KR102401416B1

KR102401416B1 - 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기

Info

Publication number: KR102401416B1
Application number: KR1020210130878A
Authority: KR
Inventors: 정연삼
Original assignee: 퓨리글로벌 주식회사
Priority date: 2021-10-01
Filing date: 2021-10-01
Publication date: 2022-05-25

Abstract

본 발명의 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기는 에너지 절약 및 최적의 무릎 관절 치료를 달성할 수 있는 광선조사기로, 베이스부; 상기 베이스부 상부에 배치되는 광원부; 상기 광원부 상부에 배치되는 렌즈부; 및 상기 렌즈부 상부에 배치되는 덮개부를 포함하고, 상기 덮개부, 렌즈부, 광원부, 덮개부는 사각형의 제1 절편 내지 제 4절편을 포함하며, 상기 덮개부와 렌즈부는 사출 성형으로 일체형으로 형성되며, 상기 광원부는 복수의 LED 유닛과 LD 유닛을 포함하고, 상기 광원부는 제1 절편 및 제4 절편은 복수의 LED 유닛만이 배치되고, 제2 절편 및 제3절편은 복수의 LED 유닛과 복수의 LD 유닛이 혼합 배치되며, 상기 광원부의 제1 절편 및 제4 절편은 횡렬이 12개열, 종렬이 8개열로 LED 유닛이 총 96개 배치되고, 제2 절편 및 제 3절편은 횡렬이 12개열, 종렬이 9개열인 LED 유닛 및 LD 유닛이 혼합된 총 108개가 혼합 배치되며, 상기 혼합된 배치에서 LD 유닛은 제2 절편 및 제3 절편에 각각 9개씩 배치되고, 상기 9개의 LD 유닛은 중앙에 1개의 LD 유닛이 배치되고, 상기 중앙의 LD 유닛을 둘러싸는 8개의 LD 유닛이 마름모꼴 형상으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기{Flexible knee joint light radiator using integrated management}

본 발명은 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기에 관한 것으로, 더우 상세하게는 무릎에 착용할 수 있는 LED 및 LD 광원을 이용한 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기에 대한 것이다.

비만 등으로 체중이 많이 나가는 사람의 경우에는 무릎이나 발목 등에 무거운 하중이 계속해서 가해지기 때문에 그것을 지탱하는 관절에 무리가 가서 통증을 유발하는 경우가 있다. 그리고, 과격한 운동이나 무리한 자극에 의해 관절이 다치는 경우도 있고, 반대로 운동부족에 의해 기능이 저하되는 경우도 있으며, 노화에 의한 자연적인 퇴행성 통증도 있을 수 있다.

그러나, 이러한 통증이 발생했을 때 사람들이 편리하고 효과적으로 자가치료를 할 수 있는 수단이 별로 없다는 점이다. 즉, 여러가지 원인으로 관절이 아프게 되면, 일회용 패치를 붙여놓고 일시적으로 통증이 가라앉기를 기다리거나, 아니면 병원을 찾아다니면서 장기간에 걸쳐 치료를 받는 경우가 대부분이다.

그러나, 이와 같은 방법은 환자의 입장에서 볼 때 치료의 편리함과 효율성의 모든 면이 만족스럽지 못한 것이 사실이다.

일회용 패치의 경우는 일시적인 통증 완화의 기능이 더 크고 또한 주기적으로 새 것으로 계속 갈아야 하기 때문에, 여러 가지로 번거롭고 장기간 사용 시 비용 부담도 늘어나게 된다. 그리고, 병원 치료의 경우도 일일히 환자가 찾아다녀야 하는 불편함과 치료비의 부담이 있음은 물론이다.

최근에는 레이저를 이용한 의료기기와 장치가 개발되고 있으며, 휴대와 취급이 편리하도록 소형화되어 일반 가정에서도 간편하게 레이저 치료를 할 수 있게 되었다. 그러나 종래의 휴대용 레이저 치료기는 레이저의 조사시간 동안 사용자가 계속해서 손으로 잡고 있어야 하는 사용상 불편함이 있다.

따라서, 사용자들이 보다 편리하고 효과적으로 무릎 관절의 장애를 치료 및 예방할 수 있도록 해주는 장치가 요구되고 있다.

대한민국 공개특허 제20-0459521호 대한민국 공개특허 제10-2007-0063718호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플렉서블 소재로 구성되어 쉽게 무릎에 접촉력 및 사용 유연성을 가지고 있으며, LED 및 LD 광원의 적절한 배치를 통해 최적의 무릎관절 치료 및 에너지 절약을 이룰 수 있는 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기를 제공하는데 그 목적이 있다.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기는, 베이스부; 상기 베이스부 상부에 배치되는 광원부; 상기 광원부 상부에 배치되는 렌즈부; 및 상기 렌즈부 상부에 배치되는 덮개부를 포함하고, 상기 덮개부, 렌즈부, 광원부, 덮개부는 사각형의 제1 절편 내지 제 4절편을 포함하며, 상기 덮개부와 렌즈부는 사출 성형으로 일체형으로 형성되며, 상기 광원부는 복수의 LED 유닛과 LD 유닛을 포함하고, 상기 광원부는 제1 절편 및 제4 절편은 복수의 LED 유닛만이 배치되고, 제2 절편 및 제3절편은 복수의 LED 유닛과 복수의 LD 유닛이 혼합 배치되며, 상기 광원부의 제1 절편 및 제4 절편은 횡렬이 12개열, 종렬이 8개열로 LED 유닛이 총 96개 배치되고, 제2 절편 및 제 3절편은 횡렬이 12개열, 종렬이 9개열인 LED 유닛 및 LD 유닛이 혼합된 총 108개가 혼합 배치되며, 상기 혼합된 배치에서 LD 유닛은 제2 절편 및 제3 절편에 각각 9개씩 배치되고, 상기 9개의 LD 유닛은 중앙에 1개의 LD 유닛이 배치되고, 상기 중앙의 LD 유닛을 둘러싸는 8개의 LD 유닛이 마름모꼴 형상으로 배치될 수 있다.

일 실시형태로, 상기 9개의 마름모꼴 형상의 LD 유닛의 배열 위치는, 횡렬/종렬을 기준으로, 2횡렬/5종렬, 4횡렬/3종렬, 4횡렬/7종렬, 6횡렬/1종렬, 6횡렬/5종렬, 6횡렬/9종렬, 8횡렬/3종렬, 8횡렬/7종렬, 10횡렬/5종렬에 각각 배치될 수 있다.

다른 일 실시형태로, 상기 렌즈부는 원통형 렌즈 유닛과 집광 렌즈 유닛을 포함하고, 상기 집광 렌즈 유닛은 상기 각 절편의 외각 2열 횡렬과 2열 종열에 배치된 LED 유닛에만 배치될 수 있다.

또 다른 일 실시형태로, 상기 광원부의 하부면에는 세로방향의 나열된 방열 유닛으로, 알루미늄 계열의 필러가 충진된 수지 시트 형태로, 상기 수지는 PPS(Polyphenylene sulfide) 수지로, 저분자량의 실록산을 함유하지 않을 수 있다.

또 다른 일 실시형태로, 상기 제1 절편 내지 제4 절편 중 1개 이상의 절편의 분리가 가능하고, 분리된 절편이 2개로 나머지 절편의 상부에 결합한 형태되거나 분리된 절편이 1개로 나머지 절편의 중앙 절편에 결합하여 “ㅗ”자형 형태로 결합될 수 있다.

또 다른 일 실시형태로, 상기 LED 유닛은 복수개의 마이크로 LED가 배치되어 있고, 상기 복수의 마이크로 LED는 630 내지 680nm 파장, 680 내지 770nm 파장 및 770 내지 810nm 파장을 포함하며, 상기 복수의 파장의 마이크로 LED는 순차 작동할 수 있다.

본 발명에 따른 무릎 관절 통합관리 광선조사기는 LED 및 LD 광원의 적절한 배치를 통해 에너지를 절약하면서 최적의 무릎관절 치료가 가능한 장점이 있다.

또한, 플렉서블 소재로 구성되어 무릎 관절에 밀착력 및 착용력을 향상 시켰으며, 미사용시에도 컴팩트한 형상으로 보관이 용이한 장점을 가지고 있다.

상기 효과 이외에 발명의 설명에서 보다 구체적인 효과를 언급하도록 하겠다.

도 1 및 도 2는 본 발명인 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기의 분리 사시도 및 결합 사시도를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명인 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기의 베이스부를 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명인 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기의 광원부를 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10는 본 발명인 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기의 렌즈부를 도시한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명인 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기의 덮개부를 도시한 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명인 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기의 렌즈부와 덮개부가 일체로 형성된 형상을 도시한 도면이다.
도 15 및 도 16는 본 발명인 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기의 실제 제품 샘플을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명인 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기의 컨트롤러를 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "특징으로 한다", "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명인 플렉서블 무릎관절 통합관리 광선조사기(10)(이하, 무릎관절 광선조사기라 한다)로, 플렉서블 소재로 이루어져 다양한 형태의 치료 부위에 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다.

상기 플렉서블 소재는 무해성 측면에서 실리콘 소재가 바람직하다. 광원부(200)를 제외하고, 베이스부(100), 렌즈부(300), 덮개부(400) 모두 실리콘 소재를 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명인 플렉서블 무릎관절 광선조사기(10)의 분해 사시도이고, 도 2는 상기 베이스부(100), 광원부(200), 렌즈부(300) 및 덮개부(400)가 결합된 완전체의 플렉서블 무릎 관절 광선조사기(10)가 도시되어 있다.

본 발명은 베이스부(100), 광원부(200), 렌즈부(300) 및 덮개부(400)로 구성되어 있다.

상기 베이스부(100), 광원부(200), 렌즈부(300) 및 덮개부(400)는 모양상 구분되는 4개의 절편(P1 내지 P4)을 가지고 있다. 상기 4개의 절편은 사각형 형상을 가지게 되며, 4개의 구분된 광원이 각각 배치되는 구조를 가지게 된다.

상기 4개의 절편은 왼쪽부터 제1 절편(P1), 제2 절편(P2), 제3 절편(P3), 제4 절편(P4)으로 구분되고, 상기 베이스부(100), 광원부(200), 렌즈부(300) 및 덮개부(400)는 각각 모양상 구분되는 4개의 절편을 가지고 있다.

도 3 및 도 4는 상기 베이스부(100)를 도시한 것으로, 도 3은 베이스부(100)의 상부 사시도이고, 도 4는 베이스부(100)의 하부 사시도이다.

베이스부(100)는 사각형의 본체(101) 내부에 사각형의 4개의 절편(P1 내지 P4)이 서로 이격 간격을 가지고 배치될 수 있다. 상기 4개의 절편은 별도의 부품으로 이루어진 것이 아니고, 베이스부(100) 전체가 사출 성형으로 일체로 이루어진 형태일 수 있다. 즉, 4개의 절편(P1 내지 P4)은 상기 광원부(200)가 안착될 수 있게 음각 형태로 사출 성형될 수 있다.

상기 4개의 절편(P1 내지 P4)의 상부 표면 각각에는 결합 돌기(120)가 형성되어 있을 수 있다. 상기 결합 돌기(120)는 상기 광원부(200) 및 렌즈부(300)에 형성된 결합 연통홀(250, 330)을 관통하여 광원부(200)와 렌즈부(300)를 고정하는 역할을 한다. 결합 돌기(120)의 개수 및 배치는 적절하게 선택될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 각 절편에 고르게 결합할 수 있는 사각형 배치형태가 무게 분산상 바람직하다.

상기 4개의 절편(P1 내지 P4)의 이격 간격 사이에는 FPCB 안착홈(130)이 형성될 수 있다. 상기 FPCB 안착홈(130)은 상기 광원부(200)의 FPCB(240)가 음각의 홈에 안착되는 곳으로, FPCB 안착홈(130)은 상기 광원부(200)의 FPCB(240) 구조에 따라 달라 질 수 있다. 본 발명에서는 3개의 분획된 FPCB(240) 연결단으로 구성될 수 있어, 이 구조에 따른 3개의 FPCB 안착홈(130)이 형성될 수 있다.

상기 베이스부(100)는 사각형의 본체 양측에 베이스 연장부(110)를 포함할 수 있다. 베이스 연장부(110)에는 바 형태의 바홀(111)이 형성될 수 있으며, 상기 바홀(111)은 후술할 매듭부(500)가 고정되거나 통과하는 곳이다. 매듭부(500)는 무릅 관절 광선조사기(10) 사용시 무릎에 고정시켜주는 역할을 할 수 있으며, 미사용시에는 상기 4개의 절편을 교차로 접어 컴팩트한 구조로 보관할 수 있는 역할을 할 수 있다. 매듭부(500)의 자세한 설명은 후술하도록 하겠다. 또한 상기 베이스 연장부(110)는 무릎 관절 광선조사기(10) 사용시 손잡이 역할을 하여, 보다 용이한 사용을 달성할 수 있게 한다.

상기 베이스부(110)는 사각형 본체(101) 및 베이스 연장(110)부의 내부 외각 말단에 합체 돌기 또는 합체 홈부(미도시)가 형성될 수 있다. 합체 돌기 또는 합체 홈부(미도시)는 상기 덮개부(400)의 내부 외각 말단에 형성된 합체 돌기 또는 합체 홈부(미도시)와 결합하여 본 발명의 무릎 관절 광선조사기가 밀폐된 구조가 형성될 수 있게 한다. 이러한 밀폐된 구조는 무릎 관절 광선조사기(10)를 일체로 형성하여 안정성을 향상시킬 수 있을뿐만 아니라, 외부 환경으로부터 수분이나 이물질의 투입을 방지하는 역할을 한다.

도 4에 도시된 상기 베이스부(100)의 하부는 4개의 절편(P1 내지 P4)으로 구분된 형태로 구성되어 있을 수 있다. 각각의 구분된 절편의 하부 표면에는 도 4에 도시된 바와 같이 미끄럼을 방지할 수 있는 교차 선형 라인이 형성될 수 있다. 이러한 교차 선형 라인은 사용시 미끄럼을 방지할 수도 있으며, 미적인 디자인 구성을 현시하기 위한 용도로로 사용될 수 있다. 또한 상표, 특허번호 등과 같은 마크가 현시될 수 있다.

도 5 내지 도 8은 광원부(200)를 도시한 것이다. 도 5는 광원부(200) 전체를 도시한 것이고, 도 6은 광원부(200)의 제1 절편(P1)을 도시한 것이며, 도 7은 광원부(200)의 제2 절편 또는 제3 절편(P2 또는 P3)을 도시한 것이고, 도 8은 광원부(200)의 제4 절편(P4)을 도시한 것이다.

광원부(200)는 상기 베이스부(100) 상부에 배치되어 상기 베이스부(100) 상면에 안착될 수 있다. 즉, 광원부(200)의 각 절편(P1 내지 P4) 및 FPCB(240)이 상기 베이스부(100)의 각 절편(P1 내지 P4)과 FPCB 안착홈(130)에 안착될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 광원부(200)는 4개의 절편(P1 내지 P4)이 FPCB(240)로 연결된 형태로 구성될 수 있다. 상기 광원부(200)의 제1 절편 내지 제4 절편(P1 내지 P4)에는 복수의 LED 유닛(220)과 LD 유닛(230)(레이저 다이오드, 이하 LD로 표기)이 광원 베이스(210)에 실장되어 형성될 수 있다. 상기 광원 베이스부(210)는 복수의 LED 유닛(220)과 LD 유닛(230)이 실장되어 회로를 구성할 수 있어야 하므로 플렉서블한 필름 소재가 적용될 수 있다. 강성이나 내구성을 위해 PI(폴리이미드) 필름이 바람직하다.

상기 제1 절편 내지 제4 절편(P1 내지 P4)은 모두 동일한 크기를 가지는 것이 제조공정상 바람직하다. 상기 광원부(200)의 제1 절편 내지 제4 절편(P1 내지 P4)의 가로 길이는 86 내지 92mm가 바람직하며, 세로 길이는 156 내지 160mm가 바람직하다. 상기 제1 절편 내지 제4 절편(P1 내지 P4)의 사이에는 상기 LED 유닛(220)과 LD 유닛(230)을 전기적으로 연결하는 FPCB(flexible printed circuit board)(240)가 배치될 수 있다. FPCB(240)는 1개의 유닛으로 형성될 수 있으나, 도 5에 도시된 바와 같이 3개의 유닛으로 분획되는 것이 상기 베이스부(100)의 FPCB 안착홈(130)에 안착되어 광원부(200)를 보다 정교하게 고정할 수 있어 바람직하다. FPCB(240)의 가로 길이는 27 내지 32mm가 바람직하다. 광원부(200)의 제1 절편 내지 제4 절편(P1 내지 P4)의 가로 길이는 86 내지 92mm 일때, FPCB(240)의 가로 길이의 범위이어야 곡선형태로 사용이 가능하고, 미사용시 절곡하여 컴팩트한 구조로 보관이 용이하다.

상기 광원부(200)의 제1 절편 내지 제4 절편(P1 내지 P4) 각각에는 결합 연통홀(250)이 형성될 수 있다. 상기 결합 연통홀(250)은 상기 베이스부(100)의 결합 돌기(250)가 통과하는 곳으로 광원부(200)를 고정할 수 있게 하여 무릎 관절 광선조사기(10) 사용시 뒤틀림을 방지하는 역할을 한다. 상기 결합 연통홀(250)은 상기 광원부(200)의 무게 중심에 맞게 광원 유닛들(LED 및 LD)(220, 230) 사이에 사각형 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

도 6은 상기 광원부(200)의 제1 절편(P1)을 도시하였다. 광원부(200)의 제1 절편(P1)은 12개의 횡렬과 8개의 종렬에 총 96개의 LED 유닛(220)이 배치될 수 있다. 구체적으로 상기 광원 베이스(210)에 실장된 형태로 LED 유닛(220)이 배치될 수 있다. 각각의 LED(220)는 소정의 이격간격을 가지고 배치될 수 있다. 횡렬(세로축) 이격 간격은 6.2 내지 7.0mm로 형성될 수 있으며, 종렬(가로축) 이격 간격은 3.5 내지 4.5mm로 형설될 수 있다. 이러한 LED 유닛(220)들의 이격 간격의 범위는 회로를 용이하게 형성하면서, 광 치료의 최적의 에너지 효율 및 치료 효과를 달성할 수 있는 바람직한 범위라 할 수 있다. 또한, 상기 제1 절편 내지 제 4절편(P1 내지 P4)에 배치된 각각의 LED 유닛(220) 1개는 가로x세로가 5x5.4의 크기를 가질 수 있다.

도 7은 상기 광원부(200)의 제2 절편(P2) 또는 제3 절편(P3)을 도시하였다. 즉, 제2 절편(P2)과 제3 절편(P3)은 동일한 형상과 광원(220, 230) 배치를 가질 수 있다. 광원부(200)의 제2 절편 또는 제3 절편(P2 또는 P3)은 12개의 횡렬과 9개의 종렬에 총 108개의 광원 유닛(220, 230)이 배치될 수 있으며, LED 유닛(220)은 99개 LD 유닛(230)은 9개가 혼재되어 배치될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이 LD 유닛(230)은 중앙에 1개 및 마름모꼴 형상으로 배치될 수 있다. 상기 9개의 LD 유닛(230)의 배열 위치는, 횡렬/종렬을 기분으로 2횡렬/5종렬, 4횡렬/3종렬, 4횡렬/7종렬, 6횡렬/1종렬, 6횡렬/5종렬, 6횡렬/9종렬, 8횡렬/3종렬, 8횡렬/7종렬, 10횡렬/5종렬에 배치 될 수 있다. 즉 도 7에 표기된 번호, 25번, 43번, 47번, 61번, 65번, 69번, 83번, 87번, 105번에 배치될 수 있다. 이러한 배치는 최적의 에너지 효율 및 무릎 관절치료 효과를 기반으로 설계된 것이며, 이에 대한 테스트 결과는 하기 [표 1]에 나타내었다.

하기 [표 1]은 LED(220) 광원 중에 LD 유닛(230)의 개수 및 배치 형상에 따라 혈장 중의 겔졸린(gelsolin)의 함량 증가율을 나타낸 것이다. 겔졸린의 함량이 증가하였다는 것은 무릎 관절 치료가 진전되었다는 것을 의미한다.

형상	사각형	사각형	마름모꼴	마름모꼴	마름모꼴	마름모꼴	중앙
LD 개수	30개	9개	17개	9개	8개	4개	1개
5일	5.8%	3.2%	5.6%	5.5%	4.4%	2.5%	1.1%
10일	6.9%	3.9%	6.8%	6.7%	5.2%	3.2%	1.6%

상기 테스트는 1개의 절편 기준 LED 유닛(220)과 LD 유닛(230)의 개수의 총합은 108개로 동일 조건으로 진행하였다. 즉, 제1 절편(P1)과 제4절편(P4)은 LED 유닛(220)만으로 96개로 배치하였으며, 제2 절편 및 제3 절편은 상기 [표 1]의 조건에 따라 LED 유닛(220)과 LD 유닛(230)의 총합 개수가 108개로 혼합 배치하여 테스트를 진행하였다. 상기 [표 1]의 겔졸린의 함량 증가는 무릎 관절 광선조사기를 적용한 후 5일 및 10일(치료기 적용 당일 포함)이 경과한 후에 혈장 중의 겔졸린 함량 증가 비율로 테스트를 진행하였다.

상기 사각형 형상은 제2 절편(P2) 및 제3 절편(P3) 중앙에 형성한 것으로 상기 [표 1]에서 LD 유닛(230)이 사각형이고 30개의 배치는 횡렬 4 내지 9횡렬과 종렬 3 내지 7종렬에 배치된 형태 말하며(도 7 참조 : 43번 내지 47번 및 43번 내지 93번), LD(230)가 사각형이고 9개의 배치는 도 7에 도시된 번호를 기준으로 할때 43번, 45번, 47번, 63번, 65번, 67번, 83번, 85번, 87번에 배치된 형태를 말한다.

LD 유닛(230)이 마름모꼴 형상이고 9개의 배치는 도 7에 도시된 LD 배치의 형상과 동일한 것으며(25번, 43번, 47번, 61번, 65번, 69번, 83번, 87번, 105번), LD 유닛(230)이 마름모꼴로 17개의 배치는 도 7에 도치된 마름모꼴 형상에 마름모꼴 가상의 외각 선형 한변에 각각 2개씩 더 포함된 형태로, 즉 34번, 36번, 52번, 58번, 72번, 78번, 94번, 96번이 추가된 형태이다. LD 유닛(230)이 마름모꼴로 8개의 배치는 도 7에 도치된 마름모꼴 형상에 중앙의 65번 LD 유닛만 빠진 형태이며, LD 유닛(230)이 마름모꼴로 4개의 배치는 도 7의 LD 배치에서 마름모꼴 꼭지점에만 해당하는 형태로, 25번, 61번, 69번, 105번이 배치된 형태이다. 중앙 1개의 LD 유닛 배치는 65번에만 배치된 형태이다.

상기 테스트 결과를 보면, LD 유닛(230)이 사각형의 형상을 가지고 30개를 적용했을 경우에 가장 우수한 효과를 나타내고 있다. 하지만 마름모꼴 17개를 적용한 경우 대비해 큰 향상 효과는 아니라 할 수 있다. 마름모꼴 17개의 효과는 마름모꼴 9개와 거의 유사한 효과임을 알 수 있으며, 사각형 9개와 마름모꼴 9개의 치료 효과를 비교해 볼때 마름모꼴이 월등히 우수한 효과임을 알 수 있다. 즉, 에너지 효율 및 무릎 관절 치료 효과 측면에서 볼때 사각형 형태의 LD(230) 배치보다는 마름모꼴 LD 유닛 배치의 효과가 우수함을 알 수 있으며, 에너지 효율 측면에서 마름모꼴 17개보다는 도 7에 도시된 바와 같이 마름모꼴 9개의 배치가 바람직하다는 것을 알 수 있다.

또한 LD 유닛(230)의 마름모꼴 9개의 배치와 마름모꼴 8개의 배치를 비교해 보면, 8개의 배치에서 무릎 관절 치료 효과가 급격히 떨어진다는 것을 알 수 있다. 이는 중앙의 LD 유닛이 무릎 치료에 있어 중요한 역할을 한다고 할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명은 도 7에 도시된 마름모꼴 형태의 9개 LD 유닛 배치가 무릎치료와 에너지 절약 측면에서 가장 효율적임을 발견하게된 것이다.

도 8은 제4 절편(P4)을 도시한 것으로, 도 6의 제1 절편(P1)과 동일하게 LED 유닛(220) 96개로 배치된다. 즉, 제1 절편과 LED 유닛(220) 개수, 배치, 형상 등은 모두 동일하고, 온도센서(260)와 조도센서(270)가 내장되어 있다는 점에서만 차이가 있다. 상기 온도 센서(260)는 광원부의 온도를 센싱하여 온도가 45℃를 초과하지 않게 조절하는 역할을 한다. 즉, 온도센(260)서에서 표면 온도가 45℃로 검출되면 LED 유닛(220) 및 LD 유닛(230)을 소등하게 되고, 44℃로 검출되면 다시 점등하게 된다.

상기 조도센서(270)는 환부에 광선조사기가 접촉되었는지를 여부를 광으로 판단하는 것으로, 광선조사기가 접촉 되었을 경우에만 LED 유닛(220) 및 LD 유닛(230)을 점등시키는 역할을 한다. 이렇게 사용시에만 광선조사기가 작동하게 하여 에너지를 효율적으로 절약할 수 있는 장점이 있다.

상기 도 5 내지 도 8의 광원부(200)를 요약하면, 제1 절편(P1)과 제4 절편(P4)은 LED 유닛(220)만으로 배치되어 있으며, 제2 절편(P2)과 제3 절편(P3)은 LED 유닛(220)과 LD 유닛(230)이 혼재되어 배치될 수 있다. 테스트 결과 제2 절편(P2) 및 제3 절편(P3)의 LD 유닛(230)의 배치 형태는 9개의 마름모꼴 형태가 가장 바람직한 형태이다.

상기 광원부(200)는 광원부(200) 하부에 세로 방향으로 나열된 방열 유닛(미도시)을 포함할 수 있다. 방열 유닛은 무릎 관절 통합관리 광선조사기의 광원부에서 생성되는 열을 외부로 방출하기 위한 유닛으로, 알루미늄 계열의 필러가 충진된 수지 시트 형태가 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기에 적용하기에 바람직하다. 이때 상기 수지는 PPS(Polyphenylene sulfide) 수지 적용이 바람직하며, 저분자량의 실록산을 함유하는 경우 실록산에 의해 생성되는 절연물의 부착으로 인하여 접점불량 등의 문제점이 발생할 수 있어 실록산을 포함하지 않는 수지의 적용이 바람직하다. 통상 광열 치료기는 광원 유닛에서 발생하는, 특히 LED 유닛(220)에서 발생하는 열로 온열 치료를 하는 것도 하나의 목적이기 때문에, 상기 방열 유닛이 필요한 경우는 온열 치료가 불필요하거나 악영향을 미칠경우에만 적용하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 온열치료가 필요한 경우에는 방열 유닛이 LED 유닛과 이격되게 배치될 수 있고, 온열치료가 악역향을 줄 경우에는 LED 유닛과 밀착시킬 수 있게 선택적 작동 방식으로 설계될 수 있다.

상기 광원부(200) 다른 실시예로, 상기 LED 유닛(220)은 마이크로 LED(미도시)일 수 있으며, 1개의 LED 유닛(220) 내부에는 복수의 마이크로 LED가 배치될 수 있다. 예를 즐어 1개의 LED 유닛 내부에 3개의 아이크로 LED가 배치될 수 있으며, 각각의 마이크로 LED는 630 내지 680nm 파장, 680 내지 770nm 파장, 750nm 내지 810nm 파장을 가진 3개의 마이크로 LED로 형성될 수 있다. 이렇게 3개의 마이크로 LED는 동시에 작동을 할수 도 있지만, 각각을 작동시키거나 순차로 작동시켜 무릎 관절의 치료 범위를 확장할 수 있다. 순차 작동은 휴지기 없이 작동될 수 있으나, 30초 내지 3분의 휴지기를 거친다음 순차 작동하는 것이 바람직하다.

도 9 및 도 10은 렌즈부(300)를 도시한 것이다. 도 9는 렌즈부(300)의 상면을 도시한 것이고, 도 10은 렌즈부(300)의 하면을 도시한 것이다.

상기 렌즈부(300)는 상기 광원부(200)의 돌출되어 있는 LED 유닛(220) 및 LD 유닛(230)이 삽입되어 안착되는 곳으로, 상기 LED 유닛(220)과 LD 유닛(230)에 대응하는 렌즈 유닛(320)이 렌즈 베이스(310) 상부에 일체로 사출성형되어 형성될 수 있다. 렌즈부(300)는 제1 절편(P1) 내지 제4 절편(P4)이 연결부 없이 각각 개별적으로 형성될 수 있다. 이렇게 개별적으로 형성되는 이유는 상기 덮개부(400)의 렌즈 관통홀(420)에 각각에 제1 절편 내지 제4 절편(P1 내지 P4)의 렌즈부(300)가 안착되어 인서트 사출을 통해 일체로 형성되기 때문이다. 렌즈부(300)와 덮개부(400)를 인서트 사출을 통해 일체로 형성함으로써 광선조사기 사용시 광선조사기의 형태가 변형되어도 외부로부터의 수분이나 이물질 침투를 방지할 수 있을 뿐만아니라, 생산 공정상 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다.

상기 개별 렌즈 유닛(320)은 렌즈(321)와 LED 유닛(220)과 LD 유닛(230)이 안착될 수 있는 광원 안착홈(322)으로 구분될 수 있다. 상기 렌즈(321)는 도 9에 도시된바와 같이 원통형 형상일 수 있다. 원통형의 렌즈(321)는 LED 유닛(220)과 LD 유닛(230) 광 출사의 직진성을 가지게 할 수 있으며, 제1 절편 내지 제4 절편(P1 내지 P4)을 모두 동일한 형상으로 형성할 수 있어 생산성을 높일 수 있다. 상기 렌즈 유닛(320)의 광원 안착홈(322)은 상기 LED 유닛(220)과 LD 유닛(230)이 삽입되어 안착되는 곳으로, LED 유닛(220)과 LD 유닛(230)의 형상에 맞게 사각형의 음각홈 형태로 형성될 수 있다. LED 유닛(220)과 LD 유닛(230)이 상기 광원 안착홈(322)에 안착되어 광원 손실 없이 출사되기 위해서는 상기 LED 유닛(220)과 LD 유닛(230)의 높이에 맞는 광원 안착홈(322)의 높이가 형설될 수 있다. 즉, 상기 렌즈(321)가 상기 LED 유닛(220)과 LD 유닛(230)에 밀착 형성되어 광원의 손실 및 회절없이 상기 원통형 렌즈(321)을 통과하여 광원이 직직성을 가질 수 있게 된다.

상기 렌즈부(300)의 렌즈 베이스(310)에는 결합 연통홀(330)이 형성될 수 있다. 상기 언급한 광원부(200)의 결합 연통홀(250)과 마찬가지로 상기 베이스부(100)의 결합 돌기(120)가 관통하여 안착되는 곳으로, 사용시 렌즈부(300)의 뒤틀림을 방지하여 광원출사의 균일성을 가질 수 있게 한다.

상기 렌즈부(300)의 다른 실시예 형태로, LD 유닛(230)은 광 출사의 직진성이 강하기 때문에 원통형 렌즈로 배치되고, LED 유닛(220)에만 집광 렌즈 유닛이 배칠될 수 있다. 바람직하게는 외각의 2열 횡렬과 2열 종열에 배치된 LED 유닛(220)에만 집광 렌즈 유닛이 배치될 수 있다. LED 유닛(220)은 소정의 출사각도를 가지고 있기 때문에 중앙의 LED 유닛(220)는 소정의 출사각을 가져도 광선조사기가 적용되는 환부에 직접 도달할 수 있지만, 외각의 LED 유닛(220)은 환부에 직접 도달하지 못하는 출사 영역이 발생할 수 있으므로 외각 2열은 집광 렌즈 유닛을 적용하는 것이 바람직하다.

상기 집광 렌즈 유닛은 LED 유닛(220)의 광을 집광할 수 있는 다양한 렌즈형태가 적용될 수 있다. 예를 들어, 삼각형 형상의 프리즘 형태, 피라미드 형상의 프리즘 형태, 마름모꼴 형상의 프리즘 형태, 프레넬 렌즈 등 다양한 형태가 적용될 수 있다. 제조공성의 생산성을 위해 일렬로 배치할 수 있는 삼각형 형상의 프리즘 형상의 프리즘 형태가 바람직하다.

상기 렌즈부(300)의 렌즈 베이스(310) 측면에는 안착바홈(311)이 형성될 수 있다. 상기 안착바홈(311)은 후술할 덮개부(400)에 형성된 안착바(411)에 끼워져서 상기 개별 렌즈부(300)가 안착되게 할 수 있다.

도 11과 도 12는 덮개부(400)를 도시한 것이다. 도 11은 덮개부의 상부를 도시한 것이고, 도 12는 덮개부의 하부를 도시한 것이다.

상기 덮개부(400)는 제1 절편 내지 제4 절편(P1 내지 P4)이 덮개 베이스(410) 상에서 구획되어 양각 형태로 형성될 수 있다. 각각의 절편(P1 내지 P4)에는 상기 렌즈부(300)가 안착되어 사출성형되기 때문에, 상기 렌즈부(300)의 렌즈 유닛(320)에 대응되는 렌즈 안착홀(420) 형성될 수 있다. 상기 렌즈 안착홀(420)은 도 11에 도시된바와 같이 상기 언급한 렌즈 유닛(320)의 렌즈(321)가 원통형일 경우 원형의 홀로 형성될 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이 상기 덮개부(400)의 하부는 상기 렌즈 유닛(320)의 돌출된 광원 안착홈(322)이 안착될 수 있게 렌즈 안착홀(420)의 하면은 사각형 형태로 형성될 수 있다. 각각의 절편(P1 내지 P4)의 사이에는 상기 렌즈부의 안착바(411)와 덮개 베이스 격벽(412)이 형성될 수 있다. 안착바(411)는 상기 렌즈부(300)의 안착바홈(311)이 끼워져 안착되는 곳이고, 덮개 베이스 격벽(412)은 격벽(412) 사이에 개별 렌즈부(300)가 사입되는 공간을 만들어주는 역활을 한다.

도 13과 도 14는 상기 렌즈부(300)가 상기 덮개부(400)에 인서트 사출되어 일체가 형성된 합체 형상을 도시한 것이다. 도 13은 합체 형상의 상부를 도시한 것이고, 도 14는 합체 형상의 하부를 도시한 것이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 렌즈부(300)의 렌즈 유닛(320)이 덮개부(400)의 렌즈 안착홀(420)을 통과하여 형성된 구조를 나타내고, 도 14는 상기 덮개부(400)의 안착바(411)와 덮개 베이스 격벽(412) 사이에 안착된 렌즈부(300)를 나타낸 것이다.

상기와 같이 렌즈부(300)가 덮개부(400)에 끼워진 형태로 인서트 사출되기 때문에 공정상 뒤틀림 없이 정확한 위치에 배치되어 성형될 수 있다는 장점이 있다.

도 15와 도 16은 본원 발명인 플렉서블 무릎 관절 광선조사기(10) 실제 제품 사진을 나타낸 것이다. 앞서 설명한 바와 같이 무릎 관철 광선조사기(10) 본체에 연장된 연장부(110, 430)의 바홀(110)에 매듭부(500)가 형성될 수 있다. 매듭부(500)는 광선조사기(10) 사용시 무릎에 광선조사기가 고정, 밀착 할 수 있게 하며, 미사용시에는 도 16에 도시된 바와 같이 접혀진 무릎 관절 광선조사기(10)를 감아서 보관할 수 있게 한다. 상기 매듭부(500)에는 별도의 접착부제(미도시)가 형성되어 사용시나 미사용시에 고정할 수 있게 한다.

무릎 관절 광선조사기(10)에는 전원을 공급하거나 컨트롤러(630) 내부에 배치된 2차전지에 충전할 수 있는 전원부(700)를 구비할 수 있을 뿐만 아니라, 보조배터리(800)를 별도로 사용할 수 있어 휴대용으로도 사용할 수 있는 장점이 있다.

도 17에 도시된 컨트롤러(600)는 하우징(610) 외부에 디스플레이부(630)와 작동 버튼부(620)가 형성될 수 있다. 디스플레이부(630)는 다양한 화면을 보여 줄 수 있다. 예를 들어 온도센서(260)에서 감지된 무릎 관절 광선조사기 표면의 온도를 나타낼 수 있어 오작동에도 사용자가 작동을 멈출수 있게 할 수 있다. 작동 버튼부(620)는 다양한 버튼으로 구성될 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이 시작 버튼(621), 오토 버튼(622) 작동 멈춤 버튼(623) 등의 버튼으로 구성될 수 있다.

상기 무릎 관절 광선조사기(10)의 다른 실시예로, 상기 4개의 절편 중, 1개 이상의 절편의 분리가 가능하고, 분리된 절편이 다른 절편에 결합할 수 있다. 예를 들어, 제1 절편 또는 제4 절편 중 어느 1개의 절편이 분리가 되어 중앙의 절편에 결합되어 "ㅗ" 형상이 될 수 있다. 이러한 "ㅗ" 형상은 무릎을 접었을 경우 무릎 전면을 덮을 수 있는 형태로 보다 많은 광량을 접촉시킬 수 있다는 장점이 있다. 또한, 상기 4개의 절편 중, 제1 절편(P1)과 제2 절편(P2)이 함께 분리되어 제3 절편(P3)과 제4 절편(P4)의 측면 상부에 결합되는 경우 정사각형에 유사한 사각형 형태가 될 수 있다. 이러한 사각형 형태는 무릎을 펴서 광선조사기를 사용할시에 무릎 상부에 배치시키거나 하부에 배치 시킬 경우 좀더 많은 광량으로 무릎 관절 광선조사기를 적용할 수 있는 장점이 있다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다.

10 : 무릎 관절 광선조사기
100 : 베이스부
200 : 광원부
300 : 렌즈부
400 : 덮개부
500 : 매듭부
600 : 컨트롤러
700 : 전원부
800 : 보조배터리

Claims

베이스부;
상기 베이스부 상부에 배치되는 광원부;
상기 광원부 상부에 배치되는 렌즈부; 및
상기 렌즈부 상부에 배치되는 덮개부를 포함하고,
상기 덮개부, 렌즈부, 광원부, 덮개부는 사각형의 제1 절편 내지 제 4절편을 포함하며,
상기 덮개부와 렌즈부는 사출 성형으로 일체형으로 형성되며,
상기 광원부는 복수의 LED 유닛과 LD 유닛을 포함하고,
상기 광원부는 제1 절편 및 제4 절편은 복수의 LED 유닛만이 배치되고, 제2 절편 및 제3절편은 복수의 LED 유닛과 복수의 LD 유닛이 혼합 배치되며,
상기 광원부의 제1 절편 및 제4 절편은 횡렬이 12개열, 종렬이 8개열로 LED 유닛이 총 96개 배치되고, 제2 절편 및 제 3절편은 횡렬이 12개열, 종렬이 9개열인 LED 유닛 및 LD 유닛이 혼합된 총 108개가 혼합 배치되며,
상기 혼합된 배치에서 LD 유닛은 제2 절편 및 제3 절편에 각각 9개씩 배치되고,
상기 9개의 LD 유닛은 중앙에 1개의 LD 유닛이 배치되고, 상기 중앙의 LD 유닛을 둘러싸는 8개의 LD 유닛이 마름모꼴 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기
제1항에 있어서,
상기 9개의 마름모꼴 형상의 LD 유닛의 배열 위치는,
횡렬/종렬을 기준으로, 2횡렬/5종렬, 4횡렬/3종렬, 4횡렬/7종렬, 6횡렬/1종렬, 6횡렬/5종렬, 6횡렬/9종렬, 8횡렬/3종렬, 8횡렬/7종렬, 10횡렬/5종렬에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기.
청구항 1에 있어서,
상기 렌즈부는 원통형 렌즈 유닛과 집광 렌즈 유닛을 포함하고,
상기 집광 렌즈 유닛은 상기 각 절편의 외각 2열 횡렬과 2열 종열에 배치된 LED 유닛에만 배치되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기
청구항 1에 있어서,
상기 광원부의 하부면에는
세로방향의 나열된 방열 유닛으로, 알루미늄 계열의 필러가 충진된 수지 시트 형태로,
상기 수지는 PPS(Polyphenylene sulfide) 수지로, 저분자량의 실록산을 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기
청구항 1에 있어서,
상기 제1 절편 내지 제4 절편 중 1개 이상의 절편의 분리가 가능하고,
분리된 절편이 2개로 나머지 절편의 상부에 결합한 형태되거나
분리된 절편이 1개로 나머지 절편의 중앙 절편에 결합하여 “ㅗ”자형 형태로 결합되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기
청구항 1에 있어서,
상기 LED 유닛은 복수개의 마이크로 LED가 배치되어 있고,
상기 복수의 마이크로 LED는 630 내지 680nm 파장, 680 내지 770nm 파장 및 770 내지 810nm 파장을 포함하며,
상기 복수의 파장의 마이크로 LED는 순차 작동하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 무릎 관절 통합관리 광선조사기