KR102079094B1 - 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기 - Google Patents

육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기에 관한 발명으로, 신체에 부착되는 본체부, 상기 본체부의 일면에 결합되는 복수 개의 육각 형상의 케이싱부; 및 상기 케이싱부 내부에 위치되고, 파장이 상이한 복수 개의 레이저 다이오드; 를 포함하고, 상기 케이싱부 내부에는 파장이 상이한 레이저 다이오드가 서로 혼합되어 배치되는 것을 특징으로 한다. 이러한 특징으로 인해 서로 다른 파장 대역을 갖는 레이저 다이오드를 한 패키지 안에 배열하되, 배치가 촘촘하거나 규칙적이지 못하여 단위부피당 밀집도가 떨어지는 문제를 해결하여 파장이 상이한 레이저 다이오드를 촘촘하고 규칙적으로 배치하여, 환부에 집중적으로 조사되고, 치료를 효율적으로 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기{PAIN TREATMENT DEVICE WITH INCREASED IRRADIATION DENSITY THROUGH HEXAGONAL LIGHT SOURCE ARRANGEMENT}
본 발명은 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 하나의 케이싱부에 파장이 상이한 복수 개의 레이저 다이오드를 혼합되게 배치하되, 동일 파장의 레이저 다이오드가 인접하지 않도록 설치하여 통증 치료의 효율을 높이기 위하여 단위 부피당 밀집도를 높이고, 반복적으로 다양한 파장의 레이저 다이오드가 피부에 집중적으로 조사될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
현대 의학에서 레이저는 다양한 형태로 의학에 이용되고 있다. 일반적으로 인체에 생체세포가 손상되지 않은 정도의 레이저광을 조사하면, 인체의 생리작용을 활성화시켜 환부의 자연적인 치유력을 증진시키게 되는데, 이는 레이저광을 사용하는 외과수술과정에서의 경험을 통해 의료현장에는 이미 널리 알려진 사실이다. 즉, 레이저를 이용한 의료용 기기는 혈관이나 전립선, 기타 환자의 환부에 방사함으로써, 혈액을 정화시킬 수 있고, 체내에 면역상태를 조절하며, 각종 효소를 활성화시키는 효과가 입증되어 있기 때문에, 각 병, 의원에서 널리 이용하고 있는 추세이다. 상기 레이저치료기는 주로 병,의원에서 사용되어 왔으나, 저출력 레이저가 보편화 되면서 피부미용, 발모, 관절염, 여드름치료기 등의 일반 개인용 의료기에도 많이 응용되고 있다.
실험 보고에 의하면 600um-1000um 범위의 편광으로서 100 mW 정도의 에너지를 가진 저 출력 레이저광이 신체에 가장 큰 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 이러한 저출력 레이저광은 He-Ne 레이저나 반도체 레이저 또는 YAG 레이저 등을 이용하면 발생시킬 수가 있는데 특히 크기나 가격 면에 있어서 반도체 레이저가 유리하여 지금은 GaAs(904nm), GaAlAs(780-820-870nm), InGaAlP(630-685nm)를 재료로 하는 반도체 레이저가 주로 개발되어 판매되고 있다. 이러한 저출력 레이저는 조직혈류 미세순환 구조에 영향을 주며, 피부 혈류에도 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 치료에 쓰이는 레이저의 파장은 가시광선, 적외선 등에 이르기까지 넓은 파장 영역에서 쓰이고 있으며 각각 파장마다 치료의 효과와 영역이 다른 것이 사실이다.
또한, 레이저를 대신하여 LED의 방사광도 사용할 수가 있음이 보고되고 있으며 비교적 저렴하게 공급되어짐으로서 최근에는 많이 선택되어지고 있는 실정이다.
최근, 레이저 다이오드를 복수 개로 한 패키지 안에 구성함에 있어 많은 개발이 이루어져 왔다. 기존의 예를 살펴보면 동일한 파장 대역의 레이저 다이오드들을 웨이퍼 절단 시 1차원 및 2차원 어레이 형태로 절단하여 패키지 하는 것과, 개개별로 절단 후 2개 이상의 레이저 다이오드를 복수 개로 다이 본딩하여 패키지 하여 다채널 방식의 통신에 사용하거나, 레이저 프린터에 사용하는 등 여러 응용분야에 적용되어 왔다. 하지만 이러한 구성들은 한 패키지 안에 동일한 파장 대역의 레이저 다이오드를 배열하므로 레이저 출력 시 동일한 파장영역만 출력하게 된다. 이 경우 레이저 치료에서는 조직의 종류, 조직의 상태, 질병의 상태, 피부의 색깔 등 여러 가지 변수가 있어 단일 파장으로 치료하기에는 어려울 뿐 아니라 효과를 극대화 할 수 없다는 문제점이 있다.
많은 보고에서도 단일 파장으로 치료를 하는 것보다 복수 개의 파장으로 치료를 하는 것이 더 효과적이라고 연구 결과가 다수 발표되었다. 다파장이 치료의 효과를 더욱 극대화 할 수 있다는 예는 최근 피부 관련 레이저 조사기로 가장 많이 쓰이는 IPL(Intense Pulsed Light)의 대중화로 설명할 수 있다. IPL의 특징은 550~1200nm 의 영역 즉 단일 파장이 아닌 다파장을 치료에 적용할 수 있어 효과의 극대화를 이룰 수 있다.
이에 따라 특허문헌1에서는 서로 다른 파장 대역을 갖는 레이저 다이오드를 한 패키지 안에 배열하는 것을 특징으로 하였다. 다만, 배치가 촘촘하거나 규칙적이지 못하여 단위부피당 밀집도가 떨어지는 문제가 있었다. 또한 집중적으로 조사되지 못하여 효율적이지 못하였다.
대한민국 등록특허공보 제10-0786299호
본 발명은 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 하나의 케이싱부에 파장이 상이한 복수 개의 레이저 다이오드를 혼합되게 배치하되, 동일 파장의 레이저 다이오드가 인접하지 않도록 설치하여 통증 치료의 효율을 높이기 위하여 단위 부피당 밀집도를 높이고, 반복적으로 다양한 파장의 레이저 다이오드가 피부에 집중적으로 조사될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기는 신체에 부착되는 본체부;, 상기 본체부의 일면에 결합되는 복수 개의 육각 형상의 케이싱부; 및 상기 케이싱부 내부에 위치되고, 파장이 상이한 복수 개의 레이저 다이오드; 를 포함하고, 상기 케이싱부 내부에는 파장이 상이한 레이저 다이오드가 서로 혼합되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 상기 레이저 다이오드는 650nm 파장 레이저 다이오드;, 850nm 파장 레이저 다이오드; 및 940nm 파장 레이저 다이오드; 를 포함하고, 상기 케이싱부 내부에는 상기 650nm 파장 레이저 다이오드, 상기 850nm 파장 레이저 다이오드 및 상기 940nm 파장 레이저 다이오드가 모두 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 상기 케이싱부 내부에는 동일 파장의 레이저 다이오드가 인접하지 않도록 상기 복수 개의 레이저 다이오드가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기는 상기 복수 개의 레이저 다이오드는 상기 케이싱부의 중심부를 향하여 2개의 레이어를 구성하고, 상기 레이어는 외측 레이어 및 내측 레이어를 포함하고, 상기 외측 레이어는 상기 케이싱부의 육각 형상을 따라서 일정한 간격을 두고 상기 650nm 파장 레이저 다이오드가 배치되고, 상기 650nm 파장 레이저 다이오드 사이의 간격에는 상기 850nm 파장 레이저 다이오드 또는 상기 940nm 파장 레이저 다이오드가 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 상기 내측 레이어는 상기 케이싱부의 육각 형상을 따라서 상기 850nm 파장 레이저 다이오드 및 상기 940nm 파장 레이저 다이오드가 순차적으로 교차하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 상기 복수 개의 레이저 다이오드 중 상기 650nm 파장 레이저 다이오드는 발광다이오드(LED)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 상기 케이싱부 상부에는 상기 복수 개의 레이저 다이오드를 덮도록 설치되는 투명한 실리콘;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 서로 다른 파장 대역을 갖는 레이저 다이오드를 한 패키지 안에 배열하되, 배치가 촘촘하거나 규칙적이지 못하여 단위부피당 밀집도가 떨어지는 문제를 해결하여 파장이 상이한 레이저 다이오드를 촘촘하고 규칙적으로 배치하여, 환부에 집중적으로 조사되고, 치료를 효율적으로 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 케이싱부를 상세히 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 레이저 다이오드가 배치된 레이어를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 650nm 파장 레이저 다이오드가 외측 레이어에 배치된 형태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 복수 개의 레이저 다이오드가 외측 레이어에 배치된 형태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 복수 개의 레이저 다이오드가 내측 레이어에 배치된 형태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 850nm 파장 레이저 다이오드의 배치 구조를 나타낸 도면이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 940nm 파장 레이저 다이오드의 배치 구조를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 통상의 실시자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "내측 방향"이란 동일부재에서 상대적으로 중심에 가까운 쪽을 의미한다. "외측 방향"이란 내측의 반대측을 의미한다. "내측방향" 및 "외측방향"은 xy평면을 기준으로 한다. "상면" 및 "하면"은 xy평면을 기준으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기를 나타낸 도면이다.
이하 도 1 및 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 통증치료기의 구성 및 효과를 설명하도록 한다. 본 발명에 따른 통증치료기는 본체부(100), 케이싱부(200), 레이저 다이오드(300) 및 실리콘(400)를 구비한다. 본체부(100)는 일면에는 복수 개의 케이싱부(200)가 결합되고, 사용 시 인체에 직접적으로 부착된다. 도 11을 참조하면, 본체부(100) 및 케이싱부(200)의 배치구조가 다른 실시예를 확인 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 케이싱부(200) 상세히 나타낸 도면으로, 이하 도 2을 참조하여 본 발명에 따른 통증치료기의 케이싱부(200)의 특성 및 효과를 설명하도록 한다. 케이싱부(200)는 본체부(100)의 일면에 결합되고, 내부에는 복수 개의 레이저 다이오드(300)가 배치된다. 또한, 하나의 본체부(100)에는 복수 개의 케이싱부(200)가 결합된다. 도 1에는 케이싱부(200)를 7개로 표현하였으나, 이에 한정되지 않는다.
특히, 케이싱부(200)는 육각 형상인 것이 바람직하다. 이는 내부에 배치되는 복수 개의 레이저 다이오드(300)가 구조적으로 다양하게 교차되고, 배열될 수 있도록 하기 위함이다.
케이싱부(200)의 내부에 위치하는 복수 개의 레이저 다이오드(300)는 파장이 상이한 레이저 다이오드(300)가 서로 혼합되어 배치된다. 복수 개의 레이저 다이오드(300)는 650nm 파장 레이저 다이오드(310), 850nm 파장 레이저 다이오드(320) 및 940nm 파장 레이저 다이오드(330)를 포함한다. 바람직하게는, 650nm 파장 레이저 다이오드(310)의 파장은 600~670nm이고, 850nm 파장 레이저 다이오드(320)의 파장은 800~870nm이고, 940nm 파장 레이저 다이오드(330)의 파장은 900~970nm인 것을 특징으로 한다.
이 때, 650nm 파장 레이저 다이오드(310)의 경우 레이저가 아닌 발광다이오드(LED)로 이루어질 수 있다. 최근 레이저를 대신하여 LED의 방사광도 사용할 수가 있음이 보고되고 있으며 비교적 저렴하게 공급되어져 수요가 많은 실정이다. 레이저 다이오드(LD)와 발광다이오드(LED)는 동일한 주성분을 사용하고, 광원으로 사용되는 점에서 공통점이 있다. 다만 발광다이오드(LED)는 레이저 다이오드보다 더 좁고 높은 광출력을 보이는 바, 더 밝게 발광한다. 따라서 이경우 사용자가 어두운 곳에서 사용할 때에도 불편하지 않게 사용할 수 있다.
케이싱부(200) 내부에는 상기 3종류의 레이저 다이오드가 모두 설치되며, 하나의 케이싱부(200) 내부에 3종류의 레이저 다이오드가 각각 6개씩 구비되어 있는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 레이저 다이오드가 배치된 레이어(10)를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 650nm 파장 레이저 다이오드(310)가 외측 레이어(11)에 배치된 형태를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 복수 개의 레이저 다이오드(300)가 외측 레이어(11)에 배치된 형태를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 복수 개의 레이저 다이오드(300)가 내측 레이어(12)에 배치된 형태를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 레이저 다이오드(300)의 배치 구조를 상세히 나타낸 도면이다. 이하 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 통증치료기의 레이저 다이오드(300)의 배치 구조 및 원리를 설명하도록 한다. 도 3 내지 도 7에 도시된 점선은 설명의 편의를 위해 도시한 가상의 선일 뿐이다.
도 3을 참조할 때, 복수 개의 레이저 다이오드(300)는 케이싱부(200)의 중심부를 향하여 2개의 가상의 레이어(10)를 구성한다. 2개의 레이어(10)는 케이싱부(200)의 육각 형상과 동일한 형상이며, 케이싱부(200)의 외측에 가까운 외측 레이어(11) 및 중심 측에 가까운 내측 레이어(12)를 포함한다. 즉, 복수 개의 레이저 다이오드(300)는 2개의 레이어(10)를 따라 배치된다.
도 4를 참조할 때, 외측 레이어(11)에는 케이싱부(200)의 육각 형상을 따라서 일정한 간격을 두고 650nm 파장 레이저 다이오드(310)가 배치된다. 이에 따라, 케이싱부(200)의 가장자리에 일정한 간격으로 배치됨으로써, 최외각 영역을 설정할 수 있다. 특히, 650nm 파장 레이저 다이오드(310)를 대신하여 발광다이오드(LED)를 사용하는 경우, 밝게 발광하는 발광다이오드(LED)의 성질에 따라 어디에 레이저가 조사되고 있는지 사용자가 시각적으로 명확하게 확인할 수 있다. 이러한 효과는 어두운 공간에서 사용할 경우 더욱 극대화 된다.
또한, 도 5를 참조할 때, 650nm 파장 레이저 다이오드(310) 사이의 간격에는 850nm 파장 레이저 다이오드(320) 또는 940nm 파장 레이저 다이오드(330)가 번갈아 가면서 배치된다. 이에 따라 동일한 파장의 레이저 다이오드가 인접하지 않도록 설치될 수 있다.
도 6을 참조할 때, 내측 레이어(12)는 케이싱부(200)의 육각 형상을 따라서 850nm 파장 레이저 다이오드(320) 및 940nm 파장 레이저 다이오드(330)가 순차적으로 교차하도록 배치된다. 이 때, 외측 레이어(11)에 있는 레이어 다이오드와 내측 레이어(12)에 있는 동일한 파장의 레이저 다이오드는 인접하지 않는 것을 특징으로 한다.
이를 만족하기 위해서는 복수 개의 레이저 다이오드(300)는 도 7과 같은 배치로 설치됨을 알 수 있다. 특히 케이싱부(200) 내부에는 동일 파장의 레이저 다이오드가 인접하지 않도록 복수 개의 레이저 다이오드(300)가 설치되는 것이 바람직하다. 레이저 치료에서는 조직의 종류, 조직의 상태, 질병의 상태, 피부의 색깔 등 여러 가지 변수가 있어 단일 파장으로 치료하기에는 어려울 뿐 아니라 효과를 극대화할 수 없다는 문제점이 있다. 이에 따라, 동일한 파장영역만 출력하는 종래 기술과 달리 복수 개의 파장으로 환부를 치료를 하여 치료 효과를 더욱 극대화할 수 있게 된다. 또한 종래의 기술보다 배치를 촘촘하고, 규칙적으로 하여 단위부피당 밀집도를 높힘으로 인해 치료부위에 서로 다른 파장의 레이저 다이오드(300)를 집중적으로 조사하여 효율적으로 치료할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 850nm 파장 레이저 다이오드(320)의 배치 구조를 나타낸 도면이다. 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 940nm 파장 레이저 다이오드(330)의 배치 구조를 나타낸 도면이다. 이하 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 통증치료기의 레이저 다이오드(300)의 배치 구조를 설명하도록 한다. 도 8 및 도 9에 도시된 점선은 설명의 편의를 위해 도시한 가상의 선일 뿐이다.
도 7과 같이 배치할 때, 850nm 파장 레이저 다이오드(320) 및 940nm 파장 레이저 다이오드(330)는 삼각형의 구조를 가지도록 배치되어 있다. 구체적으로, 외측 레이어(11)에 3개의 동일한 파장의 레이저 다이오드가 정삼각형을 이루도록 배치되어 있고, 내측 레이어(12)에도 3개의 동일한 파장의 레이저 다이오드가 정삼각형을 이루도록 배치되어 있으며, 내측 레이어(12)에 위치한 레이저 다이오드는 외측 레이어(12)에 위치한 레이저 다이오드를 잇는 가상의 선의 중간 지점에 위치하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 동일 파장의 레이저 다이오드가 인접하지 않도록 배치하면서도 단위부피당 밀집도를 높일 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기의 실시 예를 나타낸 도면으로, 이하 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 통증치료기의 실시 예를 설명하도록 한다. 상기 통증치료기는 사용자의 환부에 부착하여 사용될 수 있으며, 도 10을 참조하면, 사용자의 허리부분에 케이싱부(200)가 위치하는 일면이 사용자의 피부에 직접적으로 접촉되도록 부착하여 사용할 수 있다.
도 2를 참조할 때, 실리콘(sillicon)(400)은 열경화성 플라스틱의 하나로 경화할 때 부피가 줄지 않고 접착성이 강하여 접착제로 쓰이고 있다. 실리콘(400)은 케이싱부(200)의 상부에서 복수 개의 레이저 다이오드(300)를 덮도록 설치된다. 이에 따라 복수 개의 레이저 다이오드(300)의 배치가 고정될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 일 실시예에 따라 상기 실리콘의 표면에는 코팅층이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 코팅층(미도시)은 코팅 조성물을 이용하여 코팅되는 것으로, 상기 코팅 조성물을 이용한 코팅층은 대전 방지 효과 및 방수 효과를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅층에 의해 먼지 등의 부착을 방지함과 동시에 발수 효과로 인해, 우수한 방수 효과를 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로 본 발명의 코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물; 전도성 필러 및 탄소나노튜브를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112019124852635-pat00001
여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.
본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 코팅층을 형성한 이후, 접촉각 측정 결과, 130 내지 140도로 확인되었으며, 상기 접촉각의 범위에서 확인할 수 있듯이, 코팅층에 의해 방수 효과가 나타난다고 할 것이다.
상기 전도성 필러는 실리카, 알루미나 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 전도성 필러의 입자 직경은 70 내지 100㎛이지만, 상기 예시에 국한되지 않는다. 상기 전도성 필러는 대전방지층 내에서 전기 전도성을 나타낼 수 있다.
상기 탄소나노튜브는 소량 포함되어, 대전방지층 내의 대전 방지 효과를 지속적으로 유지시킬 수 있다. 탄소나노튜브는 고가의 전도성 필러인 점을 고려할 때, 본 발명 내의 코팅층에는 소량 포함되어, 지속적인 대전방지 효과를 유지할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 코팅층은 상기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물; 전도성 필러 및 탄소나노튜브를 포함하여, 대전방지 효과를 나타낼 수 있다. 상기 실록산계 화합물은 친수성 부분과 소수성 부분으로 구별된다. 친수성 부분은 비공유 전자쌍을 포함하는 산소 원자에 의해, 물 분자와 수소 결합이 가능하다. 반면, 알킬기 또는 아릴기를 포함하는 소수성기를 추가로 포함함에 따라, 친수성 부분의 반대 부분은 소수성기가 작용한다. 따라서, 친수성 부분이 대전방지층의 표면으로 위치하게 되고, 소수성 부분이 그 반대로 위치하게 되어, 반영구적인 대전방지 효과를 나타낼 수 있다.
상기 코팅층을 형성하기 위한, 코팅 조성물은 보다 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물; 전도성 필러, 탄소나노튜브 및 유기용매를 혼합하여 제조할 수 있다.
상기 유기 용매는 에탄올, 메탄올, 부탄올, 헥세인, 프로페인, 톨루엔, 페놀 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 코팅 조성물은 유기용매 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물 40 내지 60 중량부, 전도성 필러 20 내지 40 중량부 및 탄소나노튜브 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 각 구성 성분의 상호 작용에 의한 대전 방지 및 방수 효과가 임계적 의의가 있는 정도의 상승효과가 발현되며, 상기 범위를 벗어나는 경우 상승효과가 급격히 저하되거나 거의 없게 된다.
보다 바람직하게, 상기 코팅 조성물의 점도는 1500 내지 1800cP이며, 상기 점도가 1500cP 미만인 경우에는 기재층의 일면에 코팅 시 흘러내려 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있고, 1800cP를 초과하는 경우에는 균일한 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있다.
[제조예 1: 코팅층의 제조]
1. 코팅 조성물의 제조
톨루엔 및 페놀을 1:1의 중량비로 혼합한 유기 용매에 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물, 전도성 필러 및 탄소나노튜브를 혼합하여, 대전방지 조성물을 제조하였다:
[화학식 1]
Figure 112019124852635-pat00002
여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.
상기 대전방지 조성물의 보다 구체적인 조성은 하기 표 1과 같다.
TX1 TX2 TX3 TX4 TX5
유기용매 100 100 100 100 100
폴리실록산 30 40 50 60 70
전도성 필러 10 20 30 40 50
탄소나노튜브 1 5 10 15 20
(단위 중량부)
2. 코팅층의 제조
기재층의 일면에 상기 DX1 내지 DX5의 코팅 조성물을 도포 후, 경화시켜 코팅층을 형성하였다. 대전 방지 및 균일 코팅층의 형성을 실험하기 위해, 태양광패널 대신 폴리카보네이트를 기재층으로 사용하여 실험을 진행하였다.
[실험예 1: 대전방지 효과 실험]
1. 점도 측정
폴리카보네이트 기재층의 일면에 대전방지층을 형성하기 전에, 대전방지 조성물의 점도를 측정하였다. 점도 측정은 레오미터 (Rheometer, Compac-100, Sun Sci. Co., Japan)를 이용하였다. 점도 측정 결과는 하기 표 2와 같다.
TX1 TX2 TX3 TX4 TX5
점도(cP) 620 1520 1600 1750 1910
2. 표면 전기 저항 측정
폴리카보네이트 기재의 일면에 TX1 내지 TX5의 대전방지층이 형성된 보호층에 대해, Resistance Meter SIMCO 저항기 ST-4(23℃, 상대습도 50%)를 이용하여 표면전기저항을 측정하였다.
비교예로, 대전방지층이 형성되지 않은 폴리카보네이트 기재에 대한 표면전기저항도 함께 측정하였다.
비교예 TX1 TX2 TX3 TX4 TX5
표면전기저항
(Ω/cm2)		 7.4×1011 내지 1.6×1012 6.4×109 내지 1.4×1010 1.4×109 내지 1.6×1010 4.4×107 내지 2.1×108 6.5×107 내지 4.5×108 5.8×108 내지 7.8×108
상기 표 3에 따르면, 대전방지층이 형성되지 않은 비교예에 비해, TX 1 내지 TX5의 표면전기저항이 낮으므로, 전기전도도가 우수하여, 우수한 대전방지효과를 나타냄을 확인할 수 있다.
3. 표면 외관에 대한 평가
대전방지 조성물의 점도 차이로 인해, 코팅층을 제조한 이후, 균일한 표면이 형성되었는지 여부에 대해 관능 평가를 진행하였다. 균일한 코팅층을 형성하였는지 여부에 대한 평가를 진행하였고, 하기와 같은 기준에 의해 평가를 진행하였다.
○: 균일한 코팅층 형성
×: 불균일한 코팅층의 형성
TX1 TX2 TX3 TX4 TX5
관능 평가 × ○ ○ ○ ×
코팅층을 형성할 때, 일정 점도 미만인 경우에는 폴리카보네이트의 표면에서 흐름이 발생하여, 경화 공정 이후, 균일한 코팅층의 형성이 어려운 경우가 다수 발생하였다. 이에 따라, 생산 수율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 점도가 너무 높은 경우에도, 조성물의 균일 도포가 어려워 균일한 코팅층의 형성이 불가하였다.
4. 발수각의 측정
상기 기재층에 코팅층을 형성한 이후, 발수각을 측정한 결과는 하기 표 5와 같다.
전진 접촉각 (
Figure 112019124852635-pat00003
Figure 112019124852635-pat00004
) 		정지 접촉각 (
Figure 112019124852635-pat00005
Figure 112019124852635-pat00006
)		 후진 접촉각 (
Figure 112019124852635-pat00007
Figure 112019124852635-pat00008
)
TX1 117.1
Figure 112019124852635-pat00009
Figure 112019124852635-pat00010
2.9		 112.1
Figure 112019124852635-pat00011
Figure 112019124852635-pat00012
4.1		 < 10
TX2 132.4
Figure 112019124852635-pat00013
Figure 112019124852635-pat00014
1.5		 131.5
Figure 112019124852635-pat00015
Figure 112019124852635-pat00016
2.7		 141.7
Figure 112019124852635-pat00017
Figure 112019124852635-pat00018
3.4
TX3 138.9
Figure 112019124852635-pat00019
Figure 112019124852635-pat00020
3.0		 138.9
Figure 112019124852635-pat00021
Figure 112019124852635-pat00022
2.7		 139.8
Figure 112019124852635-pat00023
Figure 112019124852635-pat00024
3.7
TX4 136.9
Figure 112019124852635-pat00025
Figure 112019124852635-pat00026
2.0		 135.6
Figure 112019124852635-pat00027
Figure 112019124852635-pat00028
2.6		 140.4
Figure 112019124852635-pat00029
Figure 112019124852635-pat00030
3.4
TX5 116.9
Figure 112019124852635-pat00031
Figure 112019124852635-pat00032
0.7		 115.4
Figure 112019124852635-pat00033
Figure 112019124852635-pat00034
3.0		 < 10
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, TX1 내지 TX5의 코팅 조성물을 이용하여 코팅층을 형성한 이후, 접촉각을 측정한 결과를 확인하였다.
TX1 및 TX5는 후진 접촉각이 10도 미만으로 측정되었다. 즉, 코팅 조성물을 제조하기 위한 최적의 범위를 벗어나게 되는 경우, 물방울이 피닝(Pinning)되는 현상이 발생하는 것을 확인하였다. 반면 TX2 내지 4에서는 피닝 현상이 발생하지 않음을 확인하여 우수한 방수 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다.
따라서, 위와 같은 성질의 코팅층이 실리콘의 외측면을 따라 형성되므로, 대전 방지 효과 및 방수 효과가 발생하여 녹이 슬거나 부패되기 쉬운 외부 환경에서 수명이 증대되는 효과가 발생한다.
즉, 통증치료기는 습기 또는 물에 의해 내부 장치가 부식되거나 파장의 이동경로가 방해될 위험이 있는 바, 내, 외부에 물이 스며들거나 넘쳐 흐르는 것을 막아 통증치료기를 원활하게 사용할 수 있는 점에서 활용성이 증대되는 효과가 발생된다.
또한, 통층치료기는 대전에 의해 생기는 정전기 때문에 방전되어 레이저 다이오드 등의 장치가 손상되거나, 화재가 발생되는 점을 대전 방지의 기능으로 미연에 방지할 수 있고, 티끌이나 먼지가 부착까지도 방지하여 사용자의 관리의 편의성을 제공할 수 있게 된다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고, 구성된 것이거나, 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), ROP, RAM, 플레시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적인 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다.
설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 레이어,
11 : 외측 레이어,
12 : 내측 레이어,
100 : 본체부,
200 : 케이싱부,
300 : 레이저 다이오드,
310 : 650nm 파장 레이저 다이오드,
320 : 850nm 파장 레이저 다이오드,
330 : 940nm 파장 레이저 다이오드,
400 : 실리콘.

Claims (7)

  1. 신체에 부착되는 본체부;
    상기 본체부의 일면에 결합되는 복수 개의 육각 형상의 케이싱부; 및
    상기 케이싱부 내부에 위치되고, 파장이 상이한 복수 개의 레이저 다이오드; 를 포함하고,
    상기 케이싱부 내부에는 상기 파장이 상이한 복수 개의 레이저 다이오드가 서로 혼합되어 배치되고,
    상기 복수 개의 레이저 다이오드는
    650nm 파장 레이저 다이오드;
    850nm 파장 레이저 다이오드; 및
    940nm 파장 레이저 다이오드; 를 포함하고,
    상기 케이싱부 내부에는 상기 650nm 파장 레이저 다이오드, 상기 850nm 파장 레이저 다이오드 및 상기 940nm 파장 레이저 다이오드가 모두 설치되고,
    상기 케이싱부 내부에는 상이한 파장의 상기 레이저 다이오드가 인접하도록 상기 복수 개의 레이저 다이오드가 설치되고,
    상기 복수 개의 레이저 다이오드는 상기 케이싱부의 중심부를 향하여 2개의 레이어를 구성하고,
    상기 레이어는 외측 레이어 및 내측 레이어를 포함하고,
    상기 외측 레이어에는 상기 케이싱부의 육각 형상을 따라서 일정한 간격을 두고 상기 650nm 파장 레이저 다이오드가 배치되고,
    상기 650nm 파장 레이저 다이오드 사이의 간격에는 상기 850nm 파장 레이저 다이오드 또는 상기 940nm 파장 레이저 다이오드가 배치되고,
    상기 내측 레이어에는 상기 케이싱부의 육각 형상을 따라서 상기 850nm 파장 레이저 다이오드 및 상기 940nm 파장 레이저 다이오드가 순차적으로 교차하도록 배치되고,
    상기 외측 레이어에는 3개의 상기 850nm 파장 레이저 다이오드가 정삼각형을 이루도록 배치되어 있고, 상기 내측 레이어에는 3개의 상기 850nm 파장 레이저 다이오드가, 상기 외측 레이어에 배치된 3개의 상기 850nm 파장 레이저 다이오드가 형성하는 정삼각형과 반대되도록 위치되는 정삼각형을 이루도록 배치되되, 상기 내측 레이어에 배치된 3개의 상기 850nm 파장 레이저 다이오드는 각각 상기 외측 레이어에 배치된 3개의 상기 850nm 파장 레이저 다이오드를 잇는 가상의 선의 중간 지점에 위치되고,
    상기 외측 레이어에는 3개의 상기 940nm 파장 레이저 다이오드가 상기 외측 레이어에 배치된 3개의 상기 850nm 파장 레이저 다이오드가 형성하는 정삼각형과 반대되도록 위치되는 정삼각형을 이루도록 배치되어 있고, 상기 내측 레이어에는 3개의 상기 940nm 파장 레이저 다이오드가, 상기 외측 레이어에 배치된 3개의 상기 940nm 파장 레이저 다이오드가 형성하는 정삼각형과 반대되도록 위치되는 정삼각형을 이루도록 배치되되, 상기 내측 레이어에 배치된 3개의 상기 940nm 파장 레이저 다이오드는 각각 상기 외측 레이어에 배치된 3개의 상기 940nm 파장 레이저 다이오드를 잇는 가상의 선의 중간 지점에 위치되는
    육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 레이저 다이오드 중 상기 650nm 파장 레이저 다이오드는 발광다이오드(LED)로 이루어진
    육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 케이싱부 상부에는 상기 복수 개의 레이저 다이오드를 덮도록 설치되는 투명한 실리콘;을 더 포함하는
    육각구조 광원 배치를 통해 조사밀도가 증가된 통증치료기.
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