KR20140122988A

KR20140122988A - 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스

Info

Publication number: KR20140122988A
Application number: KR20130075096A
Authority: KR
Inventors: 김륜경; 전성채; 이태범
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2013-04-11
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2014-10-21
Also published as: KR101505083B1

Abstract

본 발명은 레이저 발생부로부터 발생된 레이저 빔을 환부에 전달하는 의료용 핸드피스에 관한 것으로, 레이저 빔이 조사되지 않는 부위나 반복적으로 조사되는 부위가 없는 정확한 레이저 조사, 사용자의 노력 경감 및 치료 시간 단축, 스캔의 편리성 증대, 치료 효율의 개선 등을 동시에 달성할 수 있는 의료용 핸드피스를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 본 발명은 치아와 치아 사이의 부분에도 쉽게 레이저 빔을 조사할 수 있으며, 약간 굴곡진 치아에 효율적으로 레이저 빔을 조사하여 치료 효율을 높일 수 있는 치과 치료용 핸드피스를 제공하는데 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 레이저 발생부에서 출력되는 레이저 빔을 줄 형태의 레이저 빔으로 변환하여 출력하는 빔 트랜스포머가 구비되어, 상기 빔 트랜스포머에서 출력되는 줄 형태의 레이저 빔을 신체 부위에 조사할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스를 제공한다.

Description

줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스{MEDICAL HANDPIECE ABLE TO IRRADIATE LINE LASER BEAM}

본 발명은 의료용 핸드피스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피부과나 치과, 이비인후과 등의 의료 분야에서 신체 부위에 치료 목적으로 이용되는 의료기기에서 줄(line) 형태의 레이저 빔을 조사할 수 있는 의료용 핸드피스에 관한 것이다.

오늘날 피부과, 치과, 이비인후과 등에서 진단이나 치료의 목적으로 피부 또는 치아 등의 신체 부위에 레이저 빔을 조사하는 기술이 연구되어 왔다.

예를 들면, 탈모 방지나 발모 촉진, 피부 박피, 피부 재생, 미백, 주름이나 반점 제거, 기미 제거, 치아 치료 등의 목적으로 레이저 빔을 이용하고 있으며, 이에 맞추어 신체 각 부위에 레이저 빔을 조사할 수 있는 다양한 레이저 의료기기들이 개발되고 있다.

일반적으로 레이저 의료기기는 신체 부위에 레이저 빔을 조사하는 핸드피스(handpiece)를 포함하며, 핸드피스는 레이저 발생부에서 출력되는 레이저 빔을 신체 부위에 전달하는 기구로 사용된다.

종래의 핸드피스에서 조사되는 레이저 빔은 작은 직경의 원형 빔 형태로서, 원형의 레이저 빔을 신체 부위에 스팟(spot) 형태로 조사하는 기법이 널리 이용되고 있다.

이 과정에서 핸드피스를 사용하여 원형의 작은 레이저 빔을 환부에 띄엄띄엄 조사하는데, 의사가 일정한 속도 및 일정한 간격으로 레이저 빔을 조사하는 것이 쉽지 않으며, 일정한 간격으로 레이저 빔을 조사한다 하더라도 레이저 빔이 조사되지 않는 부분이 발생한다.

또한 넓은 영역의 환부에서 레이저 빔을 계속 이동시켜 가면서 조사해야 하므로 사용자의 많은 노력이 필요하고, 치료 시간이 길어지는 문제점을 가진다.

더욱이 치료시에 조사 부위를 여러 방향으로 램덤(random)하게 이동시켜 스캔하는 방식을 취하므로 부분적으로 레이저 빔을 조사하지 않거나, 같은 부위에 빔을 여러 번 조사하기가 쉽고(같은 위치에 레이저 빔이 여러 번 찍힘), 불필요한 반복 조사로 인해 피부 조직의 손상이 초래될 수도 있다.

또한 구강용으로 사용할 경우에서, 예컨대 원형의 레이저 빔이 조사되는 종래의 치과용 레이저 핸드피스를 사용하여 시린 이 등을 치료할 경우에서 다른 치아와 인접한 치아 부분(치아와 치아 사이 부분)에 레이저 빔을 조사하는 것이 쉽지 않아 사용자의 불만이 제기되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 정확한 레이저 조사, 사용자의 노력 경감 및 치료 시간 단축, 스캔의 편리성 증대, 치료 효율의 개선 등을 달성할 수 있는 의료용 핸드피스를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 치아와 치아 사이의 부분에도 쉽게 레이저 빔을 조사할 수 있고, 약간 굴곡진 치아에 효율적으로 레이저 빔을 조사하여 치료 효율을 극대화할 수 있는 치과 치료용 핸드피스를 제공하는데 목적이 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 레이저 발생부에서 출력되는 레이저 빔을 신체 부위에 조사하기 위한 의료용 핸드피스에 있어서, 상기 레이저 발생부에서 출력되는 레이저 빔을 줄 형태의 레이저 빔으로 변환하여 출력하는 빔 트랜스포머가 구비되어, 상기 빔 트랜스포머에서 출력되는 줄 형태의 레이저 빔을 신체 부위에 조사할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스를 제공한다.

바람직한 실시예에서, 상기 빔 트랜스포머는 레이저 발생부로부터 도입된 레이저 빔을 줄 형태의 레이저 빔으로 변형시키도록 핸드피스 케이스 내에 빔 경로 상의 전후로 배치되는 복수의 광학수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 빔 트랜스포머는 상기 핸드피스 케이스 내에 도입된 원형의 레이저 빔을 줄 형태의 레이저 빔으로 변형시켜주는 제1광학수단과; 상기 제1광학수단의 빔 경로 상 후측에 배치되어 제1광학수단에서 입사되는 줄 형태의 레이저 빔을 추가로 변형시켜 빔 폭 또는 빔 길이를 조절하는 제2광학수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1광학수단은 포웰 렌즈(Powell lens), 어레이 렌즈(array lens), 및 실린더 렌즈(cylindrical lens) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1광학수단은 레이저 빔을 줄 형상으로 통과시키도록 줄 형상의 슬릿이 형성된 슬릿 부재인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제2광학수단은 실린더 렌즈, PCX 렌즈(plano-convex lens), 로드 렌즈(rod lens), PCV 렌즈(plano-concave lens), 콜리메이팅 렌즈(collimating lens), 및 로드 렌즈 어레이(rod lens array) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 빔 트랜스포머는 제1광학수단의 빔 경로 상 전측에 배치되어 핸드피스 케이스 내에 도입된 원형의 레이저 빔을 모아주어 제1광학수단에 입사시키거나 평행광으로 입사시키는 제3광학수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제3광학수단은 PCX 렌즈(plano-convex lens)나 콜리메이팅 렌즈(collimating lens)인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 핸드피스 케이스는 일측이 개구되어 있으면서 내부에 빔 트랜스포머가 수납되는 케이스 본체와; 상기 케이스 본체의 개구부에 조립되고 빔 트랜스포머에서 출력되는 줄 형태의 레이저 빔을 외부로 출력하기 위한 빔 출구가 형성된 캡과; 상기 캡이 케이스 본체의 개구부에 조립된 상태로 이동될 수 있도록 하여 빔 트랜스포머의 빔 출력부와 캡의 빔 출구 간 거리가 조절되도록 해주는 조절수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 조절수단은 캡과 케이스 본체의 개구부에 각각 형성된 나사산이고, 상기 캡과 케이스 본체가 상기 나사산에 의해 상호 결합되어 캡이 회전됨에 따라 이동될 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 빔 트랜스포머는 장주기 격자가 정해진 구간을 따라 형성되고 상기 레이저 발생부에서 출력되는 레이저 빔이 코어에 입사되도록 구비되어 코어에 입사된 레이저 빔을 장주기 격자 구간을 따라 줄 형태로 방출하는 광섬유인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 레이저 발생부에서 출력되는 레이저 빔을 전달받아 상기 광섬유로 입사시키는 핸드피스 본체가 구비되고, 상기 핸드피스 본체에 외부로 길게 연장되도록 상기 광섬유의 일단부가 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 핸드피스 본체로부터 레이저 빔이 입사되는 광섬유 일단부가 핸드피스 본체의 빔 출력부에 커넥터 기구로 탈부착될 수 있게 연결되어 광섬유의 교체가 가능하도록 된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 광섬유의 타단부에 사용자가 손으로 잡을 수 있는 손잡이가 설치되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 의료용 핸드피스에서는 레이저 발생부로부터 출력되는 레이저 빔을 줄 형태의 레이저 빔으로 변환하여 출력하는 빔 트랜스포머가 구비됨으로써, 줄 레이저 스캔 방식의 이용이 가능하고, 레이저 빔이 조사되지 않는 부위나 반복적으로 조사되는 부위가 없는 정확한 레이저 조사, 사용자의 노력 경감 및 치료 시간 단축, 스캔의 편리성 증대, 치료 효율의 개선 등을 달성할 수 있게 된다.

또한 광섬유를 사용한 빔 트랜스포머를 적용할 경우 치아와 치아 사이의 부분에도 쉽게 줄 레이저 빔을 조사할 수 있는 이점이 있다.

또한 광섬유를 사용한 빔 트랜스포머를 적용할 경우 구부리거나 일정 각도로 휠 수 있는 유연성(flexibility)을 가지므로 굴곡진 신체의 치료부위에 간편하게 줄 레이저 빔을 조사할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스에서 줄 레이저 빔이 조사되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 일 실시예의 핸드피스에서 내부에 탑재되는 빔 트랜스포머의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에서 캡의 형상을 달리한 핸드피스의 여러 예를 도시한 도면이다.
도 5는 제1광학수단으로 사용될 수 있는 슬릿 부재의 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에서 빔 트랜스포머를 통해 환부에 조사되는 줄 레이저 빔의 여러 형태를 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예로서 복수의 렌즈들로 구성된 제1광학수단을 적용한 실시예의 도면이다.
도 8은 도 7의 실시예에서 제1광학수단으로 2개의 PCX 렌즈를 조합한 구성의 예시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예로서 C형의 줄 레이저 빔이 출력되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 핸드피스를 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 레이저 빔을 조사하는 의료용 핸드피스, 핸드피스를 포함한 의료기기에 관한 것으로서, 특히 종래의 문제점을 개선하기 위해 원형의 레이저 빔 대신 줄 형태의 레이저 빔(이하, '줄 레이저 빔'이라 칭함)를 조사할 수 있는 의료용 핸드피스에 관한 것이다.

본 발명에서와 같이 줄 레이저 빔을 조사하도록 구성될 경우, 원형의 레이저 빔을 조사하는 경우에 비해 조사 부위를 여러 방향으로 이동시켜야 하는 단점이 보완되므로 치료 시간 단축 및 치료 효율의 개선이 가능해지고, 빔 조사 부위를 한 방향으로만 이동시키면 되므로 사용이 수월해지는 이점이 있게 된다.

본 발명에서와 같이 줄 레이저 빔을 조사하도록 구성될 경우, 원형의 레이저 빔을 조사하는 경우에 비해 레이저 빔이 조사되지 않는 부위나 한 부위에 반복적으로 레이저 빔이 조사될 수 있는 문제점을 개선할 수 있고, 빔 조사 부위를 한 방향으로만 이동시키면 되므로 사용이 수월해지는 이점과 치료 시간 단축 및 치료 효율의 증대를 가져올 수 있다.

작은 원형 빔이 조사되어 종ㆍ횡 방향으로 모두 스캔을 해야 했던 종래의 핸드피스에 비해, 본 발명의 핸드피스를 사용할 경우, 줄 레이저 빔을 조사하면서 한 방향으로만 스캔을 하면 되므로 사용상 보다 편리함이 있게 되는 것이다(사용자의 노력 경감 및 스캔의 편리성 증대).

이러한 본 발명의 의료용 핸드피스는 조사되는 줄 레이저 빔의 사이즈를 다양하게 조절할 경우 피부과나 치과, 이비인후과 등의 여러 분야에서 환부를 치료하는데 이용될 수 있다(피부 치료용, 치아 치료용 등).

예를 들어, 줄 레이저 빔의 길이를 길게 하여 피부 치료용으로 이용하거나, 줄 레이저 빔의 길이를 상대적으로 짧게 하여 치아 치료용으로 이용하는 것이 가능하며, 시린 이 치료 등 치과용으로 응용할 경우 치아와 치아 사이로 얇은(예를 들면, 수 ㎛의 빔 폭을 갖는) 줄 형태의 레이저 빔을 조사할 수 있으므로 치아 사이의 안쪽 부분도 레이저 치료가 훨씬 수월해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스에서 줄 레이저 빔이 조사되는 상태를 도시한 사시도이다.

도 1은 일 실시예에 따른 핸드피스(100)의 개략적인 외관 형상을 나타내고 있으며, 이러한 핸드피스의 외관 형상은 건(gun) 타입이나 원통, 사각통 타입 등으로 다양하게 변형이 가능하고, 본 발명에서 특정하게 한정하지 않는다.

다만, 본 발명의 일 실시예에서 핸드피스(100)의 케이스(101) 일측에는 줄 레이저 빔이 출력되는 빔 출구(104)가 형성되며, 핸드피스 내부의 구성요소에 의해 출력되는 줄 레이저 빔이 상기 빔 출구(104)를 통해 외부의 피부나 치아 등의 환부(1)에 조사될 수 있도록 되어 있다.

본 발명의 핸드피스(100)에서 줄 레이저 빔을 발생시키는 구성요소를 살펴보면, 레이저 발생부(2)에서 출력되는 원형의 레이저 빔을 전달받아 줄 형태의 레이저 빔(줄 레이저 빔)으로 변환하여 출력하는 구성요소를 가진다.

즉, 본 발명의 핸드피스(100)는 레이저 발생부(2)에서 출력되는 레이저 빔을 줄 형태의 레이저 빔으로 변환시켜 출력하는 빔 트랜스포머(beam transformer)를 포함하고, 일 실시예에서 빔 트랜스포머는 핸드피스(100)의 케이스(101) 내부에 탑재된다.

이때, 도 1 및 도 2에 나타낸 일 실시예는 내부에 탑재된 빔 트랜스포머에서 출력되는 줄 레이저 빔이 핸드피스(100)의 빔 출구(104)를 통해 외부로 출력됨으로써 환부(1)에 조사되는 구성을 가진다.

상기 레이저 발생부(2)는 레이저 매질 및 공진기(cavity)를 포함하는 공지의 레이저발진장치가 될 수 있으며, 레이저 다이오드 모듈을 포함하는 것이 될 수 있다.

또한 레이저 발생부(2)에서 출력되는 원형의 레이저 빔이 빔 트랜스포머에 직접 입력되도록 레이저 발생부(2)와 핸드피스(100)는 직결된 구조가 될 수도 있으나, 레이저 발생부(2)가 핸드피스(100)와 분리된 별도의 장치로 구비되어, 레이저 발생부(2)와 핸드피스(100) 사이를 빔전달부(3)로 연결한 구성이 바람직하다.

이때, 빔전달부(3)는 레이저 빔을 전달하는 광섬유를 사용하여 구성될 수 있으며, 레이저 발생부(2)와 핸드피스(100) 사이에 광섬유를 사용한 광케이블(3)을 연결하여, 레이저 발생부(2)에서 출력되는 원형의 레이저 빔이 광케이블(3)을 통해 빔 트랜스포머로 전달된 뒤 줄 레이저 빔으로 변환되어 출력될 수 있도록 한다.

한편, 빔 트랜스포머는 원형의 레이저 빔을 줄 형태의 레이저 빔(줄 레이저 빔)으로 변형시키기 위해 복수의 광학수단을 빔 경로 상에 전후로 배치하여 조합한 구성이 될 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 일 실시예의 핸드피스에서 내부에 탑재되는 빔 트랜스포머의 구성을 나타내는 도면으로, 레이저 발생부에 대해서는 도시를 생략하였다.

도시된 바와 같이, 일 실시예의 핸드피스(100)에서는 케이스(101) 내부에 레이저 빔의 형태를 변환하여 출력하는 빔 트랜스포머(110a)가 내장되며, 레이저 발생부에서 출력되는 원형의 레이저 빔이 광케이블(3)을 통해 핸드피스(100) 일단(도면상 케이스 좌측단)으로 도입되어 빔 트랜스포머(110a)에 입사된다.

또한 핸드피스(100)의 타단(도면상 케이스 우측단)에는 빔 출구(104)가 형성되며, 빔 트랜스포머(110a)를 거쳐 생성된 줄 레이저 빔이 핸드피스 케이스(101)의 빔 출구(104)를 통해 외부로 출력되어 환부(1)에 조사된다.

상기 빔 트랜스포머(110a)는 핸드피스(100)의 케이스(101) 내부에서 빔 경로 상의 전후 위치에 각각 배치되는 광학수단(111,112,113)들을 포함하며, 핸드피스 내부로 도입된 원형의 레이저 빔이 광학수단들을 차례로 통과하면서 줄 형태의 레이저 빔으로 변환될 수 있게 구성된다.

바람직한 실시예에서, 빔 트랜스포머(110a)는 핸드피스(100) 내부로 도입된 원형의 레이저 빔을 줄 형태의 레이저 빔으로 1차 변형시켜주는 제1광학수단(111)과, 제1광학수단(111)의 빔 경로 상 후측에 배치되어 제1광학수단으로부터 입사되는 줄 형태의 레이저 빔을 2차 변형시켜 횡방향의 빔 폭이나 빔 길이를 조절해주는 제2광학수단(112)을 포함한다.

이에 더하여, 상기 제1광학수단(111)의 빔 경로 상 전측에는 핸드피스(100) 내부로 도입된 원형의 레이저 빔을 제1광학수단(111)으로 전달하는 제3광학수단(113)이 배치될 수 있다.

상기 제1광학수단(111)은 원형의 빔을 줄 형태의 빔으로 만들어줄 수 있는 렌즈(일명 '라인 렌즈'), 예컨대 줄 형태의 빔으로 변형시키는 포웰 렌즈(Powell lens)나 어레이 렌즈(array lens), 실린더 렌즈(cylindrical lens)를 포함할 수 있다.

그 외에 원형의 빔을 선형 빔으로 변형시킬 수 있는 공지의 렌즈 혹은 광학소자를 사용한 구성이라면 적용 가능하다.

또한 제1광학수단(111)의 출력 쪽으로 배치되는 제2광학수단(112)은 제1광학수단을 통과하면서 줄 형태로 변형된 레이저 빔의 길이를 증가시키거나 빔 폭을 축소시켜 레이저 빔을 보다 샤프(sharp)한 형태로 만들어주는 것으로서, 줄 레이저 빔을 추가적으로 가공할 수 있는, 즉 줄 레이저 빔에 추가적인 변형을 가해줄 수 있는 실린더 렌즈나 PCX 렌즈(plano-convex lens), 로드 렌즈(rod lens), PCV 렌즈(plano-concave lens), 콜리메이팅 렌즈(collimating lens), 또는 로드 렌즈 어레이(rod lens array)를 포함할 수 있다.

또한 제3광학수단(113)은 최대한 빔 손실 없이 원형의 모든 빔이 후측의 제1광학수단(111)으로 입사될 수 있게 조절해주는 광학수단으로, 핸드피스(100) 내부로 도입된 원형의 레이저 빔을 모아주거나 평행광으로 제1광학수단(111)에 입사될 수 있게 조절해주며, PCX 렌즈나 콜리메이팅 렌즈를 포함할 수 있다.

이와 같이 하여, 상술한 구성의 빔 트랜스포머(110a)에 의해 핸드피스(100)로 도입된 원형의 레이저 빔은 줄 레이저 빔으로 변환되어 빔 출구(104)를 통해 최종 출력될 수 있는바, 상기한 빔 트랜스포머(110a)의 구성에 있어서, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이 최종 출력되는 줄 레이저 빔에서 길이방향으로의 파워가 균일한 탑-햇 모드 빔 프로파일(top-hat mode beam profile)을 가지도록 빔을 변형시킬 수 있는 구성이 바람직하고, 더불어 (b)에 나타낸 바와 같이 폭 방향으로는 파워가 가우시안 모드(Gaussian mode)의 형태를 가지도록 변형시킬 수 있는 구성이 바람직하다.

상기한 본 발명의 핸드피스는 레이저 발생부에서 출력되는 레이저 빔의 파장에 따라 적절한 렌즈를 선택하여 사용할 수 있으므로 다양한 분야의 레이저 의료기기에 적용 가능하다.

그리고, 도 3의 실시예에서, 핸드피스(100)의 케이스(101)는 일측이 개구되어 있으면서 내부에 빔 트랜스포머(110a)가 수납되는 케이스 본체(102)와, 상기 케이스 본체(102)의 개구부에 조립되는 캡(103)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 캡(103)은 줄 레이저 빔이 출력되는 쪽에 조립되는 것으로, 이 캡(103)에 줄 레이저 빔을 외부로 출력하기 위한 빔 출구(104)가 형성된다.

이때, 캡(103)은 케이스 본체(102)의 개구부에 나사 결합되는 구조가 바람직하며, 이러한 나사 결합에 의해 케이스 본체(102)에 수납된 빔 트랜스포머(110a)의 빔 출력부와 상기 캡(103)에 형성된 빔 출구(104) 사이의 거리가 조절될 수 있도록 한다.

즉, 캡(103)을 돌려줄 경우, 케이스 본체(102)에서 캡이 전후로 이동하면서, 케이스 본체(102)에 수납된 빔 트랜스포머(110a)의 빔 출력부(줄 레이저 빔이 출력되는 제3광학수단에 해당함)로부터 캡의 빔 출구(104) 간 거리가 서로 멀어지거나 가까워지도록 할 수 있는 것이다.

이 경우, 빔 트랜스포머(110a)에서 줄 레이저 빔이 도 3에서와 같이 길이방향으로 확장되는 확산광 형태로 출력될 때, 캡(103)을 돌려주는 것으로 빔 출구(104)를 통해 환부(1)에 조사되는 줄 레이저 빔의 길이가 조절될 수 있다.

상기 캡과 빔 출구가 줄 레이저 빔의 단부 쪽을 차단하면서 빔 출구를 통과하는 빔만이 환부에 조사되도록 빔을 잘라주는 역할을 하므로 캡의 전후 위치를 조절할 경우 환부에 조사되는 빔의 길이를 다양하게 변화시켜 조절할 수 있게 된다.

여기서, 상호 결합되는 캡(103)의 나사산(103a)과 케이스 본체(102)의 나사산(102a)은, 캡이 케이스 본체의 개구부에서 이동될 수 있도록 하여 빔 트랜스포머(110a)의 빔 출력부와 캡의 빔 출구(104) 간 거리가 조절되도록 해주는 조절수단이 된다.

또한 본 발명의 핸드피스(100)는 피부과, 치과, 이비인후과 등에서의 레이저 치료 조건이나 치료 대상 부위에 따라 줄 레이저 빔이 출력되는 부분의 형상이나 빔 출구(104)의 사이즈가 상이한 복수의 교체용 캡(103-1,103-2)을 포함할 수 있다.

도 4는 캡의 형상을 달리한 핸드피스의 여러 예를 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 줄 레이저 빔이 출력되는 캡(103) 전체 또는 캡에서 환부에 닿는 부분(팁)을 뾰족한 형상으로 형성할 수도 있으며, 이러한 교체용 캡(103)에서 형상의 차이로 인해 줄 레이저 빔의 길이가 달라질 수 있다.

또한 교체용 캡(103)이 동일 형상이라 하더라도 빔 출구(104)의 사이즈에 따라 줄 레이저 빔의 길이가 달라질 수 있다.

그리고, 상기한 본 발명의 실시예에서 환부에 조사되는 줄 레이저 빔의 폭은 빔 트랜스포머의 구성, 즉 렌즈의 배치나 사양 등의 여러 조건에 따라서 달라질 수 있으며, 설계에 따라 환부에 조사되는 줄 레이저 빔의 폭(빔 두께)을 수십 ㎛에서 수 mm 까지 만들어줄 수 있다.

바람직하게는 빔 트랜스포머를 통해 조사된 줄 레이저 빔의 폭이 환부에서 10 ㎛ ~ 3 mm의 범위가 될 수 있게 구성하는 것이 가능하다.

이에 따라, 줄 레이저 빔의 폭을 크게 조정할 경우 환부에 실질적으로 면형의 레이저 빔을 조사하는 것과 같은 효과를 낼 수 있으며, 사용시 넓은 면적의 환부에 보다 쉽고 편리하게 레이저 빔을 조사하는 것이 가능해진다.

도 6은 본 발명의 실시예에서 빔 트랜스포머를 통해 환부에 조사되는 줄 레이저 빔의 형태를 예시한 것으로, (a)는 줄 레이저 빔의 폭을 크게 할 경우 환부에 실질적으로 레이저 면 조사가 이루어질 수 있음을 보여주고 있다.

또한 상기한 본 발명의 실시예에서 빔 트랜스포머를 복수로 구성할 수도 있으며, 이 경우 여러 개의 줄 레이저 빔을 폭 방향으로 연속되게 환부에 조사할 수 있으므로, 이 역시 면형의 레이저 빔을 조사하는 것과 같은 효과를 낼 수 있다(여러 줄의 레이저 빔이 합쳐져 면 조사가 이루어지는 형태가 됨).

따라서, 환부에 대해 하나의 줄 레이저 빔만을 조사하여 연속 이동 스캔하는 방식에 비해, 이웃한 부위에 여러 개의 줄 레이저 빔을 동시에 조사할 수 있으므로 넓은 면적의 환부에 보다 쉽게 레이저 빔을 조사할 수 있게 된다.

이를 위해 핸드피스 내부에 동일 구성의 빔 트랜스포머 여러 개를 측방으로 배열하여 장착하며, 이와 함께 레이저 발생부에서 출력되어 전달되는 레이저 빔을 여러 개의 빔으로 분할하여 각 빔 트랜스포머에 입사시키는 광 커플러를 빔 트랜스포머의 전측에 배치한다.

이 경우, 레이저 발생부로부터 전달된 레이저 빔이 1:N의 광 커플러에 의해 N개의 빔으로 분할되고, 분할된 빔이 각각의 빔 트랜스포머(N개)를 통과하면서 줄 레이저 빔 형태로 변형되어 출력되는바, 이에 여러 개의 줄 레이저 빔이 환부에 폭 방향으로 이웃하게 조사될 수 있다.

도 6의 (b)는 복수의 빔 트랜스포머를 적용한 실시예에서 환부에 조사되는 레이저 빔의 형태를 나타내는 것으로, 여러 개의 줄 레이저 빔이 환부의 이웃한 부위에 동시에 조사되는 상태를 보여주고 있다.

(c)에 나타낸 바와 같이 작은 원형의 레이저 빔이 환부에 띄엄띄엄 조사되는 종래의 경우에 비해(원형의 빔이 조사되는 부위 사이로 레이저 조사가 되지 않는 부분이 존재함), (b)의 경우에서 레이저 빔이 조사되지 않는 부분이 최소화되는 분명한 이점이 있음을 알 수 있다.

한편, 빔 트랜스포머(110a)에서 제1광학수단(111)으로 상기한 광학렌즈(라인 렌즈) 대신 줄(line) 형상의 슬릿(slit)(111a)이 형성된 슬릿 부재를 사용하는 것이 가능하며, 도 5는 제1광학수단(111)으로 사용될 수 있는 슬릿 부재의 예를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이 슬릿 부재(111)는 빔을 줄 형상으로 통과시키도록 가운데에 가늘고 긴 슬릿(111a)이 형성된 구조를 가지며, 이러한 슬릿 부재를 빔 경로 상에 배치되는 제1광학수단으로 사용할 경우 입사되는 빔이 슬릿(111a)에 의해 줄 형태의 빔으로 출력될 수 있다.

즉, 슬릿 부재(111)는 입사되는 원형 빔 중 일부를 슬릿(111a)을 통해 선택적으로 통과시킬 수 있도록 구비되는 것으로, 이는 원형 빔의 일부를 차단함과 동시에 슬릿(111a)을 통해서만 빔을 선택적으로 통과시켜 줄 형태로 빔을 잘라주는 역할을 하는바, 원형의 빔이 슬릿 부재(111)에 의해 줄 형태의 빔으로 가공될 수 있다.

이때, 슬릿 부재(111)의 출력 쪽에 배치되는 제2광학수단(112)으로 빔을 모아주기 위한 PCX 렌즈 또는 실린더 렌즈 등을 배치할 수 있고, 또는 로드 렌즈나 PCV 렌즈, 콜리메이팅 렌즈, 로드 렌즈 어레이를 배치하여 슬릿(111a)을 통과한 줄 레이저 빔을 모아주면서 줄 형태의 빔 이미지를 그대로 전달할 수 있다.

한편, 전술한 실시예는 빔 트랜스포머에서 제1광학수단으로 하나의 광학렌즈를 사용한 실시예로, 위에서 제1광학수단의 광학렌즈로 그 자체가 원형의 빔을 줄 형태의 빔으로 만들어줄 수 있는 하나의 라인 렌즈, 즉 포웰 렌즈나 어레이 렌즈, 실린더 렌즈 등이 사용될 수 있음을 설명하였다.

하지만, 빔 경로를 따라 배열되는 복수의 렌즈들이 조합된 구성, 즉 특히 복수의 렌즈들을 사용하여 줄 레이저 빔을 만들어줄 수 있는 구성이라면, 이 또한 본 발명에서 빔 트랜스포머의 제1광학수단으로 채택 가능하다.

이 경우, 위의 설명에서 제2광학수단으로 사용 가능한 예로 열거한 렌즈들을 조합한 구성이 채택될 수 있고, 복수의 렌즈들을 빔 경로 상의 전후로 배열하여 줄 형태의 빔을 만들어주기 위한 광학수단을 구성한다.

예로서, 실린더 렌즈, PCX 렌즈, 로드 렌즈, PCV 렌즈, 콜리메이팅 렌즈, 및 로드 렌즈 어레이 중에 선택된 적어도 1종 또는 2종 이상의 렌즈 복수 개를 빔 경로 상의 전후로 배열하여 줄 레이저 빔을 만들어주기 위한 광학수단을 구성할 수가 있다.

이러한 복수의 렌즈들을 조합한 구성 역시 원형의 빔을 줄 형태의 빔으로 만들어줄 수 있으므로 상술한 제1광학수단의 범주에 포함된다 할 수 있으며, 이하 상기와 같이 복수의 렌즈들을 조합한 광학수단 역시 제1광학수단이라 칭하기로 한다.

도 7은 복수의 렌즈들로 제1광학수단을 적용한 실시예의 도면으로, 케이스(101) 내부에 2개의 렌즈(111b,111c)를 전후로 배열함으로써 빔 트랜스포머(110a)의 제1광학수단(111)을 구성한 실시예를 나타내고 있다.

도 8은 제1광학수단(111)으로 2개의 PCX 렌즈(111b,111c)를 조합한 구성의 예시도로, 이에 나타낸 바와 같이 동일한 종류의 렌즈를 서로 다른 방향으로(즉, 하나를 반대로 뒤집어서) 조합하는 것이 가능하고, 또는 각기 다른 종류의 렌즈를 전후로 배열하여 줄 레이저 빔을 만들 수 있는 제1광학수단을 구성할 수 있다.

도 8에는 제1광학수단(111)을 구성하는 2개의 PCX 렌즈(111b,111c)가 같은 크기로 도시되었으나, 두 렌즈는 서로 같은 크기이거나 다른 크기의 렌즈가 사용될 수 있다.

이러한 구성에서 제2광학수단(112)은 도 3의 실시예의 제2광학수단과 동일한 구성이 될 수 있고, 따라서 도 7의 실시예에서는 제1광학수단(111)과 제2광학수단(112) 모두가 실린더 렌즈, PCX 렌즈, 로드 렌즈, PCV 렌즈, 콜리메이팅 렌즈, 및 로드 렌즈 어레이 중에 선택된 것들에 의해 구성될 수 있다.

단, 제2광학수단(112)의 렌즈는 케이스(101) 내 빔 경로 상의 후측에, 제1광학수단(111)의 렌즈(111b,111c)들은 제2광학수단의 전측에 배치된다.

이때, 제1광학수단(111)과 제2광학수단(112)을 구성하는 렌즈들의 위치 및 렌즈들 간의 거리를 변경할 경우 핸드피스에서 출력되는 줄 레이저 빔의 길이를 달리할 수 있으며, 예로 제1광학수단의 렌즈들 중 출력부 쪽 렌즈, 즉 빔 경로 상의 후측 렌즈(111c)가 놓여지는 위치에 따라 핸드피스에서 출력되는 줄 레이저 빔의 길이를 조절할 수가 있다.

이와 더불어, 도 3의 실시예 및 도 7의 실시예 모두에서, 빔 경로 상의 가장 후측(핸드피스의 출력부 쪽)에 위치되는 렌즈, 즉 제2광학수단(112)의 렌즈만을 케이스(101)의 캡(103) 내측으로 고정 설치하거나, 또는 제1광학수단(111)의 렌즈들 중 후측의 렌즈(111c)와 제2광학수단(112)의 렌즈를 케이스(101)의 캡(103) 내측으로 고정 설치하여, 그 앞쪽 렌즈와의 거리를 조절할 수 있도록 하는 것도 가능하며, 이 경우 케이스 본체(102)에서 캡(103)의 전후 위치를 조절하는 것에 의해 핸드피스(100)에서 출력되는 줄 레이저 빔의 길이 등 그 형상을 조절할 수 있게 된다.

이와 같이 줄 레이저 빔을 만드는 수단(제1광학수단)에 있어서 반드시 하나의 라인 렌즈를 사용하지 않고도 조합된 복수의 렌즈들이 줄 레이저 빔을 만들 수 있는 구성이라면 본 발명에서 적용 가능하고, 이러한 구성을 채용한 실시예 또한 본 발명의 권리범위에 포함됨을 이해하여야 할 것이다.

또한 도 3 및 도 7의 실시예에서 제1광학수단이 줄 레이저 빔을 만들 수 있는 구성이므로 제2광학수단을 삭제하여 핸드피스의 빔 트랜스포머를 구성하는 것도 가능하다.

한편, 본 발명에 따른 핸드피스는 각각의 광학수단에 사용되는 렌즈의 선택 및 이들의 다양한 조합에 의해 빔 트랜스포머가 직선형이 아닌 약간 구부러진 곡선형의 줄 레이저 빔을 출력하는 것이 될 수 있다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸드피스는 C형과 같이 구부러진 형태의 곡선형 줄 레이저 빔을 출력하는 빔 트랜스포머를 포함하는 것으로, 치아(치아 옆면 등)이나 무릎 등과 같이 굴곡진 치료부위를 치료하는데 있어서는 구부러진 형태의 줄 레이저 빔이 더욱 적합할 수 있다.

도 3 내지 도 7에는 핸드피스에서 출력되는 줄 레이저 빔의 형태를 직선형으로 도시하였으나, 도 9는 직선형 대신 C형의 줄 레이저 빔이 출력되는 실시예를 도시한 도면으로서, 케이스(미도시) 내에 빔 트랜스포머를 구성하는 제1, 제2, 제3광학수단(111,112,113)을 가지면서, 빔 트랜스포머가 직선형(일자형) 줄 레이저 빔이 아닌 C형으로 대표되는 곡선형의 줄 레이저 빔을 출력하는 실시예를 나타내고 있다.

도 9에서 다양한 종류의 렌즈 및 광학수단의 조합이 가능하므로 광학수단을 모두 같은 형상으로 도시하였으나, 각 광학수단으로는 앞서 열거한 해당 광학수단의 렌즈들 중 선택된 것이 사용될 수 있고, 이 중에서 제1광학수단(111)은 슬릿이 형성된 슬릿 부재가 될 수도 있다.

다만, 제1광학수단(111)으로 슬릿 부재를 사용할 경우, 상기 슬릿 부재에서 슬릿의 형상은 도 5에 예시된 직선형(일자형)이 아닌, 구부러진 형상, 예컨대 C형과 같은 곡선형이 되어야 한다.

또한 도 9의 실시예에서 제1광학수단(111)을 통과하여 나가는 C형의 줄 레이저 빔은 제2광학수단(112)에 의해 변형이 가해진 뒤 출력되는데, 이때 제2광학수단은 빔 폭 또는 빔 길이를 조절하는데 이용되거나, 또는 전달되는 빔이 C형인 경우에서 빔 형상 자체를 변형시키는데 이용될 수도 있다.

예를 들면, 제1광학수단(111)을 통과하여 나오는 빔의 크기를 고려하여 제2광학수단(112)의 크기를 일정 수준보다 작게 할 경우에는 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같은 C형 빔이 출력되도록 할 수 있고, 반대로 제2광학수단의 크기를 일정 수준 이상으로 크게 할 경우에는 (b)에 나타낸 바와 같이 반대되는 형상의 C형 빔이 출력되도록 할 수 있다.

이와 같이 제1광학수단을 통과하여 제2광학수단에 입사되는 빔의 크기와 제2광학수단의 크기 등에 따라 C형 빔의 형상이 달라질 수 있으며, 핸드피스의 제작시 원하는 C형 빔의 출력을 위해 제1광학수단에서 제2광학수단으로 입사되는 빔 및 제2광학수단의 적절한 크기가 선택될 필요가 있다.

다음으로, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 도면으로, 이는 핸드피스의 케이스 내에 패키징되는 광학수단들로 이루어진 빔 트랜스포머의 구성을 달리한 실시예를 나타내고 있다.

도 10의 실시예에서는 핸드피스의 케이스(미도시) 내에서 빔 경로 상 가장 후측인 빔 출력부에 최종 출력되는 빔을 C형과 같은 곡선형 빔으로 만들어주기 위한 슬릿 부재(121)가 추가로 배치된다.

상기 슬릿 부재(121)에서 슬릿(121a)은 구부러진 형상, 예컨대 C형과 같은 곡선형으로 형성되는데, 최종 출력되는 빔의 크기와 형상이 이 슬릿(121a)에 의해 결정되므로 슬릿의 크기 및 형상은 치료부위에 조사하고자 하는 빔의 크기 및 형상을 고려하여 설계된다.

도 10에는 슬릿 부재(121)의 사시도를 함께 도시하였는바, 이를 참조하면 슬릿 부재(121)에 형성된 C형 슬릿(121a)의 형상을 볼 수 있고, 도 10의 실시예에서는 이러한 슬릿 부재(121)가 핸드피스 케이스 내 가장 후측에 제2광학수단 대신 배치된다.

이에 따라, 도 10의 실시예에서 광학수단의 전체적인 배치 구성을 살펴보면, 제3광학수단(113)을 통과하여 전달되는 원형 빔의 크기 및 형상을 변형시키는 제1광학수단(111)이 빔 경로 상의 제3광학수단(113) 후측에 배치되고, 상기 제1광학수단(113)의 후측에는 제1광학수단을 통과하여 전달되는 빔을 목표 형상인 곡선 형상, 즉 C형의 빔으로 만들어주는 슬릿 부재(121)가 배치된다.

이때, 핸드피스 케이스 내에 도입된 원형의 레이저 빔을 전달하는 제3광학수단(113)은 도 3 내지 도 9의 실시예와 마찬가지로 PCX 렌즈나 콜리메이팅 렌즈가 사용될 수 있으며, 그 역할 또한 앞서 설명된 실시예의 제3광학수단과 동일하다.

또한 제1광학수단(111)은 도 3 또는 도 7의 실시예에 적용되는 구성과 동일한 것이 될 수 있으며, 제3광학수단(113)을 통과하여 전달되는 원형 빔을 직선형의 줄 레이저 빔으로 변형시켜 슬릿 부재(121)에 전달하게 된다.

도 10은 도 7의 실시예에서와 같이 복수의 렌즈(111b,111c)를 조합한 제1광학수단(111)을 적용한 실시예로, 제1광학수단(111)을 구성하는 복수의 렌즈(111b,111c)를 통과하여 전달되는 직선형 빔을 상기 슬릿 부재(121)가 C형의 빔으로 최종 변형시켜 출력하게 된다.

이때, 제1광학수단(111)에서 출력되는 직선형 빔은, 일부만이 슬릿 부재(121)의 슬릿(121a)을 통과하고 그 나머지가 차단되는 방식에 의해, C형의 빔으로 변형될 수 있어야 하므로, 그 자체가 C형 빔으로 가공될 수 있는 충분한 폭을 가지는 것이 되어야 한다.

또한 도 10의 실시예에서 빔 경로 상 가장 후측의 슬릿 부재(121)에 의해 최종의 C형 빔 형상이 만들어지므로, 제3광학수단(113)과 슬릿 부재(121) 사이에, 도 7 및 도 8에서와 같이 복수의 렌즈로 이루어지는 제1광학수단이나 도 3의 제1광학수단 대신, 하나의 실린더 렌즈나 PCX 렌즈, 로드 렌즈, PCV 렌즈, 콜리메이팅 렌즈, 또는 로드 렌즈 어레이를 배치하는 것도 가능하다(도 3의 실시예에서 제2광학수단으로 사용되는 렌즈 적용).

물론, 핸드피스에서 최종 출력되는 빔의 형상으로 C형의 빔이 아닌 직선형 빔을 얻고자 한다면, 상기 실린더 렌즈나 PCX 렌즈, 로드 렌즈, PCV 렌즈, 콜리메이팅 렌즈, 또는 로드 렌즈 어레이의 후측으로 도 5에 예시한 바와 같은 직선형 슬릿이 형성된 슬릿 부재가 사용될 수도 있다.

또한 도 10의 실시예에서 제1광학수단(111)으로 복수의 렌즈(111b,111c)를 사용함에 있어서 전후로 배치되는 렌즈 간의 거리를 조정할 경우 'C' 형 빔의 길이가 조절될 수 있고, 도 10의 (a) 및 (b)로 구분하여 예시한 바와 같이 슬릿 부재(121)의 방향에 따라 C형 빔의 형상을 반대가 되도록 출력하는 것이 가능하다.

이와 같은 도 10의 실시예는 슬릿 부재(121)에 형성되는 슬릿(121a)의 형상을 자유롭게 변경하여 제작할 수 있으므로 최종 출력되는 줄 레이저 빔의 형상을 치료부위에 보다 적합한 형상으로 다양하게 변경할 수 있는 이점을 가진다.

다음으로, 빔 트랜스포머의 구성을 달리하는 또 다른 실시예에 대해 설명하기로 한다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 핸드피스를 도시한 도면으로, 도시된 실시예의 핸드피스(100)는 외부로 길게 노출되는 빔 트랜스포머(110b)를 포함한다.

즉, 핸드피스(100)가 핸드피스 본체(105)와, 핸드피스 본체(105)로부터 외부로 길게 연장되도록 광섬유(114)를 핸드피스 본체(105)에 광학적으로 결합하여 구성한 빔 트랜스포머(110b)를 포함하여 구성되는 것이다.

상기 핸드피스 본체(105)는 레이저 발생부에서 전달된 레이저 빔을 광섬유(114)로 출력 및 입사시키는 역할을 하면서, 사용자가 손으로 잡을 수 있는 손잡이의 역할과, 광섬유(114) 일단부를 고정하여 지지하는 지지체의 역할을 하게 된다.

또한 상기 빔 트랜스포머(110b)의 광섬유(114)로는 정해진 구간에 장주기 격자(long-period gratins)(115a)가 형성되어 있는 광섬유가 사용된다.

장주기 격자(115a)는 광섬유(114)에서 빛이 지나가는 코어(115) 부분에 주기적으로 굴절률이 다른 층을 광섬유 길이방향으로 배열시켜 형성한 것으로, 광통신 시스템이나 압력센서 등의 센서 시스템에 응용되고 있다.

이러한 광섬유(114)에서는 입사된 빛이 장주기 격자(115a)를 만날 경우 코어(115)를 둘러싸고 있는 클래딩층(116)과 커플링되어 클래딩층 바깥으로 나가게 된다.

따라서, 광섬유(114)의 클래딩층(116)을 둘러싸고 있는 재킷층(117)을 벗겨내면 장주기 격자(115a)가 형성된 길이만큼 바깥으로 빛이 나오게 되어 광섬유 길이방향으로 길게 줄 레이저 빔이 방출될 수 있다.

이와 같이 레이저 발생부로부터 전달된 레이저 빔이 코어(115)에 입사될 수 있도록 장주기 격자(115a)가 형성된 광섬유(114)의 일단부를 핸드피스 본체(105)에 광학적으로 결합하면, 원형 레이저 빔을 줄 레이저 빔으로 변형시켜 출력할 수 있는 또 다른 형태의 빔 트랜스포머(110b)가 구성될 수 있게 된다(장주기 격자 구간을 따르는 긴 레이저 빔을 방출함).

결국, 장주기 격자(115a)가 형성된 부분이 노출되도록 광섬유(114)에서 일정 구간만큼의 재킷층(117)을 제거함으로써 줄 레이저 빔을 방출하는 빔 트랜스포머(110b)를 구성할 수 있으며, 플렉시블(flexible)한 성질의 광섬유(114)로 구성된 빔 트랜스포머(110b)를 갖는 핸드피스(100)의 경우 시린 이 치료 등의 치과 분야를 포함하여 길고 굴곡진 환부 등을 치료하는 데에서 유용하게 이용될 수 있다.

치료시에 사용자는 한 손으로 핸드피스 본체(105)를 잡고 반대쪽 손으로 광섬유(114)의 단부를 잡은 뒤 사용하는데, 보다 편리하게 사용될 수 있도록 광섬유(114)의 타단부에 사용자가 손으로 잡을 수 있도록 된 손잡이(118)가 설치될 수도 있다.

또한 필요시에 광섬유(114)를 교체하여 사용할 수 있도록 광섬유의 일단부는 광섬유 커넥터 기구(119)를 통해 핸드피스 본체(105)에 탈부착 가능하게 연결되도록 함이 바람직하다.

이때, 레이저 발생부에서 출력되는 일정 파장의 레이저 빔이 도파 가능한 빔전달부(3)의 광섬유를 통해 전달되므로 장주기 격자(115a)가 형성된 광섬유(114)는 빔전달부의 광섬유와 동일한 광섬유를 이용하는 것이 바람직하다.

이상으로 줄 레이저 빔을 조사할 수 있는 본 발명의 핸드피스에 대해 여러 실시예를 들어 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

1 : 환부 2 : 레이저 발생부
3 : 광케이블(빔전달부) 100 : 핸드피스
101 : 케이스 102 : 케이스 본체
102a : 나사산 103 : 캡
103a : 나사산 103-1, 103-2 : 교체용 캡
104 : 빔 출구 105 : 핸드피스 본체
110a : 빔 트랜스포머 110b : 빔 트랜스포머
111 : 제1광학수단 111a : 슬릿
111b, 111c : 렌즈 112 : 제2광학수단
113 : 제3광학수단 114 : 광섬유
115 : 코어 115a : 장주기 격자
116 : 클래딩층 117 : 재킷층
118 : 손잡이 119 : 커넥터 기구
121 : 슬릿 부재 121a : 슬릿

Claims

레이저 발생부에서 출력되는 레이저 빔을 신체 부위에 조사하기 위한 의료용 핸드피스에 있어서,
상기 레이저 발생부에서 출력되는 레이저 빔을 줄 형태의 레이저 빔으로 변환하여 출력하는 빔 트랜스포머가 구비되어, 상기 빔 트랜스포머에서 출력되는 줄 형태의 레이저 빔을 신체 부위에 조사할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 1에 있어서,
상기 빔 트랜스포머는 레이저 발생부로부터 도입된 레이저 빔을 줄 형태의 레이저 빔으로 변형시키도록 핸드피스 케이스 내에 빔 경로 상의 전후로 배치되는 복수의 광학수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 2에 있어서,
상기 빔 트랜스포머는
상기 핸드피스 케이스 내에 도입된 원형의 레이저 빔을 줄 형태의 레이저 빔으로 변형시켜주는 제1광학수단과;
상기 제1광학수단의 빔 경로 상 후측에 배치되어 제1광학수단에서 입사되는 줄 형태의 레이저 빔을 추가로 변형시켜 빔 폭 또는 빔 길이를 조절하는 제2광학수단;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 3에 있어서,
상기 제1광학수단은 포웰 렌즈(Powell lens), 어레이 렌즈(array lens), 및 실린더 렌즈(cylindrical lens) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 3에 있어서,
상기 제1광학수단은 레이저 빔을 줄 형상으로 통과시키도록 줄 형상의 슬릿이 형성된 슬릿 부재인 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 3에 있어서,
상기 제2광학수단은 실린더 렌즈, PCX 렌즈(plano-convex lens), 로드 렌즈(rod lens), PCV 렌즈(plano-concave lens), 콜리메이팅 렌즈(collimating lens), 및 로드 렌즈 어레이(rod lens array) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 3에 있어서,
상기 빔 트랜스포머는 제1광학수단의 빔 경로 상 전측에 배치되어 핸드피스 케이스 내에 도입된 원형의 레이저 빔을 모아주어 제1광학수단에 입사시키거나 평행광으로 입사시키는 제3광학수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 7에 있어서,
상기 제3광학수단은 PCX 렌즈(plano-convex lens)나 콜리메이팅 렌즈(collimating lens)인 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빔 트랜스포머를 통해 출력되는 줄 레이저 빔이 신체 부위에서 10 ㎛ ~ 3 mm의 빔 폭으로 조사되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
측방으로 배열되는 복수의 빔 트랜스포머와, 레이저 발생부에서 전달되는 레이저 빔을 분할하여 분할된 빔을 각각의 빔 트랜스포머에 입사시키는 광 커플러를 구비하여, 상기 각각의 빔 트랜스포머에서 출력되는 복수의 줄 레이저 빔이 폭 방향으로 신체의 이웃한 부위에 동시 조사될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 2에 있어서,
상기 핸드피스 케이스는
일측이 개구되어 있으면서 내부에 빔 트랜스포머가 수납되는 케이스 본체와;
상기 케이스 본체의 개구부에 조립되고 빔 트랜스포머에서 출력되는 줄 형태의 레이저 빔을 외부로 출력하기 위한 빔 출구가 형성된 캡과;
상기 캡이 케이스 본체의 개구부에 조립된 상태로 이동될 수 있도록 하여 빔 트랜스포머의 빔 출력부와 캡의 빔 출구 간 거리가 조절되도록 해주는 조절수단;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 11에 있어서,
상기 조절수단은 캡과 케이스 본체의 개구부에 각각 형성된 나사산이고, 상기 캡과 케이스 본체가 상기 나사산에 의해 상호 결합되어 캡이 회전됨에 따라 이동될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
레이저 치료 조건이나 레이저 조사 대상 부위에 따라 줄 레이저 빔이 최종 출력되는 부분의 형상이나 빔 출구의 사이즈가 상이한 복수의 교체용 캡을 구비하는 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 1에 있어서,
상기 빔 트랜스포머는
장주기 격자가 정해진 구간을 따라 형성되고 상기 레이저 발생부에서 출력되는 레이저 빔이 코어에 입사되도록 구비되어 코어에 입사된 레이저 빔을 장주기 격자 구간을 따라 줄 형태로 방출하는 광섬유인 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 14에 있어서,
상기 레이저 발생부에서 출력되는 레이저 빔을 전달받아 상기 광섬유로 입사시키는 핸드피스 본체가 구비되고, 상기 핸드피스 본체에 외부로 길게 연장되도록 상기 광섬유의 일단부가 결합되는 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 15에 있어서,
상기 핸드피스 본체로부터 레이저 빔이 입사되는 광섬유 일단부가 핸드피스 본체의 빔 출력부에 커넥터 기구로 탈부착될 수 있게 연결되어 광섬유의 교체가 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
상기 광섬유의 타단부에 사용자가 손으로 잡을 수 있는 손잡이가 설치되는 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 3에 있어서,
상기 제1광학수단은 빔 경로 상에 복수의 렌즈를 전후로 배열하여 구성되는 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 18에 있어서,
상기 제1광학수단은 실린더 렌즈, PCX 렌즈(plano convex lens), 로드 렌즈(rod lens), PCV 렌즈(plano-concave lens), 콜리메이팅 렌즈(collimating lens), 및 로드 렌즈 어레이(rod lens array) 중에 선택된 1종 또는 2종 이상의 렌즈 복수 개를 배열하여 구성되는 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 11에 있어서,
상기 빔 트랜스포머의 광학수단을 구성하는 전체 렌즈들 중 빔 경로 상 후측에 위치되는 렌즈를 상기 캡에 설치하고, 상기 캡의 이동 위치에 따라 상기 후측의 렌즈와 케이스 본체에 설치된 전측 렌즈 사이의 거리가 조절될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 제1광학수단은 원형의 레이저 빔을 줄 형태의 직선형 레이저 빔 또는 C형으로 대표되는 곡선형 레이저 빔으로 변형시키는 렌즈인 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 21에 있어서,
상기 제1광학수단이 C형의 레이저 빔으로 변형시켜 출력하는 렌즈인 경우에서 제1광학수단으로부터 제2광학수단으로 입사되는 레이저 빔의 크기와 제2광학수단의 크기에 따라 제2광학수단에서 출력되는 C형 빔의 형상이 결정되는 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 5에 있어서,
상기 슬릿 부재에서 슬릿은 직선 형상 또는 C형으로 대표되는 곡선 형상을 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 2에 있어서,
상기 빔 트랜스포머는
상기 핸드피스 케이스 내에 도입된 원형의 레이저 빔을 줄 형태의 레이저 빔으로 변형시켜주는 제1광학수단과;
상기 제1광학수단의 빔 경로 상 후측에 배치되어 제1광학수단에서 입사되는 줄 형태의 레이저 빔을 일부만 슬릿을 통해 통과시켜 추가로 변형시키는 슬릿 부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 24에 있어서,
상기 제1광학수단은 포웰 렌즈(Powell lens), 어레이 렌즈(array lens), 및 실린더 렌즈(cylindrical lens) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 24에 있어서,
상기 제1광학수단은 레이저 빔을 줄 형상으로 통과시키도록 줄 형상의 슬릿이 형성된 슬릿 부재인 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 24에 있어서,
상기 빔 트랜스포머는 제1광학수단의 빔 경로 상 전측에 배치되어 핸드피스 케이스 내에 도입된 원형의 레이저 빔을 모아주어 제1광학수단에 입사시키거나 평행광으로 입사시키는 제3광학수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 27에 있어서,
상기 제3광학수단은 PCX 렌즈(plano-convex lens)나 콜리메이팅 렌즈(collimating lens)인 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 24에 있어서,
상기 제1광학수단은 빔 경로 상에 복수의 렌즈를 전후로 배열하여 구성되는 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 29에 있어서,
상기 제1광학수단은 실린더 렌즈, PCX 렌즈(plano-convex lens), 로드 렌즈(rod lens), PCV 렌즈(plano-concave lens), 콜리메이팅 렌즈(collimating lens), 및 로드 렌즈 어레이(rod lens array) 중에 선택된 1종 또는 2종 이상의 렌즈 복수 개를 배열하여 구성되는 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.
청구항 24에 있어서,
상기 슬릿 부재에서 슬릿은 직선 형상 또는 C형으로 대표되는 곡선 형상을 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 줄 레이저 빔이 조사되는 의료용 핸드피스.