KR20080025028A

KR20080025028A - 광 스캐닝 장치

Info

Publication number: KR20080025028A
Application number: KR1020077005289A
Authority: KR
Inventors: 헨리 엠 이스라엘
Original assignee: 시네론 메디컬 리미티드
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2008-03-19
Also published as: US20060029341A1; AU2005268431A1; US7333698B2; BRPI0514087A; WO2006013567A1; EP1824406A1; CA2576077A1; JP2008508926A; MX2007001456A

Abstract

광섬유 다발을 통해 광 에너지 빔을 전달하기 위해 적용된 광섬유 다발을 포함하는 광 스캐닝 장치, 그리고, 스캐닝 동작 중에 광섬유 다발을 구부리기 위해 적용된 광섬유다발과 결합한 작동 장치

광 스캐닝 장치, 광 섬유 다발

Description

광 스캐닝 장치{Optical Scanning Device}

본 발명은 일반적으로 광 스캐닝 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 구부릴 수 있고 이동 가능한 광 섬유 다발의 동작에 의한 광 스캐닝 장치로서, 피부에 적용하는 경우와 탈모의 경우를, 이들만으로 제한되는 것은 아니지만, 특히 유용하게 스캐닝하는 장치에 관한 것이다.

레이저 장치는, 오랫동안 피부과 분야에서 피부 제거 및/또는 제모 및 기타 다른 응용에 사용되고 있다. 예를 들면, 피부과 처치가 제모하기 위한 경우라면, 모낭(hair follicle)의 벌브(bulb)를 가열하여 파괴하는 것이 바람직할 것이다.

이러한 레이저 장치의 여러 가지 유형들 중 하나가 알쯔슐러(Altshuler et al)등의 미합중국 특허 제6,511,475호이며, 여기에는 원치 아니하는 털, 문신, 포트와인(port wine, 적포도주) 착색부(stain), 거미형 혈관(spider veins), 또는 기타 다른 혈관 장애(vascular lesions) 등을 제거하는 것들과 같은 피부과 치료에 사용하는 장치와 방법을 개시하고 있다. 그 장치는, 광 채널(즉, 웨이브가이드)과, 웨이브가이드 이전에 처치할 부위를 지나게 되는 리딩 섹션(a leading section), 그리고 웨이브가이드 이후에 처치할 부위를 지나게 되는 트레일링 섹션(a trailing section)의 세 개의 섹션을 갖는 핸드피스(handpiece)를 포함한다. 빛은 웨이브가이드(또는 광섬유) 또는 기타 다른 적당한 광 전달 소재에 방사된다. 레이저 다이오드 또는 기타 다른 적당한 소재가 웨이브가이드에 접촉될 수 있다. 웨이브가이드는 렌즈 또는 기타 다른 적당한 초점이 있는(focusing) 또는 초점이 없는(non-focusing) 광 전달 소재(이하에서는, 웨이브가이드, 렌즈 또는 기타 다른 적당한 초점이 있는 또는 초점이 없는 광 전달 소재를, 경우에 따라, "광 경로(optical channel)라고 통칭한다)로 대체될 수 있다. 상기 광 전달 소재는, 적당한 광 전달 경로를 통하여 방사 광원으로부터 방사광을 받아들인다.

제모 장치의 작동에는, 연속 광 방사(CW, continuous wave), 처치 부위의 사전 예열, 사전 냉각, 처치 도중의 냉각, 처치 부위 위에 있는 상피의 처치 이후의 냉각, 산란을 줄여주기 위한 다양한 빔 포커싱 기술, 그리고 방사 광의 공급 향상 기술을 포함한다.

광섬유 다발(bundle)은 정지하여 있는 것이며, 스캐닝 장치의 부품이 아니다.

그레이스(Grace)의 미합중국 특허 제5,400,428호는 광 섬유의 배열에 따라 에너지가 상대적으로 이동하는 장치와 방법을 개시하고 있다. 에너지를 광 섬유의 배열에 따라 스캐닝할 수 있다. 갈바노미터(galvanometer) 스캐너에 장착된 절연체 반사경이 작동하여, 광 섬유 배열의 서로 다른 영역에 방사 하기 위한 연속적인 펄스를 발생시킨다. 결과적으로, 각 섬유는 각 펄스당 에너지(또는 CW 대응량)를 줄이면서도 충분한 플럭스(flux)를 갖는 방사광을 받게 된다. 섬유의 배열을 따라 서 에너지를 이동시키는 것이 아니라 섬유 다발 그 자체가 움직일 수 있다. 가능 한 이동의 한가지 방법은 피에조 일렉트릭 집적(piezo-electric stack)을 사용하는 것이다.

그레이스가 섬유 배열 자체를 움직이는 것을 생각했었지만, 섬유의 배열은 견고한 스틱의 다발의 경우처럼 움직이는 것이었음을 주목하는 것이 중요하다. 다시 말하면, 섬유들은 각 개개의 섬유의 또는 섬유 다발의 어떠한 구부림이 없이도 변형된다.

본 발명은, 이하에서 좀 더 상세하게 설명하게 될, 신규한 광 스캐닝 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 하나의 실시 태양에 따라, 광 에너지 빔을 전달하게 제작된 광 섬유 다발과, 스캐닝 작동에 있어서 광 섬유 다발을 구부릴 수 있도록 제작된 광 섬유 다발에 연계된 작동장치(actuator)를 포함하는 광 스캐닝 장치가 제공된다.

본 광 스캐닝 장치는 하나 이상의 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다. 예를 들면, 광 섬유 다발의 제1부위에 부착될 수 있는 앵커링 부재(anchoring member), 그리고 스캐닝 작동중에 상기 앵커링 부재에 의하여 광 섬유 다발의 제1부위가 고정되어 있는 동안 광 섬유 다발의 제2부위에 부착되어 광 섬유 다발의 제2부위를 구부릴 수 있는 작동장치가 있다. 상기 작동 장치는, 스테핑 모터, 오실레이터 및/또는 솔레노이드 또는 이들의 여하한 조합을 포함할 수 있다. 작동 장치와의 동작 통신에 있어서 센서 및 컨트롤러가 사용될 수 있으며, 상기 컨트롤러는 센서에 의하여 감지된 정보에 따라 상기 작동장치의 동작을 조절한다. 광 에너지 빔의 변조를 위하여 광 섬유의 다발에 연계된 빔 변조 장치가 배치될 수 있다. 광 섬유 다발은 피부과 처치 과정을 수행하기에 충분한 광 에너지를 발생시키는 장치에 접속될 수 있다.

광 에너지 발생 장치는 간섭성(coherent) 또는 비간섭성(non-coherent) 광원을 포함할 수 있다.

본 발명은 도와 관련해서 주어진 다음의 상세한 설명으로부터 더 완전하게 이해되고, 바르게 평가될 것이다.

도 1는 본 발명의 실시태양에 따라 구성되고 작용하는 광 스캐닝 장치의 간단한 도이다.

실시태양의 상세한 설명

이제 도1를 인용하여 본 발명의 실시태양에 따라 제작된 광 스캐닝 장치 10을 설명한다.

광 스캐닝 장치 10은 피부과 처치과정을 수행하기에 충분한 에너지 방출의 능력이 있으며, 광 에너지 발생장치 14와 연결된 광섬유 12를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이들만으로 한정하는 것은 아니지만, 광 에너지 발생장치 14는 레이저 다이오드와 같은 레이저 발생장치와 연결된 섬유를 포함할 수 있고, 이것의 작동은 컨트롤러 16에 의해 조절될 수 있다. 레이저 다이오드는 필요로 하는 동력 전동부(drivers)와 시준기(collimators)에 조화되며, 이들과 함께 제공될 수 있다. 광 에너지 발생장치 14는 간섭성의 광원에 한정되지 않고, 비간섭성의 광원도 포함할 수 있다.(예, 플래쉬 램프) 그 광섬유 다발 12는 제한 없이 단일 방식(single mode) 또는 다중 방식(multi-mode) 섬유를 포함할 수 있으며, 그것은 도핑될 수도 있고 도핑되지 아니할 수도 있다.(예, 희토류 원소 도핑)

광섬유 다발 12는 발생장치 14로부터 발생한 광 에너지 빔 18을 공급한다. 거울이나 렌즈와 같은, 이들만으로 제한되는 것은 아니지만, 빔 변조기 20은 광 에너지 빔 18을 변조하기 위하여 광섬유 다발 12에 연계하여 배치된다.

작동장치 22는 광섬유 다발 12에 연결될 수 있으며, 이것은 스캐닝 동작중 상기 광섬유 다발 12를 구부린다. 상기의 비한정적인 실시태양에서, 앵커링 부재 24는 광섬유 다발 12의 제 1 부위 26과 부착되어 있다. 그 작동장치 22는 광섬유 다발 12의 제 1 부위 26이 앵커링 부재 24에 의해 정지상태를 유지하는 동안 스캐닝 동작중에 광섬유 다발 12의 제 2 부위 28을 구부린다. 앵커링 부재 24는, 이들만으로 한정하는 것은 아니지만, 고정장치 요소(tie-down element), 기계적 고정장치(mechanical fastener) 등을 포함할 수 있다. 작동장치 22는, 이들만으로 한정하는 것은 아니지만, 스테핑 모터(step motor), 오실레이터(oscillator) 및/또는 솔레노이드(solenoid)를 포함할 수 있다.

컨트롤러 30은 작동장치 22와 함께 동작통신에 제공될 수 있고, 폐쇄 컨트롤 루프(closed control loop)에서 작동장치 22의 작동을 조절하기 위해 센서 32에 의해 감지된 정보와 협력할 수 있다. 예를 들어, 센서 32는 처치되고 있는 조직의 온도를 감지하는 온도 센서(예, 열전지(thermocouple) 또는 서미스터(thermistor)) 일 수 있다. 상기 온도는 처치 부위에 운반되는 에너지를 증가시키거나 감소시킬 수도 있다. 상기 컨트롤러 30은 스캐닝의 오실레이션(oscillation)과 진행시간(duration)을 조절하기 위한 타이머와 함께 역시 작동할 수 있다.(컨트롤러 16은,여분의 컨트롤러에 대한 필요를 없게 함으로써, 컨트롤러 30의 상관성(functionality)을 제공할 수 있다. 상기 컨트롤러들은 또한 상기 과정의 안정성을 확보한다.)

상기 광 스캐닝 장치 10은 피부과 처치 과정, 이것에만 한정 되지 않고, 제모과정에 사용될 수 있다. 예를 들어, 광 에너지의 발생장치 14 는 적어도 20J/㎠의 에너지 플럭스(energy flux)를 공급하는 능력이 있을 수 있으며, 이것은 제모를 하기에 충분하다고 판단된다. 상기 광 에너지는 (상기 컨트롤러에 의해) 처치 부위에 전달된 상기 에너지 플럭스(energy flux)를 조정시키기 위해 적응될 수 있다. 상기 에너지 플럭스(energy flux)는 전력(상기 광 빔의)과 진행시간(time duration)의 곱과 같다. 그 진행시간(time duration)은 스캔 속도의 함수이다. 그러므로, 스캔 속도(예, 상기 작동장치 22와 컨트롤러 16과 함께)을 변화시켜서 에너지 플럭스(energy flux)를 변화시킴으로써, 상기의 원하는 처치를 위한 광 에너지 플럭스에 이르게 하는 것이 가능하다.

간결하게 기재하기 위해 독립적인 실시 태양으로 묘사된 본 발명의 다양한 특징들이 또한 또 다른 실시태양에서 결합되어 제공될 수 있음이 이해될 수 있다. 역으로, 하나의 실시태양을 통하여 간략하게 묘사된 본 발명의 다양한 특징들은 또한 독립적으로 또는 적절한 종속적 결합에 의해서도 제공될 수 있다.

Claims

광 에너지 빔을 전달하게 제작된 광 섬유 다발과, 스캐닝 작동중에 상기 광 섬유 다발을 구부릴 수 있도록 제작된 광 섬유 다발에 연계된 작동장치(actuator)를 포함하는 광 스캐닝 장치.
제1항의 광 스캐닝 장치에 있어서, 앵커링 부재가 상기 광 섬유 다발의 제1부위에 부착되고, 상기 작동장치가, 상기 광 섬유 다발의 제2부위에 부착되어 상기 앵커링 장치에 의하여 상기 광 섬유 다발의 제1부위가 고정되어 있는 경우에도 스캐닝 작동중에 상기 광섬유 다발의 제2부위를 구부릴 수 있도록 제작된 것임을 특징으로 하는 광 스캐닝 장치.
제1항의 광 스캐닝 장치에 있어서, 상기 작동장치가, 스테핑 모터, 오실레이터 및 솔레노이드 중의 적어도 하나를 포함하는 것임을 특징으로 하는 광 스캐닝 장치.
제1항의 광 스캐닝 장치에 있어서, 상기 작동장치와 동작 통신하는 센서 및 컨트롤러를 추가로 더 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 센서가 감지하는 정보에 따라 상기 작동장치의 동작을 조절하는 것임을 특징으로 하는 광 스캐닝 장치.
제1항의 광 스캐닝 장치에 있어서, 광 에너지 빔을 변조시키기 위하여 상기 광 섬유 다발과 연계되어 배치되는 빔 변조 장치를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 스캐닝 장치.
제5항의 광 스캐닝 장치에 있어서, 상기 빔 변조 장치는 반사경 및 렌즈 중 적어도 하나를 포함하는 것임을 특징으로 하는 광 스캐닝 장치.
제1항의 광 스캐닝 장치에 있어서, 상기 광 섬유 다발은 피부과 처치를 수행하기에 충분한 광 에너지 발생 장치에 연결되어 있는 것임을 특징으로 하는 광 스캐닝 장치.
제7항의 광 스캐닝 장치에 있어서, 상기 피부과 처치가 제모 과정을 포함하는 것임을 특징으로 하는 광 스캐닝 장치.
제1항의 광 스캐닝 장치에 있어서, 상기 광 에너지 발생 장치가 적어도 20J/㎠의 에너지 플럭스를 공급하는 능력이 있는 것임을 특징으로 하는 광 스캐닝 장치.
제1항의 광 스캐닝 장치에 있어서, 상기 광 에너지 발생 장치가 간섭계 광원을 포함하는 것임을 특징으로 하는 광 스캐닝 장치.
제1항의 광 스캐닝 장치에 있어서, 상기 광 에너지 발생 장치가 비간섭계 광원을 포함하는 것임을 특징으로 하는 광 스캐닝 장치.
제1항의 광 스캐닝 장치에 있어서, 상기 작동장치가 상기 스캐닝 동작의 스캐닝 속도를 변화시킴으로써 상기 광 섬유 다발에 의해서 공급되는 에너지 플럭스를 조절하도록 제작된 것임을 특징으로 하는 광 스캐닝 장치.
적어도 20J/㎠ 의 에너지 플럭스를 공급할 수 있으면서, 제모 과정 수행에 충분한 광 에너지 발생 장치에 연결되어 있고, 광 에너지 빔을 공급하도록 제작된 광 섬유 다발;

상기 광 섬유 다발의 제1부위에 부착된 앵커링 부재;

스캐닝 동작에 있어서, 상기 앵커링 부재에 의하여 상기 광 섬유 다발의 제1부위가 고정되는 경우에도 상기 광 섬유 다발의 제2부위를 구부릴 수 있도록 상기 광 섬유 다발의 제2부위에 부착된 작동장치;

센서에 의하여 감지되는 정보에 따라 상기 작동장치의 동작을 조절하는 컨트롤러와 상기 작동장치와 동작 교신하는 센서와 컨트롤러; 그리고

광 에너지 빔을 변조하기 위하여 상기 광 섬유 다발에 연계되어 배치되는 빔 변조 장치를 포함하는 광 스캐닝 장치.