KR102611709B1 - 광 또는 초음파 조사 기기 - Google Patents

광 또는 초음파 조사 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 또는 초음파 조사 기기에 관한 것이다. 광 또는 초음파 조사 기기는 적용 부위의 상태를 탐지하는 상태 탐지 모듈(11); 상태 탐지 모듈(11)로부터 전송된 정보에 기초하여 적용 부위에 광 또는 초음파의 조사 여부를 결정하는 작동 제어 모듈(12); 및 작동 제어 모듈(13)의 작동에 따라 적용 부위에 광 또는 초음파를 조사하는 광/초음파 발생 모듈(13)을 포함한다.

Description

광 또는 초음파 조사 기기{A Device for Irradiation of Light or Ultrasound}
본 발명은 광 또는 초음파 조사 기기에 관한 것이다.
바이러스 또는 세균과 같은 병원균은 전자기파 또는 초음파에 반응할 수 있고, 이와 같은 파의 파장 또는 주파수를 적절하게 조절하여 병원균을 파괴하거나, 전염을 억제하는 방법이 공지되어 있다. 예를 들어 실험실에서 배양된 인간 세포가 파장이 조절된 LED(Light Emitting Diode)에 노출되면 바이러스의 수가 현저하게 감소될 수 있다. 그러므로 입 또는 코와 같은 호흡기를 통하여 전염되는 바이러스 또는 세균과 같은 병원균은 LED 또는 초음파에 노출에 의하여 개체 수가 감소될 수 있고, 이에 의하여 병원균의 예방 또는 치료가 가능하다. 특허공개번호 10-2021-0116879는 외부에서 유입되는 유해 세균을 자외선에 의하여 제거하는 바이러스 차단용 마스크에 대하여 개시한다. 또한 특허공개번호 10-2014-0112163은 UV LED를 이용하여 병원성 세균을 살균하는 램프 및 그 제조방법에 대하여 개시한다. 개시된 선행기술 또는 공지 기술은 자외선을 신체 외부에 존재하는 바이러스 또는 세균에 직접 조사하여 살균 또는 멸균시키는 방법에 대하여 개시한다. 그러나 예를 들어 코의 점막, 입의 점막 또는 이와 유사한 인체 내부에 존재하는 바이러스 또는 세균을 제거할 수 있는 기술에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술1: 특허공개번호 10-2021-0116879(충북대학교 산학협력단, 2021.09.28. 공개) LED 빛과 에어커튼 기능이 구비된 바이러스 차단용 마스크 선행기술2: 특허공개번호 10-2014-0112164(㈜한국엘이디융합연구소, 2014.09.23. 공개) 짧은 시간에 여러 병원성 세균을 살균할 수 있는 자외선 LED 살균 램프 및 그 제조방법
본 발명의 목적은 노출 부위를 설정하고, 노출 부위의 상태를 탐지하여 LED 광 또는 초음파를 노출 부위에 방출시켜 바이러스 또는 병원균을 제거할 수 있는 광 또는 초음파 조사 기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 광 또는 초음파 조사 기기는 적용 부위의 상태를 탐지하는 상태 탐지 모듈; 상태 탐지 모듈로부터 전송된 정보에 기초하여 적용 부위에 광 또는 초음파의 조사 여부를 결정하는 작동 제어 모듈; 및 작동 제어 모듈(13)의 작동에 따라 적용 부위에 광 또는 초음파를 조사하는 광/초음파 발생 모듈을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상태 탐지 모듈; 작동 제어 모듈; 및 광/초음파 발생 모듈이 결합되는 인체 부위에 착용 가능한 착용 프레임을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 착용 프레임은 마스크 형상이 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상태 탐지 센서는 거리 센서가 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 광은 LED 칩 또는 소자에 의하여 발생된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 광 또는 초음파 조사 기기의 작동 방법은 광 또는 초음파의 적용 부위가 결정되는 단계; 적용 부위와 광 또는 초음파 발생 모듈 사이의 거리 측정에 의하여 상태 결정 범위가 설정되는 단계; 광 또는 초음파의 방출 위치 및 방향이 설정되는 단계; 광 또는 초음파의 예방 또는 치료를 위한 주파수가 결정되는 단계; 거리 센서가 작동되어 적용 부위가 광 또는 초음파에 노출될 수 있는 상태에 있는지 여부가 판단되는 단계; 및 노출된 적용 부위로 광 또는 초음파가 방출되는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 적용 부위는 입의 내부가 되고, 거리 센서에 의하여 입이 열린 상태인지 또는 닫힌 상태인지 여부가 탐지된다.
본 발명에 따른 광 또는 초음파 조사 기기는 휴대 가능한 구조로 만들어지면서 인체 착용 가능한 구조로 만들어져 사용 편의성이 향상되도록 한다. 본 발명에 따른 기기는 마스크 형상을 가지도록 만들어져 마스크의 내부에 배치되어 사용되거나, 독립적으로 마스크와 같이 착용될 수 있다. 본 발명에 따른 기기는 적용 부위에 따라 적절한 구조 또는 프레임으로 만들어질 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 광 또는 초음파 조사 기기의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2 및 3은 본 발명에 따른 기기가 마스크 형태로 만들어진 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 기기의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 광 또는 초음파 조사 기기의 작동 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 광 또는 초음파 조사 기기의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 광 또는 초음파 조사 기기는 적용 부위의 상태를 탐지하는 상태 탐지 모듈(11); 상태 탐지 모듈(11)로부터 전송된 정보에 기초하여 적용 부위에 광 또는 초음파의 조사 여부를 결정하는 작동 제어 모듈(12); 및 작동 제어 모듈(13)의 작동에 따라 적용 부위에 광 또는 초음파를 조사하는 광/초음파 발생 모듈(13)을 포함한다.
광 또는 초음파 조사 기기는 광(Light), 초음파 또는 전자기파를 발생시킬 수 있고, 바람직하게 LED(Light Emitting Diode) 소자 또는 칩으로부터 광을 발생시킬 수 있다. 적용 부위는 이와 같은 광 또는 초음파에 노출되는 다양한 인체 부위가 될 수 있고, 예를 들어 코 내부의 점막 또는 입 내부의 점막이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 상태 탐지 모듈(11)에 의하여 이와 같은 적용 부위의 상태가 탐지될 수 있고, 상태 탐지는 이와 같은 적용 부위가 노출되어 광 또는 초음파가 인가될 수 있는 상태에 있는지 여부를 탐지하는 것을 말한다. 예를 들어 상태 탐지 모듈(11)에 의하여 입이 닫힌 상태에 있는지 또는 열린 상태에 있는지 여부가 탐지될 수 있다. 또는 상태 탐지 모듈(11)에 의하여 코가 향하는 방향이 탐지되어 코의 내부로 광 또는 초음파를 인가할 수 있는 상태에 있는지 여부가 탐지될 수 있다. 예를 들어 상태 탐지 모듈(11)은 레이저 센서, 초음파 센서 또는 이와 유사한 근거리 센서가 될 수 있고, 입을 닫고 있는 상태와 열고 있는 상태의 거리 차이를 측정할 수 있다. 또는 상태 탐지 모듈(11)은 다양한 종류의 광학 센서가 될 수 있고, 입을 닫고 있는 상태와 열고 있는 상태의 반사율을 탐지할 수 있다. 이와 같이 상태 탐지 모듈(11)은 선택된 적용 부위가 광 또는 초음파에 노출될 수 있는지 여부를 탐지하는 기능을 가질 수 있다. 상태 탐지 모듈(11)에 의하여 탐지된 상태 정보가 작동 제어 모듈(12)로 전송될 수 있다. 작동 제어 모듈(12)은 상태 탐지 모듈(11)을 작동시키거나, 상태 탐지 모듈(11)에서 전송된 정보를 처리하거나, 광/초음파 발생 모듈(13)을 작동시킬 수 있다. 작동 제어 모듈(12)은 상태 탐지 모듈(11)에서 탐지되어 전송된 정보에 기초하여 광/초음파 발생 모듈(13)을 작동시킬 수 있다. 광/초음파 발생 모듈(13)은 초음파 진동 소자 또는 광 방출 소자를 포함할 수 있고, 바람직하게 LED 소자 또는 LED 칩을 포함할 수 있다. 광/초음파 발생 모듈(13)은 미리 결정된 주파수 대역의 광 또는 초음파를 발생시킬 수 있고, 미리 결정된 주파수 대역은 적용 부위, 바이러스 또는 세균의 종류, 적용 부위의 상태, 인가되는 에너지 수준에 따라 적절하게 결정된다. 이와 같은 주파수 또는 에너지 수준은 실험적 또는 이론적으로 결정될 수 있고, 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
상태 탐지 모듈(11), 작동 제어 모듈(12) 및 광/초음파 발생 모듈(13)은 하나의 모듈 형태로 만들어질 수 있고, 선택적으로 배터리와 같은 전원을 포함하여 독립적으로 작동하도록 만들어질 수 있다. 이와 같이 독립 모듈 형태로 만들어진 기기는 인체에 착용될 수 있는 프레임에 결합될 수 있다. 아래에서 이와 같은 구조에 대하여 설명된다.
도 2 및 3은 본 발명에 따른 기기가 마스크 형태로 만들어진 실시 예를 도시한 것이다.
도 2 및 3은 각각은 마스크 형태로 만들어진 광 또는 초음파 조사 기기의 분해 구조 및 결합 구조를 각각 도시한 것으로 마스크는 인체 착용 가능한 구조를 가질 수 있다. 상태 탐지 모듈, 작동 제어 모듈 및 광/초음파 발생 모듈은 하나의 전자 모듈 구조로 만들어져 프레임(21)에 결합될 수 있다. 프레임(21)은 전체적으로 입 또는 코를 덮는 마스크 형태가 될 수 있다. 구체적으로 프레임(21)은 합성수지, 금속 또는 이와 유사한 소재로 만들어진 다수 개의 곡선 형태의 부재가 서로 연결되어 얼굴의 앞 부분을 덮을 수 있는 형상이 될 수 있다. 구체적으로 프레임(21)은 전체적으로 원형의 되는 적어도 하나의 내부 부재(21a); 적어도 하나의 내부 부재(21a)를 둘러싸는 형상으로 만들어지는 테두리 부재(21b); 및 내부 부재(21a)의 중심 부위로부터 반지름 방향으로 연장되면서 내부 부재(21a)와 외부 부재(21b)를 서로 연결하는 다수 개의 연결 부재(21c)로 이루어질 수 있다. 다수 개의 연결 부재(21a)는 바깥쪽으로 볼록한 곡선 형상이 될 수 있고, 이에 의하여 프레임(21)은 내부 부재(21a)의 중심 부위가 볼록하도록 돌출된 볼록 렌즈 형상의 될 수 있다. 이와 같은 구조를 가지는 프레임(21)의 중심 부분 또는 내부 부재(21a)의 내부에 작동 기기가 결합되거나, 일체로 형성될 수 있다. 구체적으로 작동 기기는 프레임(21)에 분리 가능하도록 결합되거나, 일체로 결합되는 바깥쪽 면이 열린 다면체 또는 실린더 형상의 수용 케이스(22a); 수용 케이스(22a)의 열린 면에 분리 가능하도록 결합되는 덮개(22b); 수용 케이스(22a)에 수용되는 전자기판과 같은 제어 기판(23); 및 제어 기판(24)에 결합되는 작동 블록(24)을 포함할 수 있다. 제어 기판(23)에 작동 제어 또는 데이터를 처리하기 위한 마이크로프로세서를 비롯한 다양한 작동 소자(27a, 27b)가 배치될 수 있고, 작동 블록(24)에 LED 소자 또는 칩, 초음파 진동 부품, 레이저 센서와 같은 거리 센서, 배터리 또는 이와 유사한 광 또는 초음파 발생 부품이 배치될 수 있다. 작동 블록(24)에 의하여 발생된 광 또는 초음파는 제어 기판(23)을 관통하도록 형성된 유도 탭(25)을 통하여 외부로 방출될 수 있고, 반사된 광 또는 초음파가 유도 탭(25)을 통하여 수신되어 작동 블록(24)의 내부에 배치된 처리 수단으로 전달될 수 있다. 구체적으로 수용 케이스(22a)의 바닥 면에 유도 홀(28)이 형성될 수 있고, 유도 탭(25)이 유도 홀(28)을 통하여 외부로 노출될 수 있다. 그리고 작동 블록(24)에서 발생된 광 또는 초음파가 유도 탭(25)을 통하여 유도되어 적용 부위로 방출되고, 적용 부위에서 반사된 광 또는 초음파가 유도 탭(25)을 통하여 수신될 수 있다. 선택적으로 가속도 센서(27)가 설치되어 프레임(21)의 방향이 탐지될 수 있고, 가속도 센서(27)의 위치 또는 방향이 수용 케이스(22a)의 바닥 면에 형성된 윈도우(29)에 의하여 확인 또는 조절될 수 있다. 프레임(21)은 얼굴에 직접 착용되거나, 예를 들어 바이러스 또는 세균용 차단 마스크 또는 이와 유사한 물품과 결합되어 얼굴에 착용될 수 있다. 이와 같이 얼굴 착용 또는 물품 부착을 위한 결합 탭(211, 212)이 프레임(21)에 형성될 수 있다. 아래에서 이와 같은 구조를 가지는 예방 또는 치료 기기의 작동 구조에 대하여 설명된다.
도 4는 본 발명에 따른 기기의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 프레임이 얼굴에 착용된 상태에서 적용 부위(42)는 입안의 점막 또는 코 내부의 점막이 될 수 있고, 거리 센서(41)에 의하여 입안의 점막 또는 이와 유사한 입 내부의 부위 또는 코 내부의 부위가 탐지될 수 있다. 만약 입을 닫고 있는 경우라면 거리 센서(41)에 의하여 짧은 거리가 탐지되고, 말을 하거나 또는 다른 원인으로 인하여 입이 열린 상태에 있다면 거리 센서(41)에 의하여 상대적으로 큰 거리가 측정될 수 있다. 또는 광 또는 초음파가 방출되는 방향의 코가 열린 방향과 일치하면 상대적으로 짧은 거리가 측정되고, 방향이 일치하지 않는다면 거리가 측정되지 않거나, 상대적으로 먼 거리가 측정될 수 있다. 이와 같이 입이 닫힌 상태 또는 열린 상태에 대한 거리 범위가 미리 산출되거나, 결정될 수 있다. 또는 코의 내부로 광 또는 초음파가 유입될 수 있는 방향 또는 거리가 미리 산출되거나, 결정될 수 있다. 거리 센서(41) 또는 가속도 센서에 의하여 측정된 거리 또는 방향이 상태 결정 모듈(43)로 전송될 수 있고, 상태 결정 모듈(43)은 위에서 설명된 작동 제어 모듈에 포함된다. 상태 결정 모듈(43)에 의하여 적용 부위(42)가 노출된 상태인지 여부가 확인될 수 있고, 예를 들어 입이 열린 상태에 있는지 여부가 결정될 수 있다. 상태 결정 모듈(43)에 의한 결정 정보가 작동 조절 모듈(46)로 전송될 수 있다. 작동 조절 모듈(46)에 의하여 광/초음파 방출 모듈(48)이 작동되어 적용 부위(42)로 LED 광 또는 초음파가 방출될 수 있다. 거리 센서(41)에 의한 탐지는 실시간으로 이루어질 수 있고, 작동 조절 모듈(46)은 적용 부위(42)가 노출된 상태가 되면 즉시 광 또는 초음파를 방출시켜 적용 부위(42)에 인가할 수 있다. 선택적으로 광 또는 초음파가 사용자의 결정에 의하여 지속적으로 인가 부위에 방출될 수 있다. 본 발명에 따른 기기는 배터리 상태 탐지 모듈(44) 또는 상태 표시 모듈(45)을 포함할 수 있다. 배터리는 교환 가능하도록 위에서 설명된 작동 블록에 배치될 수 있고, 배터리 상태가 상태 표시 모듈(45)에 의하여 표시될 수 있다. 다만 본 발명에 따른 기기에 대한 전력 공급은 외부 전원에 의하여 이루어질 수 있고, 이와 같은 전력 공급 방법에 의하여 제한되지 않는다. 상태 표시 모듈(45)에 의하여 거리 센서(41)의 작동 여부가 표시될 수 있고, 광/초음파 방출 모듈(48)의 작동 여부가 표시될 수 있다. 상태 표시 모듈(45)은 예를 들어 LED 표시 소자를 포함할 수 있고, 다양한 색상에 의하여 작동 상태를 표시할 수 있다. 본 발명에 따른 기기는 또한 주파수/주기 설정 모듈(47)을 포함할 수 있고, 주파수/주기 설정 모듈(47)에 의하여 광/초음파 방출 모듈(48)에 의하여 방출되는 광 또는 초음파의 주파수 또는 주기가 설정될 수 있다. 광 또는 초음파는 다양한 주파수 또는 주기로 방출될 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
도 5는 본 발명에 광 또는 초음파 조사 기기의 작동 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 광 또는 초음파 조사 기기의 작동 방법은 광 또는 초음파의 적용 부위가 결정되는 단계(P51); 적용 부위와 광 또는 초음파 발생 모듈 사이의 거리 측정에 의하여 상태 결정 범위가 설정되는 단계(P52); 광 또는 초음파의 방출 위치 및 방향이 설정되는 단계(P53); 광 또는 초음파의 예방 또는 치료를 위한 주파수가 결정되는 단계(P54); 거리 센서가 작동되어 적용 부위가 광 또는 초음파에 노출될 수 있는 상태에 있는지 여부가 판단되는 단계(P56); 및 노출된 적용 부위로 광 또는 초음파가 방출되는 단계(P57)를 포함한다. 추가로 본 발명에 따른 방법에서 적용 부위는 입의 내부가 되고, 거리 센서에 의하여 입이 열린 상태인지 또는 닫힌 상태인지 여부가 탐지된다.
광은 예를 들어 LED 광의 될 수 있고, 다양한 주파수 범위의 광의 예방 또는 치료를 위하여 적용 부위에 인가될 수 있다. 거리 센서는 근거리 센서가 될 수 있고, 거리 센서에 의하여 적용 부위가 광 또는 초음파의 인가가 가능하도록 노출되었는지 여부가 판단될 수 있다(P56). 만약 노출되지 않은 상태라면(N). 거리 센서가 작동되어 거리가 실시간으로 탐지될 수 있다(P55). 이에 비하여 노출된 상태라면(Y), 광 또는 초음파가 노출된 적용 부위에 인가될 수 있다(P57). 거리 센서는 실시간으로 지속적으로 작동될 수 있고(P55), 예를 들어 입이 열린 상태가 될 때마다 LED 광이 입안의 점막으로 방출될 수 있다(P57). 본 발명에 따른 치료 방법은 다양한 작동 구조를 가질 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 상태 탐지 모듈 12: 작동 제어 모듈
13: 광/초음파 발생 모듈 21: 착용 프레임

Claims (7)

  1. 적용 부위의 상태를 탐지하는 상태 탐지 모듈(11);
    상태 탐지 모듈(11)로부터 전송된 정보에 기초하여 적용 부위에 광 또는 초음파의 조사 여부를 결정하는 작동 제어 모듈(12); 및
    작동 제어 모듈(13)의 작동에 따라 적용 부위에 광 또는 초음파를 조사하는 광/초음파 발생 모듈(13)을 포함하고,
    상태 탐지 모듈(11); 작동 제어 모듈(12); 및 광/초음파 발생 모듈(13)이 결합되는 인체 부위에 착용 가능한 마스크 형상의 프레임(21)을 더 포함하고,
    상태 탐지 모듈(11); 작동 제어 모듈(12); 및 광/초음파 발생 모듈(13)은 하나의 전자 모듈 구조로 만들어져 프레임(21)에 결합되고,
    프레임(21)은 전체적으로 원형의 되는 적어도 하나의 내부 부재(21a); 적어도 하나의 내부 부재(21a)를 둘러싸는 형상으로 만들어지는 테두리 부재(21b); 및 내부 부재(21a)의 중심 부위로부터 반지름 방향으로 연장되면서 내부 부재(21a)와 외부 부재(21b)를 서로 연결하는 다수 개의 연결 부재(21c)를 포함하고,
    적용 부위는 입의 내부가 되고, 상태 탐지 모듈(11)은 인체 부위에 착용한 상태에서 입이 열린 상태인지 또는 닫힌 상태인지 여부가 탐지하기 위한 거리 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 또는 초음파 조사 기기.
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