KR101965636B1 - 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치로서, 전선의 꼬임을 방지하기 위한 슬립링; 광섬유의 꼬임을 방지하기 위한 광학적 로터리 조인트; 상기 슬립링과 광학적 로터리 조인트로 회전 동력을 전달하기 위한 모터; 및 상기 모터로부터 발생되는 회전 동력을 상기 슬립링과 광학적 로터리 조인트로 전달하되, 상기 모터와 슬립링 및 광학적 로터리 조인트 간의 회전을 동기화하기 위한 중개 축을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치 및 그 방법에 따르면, 혈관 내 광음향 초음파 스캐닝 시스템에 슬립링과 광학적 로터리 조인트를 동일 축 상에 독립적으로 배치 구성하고, 슬립링과 광학적 로터리 조인트와 병렬적으로 배치 구성되는 중개 축을 구성하여 모터의 회전 동력 토크를 전달할 수 있도록 구성함으로써, 새로운 부품의 추가에 대응하는 시스템 구성의 확장을 높이고, 슬립링과 광학적 로터리 조인트 부품들의 독립적인 동력 전달 구동 제어를 통한 안정적인 회전을 얻을 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스캐닝 시스템에서 병렬적으로 배치 구성되는 중개 축을 통해 슬립링과 광학적 로터리 조인트의 각 부품들에 독립적으로 회전 동력 토크를 전달하도록 구성함으로써, 각 부품들을 직접 체결시킬 필요가 없으며, 각 부품들의 회전축이 일치하지 않아도 회전 속도만 동일하면 안정적인 회전이 가능하고, 특히 기계적인 오차로 중심축이 일치하지 않았을 때 발생되었던 기존의 진동 문제를 근본적으로 해결할 수 있도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 모터의 구동 풀리 또는 중개 축 상의 주 구동부의 풀리 중 하나에 단방향 베어링을 더 포함하여 구성함으로써, 모터의 회전 동력 토크가 계속해서 바뀌더라도 단방향 베어링을 통한 한 회전방향으로만 동력이 전달되고, 그에 따른 모터속도의 불일정성에 의한 영상의 질 하락을 최소화할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치 및 그 방법에 따르면, 혈관 내 광음향 초음파 스캐닝 시스템에 슬립링과 광학적 로터리 조인트를 동일 축 상에 독립적으로 배치 구성하고, 슬립링과 광학적 로터리 조인트와 병렬적으로 배치 구성되는 중개 축을 구성하여 모터의 회전 동력 토크를 전달할 수 있도록 구성함으로써, 새로운 부품의 추가에 대응하는 시스템 구성의 확장을 높이고, 슬립링과 광학적 로터리 조인트 부품들의 독립적인 동력 전달 구동 제어를 통한 안정적인 회전을 얻을 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스캐닝 시스템에서 병렬적으로 배치 구성되는 중개 축을 통해 슬립링과 광학적 로터리 조인트의 각 부품들에 독립적으로 회전 동력 토크를 전달하도록 구성함으로써, 각 부품들을 직접 체결시킬 필요가 없으며, 각 부품들의 회전축이 일치하지 않아도 회전 속도만 동일하면 안정적인 회전이 가능하고, 특히 기계적인 오차로 중심축이 일치하지 않았을 때 발생되었던 기존의 진동 문제를 근본적으로 해결할 수 있도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 모터의 구동 풀리 또는 중개 축 상의 주 구동부의 풀리 중 하나에 단방향 베어링을 더 포함하여 구성함으로써, 모터의 회전 동력 토크가 계속해서 바뀌더라도 단방향 베어링을 통한 한 회전방향으로만 동력이 전달되고, 그에 따른 모터속도의 불일정성에 의한 영상의 질 하락을 최소화할 수 있도록 할 수 있다.
Description
본 발명은 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 혈관 내 광음향 초음파 스캐닝 시스템에 중개 축을 삽입 구성하여 시스템 구성의 확장을 높이고, 부품들의 독립적인 구동 제어를 통한 안정적인 회전을 얻을 수 있도록 하는 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 심혈관 관련 질환은 전 세계 사망 원인 중 1/3을 이상을 차지하고 있으며, 학계 및 의료계에서 매우 많은 사람들의 주목을 받고 있는 질환이다. 이러한 혈관 질환의 진단에 사용되는 혈관 영상 카테터의 기술로는 혈관 내 초음파, 혈관 내 근적외선 분광분석법, 혈관 내 광간섭 단층 촬영과 같은 의료장치들이 해당 질환의 진단 및 치료를 위해 개발되어 임상에서 활용되고 있다.
혈관 내 초음파는 카테터 형태의 기기로 혈관에 삽입되어 혈관의 단층 영상을 획득하는 기술로 혈관 내 시술 또는 심장 내 시술에 매우 유용하여, 아직까지 병원에서 가장 많이 활용되고 있는 혈관 내 영상화 기술이다. 초음파를 이용한 진단법은 초음파를 이용하여 실시간으로 조직세포의 단면 영상을 보여줄 수 있고, 이를 이용해 3차원으로 병변의 종류, 길이, 상태를 양적 질적으로 구별해 낼 수 있다. 또한, 혈관 내 근적외선 영상기술은 상용화된 기술로 근적외선 빛을 이용하여 분광 방법에 의해 혈관 내벽에 지질의 존재 여부를 파악하는 기술로, 최근 혈관 내 초음파와 결합되어 단일 카테터로 개발되기도 하였다.
또한, 의료 분야에 사용되는 광섬유 기술에 기반한 광학 영상 진단법은 광학단층촬영기(OCT), 혈관내시경, 근적외선분광법, 라만 분광법 및 형광분광법을 포함한다. 이러한 광 간섭 단층촬영기술은 혈관 내 초음파와 마찬가지로 카테터 형태의 기기로 혈관에 삽입되어 빛을 혈관으로 보내고, 돌아오는 빛을 분석하여 혈관의 단층 영상을 획득하는 기술을 말한다.
이와 같이, 심혈관 관련 질환을 진단 및 치료하기 위한 혈관 내 초음파, 혈관 내 근적외선 분광분석법, 혈관 내 광간섭 단층 촬영과 같은 의료 기술들이 해당 질환의 진단 및 치료를 위해 사용되고 있지만, 단일 기술만으로는 제한적인 정보밖에 얻을 수 없어 정확한 진단에 어려움이 있었다. 이에, 정확한 병변 진단을 위해 여러 종류의 혈관 내 카테터 기기들의 결합이 이루어지고 있는 추세에 있다. 이러한 혈관 진단 및 치료를 위한 의료장치의 스캐닝 시스템에는 슬립링, 광학적 로터리 조인트 등 특정 목적을 위해 모터의 토크를 필요로 하는 부품이 구성되고, 모터의 토크를 받는 부품에 추가될 부품을 직접 체결하여 동력을 전달받는 방식으로 구성되고 있었다. 이에 따라 토크를 직접 전달받아 회전하는 부품과, 그 부품으로부터 토크를 전달받는 종속 부품들 간의 회전축이 일치되지 않았을 경우 종속 부품의 질량 중심이 회전축으로부터 벗어나게 되고, 이는 회전 시 매우 심한 진동을 야기함과 동시에 스캐닝 시스템 전체에 진동을 유도해 영상의 질을 저하시키는 문제가 있었다. 또한 기존의 경우엔 각 부품 사이에 구조에 맞는 어댑터를 제작해 넣어야 했고, 어댑터가 제작되면 부품사이의 순서도 고정되기 때문에 새로운 부품의 추가 증설이 어려운 문제가 있었다. 또한, 기존의 의료장치의 스캐닝 시스템에서는 모터의 속도가 일정하지 않을 경우, 그 속도변화가 바로 구동부에 전달되어 영상이 시계 또는 반시계 방향으로 돌아가는 현상이 발생되는 문제가 있었다. 대한민국 등록특허공보 제10-1397272호, 등록특허공보 제10-1737440호, 및 공개특허공보 제10-2014-0133372호가 선행기술 문헌을 개시되고 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 혈관 내 광음향 초음파 스캐닝 시스템에 슬립링과 광학적 로터리 조인트를 동일 축 상에 독립적으로 배치 구성하고, 슬립링과 광학적 로터리 조인트와 병렬적으로 배치 구성되는 중개 축을 구성하여 모터의 회전 동력 토크를 전달할 수 있도록 구성함으로써, 새로운 부품의 추가에 대응하는 시스템 구성의 확장을 높이고, 슬립링과 광학적 로터리 조인트 부품들의 독립적인 동력 전달 구동 제어를 통한 안정적인 회전을 얻을 수 있도록 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 스캐닝 시스템에서 병렬적으로 배치 구성되는 중개 축을 통해 슬립링과 광학적 로터리 조인트의 각 부품들에 독립적으로 회전 동력 토크를 전달하도록 구성함으로써, 각 부품들을 직접 체결시킬 필요가 없으며, 각 부품들의 회전축이 일치하지 않아도 회전 속도만 동일하면 안정적인 회전이 가능하고, 특히 기계적인 오차로 중심축이 일치하지 않았을 때 발생되었던 기존의 진동 문제를 근본적으로 해결할 수 있도록 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 모터의 구동 풀리 또는 중개 축 상의 주 구동부의 풀리 중 하나에 단방향 베어링을 더 포함하여 구성함으로써, 모터의 회전 동력 토크가 계속해서 바뀌더라도 단방향 베어링을 통한 한 회전방향으로만 동력이 전달되고, 그에 따른 모터속도의 불일정성에 의한 영상의 질 하락을 최소화할 수 있도록 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치는,
융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치로서,
전선의 꼬임을 방지하기 위한 슬립링;
광섬유의 꼬임을 방지하기 위한 광학적 로터리 조인트;
상기 슬립링과 광학적 로터리 조인트로 회전 동력을 전달하기 위한 모터; 및
상기 모터로부터 발생되는 회전 동력을 상기 슬립링과 광학적 로터리 조인트로 전달하되, 상기 모터와 슬립링 및 광학적 로터리 조인트 간의 회전을 동기화하기 위한 중개 축을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 슬립링은,
초음파 펄서 및 리시버로부터 전기신호를 주고받기 위한 전선을 포함하되,
상기 전선은,
융합 스캐닝 시스템의 초음파 트랜스듀서와 연결되어 상기 초음파 트랜스듀서를 통해 얻어진 광음향 신호를 영상 처리부로 전달하는 기능을 수행할 수 있다.
바람직하게는, 상기 광학적 로터리 조인트는,
빛 신호를 전달하기 위한 다중모드 광섬유를 포함하되,
상기 광섬유는,
융합 스캐닝 시스템의 초음파 트랜스듀서 방향으로 레이저를 전달하는 기능을 수행할 수 있다.
바람직하게는, 상기 중개 축은,
상기 슬립링과 상기 광학적 로터리 조인트와 병렬적으로 배치 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 중개 축은,
상기 모터의 모터 풀리로부터 회전 동력 토크를 전달받기 위해 상기 중개 축 상에 배치되는 주 구동부; 및
상기 주 구동부가 배치된 상기 중개 축 상에 배치되어, 상기 주 구동부에 전달되는 회전 동력 토크를 상기 슬립링과 광학적 로터리 조인트에 각각 전달하기 위한 부품 구동부를 포함하여 구성할 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 슬립링과 광학적 로터리 조인트는,
상기 중개 축 상에 배치되는 상기 부품 구동부 각각에 대응하여 회전 동력 토크를 전달받을 수 있도록 각각이 독립된 구조로 배치 구성될 수 있다.
더더욱 바람직하게는, 상기 슬립링과 광학적 로터리 조인트는,
진동 없이 회전의 안정화가 향상될 수 있도록 각각이 독립된 배치 구조로 구성되어, 상기 슬립링과 광학적 로터리 조인트의 부품 질량 중량이 항상 회전축 위에 존재하게 될 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 중개 축은,
융합 스캐닝 시스템에 새로운 부품의 추가 시에 이에 대응하여 회전 동력 토크를 전달하기 위한 부품 구동부의 추가를 통한 확장이 가능하도록 할 수 있다.
더더욱 바람직하게는, 상기 중개 축은,
상기 모터의 모터 풀리와 상기 주 구동부의 풀리 간의 기어비의 조절을 통한 모터속도의 불일정성을 완화시킬 수 있도록 기능할 수 있다.
더더욱 더 바람직하게는, 상기 모터의 모터 풀리 또는 주 구동부의 풀리 중 어느 하나에는,
상기 모터의 가속 때는 동력전달이 되지만 감속 때는 베어링 역할을 해 동력전달이 되지 않도록 하여 모터속도의 불일정성을 완화시킬 수 있도록 하는 단방향 베어링을 더 포함하여 구성할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치는,
융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치로서,
전선의 꼬임을 방지하기 위한 슬립링;
상기 슬립링과 동일 축 상에 독립적으로 배치 구성되며, 광섬유의 꼬임을 방지하기 위한 광학적 로터리 조인트;
모터 풀리를 구비하고, 상기 슬립링과 광학적 로터리 조인트로 회전 동력을 전달하기 위한 모터; 및
상기 모터로부터 발생되는 회전 동력을 상기 슬립링과 광학적 로터리 조인트로 각각 전달하되, 상기 슬립링과 상기 광학적 로터리 조인트와 병렬적으로 배치 구성되어 상기 모터와 슬립링 및 광학적 로터리 조인트 간의 회전을 동기화하기 위한 중개 축을 포함하되,
상기 중개 축은,
상기 모터의 모터 풀리로부터 회전 동력 토크를 전달받기 위해 상기 중개 축 상에 배치되는 주 구동부와, 상기 주 구동부가 배치된 상기 중개 축 상에 배치되어, 상기 주 구동부에 전달되는 회전 동력 토크를 상기 슬립링과 광학적 로터리 조인트에 각각 전달하기 위한 부품 구동부를 포함하여 구성하고,
상기 모터 풀리 및 주 구동축의 풀리와, 상기 부품 구동부와 이에 대응하는 상기 슬립링과 광학적 로터리 조인트의 풀리 간에는 각각의 타이밍 벨트로 연결 접속되어 회전 동력 토크를 전달하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 중개 축은,
융합 스캐닝 시스템에 새로운 부품의 추가 시에 이에 대응하여 회전 동력 토크를 전달하기 위한 부품 구동부의 추가를 통한 확장이 가능하도록 할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 모터의 모터 풀리 또는 주 구동부의 풀리 중 어느 하나에는,
상기 모터의 가속 때는 동력전달이 되지만 감속 때는 베어링 역할을 해 동력전달이 되지 않도록 하여 모터속도의 불일정성을 완화시킬 수 있도록 하는 단방향 베어링을 더 포함하여 구성할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 방법은,
슬립링과 광학적 로터리 조인트와 모터 및 중개 축을 포함하는 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 방법으로서,
(1) 중개 축의 주 구동부의 풀리가 모터의 모터 풀리를 통해 회전 동력 토크를 전달받는 단계;
(2) 상기 중개 축 상에 배치 고정되는 복수의 부품 구동부가 상기 주 구동축의 회전 동력 토크에 따라 중개 축 상에서 회전되는 단계; 및
(3) 상기 중개 축 상에 배치 고정되는 상기 복수의 부품 구동부가 상기 슬립링과 광학적 로터리 조인트로 회전 동력 토크를 각각 전달하는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 중개 축은,
상기 슬립링과 상기 광학적 로터리 조인트와 병렬적으로 배치 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 중개 축은,
상기 모터와 슬립링 및 광학적 로터리 조인트 간의 회전을 동기화할 수 있다.
바람직하게는, 상기 슬립링과 상기 광학적 로터리 조인트는,
각각이 상기 중개 축 상에 배치되는 상기 부품 구동부 각각에 대응하여 회전 동력 토크를 각각 전달받을 수 있도록 동일 축 상에 독립된 구조로 배치 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 중개 축은,
융합 스캐닝 시스템에 새로운 부품의 추가 시에 이에 대응하여 회전 동력 토크를 전달하기 위한 부품 구동부의 추가를 통한 확장이 가능하도록 할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 중개 축은,
상기 모터의 모터 풀리와 상기 주 구동부의 풀리 간의 기어비의 조절을 통한 모터속도의 불일정성을 완화시킬 수 있도록 기능할 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 모터의 모터 풀리 또는 주 구동부의 풀리 중 어느 하나에는,
상기 모터의 가속 때는 동력전달이 되지만 감속 때는 베어링 역할을 해 동력전달이 되지 않도록 하여 모터속도의 불일정성을 완화시킬 수 있도록 하는 단방향 베어링을 더 포함하여 구성할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치 및 그 방법에 따르면, 혈관 내 광음향 초음파 스캐닝 시스템에 슬립링과 광학적 로터리 조인트를 동일 축 상에 독립적으로 배치 구성하고, 슬립링과 광학적 로터리 조인트와 병렬적으로 배치 구성되는 중개 축을 구성하여 모터의 회전 동력 토크를 전달할 수 있도록 구성함으로써, 새로운 부품의 추가에 대응하는 시스템 구성의 확장을 높이고, 슬립링과 광학적 로터리 조인트 부품들의 독립적인 동력 전달 구동 제어를 통한 안정적인 회전을 얻을 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스캐닝 시스템에서 병렬적으로 배치 구성되는 중개 축을 통해 슬립링과 광학적 로터리 조인트의 각 부품들에 독립적으로 회전 동력 토크를 전달하도록 구성함으로써, 각 부품들을 직접 체결시킬 필요가 없으며, 각 부품들의 회전축이 일치하지 않아도 회전 속도만 동일하면 안정적인 회전이 가능하고, 특히 기계적인 오차로 중심축이 일치하지 않았을 때 발생되었던 기존의 진동 문제를 근본적으로 해결할 수 있도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 모터의 구동 풀리 또는 중개 축 상의 주 구동부의 풀리 중 하나에 단방향 베어링을 더 포함하여 구성함으로써, 모터의 회전 동력 토크가 계속해서 바뀌더라도 단방향 베어링을 통한 한 회전방향으로만 동력이 전달되고, 그에 따른 모터속도의 불일정성에 의한 영상의 질 하락을 최소화할 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 중개 축 사용 전과 사용 후의 비교 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 기어비가 동일한 일례의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 기어비가 증가된 일례의 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 단방향 베어링 사용 이전의 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 단방향 베어링 사용 이후의 구성을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 방법의 구동 흐름을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 중개 축 사용 전과 사용 후의 비교 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 기어비가 동일한 일례의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 기어비가 증가된 일례의 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 단방향 베어링 사용 이전의 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 단방향 베어링 사용 이후의 구성을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 방법의 구동 흐름을 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 중개 축 사용 전과 사용 후의 비교 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 기어비가 동일한 일례의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 기어비가 증가된 일례의 구성을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 단방향 베어링 사용 이전의 구성을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 단방향 베어링 사용 이후의 구성을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 6에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치(100)는, 슬립링(110), 광학적 로터리 조인트(120), 모터(130), 및 중개 축(140)을 포함하여 구성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치(100)는, 혈관 내에 카테터를 삽입해 연속적인 회전을 하면서 혈관 내벽으로부터 얻은 신호를 영상화 하는 혈관 내 초음파, 혈관 내 근적외선 분광분석법, 혈관 내 광 간섭 단층 촬영과 같은 의료장치에 사용되는 구성이다. 즉, 더 높은 정확도의 병변진단을 위해 최근에는 각 의료장치들의 결합이 이루어지고 있는데, 이 경우 전기 신호와 빛 신호를 동시에 카테터 끝까지 전달해야 하고, 고속 영상화를 하기 위해선 카테터의 연속적인 회전이 필수적이다. 즉, 본 발명은 의료장치의 고정된 시스템과 회전하는 카테터 사이에 전기신호와 빛 신호를 전달해 주는 스캐닝 시스템에 적용되는 구성으로 이해될 수 있다. 하기에서는 의료장치의 영상 처리 부분의 구성은 통상의 구성에 해당하므로 상세한 설명은 생략하고, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치(100)의 부분에 대해서 설명하기로 한다.
슬립링(110)은, 전선(111)의 꼬임을 방지하기 위한 구성이다. 이러한 슬립링(110)은 초음파 펄서 및 리시버로부터 전기신호를 주고받기 위한 전선(111)을 포함하되, 전선(111)은 융합 스캐닝 시스템의 초음파 트랜스듀서와 연결되어 초음파 트랜스듀서를 통해 얻어진 광음향 신호를 영상 처리부로 전달하는 기능을 수행하는 역할을 한다. 여기서, 슬립링(110)은 후술하게 될 광학적 로터리 조인트(120)와는 독립적으로 배치 구성되며, 중개 축(140) 상에 배치되는 부품 구동부(142)에 대응하여 회전 동력 토크를 전달받을 수 있도록 있도록 구성된다. 이때, 슬립링(110)은 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 진동 없이 회전의 안정화가 향상될 수 있도록 광학적 로터리 조인트(120)와는 독립된 배치 구조로 구성되어, 슬립링(110)의 부품 질량 중량이 항상 회전축 위에 존재하도록 할 수 있다.
광학적 로터리 조인트(120)는, 광섬유(121)의 꼬임을 방지하기 위한 구성이다. 이러한 광학적 로터리 조인트(120)는 빛 신호를 전달하기 위한 다중모드 광섬유(121)를 포함하되, 광섬유(121)는 융합 스캐닝 시스템의 초음파 트랜스듀서 방향으로 레이저를 전달하는 기능을 수행하는 역할을 한다. 여기서, 광학적 로터리 조인트(120)는 앞서 설명한 슬립링(110)과는 독립적으로 배치 구성되며, 중개 축(140) 상에 배치되는 부품 구동부(142)에 대응하여 회전 동력 토크를 전달받을 수 있도록 있도록 구성된다. 이때, 광학적 로터리 조인트(120)는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 진동 없이 회전의 안정화가 향상될 수 있도록 슬립링(110)과는 독립된 배치 구조로 구성되어, 광학적 로터리 조인트(120)의 부품 질량 중량이 항상 회전축 위에 존재하도록 할 수 있다.
모터(130)는, 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)로 회전 동력을 전달하기 위한 구성이다. 이러한 모터(130)는 의료장치의 고정된 시스템과 회전하는 카테터 사이에 전기신호와 빛 신호를 전달해 주는 스캐닝 시스템에 적용되는 통상의 동력원의 구성에 해당하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
중개 축(140)은, 모터(130)로부터 발생되는 회전 동력을 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)로 전달하되, 모터(130)와 슬립링(110) 및 광학적 로터리 조인트(120) 간의 회전을 동기화하기 위한 구성이다. 이러한 중개 축(140)은 도 1에 도시된 바와 같이, 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)와 병렬적으로 배치 구성될 수 있다. 여기서, 중개 축(140)은 모터(130)의 모터 풀리(131)로부터 회전 동력 토크를 전달받기 위해 중개 축(140) 상에 배치되는 주 구동부(141)와, 주 구동부(141)가 배치된 중개 축(140) 상에 배치되어, 주 구동부(141)에 전달되는 회전 동력 토크를 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)에 각각 전달하기 위한 부품 구동부(142)를 포함하여 구성할 수 있다.
또한, 중개 축(140)은 융합 스캐닝 시스템에 새로운 부품의 추가 시에 이에 대응하여 회전 동력 토크를 전달하기 위한 부품 구동부(142)의 추가를 통한 확장이 가능하도록 구성될 수 있다. 이러한 중개 축(140)은 도 4에 도시된 바와 같이, 모터(130)의 모터 풀리(131)와 주 구동부(141)의 풀리 간의 기어비의 조절을 통한 모터속도의 불일정성을 완화시킬 수 있도록 기능할 수도 있다. 또한, 모터(130)의 모터 풀리(131) 또는 주 구동부(141)의 풀리 중 어느 하나에는 도 6에 도시된 바와 같이, 모터(130)의 가속 때는 동력전달이 되지만 감속 때는 베어링 역할을 해 동력전달이 되지 않도록 하여 모터속도의 불일정성을 완화시킬 수 있도록 하는 단방향 베어링(143)을 더 포함하여 구성할 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치(100)는, 전선(111)의 꼬임을 방지하기 위한 슬립링(110)과, 슬립링(110)과 동일 축 상에 독립적으로 배치 구성되며, 광섬유(121)의 꼬임을 방지하기 위한 광학적 로터리 조인트(120)와, 모터 풀리(131)를 구비하고, 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)로 회전 동력을 전달하기 위한 모터(130)와, 모터(130)로부터 발생되는 회전 동력을 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)로 각각 전달하되, 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)와 병렬적으로 배치 구성되어 모터(130)와 슬립링(110) 및 광학적 로터리 조인트(120) 간의 회전을 동기화하기 위한 중개 축(140)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 중개 축(140)은 모터(130)의 모터 풀리(131)로부터 회전 동력 토크를 전달받기 위해 중개 축(140) 상에 배치되는 주 구동부(141)와, 주 구동부(141)가 배치된 중개 축(140) 상에 배치되어, 주 구동부(141)에 전달되는 회전 동력 토크를 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)에 각각 전달하기 위한 부품 구동부(142)를 포함하여 구성할 수 있다. 또한, 모터 풀리(131) 및 주 구동축(141)의 풀리와, 부품 구동부(142)와 이에 대응하는 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)의 풀리 간에는 각각의 타이밍 벨트로 연결 접속되어 회전 동력 토크를 전달할 수 있도록 하고 있다.
또한, 중개 축(140)은 융합 스캐닝 시스템에 새로운 부품의 추가 시에 이에 대응하여 회전 동력 토크를 전달하기 위한 부품 구동부(142)의 추가를 통한 확장이 가능하도록 할 수 있으며, 모터(130)의 모터 풀리(131) 또는 주 구동부(141)의 풀리 중 어느 하나에는 모터(130)의 가속 때는 동력전달이 되지만 감속 때는 베어링 역할을 해 동력전달이 되지 않도록 하여 모터속도의 불일정성을 완화시킬 수 있도록 하는 단방향 베어링(143)을 더 포함하여 구성하게 된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 중개 축 사용 전과 사용 후의 비교 구성을 나타내고 있다. 도 2의 (a)는 스캐닝 시스템에 구비되는 두 부품이 직접 체결되는 종래의 경우로서, 부품 2의 중심축이 부품 1의 회전축과 일치하지 않을 경우, 부품 2의 중심축은 부품1의 회전축을 중심으로 회전하며 진동을 발생시키는 일례의 구성을 나타내고 있다. 도 2의 (b)는 스캐닝 시스템에 구비되는 두 부품이 중개 축(140)으로부터 독립적으로 토크를 전달받는 본 발명의 경우로서, 두 부품간의 회전축 및 중심축의 일치 여부에 관계없이 각 부품의 중심축을 일정하게 유지시킬 수 있으며, 이를 통해 회전의 안정화를 꾀할 수 있으며 이는 영상의 질 향상을 도모할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 기어비가 동일한 일례의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 기어비가 증가된 일례의 구성을 도시한 도면이다. 도 3 및 도 4는 기어비의 증가에 따른 영상의 회전오차 보정을 나타내는 비교 도면으로서, 일반적으로 모터는 완벽히 동일한 속도를 유지할 수 없다. 이 경우 모터속도와 영상 수집 트리거 간의 오차가 생겨 영상이 한 방향으로 회전하거나 떨리게 된다. 이를 보완하기 위한 방법으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 기어비와 모터의 속도를 같은 비율로 증가시키면 구동부의 기어의 회전속도는 일정하게 유지시키면서 모터 속도의 불일정성에 의한 영상의 떨림을 같은 비율로 감소시킬 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 단방향 베어링 사용 이전의 구성을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치의 단방향 베어링 사용 이후의 구성을 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6은 단방향 베어링(143)을 사용해 구동부의 속도편차를 감소시키는 비교 예를 나타내는 도면으로서, 단방향 베어링(143)은 한 회전방향으로는 일반적인 베어링과 같지만 반대방향으로는 롤러가 돌지 않아 동력을 전달할 수 있는 부품이다. 즉, 일반적인 타이밍 풀리를 사용할 경우 모터축의 속도변화가 똑같이 모터의 풀리에 전달되고, 이는 다시 구동부 풀리를 거쳐 최종적으로 구동부 축에 전달된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 구동부 타이밍 풀리에 단방향 베어링을 삽입할 경우, 모터(130)가 가속되는 구간에선 베어링내의 롤러가 돌지 않아 일반 타이밍 풀리와 같이 동력을 전달하는 역할을 한다. 하지만 모터(130)가 감속되는 구간에선 반대의 회전방향으로 힘을 받게 되고, 단방향 베어링(143)의 롤러가 돌기 시작함에 따라 동력전달이 되지 않고, 구동부 축의 속도는 유지될 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 방법의 구동 흐름을 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 방법은, 중개 축의 주 구동부의 풀리가 모터의 모터 풀리를 통해 회전 동력 토크를 전달받는 단계(S110), 중개 축 상에 배치 고정되는 복수의 부품 구동부가 주 구동축의 회전 동력 토크에 따라 중개 축 상에서 회전되는 단계(S120), 및 중개 축 상에 배치 고정되는 복수의 부품 구동부가 슬립링과 광학적 로터리 조인트로 회전 동력 토크를 각각 전달하는 단계(S130)를 포함하여 구현될 수 있다.
단계 S110에서는, 중개 축(140)의 주 구동부(141)의 풀리가 모터(130)의 모터 풀리(131)를 통해 회전 동력 토크를 전달받고, 단계 S120에서는 중개 축(140) 상에 배치 고정되는 복수의 부품 구동부(142)가 주 구동축(141)의 회전 동력 토크에 따라 중개 축(140) 상에서 회전되며, 단계 S130에서는 중개 축(140) 상에 배치 고정되는 복수의 부품 구동부(142)가 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)로 회전 동력 토크를 각각 전달하도록 구동될 수 있다. 여기서, 중개 축(140)은 슬립링(110)과 상기 광학적 로터리 조인트(120)와 병렬적으로 배치 구성되고, 모터(130)와 슬립링(110) 및 광학적 로터리 조인트(120) 간의 회전을 동기화하게 된다.
또한, 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)는 각각이 중개 축(140) 상에 배치되는 부품 구동부(142) 각각에 대응하여 회전 동력 토크를 각각 전달받을 수 있도록 동일 축 상에 독립된 구조로 배치 구성될 수 있다. 또한, 중개 축(140)은 융합 스캐닝 시스템에 새로운 부품의 추가 시에 이에 대응하여 회전 동력 토크를 전달하기 위한 부품 구동부(142)의 추가를 통한 확장이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 중개 축(140)은 모터(130)의 모터 풀리(131)와 주 구동부(141)의 풀리 간의 기어비의 조절을 통한 모터속도의 불일정성을 완화시킬 수 있도록 기능하고, 모터(130)의 모터 풀리(131) 또는 주 구동부(141)의 풀리 중 어느 하나에는 모터(130)의 가속 때는 동력전달이 되지만 감속 때는 베어링 역할을 해 동력전달이 되지 않도록 하여 모터속도의 불일정성을 완화시킬 수 있도록 하는 단방향 베어링(143)을 더 포함하여 구성할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치 및 그 방법은, 혈관 내 광음향 초음파 스캐닝 시스템에 슬립링과 광학적 로터리 조인트를 동일 축 상에 독립적으로 배치 구성하고, 슬립링과 광학적 로터리 조인트와 병렬적으로 배치 구성되는 중개 축을 구성하여 모터의 회전 동력 토크를 전달할 수 있도록 구성함으로써, 새로운 부품의 추가에 대응하는 시스템 구성의 확장을 높이고, 슬립링과 광학적 로터리 조인트 부품들의 독립적인 동력 전달 구동 제어를 통한 안정적인 회전을 얻을 수 있도록 할 수 있으며, 특히, 스캐닝 시스템에서 병렬적으로 배치 구성되는 중개 축을 통해 슬립링과 광학적 로터리 조인트의 각 부품들에 독립적으로 회전 동력 토크를 전달하도록 구성함으로써, 각 부품들을 직접 체결시킬 필요가 없으며, 각 부품들의 회전축이 일치하지 않아도 회전 속도만 동일하면 안정적인 회전이 가능하고, 특히 기계적인 오차로 중심축이 일치하지 않았을 때 발생되었던 기존의 진동 문제를 근본적으로 해결할 수 있게 된다. 또한, 모터의 구동 풀리 또는 중개 축 상의 주 구동부의 풀리 중 하나에 단방향 베어링을 더 포함하여 구성함으로써, 모터의 회전 동력 토크가 계속해서 바뀌더라도 단방향 베어링을 통한 한 회전방향으로만 동력이 전달되고, 그에 따른 모터속도의 불일정성에 의한 영상의 질 하락을 최소화할 수 있게 된다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 본 발명의 일실시예에 따른 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치
110: 슬립링
111: 전선
120: 광학적 로터리 조인트
121: 광섬유
130: 모터
131: 모터 풀리
140: 중개 축
141: 주 구동부
142: 부품 구동부
143: 단방향 베어링
S110: 중개 축의 주 구동부의 풀리가 모터의 모터 풀리를 통해 회전 동력 토크를 전달받는 단계
S120: 중개 축 상에 배치 고정되는 복수의 부품 구동부가 주 구동축의 회전 동력 토크에 따라 중개 축 상에서 회전되는 단계
S130: 중개 축 상에 배치 고정되는 복수의 부품 구동부가 슬립링과 광학적 로터리 조인트로 회전 동력 토크를 각각 전달하는 단계
110: 슬립링
111: 전선
120: 광학적 로터리 조인트
121: 광섬유
130: 모터
131: 모터 풀리
140: 중개 축
141: 주 구동부
142: 부품 구동부
143: 단방향 베어링
S110: 중개 축의 주 구동부의 풀리가 모터의 모터 풀리를 통해 회전 동력 토크를 전달받는 단계
S120: 중개 축 상에 배치 고정되는 복수의 부품 구동부가 주 구동축의 회전 동력 토크에 따라 중개 축 상에서 회전되는 단계
S130: 중개 축 상에 배치 고정되는 복수의 부품 구동부가 슬립링과 광학적 로터리 조인트로 회전 동력 토크를 각각 전달하는 단계
Claims (20)
- 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치(100)로서,
전선(111)의 꼬임을 방지하기 위한 슬립링(110);
광섬유(121)의 꼬임을 방지하기 위한 광학적 로터리 조인트(120);
상기 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)로 회전 동력을 전달하기 위한 모터(130); 및
상기 모터(130)로부터 발생되는 회전 동력을 상기 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)로 전달하되, 상기 모터(130)와 슬립링(110) 및 광학적 로터리 조인트(120) 간의 회전을 동기화하기 위한 중개 축(140)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 슬립링(110)은,
초음파 펄서 및 리시버로부터 전기신호를 주고받기 위한 전선(111)을 포함하되,
상기 전선(111)은,
융합 스캐닝 시스템의 초음파 트랜스듀서와 연결되어 상기 초음파 트랜스듀서를 통해 얻어진 광음향 신호를 영상 처리부로 전달하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 광학적 로터리 조인트(120)는,
빛 신호를 전달하기 위한 다중모드 광섬유(121)를 포함하되,
상기 광섬유(121)는,
융합 스캐닝 시스템의 초음파 트랜스듀서 방향으로 레이저를 전달하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 중개 축(140)은,
상기 슬립링(110)과 상기 광학적 로터리 조인트(120)와 병렬적으로 배치 구성되는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 중개 축(140)은,
상기 모터(130)의 모터 풀리(131)로부터 회전 동력 토크를 전달받기 위해 상기 중개 축(140) 상에 배치되는 주 구동부(141); 및
상기 주 구동부(141)가 배치된 상기 중개 축(140) 상에 배치되어, 상기 주 구동부(141)에 전달되는 회전 동력 토크를 상기 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)에 각각 전달하기 위한 부품 구동부(142)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)는,
상기 중개 축(140) 상에 배치되는 상기 부품 구동부(142) 각각에 대응하여 회전 동력 토크를 전달받을 수 있도록 각각이 독립된 구조로 배치 구성되는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)는,
진동 없이 회전의 안정화가 향상될 수 있도록 각각이 독립된 배치 구조로 구성되어, 상기 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)의 부품 질량 중량이 항상 회전축 위에 존재하게 되는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 중개 축(140)은,
융합 스캐닝 시스템에 새로운 부품의 추가 시에 이에 대응하여 회전 동력 토크를 전달하기 위한 부품 구동부(142)의 추가를 통한 확장이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치.
- 제8항에 있어서, 상기 중개 축(140)은,
상기 모터(130)의 모터 풀리(131)와 상기 주 구동부(141)의 풀리 간의 기어비의 조절을 통한 모터속도의 불일정성을 완화시킬 수 있도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치.
- 제9항에 있어서, 상기 모터(130)의 모터 풀리(131) 또는 주 구동부(141)의 풀리 중 어느 하나에는,
상기 모터(130)의 가속 때는 동력전달이 되지만 감속 때는 베어링 역할을 해 동력전달이 되지 않도록 하여 모터속도의 불일정성을 완화시킬 수 있도록 하는 단방향 베어링(143)을 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치.
- 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치(100)로서,
전선(111)의 꼬임을 방지하기 위한 슬립링(110);
상기 슬립링(110)과 동일 축 상에 독립적으로 배치 구성되며, 광섬유(121)의 꼬임을 방지하기 위한 광학적 로터리 조인트(120);
모터 풀리(131)를 구비하고, 상기 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)로 회전 동력을 전달하기 위한 모터(130); 및
상기 모터(130)로부터 발생되는 회전 동력을 상기 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)로 각각 전달하되, 상기 슬립링(110)과 상기 광학적 로터리 조인트(120)와 병렬적으로 배치 구성되어 상기 모터(130)와 슬립링(110) 및 광학적 로터리 조인트(120) 간의 회전을 동기화하기 위한 중개 축(140)을 포함하되,
상기 중개 축(140)은,
상기 모터(130)의 모터 풀리(131)로부터 회전 동력 토크를 전달받기 위해 상기 중개 축(140) 상에 배치되는 주 구동부(141)와, 상기 주 구동부(141)가 배치된 상기 중개 축(140) 상에 배치되어, 상기 주 구동부(141)에 전달되는 회전 동력 토크를 상기 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)에 각각 전달하기 위한 부품 구동부(142)를 포함하여 구성하고,
상기 모터 풀리(131) 및 주 구동축(141)의 풀리와, 상기 부품 구동부(142)와 이에 대응하는 상기 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)의 풀리 간에는 각각의 타이밍 벨트로 연결 접속되어 회전 동력 토크를 전달하는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치.
- 제11항에 있어서, 상기 중개 축(140)은,
융합 스캐닝 시스템에 새로운 부품의 추가 시에 이에 대응하여 회전 동력 토크를 전달하기 위한 부품 구동부(142)의 추가를 통한 확장이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치.
- 제12항에 있어서, 상기 모터(130)의 모터 풀리(131) 또는 주 구동부(141)의 풀리 중 어느 하나에는,
상기 모터(130)의 가속 때는 동력전달이 되지만 감속 때는 베어링 역할을 해 동력전달이 되지 않도록 하여 모터속도의 불일정성을 완화시킬 수 있도록 하는 단방향 베어링(143)을 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 장치.
- 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)와 모터(130) 및 중개 축(140)을 포함하는 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 방법으로서,
(1) 중개 축(140)의 주 구동부(141)의 풀리가 모터(130)의 모터 풀리(131)를 통해 회전 동력 토크를 전달받는 단계;
(2) 상기 중개 축(140) 상에 배치 고정되는 복수의 부품 구동부(142)가 상기 주 구동부(141)의 회전 동력 토크에 따라 중개 축(140) 상에서 회전되는 단계; 및
(3) 상기 중개 축(140) 상에 배치 고정되는 상기 복수의 부품 구동부(142)가 상기 슬립링(110)과 광학적 로터리 조인트(120)로 회전 동력 토크를 각각 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 중개 축(140)은,
상기 슬립링(110)과 상기 광학적 로터리 조인트(120)와 병렬적으로 배치 구성되는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 중개 축(140)은,
상기 모터(130)와 슬립링(110) 및 광학적 로터리 조인트(120) 간의 회전을 동기화하는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 방법.
- 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬립링(110)과 상기 광학적 로터리 조인트(120)는,
각각이 상기 중개 축(140) 상에 배치되는 상기 부품 구동부(142) 각각에 대응하여 회전 동력 토크를 각각 전달받을 수 있도록 동일 축 상에 독립된 구조로 배치 구성되는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 중개 축(140)은,
융합 스캐닝 시스템에 새로운 부품의 추가 시에 이에 대응하여 회전 동력 토크를 전달하기 위한 부품 구동부(142)의 추가를 통한 확장이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 중개 축(140)은,
상기 모터(130)의 모터 풀리(131)와 상기 주 구동부(141)의 풀리 간의 기어비의 조절을 통한 모터속도의 불일정성을 완화시킬 수 있도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 모터(130)의 모터 풀리(131) 또는 주 구동부(141)의 풀리 중 어느 하나에는,
상기 모터(130)의 가속 때는 동력전달이 되지만 감속 때는 베어링 역할을 해 동력전달이 되지 않도록 하여 모터속도의 불일정성을 완화시킬 수 있도록 하는 단방향 베어링(143)을 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 융합 스캐닝 시스템의 회전 안정화 및 확장성 향상을 위한 방법.
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