KR20220064093A - 내시경 모듈의 방열 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내시경의 방열 구조에 관한 것으로, 하우징 내에 삽입되되, 주입된 공기를 하우징 내에서 분사하는 노즐공을 포함하는 공기 공급관과, 상기 공기 공급관의 하우징 삽입부분 끝단측에 결합된 투명 격벽부와, 상기 투명 격벽부와는 상기 노즐공을 사이에 두고 상기 공기 공급관에 결합되며, 엘이디칩을 실장하고, 상기 노즐공에서 분사된 공기가 지날 수 있는 토출공이 마련된 기판을 포함할 수 있다.

Description

내시경 모듈의 방열 구조{radiant heat structre for endoscope module}

본 발명은 내시경 모듈의 방열 구조에 관한 것으로, 특히 광원을 가지는 내시경 모듈의 열을 방출할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 병원에서는 환자의 건강 검진 또는 수술 등을 위해 내시경(Endoscope)을 많이 사용하고 있고, 이러한 내시경에는 물체의 촬영을 위한 광학 모듈이 반드시 적용되고 있다.

내시경은 인체 내부나, 기계 내부 등의 좁은 공간을 영상으로 촬영하여 관찰할 수 있도록 하는 것으로서, 특히 의료분야에 있어서의 내시경은 수술이나 부검과 같은 신체의 개복이나 절개 없이 소형 카메라를 이용하여 인체 내부(위, 기관지, 식도, 대내장, 소내장 등)를 관찰하여 그 이상 여부를 확인할 수 있게 한다.

일반적으로 잘 알려진 기존의 내시경 시스템은, 신체 내부 기관이나 기계 내부 표면을 보기 위해 빛을 조사하는 조명 수단과, 이 조명 수단에서 조사된 빛이 인체 내부 기관의 표면으로 입사되어 반사되는 광신호를 받아 전기적 신호(영상 신호)로 변환하는 촬상소자와, 이 영상 신호를 모니터를 통해 관찰할 수 있도록 전자 신호로 변환하는 엔코더를 포함한 카메라 칩 등으로 이루어진 카메라가 내시경의 선단부에 구성된다.

이러한 내시경 시스템의 핵심적 부품들은 이미징 시스템과 조명 시스템으로 상기 이미징 시스템에는 체내를 눈으로 관찰하기 위해, 내시경 또는 화이버 번들의 먼쪽 끝단에는 대물렌즈가, 근접 끝단에는 대안렌즈가 포함될 수 있다.

최신의 내시경 장치의 이미징 시스템에는, 예컨대 CCD-칩 또는 CMOS 의 형태의 카메라 칩 및 이미징 옵틱이 포함되어서, 반사된 광 신호가 전기 신호로 바꿔져서 전선을 통해 근접 끝단에 전달되어, 내시경 외부에 있는 이미지 재생 유닛 상에 실지 이미지로서 시각적으로 표시된다.

조명 수단은 빛을 내시경의 먼 쪽 끝단에 전달하여 관찰할 위치를 밝혀주는 역할을 하고, 이러한 조명 수단은 내시경의 선단에 설치되거나 광파이퍼를 통해 빛이 전달되어 조명되도록 하는 제논(xenon) 또는 할로겐(halogen) 광원과 같은 외부 광원들, 또는 발광 다이오드들(light emmitting diodes, LED)과 같이 내시경 내부에 놓이는 내부 광원들이 포함된다.

광파이버를 이용하는 기술은 광손실이 발생하게 되어, 광량, 색온도 등을 정밀하게 맞추기 어렵다. 이에 반해 조명 수단으로서 엘이디를 사용하는 경우, 내시경의 광원을 초소형화하면서도 광손실 발생을 방지하여 충분한 광량과 색온도 등을 맞출 수 있어 최근 내시경 제품에 주로 적용되고 있다.

그러나 엘이디는 동작 과정에서 열이 발생하게 되며, 열에 의해 인체 손상의 염려가 있는 문제점이 있었다.

등록특허 10-1124269(2012년 2월 29일 등록, 객체간 알지비 색상차이를 최대화하는 내시경용 엘이디 최적 조명장치)

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 엘이디를 광원으로 사용하는 내시경에서 열을 방출할 수 있는 내시경 모듈의 방열 구조를 제공함에 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 엘이디 광원부의 열을 외부로 방출시키되, 구성요소를 추가하지 않고 방출시킬 수 있는 내시경 모듈의 방열 구조를 제공함에 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명 내시경 모듈의 방열 구조는, 하우징 내에 삽입되되, 주입된 공기를 하우징 내에서 분사하는 노즐공을 포함하는 공기 공급관과, 상기 공기 공급관의 하우징 삽입부분 끝단측에 결합된 투명 격벽부와, 상기 투명 격벽부와는 상기 노즐공을 사이에 두고 상기 공기 공급관에 결합되며, 엘이디칩을 실장하고, 상기 노즐공에서 분사된 공기가 지날 수 있는 토출공이 마련된 기판을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 하우징의 끝단은 개폐 가능한 렌즈부가 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 공기 공급관은, 유연성 재질이며, 상기 하우징에 삽입된 부분의 끝단은 막혀, 측면에 형성된 상기 노즐공으로만 공기가 배출될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 투명 격벽부는, 상기 기판의 엘이디칩의 광을 투과시키며, 상기 노즐공을 통해 분사된 공기의 흐름은 차단할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 기판은, 온도센서를 실장하여, 상기 온도센서에서 검출된 온도가 설정온도 이상이면, 외부의 공기가 상기 공기 공급관으로 공급되도록 할 수 있다.

본 발명 내시경 모듈의 방열 구조는, 내시경에 포함되는 에어노즐을 이용하여 외부 공기를 유입시켜 엘이디 광원에서 발생하는 열을 방열시킴으로써, 열에 의한 인체 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 내시경의 에어노즐을 사용하여 엘이디 광원의 열을 방열시킴으로써, 별도의 구성요소의 추가를 최소화하여 일반적인 내시경에 적용이 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내시경 모듈의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 결합상태 단면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일부 분해 사시도이다.

본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성요소는 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.

'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내시경 모듈의 방열 구조에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내시경 모듈의 방열 구조의 분해사시도이고, 도 2는 결합상태 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일부 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 각각 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내시경 모듈의 방열 구조는, 개폐 가능한 렌즈부(11)가 전면에 배치되는 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 후면측에서 삽입되며, 외부의 공기가 주입되고 상기 하우징(10) 내에서 공기를 분사하는 노즐공(21)이 형성된 공기 공급관(20)과, 상기 공기 공급관(20)의 끝단측에 결합되어 상기 노즐공(21)에서 분사된 공기가 상기 렌즈부(11)측으로 분사되는 것을 방지하는 투명 격벽부(30)와, 상기 공기 공급관(20)에 결합되되 상기 투명 격벽부(30)와의 사이에 상기 노즐공(21)이 위치하도록 결합되며, 엘이디칩(41)이 실장되고, 상기 노즐공(21)을 통해 분사된 공기가 배출되면서 방열이 이루어지도록 하는 토출공(42)이 마련된 기판(40)을 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 내시경 모듈의 방열 구조의 구성과 작용에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 하우징(10)은 중공된 것이며 일측 끝단은 튜브(도면 미도시)가 연결되며, 반대측 끝단은 렌즈부(11)가 결합된다.

상기 렌즈부(11)는 개폐 가능한 것일 수 있다.

하우징(10)은 원통형 구조인 것이 바람직하다.

상기 하우징(10)의 안쪽으로는 공기 공급관(20)이 외부에서 연결된다. 상기 공기 공급관(20)은 유연한 재질이며 상기 하우징(10)의 안쪽 일부에서 외부에서 공급된 공기를 하우징(10)의 내측에 분사하는 노즐공(21)이 위치한다.

노즐공(21)은 공기 공급관(20)의 둘레를 따라 다수로 마련된 것일 수 있다.

상기 하우징(10) 내에 위치하는 공기 공급관(20)의 일측 끝단은 막혀있으며, 외부에서 주입된 공기는 노즐공(21)을 통해서만 하우징(10)의 내측에 분사된다.

상기 노즐공(21)의 위치는 공기 공급관(20)의 막혀있는 끝단과는 이격된 측면에 위치하는 것으로 한다.

공기 공급관(20)의 막혀있는 끝단과 상기 노즐공(21) 사이의 위치에 투명 격벽부(30)가 위치한다.

투명 격벽부(30)는 중앙부에 결합공(31)이 형성된 원판형 구조이며, 엘이디칩(41)에서 방출되는 광을 투과하여 상기 렌즈부(11)를 통해 하우징 외부로 조사될 수 있도록 한다.

투명 격벽부(30)는 상기 노즐공(21)에서 분사된 공기가 렌즈부(11)측으로 이동하여 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 투명 격벽부(30)는 하우징(10)의 내측에서 공기의 흐름방향이 기판(40)측으로만 발생하도록 하우징(10)의 내측을 실링하는 역할을 한다.

기판(40)은 엘이디칩(41)이 실장된 인쇄회로기판이며, 중앙에 결합공(43)이 형성되어 공기 공급관(20)에 끼움 결합되는 것으로 한다.

기판(40)은 투명 격벽부(30)와의 사이에 노즐공(21)이 위치하도록 설치되며, 노즐공(21)을 통해 분사된 공기가 투명 격벽부(30)에 의해 기판(40)측으로 흐르며, 기판(40)에 형성된 토출공(42)을 지나 외부로 이동하게 된다.

이 과정에서 엘이디칩(41)에서 발생한 열이 방열된다.

상기 기판(40)에는 온도센서를 더 포함할 수 있으며, 온도센서에서 검출된 온도가 설정온도 이상이 되면, 소량의 공기를 공기 공급관(20)에 주입하는 것으로 할 수 있다.

주입된 공기는 내시경의 인체 삽입부인 하우징(10)의 내측에서 노즐공(21)을 통해 분사되며, 투명 격벽부(30)에 의해 렌즈부(11)측으로의 이동은 차단되어, 기판(40)측으로 흐르게 되며, 기판(40)의 온도를 낮추고, 토출공(42)을 통해 기판(40)의 배면으로 이동하여 내시경의 튜브를 통해 인체 외부로 배출된다.

이처럼 본 발명은 간단한 구조를 사용하면서 내시경의 엘이디 광원에서 발생하는 열을 방열시킴으로써, 열에 의한 인체 손상을 방지하고, 엘이디 광원을 이용하여 충분한 휘도 및 색온도를 제공할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10:하우징 11:렌즈부
20:공기 공급관 21:노즐공
30:투명 격벽부 40:기판
41:엘이디칩 42:토출공

Claims (5)

1. 하우징 내에 삽입되되, 주입된 공기를 하우징 내에서 분사하는 노즐공을 포함하는 공기 공급관;
   상기 공기 공급관의 하우징 삽입부분 끝단측에 결합된 투명 격벽부; 및
   상기 투명 격벽부와는 상기 노즐공을 사이에 두고 상기 공기 공급관에 결합되며, 엘이디칩을 실장하고, 상기 노즐공에서 분사된 공기가 지날 수 있는 토출공이 마련된 기판을 포함하는 내시경의 방열 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하우징의 끝단은 개폐 가능한 렌즈부가 결합된 것을 특징으로 하는 내시경의 방열 구조.
3. 제1항에 있어서,
   상기 공기 공급관은,
   유연성 재질이며, 상기 하우징에 삽입된 부분의 끝단은 막혀, 측면에 형성된 상기 노즐공으로만 공기가 배출되는 것을 특징으로 하는 내시경의 방열 구조.
4. 제1항에 있어서,
   상기 투명 격벽부는,
   상기 기판의 엘이디칩의 광을 투과시키며,
   상기 노즐공을 통해 분사된 공기의 흐름은 차단하는 것을 특징으로 하는 내시경의 방열 구조.
5. 제1항에 있어서,
   상기 기판은,
   온도센서를 실장하여, 상기 온도센서에서 검출된 온도가 설정온도 이상이면, 외부의 공기가 상기 공기 공급관으로 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 내시경의 방열 구조.

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