KR102025823B1 - 타겟에 조사되는 레이저 에너지를 조절할 수 있는 진단용 레이저 핸드피스용 팁 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진단용 레이저 핸드피스용 팁에 관한 것으로, 일 실시예에 따르면, 타겟을 향해 레이저를 조사하는 광조사 모듈; 타겟을 향해 조사되는 레이저가 이동되는 경로상에 배치되는 광조절 모듈;을 포함하며, 광조절 모듈은 타겟을 향해 조사되는 레이저의 적어도 일부를 차단하는 것인, 진단용 레이저 핸드피스용 팁이 개시된다.

Description

타겟에 조사되는 레이저 에너지를 조절할 수 있는 진단용 레이저 핸드피스용 팁 {TIP FOR DIAGNOSTIC LASER HANDPIECE CAPABLE OF CONTROLLING LASER ENERGY EMITTED TO TARGET}
본 발명은 타겟에 조사되는 레이저 에너지를 조절할 수 있는 진단용 레이저 핸드피스용 팁에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 레이저 장치의 핸드피스에 장착가능한 진단용 레이저 핸드피스용 팁에 관한 것이다.
최근 들어 종래의 피부 치료 및 미용 목적의 레이저 장치를 활용하여 피부에 레이저를 조사하고 이때 발생하는 발생광의 스펙트럼을 분석함으로써 질병을 진단하는 레이저 기술(특허 문헌 1 참조)이 개발되고 있다.
도1은 질병 진단에 활용되는 종래의 피부 치료 및 미용 목적의 레이저 장치를 개략적으로 도시하였다. 도면을 참조하면, 레이저(L1)가 레이저 생성부(2)에서 생성되어 광섬유 등을 통해 핸드피스(1)로 전달된 후 타겟(T)(예컨대 환자의 피부 등)에 조사되고, 타겟(T)에서 발생한 발생광 중 일부가 수신광(L2)으로서 광수신부(3)에 집광된다. 분광기(4)는 광수신부(3)가 수신한 수신광의 스펙트럼을 추출하고 데이터 처리부(5)가 이 스펙트럼 데이터를 분석하여 질병 진단이나 피부나이 측정 등 필요한 작업을 수행하고 디스플레이(6) 등을 통해 사용자에게 결과를 제공할 수 있다.
그런데 이러한 종래의 레이저 장치는 레이저(L1)를 타겟에 조사하기 위한 광조사부(예컨대 핸드피스(1))와 수신광(L2)을 수신(집광)하기 위한 수신부(3)가 각기 별도로 설치되어 있다. 따라서 구성부품이 많아 장치가 복잡하고 부피도 많이 차지하는 단점이 있었다.
또한, 상술한 종래의 피부 치료 및 미용 목적을 위한 레이저 장치(예를 들면 Nd:YAG, Ruby, Alexandrite 레이저 장치 등)는 피부 내 색소의 제거, 혹은 조직의 파괴 및 재생을 통한 치료 등의 목적으로 비교적 높은 에너지를 피부로 조사한다. (예를 들면 펄스당 100~1600 mJ 정도). 따라서, 이러한 기존의 피부 치료 및 미용 목적용 레이저를 질병 진단용으로 바로 활용할 경우 피부에 열적 손상이 발생될 수 있다.
특허문헌1: 한국 등록특허 10-1640202(2016. 7. 21) 특허문헌2: 한국 공개특허 1020130123426호 (2013. 11. 12) 특허문헌3: 일본 등록특허 제4749805호 (2011. 5. 27)
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존의 레이저 장치를 그대로 이용하여 질병 진단이나 피부나이 측정을 할 수 있는 진단용 레이저 핸드피스용 팁을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존의 미용 목적 등을 위한 레이저 장치의 핸드피스에 쉽게 탈착가능하고 광조사부와 광수신부를 일체로 구비한 진단용 레이저 핸드피스용 팁을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 핸드피스에 결합되어 사용되는 진단용 레이저 핸드피스용 팁으로서, 레이저를 타겟을 향해 조사하는 광조사 모듈; 과 타겟을 향해 조사되는 레이저가 이동되는 경로상에 배치되는 광조절 모듈;을 포함하며,
광조절 모듈은 타겟을 향해 조사되는 레이저의 적어도 일부를 차단하는 것인, 진단용 레이저 핸드피스용 팁이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 핸드피스에 결합되어 사용되는 진단용 레이저 핸드피스용 팁으로서, 레이저를 타겟을 향해 조사하는 광조사 모듈; 타겟을 향해 조사되는 상기 레이저가 이동되는 경로상에 배치되는 광조절 모듈;을 포함하며, 상기 광조절 모듈은 타겟을 향해 조사되는 상기 레이저의 초점의 사이즈를 조절하는 것인, 진단용 레이저 핸드피스용 팁이 개시된다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 기존의 미용 목적 등을 위한 레이저 장치를 그대로 이용하면서, 질병 진단이나 피부나이 측정을 할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 광조사부와 광수신부를 일체로 구비한 진단용 레이저 핸드피스용 팁을 제공함으로써 광조사부와 광수신부가 별도로 설치되었던 종래기술에 비해 레이저 장치를 단순화하고 장치 부피를 줄일 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 광조사부와 광수신부가 일체로 결합된 진단용 레이저 핸드피스용 팁을 구현함으로써, 별도의 광수신 장치를 따로 설치할 필요없이 진단용 레이저 핸드피스용 팁을 핸드피스에 부착하는 것만으로 발생광을 수신하고 이로부터 질병 진단 등의 데이터 처리를 수행할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 종래 피부 치료 및 미용 목적의 레이저 장치의 에너지 범위를 별도로 수정할 필요가 없으며, 본 발명에 따른 핸드피스용 팁으로 교체함으로써 피부 치료 및 미용 목적으로 사용되는 레이저를 질병 진단용 목적으로 즉시 활용 할 수 있게 된다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 종래 피부 치료 및 미용 목적의 레이저 장치의 에너지 범위를 별도로 수정하지 않으면서도, 타겟에 열적 손상을 가하지 않고 질병 진단의 목적을 달성할 수 있는 분광 신호를 검출할 수 있게 한다.
도1은 종래의 레이저 장치를 설명하기 위한 도면,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁을 설명하기 위한 도면,
도3 내지 도5는 제1 실시예에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 진단용 레이저 핸드피스용 팁에 사용되는 일 실시예에 따른 광조절 모듈을 설명하기 위한 도면
도7 내지 도9는 제2 실시예에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁을 설명하기 위한 도면,
도10 내지 도11는 제3 실시예에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁을 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 진단용 레이저 핸드피스용 팁에 사용되는 일 실시예에 따른 광조절 모듈을 설명하기 위한 도면, 그리고
도13은 일 실시예에 따른 데이터 처리부의 예시적 구성을 설명하기 위한 도면이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서의 도면에 있어서, 구성요소들의 길이, 두께, 넓이 등의 수치는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장하여 표시될 수 있다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 게재될 수도 있다는 것을 의미한다. 한편, 본 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예를 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)의 적용예를 설명하기 위한 도면이다.
도면을 참조하면, 일 실시예에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)이 핸드피스(1)에 부착되어 있다. 핸드피스(1)는 사용자가 손으로 잡고 타겟(T)을 향해 레이저를 조사할 수 있는 형상을 갖는 부재로서, 도2에서는 일 예로서 건(gun) 형태의 핸드피스(1)를 도시하였다. 그러나 이러한 형태는 예시적인 것이며, 예컨대 도1에 도시한 것처럼 핸드피스(1)가 원통 형상이거나 또는 다른 형상을 가져도 무방하다.
핸드피스(1)에는 광섬유 또는 광가이드 암(light guiding arm)이 연결될 수 있고, 레이저 생성부(예컨대 도1의 2)에서 생성되는 레이저가 이러한 광섬유 또는 광가이드 암을 통해 핸드피스(1)로 전달될 수 있다. 핸드피스(1)의 레이저를 조사하는 출구측에는 도시한 것처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)이 결합될 수 있다. 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)은 핸드피스(1)에 부착 또는 분리(이하, “탈부착”) 가능하도록 구성되며, 필요에 따라 도시한 것처럼 핸드피스(1)에 부착하여 사용하다가 필요없을 때 분리할 수 있다. 이 때 핸드피스(1)는 팁(10)이 부착되지 않은 상태에서도 원래의 용도에 따라 예컨대 미용이나 의료용으로 사용될 수 있다.
핸드피스(1)의 내부에는 레이저를 가이드하는데 필요한 광섬유, 렌즈, 미러 등의 다수의 광학요소 중 하나 이상이 배치될 수 있다. 핸드피스(1)에서 출력되는 광은 콜리메이티드 빔(collimated beam), 포커스드 빔(focused beam), 또는 디포커스드 빔(defocused beam) 중 어느 하나일 수 있으며, 레이저의 에너지 밀도, 파장 등은 레이저 장치가 사용되는 구체적 실시 상황에 따라 달라질 수 있다.
후술하겠지만, 본 발명에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)은 타겟(T)에 가능한 적은 열적 손상을 주면서 발생광이 용이하게 생성되도록 하기 위해서, 핸드피스(1)로부터 유입 받은 레이저의 전부가 아닌 일부가 타겟에 조사하도록 구성되어 있다.
즉, 본 발명에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)이 핸드피스(1)에 결합된 경우 타겟에 조사되는 펄스당 레이저 에너지는, 본 발명에 따르지 않은 종래의 레이저 핸드피스용 팁(미 도시)이 핸드피스(1)에 결합된 경우 펄스당 레이저 에너지보다 적게 조사된다. 즉, 본 실시예에 따르면, 펄스당 레이저 에너지는 줄이고, 단위 면적당 레이저 에너지 밀도는 증가시키게 된다.
또한, 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)은 레이저가 타겟(T)에 조사되었을 때 발생광이 용이하게 발생되도록 하기 위해서, 포커스드 빔의 형태로 레이저가 타겟에 조사되도록 구성된다.
상술한 바와 같이 본원 발명에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)이 핸드피스(1)로부터 유입 받은 레이저의 전부가 아닌 일부를 타겟에 조사하고, 레이저의 초점 사이즈(즉, 스팟 사이즈)를 작게(예를 들면, 포커스드 빔의 형태로) 하는 이유는 다음과 같다.
첫째, 종래 미용이나 치료 목적의 레이저 장치들의 출력은 상당히 커서 (예를 들면 100~2000mJ), 이를 열적 손상은 최소화 하고, 발생광은 용이하게 생성되도록 하는 진단 목적으로는 그대로 사용할 수 없다.
둘째, 종래 미용이나 치료 목적의 레이저 장치들은 최대한 빠른 시간에 최대의 피부 면적을 치료하기 위해 피부 표면 조사 면적 (스팟 사이즈)가 상당히 크다. 진단 목적으로 사용되기 위해서는 열적 손상 없이 효과적으로 발생광을 생성하기 위해 높은 면적당 에너지 밀도가 필요하며, 이는 기존 레이저의 큰 스팟 사이즈로 달성될 수 없다. .
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들은 광조절 모듈을 구비한다. 이하에서는 도면들을 참조하여 광조절 모듈이 구비된 본 발명의 다른 실시예들에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도3 내지 도5는 제1 실시예에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)을 설명하기 위한 도면으로, 도3(a)는 팁(10)의 사시도, 도3(b)는 측면도, 도4는 분해사시도, 그리고 도 5는 광조절 모듈(160)을 설명하기 위한 도면이다.
도면들을 참조하면, 제1 실시예에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)은 광조사 모듈(100), 광수신 모듈(200), 광조절 모듈(160), 및 중간 모듈(middle module)(166)을 포함한다.
광조사 모듈(100)은 레이저를 타겟(T)을 향해 조사하는 기능 모듈이고, 광수신 모듈(200)은 타겟(T)에 조사된 레이저에 의해 발생되는 광의 적어도 일부를 수신광으로서 수신하기 위한 모듈이다.
광조절 모듈(160)은 타겟(T)에 조사되는 레이저가 이동되는 경로 상에 설치되어 타겟(T)에 조사되는 레이저의 에너지와 초점 사이즈를 조절하는 모듈이다.
예를 들면, 핸드피스(1)에 본 발명에 따르지 않은 종래의 핸드피스용 팁(미 도시)이 결합된 경우에 타겟에 조사되는 레이저의 펄스당 에너지가 50mJ 내지 1600mJ이고 레이저의 스팟 사이즈(Spot size)가 2㎜ 내지 8㎜라고 가정 하면, 광조절 모듈(160)이 핸드피스(1)에 결합된 경우에는 타겟에 조사되는 레이저의 펄스당 에너지는 20mJ 내지 40mJ이고 스팟 사이즈는 100㎛ 내지 500㎛일수 있다. 여기서, 수치들은 예시적인 것으로서 본원 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.
즉, 광조절 모듈(160)에 의해, 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)이 핸드피스(1)로부터 유입 받은 레이저의 일부는 차단되고 일부만 타겟에 조사되고, 타겟에 조사되는 레이저의 스팟 사이즈는 작아지게 된다.
본원 명세서에서, "타겟에 조사된 레이저에 의해 발생되는 광"(이하 간단히 "발생광"이라고도 함)은 레이저를 타겟에 조사할 때 발생하는 임의의 종류의 광을 의미할 수 있으며, 예를 들어 반사광, 산란광, 플라즈마광, 형광광 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 광수신 모듈(200)은 이러한 발생광 중의 적어도 일부를 '수신광'으로서 수신할 수 있다.
일 실시예에서 광조사 모듈(100)은 베이스(본체부)(110), 핸드피스 결합부(120), 모듈 연결부재(130), 고정부(140), 및 가이드부(150)를 포함할 수 있다. 베이스(110)는 핸드피스(1)에서 출력되는 레이저가 통과하는 내부 공간을 가지며, 도시한 실시예의 경우 아래쪽으로 갈수록 지름이 작아지는 테이퍼(tapered) 형상의 원통형 부재일 수 있다.
베이스(110)의 내부는 레이저가 관통할 수 있도록 예컨대 원통형의 내부 공간이 형성되어 있으며, 레이저의 초점의 사이즈를 조절하거나 불필요한 파장의 레이저를 필터링하기 위해 렌즈, 광학 필터, 미러 등의 광학요소 중 적어도 하나가 배치될 수 있다.
핸드피스 결합부(120)는 베이스(110)와 핸드피스(1)를 연결하는 결합부재이다. 도시한 실시예에서 핸드피스 결합부(120)는 레이저가 통과하는 내부 공간을 가지며 베이스(110)의 상부에서 연장되어 형성된다. 일 실시예에서 베이스(110)와 핸드피스 결합부(120)가 일체로 형성될 수 있다. 도3(b)에 간략히 도시한 것처럼 핸드피스 결합부(120)가 핸드피스(1)의 내부로 착탈가능하게 끼워짐으로써 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)이 핸드피스(1)에 착탈가능하게 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 핸드피스 결합부(120)는 억지끼움 방식으로 핸드피스(1)에 결합될 수 있고, 대안적으로, 나사결합 방식(예컨대 핸드피스 결합부(120)의 외측면에 나사산이 형성되고 핸드피스(1)의 내측면에 이에 대응하는 요홈부가 형성된 구성) 등 임의의 공지의 결합방식으로 결합될 수도 있다.
중간 모듈(166)의 내부는 레이저가 이동할 수 있도록 비어 있는 통 형상을 가진다. 또한, 중간 모듈(166)은 베이스(100)에 결합되는 상부(162)와 고정부(140)에 결합되는 하부(164)를 가진 통 형상으로 구성된다.
중간 모듈(166)의 하부(164)에 고정부(140)가 분리 가능하게 결합되고, 중간 모듈(166)의 상부(162)에 베이스(110)가 분리 가능하게 결합된다.
본 실시예에서, 고정부(140)와 중간 모듈(166)의 하부(164)는 임의의 공지의 결합방식(예를 들면, 억지 끼움 방식이나 나사결합방식)으로 결합된다. 예를 들면, 고정부(140)의 외측면에 나사산(N1)이 형성되고, 중간 모듈(166)의 하부(164)의 내부 표면에 나사산(N1)에 대응되는 나사 홈(미도시)이 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 베이스(110)와 중간 모듈(166)의 상부(162)는 임의의 공지의 결합방식(예를 들면, 억지 끼움 방식이나 나사결합방식)으로 결합된다. 예를 들면, 중간 모듈(166)의 상부(162)의 외측면에 나사산(N3)이 형성되고, 베이스(110)의 내부 표면에 나사산(N3)에 대응되는 나사 홈(미도시)이 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 광조절 모듈(160)은 중간 모듈(166)의 내부 공간(즉, 레이저가 이동하는 공간)에 위치된다. 광조절 모듈(160)은 핸드피스(1)로부터 유입 받은 레이저의 일부만 통과시키고, 타겟에 조사되는 레이저의 초점 사이즈가 작아지도록 구성된다.
광조절 모듈(160)은 제1렌즈(161), 홀을 구비한 플레이트(163), 및 제2렌즈(165)를 포함한다. 여기서, 제1렌즈(161)는 선택적인(optional) 구성요소로서, 실시예에 따라서 광조절 모듈(160)은 제1렌즈(161)는 제외하고 홀을 구비한 플레이트(163)와 제2렌즈(165)를 포함하도록 구성될 수도 있다. 이하에서는 도 4와 도 5를 참조하여 광조절 모듈(160)의 기능을 상세히 설명한다.
제1렌즈(161)는 핸드피스(1)로부터 유입 받은 레이저의 스팟 사이즈를 변경한다.
예를 들면, 제1렌즈(161)는 핸드피스(1)로부터 유입 받을 때의 레이저의 스팟 사이즈 보다, 플레이트(163) 쪽으로 출력될 레이저의 스팟 사이즈가 작게 되도록 한다. 이러한 예에서, 제1렌즈(161)는 볼록렌즈로 구성될 수 있다.
플레이트(163)는 홀(h1)을 구비하며, 이 홀(h1)을 통해서만 레이저가 통과할 수 있다. 즉, 플레이트(163)는 제1렌즈(161)로부터 유입되는 레이저의 일부만을 통과시킨다.
예를 들면, 플레이트(163)의 직경은 중간 모듈(166)의 내부의 직경과 거의 동일하여, 중간 모듈(166)의 내부를 이용하는 레이저는 플레이트(163)에 구비된 홀을 통해서만 이동할 수 있게 된다.
제2렌즈(165)는 플레이트(163)로부터 유입 받은 레이저의 스팟 사이즈를 변경한다.
일 예를 들면, 제2렌즈(165)는 타겟에 조사되는 레이저의 스팟 사이즈가 100㎛ 내지 500㎛가 되도록 레이저의 스팟 사이즈를 변경할 수 있다. 이러한 예에서, 제2렌즈(165)는 볼록 렌즈로 구성될 수 있다.
상술한 수치들은 물론 예시적인 것으로서 본원 발명의 권리범위를 제한하는 것이 아니다.
한편, 광조절 모듈(160)은 제1렌즈(161)을 포함하지 않고, 홀을 구비한 플레이트(163)와 제2렌즈(165)를 포함하도록 구성될 수 있다.
고정부(140)는 중간 모듈(166)의 하부 내부에 결합되며 모듈 연결부재(130)를 고정하기 위한 부재이다. 도시한 실시예에서 고정부(140)는 중간 모듈(166)의 하단부와 결합하며 고정부(140)는 레이저가 통과할 수 있도록 중앙이 비어 있는 형상을 가진다. 일 실시예에서 고정부(140)는 원통 형상을 가지며, 고정부(140)는 중간 모듈(166)과 결합할 수 있도록 상부의 외측 둘레를 따라 나사산(N1)이 형성되어 있다. 그러나 중간 모듈(166)과 고정부(140) 사이의 결합은 이러한 나사결합 방식이 아니라 억지끼움 방식 등 공지의 다양한 결합방식 중 하나에 의해 결합될 수 있다.
고정부(140)의 하부에는 사용자가 타겟(T)의 조사 지점과 레이저의 중심점을 쉽게 정렬할 수 있도록 도와주는 가이드부(150)가 형성될 수 있다. 도시한 실시예에서 가이드부(150)는 돌출형 가이드(151) 및 타겟 접촉부(152)를 포함할 수 있다.
돌출형 가이드(151)는 고정부(140)에서 하방으로 소정 거리 뻗어있는 부재이다. 돌출형 가이드(151)는 고정부(140)와 일체로 형성될 수 있다. 돌출형 가이드(151)가 고정부(140)에 형성된 경우, 사용자가 돌출형 가이드(151)의 하단부에 타겟(T)이 놓여지도록 핸드피스를 쉽게 조정할 수 있으므로 타겟(T)을 핸드피스에서 적정한 거리에 위치시킬 수 있다.
일 실시예에서 돌출형 가이드(151)의 하단부에 타겟 접촉부(152)가 형성될 수 있다. 타겟 접촉부(152)는 타겟(T)과 접촉할 수 있는 부재로서, 도시한 것처럼 아크(arc) 형상을 갖거나 또는 링(ring) 형상일 수 있고, 대안적으로, 핸드피스(1)에서 조사되는 레이저에 간섭하지 않는 임의의 형상을 가질 수 있다. 타겟 접촉부(152)가 아크나 링 형상인 경우 핸드피스(1)에서 출력되는 레이저의 중심축이 아크나 링 형상의 중심점과 일치하도록 타겟 접촉부(152)가 배치된다. 일 실시예에서 고정부(140), 돌출형 가이드(151), 및 타겟 접촉부(152)는 일체로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 가이드부(150)의 구성에 따르면, 사용자가 타겟 접촉부(152)의 중심점과 타겟(T)의 조사 지점을 쉽게 정렬할 수 있기 때문에, 타겟(T)을 핸드피스(1)에서 적정한 거리에 위치시키고 핸드피스(1)에서 출력되는 레이저를 타겟(T)에 정확히 맞추어 조사할 수 있다.
한편 상술한 일 실시예에서는 고정부(140)의 하부에 가이드부(150)가 형성된 것으로 설명하였지만 가이드부(150)가 생략될 수도 있다. 또한 가이드부(150)가 돌출형 가이드(151)만으로 구성될 수도 있고 타겟 접촉부(152)가 생략될 수도 있다
모듈 연결부재(130)는 광조사 모듈(100)과 광수신 모듈(200)을 연결하는 역할을 갖는 부재이다. 도시한 실시예에서 모듈 연결부재(130)는 중간 모듈(166)과 고정부(140) 사이에 개재되어 광조사 모듈(100)에 결합될 수 있다.
도4에 잘 나타나 있듯이 일 실시예에 따른 모듈 연결부재(130)는 얇은 판재 형상의 부재로서, 레이저가 통과할 수 있는 제1 관통구(133)가 형성된 제1 판상 부재(131) 및 수신광이 통과할 수 있는 제2 관통구(134)가 형성된 제2 판상 부재(132)로 구성되고, 이 때 제2 판상 부재(132)가 제1 판상 부재(131)에 대해 소정 각도 절곡된 형상을 가질 수 있다.
제1 판상 부재(131)는 광조사 모듈(100)의 중간 모듈(160)과 고정부(140) 사이에 개재되어 결합되고, 제2 판상 부재(132)는 광수신 모듈(200)에 결합된다.
광수신 모듈(200)은 레이저를 타겟에 조사할 때 또는 조사한 직후 타겟에서 발생하는 발생광을 수신광으로서 수신하는 장치로서, 이 때 '발생광'은 예를 들어 반사광, 산란광, 플라즈마광, 및/또는 형광광 등을 의미할 수 있다.
도시한 실시예에서 광수신 모듈(200)은 2개의 피스(piece), 즉 상부 피스(210)와 하부 피스(220)로 구성될 수 있다. 상부 피스(210)와 하부 피스(220)의 각각은 수신광이 통과할 수 있도록 내부에 빈 공간이 형성되며, 도시한 실시예에서 상부 피스(210)와 하부 피스(220)는 각각 원통 형상을 가질 수 있다. 상부 피스(210)와 하부 피스(220)는 나사결합 등에 의해 체결될 수 있고, 이 때 모듈 연결부재(130)의 제2 판상 부재(132)가 광수신 모듈(200)의 상부 피스(210)와 하부 피스(220) 사이에 개재되어 결합될 수 있다.
일 실시예에서 상부 피스(210)의 상단부에는 수신광을 외부로 전달하기 위한 광섬유(230)가 연결될 수 있다(도3에서는 광섬유를 생략하였음). 또한 상부 피스(210)와 하부 피스(220) 중 어느 하나의 내부에 렌즈, 광학필터, 미러 등 적어도 하나의 광학요소가 설치될 수도 있다.
한편 모듈 연결부재(130)의 제1 판상 부재(131)와 제2 판상 부재(132)가 서로간에 소정 각도 절곡되어 있으며, 이 절곡된 각도는 광조사 모듈(100)과 광수신 모듈(200)이 타겟(T)의 동일한 지점을 바라보며 배치될 수 있는 각도로 정해진다. 즉 도3(b)에 도시한 것처럼, 광조사 모듈(100)에서 조사되는 레이저의 중심축을 AX1이라 하고 발생광 중 광수신 모듈(200)이 수신하는 수신광의 중심축을 AX2라고 할 때, 레이저의 중심축(AX1)과 수신광의 중심축(AX2)이 타겟이 놓여지는 지점(P)(예컨대 베이스(110)의 하단부에서 하방으로 H 만큼 떨어진 지점)에서 만나도록 광조사 모듈(100)과 광수신 모듈(200)이 배치되는 것이 바람직하며, 이러한 배치관계를 만족하도록 모듈 연결부재(130)의 절곡 각도가 결정될 수 있다.
따라서 이러한 배치관계를 만족함으로써, 광수신 모듈(200)이 레이저의 조사에 의해 생성되는 발생광만 정확히 수신할 수 있으므로 주변의 다른 원인에 기인한 광을 수신할 가능성을 줄이고 수신광의 노이즈를 감소시킬 수 있다.
이상과 같은 구성에 의해, 광조사 모듈(100)과 광수신 모듈(200)을 모듈 연결부재(130)를 통해 결합하여 광조사 모듈과 광수신 모듈이 일체형으로 된 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)을 구현할 수 있고, 별도의 광수신 장치를 설치할 필요없이 일체형 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)을 핸드피스(1)에 부착하는 것만으로 발생광을 수신할 수 있다.
또한 광조사 모듈(100)과 광수신 모듈(200)을 일체형으로 구성하되 광조사 모듈(100)과 광수신 모듈(200)이 타겟의 동일 지점을 바라보도록 배치함으로써 수신광의 정확도를 높이고 노이즈를 감소시킬 수 있는 이점도 가진다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광조절 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 광조절 모듈(260)은 제1렌즈(261), 홀(h2)을 구비한 플레이트(263), 제2렌즈(265)를 포함할 수 있다.
광조절 모듈(260)은 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)에서의 광조절 모듈(160) 대신에 사용가능하다. 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)이 결합되는 핸드피스(1)로부터 출력되는 레이저의 형태나 출력 에너지에 따라서, 광조절 모듈(160) 또는 광조절 모듈(260)이 사용될 수 있다.
광조절 모듈(260)은 중간 모듈(166)의 내부 공간(즉, 레이저가 이동하는 공간)에 위치된다. 광조절 모듈(260)은 핸드피스(1)로부터 유입 받은 레이저의 일부만 통과시키고, 타겟에 조사되는 레이저의 초점 사이즈가 작아지도록 구성된다.
제1렌즈(261)는 핸드피스(1)로부터 유입 받은 레이저의 스팟 사이즈를 변경한다. 일 예를 들면, 제1렌즈(261)는 오목 렌즈로서 레이저의 스팟 사이즈가 플레이트(263)의 직경과 동일하거나 유사하도록 레이저의 초점 사이즈를 변경할 수 있다.
예를 들면, 제1렌즈(261)는 핸드피스(1)로부터 유입 받을 때의 레이저의 스팟 사이즈 보다, 플레이트(263) 쪽으로 출력될 레이저의 스팟 사이즈가 크게 되도록 한다.
플레이트(263)는 홀(h2)을 구비하며, 이 홀(h2)을 통해서만 레이저가 통과할 수 있다. 즉, 플레이트(263)는 제1렌즈(261)로부터 유입되는 레이저의 일부만을 통과시킨다.
예를 들면, 플레이트(263)의 직경은 중간 모듈(166)의 내부의 직경과 거의 동일하여, 중간 모듈(166)의 내부를 이용하는 레이저는 플레이트(263)에 구비된 홀(h2)을 통해서만 이동할 수 있게 된다.
제2렌즈(265)는 플레이트(263)로부터 유입 받은 레이저의 스팟 사이즈를 변경한다. 일 예를 들면, 제2렌즈(265)는 볼록 렌즈로서 타겟에 조사되는 레이저의 스팟 사이즈가 100㎛ 내지 500㎛가 되도록 레이저의 스팟 사이즈를 변경할 수 있다. 여기서, 수치들은 물론 예시적인 것으로서 본원 발명의 권리범위를 제한하는 것이 아니다.
한편, 실시예에 따라서 광조절 모듈(260)은 제1렌즈(261)을 포함하지 않고, 홀을 구비한 플레이트(263)와 제2렌즈(265)를 포함하도록 구성될 수 있다.
도7 내지 도9를 참조하여 제2 실시예에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(20)을 설명하기로 한다. 도7 및 도8은 제2 실시예에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(20)을 도시한 것으로, 도7(a)는 팁(20)의 사시도, 도7(b)는 측면도, 도8은 분해사시도, 그리고 도9는 광조절 모듈(360)을 설명하기 위한 도면이다.
이들 도면들을 참조하면, 제2 실시예에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(20)은 광조사 모듈(300)과 광수신 모듈(400)을 포함하고, 광조사 모듈(300)은 광조절 모듈을 포함한다. 여기서, 광조사 모듈(300)은 레이저를 타겟(T)을 향해 조사하는 모듈이고, 광수신 모듈(400)은 타겟(T)에 조사된 레이저에 의해 발생되는 발생광의 적어도 일부를 수신광으로서 수신하는 모듈이고, 광조절 모듈은 타겟(T)에 조사되는 레이저가 이동되는 경로 상에 설치되어 타겟(T)에 조사되는 레이저의 에너지와 초점 사이즈를 조절하는 모듈이다.
후술하겠지만, 본 발명에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(20)은 타겟에 레이저가 조사되었을 때 가능한 타겟에 적은 손상을 주면서도 발생광이 용이하게 생성되도록 하기 위해서, 핸드피스(1)로부터 유입 받은 레이저의 일부를 타겟에 조사하도록 구성되어 있다.
즉, 본 발명에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(20)이 핸드피스(1)에 결합된 경우 타겟에 조사되는 펄스당 레이저 에너지는, 본 발명에 따르지 않은 종래의 레이저 핸드피스용 팁(미 도시)이 핸드피스(1)에 결합된 경우 펄스당 레이저 에너지보다 적게 조사된다. 또한, 진단용 레이저 핸드피스용 팁(20)은 발생광이 용이하게 발생되도록 하기 위해서, 포커스드 빔이 타겟에 출력되도록 구성된다.
일 실시예에서 광조사 모듈(300)은 베이스(310), 핸드피스 결합부(320), 및 가이드부(340)를 포함할 수 있다. 도3 및 도4의 제1 실시예에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)과 비교할 때 제2 실시예의 핸드피스용 팁(20)은 베이스(310)가 제1 실시예의 팁(10)의 모듈 연결부재(130)의 역할도 함께 갖는 점에서 차이가 있다. 즉 제2 실시예의 핸드피스용 팁(20)은 베이스(310)를 통해 광조사 모듈(300)과 광수신 모듈(400)이 결합되며, 별도의 모듈 연결부재(130)가 필요하지 않다. 도7 및 도8에 도시한 실시예에서, 베이스(310)는 레이저가 통과하는 제1 내부 공간(311)과 수신광이 통과하는 제2 내부 공간(313)을 가진다. 제1 내부 공간(311)과 제2 내부 공간(313)의 각각은 예컨대 원통 형상을 갖거나 또는 아래쪽으로 갈수록 지름이 작아지는 테이퍼된 원통 형상을 가질 수 있다.
핸드피스 결합부(320)는 베이스(310)와 핸드피스(1)를 연결하는 결합부재이다. 도시한 실시예에서 핸드피스 결합부(320)는 레이저가 통과하는 내부 공간을 갖는 원통형의 부재일 수 있다. 베이스(310)와 핸드피스 결합부(320)는 각각 별도로 제작되어 결합될 수 있다. 도시한 실시예에서 핸드피스 결합부(320)의 아래쪽 일부가 베이스(310)의 제1 내부 공간(311)에 적어도 부분적으로 삽입되어 베이스(310)와 결합되고, 핸드피스 결합부(320)의 위쪽 일부가 핸드피스(1)에 착탈가능하게 끼워져서 핸드피스(1)에 결합될 수 있다. 대안적으로, 핸드피스 결합부(320)가 베이스(310)의 상부에서 연장되어 일체로 형성될 수도 있다. 일 실시예에서, 핸드피스 결합부(320)는 억지끼움이나 나사결합 방식 등 공지의 방식으로 핸드피스(1)에 결합될 수 있다.
베이스(310)와 핸드피스 결합부(320) 중 적어도 하나의 내부 공간에는 광조절 모듈이 배치된다.
광조절 모듈(360)은 레이저의 초점 사이즈를 조절하고, 레이저의 일부를 차단하는 동작을 수행한다.
일 실시예에서, 광조절 모듈(360)은 레이저의 일부를 차단하는 플레이트(323)와 레이저의 초점 사이즈를 조절하는 렌즈(321)를 포함한다.
도 8을 참조하면, 플레이트(323)는 홀(h3)을 구비하며, 이 홀(h3)을 통해서만 레이저가 통과할 수 있다. 즉, 플레이트(323)는 핸드피스(1)로부터 유입되는 레이저의 일부만을 통과시킨다.
플레이트(323)가 베이스(310)에 위치되도록 구성되는 경우에는, 플레이트(323)의 직경은 베이스(310)의 내부 직경과 거의 동일하도록 구성되며, 이에 의해서 베이스(310)의 내부를 통해서 이동하는 레이저는 플레이트(323)에 구비된 홀을 통해서만 타겟(T) 쪽으로 이동하게 된다.
한편, 플레이트(323)가 핸드피스 결합부(320)에 위치되도록 구성되는 경우에는, 플레이트(323)의 직경은 핸드피스 결합부(320)의 내부 직경과 거의 동일하도록 구성되며, 이에 의해서 핸드피스 결합부(320)의 내부를 통해서 이동하는 레이저는 플레이트(323)에 구비된 홀(h3)을 통해서만 타겟(T) 쪽으로 이동하게 된다.
상술한 실시예들에서, 플레이트(323)에 형성된 홀(h3)의 크기는 타겟(T)에 조사되는 레이저의 펄스당 에너지가 원하는 값을 가지도록 정해진다. 예를 들면, 플레이트(323)에 형성된 홀의 크기는 타겟(T)에 조사되는 레이저의 펄스당 에너지가 20mJ 내지 40mJ 가 되도록 정해진다. 여기서, 수치들은 예시적인 것으로서 본원 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니다.
렌즈(321)는 플레이트(323)로부터 유입 받은 레이저의 스팟 사이즈를 변경한다. 일 예를 들면, 렌즈(321)는 타겟에 조사되는 레이저의 스팟 사이즈가 100㎛ 내지 500㎛가 되도록 레이저의 스팟 사이즈를 변경할 수 있다. 본 실시예에서, 렌즈(321)는 볼록 렌즈로 구성될 수 있다.
한편, 상술한 수치들은 물론 예시적인 것으로서 본원 발명의 권리범위를 제한하는 것이 아니다.
베이스(310)의 하부에 가이드부(340)가 부착될 수 있다. 가이드부(340)는 사용자가 타겟(T)에 레이저의 중심점을 쉽게 정렬할 수 있도록 선택적으로 부착되는 장치이며, 도시한 실시예에서 가이드부(340)는 연결부(341), 돌출형 가이드(342), 및 타겟 접촉부(343)를 포함할 수 있다. 연결부(341)는 베이스(310)의 하부에 결합되는 부재이며 레이저가 통과할 수 있도록 비어있는 내부 공간을 가진다. 일 실시예에서 연결부(341)는 나사결합 방식으로 베이스(310)와 결합할 수 있도록 상부의 외측 둘레를 따라 나사산이 형성되어 있다. 그러나 대안적 실시예에서 억지끼움 방식 등 공지의 다양한 결합방식 중 하나에 의해 결합될 수 있는 결합구조를 가질 수도 있다. 돌출형 가이드(342)와 타겟 접촉부(343)의 구조 및 기능은 도3과 도4를 참조하여 설명한 제1 실시예의 돌출형 가이드(151) 및 타겟 접촉부(152)와 각각 동일 또는 유사하므로 설명을 생략하기로 한다.
또한 도면에서는 가이드부(340)가 돌출형 가이드(342)와 타겟 접촉부(343)를 모두 포함하는 것으로 도시하였지만, 대안적 실시예에서 타겟 접촉부(343)가 생략될 수도 있음은 물론이다.
도시한 실시예에서 광수신 모듈(400)은 상부 피스(410)와 하부 피스(420)로 구성될 수 있다. 상부 피스(410)와 하부 피스(420)의 각각은 수신광이 통과할 수 있도록 내부에 빈 공간이 형성된 원통 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에서 상부 피스(410)의 상단부에는 수신광을 외부로 전달하기 위한 광섬유(430)가 연결될 수 있다. 또한 상부 피스(410)와 하부 피스(420) 중 어느 하나의 내부에 렌즈(412), 광학필터, 미러 등 적어도 하나의 광학요소가 설치될 수 있다.
광수신 모듈(400)의 상부 피스(410)는 광조사 모듈(300)의 베이스(310)의 제2 내부 공간(313)에 적어도 부분적으로 삽입되어 결합될 수 있다. 광수신 모듈(400)의 하부 피스(420)는 상부 피스(410)의 하단부 또는 베이스(310)의 제2 내부 공간(313)의 하단부에 결합될 수 있다. 상부 피스(410)와 베이스(310) 간의 결합 및 하부 피스(420)와 베이스(310) 또는 상부 피스(410) 간의 결합은 공지의 방식, 예컨대 억지끼움 방식이나 나사결합 방식 등에 의해 구현될 수 있다.
한편 베이스(310)의 제1 내부 공간(311)과 제2 내부 공간(313)은 서로 평행하지 않고 비스듬하게 각도를 이루어 배치되어 있으며, 바람직하게는, 광조사 모듈(300)과 광수신 모듈(400)이 타겟(T)의 동일한 지점을 바라보며 배치될 수 있도록 베이스(310)의 제1 및 제2 내부 공간(311,313)이 형성되어 있다. 즉 도7(b)에 도시한 것처럼, 광조사 모듈(300)에서 조사되는 레이저의 중심축(AX1)과 광수신 모듈(400)이 수신하는 수신광의 중심축(AX2)이 타겟(T)이 놓여지는 지점(P)(예컨대 베이스(310)의 하단부에서 하방으로 H 만큼 떨어진 지점)에서 만나도록 광조사 모듈(300)과 광수신 모듈(400)이 배치되는 것이 바람직하며, 이러한 배치관계를 만족하도록 베이스(310)가 구성되어 있다.
도10과 도11을 참조하여 제3 실시예에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(30)을 설명하기로 한다. 도10과 도11은 제3 실시예에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(30)을 도시한 것으로, 도10(a)는 팁(30)의 사시도, 도10(b)는 측면도, 그리고 도11는 분해사시도이다.
도면들을 참조하면, 제3 실시예에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(30)은 광조사 모듈(500)과 광수신 모듈(600)을 포함하고, 광조사 모듈(500)은 광조절 모듈(560)을 포함한다. 광조사 모듈(500)은 베이스(510) 및 가이드부(542,543)를 포함한다. 광조사 모듈(500)은 핸드피스 연결부(도시 생략)를 더 포함할 수 있으나 도면에서는 도시를 생략하였다.
광조절 모듈은 타겟(T)에 조사되는 레이저가 이동되는 경로 상에 설치되어 타겟(T)에 조사되는 레이저의 에너지와 초점 사이즈를 조절하는 모듈이다.
본 실시예에서 광조절 모듈(560)은 홀(h5)이 형성된 플레이트(523)와 렌즈(521)을 포함한다. 여기서, 플레이트(523)는 다른 도면을 참조하여 설명한 플레이트(323) 또는 플레이트(163)의 기능과 동일하고, 렌즈(521)는 렌즈(165) 또는 렌즈(321)의 기능과 동일하다.
후술하겠지만, 본 발명에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(30)은 타겟에 가능한 적은 손상을 주면서도 발생광이 용이하게 생성되도록 하기 위해서, 핸드피스(1)로부터 유입 받은 레이저의 일부를 타겟에 조사하도록 구성되어 있다.
즉, 본 발명에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(30)이 핸드피스(1)에 결합된 경우 타겟에 조사되는 펄스당 레이저 에너지, 본 발명에 따르지 않은 종래의 레이저 핸드피스용 팁(미 도시)이 핸드피스(1)에 결합된 경우의 펄스당 에너지보다 작지만, 단위 면적당 에너지 밀도는 오히려 크다. 또한, 진단용 레이저 핸드피스용 팁(30)은 발생광이 용이하게 발생되도록 하기 위해서, 낮은 에너지에서 단위 면적당 에너지 밀도를 증가시키기 위해 포커스드 빔과 같이 사이즈가 작은 촛점이 타겟에 출력되도록 구성된다.
도7와 도8의 제2 실시예에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁(20)과 비교할 때 제3 실시예의 핸드피스용 팁(30)은 가이드부가 베이스(510)에 일체로 형성된 점에서 차이가 있다. 즉 제3 실시예에 따른 핸드피스용 팁(30)에서는 베이스(510)의 하단부에서 곧바로 돌출형 가이드(542)가 연장되어 뻗어있고 돌출형 가이드(542)의 하단부에 타겟 접촉부(543)가 일체로 형성되어 있다.
베이스(510)는 레이저가 통과할 수 있는 제1 내부 공간(511)과 수신광이 통과할 수 있는 제2 내부 공간(513)을 포함하며, 제1 내부 공간(511)으로 핸드피스 연결부(도시 생략)이 부분적으로 삽입되어 결합될 수 있고, 제2 내부 공간(513)으로 광수신 모듈(600)이 연결될 수 있다. 광수신 모듈(600)은 상부 피스(610)와 하부 피스(620)로 구성될 수 있다.
본 실시예에서, 베이스(510)와 핸드피스 결합부(520) 중 적어도 하나의 내부 공간에는 광조절 모듈(560)이 배치된다.
광조절 모듈(560)은 레이저의 초점 사이즈를 조절하거나 레이저의 일부를 차단하는 동작을 수행한다.
일 실시예에서, 광조절 모듈(560)은 레이저의 일부를 차단하는 플레이트(523)와 레이저의 초점 사이즈를 조절하는 렌즈(521)를 포함한다.
본 실시예에서, 플레이트(523)는 홀(h5)을 구비하며, 이 홀(h5)을 통해서만 레이저가 통과할 수 있다. 즉, 플레이트(523)는 핸드피스(1)로부터 유입되는 레이저의 일부만을 통과시킨다.
플레이트(523)가 베이스(510)에 위치되도록 구성되는 경우에는, 플레이트(523)의 직경은 베이스(310)의 내부 직경과 거의 동일하도록 구성되며, 이에 의해서 베이스(510)의 내부를 통해서 이동하는 레이저는 플레이트(523)에 구비된 홀을 통해서만 타겟(T) 쪽으로 이동하게 된다.
한편, 플레이트(523)가 핸드피스 결합부(520)에 위치되도록 구성되는 경우에는, 플레이트(523)의 직경은 핸드피스 결합부(520)의 내부 직경과 거의 동일하도록 구성되며, 이에 의해서 핸드피스 결합부(520)의 내부를 통해서 이동하는 레이저는 플레이트(523)에 구비된 홀을 통해서만 타겟(T) 쪽으로 이동하게 된다.
상술한 실시예들에서, 플레이트(523)에 형성된 홀(h5)의 크기는 타겟(T)에 조사되는 레이저의 펄스당 에너지가 원하는 값을 가지도록 정해진다. 예를 들면, 플레이트(523)에 형성된 홀의 크기는 타겟(T)에 조사되는 레이저의 펄스당 에너지가 20mJ 내지 40mJ 가 되도록 정해진다. 여기서, 수치들은 예시적인 것으로서 본원 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니다.
렌즈(521)는 플레이트(523)로부터 유입 받은 레이저의 스팟 사이즈를 변경한다. 일 예를 들면, 렌즈(521)는 타겟에 조사되는 레이저의 스팟 사이즈가 100㎛ 내지 500㎛가 되도록 레이저의 스팟 사이즈를 변경할 수 있다. 여기서, 수치들은 물론 예시적인 것으로서 본원 발명의 권리범위를 제한하는 것이 아니다.
한편, 광조사 모듈(500) 및 광수신 모듈(600)의 구성들은 상술한 제2 실시예의 핸드피스용 팁(20)의 광조사 모듈(300) 및 광수신 모듈(400)과 각각 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도12는 본 발명에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁에 사용되는 광조절 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁에 사용되는 광조절 모듈(660)이 예시적으로 도시되어 있다.
광조절 모듈(660)은 레이저의 초점 사이즈를 조절하거나 레이저의 일부를 차단하는 동작을 수행한다.
본 실시예에 따르면, 광조절 모듈(660)은 레이저를 차단하는 차단층(f)이 형성된 볼록 렌즈로 구성된다. 차단층(f)은 레이저가 통과되지 못하도록 하는 재질의 물질이면 어떠한 것이라도 사용가능하다. 예를 들면, 레이저를 반사시키는 금속이 차단층(f)으로 사용될 수 있다.
광조절 모듈(660)의 대략 중앙에는 레이저가 통과될 수 있도록 하는 영역(n)이 있으며, 이러한 영역(n)을 통해서 레이저가 외부로 출력될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 광조절 모듈(660)은 반구형의 볼록 렌즈로 구성되며, 이러한 반구형의 볼록 렌즈는 레이저를 입사 받는 구형부(465)와 레이저를 출력하는 평면부(466)를 포함하며, 평면부(466)는 레이저를 차단하는 차단층(f)과 레이저를 통과시키는 영역(n)를 포함한다.
광조절 모듈(660)은 본 발명에 따른 진단용 레이저 핸드피스용 팁에 사용된다.
예를 들면 광조절 모듈(660)은 도 10과 도 11을 참조하여 설명한 진단용 레이저 핸드피스용 팁(30)에 사용될 수 있다. 즉, 광조절 모듈(660)은 진단용 레이저 핸드피스용 팁(30)의 광조절 모듈(560) 대신에 사용될 수 있다.
다른 예를 들면 광조절 모듈(660)은 도 8을 참조하여 설명한 진단용 레이저 핸드피스용 팁(20)에 사용될 수 있다. 즉, 광조절 모듈(660)은 진단용 레이저 핸드피스용 팁(20)의 광조절 모듈(360) 대신에 사용될 수 있다.
또 다른 예를 들면 광조절 모듈(660)은 도 4를 참조하여 설명한 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)에 사용될 수 있다. 즉, 광조절 모듈(660)은 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10)의 광조절 모듈(160) 대신에 사용될 수 있다. 일 예를 들면, 광조절 모듈(660)은 플레이트(163)와 제2렌즈(165) 대신에 사용될 수 있다.
또 다른 예를 들면 광조절 모듈(660)은 도6을 참조하여 설명한 광조절 모듈(260) 대신에 사용될 수 있다. 일 예를 들면, 광조절 모듈(660)은 플레이트(263)와 제2렌즈(265) 대신에 사용될 수 있다.
이상과 같이 상술한 실시예들에 따르면, 종래 피부 치료 및 미용 목적의 레이저 장치의 에너지 범위를 별도로 수정할 필요가 없으며, 본 발명에 따른 핸드피스용 팁으로 교체함으로써 피부 치료 및 미용 목적으로 사용되는 레이저를 질병 진단용 목적으로 즉시 활용 할 수 있게 된다.
도13은 일 실시예에 따른 데이터 처리부의 예시적 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도면을 참조하면, 데이터 처리부(50)는 예컨대 도1의 종래 레이저 장치의 데이터 처리부(5)를 대체하는 구성요소일 수 있다. 즉 도2 내지 도12에서 설명한 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10, 20, 30)을 통해 수신된 수신광은 분광기를 거친 후 데이터 처리부(50)로 전달된다.
일 실시예에서 데이터 처리부(50)는 프로세서(510) 및 기타 하드웨어/소프트웨어 자원들(520)을 포함하며, 수신광을 분석하여 질병을 진단하거나 피부나이를 측정하기 위해 질병 진단부(530), 피부나이 측정부(540), 질병 진단용 기준스펙트럼 데이터 DB(550), 및 피부나이 측정용 기준스펙트럼 데이터 DB(560)를 포함할 수 있다.
하드웨어/소프트웨어 자원들(520)은 예를 들면 메모리(미도시), 데이터를 저장하고 읽을 수 있는 저장부(미도시), 디스플레이부(60)에 표시 가능하도록 영상 처리하는 영상처리 소프트웨어(미도시)와 하드웨어(미도시), 음성처리 소프트웨어(미도시)와 하드웨어(미도시), 외부로부터 데이터를 받거나 수신하기 위한 송수신부들(미도시), 각 구성요소들의 동작을 위한 프로그램들을 포함할 수 있다.
프로세서(510)는 데이터 처리부(50)를 구성하는 구성요소들, 예를 들면 질병 하드웨어/소프트웨어 자원들(520), 진단부(530), 피부나이 측정부(540), 질병 진단용 기준스펙트럼 데이터 DB(550), 및 피부나이 측정용 기준스펙트럼 데이터 DB(560)가 제 동작을 수행하도록 제어한다.
질병 진단부(530)는 질병 진단용 기준 스펙트럼 데이터 DB(550)를 참조하여 수신광의 측정 스펙트럼으로부터 신체 조직에 질병이 있는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 질병 진단부(530)는 수신광의 스펙트럼과 질병 진단용 기준 스펙트럼 데이터 DB(550)를 비교하여 질병의 유무를 판단할 수 있다.
피부나이 측정부(540)는 피부나이 측정용 기준 스펙트럼 데이터 DB(560)를 참조하여 수신광의 측정 스펙트럼으로부터 피부나이를 측정할 수 있다. 예를 들면, 피부나이 측정부(540)는 분광기(111)에 의해 측정된 발생 광의 스펙트럼과 피부나이 측정용 기준 스펙트럼 데이터 DB를 비교함으로써 피부나이를 측정할 수 있다. 피부나이 측정부(540)는 수신광의 스펙트럼을 통해서 피부나이를 측정할 수 있는 성분을 알 수 있다. 피부나이를 측정할 수 있는 성분은 예를 들면 콜라겐일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피부나이 측정용 기준 스펙트럼 데이터 DB(560)는 콜라겐의 양과 피부나이가 대응된 DB일 수 있다. 이러한 실시예에서, 피부나이 측정부(540)는 수신광의 스펙트럼을 통해서 콜라겐의 양을 알 수 있고, 피부나이 측정용 기준 스펙트럼 데이터 DB를 참조하면 피부나이를 측정할 수 있다. 질병 진단부(540)의 진단 결과와 피부나이 측정부(560)에 의한 측정 결과는 디스플레이부(60)에 표시될 수 있다.
도시한 실시예는 진단용 레이저 핸드피스용 팁(10,20,30)을 통해 수신한 수신광을 분석하여 질병 진단이나 피부나이 측정을 하는 경우를 예로 들어 설명한 것이며, 수신광으로부터 다른 목적이나 용도에 따른 데이터 처리를 수행할 수도 있음은 물론이다.
이상과 같이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1: 핸드피스
10, 20, 30: 진단용 레이저 핸드피스용 팁
100, 300, 500: 광조사 모듈
200, 400, 600: 광수신 모듈

Claims (26)

  1. 미용이나 치료 목적의 레이저 장치에 사용되는 핸드피스에 탈부착 가능하게 결합되며 스펙트럼 분석을 통한 질병 진단에 사용되는 진단용 레이저 핸드피스용 팁으로서,
    상기 핸드피스로부터 타겟을 향해 조사되는 레이저를 통과시키는 광조사 모듈;및
    상기 타겟을 향해 조사되는 상기 레이저가 이동되는 경로상에 배치되어 상기 타겟이 받는 레이저 에너지를 제어하는 광조절 모듈;을 포함하며,
    상기 광조절 모듈은 상기 타겟에 인가되는 레이저 펄스당 에너지가 줄어들도록 상기 레이저의 적어도 일부를 차단하는,
    진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광조절 모듈은 상기 타겟에서 상기 레이저에 의해 플라즈마 광이 발생하도록 상기 타겟이 받는 단위 면적당 레이저 에너지를 제어하기 위해 상기 레이저의 스팟 사이즈를 변경하는
    진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광조절 모듈은 상기 광조사 모듈의 내부의 레이저가 이동되는 경로 상에 위치되고,
    상기 광조절 모듈은 홀을 구비한 플레이트를 포함하는 것인, 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 광조절 모듈은 상기 광조사 모듈의 내부의 레이저가 이동되는 경로 상에 위치되고,
    상기 광조절 모듈은 홀을 구비한 플레이트와 레이저의 초점의 사이즈를 조절하는 렌즈를 포함하는 것인, 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  5. 제1항에 있어서,
    중간 모듈을 더 포함하며,
    상기 광조절 모듈은 상기 중간 모듈의 내부의 레이저가 이동되는 경로상에 위치되고,
    상기 광조절 모듈은 홀을 구비한 플레이트를 포함하는 것인, 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광조절 모듈은, 레이저의 초점의 사이즈를 조절하는 렌즈를 적어도 1개 이상 포함하는 것인, 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  7. 제1항에 있어서,
    타겟에 조사된 레이저에 의해 발생되는 광의 적어도 일부를 수신광으로서 수신하는 광수신 모듈;을 더 포함하고,
    상기 광조사 모듈은,
    레이저가 통과하는 내부 공간을 갖는 베이스;
    상기 베이스의 하부에 결합되며 레이저가 통과하는 관통구가 형성된 고정부; 및
    상기 베이스와 상기 고정부 사이에 개재되어 고정되는 모듈 연결부재;를 포함하고,
    상기 광수신 모듈이 상기 모듈 연결부재에 결합됨으로써, 상기 광조사 모듈과 광수신 모듈이 일체로 레이저 핸드피스에 결합가능한 것을 특징으로 하는 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 레이저가 조사될 타겟이 놓여지는 지점에서 상기 레이저의 중심축과 상기 수신광의 중심축이 만나도록 상기 광조사 모듈과 상기 광수신 모듈이 배치되는 것을 특징으로 하는 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 모듈 연결부재가 상기 레이저가 통과할 수 있는 제1 관통구가 형성된 제1 판상 부재 및 상기 수신광이 통과할 수 있는 제2 관통구가 형성된 제2 판상 부재로 구성되되, 상기 제2 판상 부재가 상기 제1 판상 부재에 대해 소정 각도 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광조절 모듈은 타겟을 향해 조사되는 상기 레이저의 초점의 사이즈를 조절하는 볼록 렌즈이며, 상기 볼록 렌즈는 상기 레이저의 일부를 차단하는 차단층을 가진 것을 특징으로 하는 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  11. 제1항에 있어서,
    타겟에 조사된 레이저에 의해 발생되는 광의 적어도 일부를 수신광으로서 수신하는 광수신 모듈;을 더 포함하고,
    상기 광조사 모듈은, 상기 레이저가 통과하는 제1 내부 공간과 상기 수신광이 통과하는 제2 내부 공간을 갖는 베이스를 포함하고,
    상기 광수신 모듈이 상기 광조사 모듈의 상기 베이스에 결합됨으로써, 상기 광조사 모듈과 광수신 모듈이 일체로 레이저 핸드피스에 결합가능한 것을 특징으로 하는 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 광수신 모듈은,
    수신광이 통과할 수 있는 내부 공간을 갖는 원통형의 제1 피스; 및
    수신광이 통과할 수 있는 내부 공간을 가지며 상기 제1 피스의 하단부 또는 상기 베이스의 제2 내부 공간의 하단부에 체결가능한 제2 피스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 광수신 모듈의 제1 피스가 상기 광조사 모듈의 베이스의 제2 내부 공간에 적어도 부분적으로 삽입되고, 상기 제2 피스가 상기 제1 피스의 하단부 또는 상기 베이스의 제2 내부 공간의 하단부에 체결됨으로써 상기 광수신 모듈이 상기 광조사 모듈에 결합되는 것을 특징으로 하는 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 레이저가 조사될 타겟이 놓여지는 지점에서 상기 레이저의 중심축과 상기 수신광의 중심축이 만나도록 상기 광조사 모듈과 상기 광수신 모듈이 배치되는 것을 특징으로 하는 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 광조사 모듈이, 상기 레이저가 통과할 수 있는 내부 공간을 갖는 원통형의 핸드피스 결합부를 더 포함하고,
    상기 핸드피스 결합부의 일부가 상기 광조사 모듈의 베이스의 제1 내부 공간에 적어도 부분적으로 삽입되어 상기 광조사 모듈과 결합되고, 상기 핸드피스 결합부의 또 다른 일부가 핸드피스에 착탈가능하게 끼워져서 핸드피스와 결합하도록 구성된 것을 특징으로 하는 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 광조절 모듈은 상기 베이스의 내부에 배치되는 것인, 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  17. 미용이나 치료 목적의 레이저 장치에 사용되는 핸드피스에 탈부착 가능하게결합되며 스펙트럼 분석을 통한 질병 진단에 사용되는 진단용 레이저 핸드피스용 팁으로서,
    상기 핸드피스로부터 타겟을 향해 조사되는 레이저를 통과시키는 광조사 모듈; 및
    상기 타겟을 향해 조사되는 상기 레이저가 이동되는 경로상에 배치되어 상기 타겟이 받는 레이저 에너지를 제어하는 광조절 모듈;을 포함하며,
    상기 광조절 모듈은 상기 타겟으로부터 상기 레이저에 의해 플라즈마 광이 발생하도록 상기 타겟이 받는 단위 면적당 레이저 에너지를 제어하기 위해 상기 레이저의 스팟 사이즈를 변경하는
    진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  18. 제17항에 있어서,
    타겟에 조사된 레이저에 의해 발생되는 광의 적어도 일부를 수신광으로서 수신하는 광수신 모듈;을 더 포함하고,
    상기 광조사 모듈은,
    레이저가 통과하는 내부 공간을 갖는 베이스;
    상기 베이스의 하부에 결합되며 레이저가 통과하는 관통구가 형성된 고정부; 및
    상기 베이스와 상기 고정부 사이에 개재되어 고정되는 모듈 연결부재;를 포함하고,
    상기 광수신 모듈이 상기 모듈 연결부재에 결합됨으로써, 상기 광조사 모듈과 광수신 모듈이 일체로 레이저 핸드피스에 결합가능한 것을 특징으로 하는 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 레이저가 조사될 타겟이 놓여지는 지점에서 상기 레이저의 중심축과 상기 수신광의 중심축이 만나도록 상기 광조사 모듈과 상기 광수신 모듈이 배치되는 것을 특징으로 하는 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 모듈 연결부재가 상기 레이저가 통과할 수 있는 제1 관통구가 형성된 제1 판상 부재 및 상기 수신광이 통과할 수 있는 제2 관통구가 형성된 제2 판상 부재로 구성되되, 상기 제2 판상 부재가 상기 제1 판상 부재에 대해 소정 각도 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  21. 제17항에 있어서,
    타겟에 조사된 레이저에 의해 발생되는 광의 적어도 일부를 수신광으로서 수신하는 광수신 모듈;을 더 포함하고,
    상기 광조사 모듈은, 상기 레이저가 통과하는 제1 내부 공간과 상기 수신광이 통과하는 제2 내부 공간을 갖는 베이스를 포함하고,
    상기 광수신 모듈이 상기 광조사 모듈의 상기 베이스에 결합됨으로써, 상기 광조사 모듈과 광수신 모듈이 일체로 레이저 핸드피스에 결합가능한 것을 특징으로 하는 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 광수신 모듈은,
    수신광이 통과할 수 있는 내부 공간을 갖는 원통형의 제1 피스; 및
    수신광이 통과할 수 있는 내부 공간을 가지며 상기 제1 피스의 하단부 또는 상기 베이스의 제2 내부 공간의 하단부에 체결가능한 제2 피스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 광수신 모듈의 제1 피스가 상기 광조사 모듈의 베이스의 제2 내부 공간에 적어도 부분적으로 삽입되고, 상기 제2 피스가 상기 제1 피스의 하단부 또는 상기 베이스의 제2 내부 공간의 하단부에 체결됨으로써 상기 광수신 모듈이 상기 광조사 모듈에 결합되는 것을 특징으로 하는 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 레이저가 조사될 타겟이 놓여지는 지점에서 상기 레이저의 중심축과 상기 수신광의 중심축이 만나도록 상기 광조사 모듈과 상기 광수신 모듈이 배치되는 것을 특징으로 하는 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 광조사 모듈이, 상기 레이저가 통과할 수 있는 내부 공간을 갖는 원통형의 핸드피스 결합부를 더 포함하고,
    상상기 핸드피스 결합부의 일부가 상기 광조사 모듈의 베이스의 제1 내부 공간에 적어도 부분적으로 삽입되어 상기 광조사 모듈과 결합되고, 상기 핸드피스 결합부의 또 다른 일부가 핸드피스에 착탈가능하게 끼워져서 핸드피스와 결합하도록 구성된 것을 특징으로 하는 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
  26. 제 21 항에 있어서,
    상기 광조절 모듈은 상기 베이스의 내부에 배치되는 것인, 진단용 레이저 핸드피스용 팁.
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