KR20090021682A - Ｌｅｄ 및 렌즈 조합을 이용한 수술용 조명 기구 - Google Patents

Ｌｅｄ 및 렌즈 조합을 이용한 수술용 조명 기구 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 수술용 조명 기구는 외부에 스위치(3)가 설치되고, 전후방에 각각 제1 덮개(11) 및 제2 덮개(12)가 결합되는 본체(1); 및 상기 제1 덮개의 중앙부에는 LED(14)가 설치되고, 전방에는 렌즈 모듈(2)이 결합되며;
상기 렌즈 모듈(2)의 후방에서 전방으로 제1 렌즈(22), 제2 렌즈(23) 및 제3 렌즈(24)가 소정의 간격을 두고 이격되어 설치되며, 상기 제3 렌즈(24)의 전방에는 렌즈캡(21)이 설치되는 것을 특징으로 한다.
수술용, 조명, LED, 저비용, 컴팩트 사이즈

Description

ＬＥＤ 및 렌즈 조합을 이용한 수술용 조명 기구{Lighting Device for Operation using LED and combination of lens}
본 발명은 수술용 무영(無影) 조명 기구에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 LED 광원을 사용하고 보다 간단한 구조로 수술용 무영 조명 기구를 구성한 수술용 조명 기구에 관한 것이다.
일반적으로 수술실에서 사용하는 조명 기구는 피술체에 조명을 비추는 경우, 의사 또는 간호사 등의 수술 주체에 의해 발생하는 그림자가 생기지 않도록 하는 무영등을 사용하고 있다.
종래의 무영등은 주로 할로겐 램프를 사용하고 있는데, 이 할로겐 램프는 출력이 높아 발열이 많으며, 특히 빛 자체에서 자외선 방출이 있어 피술체에 열을 전달하는 단점이 있다. 또한, 다수의 할로겐 램프를 사용하고 장치의 크기가 크기 때문에 비용이 높은 단점을 가지고 있다.
이에 본 발명자들은 종래의 무영등이 갖는 여러 단점을 극복하기 위해, 조명 소자를 LED를 적용하고, 보다 간단한 구조를 갖도록 한 수술용 조명 기구를 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 LED 광원을 사용한 수술용 조명 기구를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 무영등보다 간단한 구조를 갖고 가격이 저렴한 수술용 조명 기구를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 빛 자체에서 열이 발생하지 않으며, 크기가 작아 피수술체에 근접하여 사용이 가능한 수술용 조명 기구를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 수술용 조명 기구는 외부에 스위치(3)가 설치되고, 전후방에 각각 제1 덮개(11) 및 제2 덮개(12)가 결합되는 본체(1); 및 상기 제1 덮개의 중앙부에는 LED(14)가 설치되고, 전방에는 렌즈 모듈(2)이 결합되며;
상기 렌즈 모듈(2)의 후방에서 전방으로 제1 렌즈(22), 제2 렌즈(23) 및 제3 렌즈(24)가 소정의 간격을 두고 이격되어 설치되며, 상기 제3 렌즈(24)의 전방에는 렌즈캡(21)이 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 LED(14)는 LED 결합판(13)에 결합된 상태로 상기 제1 덮개에 설치되고, 상기 LED 결합판(13)에는 복수개의 통풍구(15)가 형성되도록 하여, 공기에 의해 발열 소자를 냉각시키도록 한다.
상기 본체(1)의 표면에는 복수개의 방열판(16)이 형성되어 내부에서 발생하는 열을 용이하게 방출하도록 한다.
상기 제2 덮개(12)의 중앙부에는 스프링 코일이 결합되기 위한 결합구(18)가 형성되어 장치의 탈착이 쉽도록 하고, 그 주변에는 복수개의 통풍구(17)가 형성되어 공기에 의한 발열 소자의 냉각을 가능하도록 한다.
발광 소자의 과열을 막기 위해 상기 본체의 후방부에 냉각팬(19)을 설치하여도 좋다.
본 발명에 따른 수술용 조명 기구는 LED 발광 소자를 적용함으로써 다음의 효과를 얻을 수 있다.
1. 저렴한 비용으로 종래의 무영등 대신에 사용할 수 있다.
2. LED 조명의 특성상 밝고 깨끗한 빛을 피술체에 공급할 수 있으며, 수명이 반영구적이다.
3. 자외선 방출이 없고 빛 자체에서 열이 발생하지 않는다.
4. 크기가 작아 피술체에 근접하여 사용이 가능하고, 구조가 간단하여 비용이 적게 든다.
5. 소음이 없으며, 안전한 방열 설계가 적용된다.
이하 본 발명의 내용을 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 수술용 조명 기구에 대한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수술용 조명 기구에 대한 분해사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수술용 조명 기구는 크게 본체(1), 렌즈 모듈(2) 및 스위치(3)로 이루어진다.
본체(1)의 전방 끝부분에는 제1 덮개(11)가 결합되며, 후방 끝부분에는 제2 덮개(12)가 결합된다. 참고로 본 명세서에서 "전방"이란 본체로부터 렌즈 모듈(2) 측 방향을 말하며, "후방"이란 본체(1)로부터 렌즈 모듈(2) 측 방향의 반대방향을 말한다.
제1 덮개(11)의 중앙부에는 LED 광원(도시되지 않음)이 설치되며, LED 광원은 스위치(3)와 전기적으로 연결되어 있다. LED 에 공급되는 전원은 제2 덮개(12)의 외부로부터 들어오는 전원선(도시되지 않음)과 전기적으로 연결됨으로써 공급된다.
제1 덮개(11)의 전방 끝부분에는 렌즈 모듈(2)이 결합된다. 렌즈 모듈(2)에 대한 자세한 설명은 도 3을 참조로 하여 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 수술용 조명 기구의 렌즈 모듈(2) 부분에 대한 분해사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 렌즈 모듈(2)의 내부에는 제1 렌즈(22) 및 제2 렌즈(23)가 설치되며, 전방 끝부분에는 제3 렌즈(24)가 결합된다. 제3 렌즈의 이탈을 막기 위해 렌즈캡(21)이 렌즈 모듈(2)의 전방 끝부분에 결합된다.
제1 렌즈(22) 및 제2 렌즈(23)의 입경은 렌즈 모듈(2)의 단면 입경보다 작기 때문에, 렌즈 모듈(2)의 단면 입경과 동일한 크기로 제작된 제1 렌즈 결합부(25) 및 제2 렌즈 결합부(26)에 제1 및 제2 렌즈(22, 23)를 각각 결합시킨 다음, 렌즈 모듈(2)에 결합시켜도 좋다.
제1 내지 제3 렌즈의 간격에 대해서는 도 4를 참조하여 자세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 수술용 조명 기구의 렌즈 모듈(2)을 구성하는 렌즈 배열을 나타낸 개념도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 렌즈 모듈(2)에 설치되는 제1, 제2 및 제3 렌즈(22, 23, 24)는 소정의 간격을 두고 설치된다. 본 명세서에서 "소정의 간격"이란 수술시 조명 기구와 피술체 사이의 거리에 따라 비추어지는 원의 면적이 수술에 적합한 정도를 나타내는 간격을 말한다. 예를 들어, 일반적으로 수술시에 25 cm ~ 30 cm 정도의 거리에서 직경 10 cm 정도의 크기가 나오도록 하면 수술에 적합하다.
본 발명에서 바람직한 구체예로서, 피술체와 조명과의 거리를 25 cm라고 할 때 직경 9 cm의 크기로 피술체를 비추고, 동시에 30 cm의 거리에서 직경 10.5 cm의 크기로 피술체를 비추도록 하기 위해서는 도 4에서 기재된 수치로 설계하면 된다. 즉, LED 광원(14)과 제1 렌즈(22) 사이의 거리를 1.5 mm, 제1 렌즈(22)와 제2 렌 즈(23)의 거리를 2 mm, 제2 렌즈(23)와 제3 렌즈(24) 사이의 거리를 3.5 mm로 하고, 5 W 전력의 LED 램프와, 제1 렌즈의 크기와 곡률은 각각 9 mm, R10.3/10.3, 제2 렌즈의 크기와 곡률은 각각 15 mm와 R33.2/33.2, 제3 렌즈의 크기와 곡률은 각각 21 mm와 R28.5/28.5로 설계한다.
이와 같은 렌즈의 간격, 크기 및 곡률은 당업자가 반복 실힘 및 설계 변경을 통해 변경하는 것이 가능하다. 렌즈의 간격, 크기, 곡률로 설계하면 빛이 분산되거나 흩어지지 않아 원하는 크기에 깨끗한 빛의 상이 맺히게 된다.
본 발명에서 사용되는 제1 내지 제3 렌즈는 일반적인 렌즈가 아닌 광학 렌즈를 사용함으로써 투과율을 높이도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 빛이 렌즈 1개를 통과할 때 빛의 반사와 흡수로 인해 8 % 정도 소멸되어 투과율이 92 % 정도로 빛의 감소가 나타나는 것이 일반적이므로, 빛의 투과율을 높이기 위해 제1 내지 제3 렌즈의 양면에 무반사 코팅 처리함으로써 투과율을 98~99 %에 이르도록 하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명에 따른 수술용 조명 기구의 본체 전면에 설치되는 제1 덮개(11)에 대한 정면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 덮개(11)의 중앙부에는 LED(14)가 설치된다. 본 발명에서 사용되는 LED는 백색 LED가 바람직하다.
이 LED는 제1 덮개(11)의 중앙부에 설치되는 LED 결합판(13)에 결합되도록 설치하여도 좋다. 이 때, LED 결합판(13)의 중앙부 주변으로 복수개의 통풍구(15)를 형성함으로써, LED에서 발생하는 열이 본체 내부를 통해 본체 후방으로 빠져 나 가도록 설계하는 것이 좋다.
도 6은 본 발명에 따른 수술용 조명 기구를 후방에서 바라본 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본체(1)의 표면에는 본체 내부에서 발생하는 열을 방출하기 위한 방열판(16)이 형성되어 있다. 이 방열판(16)은 금속 재질로, 본체 내부의 열을 외부로 방출시키는 역할을 한다.
본체 내부의 후방부에는 냉각팬(19)을 설치하여, 본체 내부의 열이 본체 후방으로 빠져 나가는 공기에 의해 냉각되도록 한다.
본체의 후방 끝부분에는 제2 덮개(12)가 결합되는데, 제2 덮개(12)의 중앙부에는 결합구(18)가 설치되며, 결합구 주변에는 복수개의 통풍구(17)가 설치되어, 내부의 공기를 외부로 배출하는 통로 역할을 한다.
결합구(18)에는 스프링 코일(도시되지 않음)이 결합되어, 본 발명의 수술용 조명 기구를 자유 자재로 배치할 수 있도록 한다. 또한 결합구(18)를 통해 전원선이 외부로 배출되면서 전원과 전기적으로 연결됨으로써 스위치(3)의 작동에 의해 LED에 전원을 공급할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 수술용 조명 기구는 스프링 코일의 다른 한쪽 끝부분에 결합되는 형태에 따라 다양한 적용이 가능하다. 예를 들어 스프링 코일의 다른 한 쪽을 치과 또는 이비인후과의 유닛에 결합시켜 사용할 수도 있고, 테이블의 일측에 결합시켜 수술대, 진료대, 검진대 등에 부착하여 사용할 수도 있으며, 스탠드에 장착하여 자유롭게 이동시키면서 사용할 수도 있다.
아래 특허청구범위에 기재된 본 발명의 균등 범위의 변형 내지 변경은 이 분 야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수술용 조명 기구에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수술용 조명 기구에 대한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수술용 조명 기구의 렌즈 모듈에 대한 분해사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 수술용 조명 기구의 렌즈 모듈을 구성하는 렌즈 배열을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 수술용 조명 기구의 본체 전면에 설치되는 제1 덮개에 대한 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 수술용 조명 기구를 후방에서 바라본 사시도이다.
* 도면의 주요 부호에 대한 명칭 *
1: 본체 2: 렌즈 모듈
3: 스위치 11: 제1 덮개
12: 제2 덮개 13: LED 결합판
14: LED 15: 통풍구
16: 방열판 17: 통풍구
18: 결합구 19: 냉각팬
21: 렌즈캡 22: 제1 렌즈
23: 제2 렌즈 24: 제3 렌즈
25: 제1 렌즈 결합부 26: 제2 렌즈 결합부

Claims (5)

  1. 외부에 스위치(3)가 설치되고, 전후방에 각각 제1 덮개(11) 및 제2 덮개(12)가 결합되는 본체(1); 및
    상기 제1 덮개의 중앙부에는 LED(14)가 설치되고, 전방에는 렌즈 모듈(2)이 결합되며;
    상기 렌즈 모듈(2)의 후방에서 전방으로 제1 렌즈(22), 제2 렌즈(23) 및 제3 렌즈(24)가 소정의 간격을 두고 이격되어 설치되며, 상기 제3 렌즈(24)의 전방에는 렌즈캡(21)이 설치되는 것을 특징으로 하는 수술용 조명 기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 LED(14)는 LED 결합판(13)에 결합된 상태로 상기 제1 덮개에 설치되고, 상기 LED 결합판(13)에는 복수개의 통풍구(15)가 형성된 것을 특징으로 하는 수술용 조명 기구.
  3. 제1항에 있어서, 상기 본체(1)의 표면에는 복수개의 방열판(16)이 형성되는 것을 특징으로 하는 수술용 조명 기구.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 덮개(12)의 중앙부에는 스프링 코일이 결합되기 위한 결합구(18)가 형성되고, 그 주변에는 복수개의 통풍구(17)가 형성된 것을 특징으로 하는 수술용 조명 기구.
  5. 제4항에 있어서, 상기 본체의 후방부에 설치된 냉각팬(19)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 조명 기구.
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