KR20210073848A - 체외 충격파 치료기 - Google Patents

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Abstract

결합면을 구비하는 하우징; 및 상기 결합면에 결합되는 복수의 초음파 발생 모듈; 을 포함하고, 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각은, 상기 결합면에 결합되는 상면; 및 마주보는 두개의 경사면을 포함하고 마주보는 두개의 경사면의 사이가 개방되도록 내측으로 함몰된 함몰부를 갖는 하면; 을 포함하는, 초음파 발생 장치.

Description

체외 충격파 치료기{EXTRACORPOREAL SHOCKWAVE TERAPY DEVICE}
본 개시는 체외 충격파 치료기에 관한 것으로서, 구체적으로 초음파의 선 집속이 가능한 초음파 발생 장치를 이용한 체외 충격파 치료기에 관한 것이다.
본 발명에 대한 연구는 산업통상자원부와 한국산업기술진흥원이 지원하는 경제협력권산업 육성사업으로 수행된 연구결과이다(This research was supported by the Ministry of Trade, Industry & Energy(MOTIE), Korea Institute for Advancement of Technology(KIAT) through the Encouragement Program for The Industries of Economic Cooperation Region).
본 발명과 관련된 사업명은: 경제협력권산업 육성사업(Encouragement Program for The Industries of Economic Cooperation Region)이다.
근래에는, 초음파 발생 장치를 통해 발생되는 초음파를 집속시킴으로써 생성되는 집속 초음파(focused ultrasound)를 이용하여 환자의 환부를 절개하지 않고 치료할 수 있는 체외 충격파 치료기 기술이 알려져있다. 또한, 체외 충격파 치료기 중에는 선의 형태로 환자의 환부를 치료하기 위하여 제작된 초음파 발생 장치가 존재한다.
이러한 초음파 발생 장치는 일반적으로 외관을 형성하고 초음파 발생 모듈을 고정하기 위해 하면이 아치 형상을 갖도록 내측으로 함몰된 하우징 및 복수개의 초음파 발생 모듈로 이루어진다. 하우징의 하면이 아치 형상을 갖도록 내측으로 함몰됨으로써, 하우징의 내측에 결합된 복수개의 초음파 발생 모듈은 한 점을 향해 초음파를 발생시킬 수 있다.
초음파 발생 모듈에 의해 생성된 초음파가 가상의 선에 잘 집속되는지 여부에 따라, 치료 효과 및 치료에 소요되는 시간 등이 결정될 수 있다. 하우징이 하면은 내측으로 함몰되고, 함몰된 형상이 아치와 같은 형상인 것은 이러한 이유 때문이다.
그러나, 하우징의 하면에 구비된 결합면에 초음파 발생 모듈을 구비하더라도, 복수개의 초음파 발생 모듈 각각을 이은 형상이 아치 형상에 대응하지 못하게 설계된다면, 가상의 선으로의 초음파 집속은 어려울 수 있다.
구체적으로, 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 초음파 발생 장치(100)는 하우징(110) 및 복수의 초음파 발생 모듈(120)을 포함할 수 있다.
종래 기술에서의 하우징(110)은 초음파 발생 모듈(120)에 의해 발생된 초음파가 한 선에 집속될 수 있도록 하면이 아치 형태로 함몰될 수 있다. 그러나, 초음파 발생 모듈(120)에 의해 발생되는 초음파는 평면을 가지는 초음파 발생 모듈(120)의 하면에서 방출되므로, 결과적으로 한 선에 집속되지 못하고 퍼질 수 있다.
구체적으로, 도 2의 (a)를 참조하면, 종래 기술에 따른 초음파 발생 모듈(120)은 원통 형태로 제작될 수 있다. 따라서, 도 2의 (b)와 같이, 초음파가 발생되는 하면(L1)은 평면 형태의 원으로 형성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 초음파 발생 모듈(120)의 하면(L1)이 평면 형태일 때 형성되는 초점 영역(P1)은 초음파가 한 선에 집속되지 못하게 형성될 수 있다. 이 경우, 초음파에 의해 발생된 충격파를 이용한 환자의 치료 효과 및 치료에 소요되는 시간 등이 길어질 수 있다.
따라서, 초음파 발생 장치에서 발생되는 초음파를 한 선에 집속시키기 위한 기술의 수요가 존재한다.
대한민국 등록특허 10-2005-0024981
본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 초음파를 정밀하게 집속시키는 초음파 발생 장치를 제공하고자 한다.
본 개시의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 초음파 발생 장치를 제공하고자 한다. 상기 초음파 발생 장치는, 결합면을 구비하는 하우징; 및 상기 결합면에 결합되는 복수의 초음파 발생 모듈; 을 포함하고, 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각은, 상기 결합면에 결합되는 상면; 및 마주보는 두개의 경사면을 포함하고 마주보는 두개의 경사면의 사이가 개방되도록 내측으로 함몰된 함몰부를 갖는 하면; 을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각은, 원통형 형상을 갖고, 상기 원통형 형상의 하면은, 거꾸로 뒤집힌 U자 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 상기 상면은 상기 원통형 형상에서 돌출된 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 상기 하면의 상기 두개의 경사면은, 서로 대칭되게 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각은, 막대 형상을 갖고, 상기 막대 형상의 하면은, 거꾸로 뒤집힌 U자 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 상면은, 상기 막대 형상에서 돌출된 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각은, 상기 하면을 향해 초음파를 발생시키고, 상기 초음파는, 초점 영역에 선 집속할 수 있다.
또한, 상기 결합면은, 상기 하우징의 내측 방향으로 함몰된 제 1 곡면을 가질 수 있다.
또한, 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 상면은, 제 2 곡면을 갖는 돌출된 형상이고, 상기 제 2 곡면의 곡률은, 상기 제 1 곡면의 곡률과 동일할 수 있다.
또한, 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 하면을 연결하여 형성되는 가상 곡면의 형상은, 상기 결합면의 상기 제 1 곡면의 형상에 대응할 수 있다.
또한, 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 하면을 연결하여 형성되는 가상 곡면의 곡률은, 상기 결합면의 상기 제 1 곡면의 곡률에 대응할 수 있다.
또한, 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 하면을 연결하여 형성되는 가상 곡면의 곡률은, 상기 결합면의 상기 제 1 곡면의 곡률과 동일할 수 있다.
또한, 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 하면을 연결하여 형성되는 가상 곡면의 곡률 중심은, 상기 결합면의 상기 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상 곡면의 곡률 중심과 동일할 수 있다.
또한, 상기 함몰부가 갖는 제 3 곡면의 제 1 곡률 반경은, 수학식
Figure pat00001
에 의해 결정되고, 상기 R1은 상기 제 3 곡면의 상기 제 1 곡률 반경이고, 상기 t는 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 상면에서부터 하면까지의 길이이고, 상기 R2는 상기 제 1 곡면의 제 2 곡률 반경일 수 있다.
또한, 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각은, 압전 소자; 상기 압전 소자의 제 1 면에 구비되고 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 상기 상면을 형성하는 제 1 전극부; 및 상기 압전 소자의 상기 제 1 면에 대향하는 제 2 면에 구비되고 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 상기 하면을 형성하는 제 2 전극부; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각은, 경화성 에폭시 수지를 통해 상기 결합면에 결합될 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 기술적 해결 수단은 이상에서 언급한 해결 수단들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 해결 수단들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면 정밀하게 초음파를 집속할 수 있는 초음파 발생 장치를 제공할 수 있도록 한다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
다양한 양상들이 이제 도면들을 참조로 기재되며, 여기서 유사한 참조 번호들은 총괄적으로 유사한 구성요소들을 지칭하는데 이용된다. 이하의 실시예에서, 설명 목적을 위해, 다수의 특정 세부사항들이 하나 이상의 양상들의 총체적 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 그러한 양상(들)이 이러한 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있음은 명백할 것이다. 다른 예시들에서, 공지의 구조들 및 장치들이 하나 이상의 양상들의 기재를 용이하게 하기 위해 블록도 형태로 도시된다.
도 1은 종래 기술에 따른 초음파 발생 장치의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 초음파 발생 모듈의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 장치의 일례를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 장치의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 복수의 초음파 발생 모듈 각각에서 발생되는 초음파를 설명하기위한 도면이다.
도 7은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 곡률 반경을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈의 상면의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈의 다른 일례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 장치의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈의 상면의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈의 다른 일례를 설명하기 위한 단면도이다.
다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 감지될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다. 구체적으로, 본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
이하, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다.
비록 제 1, 제 2 등이 다양한 소자나 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자나 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자나 구성요소를 다른 소자나 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 소자나 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 소자나 구성요소 일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
구성 요소(elements) 또는 층이 다른 구성 요소 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성 요소 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 구성 요소가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소 또는 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.
예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성 요소를 뒤집을 경우, 다른 구성 요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성 요소는 다른 구성 요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성 요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 개시의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 개시를 설명하는데 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 개시에서, 초음파 발생 장치는 초음파를 발생시키고, 발생된 초음파를 통해 충격파를 형성할 수 있다. 이러한 초음파 발생 장치는 체외에 충격파를 발생시키는 의료용 치료기로 사용될 수 있다. 이때, 초음파 발생 장치의 외관을 형성하는 하우징은 초음파 발생 모듈을 통해 발생된 초음파의 선 집속을 위해 하면이 내측으로 아치 형상을 갖도록 함몰될 수 있다. 또한, 초음파 발생 모듈에서 초음파가 발생되는 부위인 하면은 하우징의 내측으로 함몰된 형상에 대응되는 형상으로 구비될 수 있다.
구체적으로, 초음파 발생 모듈의 하면은 거꾸로 뒤집힌 U자 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 초음파 발생 모듈에서 발생된 초음파의 점 집속력이 향상될 수 있다. 이하, 본 개시에 따른 초음파 발생 장치에 대해 도 3 내지 도 13을 통해 설명한다.
도 3은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 장치의 일례를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 초음파 발생 장치(200)는 제어부(210), 전원 공급부(220) 및 초음파 발생 모듈(230)을 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성 요소들은 초음파 발생 장치(200)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 초음파 발생 장치(200)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
제어부(210)는 통상적으로 초음파 발생 장치(200)의 전반적인 동작을 처리할 수 있다. 제어부(210)는 사용자 입력부(미도시)를 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 저장부(미도시)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
전원 공급부(220)는 제어부(210)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 초음파 발생 장치(200)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급할 수 있다. 이러한 전원 공급부(220)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
초음파 발생 모듈(230)은 제어부(210)의 제어 하에서 초음파를 발생시킬 수 있다. 그리고, 초음파 발생 모듈(230)에 의해 발생된 초음파는 사용자의 인체에 조사될 수 있다.
초음파 발생 모듈(230)은 복수 개일 수 있다. 이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각에서 발생한 초음파가 일 지점에 집속되어 충격파가 발생될 수 있다.
한편, 초음파 발생 모듈(230)은 압전 소자, 제 1 전극부 및 제 2 전극부를 포함할 수 있다. 여기서, 압전 소자는 세라믹, 복합 압전 물질, 단결정 석영 등의 물질로 형성되어 전기적인 신호를 기계적인 진동으로 변환할 수 있는 소자일 수 있다. 한편, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 제 1 전극부 및 제 2 전극부 각각은 전도성 와이어를 통해 연결될 수 있다. 그리고, 전도성 와이어는 전원 공급부(220)로부터 전원을 인가받아 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각에 전원을 공급할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이하, 초음파 발생 모듈(230)에 대한 설명은 도 5를 통해 후술한다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 초음파 발생 장치(200)의 외관을 형성하는 하우징은 초음파 발생 모듈(230)에 의해 발생된 초음파가 한 선으로 집속될 수 있도록 하면이 아치 형상을 갖도록 내측으로 함몰될 수 있다. 또한, 초음파 발생 모듈(230)은 하우징의 형태에 대응하여 하면이 거꾸로 뒤집힌 U자 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 이하, 도 4를 통해 본 개시에서의 초음파 발생 장치(200)에 대해 설명한다.
도 4는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 장치의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 초음파 발생 장치(200)는 하우징(240), 결합면(250) 및 복수의 초음파 발생 모듈(230)을 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성 요소들은 초음파 발생 장치(200)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 초음파 발생 장치(200)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
하우징(240)은 초음파 발생 장치(200)의 외관을 형성할 수 있다. 또한, 하우징(240)은 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각에 의해 발생된 초음파가 한곳에 집속될 수 있도록 내측이 함몰된 아치 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 하우징(240)의 하면에는 초음파 전달 매질이 결합될 수 있다. 여기서, 초음파 전달 매질은 복수의 초음파 발생 장치(200) 각각에 의해 발생된 초음파가 외부로 원활하게 전달되도록 하는 일종의 전달매체를 의미할 수 있다. 예를 들어, 초음파 전달 매질은 유동성 고체 등일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
좀더 구체적으로, 하우징(240)의 하면에 구비된 결합면(250)에 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각이 결합될 수 있다. 그리고, 결합면(250)에 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각이 결합된 후에 초음파 전달 매질이 결합면(250)에 결합될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
결합면(250)은 하우징(240)의 아치 형태로 함몰된 공간에 구비될 수 있다. 그리고, 결합면(250)에 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각이 결합될 수 있다.
구체적으로, 결합면(250)은 하우징(240)의 하면에 배치될 수 있다. 그리고, 결합면(250)은 하우징(240)의 내측 방향으로 함몰된 제 1 곡면을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 하우징(240)의 하면은 아치 형상을 갖도록 내측으로 함몰될 수 있고, 결합면(250)은 하우징(240)의 하면을 의미할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각은 결합면(250)에 결합되고 원기둥 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 상면은 결합면(250)에 결합될 수 있다.
예를 들어, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 상면은 경화성 에폭시 수지(curable epoxy resin) 등을 통해 결합면(250)에 결합될 수 있다. 여기서, 경화성 에폭시 수지는 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각에서 발생될 초음파의 출력을 저하시키거나 또는 영향을 끼치지 않는 접착제 일 수 있다. 또한, 경화성 에폭시 수지는 전도성을 가질 수 있다. 이 경우, 전도성 와이어 등이 경화성 에폭시 수지를 통해 상면에 결합되더라도 전기 전도성이 저하되지 않을 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면은 초음파가 한 선에 집속될 수 있도록 마주보는 두개의 경사면을 포함하고, 마주보는 두개의 경사면의 사이가 개방되도록 내측으로 함몰된 함몰부를 구비할 수 있다. 즉, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면은 거꾸로 뒤집힌 U자 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 종래 기술에 따른 초음파 발생 모듈(120) 각각의 하면은 평평한 평면으로 제작됨으로써, 복수의 초음파 발생 모듈(120) 각각의 하면을 이은 가상의 선이 다각형 형상이었다. 그러나, 본 개시에 따른 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면은 함몰부를 구비함으로써, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면을 이은 가상의 선은 반원의 형상을 가질 수 있다. 이하, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 상면 및 하면에 대한 설명은 도 5를 통해 후술한다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각은 거꾸로 뒤집힌 U자 형상의 하면을 향해 초음파를 발생시킴으로써, 초점 영역(P2)에 초음파를 정밀하게 선 집속시킬 수 있다. 즉, 본 개시에 따르면 초음파가 집속되는 초점 영역(P2)은 선의 형태로 형성될 수 있다.
도 1에서 상술한 바와 같이 하면이 평평한 평면을 갖는 초음파 발생 모듈(120)을 이용하는 경우, 초음파가 한 선에 집속되지 못하고 초점 영역(P1)에 집속되는 초음파가 분산될 수 있다. 그러나, 도 4에서 상술한 구성에 따르면 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면은 거꾸로 뒤집힌 U자 형상을 갖도록 형성됨으로써, 초음파가 한 선에 정밀하게 집속될 수 있다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 초음파 발생 모듈(230)은 압전 소자 및 전극부를 포함할 수 있다. 이하, 도 5를 통해 초음파 발생 모듈(230)에 대해 설명한다.
도 5는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 (a)는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈을 설명하기 위한 사시도이다. 도 5의 (b)는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈을 설명하기 정면도이다. 도 5에서 설명되는 초음파 발생 모듈의 구조는 일 예시일 뿐 본 개시는 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5의 (a)를 참조하면, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각은 압전 소자(231), 제 1 전극부(232), 제 2 전극부(233), 제 1 경사면(233a), 제 2 경사면(233b), 상면(U2) 및 하면(L2)을 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성 요소들은 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각을 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각은 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
압전 소자(231)는 전류가 흐르게 되면 압전 효과(piezoelectric effect)의해 진동이 발생되는 소자일 수 있다. 그리고, 압전 소자(231)에 의해 발생된 진동은 초음파의 특성을 지녀 초음파 전달 매질에 초음파를 전달할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제 1 전극부(232)는 압전 소자(231)의 제 1 면에 구비되고 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 상면(U2)을 형성할 수 있다. 즉, 제 1 면은 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각이 결합면(250)과 결합되는 방향의 면일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 복수의 초음파 발생 모듈(230)의 제 1 전극부(232) 각각은 전도성 와이어를 통해 전원을 공급받을 수 있다.
제 2 전극부(233)는 압전 소자(231)의 제 1 면에 대향하는 제 2 면에 구비되고 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)을 형성할 수 있다.
또한, 복수의 초음파 발생 모듈(230)의 제 2 전극부(233) 각각은 전도성 와이어를 통해 전원을 공급받을 수 있다.
복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 상면(U2)은 결합면(250)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 상면(U2)은 경화성 에폭시 수지 등을 통해 결합면(250)에 결합될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 상면(U2)은 하우징(240)의 내측으로 함몰된 형상에 대응하도록 제 2 곡면을 갖는 돌출된 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 상면(U2)을 연결한 가상 곡면의 형상은 결합면(250)의 형상에 유사하도록 형성될 수 있다. 이하, 돌출된 형상을 갖는 상면(U2)과 관련된 내용은 도 8 내지 도 9를 통해 후술한다.
초음파는 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)을 통해 방출될 수 있다.
구체적으로, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 압전 소자(231)에서 발생된 진동은 하면(L2)을 통해 초음파 전달 매질에 초음파로서 전달될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 개시에서 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)은 함몰된 제 3 곡면을 구비할 수 있다.
구체적으로, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)은 마주보는 두개의 경사면을 포함하고, 마주보는 두개의 경사면의 사이가 개방되도록 내측으로 함몰된 함몰부(234)를 가질 수 있다. 그리고, 함몰부(234)의 상단, 즉 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)은 제 3 곡면을 구비할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 도 5의(b)를 참조하면 하면(L2)은 제 1 경사면(233a), 제 2 경사면(233b) 및 함몰부(234)를 구비할 수 있다. 이때, 제 1 경사면(233a) 및 제 2 경사면(233b)은 서로 마주보도록 구비될 수 있다. 또한, 제 1 경사면(233a) 및 제 2 경사면(233b)의 사이는 개방되도록 내측으로 함몰된 함몰부(234)가 구비될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 제 1 경사면(233a) 및 제 2 경사면(233b)은 서로 대칭되게 형성될 수 있다. 이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각이 결합되더라도, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)에 의해 형성되는 가상의 원의 곡선은 일정하게 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 제 1 경사면(233a)의 곡면 및 제 2 경사면(233b)의 곡면은 서로 유사하게 형성될 수도 있다.
한편, 함몰부(234)는 제 1 경사면(233a) 및 제 2 경사면(233b)의 사이에 구비되고, 내측으로 함몰될 수 있다. 즉, 하면(L2)은 거꾸로 뒤집힌 U자 형상을 갖고, 거꾸로 뒤집힌 U자 형상에서 빈 공간은 함몰부(234)일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상 곡면의 형상은 결합면(250)의 제 1 곡면의 형상에 대응할 수 있다.
구체적으로, 결합면(250)은 하우징(240)의 내측 방향으로 함몰된 제 1 곡면을 가질 수 있다. 그리고, 복수의 초음파 발생 모듈(230)이 결합면(250)에 결합된 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 제 3 곡면을 갖는 하면(L2)은 가상의 곡면을 형성할 수 있다. 이때 형성된 가상의 곡면의 형상은 제 1 곡면에 대응될 수 있다.
이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)을 통해 조사되는 초음파는 정밀하게 선 집속될 수 있다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상 곡면의 곡률은 결합면(250)의 제 1 곡면의 곡률에 대응하거나 또는 동일할 수 있다. 여기서, 곡률은 곡면의 굽은 정도를 나타내는 값일 수 있다. 또한, 곡률은 곡률 반지름 값의 역으로서, 결합면(250)의 제 1 곡면의 곡률을 계산하여 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)을 설계할 수 있다. 이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)을 쉽게 설계할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상 곡면의 곡률 중심은 결합면(250)의 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상 곡면의 곡률 중심과 동일할 수 있다. 여기서, 곡률 중심은 가상 곡면이 형성하는 원의 중심점일 수 있다.
즉, 결합면(250)의 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상의 원과 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상의 원은 중심점이 같은 동심원일 수 있다.
이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각에 의해 조사되는 초음파가 집속되는 초점 영역(P2)은 결합면(250)의 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상의 원의 중심점에 위치할 수 있다.
따라서, 사용자는 초음파 발생 장치(200)의 외관을 통해 초음파가 집속되는 초점 영역(P2)의 위치를 예상할 수도 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 구성에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각은 하면(L2)이 함몰된 제 3 곡면을 갖는 형태로 형성됨으로써, 압전 소자(231)를 통해 발생된 초음파를 한 선에 정밀하게 집속시킬 수 있다. 또한, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)의 형상이 결합면(250)의 형상에 대응되도록 형성됨으로써 사용자는 초음파 발생 장치(200)를 사용하는데 있어서 초음파가 집속되는 초점 영역(P2)의 위치를 쉽게 예상할 수 있다.
한편, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각에서 하면(L2)을 향해 발생되는 초음파는 하면(L2)이 갖는 제 3 곡면에서 수직인 방향으로 발생될 수 있다. 이하, 도 6을 통해 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각에서 발생되는 초음파에 대해 설명한다.
도 6은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 복수의 초음파 발생 모듈 각각에서 발생되는 초음파를 설명하기위한 도면이다. 도 6의 (a)는 종래 기술에 따른 초음파 발생 모듈에서 발생되는 초음파를 설명하기 위한 정면도이다. 도 6의 (b)는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 복수의 초음파 발생 모듈 각각에서 발생되는 초음파를 설명하기위한 정면도이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 종래 기술에 따른 초음파 발생 모듈(120)은 압전 소자(121), 제 3 전극부(122), 제 4 전극부(123), 상면(U1) 및 하면(L1)을 포함할 수 있다.
종래 기술에 따르면, 초음파 발생 모듈(120)에서 발생된 초음파(S1)는 하면(L1)에 수직인 방향으로 발생될 수 있다. 이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(120)에서 발생된 초음파(S1)는 초점 영역(P1)에 집속되지 못하고 분산될 수 있다.
반면, 도 6의 (b)를 참조하면, 본 개시에 따른 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)은 내측으로 함몰되어 거꾸로 뒤집힌 U자 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각에서 발생된 초음파(S2)는 제 3 곡면을 갖는 하면(L2)에 수직인 방향으로 발생하게 됨으로써, 초점 영역(P2)을 향해 집속될 수 있다.
따라서, 본 개시에 따른 초음파 발생 장치(200)는 종래 기술에 따른 초음파 발생 장치(100)보다 초음파가 정밀하게 집속될 수 있다.
한편, 본 개시에서 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)이 갖는 제 3 곡면의 제 1 곡률 반경은 결합면(250)이 갖는 제 1 곡면의 제 2 곡률 반경에 의해 결정될 수 있다. 이하, 도 7을 통해 제 1 곡률 반경 및 제 2 곡률 반경에 대해 설명한다.
도 7은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 곡률 반경을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 초음파 발생 장치(200)의 하우징에 구비된 결합면(250)에 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각이 결합될 수 있다.
결합면(250)의 제 1 곡면은 제 2 곡률 반경을 가질 수 있다. 여기서, 제 2 곡률 반경은 초점 영역(P2)에서 결합면(250)까지의 길이일 수 있다. 한편, 제 2 곡률 반경은 사용자 또는 제조사에 의해 사전 결정될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제 2 곡률 반경은 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)의 제 3 곡면에 따른 제 1 곡률 반경에 기초하여 결정될 수도 있다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상의 원과 결합면(250)의 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상의 원은 동심원일 수도 있다. 이 경우, 제 2 곡률 반경은 결합면(250)에서 가상의 원의 중심점까지의 길이일 수도 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)이 갖는 제 3 곡면의 제 1 곡률 반경은 아래와 같은 수학식에 의해 결정될 수 있다.
Figure pat00002
여기서, R1은 제 3 곡면의 제 1 곡률 반경이고, t는 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 상면(U2)에서 하면(L2)까지의 길이이고, R2는 제 1 곡면의 제 2 곡률 반경일 수 있다.
구체적으로, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)이 갖는 제 3 곡면의 제 1 곡률 반경은 결합면(250)의 제 1 곡면이 갖는 제 2 곡률 반경에서 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 높이(또는 두께)를 뺀 값일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 구성에 따르면 결합면(250)의 제 2 곡률 반경이 결정된 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상의 원이 제 2 곡률 반경에 의해 형성되는 가상의 원과 동심원이 되도록 설계할 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니고 사용자 또는 제조사는 제 1 곡률 반경을 먼저 결정하고, 제 1 곡률 반경을 이용하여 형성되는 가상의 원과 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상의 원이 동심원을 갖도록 설계할 수도 있다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 상면(U2)은 제 1 곡면 또는 제 3 곡면에 대응하도록 돌출된 형상으로 형성될 수도 있다. 이하, 도 8을 통해 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 상면(U2)에 대해 설명한다.
도 8은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈의 상면의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 (a)는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈을 설명하기 위한 사시도이다. 도 8의 (b)는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈을 설명하기 위한 정면도이다.
도 8의 (a)를 참조하면, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 상면(U2)은 제 2 곡면을 갖는 돌출된 형상으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 도 8의 (b)를 참조하면, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 제 1 전극부(232)의 형상은 제 2 전극부(233)의 형상에 대응하도록 볼록한 형상을 구비할 수 있다. 따라서, 상면(U2)은 원통형 형상에서 외측으로 돌출된 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 압전 소자(231)는 제 1 전극부(232)의 형상 및 제 2 전극부(233)의 형상에 대응하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 제 1 전극부(232)가 돌출된 형상으로 형성된 경우, 제 1 전극부(232) 각각의 하단은 상면(U2)의 형상에 대응하도록 위쪽으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 여기서, 하단은 제 1 전극부(232)와 압전 소자(231)가 결합되는 영역일 수 있다. 이 경우, 압전 소자(231)의 상면은 제 1 전극부(232)의 하단의 형상에 대응하도록 위쪽으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 제 2 전극부(233)가 함몰된 형상으로 형성된 경우, 제 2 전극부(233)의 상단은 하면(L2)의 형상에 대응하도록 함몰된 형상을 가질 수 있다. 여기서, 상단은 제 2 전극부(233)와 압전 소자(231)가 결합되는 영역일 수 있다. 이 경우, 압전 소자(231)의 하면은 제 2 전극부(233)의 상단의 형상에 대응하도록 함몰된 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 상면(U2)의 제 2 곡면은 결합면(250)의 제 1 곡면과 동일할 수 있다. 즉, 제 2 곡면의 곡률은 제 1 곡면의 곡률과 동일할 수 있다.
이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각은 결합면(250)에 쉽게 결합될 수 있고 또한 결합면(250)과 맞닿는 면적이 늘어남으로써 좀 더 단단하게 결합될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)이 갖는 제 3 곡면의 곡률과 결합면(250)이 갖는 제 1 곡면의 곡률은 서로 대응되거나 동일할 수 있다. 이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 상면(U1)이 갖는 제 2 곡면은 제 1 곡면 및 제 3 곡면의 곡률과 서로 대응되거나 동일할 수 있다.
따라서, 복수의 초음파 발생 모듈(230)의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상의 원과 결합면(250)의 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상의 원이 동심원이 되도록 결합시키는 과정은 좀 더 편하게 이루어 질 수 있다.
구체적으로, 사용자 또는 제조사는 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각을 결합면(250)에 맞닿도록 결합시키기만 하면, 복수의 초음파 발생 모듈(230)의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상의 원과 결합면(250)의 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상의 원이 동심원을 갖도록 결합될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 구성에 따르면 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각과 결합면(250)의 결합은 손쉽게 수행될 수 있다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 압전 소자(231)는 상면이 볼록하거나 또는 하면이 함몰된 형상을 가지지 못할 수도 있다. 이하, 도 9를 통해 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 압전 소자(231), 제 1 전극부(232) 및 제 2 전극부(233)에 대해 설명한다.
도 9는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈의 다른 일례를 설명하기 위한 단면도이다. 도 9의 (a)는 초음파 발생 모듈의 다른 일례를 설명하기 위한 정면도이다. 도 9의 (b)는 초음파 발생 모듈의 또 다른 일례를 설명하기 위한 정면도이다.
도 9의 (a)를 참조하면, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 상면(U2)은 평평하고, 하면(L2)은 내측으로 함몰된 형상을 구비할 수 있다.
이때, 제 2 전극부(233)는 상단은 평평한 평면 형태이고 하단은 함몰된 형태를 가질 수 있다.
구체적으로, 압전 소자(231)와 결합되는 제 2 전극부(233)의 상단은 압전 소자(231)의 하단의 형태에 대응되도록 평평할 수 있다. 그리고, 하면(L2)을 형성하는 하단은 제 3 곡면을 가지도록 내측으로 함몰될 수 있다. 이 경우, 압전 소자(231)는 하면이 함몰된 형태를 구비하지 않는 원기둥 형태일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 9의 (b)를 참조하면, 본 개시의 몇몇 실시예에 따라 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 상면은 돌출된 형태를 가질 수 있다.
이때, 제 1 전극부(232)는 하단은 평평하고 상단만 돌출된 형태를 가질 수 있다.
구체적으로, 제 1 전극부(232)가 압전 소자(231)와 결합되는 하단은 압전 소자(231)의 형태에 대응하도록 평평할 수 있다. 그리고, 상면(U2)을 형성하는 상단은 돌출된 형상을 구비할 수 있다. 이 경우, 압전 소자(231)는 상면이 볼록하거나 또는 하면이 함몰된 형태를 구비하지 않는 원기둥 형태일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 구성에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각은 압전 소자(231)가 굽혀지지 않거나 또는 유연하지 못한 소재일 경우에도 상면(U2)이 볼록하거나 또는 하면(L2)이 오목한 형상으로 구비될 수 있다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각은 막대 형상으로 형성될 수도 있다. 이하, 도 10을 통해 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈(230)의 또 다른 일례를 설명한다.
도 10은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 장치의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 초음파 발생 장치(200)는 하우징(240), 결합면(250) 및 복수의 초음파 발생 모듈(330)을 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성 요소들은 초음파 발생 장치(200)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 초음파 발생 장치(200)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
하우징(240)은 초음파 발생 장치(200)의 외관을 형성할 수 있다. 또한, 하우징(240)은 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각에 의해 발생된 초음파가 한곳에 집속될 수 있도록 내측이 함몰된 아치 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 하우징(240)의 하면에는 초음파 전달 매질이 결합될 수 있다. 여기서, 초음파 전달 매질은 복수의 초음파 발생 장치(200) 각각에 의해 발생된 초음파가 외부로 원활하게 전달되도록 하는 일종의 전달매체를 의미할 수 있다. 예를 들어, 초음파 전달 매질은 유동성 고체 등일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
좀더 구체적으로, 하우징(240)의 하면에 구비된 결합면(250)에 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각이 결합될 수 있다. 그리고, 결합면(250)에 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각이 결합된 후에 초음파 전달 매질이 결합면(250)에 결합될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
결합면(250)은 하우징(240)의 아치 형태로 함몰된 공간에 구비될 수 있다. 그리고, 결합면(250)에 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각이 결합될 수 있다.
구체적으로, 결합면(250)은 하우징(240)의 하면에 배치될 수 있다. 그리고, 결합면(250)은 하우징(240)의 내측 방향으로 함몰된 제 1 곡면을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 하우징(240)의 하면은 아치 형상을 갖도록 내측으로 함몰될 수 있고, 결합면(250)은 하우징(240)의 하면을 의미할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
초음파 발생 모듈(330)은 제어부(210)의 제어 하에서 초음파를 발생시킬 수 있다. 그리고, 초음파 발생 모듈(330)에 의해 발생된 초음파는 사용자의 인체에 조사될 수 있다.
초음파 발생 모듈(330)은 복수 개일 수 있다. 이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각에서 발생한 초음파가 일 지점에 집속되어 충격파가 발생될 수 있다.
한편, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각은 결합면(250)에 결합되고 막대 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 상면은 결합면(250)에 결합될 수 있다.
예를 들어, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 상면은 경화성 에폭시 수지(curable epoxy resin) 등을 통해 결합면(250)에 결합될 수 있다. 여기서, 경화성 에폭시 수지는 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각에서 발생될 초음파의 출력을 저하시키거나 또는 영향을 끼치지 않는 접착제 일 수 있다. 또한, 경화성 에폭시 수지는 전도성을 가질 수 있다. 이 경우, 전도성 와이어 등이 경화성 에폭시 수지를 통해 상면에 결합되더라도 전기 전도성이 저하되지 않을 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면은 초음파가 한 선에 집속될 수 있도록 마주보는 두개의 경사면을 포함하고, 마주보는 두개의 경사면의 사이가 개방되도록 내측으로 함몰된 함몰부를 구비할 수 있다. 즉, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면은 거꾸로 뒤집힌 U자 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 종래 기술에 따른 초음파 발생 모듈(120) 각각의 하면은 평평한 평면으로 제작됨으로써, 복수의 초음파 발생 모듈(120) 각각의 하면을 이은 가상의 선이 다각형 형상이었다. 그러나, 본 개시에 따른 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면은 함몰부를 구비함으로써, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면을 이은 가상의 선은 반원의 형상을 가질 수 있다. 이하, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 상면 및 하면에 대한 설명은 도 11을 통해 후술한다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각은 거꾸로 뒤집힌 U자 형상의 하면을 향해 초음파를 발생시킴으로써, 초점 영역(P2)에 초음파를 정밀하게 선 집속시킬 수 있다. 즉, 본 개시에 따르면 초음파가 집속되는 초점 영역(P2)은 선의 형태로 형성될 수 있다.
도 1에서 상술한 바와 같이 하면이 평평한 평면을 갖는 초음파 발생 모듈(120)을 이용하는 경우, 초음파가 한 선에 집속되지 못하고 초점 영역(P1)에 집속되는 초음파가 분산될 수 있다. 그러나, 도 10에서 상술한 구성에 따르면 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면은 거꾸로 뒤집힌 U자 형상을 갖도록 형성됨으로써, 초음파가 한 선에 정밀하게 집속될 수 있다.
또한, 상술한 구성에 따르면 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각은 막대 형상으로 형성됨으로써, 제조사 또는 사용자가 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각을 결합면(250)에 결합시키는 개수가 줄어들 수 있어, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각과 결합면(250)의 결합 공정이 간단해질 수 있다. 또한, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각을 결합할 때 발생될 수 있는 유격이 줄어들 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제조사 또는 사용자는 필요에 따라 원통형 초음파 발생 모듈을 이용할 수도 있다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 초음파 발생 모듈(330)은 압전 소자 및 전극부를 포함할 수 있다. 이하, 도 11을 통해 초음파 발생 모듈(330)에 대해 설명한다.
도 11은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 11의 (a)는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈을 설명하기 위한 사시도이다. 도 11의 (b)는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈을 설명하기 정면도이다. 도 11에서 설명되는 초음파 발생 모듈의 구조는 일 예시일 뿐 본 개시는 이에 한정되는 것은 아니다.
도 11의 (a)를 참조하면, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각은 압전 소자(331), 제 1 전극부(332), 제 2 전극부(333), 상면(U2) 및 하면(L2)을 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성 요소들은 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각을 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각은 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
압전 소자(331)는 전류가 흐르게 되면 압전 효과(piezoelectric effect)의해 진동이 발생되는 소자일 수 있다. 그리고, 압전 소자(331)에 의해 발생된 진동은 초음파의 특성을 지녀 초음파 전달 매질에 초음파를 전달할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제 1 전극부(332)는 압전 소자(331)의 제 1 면에 구비되고 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 상면(U2)을 형성할 수 있다. 즉, 제 1 면은 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각이 결합면(250)과 결합되는 방향의 면일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 복수의 초음파 발생 모듈(330)의 제 1 전극부(332) 각각은 전도성 와이어를 통해 전원을 공급받을 수 있다.
제 2 전극부(333)는 압전 소자(331)의 제 1 면에 대향하는 제 2 면에 구비되고 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)을 형성할 수 있다.
또한, 복수의 초음파 발생 모듈(330)의 제 2 전극부(333) 각각은 전도성 와이어를 통해 전원을 공급받을 수 있다.
복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 상면(U2)은 결합면(250)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 상면(U2)은 경화성 에폭시 수지 등을 통해 결합면(250)에 결합될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 상면(U2)은 하우징(240)의 내측으로 함몰된 형상에 대응하도록 제 4 곡면을 갖는 돌출된 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 상면(U2)을 연결한 가상 곡면의 형상은 결합면(250)의 형상에 유사하도록 형성될 수 있다. 이하, 돌출된 형상을 갖는 상면(U2)과 관련된 내용은 도 12 내지 도 13을 통해 후술한다.
초음파는 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)을 통해 방출될 수 있다.
구체적으로, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 압전 소자(331)에서 발생된 진동은 하면(L2)을 통해 초음파 전달 매질에 초음파로서 전달될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 개시에서 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)은 함몰된 제 3 곡면을 구비할 수 있다.
구체적으로, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)은 마주보는 두개의 경사면을 포함하고, 마주보는 두개의 경사면의 사이가 개방되도록 내측으로 함몰된 함몰부(334)를 가질 수 있다. 그리고, 함몰부(334)의 상단, 즉 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)은 제 5 곡면을 구비할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 도 5의(b)를 참조하면 하면(L2)은 제 3 경사면(333a), 제 4 경사면(333b) 및 함몰부(334)를 구비할 수 있다. 이때, 제 3 경사면(333a) 및 제 4 경사면(333b)은 서로 마주보도록 구비될 수 있다. 또한, 제 3 경사면(333a) 및 제 4 경사면(333b)의 사이는 개방되도록 내측으로 함몰된 함몰부(334)가 구비될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 제 3 경사면(333a) 및 제 4 경사면(333b)은 서로 대칭되게 형성될 수 있다. 이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각이 결합되더라도, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)에 의해 형성되는 가상의 원의 곡선은 일정하게 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 제 3 경사면(333a)의 곡면 및 제 4 경사면(333b)의 곡면은 서로 유사하게 형성될 수도 있다.
한편, 함몰부(334)는 제 3 경사면(333a) 및 제 4 경사면(333b)의 사이에 구비되고, 내측으로 함몰될 수 있다. 즉, 하면(L2)은 거꾸로 뒤집힌 U자 형상을 갖고, 거꾸로 뒤집힌 U자 형상에서 빈 공간은 함몰부(334)일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상 곡면의 형상은 결합면(250)의 제 1 곡면의 형상에 대응할 수 있다.
구체적으로, 결합면(250)은 하우징(240)의 내측 방향으로 함몰된 제 1 곡면을 가질 수 있다. 그리고, 복수의 초음파 발생 모듈(330)이 결합면(250)에 결합된 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 제 5 곡면을 갖는 하면(L2)은 가상의 곡면을 형성할 수 있다. 이때 형성된 가상의 곡면의 형상은 제 1 곡면에 대응될 수 있다.
이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)을 통해 조사되는 초음파는 정밀하게 선 집속될 수 있다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상 곡면의 곡률은 결합면(250)의 제 1 곡면의 곡률에 대응하거나 또는 동일할 수 있다. 여기서, 곡률은 곡면의 굽은 정도를 나타내는 값일 수 있다. 또한, 곡률은 곡률 반지름 값의 역으로서, 결합면(250)의 제 1 곡면의 곡률을 계산하여 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)을 설계할 수 있다. 이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)을 쉽게 설계할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상 곡면의 곡률 중심은 결합면(250)의 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상 곡면의 곡률 중심과 동일할 수 있다. 여기서, 곡률 중심은 가상 곡면이 형성하는 원의 중심점일 수 있다.
즉, 결합면(250)의 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상의 원과 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상의 원은 중심점이 같은 동심원일 수 있다.
이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각에 의해 조사되는 초음파가 집속되는 초점 영역(P2)은 결합면(250)의 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상의 원의 중심점에 위치할 수 있다.
따라서, 사용자는 초음파 발생 장치(200)의 외관을 통해 초음파가 집속되는 초점 영역(P2)의 위치를 예상할 수도 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 구성에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각은 하면(L2)이 함몰된 제 5 곡면을 갖는 형태로 형성됨으로써, 압전 소자(331)를 통해 발생된 초음파를 한 선에 정밀하게 집속시킬 수 있다. 또한, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)의 형상이 결합면(250)의 형상에 대응되도록 형성됨으로써 사용자는 초음파 발생 장치(200)를 사용하는데 있어서 초음파가 집속되는 초점 영역(P2)의 위치를 쉽게 예상할 수 있다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각에서 하면(L2)을 향해 발생되는 초음파는 하면(L2)이 갖는 제 5 곡면에서 수직인 방향으로 발생될 수 있다.
종래 기술에 따르면, 초음파 발생 모듈(120)에서 발생된 초음파(S1)는 하면(L1)에 수직인 방향으로 발생될 수 있다. 이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(120)에서 발생된 초음파(S1)는 초점 영역(P1)에 집속되지 못하고 분산될 수 있다.
반면, 본 개시에 따른 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)은 내측으로 함몰되어 거꾸로 뒤집힌 U자 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각에서 발생된 초음파는 제 5 곡면을 갖는 하면에 수직인 방향으로 발생하게 됨으로써, 초점 영역(P2)을 향해 집속될 수 있다.
따라서, 본 개시에 따른 초음파 발생 장치(200)는 종래 기술에 따른 초음파 발생 장치(100)보다 초음파가 정밀하게 집속될 수 있다.
한편, 본 개시에서 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)이 갖는 제 5 곡면의 제 3 곡률 반경은 결합면(250)이 갖는 제 1 곡면의 제 2 곡률 반경에 의해 결정될 수 있다.
구체적으로, 초음파 발생 장치(200)의 하우징에 구비된 결합면(250)에 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각이 결합될 수 있다. 이때, 결합면(250)의 제 1 곡면은 제 2 곡률 반경을 가질 수 있다. 여기서, 제 2 곡률 반경은 초점 영역(P2)에서 결합면(250)까지의 길이일 수 있다. 한편, 제 2 곡률 반경은 사용자 또는 제조사에 의해 사전 결정될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제 2 곡률 반경은 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)의 제 5 곡면에 따른 제 3 곡률 반경에 기초하여 결정될 수도 있다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상의 원과 결합면(250)의 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상의 원은 동심원일 수도 있다. 이 경우, 제 2 곡률 반경은 결합면(250)에서 가상의 원의 중심점까지의 길이일 수도 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)이 갖는 제 5 곡면의 제 3 곡률 반경은 아래와 같은 수학식에 의해 결정될 수 있다.
Figure pat00003
여기서, R1은 제 5 곡면의 제 3 곡률 반경이고, t는 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 상면(U2)에서 하면(L2)까지의 길이이고, R2는 제 1 곡면의 제 2 곡률 반경일 수 있다.
구체적으로, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)이 갖는 제 5 곡면의 제 3 곡률 반경은 결합면(250)의 제 1 곡면이 갖는 제 2 곡률 반경에서 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 높이(또는 두께)를 뺀 값일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 구성에 따르면 결합면(250)의 제 2 곡률 반경이 결정된 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상의 원이 제 2 곡률 반경에 의해 형성되는 가상의 원과 동심원이 되도록 설계할 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니고 사용자 또는 제조사는 제 3 곡률 반경을 먼저 결정하고, 제 3 곡률 반경을 이용하여 형성되는 가상의 원과 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상의 원이 동심원을 갖도록 설계할 수도 있다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 상면(U2)은 제 1 곡면 또는 제 5 곡면에 대응하도록 돌출된 형상으로 형성될 수도 있다. 이하, 도 12를 통해 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 상면(U2)에 대해 설명한다.
도 12는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈의 상면의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 12의 (a)는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈을 설명하기 위한 사시도이다. 도 12의 (b)는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈을 설명하기 위한 정면도이다.
도 12의 (a)를 참조하면, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 상면(U2)은 제 4 곡면을 갖는 돌출된 형상으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 도 12의 (b)를 참조하면, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 제 1 전극부(332)의 형상은 제 2 전극부(333)의 형상에 대응하도록 볼록한 형상을 구비할 수 있다. 따라서, 상면(U2)은 막대 형상에서 외측으로 돌출된 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 압전 소자(331)는 제 1 전극부(332)의 형상 및 제 2 전극부(333)의 형상에 대응하도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 제 1 전극부(332)가 돌출된 형상으로 형성된 경우, 제 1 전극부(332) 각각의 하단은 상면(U2)의 형상에 대응하도록 위쪽으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 여기서, 하단은 제 1 전극부(332)와 압전 소자(331)가 결합되는 영역일 수 있다. 이 경우, 압전 소자(331)의 상면은 제 1 전극부(332)의 하단의 형상에 대응하도록 위쪽으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 제 2 전극부(333)가 함몰된 형상으로 형성된 경우, 제 2 전극부(333)의 상단은 하면(L2)의 형상에 대응하도록 함몰된 형상을 가질 수 있다. 여기서, 상단은 제 2 전극부(333)와 압전 소자(331)가 결합되는 영역일 수 있다. 이 경우, 압전 소자(331)의 하면은 제 2 전극부(333)의 상단의 형상에 대응하도록 함몰된 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 상면(U2)의 제 4 곡면은 결합면(250)의 제 1 곡면과 동일할 수 있다. 즉, 제 4 곡면의 곡률은 제 1 곡면의 곡률과 동일할 수 있다.
이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각은 결합면(250)에 쉽게 결합될 수 있고 또한 결합면(250)과 맞닿는 면적이 늘어남으로써 좀 더 단단하게 결합될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 하면(L2)이 갖는 제 5 곡면의 곡률과 결합면(250)이 갖는 제 1 곡면의 곡률은 서로 대응되거나 동일할 수 있다. 이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 상면(U1)이 갖는 제 4 곡면은 제 1 곡면 및 제 5 곡면의 곡률과 서로 대응되거나 동일할 수 있다.
따라서, 복수의 초음파 발생 모듈(330)의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상의 원과 결합면(250)의 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상의 원이 동심원이 되도록 결합시키는 과정은 좀 더 편하게 이루어 질 수 있다.
구체적으로, 사용자 또는 제조사는 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각을 결합면(250)에 맞닿도록 결합시키기만 하면, 복수의 초음파 발생 모듈(330)의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상의 원과 결합면(250)의 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상의 원이 동심원을 갖도록 결합될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 구성에 따르면 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각과 결합면(250)의 결합은 손쉽게 수행될 수 있다.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 압전 소자(331)는 상면이 볼록하거나 또는 하면이 함몰된 형상을 가지지 못할 수도 있다. 이하, 도 13을 통해 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 압전 소자(331), 제 1 전극부(332) 및 제 2 전극부(333)에 대해 설명한다.
도 13은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 초음파 발생 모듈의 다른 일례를 설명하기 위한 단면도이다. 도 13의 (a)는 초음파 발생 모듈의 다른 일례를 설명하기 위한 정면도이다. 도 13의 (b)는 초음파 발생 모듈의 또 다른 일례를 설명하기 위한 정면도이다.
도 13의 (a)를 참조하면, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 상면(U2)은 평평하고, 하면(L2)은 내측으로 함몰된 형상을 구비할 수 있다.
이때, 제 2 전극부(333)는 상단은 평평한 평면 형태이고 하단은 함몰된 형태를 가질 수 있다.
구체적으로, 압전 소자(331)와 결합되는 제 2 전극부(333)의 상단은 압전 소자(331)의 하단의 형태에 대응되도록 평평할 수 있다. 그리고, 하면(L2)을 형성하는 하단은 제 5 곡면을 가지도록 내측으로 함몰될 수 있다. 이 경우, 압전 소자(331)는 하면이 함몰된 형태를 구비하지 않는 막대 또는 직육면체 형태일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 13의 (b)를 참조하면, 본 개시의 몇몇 실시예에 따라 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각의 상면은 돌출된 형태를 가질 수 있다.
이때, 제 1 전극부(332)는 하단은 평평하고 상단만 돌출된 형태를 가질 수 있다.
구체적으로, 제 1 전극부(332)가 압전 소자(331)와 결합되는 하단은 압전 소자(331)의 형태에 대응하도록 평평할 수 있다. 그리고, 상면(U2)을 형성하는 상단은 돌출된 형상을 구비할 수 있다. 이 경우, 압전 소자(331)는 상면이 볼록하거나 또는 하면이 함몰된 형태를 구비하지 않는 막대 또는 직육면체 형태일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 구성에 따르면, 복수의 초음파 발생 모듈(330) 각각은 압전 소자(331)가 굽혀지지 않거나 또는 유연하지 못한 소재일 경우에도 상면(U2)이 볼록하거나 또는 하면(L2)이 오목한 형상으로 구비될 수 있다.
도 3 내지 도 13을 통해 상술한 바에 따르면, 본 개시에서의 초음파 발생 장치(200)는 초음파에 의해 발생된 충격파를 이용하여 환자의 환부를 절개하지 않고 치료할 수 있다. 이때, 초음파가 발생되는 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각은 발생된 초음파가 한 선에 정밀하게 집속될 수 있도록 하면(L2)이 함몰된 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 본 개시에 따른 초음파 발생 장치(200)에서 조사되는 초음파는 종래 기술에 따른 초음파 발생 장치(100)에서 발생되는 초음파에 비해 정밀하게 선 집속될 수 있다.
또한, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)이 갖는 제 3 곡면은 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각이 결합되는 결합면(250)이 갖는 제 1 곡면과 동일한 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 결합면(250)의 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상의 원과 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상의 원은 중심점이 같은 동심원일 수 있다. 이 경우, 사용자는 초음파 발생 장치(200)의 외관을 통해 초음파가 집속되는 초점 영역(P2)의 위치를 예상할 수도 있다.
또한, 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각의 상면(U2)이 갖는 제 2 곡면은 복수의 초음파 발생 모듈(230) 각각이 결합되는 결합면(250)이 갖는 제 1 곡면과 동일하게 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 이 경우, 복수의 초음파 발생 모듈(230)의 하면(L2)을 연결하여 형성되는 가상의 원과 결합면(250)의 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상의 원이 동심원이 되도록 결합시키는 과정은 좀 더 편하게 이루어 질 수 있다.
또한, 복수의 초음파 발생 모듈 각각은 원통 형상으로 형성되거나 또는 막대 형상으로 형성될 수 있으므로, 제조사 또는 사용자는 상황에 맞는 타입(type)의 초음파 발생 장치(200)를 사용할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 결합면을 구비하는 하우징; 및
    상기 결합면에 결합되는 복수의 초음파 발생 모듈;
    을 포함하고,
    상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각은,
    상기 결합면에 결합되는 상면; 및
    마주보는 두개의 경사면을 포함하고 마주보는 두개의 경사면의 사이가 개방되도록 내측으로 함몰된 함몰부를 갖는 하면;
    을 포함하는,
    초음파 발생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각은,
    원통형 형상을 갖고,
    상기 원통형 형상의 하면은,
    거꾸로 뒤집힌 U자 형상을 갖는,
    초음파 발생 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 상기 상면은
    상기 원통형 형상에서 돌출된 형상을 갖는,
    초음파 발생 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 상기 하면의 상기 두개의 경사면은,
    서로 대칭되게 형성되는,
    초음파 발생 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각은,
    막대 형상을 갖고,
    상기 막대 형상의 하면은,
    거꾸로 뒤집힌 U자 형상을 갖는,
    초음파 발생 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 상면은,
    상기 막대 형상에서 돌출된 형상을 갖는,
    초음파 발생 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각은,
    상기 하면을 향해 초음파를 발생시키고,
    상기 초음파는,
    초점 영역에 선 집속하는,
    초음파 발생 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합면은,
    상기 하우징의 내측 방향으로 함몰된 제 1 곡면을 갖는,
    초음파 발생 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 상면은,
    제 2 곡면을 갖는 돌출된 형상이고,
    상기 제 2 곡면의 곡률은,
    상기 제 1 곡면의 곡률과 동일한,
    초음파 발생 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 하면을 연결하여 형성되는 가상 곡면의 형상은,
    상기 결합면의 상기 제 1 곡면의 형상에 대응하는,
    초음파 발생 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 하면을 연결하여 형성되는 가상 곡면의 곡률은,
    상기 결합면의 상기 제 1 곡면의 곡률에 대응하는,
    초음파 발생 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 하면을 연결하여 형성되는 가상 곡면의 곡률은,
    상기 결합면의 상기 제 1 곡면의 곡률과 동일한,
    초음파 발생 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 하면을 연결하여 형성되는 가상 곡면의 곡률 중심은,
    상기 결합면의 상기 제 1 곡면에 의해 형성되는 가상 곡면의 곡률 중심과 동일한,
    초음파 발생 장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 함몰부가 갖는 제 3 곡면의 제 1 곡률 반경은,
    수학식
    Figure pat00004
    에 의해 결정되고,
    상기 R1은 상기 제 3 곡면의 상기 제 1 곡률 반경이고, 상기 t는 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 상면에서부터 하면까지의 길이이고, 상기 R2는 상기 제 1 곡면의 제 2 곡률 반경인,
    초음파 발생 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각은,
    압전 소자;
    상기 압전 소자의 제 1 면에 구비되고 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 상기 상면을 형성하는 제 1 전극부; 및
    상기 압전 소자의 상기 제 1 면에 대향하는 제 2 면에 구비되고 상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각의 상기 하면을 형성하는 제 2 전극부;
    를 포함하는,
    초음파 발생 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 초음파 발생 모듈 각각은,
    경화성 에폭시 수지를 통해 상기 결합면에 결합되는,
    초음파 발생 장치.
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