KR102270585B1 - 압전소자의 시작 위치 보정 기능을 갖는 고강도 집속 초음파 장치 - Google Patents

압전소자의 시작 위치 보정 기능을 갖는 고강도 집속 초음파 장치 Download PDF

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Abstract

고강도 집속 초음파 장치는 구동력을 생성하는 액추에이터, 초음파를 생성할 수 있도록 구성되는 초음파 카트리지, 그리고 상기 액추에이터의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함한다. 상기 초음파 카트리지는 하우징, 상기 하우징 내에 배치되며 전원의 인가에 의해 초음파 진동을 유발하는 압전소자, 상기 압전소자가 장착되며 상기 액추에이터의 구동력에 의해 이동 가능하게 구성되는 이동부, 상기 이동부 및 상기 압전소자와 함께 이동하도록 상기 이동부에 설치되는 자석, 상기 자석에 의해 생성되는 자장을 검출하여 상기 압전소자의 위치에 대한 위치 정보를 나타내는 신호를 생성하는 자기센서, 그리고 상기 자기센서의 신호를 기초로 초음파 생성 작동 시의 상기 압전소자의 시작 위치를 보정하기 위한 위치 보정값을 저장하는 메모리를 포함한다. 상기 컨트롤러는 상기 자기센서의 신호와 상기 위치 보정값을 기초로 상기 압전소자의 시작 위치의 보정이 이루어지도록 상기 액추에이터를 제어한다.

Description

압전소자의 시작 위치 보정 기능을 갖는 고강도 집속 초음파 장치{High intensity focused ultrasound apparatus having function for compensating initial position of piezoelectric member}
본 발명은 고강도 집속 초음파 장치(High intensity focused ultrasound apparatus)에 관한 것이다.
고강도 집속 초음파 장치의 기본 원리는 초음파 전달매질로 채워진 하우징 내에 초음파 압전소자를 배치하여 이동시키면서 고강도 집속 초음파를 생성하는 것이다. 이렇게 생성된 고강도 집속 초음파는 전달매질을 통해 피부 속으로 조사된다. 통상 물이 초음파 전달매질로 사용되고, 압전소자는 기구적인 메카니즘을 이용하여 물 속에서 반복으로 이동되도록 구성된다. 이때 압전소자가 일 회 이동 후 다시 특정한 위치, 즉 시작 위치로 오면 이를 감지할 수 있는 위치 인식 기술이 필수적으로 필요하다. 만약 시작 위치를 감지하지 않고 압전소자의 무한 반복 이동이 이루어지면, 이동 시 오차나 구동 장치의 고장 등으로 인해 압전소자가 정해진 위치 사이를 이동하지 못한다. 이러한 시작 위치 인식을 위한 방법 중 하나로 이동하는 압전소자와 함께 이동하도록 구비되는 자석에 의해 생성되는 자장을 전달매질이 채워진 하우징 외부에 구비되는 자기센서를 이용하여 검출하여 압전소자의 위치를 인식하는 방법이 있다.
초음파를 생성하는 초음파 생성기는 초음파를 생성하는 압전소자, 압전소자를 반복적으로 이동시킬 수 있도록 구성되는 이동부, 압전소자와 이동부가 구비되고 초음파 전달매질로 채워지는 하우징, 하우징 외부에서 이동부에 부착된 자석의 저장을 검출하는 자기센서, 압전소자 및 자기센서의 특성을 기록하는 메모리 등으로 구성될 수 있다. 또한 이동부를 구동하기 위한 구동장치, 그리고 구동장치를 제어하는 제어장치 등이 외부에 별도로 구비될 수 있다.
초음파 생성기 외부에 있는 구동장치가 기구적인 메카니즘을 이용하여 하우징 내부에 있는 이동부에 장착된 압전소자와 자석을 반복적으로 이동시키는데, 이때 압전소자가 특정한 위치(시작 위치)에 도달하면 이를 감지한다. 이러한 방식으로 압전소자가 시작 위치에 위치하는지를 하우징 외부에 구비되는 자기센서가 감지한다. 그러나 이동부에 장착되는 자석 및 외부에 구비되는 자기센서의 특성이 개별적으로 다르고, 제작 시 하우징 내부에 위치하는 자석과 자기센서의 상대적인 위치가 미세하게 달라지는 등의 요인으로 인해, 다수의 초음파 생성 장치를 제조하는 경우 자기센서를 이용하여 이동부의 시작 위치를 감지할 때 감지된 시작 위치와 실제 기구적인 시작 위치 사이의 오차가 발생하며 이로 인해 제품 작동 시 문제를 일으킬 수 있다. 특히 복수의 초음파 생성기를 동일한 구동장치에 교대로 연결하여 사용하는 경우에는 초음파 생성기에 따라 시작 위치를 정확하게 파악하기 어렵게 된다.
등록특허공보 제10-1675547호 (등록일자: 2016년11월07일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 자석과 자기센서의 특성 차이 및 설치 위치 오차에 의한 압전소자의 시작 위치가 정확히 인식되지 못해 압전소자가 원하는 구간에서 반복 이동하지 못하는 문제를 해결할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 장치는 구동력을 생성하는 액추에이터, 초음파를 생성할 수 있도록 구성되는 초음파 카트리지, 그리고 상기 액추에이터의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함한다. 상기 초음파 카트리지는 하우징, 상기 하우징 내에 배치되며 전원의 인가에 의해 초음파 진동을 유발하는 압전소자, 상기 압전소자가 장착되며 상기 액추에이터의 구동력에 의해 이동 가능하게 구성되는 이동부, 상기 이동부 및 상기 압전소자와 함께 이동하도록 상기 이동부에 설치되는 자석, 상기 자석에 의해 생성되는 자장을 검출하여 상기 압전소자의 위치에 대한 위치 정보를 나타내는 신호를 생성하는 자기센서, 그리고 상기 자기센서의 신호를 기초로 초음파 생성 작동 시의 상기 압전소자의 시작 위치를 보정하기 위한 위치 보정값을 저장하는 메모리를 포함한다. 상기 컨트롤러는 상기 자기센서의 신호와 상기 위치 보정값을 기초로 상기 압전소자의 시작 위치의 보정이 이루어지도록 상기 액추에이터를 제어한다.
상기 위치 보정값은 상기 자석과 상기 자기센서가 설치된 상기 초음파 카트리지를 이용하여 미리 측정된 후 상기 메모리에 저장될 수 있다.
상기 위치 보정값은 상기 자석의 이동에 따른 상기 자기센서의 신호의 변화가 이루어지는 시점에서 측정된 상기 압전소자의 측정 위치와 기준 시작 위치의 차에 해당하는 값으로 산출될 수 있다.
상기 측정 위치가 상기 기준 시작 위치를 기준으로 상기 압전소자의 작동 구간의 외부에 위치하는 경우, 상기 컨트롤러는 상기 위치 보정값과 상기 압전소자의 미리 설정된 작동 거리의 합에 해당하는 값만큼 상기 압전소자가 연속적으로 전진 이동하도록 상기 액추에이터를 제어하고 상기 압전소자의 전진 이동 중 상기 압전소자의 전진 이동 시작 후 상기 위치 보정값만큼 전진 이동이 이루어진 시점에서 상기 압전소자가 초음파 생성을 시작하도록 제어할 수 있다.
상기 측정 위치가 상기 기준 시작 위치를 기준으로 상기 압전소자의 작동 구간의 내부에 위치하는 경우, 상기 컨트롤러는 상기 압전소자가 상기 위치 보정값만큼 후진 이동한 후 미리 설정된 작동 거리만큼 전진 이동하도록 상기 액추에이터를 제어하고 상기 압전소자의 전진 이동 시작 시점에서 상기 압전소자가 초음파 생성을 시작하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 의하면, 개별 초음파 카트리지의 자석 및 자기센서의 특성 차이 및 설치 위치 오차에 의해 생길 수 있는 압전소자의 시작 위치의 오차를 정확하게 보정함으로써 압전소자가 정해진 구간에서 초음파를 생성하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 3은 도 2에서 초음파 카트리지가 분리된 상태를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 장치의 시작 위치 제어를 위한 요소들의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 장치의 압전소자의 시작 위치의 보정을 위한 위치 보정값을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 경우 압전소자의 이동 및 작동을 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 장치의 압전소자의 시작 위치의 보정을 위한 위치 보정값을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 경우 압전소자의 이동 및 작동을 제어하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 장치는 초음파를 집속하여 신체 부위에 조사하여 소정의 치료를 수행하는 장치이다.
도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 장치는 손으로 잡을 수 있도록 형성되는 손잡이(10), 그리고 이에 분리 가능하게 체결되는 초음파 카트리지(20)를 포함할 수 있다.
손잡이(10)는 치료를 수행하는 시술자가 손으로 잡을 수 있도록 형성되며, 일 측에는 초음파 카트리지(20)로 펄스 전원을 인가하기 위한 전원선, 제어 신호의 입출력을 위한 통신선 등의 연결을 위한 연결부(21)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 외부의 본체(도시되지 않음)에 구비되는 전원에 연결되는 전선(도시되지 않음)이 연결부(21)를 통해 연결될 수 있다.
도 2를 참조하면, 손잡이(10)는 그 내부에 공간을 형성하는 케이스 형태를 가질 수 있으며, 구동력을 생성하는 액추에이터(30)가 손잡이(10) 내부에 구비될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(30)는 직선 왕복 운동을 위한 구동력을 생성하는 리니어 모터(linear motor)일 수 있으며, 이하에서 액추에이터를 리니어 모터로 칭한다. 예를 들어 리니어 모터(30)는 전자기력에 의해 직선 왕복 운동을 하는 구동 샤프트(31)를 포함할 수 있으며, 구동 샤프트(31)는 도 2에서 수평 방향으로 직선 왕복 운동을 할 수 있도록 구성된다.
컨트롤러(40)는 액추에이터, 즉 리니어 모터(30)의 구동을 제어한다. 컨트롤러(40)는 손잡이(10) 내에 배치될 수도 있고 별도로 구비되는 본체에 구비될 수도 있다. 컨트롤러(40)는 리니어 모터(30)의 구동의 제어를 위한 마이크로프로세서, 메모리 및 관련 하드웨어와 소프트웨어를 포함할 수 있으며, 마이크로프로세서는 이하에서 설명할 제어 과정을 수행하도록 프로그램될 수 있다.
초음파 카트리지(20)는 전원을 인가받아 초음파를 생성하도록 구성될 수 있다. 초음파 카트리지(20)는 카트리지 형태로 구성되어 손잡이(10)에 분리 가능하게 체결될 수 있으며, 예를 들어 초음파 카트리지(20)의 수명이 다하는 경우 이를 제거하고 새로운 초음파 카트리지를 손잡이(10)에 체결하여 초음파 치료를 수행할 수 있다. 도 3에는 초음파 카트리지(20)가 손잡이(10)에서 분리된 상태가 도시되어 있으며, 초음파 카트리지(20)가 도 3의 화살표 방향으로 손잡이(10)에 조립될 수 있다. 초음파 카트리지(20)는 별도로 구비되는 본체에 설치되는 전원으로부터 펄스 전원을 인가받고 그에 의해 초음파 진동을 유발하도록 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 초음파 카트리지(20)는 하우징(21)을 포함하며, 압전소자(22)가 하우징(21) 내에 이동 가능하게 배치된다. 압전소자(22)는 연결 부재(23)를 통해 이동부(24)에 연결될 수 있으며, 이동부(24)는 리니어 모터(30)의 구동 샤프트(31)에 연결되어 구동 샤프트(31)와 함께 직선 왕복 이동을 하도록 구성될 수 있다. 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이, 연결 부재(23)는 중공 형상의 가이드부(231)를 구비할 수 있으며, 연결 부재(23)의 가이드부(231)에 삽입되어 가이드 기능을 수행하는 가이드 로드(25)가 구비될 수 있다. 가이드 로드(25)는 도 2에서 수평 방향으로 연장되며, 이에 의해 연결 부재(23)에 체결된 압전소자(22)가 도 2에서 수평 방향으로 직선 왕복 운동을 할 수 있다. 이때, 압전소자(22)가 배치되는 공간(S)은 초음파 전달이 가능한 물과 같은 초음파 전달 매질로 채워질 수 있으며, 하우징(21)의 선단부에는 초음파 투과를 위해 통공이 구비될 수 있으며 초음파 전달 매질의 밀봉을 위한 초음파 투과성 재질로 형성되는 밀봉 커버(26)가 하우징(21)의 통공을 밀봉할 수 있다.
압전소자(22)는 펄스 전원에 의해 초음파 진동을 유발하며, 예를 들어 압전 세라믹과 그 양 면에 형성되는 전극으로 구성될 수 있다. 압전소자(22)는 연결 부재(23)를 통해서 이동부(24)에 장착되며, 이동부(24)는 리니어 모터(30)에 의해 직선 왕복 이동을 함으로써 압전소자(22) 역시 하우징(21)의 공간(S)에서 직선 왕복 운동을 한다. 압전소자(22)는 펄스 전원이 인가되는 경우 초음파 진동을 유발하며, 위에서 설명한 컨트롤러(40)가 압전소자(22)의 작동을 위한 펄스 전원의 인가를 제어할 수 있다.
이동부(24)는 일 단이 개방된 중공 샤프트의 형상을 가질 수 있으며, 하우징(31)의 내면에 고정되는 삽입 로드(27)가 이동부(24)의 개방된 중공에 삽입됨으로써 이동부(24)의 이동이 가이드될 수 있다.
한편, 도 2에는 리니어 모터(30)의 구동 샤프트(31)와 이동부(24)가 서로 체결되지 않은 상태가 도시되어 있으나, 실제 작동 시에는 구동 샤프트(31)와 이동부(24)가 함께 이동하도록 서로 체결될 수 있다. 예를 들어, 구동 샤프트(31)의 선단과 이동부(24)의 마주하는 선단에 각각 자석(311, 241)이 구비될 수 있으며, 구동 샤프트(31)가 이동부(24)로 접근하여 두 개의 자석(311, 241)이 서로 붙어 구동 샤프트(31)와 이동부(24)가 서로 체결될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 자석(50)이 이동부(24) 및 압전소자(22)와 함께 이동하도록 이동부(24)에 설치된다. 예를 들어, 연결 부재(23)는 이동부(24)의 하단에 체결되고, 자석(50)은 이동부(24)의 상단에 설치될 수 있다. 이에 의해 자석(50)과 압전소자(22)은 함께 직선 왕복 운동을 할 수 있게 된다.
자석(50)의 자장을 검출하여 대응하는 신호를 출력하는 자기센서(60)가 구비된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 자기센서(60)는 하우징(21)의 고정된 위치에 설치될 수 있으며, 자석(50)의 이동에 대응하여 자석(50)에 의해 생성되는 자장을 검출할 수 있도록 설치된다. 예를 들어, 이동하는 자석(50)이 자기센서(60)의 감지 영역 내에 있으면 자석(50)의 자장에 의해 자기센서(60)가 온(on) 신호를 출력할 수 있으며, 자석(50)이 자기센서(60)의 감지 영역을 벗어나면 자기센서(60)가 오프(off) 신호를 출력할 수 있다. 즉, 자기센서(60)의 신호는 자석(50)의 위치에 대한 정보를 나타내기 때문에 그에 따라 압전소자(22)의 위치에 대한 위치 정보를 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 장치는 압전소자(22)가 미리 설정된 구간에서 초음파를 생성하도록 하는 것이 필요하기 때문에 초음파 카트리지(20)가 새롭게 연결될 때 또는 초음파 생성 작동을 시작할 때 압전소자(22)가 원하는 시작 위치에 놓이는 것은 감지하고 그 시점에서 초음파 생성이 시작되도록 하는 것이 필요하다. 기존에는 자기 센서(60)가 신호의 변화가 생기는 지점에 위치하는 경우 압전소자의 시작 위치로 파악하고 초음파 생성이 이루어지도록 하였다. 그러나 본 발명에서는 위에서 설명한 바와 같이 개별 초음파 카트리지의 자석, 자기센서의 특성 차이 및 설치 위치 오차 등에 의해 자기센서의 신호가 변하는 시점에서 압전소자가 원하는 시작 위치에 있지 않을 수 있다는 점을 인식하고 압전소자의 시작 위치를 보정하는 위치 보정 제어를 수행하는 것이다.
압전소자(22)의 위치 보정 제어를 위해 개별 카트리지(20)의 위치 보정값을 저장하는 메모리(70)가 구비되며, 컨트롤러(40)는 메모리(70)에 저장된 위치 보정값을 읽어 위치 보정값을 기초로 압전소자(22)의 위치를 보정한다. 메모리(70)는 초음파 카트리지(20)가 손잡이(10)에 체결될 때 컨트롤러(40)와 통신할 수 있도록 유선 또는 무선 방식으로 연결될 수 있다. 도 4를 참조하면, 메모리(70), 자기센서(60) 및 자석(50)은 초음파 카트리지(20) 내에 배치될 수 있으며, 초음파 카트리지(20)가 손잡이(10)에 체결되면 메모리(170) 및 자기센서(60)가 컨트롤러(40)와의 데이터 송수신이 가능하도록 연결될 수 있다.
본 발명의 기본 컨셉은 수명이 다하는 경우 교체해야 하는 소모품인 초음파 카트리지(20)를 제조함에 있어서 동일한 자장 특성 및 센싱 특성을 갖는 자석과 자기센서를 미리 설계된 위치에 놓이도록 초음파 카트리지(20)를 제조하더라도, 개별 자석 및 자기센서의 특성 및 제조 시 설치 위치의 오차에 따라 자기센서에 의해 자석의 자장이 감지(또는 감지 해제)가 이루어지는 자석의 위치가 달라진다는 문제점을 인식한 것이며, 개별 카트리지의 이러한 자장 감지의 오차를 보정하기 위해 위치 보정값을 개별적으로 미리 측정하여 해당 초음파 카트리지의 메모리에 저장해 두고 해당 카트리지가 손잡이에 연결되는 경우 메모리에 저장된 위치 보정값을 이용하여 압전소자의 위치 보정을 수행하는 것이다.
위치 보정값은 자석(50)의 이동에 따른 자기센서(60)의 신호의 변화가 이루어지는 시점에서 측정된 압전소자(22)의 측정 위치와 압전소자(22)의 미리 정해진 시작 위치의 차에 해당하는 값으로 산출될 수 있다. 이때 자석(50)과 압전소자(22)는 동일한 크기의 변위로 함께 움직이기 때문에 압전소자(22)의 위치는 자석(50)의 위치로도 이해될 수 있으며, 또한 압전소자(22)의 위치는 그에 의해 생성되는 집속 초음파의 집속점의 위치로도 이해될 수 있다.
도 5 및 도 7에는 위치 보정값을 결정하는 방법을 설명하기 위한 예들이 도시되어 있으며, 도 5 및 도 7은 동일한 기준 시작 위치(TP)를 가지나 측정된 측정 시작 위치(MP)는 서로 다른 경우를 보여준다. 즉 도 5 및 도 7의 두 경우 모두 자석과 자기센서의 특성 및 그 설치 등이 이상적이라면 측정 시작 위치(MP)가 미리 설계된 기준 시작 위치(TP)와 일치하여야 하나 자석과 자기센서의 특성 및 설치 위치 오차 등에 의해 측정 시작 위치(MP)가 기준 시작 위치(TP)와 달라지게 된다. 이때 측정 시작 위치(MP)는 자석(50)이 이동하는 과정에서 자기센서(60)의 자장 감지에 의한 신호의 변화가 일어나는 위치를 나타낼 수 있다. 즉 도 5 및 도 7에서 초기 위치의 자석(50)이 우측으로 이동하여 실제 감지 영역을 벗어나는 순간 또는 반대로 실제 감지 영역의 우측 영역에서 좌측으로 이동하여 실제 감지 영역으로 진입하는 순간 자기센서(60)의 신호가 온에서 오프로 또는 오프에서 온으로 변하게 된다. 이러한 자기센서(60)의 감지 신호의 변화가 일어나는 위치가 측정 시작 위치로 간주될 수 있다. 각 초음파 카트리지에 대해 미리 정해진 기준 시작 위치(TP)와 측정된 측정 시작 위치(MP) 사이의 차에 해당하는 값이 위치 보정값으로 설정될 수 있다. 이때, 도 5 및 도 7에서 미리 설정된 기준 시작 위치(TP)의 우측의 일정 거리에 해당하는 구간이 미리 설정된 압전소자(22)의 작동 구간에 해당한다. 도 5는 측정 시작 위치(MP)가 기준 시작 위치(TP)를 기준으로 압전소자(22)의 작동 구간의 외부에 위치하는 경우이고, 도 7은 측정 시작 위치(MP)가 기준 시작 위치(TP)를 기준으로 압전소자(22)의 작동 구간 내부에 위치하는 경우이다. 이때 기준 시작 위치(TP)와 측정 시작 위치(MP) 사이의 거리인 도 5의 C1, 및 도 7의 C2가 위치 보정값에 해당한다. 위치 보정값의 크기 및 방향(즉 부호)에 따라 압전소자의 위치 보정이 이루어진다. 예를 들어, 컨트롤러(40)는 연결된 초음파 카트리지(20)의 메모리(70)에 저장된 위치 보정값의 부호에 의해 도 5 및 도 7의 경우 중 어느 것인지를 판별할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 측정 위치(MP)가 기준 시작 위치(TP)를 기준으로 압전소자(22)의 작동 구간의 외부에 위치하는 경우, 컨트롤러(40)는 위치 보정값(C1)과 압전소자(22)의 미리 설정된 작동 거리(TL)의 합에 해당하는 값만큼 압전소자(22)를 연속적으로 전진 이동하도록 액추에이터(30)를 제어한다. 여기서 미리 설정된 작동 거리(TL)는 압전소자(22)의 목표 초음파 조가 구간의 거리에 해당한다. 이때, 컨트롤러(40)는 압전소자(22)의 전진 이동 중 압전소자(22)의 전진 이동 시작 후 위치 보정값(C1)만큼 전진 이동이 이루어진 시점에 압전소자(22)가 초음파 생성을 시작하도록 제어할 수 있다. 이에 의해 도 6의 구동 스텝1에 의해 지시된 바와 같이 위치 보정값과 압전소자의 미리 설정된 작동 거리(TL)의 합에 해당하는 값만큼 연속적으로 전진 이동함으로써 압전소자(22)가 목표 초음파 조사 구간의 시작 위치(TP)와 종료 위치(TP') 사이의 구간을 지날 수 있으며, 측정 위치(MP)에서 출발한 후 위치 보정값(C1)만큼 이동한 후 비로소 압전소자(22)가 초음파를 생성하도록 함으로써 원하는 목표 초음파 조사 구간(구동 스텝1에 점선으로 표시된 구간)에 걸쳐 초음파 조사가 이루어질 수 있다. 한편, 컨트롤러(40)는 압전소자(22)가 종료 위치(TP')에 도달한 후에는 반대 방향으로 후진 이동(구동 스텝2)하도록 액추에이터(30)를 제어할 수 있으며, 후진 이동은 자석(50)의 자장에 의해 자기센서(60)의 신호가 온 되는 시점까지 이루어질 수 있다. 컨트롤러(40)는 구동 스텝1과 구동 스텝2로 이루어지는 한 사이클이 반복적으로 수행되도록 제어할 수 있다.
한편, 도 7 및 도 8을 참조하면, 측정 위치(MP)가 기준 시작 위치(TP)를 기준으로 압전소자(22)의 작동 구간의 내부에 위치하는 경우, 컨트롤러(40)는 압전소자(22)가 위치 보정값(C2)만큼 후진 이동한 후 미리 설정된 작동 거리(TL)만큼 전진 이동하도록 액추에이터(30)를 제어한다. 즉 컨트롤러(40)는 도 8의 구동 스텝1에서와 같이 압전소자(22)를 위치 보정값(C2)만큼 후진 이동시킨 후 구동 스텝2에서와 같이 압전소자(22)를 미리 설정된 작동 거리(TL)만큼 전진 이동시킨다. 이때, 컨트롤러(40)는 압전소자의 전진 이동 시작 시점에서 압전소자(22)가 초음파 생성을 시작하도록 제어할 수 있다. 이에 의해 압전소자(22)가 목표 초음파 조사 구간의 시작 위치(TP)와 종료 위치(TP') 사이의 구간을 지날 수 있으며 해당 구간(구동 스텝2에 점선으로 표시된 구간)에서 초음파 조사가 이루어질 수 있다. 한편, 컨트롤러(40)는 압전소자(22)가 종료 위치(TP')에 도달한 후에는 반대 방향으로 후진 이동(구동 스텝3)하도록 액추에이터(30)를 제어할 수 있으며, 후진 이동은 자석(50)의 자장에 의해 자기센서(60)의 신호가 온 되는 시점까지 이루어질 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
10: 손잡이
20: 초음파 카트리지
21: 하우징
22: 압전소자
23: 연결 부재
24: 이동부
25: 가이드 로드
30: 액추에이터
31: 구동 샤프트
40: 컨트롤러
50: 자석
60: 자기센서
70: 메모리

Claims (5)

  1. 구동력을 생성하는 액추에이터,
    초음파를 생성할 수 있도록 구성되는 초음파 카트리지, 그리고
    상기 액추에이터의 구동을 제어하는 컨트롤러
    를 포함하며,
    상기 초음파 카트리지는
    하우징,
    상기 하우징 내에 배치되며 전원의 인가에 의해 초음파 진동을 유발하는 압전소자,
    상기 압전소자가 장착되며 상기 액추에이터의 구동력에 의해 이동 가능하게 구성되는 이동부,
    상기 이동부 및 상기 압전소자와 함께 이동하도록 상기 이동부에 설치되는 자석,
    상기 자석에 의해 생성되는 자장을 검출하여 상기 압전소자의 위치에 대한 위치 정보를 나타내는 신호를 생성하는 자기센서, 그리고
    상기 자기센서의 신호를 기초로 초음파 생성 작동 시의 상기 압전소자의 시작 위치를 보정하기 위한 위치 보정값을 저장하는 메모리
    를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 자기센서의 신호와 상기 위치 보정값을 기초로 상기 압전소자의 시작 위치의 보정이 이루어지도록 상기 액추에이터를 제어하고,
    상기 위치 보정값은 상기 자석과 상기 자기센서가 설치된 상기 초음파 카트리지를 이용하여 미리 측정된 후 상기 메모리에 저장되고,
    상기 위치 보정값은 상기 자석의 이동에 따른 상기 자기센서의 신호의 변화가 이루어지는 시점에서 측정된 상기 압전소자의 측정 위치와 기준 시작 위치의 차에 해당하는 값으로 산출되는
    고강도 집속 초음파 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 측정 위치가 상기 기준 시작 위치를 기준으로 상기 압전소자의 작동 구간의 외부에 위치하는 경우, 상기 컨트롤러는 상기 위치 보정값과 상기 압전소자의 미리 설정된 작동 거리의 합에 해당하는 값만큼 상기 압전소자가 연속적으로 전진 이동하도록 상기 액추에이터를 제어하고 상기 압전소자의 전진 이동 중 상기 압전소자의 전진 이동 시작 후 상기 위치 보정값만큼 전진 이동이 이루어진 시점에서 상기 압전소자가 초음파 생성을 시작하도록 제어하는 고강도 집속 초음파 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 측정 위치가 상기 기준 시작 위치를 기준으로 상기 압전소자의 작동 구간의 내부에 위치하는 경우, 상기 컨트롤러는 상기 압전소자가 상기 위치 보정값만큼 후진 이동한 후 미리 설정된 작동 거리만큼 전진 이동하도록 상기 액추에이터를 제어하고 상기 압전소자의 전진 이동 시작 시점에서 상기 압전소자가 초음파 생성을 시작하도록 제어하는 고강도 집속 초음파 장치.
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