이동 가능한 내측 링(ring)을 포함하며, 상기 내측 링, 및 상기 내측 링과 마주보는 상기 회전 경통의 단부 중 하나는 돌출된 록킹 핀(locking pin)을 구비하고, 다른 하나에는 상기 축선을 중심으로 하는 동심원 상에 이격되게 배열된 복수의 핀 삽입 홈(groove)이 형성되어, 상기 내측 링이 상기 회전 경통의 단부 측으로 이동하여 상기 록킹 핀이 상기 복수의 핀 삽입 홈 중의 하나에 삽입되면 상기 회전 경통이 회전하지 않게 록킹(locking)될 수 있다.

상기 회전 경통은 외주면에 자신의 회전 각도를 식별하기 위한 복수의 패턴(pattern)이 형성된 패턴 파이프를 포함하고, 상기 레이저 투사 핸드피스는, 상기 패턴 파이프의 외주면 상의 미리 지정된 지점을 검사(檢査)하도록 고정되고, 상기 회전 경통이 회전함에 따라 상기 미리 지정된 지점에서 상기 복수의 패턴의 존재 유무(有無)를 감지하는 적어도 하나의 센서(sensor)를 더 구비할 수 있다.

상기 회전 경통의 외주면에는 상기 회전 경통의 회전 각도를 나타내는 복수의 마크(mark)가 상기 회전 경통의 외주를 따라 일렬로 표시되고, 상기 복수의 마크 중에서 상기 회전 경통의 회전 각도에 대응되는 하나의 마크만 노출될 수 있다.

상기 복수의 마크 중에서 하나의 마크만 노출된 때 상기 록킹 핀이 상기 복수의 핀 삽입 홈 중의 하나와 일렬로 정렬될 수 있다.

또한 본 발명은, 손으로 쥘 수 있는 펜(pen) 형상의 기구로서, 레이저빔(laser beam)을 전방으로 투사하는 레이저 투사 핸드피스에 있어서, 파이프(pipe) 형상의 렌즈 지지 경통, 상기 렌즈 지지 경통을 에워싸며, 상기 렌즈 지지 경통의 길이 방향으로 연장된 축선(軸線)을 중심으로 시계 및 반시계 방향으로 회전 가능한 것으로, 외주면에 상기 축선을 중심으로 하는 외주면 기어치(齒)가 형성된 회전 경통, 상기 외주면 기어치에 치합되는 회전 기어를 구비하고, 상기 회전 기어의 회전 각도에 대응되는 전기신호를 생성하는 엔코더(encoder), 상기 렌즈 지지 경통 내부에 삽입 지지되고, 상기 회전 경통의 회전 방향 및 회전 각도에 따라 상기 렌즈 지지 경통의 길이 방향으로 이동하는 렌즈(lens), 및 상기 렌즈 지지 경통의 외주면에 끼워져 상기 렌즈 지지 경통의 길이 방향으로 이동 가능한 내측 링(ring)을 포함하는 록킹 부재(locking member)를 구비하고, 상기 내측 링, 및 상기 내측 링과 마주보는 상기 회전 경통의 단부 중 하나는 돌출된 록킹 핀(locking pin)을 구비하고, 다른 하나에는 상기 축선을 중심으로 하는 동심원 상에 이격되게 배열된 복수의 핀 삽입 홈(groove)이 형성되어, 상기 내측 링이 상기 회전 경통의 단부 측으로 이동하여 상기 록킹 핀이 상기 복수의 핀 삽입 홈 중의 하나에 삽입되면 상기 회전 경통이 회전하지 않게 록킹(locking)되는 레이저 투사 핸드피스를 제공한다.

본 발명의 레이저 투사 핸드피스는, 상기 렌즈 지지 경통의 외주면에 고정된 스토퍼 링(stopper ring), 및 상기 축선과 평행하게 연장되고 상기 스토퍼 링에 고정된 가이드 핀(guide pin)을 더 구비하여, 상기 내측 링이 상기 가이드 핀에 끼워져 상기 축선과 평행한 방향으로만 이동 가능하고, 상기 축선을 중심으로 회전하지는 않을 수 있다.

상기 록킹 부재는, 상기 내측 링이 상기 회전 경통의 단부 측으로 이동하는 방향으로 탄성 바이어스(elastic bias)될 수 있다.

본 발명에 의하면, 회전 경통은 회전 운동만 가능하고, 록킹 부재가 핸드피스의 길이 방향을 따라 회전 경통에 가까워지는 방향으로 이동하여 회전 경통이 회전하지 않도록 록킹(locking)한다. 따라서, 회전 경통의 회전 각도를 고정한 후 핸드피스를 사용하는 도중에 의도치 않게 회전 경통이 회전함으로써 레이저빔의 직경이 변화하는 오작동과 이로 인한 사고가 예방되며, 사용자가 핸드피스를 이용한 치료에 더욱 집중할 수 있다.

또한 본 발명은, 비접촉 센서를 이용한 감지 방식, 또는 회전 기어를 구비한 엔코더를 이용한 방식으로 렌즈의 현재 위치를 실시간으로 정확하게 감지할 수 있으며, 이를 이용하여 치료 부위에 조사되는 레이저빔의 직경을 실시간으로 정확하게 파악할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 투사 핸드피스의 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 레이저 투사 핸드피스의 분해 사시도로서, 도 2는 전방에서 본 도면이고, 도 3은 후방에서 본 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 레이저 투사 핸드피스의 단면도로서, 도 4는 록킹 부재(locking member)에 의해 회전 경통이 록킹된 상태를 도시한 도면이고, 도 5는 록킹 부재에 의한 회전 경통의 록킹이 해제된 상태를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 4 및 도 5의 회전 경통, 록킹 부재, 및 스토퍼 링을 도시한 분해 사시도로서, 도 6은 전방에서 본 도면이고, 도 7은 후방에서 본 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 레이저 투사 핸드피스의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 레이저 투사 핸드피스를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 투사 핸드피스의 사시도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 레이저 투사 핸드피스의 분해 사시도로서, 도 2는 전방에서 본 도면이고, 도 3은 후방에서 본 도면이고, 도 4 및 도 5는 도 1의 레이저 투사 핸드피스의 단면도로서, 도 4는 록킹 부재(locking member)에 의해 회전 경통이 록킹된 상태를 도시한 도면이고, 도 5는 록킹 부재에 의한 회전 경통의 록킹이 해제된 상태를 도시한 도면이며, 도 6 및 도 7은 도 4 및 도 5의 회전 경통, 록킹 부재, 및 스토퍼 링을 도시한 분해 사시도로서, 도 6은 전방에서 본 도면이고, 도 7은 후방에서 본 도면이다. 도 1 내지 도 7을 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 투사 핸드피스(10)는 손으로 쥘 수 있는 펜(pen) 형상의 기구로서, 렌즈 지지 경통(20), 회전 경통(40), 록킹 부재(30), 렌즈 홀더(17), 렌즈(19), 전방 연결 부재(15), 노즐 부재(11), 센서 지지 부재(56), 및 후방 고정 부재(63)를 구비한다.

렌즈 지지 경통(20)은 파이프(pipe) 형상의 부재이며, 전방에 상대적으로 내경이 큰 전방 파이프(21)를 구비하고, 후방에 상대적으로 내경이 작은 후방 파이프(25)를 구비한다. 전방 파이프(21)와 후방 파이프(25)는 일체로 형성되고, 전방 파이프(21)에는 외주 벽을 관통하며 나선형으로 연장된 나선 슬롯(slot)이 형성되어 있다.

회전 경통(40)은 일렬로 연장되며 일체로 형성된 다이얼 파이프(dial pipe)(41)와 패턴 파이프(pattern pipe)(45)를 구비한다. 다이얼 파이프(41)는 렌즈 지지 경통(20)의 전방 파이프(19)를 에워싸며, 렌즈 지지 경통(20)의 길이 방향, 즉 Z축과 평행한 방향으로 연장된 축선(軸線)(CL)을 중심으로 시계 및 반시계 방향으로 회전 가능하다. 패턴 파이프(30)는 후방 파이프(25)를 에워싸며, 외주면에 4개의 서로 다른 제1 내지 제4 패턴(pattern)(46, 47, 48, 49)이 형성되어 있다. 핸드피스(10)의 사용자는 상기 회전 경통(40)의 다이얼 파이프(41)를 손으로 쥐고 돌림으로써 패턴 파이프(45)를 함께 회전시킬 수 있다.

렌즈(19)는 렌즈 지지 경통(20) 내부에 삽입 지지되고, 회전 경통(40)의 회전 방향 및 회전 각도에 따라 렌즈 지지 경통(20)의 길이 방향으로 이동한다. 렌즈 지지 경통(20) 내에서 렌즈(19)의 위치 이동에 따라 치료 부위에 조사되는 레이저빔의 직경이 조절된다. 구체적으로 렌즈(19)는 파이프(pipe) 형상 또는 링(ring) 형상의 렌즈 홀더(holder)(17) 내부에 고정 지지되고, 렌즈 홀더(17)는 방사(radial) 방향으로 돌출된 하나의 끼움 돌기(18)를 구비한다. 렌즈(19)를 지지하는 렌즈 홀더(17)는 전방 파이프(21) 내부에 삽입 장착되고, 상기 끼움 돌기(18)는 나선 슬롯(22)을 관통하여 전방 파이프(21)의 바깥으로 돌출된다.

한편, 회전 경통(40)의 다이얼 파이프(41)의 내주면에는 회전 경통(40)의 길이 방향으로 연장된 하나의 돌기 수용 그루브(groove)(42)가 형성되며, 상기 끼움 돌기(18)의 말단부는 상기 돌기 수용 그루브(42)에 수용된다. 이와 같은 구성으로 사용자가 회전 경통(40)의 다이얼 파이프(41)를 쥐고 돌리면, 렌즈 지지 경통(20)은 회전하지 않으므로 끼움 돌기(18)가 돌기 수용 그루브(42)와 나선 슬롯(22)에 함께 구속되어 렌즈 지지 경통(20)의 전방 파이프(21) 내에서 앞 또는 뒤로 이동한다. 렌즈(19)를 지지하는 렌즈 홀더(17)의 이동 방향과 이동량은 회전 경통(40)의 회전 방향과 회전량에 따라 달라진다.

한편, 렌즈 지지 경통(20)의 전단부에는 전방 연결 부재(15)가 고정 결합되고, 전방 연결 부재(15)의 전단부에는 단면이 좁아지게 테이퍼(taper)진 노즐 부재(11)가 고정 결합된다. 노즐 부재(11)의 전방으로 레이저빔이 투사된다. 노즐 부재(11) 전단부에는 레이저빔과 치료 부위 간의 안전 거리를 유지하기 위한 안전 가이드(13)가 마련된다. 도면에 도시되진 않았으나, 렌즈 지지 경통(21)의 전단부 또는 전방 연결 부재(15)에 치료 부위에 조사되는 레이저빔의 직경을 조절하기 위해 추가적인 렌즈가 고정 지지될 수도 있다.

록킹 부재(locking member)(30)는 회전 경통(40)의 전방에, 회전 경통(40)과 노즐 부재(11) 사이에 배치되는 부재로서, 내주면에서 내측으로 돌출된 내측 링(ring)(33)을 구비한다. 상기 내측 링(33)은 렌즈 지지 경통(20)의 전방 파이프(21) 전단부 외주면에 끼워져 렌즈 지지 경통(20)의 길이 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 렌즈 지지 경통(21)의 전단부에는 전방 파이프(21)의 외주면에 끼워지고 볼트(bolt) 체결되어 상기 전방 파이프(21)에 고정된 스토퍼 링(stopper ring)(27)이 구비된다.

록킹 부재(30)의 내측 링(33)은 상기 회전 경통(40)의 다이얼 파이프(41)의 전단과 상기 스토퍼 링(27) 사이에서 전후방으로 이동 가능하다. 부연하면, 사용자가 록킹 부재(30)를 잡고 후방으로, 즉 Y축 음(-)의 방향과 평행하게 당기면, 내측 링(33)의 배면(35)이 상기 다이얼 파이프(41)의 전단에 부딪쳐 멈출 때까지 록킹 부재(30)가 후방으로 이동 가능하다. 또한, 사용자가 록킹 부재(30)를 잡고 전방으로, 즉 Y축 양(+)의 방향과 평행하게 밀면, 내측 링(33)의 전면(34)이 상기 스토퍼 링(27)의 배면에 부딪쳐 멈출 때까지 록킹 부재(30)가 전방으로 이동 가능하다.

스토퍼 링(27)의 배면(背面)에는 후방으로 돌출되어 축선(CL)과 평행하게 연장되며 스토퍼 링(27)에 고정된 가이드 핀(guide pin)(29)이 구비된다. 상기 내측 링(33)의 전면(前面)(34)에는 가이드 핀 연결 통공(38)이 형성되며, 상기 가이드 핀(29)이 상기 가이드 핀 연결 통공(38)에 끼워진다. 내측 링(33)의 전후방 이동 범위 내에서 상기 가이드 핀(29)은 상기 가이드 핀 연결 통공(38)에 끼워진 상태로 유지된다. 따라서, 상기 내측 링(33)을 포함하는 록킹 부재(30)는 축선(CL)과 평행한 방향으로만 이동 가능하고, 축선(CL)을 중심으로 회전하지는 않게 된다.

회전 경통(40)은 다이얼 파이프(41)의 전단에 축선(CL)과 평행하게 전방으로 돌출된 록킹 핀(locking pin)(44)을 구비한다. 상기 다이얼 파이프(41)의 전단을 마주보는 내측 링(33)의 배면(35)에는 축선(CL)을 중심으로 하는 동심원 상에 등각도 간격으로 이격되게 배열된 복수의 핀 삽입 홈(groove)(36)이 형성된다. 상기 복수의 핀 삽입 홈(36)은 내측 링(33)의 배면(35)에만 개구(開口)가 형성되고 내측 링(33)의 전면(34)에는 개구가 없이 막혀 있도록 구성된다. 도면에 도시된 실시예에서, 복수의 핀 삽입 홈(36)은 9개가 구비되고, 축선(CL)을 중심으로 30°간격으로 이격되게 배열된다. 그러나, 본 발명에서 핀 삽입 홈(36)의 개수와 핀 삽입 홈(36) 간의 각도 간격이 상기 9개 및 30°에 한정된 것은 아니다.

도 5에 도시된 바와 같이 록킹 부재(30)의 내측 링(33)이 다이얼 파이프(41)의 전단에서 이격되고 회전 경통(40)의 스토퍼 링(27)에 가깝게 접근된 상태에서 회전 경통(40)을 사용자의 의도에 맞게 적절한 각도로 회전시켜 레이저빔의 초점을 조절하고 록킹 핀(44)과 상기 복수의 핀 삽입 홈(36) 중의 하나를 정렬한 다음, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 내측 링(33)을 상기 다이얼 파이프(41)의 전단에 접촉되도록 후퇴시키면 상기 록킹 핀(44)이 상기 정렬된 핀 삽입 홈(36)에 삽입된다. 상기 내측 링(33)은 스토퍼 링(27)에서 돌출된 가이드 핀(29)에 연결되어 있으므로 축선(CL)을 중심으로 회전할 수 없고, 핀 삽입 홈(36)에 삽입된 록킹 핀(44)에 의해 록킹 부재(30)와 연계된 회전 경통(40)도 회전하지 않게 록킹(locking)된다.

핸드피스(10)를 통해 투사되는 레이저빔의 직경을 다시 변경하고 싶은 경우에는, 도 5에 도시된 바와 같이 록킹 핀(44)이 핀 삽입 홈(36)에서 이탈되도록 록킹 부재(30)를 전진시키고 회전 경통(40)을 축선(CL)을 중심으로 다시 회전시키면 된다. 스토퍼 링(27)과 록킹 부재(30)의 내측 링(33) 사이에는 스프링(39)이 개재되어, 록킹 부재(30)는 상기 내측 링(33)이 회전 경통(40)의 전단부로 이동하는 방향으로 탄성 바이어스(elastic bias)된다. 따라서, 사용자가 회전 경통(40)의 회전 각도를 변경하고자 하면, 록킹 부재(30)를 잡고 축선(CL)을 따라 전방, 즉 노즐 부재(11)를 향한 방향으로 밀고, 회전 경통(40)을 회전시키고, 록킹 핀(44)과 복수의 핀 삽입 홈(36) 중의 하나가 일렬로 정렬된 때 록킹 부재(30)를 밀던 힘을 빼면 록킹 부재(30)가 회전 경통(40)의 전단부로 이동하여 상기 정렬된 핀 삽입 홈(36)에 상기 록킹 핀(44)이 끼워지면서 회전 경통(40)이 변경된 회전 각도로 고정된다.

한편, 도 1 내지 도 7에는 회전 경통(40)에 록킹 핀(44)이 구비되고 록킹 부재(30)의 내측 링(33)에 복수의 핀 삽입 홈(36)이 형성된 핸드피스(10)가 개시되고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 록킹 부재의 내측 링에 돌출된 록킹 핀이 구비되고, 회전 경통에 복수의 핀 삽입 홈이 형성된 핸드피스도 본 발명에 해당된다.

센서 지지 부재(56)는 회전 경통(40)의 패턴 파이프(45)를 에워싼다. 후방 고정 부재(63)는 렌즈 지지 경통(20)의 후방 파이프(25)의 후단부에 복수의 체결 볼트(bolt)(미도시)에 의해 고정 결합된다. 참조번호 '65'는 후방 고정 부재(63)와 후방 파이프(25)을 체결하는 체결 볼트가 삽입되는 볼트 체결공이다. 센서 지지 부재(56)는 복수의 체결 볼트(68)에 의해 후방 고정 부재(63)와 고정 결합된다. 참조번호 '59'는 상기 체결 볼트(68)가 관통하도록 센서 지지 부재(56)에 형성된 볼트 체결 통공이고, 참조번호 '66'은 상기 체결 볼트(68)가 삽입되도록 후방 고정 부재(63)에 형성된 볼트 체결공이다. 이와 같은 연결 구조에 의해 센서 지지 부재(56), 후방 고정 부재(63), 전방 연결 부재(15), 및 노즐 부재(11)는 렌즈 지지 경통(20)과 같이 축선(CL)에 대해 회전하지 않게 고정되며, 회전 경통(40)만 축선(CL)에 대해 회전 가능하고, 록킹 부재(30)는 축선(CL)과 평행한 방향으로 전진 및 후진 가능하다.

핸드피스(10)의 후단부는 핸드피스(10)를 조종 가능하게 지지하는 관절 암(jointed arm)(미도시)에 고정 결합된다. 상기 관절 암에는 레이저빔을 투사하는 광원으로서, 레이저 다이오드(laser diode)(미도시)가 구비된다. 상기 레이저 다이오드에서 투사된 레이저빔은 렌즈 지지 경통(20)의 후단부로 진입하여 축선(CL)을 따라 전진하며, 렌즈(19)를 관통하고 노즐 부재(11)를 통해 핸드피스(10)의 전방으로 투사된다.

레이저 투사 핸드피스(10)는 렌즈 지지 경통(20) 내부에서 축선(CL)과 평행하게 이동하는 렌즈(19)의 위치를 감지하는 수단을 구비한다. 상기 렌즈(19) 위치 감지 수단은 패턴 파이프(45)의 외주면에 회전 경통(40)의 회전 각도를 식별하기 위해 형성된 4개의 패턴(pattern)(46, 47, 48, 49)과, 패턴 파이프(45)의 외주면 상의 미리 지정된 지점을 검사하도록 고정되고, 회전 경통(40)이 회전함에 따라 상기 미리 지정된 지점에서 상기 복수의 패턴(46, 47, 48, 49)의 존재 유무(有無)를 감지하는 4개의 갭 센서(gap sensor)(51, 52, 53, 54)를 구비한다.

상기 제1 내지 제4 패턴(46, 47, 48, 49)은 각각 패턴 파이프(45)의 외주 방향으로 연장되며 패턴 파이프(45)의 길이 방향, 즉 축선(CL) 방향으로 서로 이격되게 가상으로 배열된 제1 내지 제4 검사 라인(line)(i)(ii)(iii)(iv)을 따라 음각(陰刻)되어 띠(band) 형상으로 연장된다. 상기 제1 내지 제4 패턴(46, 47, 48, 49)은 상기 제1 내지 제4 검사 라인(line)(i)(ii)(iii)(iv)을 따라 서로 다른 길이로 연장될 수 있다. 또는, 상기 제1 내지 제4 패턴의 시작과 끝이 축선(CL)을 중심으로 서로 다른 각도 위치에 배치될 수 있다. 도 2 내지 도 5에서 상기 4개의 패턴(46, 47, 48, 49)은 패턴 파이프(45)의 외주면에서 내측으로 음각 형성되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않으며 양각 형성될 수도 있다.

제1 내지 제4 갭 센서(51, 52, 53, 54)는 센서 탑재 PCB(50)에 탑재되고, 패턴 파이프(45)의 외주면과 자신과의 거리 차이에 기초하여 감지 신호를 생성한다. 센서 지지 부재(56)의 외주면 일 측에 형성된 개방면(57)를 통해 제1 내지 제4 갭 센서(51, 52, 53, 54)는 패턴 파이프(45) 외주면 상의 특정된 지점을 검사하게 된다. 구체적으로, 제1 갭 센서(51)는 패턴 파이프(45)에서 상기 제1 검사 라인(i)을 담당하여 검사하고, 제2 갭 센서(52)는 패턴 파이프(45)에서 상기 제2 검사 라인(ii)을 담당하여 검사하고, 제3 갭 센서(53)는 패턴 파이프(45)에서 상기 제3 검사 라인(iii)을 담당하여 검사하며, 제4 갭 센서(54)는 패턴 파이프(45)에서 상기 제4 검사 라인(iv)을 담당하여 검사한다.

제1 내지 제4 갭 센서(51, 52, 53, 54)는 패턴 파이프(45)의 외주면에서 음각된 띠 형상의 제1 내지 제4 패턴(46, 47, 48, 49)이 있는 영역과 패턴(46, 47, 48, 49)이 없는 영역을 다르게 감지하여 구별되는 감지 신호를 생성한다. 부연하면, 갭 센서(51, 52, 53, 54)가 패턴 파이프(45) 외주면에서 음각된 패턴(46, 47, 48, 49)이 있는 영역을 마주보는 경우보다, 갭 센서(51, 52, 53, 54)가 음각된 패턴(46, 47, 48, 49)이 없는 영역을 마주보는 경우에 갭 센서(51, 52, 53, 54)와 패턴 파이프(45) 외주면 사이의 간격이 더 가까우므로, 예컨대, 전자(前者)의 경우 '1'이라는 디지털 신호를 생성하고, 후자(後者)의 경우 '0'이라는 디지털 신호를 생성할 수 있다.

이에 따라, 회전 경통(40), 즉 패턴 파이프(45)의 회전 각도에 따라 제1 내지 제4 갭 센서(51, 52, 53, 54)에 의해 감지된 제1 내지 제4 패턴(46, 47, 48, 49) 존재 유무의 조합이 변경된다. 센서 탑재 PCB(50)에 형성된 회로는 엔코딩부(encoding portion)을 포함하며, 상기 엔코딩부는 제1 내지 제4 갭 센서(51, 52, 53, 54)에서 감지된 아날로그 신호(analog signal)를 미리 정해진 통신 프로토콜(protocol)에 따라 펄스(pulse) 형태로 변환하고 하나로 합쳐 전송한다.

상기 패턴(46, 47, 48, 49)의 존재 유무 조합을 통해 회전 경통(40)의 회전 각도가 감지되고, 렌즈 지지 경통(20) 내에서 렌즈(19)의 위치, 및 노즐 부재(11) 전방으로 투사되어 치료 부위에 입사되는 레이저빔의 직경이 계산된다. 도 1 내지 도 7에 도시된 핸드피스(10)의 실시예는 갭 센서(51, 52, 53, 54)를 구비하나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 예컨대 포토 센서를 이용하여 패턴의 존재 유무를 검사하는 구성을 구비할 수도 있다.

상기 센서 탑재 PCB(50)는 센서 지지 부재(56)의 개방면(57) 주위에 단차지게 형성된 PCB 지지면(58)에 고정 지지된다. PCB 커버(61)는 상기 센서 탑재 PCB(50)가 노출되지 않도록 덮으며, 센서 지지 부재(56) 및 후방 고정 부재(63)에 고정 결합된다.

회전 경통(40)의 외주면, 보다 구체적으로는, 패턴 파이프(45)와 이어지는 다이얼 파이프(41) 후단부의 외주면에는 회전 경통(40)의 회전 각도를 나타내는 복수의 마크(mark)가 표시된다. 도면에 도시된 실시예에서는 2에서 10까지의 자연수가 회전 경통(40)의 외주를 따라 일렬로 표시된다. 상기 자연수 마크는 회전 경통(40)의 표면에 인쇄되거나, 음각으로 새겨질 수 있다. 상기 센서 지지 부재(56)의 전단부에는 상기 2에서 10까지의 자연수 마크 중에서 하나만 노출될 정도의 폭으로 파여진 덴트(dent)(60)가 형성된다. 이에 따라 상기 2에서 10까지의 자연수 마크 중에서 회전 경통(40)의 회전 각도에 대응되는 하나의 마크만 덴트(60)를 통해 노출되고, 나머지 마크들은 센서 지지 부재(56)의 전단부에 의해 가려져 노출되지 않게 된다.

상기 복수의 마크와 상기 복수의 핀 삽입 홈(36)은 동조화(同調化)된다. 부연하면, 상기 복수의 마크 중 하나의 마크가 덴트(60)를 통해 노출된 때 록킹 핀(44)이 복수의 핀 삽입 홈(36) 중 하나와 일렬로 정렬되어 상기 핀 삽입 홈(36)에 끼워질 수 있고, 이에 따라 회전 경통(40)은 특정 회전 각도에서 고정된다. 이와 마찬가지로, 복수의 마크 중 다른 마크들도 다른 핀 삽입 홈(36)과 일대일로 대응되고, 상기 복수의 마크와 수와 상기 복수의 핀 삽입 홈(36)의 개수는 동일하다. 다만, 도 1 내지 도 3에 도시된 자연수 마크는 회전 경통(40)의 회전 각도를 나타내는 마크(mark)의 일 예에 불과하며, 예를 들어 0°, 30°, 60° 등과 같은 각도로 표현된 마크가 표시될 수도 있다.

도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 레이저 투사 핸드피스의 단면도이다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 레이저 투사 핸드피스(80)는 도 1 내지 도 7에 도시된 핸드피스(10)와 비교하여, 렌즈(19)의 위치를 감지하는 수단만 차별되고 다른 부분은 동일하므로, 이하에서 상기 차별되는 부분 위주로 설명한다. 도 8에 표시된 참조번호 가운데 도 1 내지 도 7에 표시된 참조번호와 동일한 참조번호는 동일한 기능 및 동일한 형상의 부재 또는 부분을 지시하므로, 이하에서 중복되는 상세한 설명은 생략한다.

도 8을 참조하면, 핸드피스(80)의 엔코더 지지 부재(87)는 렌즈 지지 경통(20)의 후방 파이프(25)를 에워싼다. 후방 고정 부재(92)는 상기 후방 파이프(25)의 후단부에 복수의 체결 볼트(bolt)(미도시)에 의해 고정 결합된다. 엔코더 지지 부재(87)는 복수의 체결 볼트(95)에 의해 후방 고정 부재(92)와 고정 결합된다. 이와 같은 연결 구조에 의해 엔코더 지지 부재(87), 후방 고정 부재(92), 전방 연결 부재(15), 및 노즐 부재(11)는 렌즈 지지 경통(20)과 같이 축선(CL)에 대해 회전하지 않게 고정되며, 회전 경통(40)만 축선(CL)에 대해 회전 가능하고, 록킹 부재(30)는 축선(CL)과 평행한 방향으로 전진 및 후진 가능하다.

상기 핸드피스(80)에서 상기 렌즈(19)의 위치를 감지하는 수단은, 외주면 기어치(81)와, 엔코더(encoder)(83)를 구비한다. 외주면 기어치(81)는 회전 경통(40)의 외주면에 축선(CL)을 중심으로 하는 원주를 따라 형성된다. 상기 외주면 기어치(81)는 다이얼 파이프(41)의 후방에 배치되고, 상기 다이얼 파이프(41)와 일체로 형성된다. 엔코더(83)는 상기 외주면 기어치(81)와 치합되는 회전 기어(85)를 구비하고, 상기 회전 기어(85)의 회전 각도에 대응되는 전기신호를 생성한다. 엔코더(83)는 회전 방향과 속도를 검출하여 전기신호를 생성하는 공지의 기술로서, 예를 들면, 로터리 엔코더(rotary encoder)일 수 있다. 엔코더(83)는 그 회전축(84)의 회전 방향에 따라 생성되는 펄스의 위치에 차이가 있어 회전 방향을 판별할 수 있다. 또한, 회전축(84)의 회전 속도에 따라 초당 생성되는 펄스의 개수가 변화됨으로써 회전량을 판별할 수 있다.

회전 경통(40)이 회전하면 상기 외주면 기어치(81)가 회전하고, 상기 외주면 기어치(81)에 치합된 회전 기어(85)가 회전한다. 상기 회전 기어(85)의 회전에 의해 회전 기어(85)에 고정 결합된 엔코더(83)의 회전축(84)이 회전하므로, 결과적으로 엔코더(83)는 회전 경통(40)의 회전 각도에 대응되는 전기신호를 생성하게 된다. 상기 엔코더(83)의 전기신호를 통해 회전 경통(40)의 회전 각도가 감지되고, 렌즈 지지 경통(20) 내에서 렌즈(19)의 위치, 및 노즐 부재(11) 전방으로 투사되어 치료 부위에 입사되는 레이저빔의 직경이 계산된다.

명확히 도시되진 않았으나 엔코더(83)는 엔코더 지지 부재(87)와 후방 고정 부재(92)에 고정 지지될 수 있다. 엔코더 커버(91)는 상기 엔코더(83)와 회전 기어(85)가 노출되지 않도록 덮으며, 엔코더 지지 부재(87) 및 후방 고정 부재(92)에 고정 결합된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 레이저 투사 핸드피스 11: 노즐 부재
15: 전방 연결 부재 17: 렌즈 홀더
20: 렌즈 지지 경통 22: 나선 슬롯
30: 록킹 부재 33: 내측 링
40: 회전 경통 46,47,48,49: 패턴
51,52,53,54: 갭 센서 56: 센서 지지 부재

Claims (8)

1. 삭제
2. 렌즈를 지지하는 렌즈 지지 경통; 상기 렌즈 지지 경통을 에워싸도록 배치된 것으로, 회전에 의하여 상기 렌즈를 상기 렌즈 지지 경통의 길이 방향으로 직선 이동시키는 회전 경통; 및, 상기 렌즈 지지 경통에 대해 상기 렌즈 지지 경통의 길이 방향을 따라 직선 이동하도록 배치되어서, 상기 회전 경통의 회전을 록킹(locking) 및 언록킹(unlocking)하는 록킹 부재(locking member);를 구비하고,
   상기 록킹 부재는 상기 렌즈 지지 경통의 외주면에 끼워져 상기 렌즈 지지 경통의 길이 방향으로 이동 가능한 내측 링(ring)을 포함하고,
   상기 내측 링, 및 상기 내측 링과 마주보는 상기 회전 경통의 단부 중 하나는 돌출된 록킹 핀(locking pin)을 구비하고, 다른 하나에는 축선을 중심으로 하는 동심원 상에 이격되게 배열된 복수의 핀 삽입 홈(groove)이 형성되어, 상기 록킹 핀이 상기 복수의 핀 삽입 홈 중의 하나에 삽입되면 상기 회전 경통이 회전하지 않게 록킹(locking)되며,
   상기 렌즈 지지 경통의 외주면에 고정된 스토퍼 링(stopper ring); 및, 상기 렌즈 지지 경통의 길이방향을 따라 연장된 축선과 평행하게 연장되고 상기 스토퍼 링에 고정된 가이드 핀(guide pin);을 더 구비하여, 상기 내측 링이 상기 가이드 핀에 끼워져 상기 축선과 평행한 방향으로만 이동 가능하고, 상기 축선을 중심으로 회전하지는 않는 것을 특징으로 하는 레이저 투사 핸드피스.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 회전 경통은 외주면에 자신의 회전 각도를 식별하기 위한 복수의 패턴(pattern)이 형성된 패턴 파이프를 포함하고,
   상기 레이저 투사 핸드피스는, 상기 패턴 파이프의 외주면 상의 미리 지정된 지점을 검사(檢査)하도록 고정되고, 상기 회전 경통이 회전함에 따라 상기 미리 지정된 지점에서 상기 복수의 패턴의 존재 유무(有無)를 감지하는 적어도 하나의 센서(sensor);를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 투사 핸드피스.
4. 제2 항에 있어서,
   상기 회전 경통의 외주면에는 상기 회전 경통의 회전 각도를 나타내는 복수의 마크(mark)가 상기 회전 경통의 외주를 따라 일렬로 표시되고,
   상기 복수의 마크 중에서 상기 회전 경통의 회전 각도에 대응되는 하나의 마크만 노출되는 것을 특징으로 하는 레이저 투사 핸드피스.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 복수의 마크 중에서 하나의 마크만 노출된 때 상기 록킹 핀이 상기 복수의 핀 삽입 홈 중의 하나와 일렬로 정렬되는 것을 특징으로 하는 레이저 투사 핸드피스.
6. 삭제
7. 손으로 쥘 수 있는 펜(pen) 형상의 기구로서, 레이저빔(laser beam)을 전방으로 투사하는 레이저 투사 핸드피스에 있어서,
   파이프(pipe) 형상의 렌즈 지지 경통; 상기 렌즈 지지 경통을 에워싸며, 상기 렌즈 지지 경통의 길이 방향으로 연장된 축선(軸線)을 중심으로 시계 및 반시계 방향으로 회전 가능한 것으로, 외주면에 상기 축선을 중심으로 하는 외주면 기어치(齒)가 형성된 회전 경통; 상기 외주면 기어치에 치합되는 회전 기어를 구비하고, 상기 회전 기어의 회전 각도에 대응되는 전기신호를 생성하는 엔코더(encoder); 상기 렌즈 지지 경통 내부에 삽입 지지되고, 상기 회전 경통의 회전 방향 및 회전 각도에 따라 상기 렌즈 지지 경통의 길이 방향으로 이동하는 렌즈(lens); 상기 렌즈 지지 경통의 외주면에 끼워져 상기 렌즈 지지 경통의 길이 방향으로 이동 가능한 내측 링(ring)을 포함하는 록킹 부재(locking member); 상기 렌즈 지지 경통의 외주면에 고정된 스토퍼 링; 및 상기 축선과 평행하게 연장되고 상기 스토퍼 링에 고정된 가이드 핀;을 구비하고,
   상기 내측 링이 상기 가이드 핀에 끼워져 상기 축선과 평행한 방향으로만 이동 가능하고, 상기 축선을 중심으로 회전하지는 않는 것을 특징으로 하는 레이저 투사 핸드피스.
8. 제2 항, 제3 항, 제4 항, 제5 항 및 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 록킹 부재는, 상기 내측 링이 상기 회전 경통의 단부 측으로 이동하는 방향으로 탄성 바이어스(elastic bias)된 것을 특징으로 하는 레이저 투사 핸드피스.

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