KR102504681B1

KR102504681B1 - 세정기능을 갖는 내시경

Info

Publication number: KR102504681B1
Application number: KR1020210072180A
Authority: KR
Inventors: 정현훈
Original assignee: 서울대학교병원
Priority date: 2021-06-03
Filing date: 2021-06-03
Publication date: 2023-03-02
Also published as: KR20220163700A

Abstract

본 발명은, 길이방향으로 연장되어 형성되는 몸체, 몸체의 원위단에 구비되는 적어도 하나의 카메라 모듈, 몸체의 원위단에 구비되는 적어도 하나의 조명부 및 적어도 하나의 카메라 모듈을 세정할 수 있도록 원위단에 피벗 가능하게 구비되는 세정 모듈을 포함하며, 세정 모듈은, 일측이 몸체의 원위단과 밀착되어 피벗 가능하게 연결되며, 피벗 동작 중 세정유체를 분사할 수 있도록 구성되는 세정기능을 갖는 내시경 및 내시경 세정 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 세정기능을 갖는 내시경은 깨끗한 시야를 확보하여 내시경을 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 내시경 세정 모듈은 종래의 내시경에 장착하여 사용할 수 있으므로 종래의 내시경의 기능을 향상시켜 청정한 시야를 확보하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

세정기능을 갖는 내시경{Endoscope with cleaning function}

본 발명은 내시경 세정 모듈 및 세정기능을 갖는 내시경에 관한 것이다.

본 연구는 보건복지부의 재원으로 한국보건산업진흥원의 보건의료기술연구개발사업 지원에 의하여 이루어진 것이다.(과제고유번호 : HI19C0664010020).

의료분야에 있어서 체강이나 관로 등의 내부에서 관찰, 처치, 시술 또는 수술 등을 수행하기 위하여 다양한 내시경, 복강경, 흉강경 등(이하 '내시경')이 활발하게 사용되고 있다. 이러한 내시경은 카메라 모듈이 설치된 삽입부의 선단부가 수술 중 오염되기 쉬운 환경에서 사용되고 있다. 이러한 오염의 예로서, 인체 내부의 온도 및 습도에 의해 카메라 렌즈 표면에 김서림, 수술 중 발생하는 연기 및 혈액과 같은 체액의 부착 등이 있다. 이러한 오염에 의해 카메라를 통한 내부 관찰에 방해가 되므로 수술 또는 시술 중에 수시로 카메라를 체외로 빼낸 상태에서 카메라 선단의 렌즈 표면을 닦아내는 작업을 수행하는 문제점이 있었다.

이러한 세정과 관련된 종래 기술로서, 유체를 렌즈 표면에 분사하여 수행하는 일본 공개특허 제2008-220709호가 개시되어 있다. 그러나 종래 기술로는 여전히 세정력이 부족한 문제점이 있었다.

일본 공개특허 제2008-220709호

본 발명은 전술한 종래의 내시경을 사용할 때 발생하는 오염을 제거하여 내시경의 시야를 확보할 수 있는 내시경 세정 모듈 및 세정기능을 갖는 내시경을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기 과제의 해결 수단으로서, 본 발명에 따라, 길이방향으로 연장되어 형성되는 몸체, 몸체의 원위단에 구비되는 적어도 하나의 카메라 모듈, 몸체의 원위단에 구비되는 적어도 하나의 조명부 및 적어도 하나의 카메라 모듈을 세정할 수 있도록 원위단에 피벗 가능하게 구비되는 세정 모듈을 포함하며, 세정 모듈은, 일측이 몸체의 원위단과 밀착되어 피벗 가능하게 연결되며, 피벗 동작 중 세정유체를 분사할 수 있도록 구성되는 세정기능을 갖는 내시경이 제공될 수 있다.

한편, 세정 모듈은, 몸체의 원위단과 회전가능하게 연결되는 연결부 및 연결부의 일측으로부터 소정길이로 연장되어 형성되는 와이퍼를 포함할 수 있다.

또한, 세정 모듈은, 와이퍼의 회전 진행 방향의 전방을 향하여 세정유체를 분사할 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 와이퍼는, 피벗 과정에서 원위단의 단부면 내에서 피벗되도록 구성될 수 있다.

또한, 와이퍼는 외부로부터 몸체를 통하여 유입된 세정유체를 분사할 수 있도록 구성되는 적어도 하나의 분사구를 포함할 수 있다.

한편, 적어도 하나의 분사구는 원위단의 단부면측으로 세정유체를 분사할 수 있도록 와이퍼의 측면상에서 원위단의 단부면 측으로 소정각도로 기울어져 형성될 수 있다.

한편, 몸체에 길이방향으로 형성되는 제1 내부유로, 연결부 내부에 형성되며, 일측이 제1 내부유로와 유체소통되는 제2 내부유로 및 와이퍼의 내부에 형성되며, 일측이 제2 내부유로의 타측과 유체소통되며, 타측이 적어도 하나의 분사구와 유체소통되는 제3 내부유로를 포함할 수 있다.

한편, 세정모듈은, 와이퍼 및 연결부를 회전시킬 수 있도록 회전력을 발생시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.

한편, 구동부는,유압식으로 구동될 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 와이퍼는, 구동부를 경유하여 유입된 세정유체를 분사구로 분사할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 구동부는, 내부공간이 형성되는 챔버 및 챔버 내에 유입된 세정유체의 양에 따라 회전각이 달라질 수 있도록 구성되며, 내부공간을 제1 공간과 제2 공간으로 정의할 수 있도록 구성되는 배인을 포함하며, 배인은 연결부와 연결되어 함께 피벗될 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 배인은, 제1 공간에 세정유체가 유입되어 일 방향으로 회전하며, 탄성부에 의해 원위치로 복귀하면서 타 방향으로 회전할 수 있다.

한편, 제1 내부유로상에서 소정 압력 이상에서 유동을 허용하는 압력 분출 밸브를 더 포함하며, 제1 공간에 유입된 세정유체는 배인이 탄성부에 의해 원위치됨에 따라 제1 공간으로부터 제2 내부유로 및 제3 내부유로를 통하여 분사구로 유동될 수 있다.

한편, 제2 내부유로상에 세정유체를 소정 압력 이상에서 유동을 허용하는 압력 분출 밸브를 더 포함하며, 세정유체가 제1 공간에 유입됨과 동시에 제2 내부유로를 통하여 와이퍼 측으로 유동되며, 세정유체의 공급이 중단된 경우 탄성부에 의해 배인이 원위치됨에 따라 세정유체는 제1 공간으로부터 제1 내부유로로 유동할 수 있다.

한편, 제3 내부유로는 와이퍼의 내부에서 한 쌍으로 형성되며, 한 쌍의 제3 내부유로 각각은 와이퍼의 좌측 및 우측 각각에 세정유체를 분사하도록 유로가 형성될 수 있다.

한편, 와이퍼는 대기 위치에서 카메라의 시야에 노출되지 않는 위치에 배치될 수 있다.

한편, 와이퍼는 단부면과 접촉되는 탄성부재를 포함하는 세정기능을 갖는 내시경

한편, 세정유체는 CO2 또는 식염수 중 어느 하나일 수 있다.

추가적으로, 본 발명에 따라 내시경의 선단부에 장착 가능한 내시경 세정 모듈로서, 외부로부터 세정유체를 공급받을 수 있도록 구성되는 튜브, 튜브와 연결되며, 세정유체가 공급됨에 따라 구동력을 발생시킬 수 있도록 구성되는 구동부 및 구동부와 연결되어 움직이며, 소정길이로 연장되어 움직임에 따라 내시경의 선단부를 닦아낼 수 있도록 구성되는 와이퍼를 포함하며, 와이퍼는 구동부에 유입된 세정유체를 공급받아 분사할 수 있도록 형성되는 분사구를 포함하는 내시경 세정 모듈이 제공될 수 있다.

한편, 내시경 세정 모듈은 내시경 선단에 장착 가능하도록 구성되는 고정부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 세정기능을 갖는 내시경은 깨끗한 시야를 확보하여 내시경을 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 내시경 세정 모듈은 종래의 내시경에 장착하여 사용할 수 있으므로 종래의 내시경의 기능을 향상시켜 청정한 시야를 확보하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예인 세정기능을 갖는 내시경의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예인 세정기능을 갖는 내시경의 선단부의 확대 사시도이다.
도 3은 도 2의 와이퍼를 중심으로하여 확대한 확대 사시도이다.
도 4는 도 3의 I-I'를 따라 절개하여 도시된 부분 절개 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제1 실시예에서 내시경에 장착된 세정모듈을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 세정모듈의 분해사시도이다.
도 7은 제2 내부유로 및 제3 내부유로를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 제1 실시예의 작동시 배인의 위치 및 세정유체의 유동을 도시한 개념도이다.
도 9는 본 발명에 따른 제1 실시예에서 와이퍼가 작동되는 상태를 도시한 정면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 제2 실시예의 세정 동작시 배인의 위치 및 세정유체의 유동을 도시한 개념도이다.
도 11은 본 발명에 따른 제2 실시예의 와이퍼 복귀시 배인의 위치 및 세정유체의 유동을 도시한 개념도이다.
도 12는 본 발명에 따른 제3 실시예의 작동시 배인의 위치 및 세정유체의 유동을 도시한 개념도이다.
도 13은 본 발명에 따른 제4 실시예인 세정모듈의 사시도이다.
도 14는 도 13에 도시된 세정모듈의 분해사시도이다.
도 15는 도 13에 도시된 세정모듈의 작동상태도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 내시경 세정 모듈 및 세정기능을 갖는 내시경에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술 분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.

한편, 이하에서 내시경은 흉강경, 내시경, 복강경 등 인체 내로 삽입되어 영상을 확보하기 위한 장치를 뜻함을 전제로 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예인 세정기능을 갖는 내시경(10)의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 일 실시예인 세정기능을 갖는 내시경(10)의 선단부(12)의 확대 사시도이다.

도 1을 참조하면 본 발명에 따른 일 실시예인 세정기능을 갖는 내시경(10)은 삽입시 최전방에 위치하는 선단부(12)에 구비되는 세정 모듈(100)을 포함하여 구성될 수 있다.

내시경(10)은 길이방향으로 연장되어 형성될 수 있으며, 일 측에는 사용자가 파지하여 내시경(10)을 조작하기 위한 파지부(16)가 구비될 수 있다. 또한 근위단부에는 외부의 영상처리장치, 유압펌프 등과 연결될 수 있는 커넥터(17)가 구비될 수 있다. 다만 본 실시예에서는 길이방향으로 다소 긴 길이로 연장된 내시경(10)을 예를 들어 설명하였으나, 조향기능, 워킹채널 등이 포함된 일반적으로 널리 사용되는 내시경(10)일 수 있다.

도 2를 참조하면, 내시경(10)의 선단부(12)는 적어도 하나의 카메라 모듈(14)이 구비되며, 또한 적어도 하나의 조명부(15)가 구비될 수 있다. 적어도 하나의 카메라 모듈(14)은 적어도 하나의 조명부(15)에서 광을 조사함과 동시에 영상을 획득할 수 있도록 구성될 수 있다.

내시경(10)의 선단부(12)에는 세정 모듈(100)이 구비될 수 있다. 본 실시예에서 세정 모듈(100)은 내시경(10)의 선단부(12) 상에서, 즉 최전방을 향하는 삽입부(11)의 선단면(13)을 세정할 수 있도록 구성된다. 세정 모듈(100)은 선단면(13) 상에서 피벗, 즉 소정각도로 회전하면서 쓸어내려 세정할 수 있도록 구성된다.

도 3은 도 2의 와이퍼(130)를 중심으로하여 확대한 확대 사시도이다.

도 3을 참조하면, 세정 모듈(100)은 내시경(10)의 선단면(13)의 일측을 회전중심으로 하여 피벗가능하게 구성되는 와이퍼(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 와이퍼(130)는 피벗 동작 중 적어도 일부에서 세정유체(F)를 분사할 수 있도록 구성될 수 있다. 세정유체(F)는 와이퍼(130)가 선단면(13)상에서 밀착되어 슬라이딩 될 때 마찰을 감소시키고, 또한 오염물질을 선단면(13)으로부터 원활하게 분리시켜 제거할 수 있도록 구성된다. 한편, 이때 세정유체(F)는 CO2 또는 식염수를 포함할 수 있으며, 인체에 무해한 어느 하나의 유체가 선택되어 선단면(13)으로 분사될 수 있다. 한편, CO2 또는 식염수가 동시에 제3 내부유로로 유입되어 선단면(13)상에 분사되거나, 미리 설정된 순서에 의해 분사될 수 있다. 예를 들어 식염수가 먼저 분사되고 CO2가스가 분사되거나, CO2 가스가 분사된 이후 식염수가 분사될 수 있다.

와이퍼(130)에는 복수의 분사구(154)가 구비되어 세정유체(F)를 원주방향을 따라 분사할 수 있도록 구성될 수 있다. 이때 와이퍼(130)에서 분사되는 세정유체(F)는 와이퍼(130)가 피벗하여 원위치로 되돌아왔을 때 와이퍼(130)에 의해 선단면(13) 상에서 제거될 수 있다. 한편, 실시예에 따라 세정유체(F)는 분사되는 시기가 결정되거나 분사되는 방향이 조절되는 구성으로 변형되어 적용될 수 있다. 일 예로서, 세정유체(F)는 와이퍼(130)의 회전 방향 또는 와이퍼(130)의 회전 반대방향으로 분사되도록 구성될 수 있다. 또한 세정유체(F)는 와이퍼(130)의 회전 방향 및 회전 방향과 반대 방향으로 동시에 분사되도록 구성될 수 있다. 또한 세정유체(F)는 최대 각을 향하여 회전시 분사되거나, 원위치로 복귀시 분사되도록 구성될 수 있다. 이러한 변형예는 차후 도 10 내지 도 12를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 도 3의 I-I'를 따라 절개하여 도시된 부분 절개 단면도이다.

도 4를 참조하면, 선단면(13) 상에서 와이퍼(130) 및 분사구(154)에 의한 세정유체(F)가 분사되는 모습이 도시되어 있다. 와이퍼(130)는 선단면(13)을 향하여 와이퍼(130)의 길이방향을 따라 소정길이로 연장되어 형성되는 탄성부재(131)를 포함하여 구성될 수 있다. 탄성부재(131)는 와이퍼(130)가 선단면(13)을 쓸어낼 때 충격을 흡수하고, 선단면(13)이 곡면으로 구성되더라도 곡면에 맞추어 변형되어 적절한 세정이 이루어지게 한다.

와이퍼(130)에는 복수의 분사구(154)가 측면을 향하여 형성될 수 있다. 이때 분사구(154)는 선단면(13)을 향하여 기울어진 각도로 분사될 수 있다. 실제로 내시경(10)의 사용시 선단면(13)은 인체 내에서 아래를 향하여 사용되는 것이 일반적이므로, 세정유체(F)는 중력에 의한 영향이 있더라도 적절하게 선단면(13)으로 분사되어야 한다. 따라서 와이퍼(130)의 분사구(154)는 선단면(13) 측으로 기울어진 각도로 형성될 수 있다. 복수의 분사구(154)는 와이퍼(130)의 길이방향을 따라 소정간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 이때 분사구(154)의 개수는 분사되는 유량, 분사구(154)의 유로 단면적 등의 요소를 고려하여 선단부(12) 상에서 와이퍼(130)의 진행에 앞서 공백없이 세정유체(F)가 분사될 수 있을 정도로 결정되는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명에 따른 제1 실시예에서 내시경(10)에 장착된 세정 모듈(100)을 도시한 도면이며, 도 6은 도 5에 도시된 세정 모듈(100)의 분해사시도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 세정 모듈(100)은 유체 튜브(140), 구동부(110), 연결부(120) 및 와이퍼(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

유체 튜브(140)는 내시경(10)의 길이방향을 따라 몸체의 내부에 배치되며, 외부로부터 세정유체(F)를 공급받아 구동부(110)에 전달할 수 있도록 구성된다. 유체 튜부 내부에는 제1 내부유로(151)가 형성되어 외부의 세정유체(F) 공급원과 연결되어 사용자의 선택에 따라 세정유체(F)가 유동할 수 있도록 구성될 수 있다.

구동부(110)는 제1 내부유로(151)로부터 공급된 세정유체(F)에 의해 구동력을 발생시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 구동부(110)는 일 예로 유압식 로터리 액추에이터로 구성될 수 있다. 구동부(110)는 1 way 액추에이터로 구성될 수 있으며, 이 경우 세정유체(F)가 공급되는 경우 최대 회전위치로 회전되며, 세정유체(F)의 공급이 중단되는 경우 내측에 구비된 탄성부(116)에 의해 원위치로 복귀되도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성된 경우 하나의 유압 공급원을 이용하여 양방향의 구동이 가능하게 된다. 구동부(110)는 챔버(111), 로터샤프트(114), 배인(115) 및 탄성부(116) 를 포함하여 구성될 수 있다.

챔버(111)는 내시경(10) 선단부(12)에 내장될 수 있으며, 배치효율을 극대화할 수 있도록 내시경(10)의 외경에 대응하는 외경을 갖는 부채꼴의 단면 형상을 갖도록 구성될 수 있다. 챔버(111)는 측벽(111-1), 하측벽(111-2) 및 상측벽(111-3)으로 구성되며, 챔버의 내외부를 밀폐할 수 있도록 구성될 수 있다. 챔버(111)의 부채꼴의 중심각은 와이퍼(130)가 회전해야 하는 가동 범위를 고려하여 결정될 수 있다. 챔버(111)의 일측에는 제3 내부유로(153)와 유체소통되어 유체를 공급받거나 배출될 수 있도록 구성될 수 있다.

로터샤프트(114)는 원기둥의 형태로 챔버(111)의 마주보는 양측면에 회전가능하게 연결될 수 있다. 일 예로서, 도 5에 도시된 상태에서 내시경(10)의 전후방향을 따라 로터샤프트(114)가 배치될 수 있으며, 내시경(10)의 길이방향과 평행한 축을 중심으로 회전가능하게 연결될 수 있다.

배인(115)은 챔버(111) 내부의 공간을 제1 공간(112)과 제2 공간(113)으로 정의할 수 있도록 구성된다. 배인(115)은 로터샤프트(114)의 일측에 구비되어 로터샤프트(114)를 중심으로 회전할 수 있도록 구성될 수 있다. 배인(115) 중 챔버(111)의 내면과 접촉되는 부분에는 실링부재(미도시)가 구비될 수 있다. 다만 이러한 일반적인 유압 로터리 액추에이터의 구성은 널리 사용되는 구성이 적용될 수 있으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.

탄성부(116)는 제2 공간(113)에 구비되어 배인(115)에 복원력을 제공할 수 있도록 구성될 수 있다. 탄성부(116)는 일 예로 판스프링으로 구성될 수 있으며 일측이 챔버(111), 타측이 배인(115)에 지지될 수 있도록 구성될 수 있다. 탄성부(116)는 제1 공간(112)에 유압이 공급되어 배인(115)이 회전함에 따라 압축되어 탄성력이 저장되고, 제1 공간(112)에 유압이 낮아지는 경우 탄성력에 의해 배인(115)이 복귀되도록 구성될 수 있다. 다만, 이러한 탄성부(116)는 배인(115)의 위치를 복귀시킬 수 있는 다양한 구성으로 변형될 수 있으며, 제1 공간(112)에 배치되어 신장되면서 탄성력을 저장하는 구성으로 변형될 수 있으며, 또한 코일 스프링과 같은 다양한 형태로 변형되어 적용될 수 있다.

연결부(120)는 로터샤프트(114)와 와이퍼(130)를 연결할 수 있도록 구성될 수 있다.

와이퍼(130)는 연결부(120)의 일측에 연결되어 연결부(120)가 회전함에 따라 함께 회전할 수 있도록 구성될 수 있다.

결국 본 실시예에서 세정 모듈(100)은 구동부(110)의 회전각이 달라짐에 따라 로터샤프트(114)와 연결되어 있는 와이퍼(130)가 함께 회전하면서 내시경(10) 선단면(13)을 쓸어내려 세정할 수 있게 된다.

도 7은 제2 내부유로(152) 및 제3 내부유로(153)를 도시한 도면이다.

도 7(a) 및 도 7(b)를 참조하면, 제2 내부 유로는 배인(115)의 일측에서 연결되며, 로터샤프트(114) 및 연결부(120) 내부에 형성될 수 있다. 제1 내부유로(151)를 통하여 제1 공간(112) 내부에 세정유체(F)가 공급되며, 세정유체(F)가 공급됨에 따라 대부분은 제1 공간(112)에 체류하고, 일부는 제2 내부유로(152)를 통하여 유출될 수 있다. 한편, 세정유체(F)의 공급이 중단된 경우 탄성부(116)에 의해 배인(115)이 원위치될 때 제1 공간(112)에 체류하던 세정유체(F)는 제1 내부유로(151) 또는 제2 내부유로(152)를 통하여 유출될 수 있다. 한편 이러한 제1 내부유로(151) 및 제2 내부유로(152)상에는 세정유체(F)의 유동방향을 결정할 수 있도록 체크밸브가 구비될 수 있다. 또한 체크밸브를 대신하여 압력 방출 밸브(pressure release valve)로 구성되어 일정한 압력이 도달하는 경우 유체의 유동을 허용하고, 일정 압력 이하에서는 유동을 방지하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성의 변형에 대하여는 차후 상세히 설명하도록 한다.

한편, 와이퍼(130)의 내측에는 길이방향을 따라 적어도 일부가 형성되며,일측이 제2 내부유로(152)와 유체소통되고, 타측이 복수의 분사구(154)와 유체소통되는 제3 내부유로(153)가 형성될 수 있다.

따라서 세정유체(F)는 제1 내부유로(151)를 통하여 외부로부터 유입되며, 일차적으로 구동부(110)의 제1 공간(112) 내에 유입되면서 배인(115)을 회전시키고, 이후 제2 내부유로(152) 및 제3 내부유로(153)를 통하여 유동한 뒤 최종적으로 분사구(154)를 통하여 내시경(10)의 선단면(13)으로 분사된다. 한편, 이때 밸브의 구성에 따라 배인(115)의 회전 중 적어도 일부에 세정유체(F)가 분사될 수 있게 된다.

이하에서는 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 세정기능을 갖는 내시경(10)의 작동에 대하여 설명하도록 한다. 이하에서는 사용자의 입력에 따라 유압구동원이 작동하여 외부로부터 세정유체(F)가 공급될 수 있음을 전제로 설명하도록 한다. 또한 본 실시예에서는 제1 내부유로(151)에 체크밸브가 구비된 경우의 작동에 대하여 설명하도록 한다.

도 8은 본 발명에 따른 제1 실시예의 작동시 배인(115)의 위치 및 세정유체(F)의 유동을 도시한 개념도이다.

외부의 입력이 없는 경우 구동부(110) 내에서 배인(115)은 제1 위치에서 대기하게 된다(도 8(a)). 이때 탄성부(116)에 의해 제1 위치가 고정되며, 이때 제1 위치는 와이퍼(130)가 내시경(10)의 사용시 방해가 되지 않는 위치가 되는 위치로 결정될 수 있다. 이후, 사용자의 입력에 따라 외부로부터 세정유체(F)가 제1 내부유로(151)를 통하여 제1 공간(112)에 유입된다(도 8(b)). 이때 제1 공간(112)에 유입된 세정유체(F) 중 일부는 배인(115)에 형성된 제2 내부유로(152)를 통하여 와이퍼(130) 측으로 유동하게 된다. 이후 세정유체(F)가 더 유입되어 배인(115)은 최대각으로 회전하게 된다(도 8(c)). 이때에도 제1 공간(112)에 유입된 세정유체(F) 중 일부는 제2 내부유로(152)를 통하여 일정양이 유출된다. 이후 세정유체(F)의 공급이 중단되면 탄성부(116)에 의해 배인(115)은 원위치로 복귀되며(도 8(d)), 제1 공간(112)에 존재하던 세정유체(F)는 체크밸브(117)에 의해 제1 내부유로(151)로의 유출이 방지되고, 제2 내부유로(152)로 배출된다. 제2 내부유로(152)로 배출된 세정유체(F)는 제3 내부유로(153)를 통하여 분사구(154)로 분사되어 세정에 이용된다.

도 9는 본 발명에 따른 제1 실시예에서 와이퍼(130)가 작동되는 상태를 도시한 정면도이다.

도 9를 참조하면, 배인(115)이 초기위치에 배치되었을 때 세정유체(F)가 챔버(111) 내의 제1 공간(112)으로 유입되고, 유입된 세정유체(F) 중 일부는 제2 내부유로(152) 및 제3 내부유로(153)를 경유하여 와이퍼(130)의 분사구(154)로 배출된다(도 9(a)). 이후 세정유체(F)가 챔버(111) 내로 더 유입됨에 따라 배인(115)이 회전하게 되고, 배인(115)과 연결된 와이퍼(130) 또한 시계반대방향으로 회전하게 된다(도 9(b)). 이때 회전 과정에서 와이퍼(130)의 분사구(154)를 통하여 지속적으로 세정유체(F)가 분사된다. 한편, 세정유체(F)가 외부로부터 지속적으로 공급되는 경우 배인(115)은 최대 각도를 유지하게 된다. 이후 세정유체(F)의 공급이 중단되는 경우 배인(115)은 원위치로 회전하게 되고, 배인(115)과 연결된 와이퍼(130) 또한 시계 방향으로 회전된다(도 9(c)). 이때 제1 공간(112) 내에 있던 세정유체(F)는 분사구(154)로 분사되고, 와이퍼(130)가 원위치로 복귀됨과 동시에 세정유체(F)의 분사는 중단된다. 결국 와이퍼(130)의 왕복운동시에 세정유체(F)의 분사가 이루어지고, 세정유체(F)가 분사된 선단부(12)를 와이퍼(130)가 쓸어내면서 세정이 완료된다. 이후 사용자는 청정한 시야를 확보한 상태에서 내시경(10)을 사용할 수 있게 된다.

이하에서는 도 10 및 도 11을 참조하여 제2 실시예의 작동에 대하여 설명하도록 한다. 이하의 도면에서는 설명의 편의를 위하여 챔버(111)가 나타난 내시경(10) 선단부(12)의 단면과, 선단면(13)상에서 이동하는 와이퍼(130)를 동시에 나타내었다. 한편, 본 실시예에서는 제2 내부유로(152)에 압력 방출 밸브가 구비되며, 배출구는 전술한 실시예와 반대방향으로 와이퍼(130)상에 배치되어 구성된다.

도 10은 본 발명에 따른 제2 실시예의 세정 동작시 배인(115)의 위치 및 세정유체(F)의 유동을 도시한 개념도이다.

도 10을 참조하면, 외부로부터 세정유체(F)가 공급됨에 따라 챔버(111) 내의 제1 공간(112)에 세정유체(F)가 채워지게 되며, 일부는 압력 방출 밸브(118)가 구비된 제2 내부유로(152)를 통하여 배출된다. 이때 압력 방출 밸브(118)의 작동 압력의 상한값은 외부의 유압 공급원에서 발생되는 압력보다 낮은 값으로 설정되며, 하한 값은 외부로부터 세정유체(F)의 공급이 차단되었을 때 탄성부(116)가 배인(115)을 가압하여 발생되는 압력보다 높은 값으로 설정될 수 있다. 따라서 압력 방출 밸브는 세정유체(F)가 외부로부터 공급되었을 때에는 세정유체(F)를 통과시키며, 외부로부터 세정유체(F)의 공급이 차단되었을 때에는 세정유체(F)가 통과되지 못한다. 따라서 세정유체(F)는, 외부로부터 공급됨과 동시에 와이퍼(130)를 통하여 분사가 시작되며(도 10(a)), 이후 와이퍼(130)가 회전함과 동시에 지속적으로 분사된다(도 10(b)). 이후 세정유체(F)는 와이퍼(130)가 최대각도로 회전했을 때에도 외부로부터 공급되는 한 지속적으로 분사구(154)를 통하여 분사된다(도 10(c)).

도 11은 본 발명에 따른 제2 실시예의 와이퍼(130) 복귀시 배인(115)의 위치 및 세정유체(F)의 유동을 도시한 개념도이다.

도 11을 참조하면, 외부로부터 세정유체(F)의 공급이 차단되면, 제1 공간(112) 내의 압력이 감소되고, 이에 따라 탄성부(116)에 의해 배인(115)이 원위치로 이동되기 시작한다(도 11(a)). 이후 탄성부(116)에 의해 배인(115)이 지속적으로 가압되면 제1 공간(112)에 채워져있던 세정유체(F)는 압력 방출 밸브가 차단되어 제2 내부유로(152)로 유동하지 못하고 제1 내부유로(151)로 역류하여 방출된다(도 11(b)). 도 11(b)에서와 같은 유동은 배인(115)이 원위치로 복귀할 때 까지(도 11(c) 계속된다.

결국 제2 실시예에서 세정 모듈(100)은 세정유체(F)를 분사하면서 와이퍼(130)가 최대 각도로 회전하고, 와이퍼(130)의 복귀시에는 세정유체(F)의 분사 없이 닦아내면서 회전할 수 있게 된다.

이하에서는 도 12를 참조하여 제3 실시예의 작동에 대하여 설명하도록 한다. 본 도면에서도 설명의 편의를 위하여 챔버(111)가 나타난 내시경(10) 선단부(12)의 단면과, 선단면(13)상에서 이동하는 와이퍼(130)를 동시에 나타내었다. 본 실시예에서는 분사구(154)가 와이퍼(130)의 양측에 형성되어 세정유체(F)를 와이퍼(130)의 회전방향을 따라 전방 또는 후방에 분사할 수 있도록 구성된다.

도 12는 본 발명에 따른 제3 실시예의 작동시 배인(115)의 위치 및 세정유체(F)의 유동을 도시한 개념도이다.

본 실시예에서도 전술한 제2 실시예와 유사하게 와이퍼(130)의 초기 위치(도 12(a))에서 세정유체(F)가 공급되는 경우 분사구(154)를 통하여 와이퍼(130)의 양측으로 유체를 분사하며, 와이퍼(130)의 회전 중에도 와이퍼(130)의 양측으로 세정유체(F)를 분사하고(도 12(b)), 와이퍼(130)의 최대 회전 위치에서도 와이퍼(130)의 양측으로 세정유체(F)를 분사할 수 있게 된다(도 12(c)). 이후 복귀시에는 압력 방출 밸브가 차단됨에 따라 세정유체(F)가 분사되지 않고 와이퍼(130)가 원위치로 복귀하면서 선단면(13)을 쓸어내리게 된다.

본 실시예에서는 전술한 제2 실시예와 달리 와이퍼(130)의 진행에 앞서 세정유체(F)가 분사되므로 보다 원활하게 세정이 이루어질 수 있게 된다.

이하에서는 도 13 내지 도 16을 참조하여, 본 발명에 따른 제3 실시예에 대하여 설명하도록 한다.

도 13은 본 발명에 따른 제4 실시예인 세정모듈(200)의 사시도이며, 도 14는 도 13에 도시된 세정모듈(200)의 분해사시도이다.

도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 제4 실시예인 세정모듈(200)은 내시경(10)의 선단부(12)에 장착가능하게 구성될 수 있다. 따라서 일반적으로 널리 사용되는 기존의 내시경(10)의 선단부(12)에 장착되어 간단하게 세정기능을 추가하여 사용할 수 있게 된다.

도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 제4 실시예인 세정모듈(200)은, 고정부(210), 구동부(220), 가이드(240), 연결부(230), 와이퍼(250) 및 유체튜브(260)를 포함하여 구성될 수 있다.

고정부(210)는 내시경 세정모듈(200)이 내시경(10)의 외주면상에 고정될 수 있도록 고정력을 제공한다. 고정부(210)는 내시경(10)의 사용 중에 내시경(10)으로부터 이탈되거나 위치가 변경되어 카메라의 시야를 방해하지 않도록 세정모듈(200)이 최초 설치된 내시경(10)상의 위치를 이탈되지 않도록 고정력을 제공한다. 고정부(210)는 구동부(220)의 양측에 양단이 연결되는 고리형상으로 구성될 수 있으며, 내시경(10)을 고리형상 내측으로 삽입시켜 탄성에 의해 고정시킬 수 있도록 탄성재질로 구성될 수 있다. 또한 고정부(210)는 탄성이 있는 C 형 판재로 구성되어 내시경(10)의 외면을 가압하여 위치가 고정될 수 있도록 구성될 수 있다. 다만 이러한 고정부(210)의 구성은 일 예일 뿐 세정모듈(200)을 내시경(10)의 외면상에서 고정시킬 수 있는 다양한 구성으로 구비될 수 있다.

한편, 구동부(220)는 전술한 실시예와 달리 본 실시예에서는 선형 구동부(220)로 구성될 수 있다. 구동부(220)는 하우징(221)과 피스톤(222)을 포함하여 구성될 수 있으며, 하우징(221)의 내측에는 피스톤(222)을 기준으로 세정유체(F)를 수용할 수 있는 제1 공간과 탄성부(223)가 구비되는 제2 공간으로 정의될 수 있다. 하우징(221) 내부의 제1 공간에 세정유체(F)가 유입됨에 따라 피스톤(222)을 제2 공간측으로 이동시키고, 결국 피스톤(222)과 연결된 와이퍼(250)가 선형적으로 이동될 수 있도록 구성될 수 있다. 한편, 피스톤(222)의 복귀시에는 탄성부(223)에 의해 피스톤(222)이 원위치 될 수 있다.

한편, 하우징(221)은 내시경(10)의 외주면의 형상에 대응하여 바나나와 유사한 형상의 단면을 갖도록 구성될 수 있다. 따라서 세정 모듈이 내시경(10)에 장착되더라도 외경에 큰 변화 없이 사용할 수 있게 된다. 한편, 하우징(221) 내의 제1 공간의 체적은 선단부(12)의 면적에 따라 결정될 수 있으며, 분사되는 세정유체(F)의 양에 따라 결정될 수 있다. 즉 분사되는 세정유체(F)의 양을 늘리는 경우 하우징(221)의 높이가 커질 수 있다. 반대로 세정유체(F)의 양을 적게 하고자 하는 경우 하우징(221)의 높이를 작게 할 수 있다.

가이드(240)는 하우징(221)에서 전방측(설치되었을 때 내시경(10)으 선단면(13)이 바라보는 측)에 구비되며, 탄성부(223)를 일측으로 지지하고, 또한 연결부(230)가 적절한 각도로 전환되어 인출될 수 있도록 구성될 수 있다. 가이드(240)는 내측에 곡선 경로로 형성되는 구멍이 연결부(230)의 개수에 대응하여 형성될 수 있다. 즉 피스톤(222)의 움직임을 와이퍼(250)의 움직임으로 전환할 때 90도의 방향전환을 일으켜야 하므로, 이때 가이드(240)를 이용하여 연결부(230)에 지지력을 전달하여 이동방향을 전환시킬 수 있게 된다.

연결부(230)는 탄성소재로 구성되며, 가이드(240)를 따라 이동될 수 있도록 구성되며, 일측은 피스톤(222)에 연결되고, 타측은 와이퍼(250)에 연결될 수 있다. 전술한 바와 같이 연결부(230)는 가이드(240)에 의해 선형이동방향이 전환되어 와이퍼(250)를 내시경(10)의 선단부(12)상에서 선형이동시킬 수 있게 된다. 따라서 연결부(230)가 가이드(240)에 의해 지지되어 인출됨에 따라 연결부(230)와 연결된 와이퍼(250)는 내시경(10)의 선단면(13)과의 접촉을 유지하면서 슬라이딩할 수 있도록 구성될 수 있다.

연결부(230)에는 피스톤(222)을 경유하여 형성되는 제2 내부유로(272)가 구비될 수 있다. 제2 내부유로(272)는 제1 공간에 수용된 세정유체(F)가 통과하여 와이퍼(250)로 유동할 수 있도록 구성된다.

한편, 와이퍼(250)는 내부에 제2 내부유로(272)와 유체소통되는 제3 내부유로(273)가 구비되며, 복수의 지점에서 분지되어 복수의 분사구와 유체소통될 수 있다. 복수의 분사구는 와이퍼(250)의 진행방향을 따라 형성되어 와이퍼(250)의 진행방향의 전방 또는 후방에 세정유체(F)를 분사할 수 있도록 구성될 수 있다. 이때 분사되는 세정유체(F)는 전술한 제1 실시예 내지 제3 실시예에서의 세정모듈(200)과 같이 분사구가 형성되는 방향을 선택하거나, 제2 내부유로(272) 상에 압력 분출 밸브를 선택적으로 적용하여 분사방향 및 분사시기를 결정할 수 있다. 한편, 와이퍼(250)에는 전술한 제1 실시예 내지 제3 실시예에서와 같이 선단면과의 접촉부분에 탄성부재(251), 예를 들어 실리콘으로 구성된 부재가 구비되어 내시경의 선단면(13)에 대한 손상없이 세정을 수행할 수 있게 된다.

도 15는 도 13에 도시된 세정모듈(200)의 작동상태도이다.

도 15(a)를 참조하면, 와이퍼(250)의 최초 위치는 피스톤(222)이 하우징(221) 내에서 수축된 위치에 대응하여 결정될 수 있다. 이때 와이퍼(250)는 내시경(10) 선단면(13)의 조명부 및 카메라의 작동에 방해되지 않도록 내시경(10)의 외주면측에 치우진 위치로 배치될 수 있다.

도 15(b)를 참조하면, 이후 외부로부터 세정유체(F)가 하우징(221) 내부로 유입됨에 따라 피스톤(222)과 함께 와이퍼(250)가 선단면(13) 상에서 선형이동하면서 쓸어내리게 된다. 이때 하우징(221) 내부에 유입된 세정유체(F)의 일부는 피스톤(222)에 형성된 제2 내부유로(272)를 통하여 와이퍼(250) 측으로 유동되고, 와이퍼(250)의 분사구를 통하여 분사된다.

한편, 도시되지는 않았으나, 와이퍼(250)의 복귀시에는 세정유체(F)의 공급이 중단되었을 때 탄성부(223)의 작용에 의해 피스톤(222)이 하우징(221) 내에서 후퇴하고, 이에 따라 와이퍼(250)도 원위치로 복귀된다. 즉 도 15(a), 도 15(b)에 역순으로 동작이 진행된다. 이때 전술한 실시예와 같이 와이퍼(250)의 분사구는 와이퍼(250)의 전진 방향 및/또는 후퇴방향에 선택적으로 형성될 수 있고, 제1 내부유로(271) 또는 제2 내부유로(272) 상에 압력 방출 밸브가 구비될 수 있다. 따라서 와이퍼(250)의 복귀시에 세정유체(F)를 분사하거나 분사를 중단할 수 있는 구성이 선택될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 내시경(10) 세정 모듈 및 세정기능을 갖는 내시경(10)은 내시경(10)의 사용중에 외부로부터 유입되는 세정유체(F)를 분사하고, 또한 세정유체(F)의 압력을 이용하여 와이퍼(250)를 가동시킬 수 있으므로, 추가적인 동력원 없이도 와이퍼(250)를 작동시켜 내시경(10)의 시야를 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한 세정모듈(200)은 내시경(10)에 add-on 할 수 있도록 구성되어 기존의 장치에 용이하게 기능을 확장하여 사용할 수 있게 된다.

10: 내시경
11: 삽입부
12: 선단부 13: 선단면
14: 카메라 모듈 15: 조명부
16: 파지부 17: 커넥터
F: 세정유체
100: 세정모듈
110: 구동부 111: 챔버
112: 제1 공간 113: 제2 공간
114: 로터샤프트 115: 배인
116: 탄성부 117: 체크밸브
118: 압력 방출 밸브
120: 연결부
130: 와이퍼 131: 탄성부재
140: 유체튜브
151: 제1 내부유로 152: 제2 내부유로
153: 제3 내부유로 154: 분사구
200: 세정모듈
210: 고정부 220: 구동부
221: 하우징 222: 피스톤
223: 탄성부 230: 연결부
240: 가이드 250: 와이퍼
251: 탄성부재 260: 유체튜브
271: 제1 내부유로 272: 제2 내부유로
273: 제3 내부유로

Claims

길이방향으로 연장되어 형성되는 몸체;
상기 몸체의 원위단에 구비되는 적어도 하나의 카메라 모듈;
상기 몸체의 원위단에 구비되는 적어도 하나의 조명부; 및
상기 적어도 하나의 카메라 모듈을 세정할 수 있도록 상기 원위단에 피벗 가능하게 구비되는 세정 모듈을 포함하며,
상기 세정 모듈은,
상기 몸체의 원위단과 회전가능하게 연결되는 연결부;
상기 연결부의 일측으로부터 소정길이로 연장되어 형성되는 와이퍼; 및
일측이 상기 몸체의 원위단과 밀착되어 피벗 가능하게 연결되며, 상기 피벗 동작 중 세정유체를 분사할 수 있도록 구성되며, 상기 와이퍼 및 상기 연결부를 회전시킬 수 있도록 회전력을 발생시키는 구동부를 더 포함하며,
상기 구동부는,
내부공간이 형성되는 챔버; 및
상기 챔버 내에 유입된 상기 세정유체의 양에 따라 회전각이 달라질 수 있도록 구성되며, 상기 내부공간을 제1 공간과 제2 공간으로 정의할 수 있도록 구성되는 배인을 포함하며,
상기 배인인은 상기 연결부와 연결되어 함께 피벗될 수 있도록 구성되는 세정기능을 갖는 내시경.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 세정 모듈은,
상기 와이퍼의 회전 진행 방향의 전방을 향하여 상기 세정유체를 분사할 수 있도록 구성되는 세정기능을 갖는 내시경.
제3 항에 있어서,
상기 와이퍼는,
피벗 과정에서 상기 원위단의 단부면 내에서 피벗되도록 구성되는 세정기능을 갖는 내시경.
제4 항에 있어서,
상기 와이퍼는 외부로부터 상기 몸체를 통하여 유입된 상기 세정유체를 분사할 수 있도록 구성되는 적어도 하나의 분사구를 포함하는 세정기능을 갖는 내시경.
제5 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 분사구는 상기 원위단의 단부면측으로 상기 세정유체를 분사할 수 있도록 상기 와이퍼의 측면상에서 상기 원위단의 단부면 측으로 소정각도로 기울어져 형성되는 세정기능을 갖는 내시경.
제6 항에 있어서,
상기 몸체에 길이방향으로 형성되는 제1 내부유로;
연결부 내부에 형성되며, 일측이 상기 제1 내부유로와 유체소통되는 제2 내부유로; 및
상기 와이퍼의 내부에 형성되며, 일측이 상기 제2 내부유로의 타측과 유체소통되며, 타측이 상기 적어도 하나의 분사구와 유체소통되는 제3 내부유로를 포함하는 세정기능을 갖는 내시경.
삭제
제7 항에 있어서,
상기 구동부는,
유압식으로 구동될 수 있도록 구성되는 세정기능을 갖는 내시경.
제9 항에 있어서,
상기 와이퍼는,
상기 구동부를 경유하여 유입된 상기 세정유체를 상기 분사구로 분사할 수 있도록 구성되는 세정기능을 갖는 내시경.
삭제
제10 항에 있어서,
상기 배인은,
제1 공간에 상기 세정유체가 유입되어 일 방향으로 회전하며,
탄성부에 의해 원위치로 복귀하면서 타 방향으로 회전하는 세정기능을 갖는 내시경.
제12 항에 있어서,
상기 제1 내부유로상에서 소정 압력 이상에서 유동을 허용하는 압력 분출 밸브를 더 포함하며,
상기 제1 공간에 유입된 상기 세정유체는 상기 배인이 상기 탄성부에 의해 원위치됨에 따라 상기 제1 공간으로부터 제2 내부유로 및 제3 내부유로를 통하여 상기 분사구로 유동되는 세정기능을 갖는 내시경.
제12 항에 있어서,
상기 제2 내부유로상에 소정 압력 이상에서 유동을 허용하는압력 분출 밸브를 더 포함하며,
상기 세정유체가 상기 제1 공간에 유입됨과 동시에 상기 제2 내부유로를 통하여 상기 와이퍼 측으로 유동되며,
상기 세정유체의 공급이 중단된 경우 상기 탄성부에 의해 상기 배인이 원위치됨에 따라 상기 세정유체는 상기 제1 공간으로부터 상기 제1 내부유로로 유동하는 세정기능을 갖는 내시경.
제12 항에 있어서,
상기 제3 내부유로는 상기 와이퍼의 내부에서 한 쌍으로 형성되며,
상기 한 쌍의 제3 내부유로 각각은 상기 와이퍼의 좌측 및 우측 각각에 상기 세정유체를 분사하도록 유로가 형성되는 세정기능을 갖는 내시경.
제4 항에 있어서,
상기 와이퍼는 대기 위치에서 상기 카메라의 시야에 노출되지 않는 위치에 배치되는 세정기능을 갖는 내시경.
제4 항에 있어서,
상기 와이퍼는 상기 단부면과 접촉되는 탄성부재를 포함하는 세정기능을 갖는 내시경
제4 항에 있어서,
상기 세정유체는 CO2 또는 식염수 중 어느 하나인 세정기능을 갖는 내시경.
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