KR102044698B1 - 슬라이드 구동 셔터 및 이를 구비한 광 간섭 단층촬영 장치 - Google Patents
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Abstract
충격에 의한 셔터의 뒤틀림을 방지할 수 있는 슬라이드 구동 셔터 및 이를 구비한 광 간섭 단층촬영 장치가 개시된다. 상기 슬라이드 구동 셔터는, 광 경로에 삽입되어 광 경로를 변경하거나 차단하는 셔터 플레이트(32) 및 상기 셔터 플레이트(32)가 고정 장착되어 상기 셔터 플레이트(32)와 함께 이동하는 이동 블록(34)을 포함하는 셔터 블록(30); 상기 셔터 블록(30)의 이동 블록(34)이 끼워져 슬라이딩 이동하는 가이드홈(42)이 형성되어 있는 가이드 블록(40); 및 상기 가이드홈(42)을 따라 셔터 블록(30)을 왕복 이동시키는 셔터 블록 구동부(50)를 포함한다.
Description
본 발명은 슬라이드 구동 셔터 및 이를 구비한 광 간섭 단층촬영 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 충격에 의한 셔터의 뒤틀림을 방지할 수 있는 슬라이드 구동 셔터 및 이를 구비한 광 간섭 단층촬영 장치에 관한 것이다.
각막 수술, 백내장 수술 등의 안과 수술을 위해, 환자 안구의 2차원 단층 이미지를 비침습적으로 촬영할 필요가 있으며, 이를 위하여 광 간섭 단층촬영 장치(Optical coherence tomography device; OCT)가 사용되고 있다. 광 간섭 단층촬영 장치를 사용하면, 생체 조직에 입사하는 광의 파장 정도의 분해능으로 생체 조직의 단층 화상을 얻을 수 있어, 생체 조직의 내부 이미지를 서브마이크론 단위의 고해상도로 촬영할 수 있다.
도 1은 통상적인 광 간섭 단층촬영 장치의 구성 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통상적인 광 간섭 단층촬영 장치는, 짧은 가간섭 거리를 가지도록 광대역 광(broadband low-coherence light, L)을 출사하는 광원(10), 상기 광대역 광(L)을 기준광(R) 및 측정광(S1)으로 분할하는 빔 스플리터(12, Beam splitter), 상기 기준광(R)을 반사하는 기준 거울(14, Reference mirror), 상기 측정광(S1)이 검출 대상(18, sample, 예를 들면, 안구)의 특정 깊이에서 반사되어 형성된 신호광(S2)과 상기 기준 거울(14)에서 반사된 기준광(R)이 중첩된(superimpose) 간섭광(interference light, C)을 검출하는 광검출기(16, Photo Detector) 및 상기 측정광(S1) 또는 신호광(S2)의 경로를 차단하는 셔터(20)를 포함한다. 상기 셔터(20)는 측정광(S1)을 통과시키고 신호광(S2)을 차단하거나, 측정광(S1)을 차단시키고 신호광(S2)을 통과시키기 위하여, 광로의 차단 및 개방 동작을 매우 빈번히 수행한다.
통상적으로, 상기 셔터(20)의 구동 방식으로는, 차단판이 힌지(hinge), 틸팅(tilting) 또는 스윙(swing) 운동을 하여 광로로 유입되거나 광로로부터 이탈하는 회전 구동 방식이 사용되고 있다. 그러나, 이러한 회전 운동을 하는 셔터의 경우, 스토퍼(stopper)를 이용하여 셔터의 닫힘을 제어하므로, 셔터가 열리고 닫힐 때, 스토퍼와의 충격이 발생한다. 따라서, 셔터를 장기간 사용하면, 셔터가 뒤틀려, 셔터에 의한 광의 차단에 오차가 발생하는 경우가 있다. 통상 이러한 셔터의 뒤틀림은 매우 미세하므로, 일반적인 광로의 차단에는 문제가 되지 않는다. 그러나, 광의 간섭을 이용하여 생체 조직의 내부 단층 이미지를 얻는 광 간섭 단층촬영 장치에 있어서는, 광로의 미세한 뒤틀림이 측정 결과에 큰 오차를 유발할 수 있으므로, 셔터 충격에 의한 셔터의 뒤틀림을 방지할 필요가 있다.
본 발명의 목적은, 내구성과 정밀도가 우수한 슬라이드 구동 셔터 및 이를 구비한 광 간섭 단층촬영 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 장기간 사용 시에도 충격에 의한 셔터 뒤틀림을 방지할 수 있는 슬라이드 구동 셔터 및 이를 구비한 광 간섭 단층촬영 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 광 경로에 삽입되어 광 경로를 변경하거나 차단하는 셔터 플레이트(32) 및 상기 셔터 플레이트(32)가 고정 장착되어 상기 셔터 플레이트(32)와 함께 이동하는 이동 블록(34)을 포함하는 셔터 블록(30); 상기 셔터 블록(30)의 이동 블록(34)이 끼워져 슬라이딩 이동하는 가이드홈(42)이 형성되어 있는 가이드 블록(40); 및 상기 가이드홈(42)을 따라 셔터 블록(30)을 왕복 이동시키는 셔터 블록 구동부(50)를 포함하는 슬라이드 구동 셔터를 제공한다.
또한 본 발명은, 검출 대상(18)으로 측정광(S1)을 조사하는 광원(10); 상기 측정광(S1)을 기준광(R) 및 측정광(S1)으로 분할하는 빔 스플리터(12); 상기 기준광(R)을 반사하는 기준 거울(14); 상기 측정광(S1)이 검출 대상(18)에서 반사되어 얻어지는 신호광(S2) 및 상기 기준 거울(14)에서 반사된 기준광(R)이 중첩되어 형성된 간섭광(C)을 검출하는 광검출기(16); 및 상기 측정광(S1), 기준광(R) 및 신호광(S2)의 경로 중 어느 하나의 경로에 삽입되어, 측정광(S1), 기준광(R) 또는 신호광(S2)을 통과시키거나 차단하는 상기 슬라이드 구동 셔터(22, 24)를 포함하는 광 간섭 단층촬영 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 슬라이드 구동 셔터 및 이를 구비한 광 간섭 단층촬영 장치는, 내구성과 정밀도가 우수하며, 장기간 사용 시에도 충격에 의한 셔터의 뒤틀림을 방지할 수 있다.
도 1은 통상적인 광 간섭 단층촬영 장치의 구성 블록도.
도 2 내지 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이드 구동 셔터의 상부 방향 사시도, 하부 방향 사시도 및 하부 방향 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이드 구동 셔터가 적용되는 광 간섭 단층촬영 장치의 구성 블록도.
도 2 내지 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이드 구동 셔터의 상부 방향 사시도, 하부 방향 사시도 및 하부 방향 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이드 구동 셔터가 적용되는 광 간섭 단층촬영 장치의 구성 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다. 첨부된 도면에 있어서, 종래의 구성과 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 구성 요소에는 동일한 도면 부호를 부여하였다. 도 2 내지 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이드 구동 셔터의 상부 방향 사시도, 하부 방향 사시도 및 하부 방향 분해 사시도이다. 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 슬라이드 구동 셔터는 셔터 블록(30), 가이드 블록(40) 및 셔터 블록 구동부(50)를 포함한다.
상기 셔터 블록(30)은 광 경로에 삽입되어 광 경로를 변경하거나 차단하는 셔터 플레이트(32) 및 상기 셔터 플레이트(32)가 고정 장착되어 상기 셔터 플레이트(32)와 함께 이동하는 이동 블록(34)을 포함한다. 상기 셔터 플레이트(32)는 광 경로(도 2의 A)에 대하여 수직으로 위치하여, 셔터 플레이트(32)로 입사되는 광을 차단하거나, 광 경로(도 2의 A)에 대하여 소정의 각도로 경사지도록 위치하여, 셔터 플레이트(32)로 입사되는 광의 경로를 변경하거나, 광 경로(A)로부터 이탈할 수 있다. 또한, 상기 이동 블록(34)의 일단, 바람직하게는 하단에는, 상기 셔터 블록(30)의 이동 방향에 대하여 수직 방향으로 장공(38)이 형성되어 있을 수 있고, 상기 이동 블록(34)의 일단에는 상기 셔터 플레이트(32)의 이동 방향과 평행한 방향으로 하나 이상의 가이드홀(36)이 형성되어 있을 수 있다.
상기 가이드 블록(40)에는 상기 셔터 블록(30)의 이동 블록(34)이 끼워져 슬라이딩 이동하는 가이드홈(42)이 형성되어 있다. 상기 가이드홈(42)의 폭은 상기 이동 블록(34)의 폭과 실질적으로 동일하고, 상기 가이드홈(42)의 길이는 상기 이동 블록(34)의 슬라이딩 이동 거리와 실질적으로 동일하게 형성되어, 상기 이동 블록(34)이 가이드홈(42)에 끼워져, 가이드홈(42)의 길이 방향으로 슬라이딩 왕복 이동한다. 필요에 따라, 상기 가이드 블록(40)의 가이드홈(42)에는 이동 블록(34)의 이동 방향(길이 방향)을 따라 하나 이상의 가이드봉(44)이 장착되어 있을 수 있다. 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 상기 가이드봉(44)은 가이드 블록(40)에 형성된 가이드봉 고정 구멍(46)을 통해, 상기 이동 블록(34)에 형성된 가이드홀(36)에 슬라이딩 이동 가능하게 끼워진다. 따라서, 가이드봉(44)이 끼워진 이동 블록(34)이 가이드홈(42) 및 가이드봉(44)을 따라 보다 안정하게 슬라이딩 이동할 수 있을 뿐만 아니라, 이동 블록(34)이 가이드홈(42)으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
상기 셔터 블록 구동부(50)는 가이드홈(42)을 따라 셔터 블록(30)을 왕복 이동시키기 위한 구동 수단으로서, 소정 각도로 회전 및 역회전 구동되는 스텝 모터(52), 상기 스텝 모터(52)의 구동에 따라 피봇(pivot)식으로 회전 및 역회전하는 구동암(54, arm), 및 상기 구동암(54)의 말단에 돌출 형성되며, 상기 셔터 블록(30)의 이동 블록(34)에 형성된 장공(38)에 끼워지고, 장공(38)을 따라 이동하는 구동핀(56, pin)을 포함한다. 상기 스텝 모터(52)의 위치는 고정되어 있으며, 예를 들면, 나사(58) 등의 체결 수단에 의해 상기 가이드 블록(40)에 고정 장착될 수 있다.
다음으로, 도 2 내지 4를 참조하여, 본 발명에 따른 슬라이드 구동 셔터의 동작을 설명한다. 먼저, 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 셔터 블록 구동부(50)의 구동핀(56)이 셔터 블록(30)의 이동 블록(34)에 형성된 장공(38)의 하단에 끼워진 상태에서, 셔터 블록(30)은 가이드 블록(40)의 일단(도 2 및 3에서 좌측 일단)에 형성된 광 경로(A) 상에 위치하여, 광을 차단하거나 광의 경로를 변경한다. 이후 광 경로(A)를 개방하고자 하는 경우에는, 스텝 모터(52) 및 그에 결합된 구동암(54)을 시계 방향(도 3 기준)으로 회전시켜, 장공(38)의 하단에 끼워진 구동핀(56)도 시계 방향으로 회전하면서, 장공(38)의 상단으로 이동하고, 이동 블록(34)도 가이드홈(42)을 따라 우측으로 슬라이딩 이동한다. 셔터 블록(30)이 가이드 블록(40)의 다른 일단(도 2 및 3에서 우측 일단)으로 이동하면, 광 경로(A)로부터 셔터 블록(30)이 이탈하여, 광 경로(A)를 차단하지 않는다. 이때, 이동 블록(34)의 이동 거리는 스텝 모터(52)의 회전 각도 및 스텝 모터(52)에 결합된 구동암(54)의 회전 반경에 따라 달라지므로, 필요로 하는 이동 블록(34)의 이동 거리에 따라, 스텝 모터(52)의 회전 각도 및 구동암(54)의 길이를 적절히 설정할 수 있다. 이후, 다시 광 경로(A)를 차단하고자 하는 경우에는, 스텝 모터(52) 및 그에 결합된 구동암(54)을 반시계 방향(도 3 기준)으로 회전시켜, 이동 블록(34)을 가이드홈(42)을 따라 좌측으로 슬라이딩 이동시킨다. 이와 같이, 이동 블록(34)을 슬라이딩 이동시키고, 이동 블록(34)의 슬라이딩 이동을 스텝 모터(52)의 스윙 구동으로 제어함으로써, 셔터 블록(30)이 광 경로(A)로부터 삽입 및 제거되는 과정을 충격 없이 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이드 구동 셔터가 적용되는 광 간섭 단층촬영 장치의 구성 블록도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광 간섭 단층촬영 장치는, 검출 대상(18)으로 측정광(S1)을 조사하는 광원(10), 상기 측정광(S1)을 기준광(R) 및 측정광(S1)으로 분할하는 빔 스플리터(12), 상기 기준광(R)을 반사하는 기준 거울(14), 측정광(S1)이 검출 대상(18)에서 반사되어 얻어지는 신호광(S2) 및 상기 기준 거울(14)에서 반사된 기준광(R)이 중첩되어 형성된 간섭광(C)을 검출하는 광검출기(16), 및 상기 측정광(S1), 기준광(R) 및 신호광(S2)의 경로 중 어느 하나의 경로에 삽입되어, 측정광(S1), 기준광(R) 또는 신호광(S2)을 통과시키거나 차단하는(광 경로의 변경을 포함한다) 슬라이드 구동 셔터(22, 24)를 포함한다. 예를 들면, 상기 슬라이드 구동 셔터(22)는 상기 측정광(S1) 및 신호광(S2)의 경로에 위치하여 측정광(S1)을 검출 대상(18)으로 유도하거나, 상기 측정광(S1) 및 신호광(S2)의 경로로부터 이탈하여, 상기 신호광(S2)을 광검출기(16)로 유도할 수 있다.
이상 본 발명이 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 상술한 예시적인 실시예들로 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 하기 청구항들의 범위는 모든 그러한 변형들 및 등가의 구성들 및 기능들을 포괄하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.
Claims (5)
- 광 경로에 삽입되어 광 경로를 변경하거나 차단하는 셔터 플레이트(32) 및 상기 셔터 플레이트(32)가 고정 장착되어 상기 셔터 플레이트(32)와 함께 이동하는 이동 블록(34)을 포함하는 셔터 블록(30);
상기 셔터 블록(30)의 이동 블록(34)이 끼워져 슬라이딩 이동하는 가이드홈(42)이 형성되어 있는 가이드 블록(40); 및
상기 가이드홈(42)을 따라 셔터 블록(30)을 왕복 이동시키는 셔터 블록 구동부(50)를 포함하며,
상기 이동 블록(34)에는 상기 셔터 플레이트(32)의 이동 방향과 평행한 방향으로 하나 이상의 가이드홀(36)이 형성되어 있고, 상기 가이드 블록(40)의 가이드홈(42)에는 이동 블록(34)의 이동 방향을 따라 하나 이상의 가이드봉(44)이 장착되어 있으며, 상기 가이드봉(44)은 상기 이동 블록(34)에 형성된 가이드홀(36)에 슬라이딩 이동 가능하게 끼워지는 것인, 슬라이드 구동 셔터. - 제1항에 있어서, 상기 이동 블록(34)의 일단에는, 상기 셔터 블록(30)의 이동 방향에 대하여 수직 방향으로 장공(38)이 형성되어 있고,
상기 셔터 블록 구동부(50)는 소정 각도로 회전 및 역회전 구동되는 스텝 모터(52), 상기 스텝 모터(52)의 구동에 따라 피봇식으로 회전 및 역회전하는 구동암(54), 및 상기 구동암(54)의 말단에 돌출 형성되며, 상기 셔터 블록(30)의 이동 블록(34)에 형성된 장공(38)에 끼워지고, 장공(38)을 따라 이동하는 구동핀(56)을 포함하는 것인, 슬라이드 구동 셔터. - 삭제
- 검출 대상(18)으로 측정광(S1)을 조사하는 광원(10);
상기 측정광(S1)을 기준광(R) 및 측정광(S1)으로 분할하는 빔 스플리터(12);
상기 기준광(R)을 반사하는 기준 거울(14);
상기 측정광(S1)이 검출 대상(18)에서 반사되어 얻어지는 신호광(S2) 및 상기 기준 거울(14)에서 반사된 기준광(R)이 중첩되어 형성된 간섭광(C)을 검출하는 광검출기(16); 및
상기 측정광(S1), 기준광(R) 및 신호광(S2)의 경로 중 어느 하나의 경로에 삽입되어, 측정광(S1), 기준광(R) 또는 신호광(S2)을 통과시키거나 차단하는 슬라이드 구동 셔터(22, 24)를 포함하며,
상기 슬라이드 구동 셔터(22, 24)는 광 경로에 삽입되어 광 경로를 변경하거나 차단하는 셔터 플레이트(32) 및 상기 셔터 플레이트(32)가 고정 장착되어 상기 셔터 플레이트(32)와 함께 이동하는 이동 블록(34)을 포함하는 셔터 블록(30); 상기 셔터 블록(30)의 이동 블록(34)이 끼워져 슬라이딩 이동하는 가이드홈(42)이 형성되어 있는 가이드 블록(40); 및 상기 가이드홈(42)을 따라 셔터 블록(30)을 왕복 이동시키는 셔터 블록 구동부(50)를 포함하는 것인, 광 간섭 단층촬영 장치. - 제4항에 있어서, 상기 슬라이드 구동 셔터(22)는 상기 측정광(S1) 및 신호광(S2)의 경로에 위치하여 측정광(S1)을 검출 대상(18)으로 유도하거나, 상기 측정광(S1) 및 신호광(S2)의 경로로부터 이탈하여, 상기 신호광(S2)을 광검출기(16)로 유도하는 것인, 광 간섭 단층촬영 장치.
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