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(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2014년01월06일
(11) 등록번호 10-1347899
(24) 등록일자 2013년12월27일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
F21L 4/00 (2006.01) F21S 2/00 (2006.01)
F21V 23/00 (2006.01) H05B 37/02 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2013-7011821
(22) 출원일자(국제) 2011년12월06일
심사청구일자 2013년05월07일
(85) 번역문제출일자 2013년05월07일
(65) 공개번호 10-2013-0052667
(43) 공개일자 2013년05월22일
(86) 국제출원번호 PCT/JP2011/078209
(87) 국제공개번호 WO 2012/096077
국제공개일자 2012년07월19일
(30) 우선권주장
JP-P-2011-004941 2011년01월13일 일본(JP)
(56) 선행기술조사문헌
JP2001338501 A*
WO2010007785 A1*
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
에이씨피 저팬 가부시키가이샤
일본 도쿄 1130033 분쿄쿠 혼고 2초메 27-3
나카무라 쇼이치
(3997502) 일본 나가노 히가시치쿠마군 치쿠호쿠
무라 히가시조 1468
(72) 발명자
나카무라 쇼이치
(399-7502)일본 나가노 히가시치쿠마군 치쿠호쿠
무라 히가시조 1468
(74) 대리인
김수진, 윤의섭
전체 청구항 수 : 총 27 항 심사관 : 송원규
(54) 발명의 명칭 의료용 광원 장치
(57) 요 약
의료 현장에서의 수술에 이용하는데 필요한 장시간의 조광시간을 확보할 수 있는 의료용 광원 장치의 제공을 목
적으로 하고 있다. 조작자의 신체에 장착되어 의료 시술의 대상 부위에 빛을 조사하는 의료용 광원 장치로서, 조
광부(81)를 유지구(7)로 조작자의 신체에 장착하면서 동시에 조작자의 움직임을 감지하는 가속도 센서(80)을 마
련한다. 제어부(84)는 전원부에서 조광부(81)로의 전류의 공급을 제어하는 한편, 가속도 센서(80)가 소정 값 이
상의 가속도를 검출했을 때, 조광부(81)의 조도의 저하 또는 조광부(81)로의 통전의 정지를 제어한다.
대 표 도
등록특허 10-1347899
- 1 -
특허청구의 범위
청구항 1
조작자의 신체에 장착되어서 의료 시술의 대상 부위에 빛을 조사하는 의료용 광원 장치에 있어서,
광원을 갖춘 조광부와,
상기 조광부를 상기 조작자의 신체에 장착하는 유지구와,
상기 조광부에 대해서 전원을 공급하기 위한 전원부와,
상기 조작자의 움직임을 감지하는 가속도 센서와,
상기 조광부로의 통전을 제어하는 제어부를 갖추고,
상기 제어부는, 상기 가속도 센서가 소정 값 이상의 가속도를 검출했을 때에, 상기 조광부의 조도의 저하 또
는 상기 조광부로의 통전 정지를 제어하는 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 2
제 1항에 있어서,
상기 가속도 센서는 상기 조광부와 함께 상기 유지구에 설치되는 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 3
조작자의 신체에 장착되어서 의료 시술의 대상 부위에 빛을 조사하는 의료용 광원 장치에 있어서,
광원을 갖춘 조광부와,
상기 조광부를 상기 조작자의 신체에 장착하는 유지구와,
상기 조광부에 대해서 전원을 공급하기 위한 배터리 전원부와,
상용 전원에 접속되어 상기 배터리 전원부를 충전하기 위한 AC어댑터를 가지는 충전기와,
상기 배터리 전원부 및 상기 충전기를 조작자의 신체에 장착하기 위한 배터리 유지 벨트와,
상기 조작자의 움직임을 감지하는 가속도 센서와,
해당 가속도 센서에 의해 조작자의 움직임을 감지하는 것에 의해, 상기 조광부의 조도의 저하 또는 상기 조광부
로의 통전 정지를 제어하는 제어부를 가지며,
상기 배터리 유지 벨트는, 상기 배터리 전원부의 단자와 전기 접속하는 수단과, 상기 AC어댑터를 상기 배터리
전원부에 전기 접속하는 수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 4
제 3항에 있어서,
상기 조광부의 온/오프 및 조광강도를 조절하는 스위치부를 더 갖춘 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 5
제 3항에 있어서,
상기 배터리 전원부는, 상기 상용 전원이 정전 또는 상기 AC 어댑터로의 접속이 차단되었을 때에, 상기 조광부
로의 전원 공급을 순간적으로 공급 차단을 일으키게 하는 일 없이 계속하는 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장
치.
청구항 6
제 3항에 있어서,
등록특허 10-1347899
- 2 -
상기 유지구는, 조작자의 머리 부분에 장착하는 쌍안 확대경인 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 7
제 3항에 있어서,
상기 유지구는, 조작자의 머리 부분에 쓰는 모자 또는 헤드 밴드인 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 8
제 3항에 있어서,
상기 조광부는, 상기 유지구에 탈착이 자유롭게 부착 가능하게 하는 장착 수단을 갖추는 것을 특징으로 하는 의
료용 광원 장치.
청구항 9
제 3항에 있어서,
상기 배터리 유지 벨트는, 조작자의 허리에 감는 벨트인 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 10
제 4항에 있어서,
상기 배터리 전원부는 복수의 배터리로 구성되고, 상기 배터리 유지 벨트는, 상기 배터리가 상기 벨트 내에 파
묻힌 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 11
제 10항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 조광부의 온/오프와 함께 조광 강도의 지정에 따른 듀티비에 의한 펄스 구동으로 상기 조
광부의 점등을 제어하는 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 12
제 10항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 충전기가 접속된 상태에서, 상기 조광부의 제어와 상기 배터리 전원부로의 충전 제어의 양
쪽 제어를 하는 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 13
제 10항에 있어서,
상기 스위치부 및 상기 제어부를 일체로 하여 컨트롤 유닛을 형성하고, 상기 컨트롤 유닛을 상기 배터리 유지
벨트로 유지하도록 한 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 14
제 3항에 있어서,
상기 조광부를 냉각하기 위한 팬을 상기 유지구에 설치한 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 15
제 14항에 있어서,
상기 팬을, 상기 광원을 냉각하도록 상기 조광부의 케이스체 내에 내장시킨 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장
치.
청구항 16
등록특허 10-1347899
- 3 -
조작자의 신체에 장착되어서 의료 시술의 대상 부위에 빛을 조사하는 의료용 광원 장치에 있어서,
통전 전류가 정격값을 웃돌아도 내구성을 가지는 광원을 갖춘 조광부와,
상기 조광부를 상기 조작자의 신체에 장착하는 유지구와,
상기 조광부에 대해서 전원을 공급하기 위한 전원부와,
상기 전원부로부터 상기 조광부에 흐르는 평균 전류 값을 정격값으로부터 해당 정격값보다 큰 증대 값으로 하는
전류 제어 회로를 갖추는 제어부와,
상기 조광부를 점등시키기 위한 제 1의 스위치와,
상기 조광부를 증대 광량으로 점등시키기 위한 제 2의 스위치를 가지고,
상기 제어부는, 상기 제 2의 스위치의 온 조작에 응답해서, 소정 기간만 상기 조광부로 상기 증대 값의 전류를
흘리는 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 17
제 16항에 있어서,
상기 조작자의 움직임을 감지하는 가속도 센서를 더 갖추고,
상기 제어부는, 해당 가속도 센서에 의해 조작자의 움직임을 감지하는 것에 의해, 상기 조광부의 조도의 저하
또는 상기 조광부로의 통전 정지를 제어하는 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 18
제 17항에 있어서,
상기 소정 기간은, 상기 증대 값의 전류가 흐르는 것에 의한 상기 광원의 온도 상승 시간 특성에 근거하여 설정
되는 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 19
제 18항에 있어서,
상기 소정기간은, 상기 광원의 온도 상승 시간 특성에 근거해 해당 광원의 해당 소정 기간 내의 온도가 최대 허
용 값을 넘지 않도록 설정되는 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 20
제 17항에 있어서,
상기 정격값보다 큰 증대 값은 복수 단계로 설정되고, 상기 제 2의 스위치의 조작에 의해 선택하는 것을 특징으
로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 21
제 17항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 조광부에 상기 증대 값의 전류를 흘린 후에, 상기 광원의 온도가 정격 허용 값 이하로 저
하할 때까지의 기간은, 상기 제 2의 스위치의 온 조작이 행해져도 상기 조광부에 상기 증대 값의 전류를 흘리는
것을 정지하는 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 22
제 17항에 있어서,
상기 전원부를 상기 조작자의 신체에 장착하기 위한 유지 벨트를 갖추고,
상기 제 1의 스위치 및 제 2의 스위치와 상기 제어부를 일체로 하여 컨트롤 유닛을 형성하고, 상기 컨트롤 유닛
을 상기 유지 벨트로 유지하도록 한 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
등록특허 10-1347899
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청구항 23
조작자의 신체에 장착되어서 의료 시술의 대상 부위에 빛을 조사하는 의료용 광원 장치에 있어서,
통전 전류가 정격값을 웃돌아도 내구성을 가지는 광원을 갖춘 조광부와,
상기 조광부를 상기 조작자의 신체에 장착하는 유지구와,
상기 조광부에 대해서 전원을 공급하기 위한 전원부와,
상기 전원부로부터 상기 조광부로 흐르는 평균 전류 값을 정격값에서 해당 정격값보다 큰 증대 값으로 하는 전
류 제어 회로를 갖추는 제어부와,
상기 조광부를 점등시키기 위한 제 1의 스위치와,
상기 조광부를 증대 광량으로 점등시키기 위한 적어도 하나의 제 2의 스위치와,
상기 광원의 온도를 감지하는 온도 센서를 가지고,
상기 제어부는, 상기 제 2의 스위치의 온/오프 조작에 응답해서, 상기 광원의 온도가 미리 설정된 최대 허용 값
을 넘지 않는 범위에서, 상기 조광부에 상기 증대 값의 전류를 흘리는 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 24
제 23항에 있어서,
상기 조작자의 움직임을 감지하는 가속도 센서를 더 갖추고,
상기 제어부는, 해당 가속도 센서에 의해 조작자의 움직임을 감지하는 것에 의해, 상기 조광부의 조도의 저하
또는 상기 조광부로의 통전 정지를 제어하는 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 25
제 24항에 있어서,
상기 정격값보다 큰 증대 값은 복수 단계로 설정되고, 상기 제 2의 스위치의 조작에 의해 선택하는 것을 특징으
로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 26
제 24항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 광원의 온도가 미리 설정된 최대 허용 값에서 소정 값 이상 저하하지 않는 경우에는, 상기
제 2의 스위치의 온 조작이 행해져도, 상기 조광부에 상기 증대 값의 전류를 흘리는 것을 정지하는 것을 특징으
로 하는 의료용 광원 장치.
청구항 27
제 24항에 있어서,
상기 전원부를 상기 조작자의 신체에 장착하기 위한 유지 벨트를 갖추고,
상기 제 1의 스위치 및 제 2의 스위치와 상기 제어부를 일체로 하여 컨트롤 유닛을 형성하고, 상기 컨트롤 유닛
을 상기 유지 벨트로 유지하도록 한 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 의료 시술시 시술 대상 부위에 광원에 의한 빛을 조사하는 의료용 광원 장치에 관한 것이다.[0001]
배 경 기 술
의료 시술(외과 수술을 포함)에 이용하는 의료용 광원 장치는, 조작자(시술자)의 뒤쪽 상부에 광원을 배치하여[0002]
등록특허 10-1347899
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환부를 조사한다. 의료 시술에 있어서, 시술 대상의 국부에 조사하는 빛의 양(조도)을 올릴 때에는 전체 조명의
광량을 증대시키는 것이나, 조명이 시술실의 천정, 등에 고정 설치되어 있는 경우에는 그림자 등에 의해 시술
대상의 국부에 충분한 광량이 닿지 않는 경우가 있다.
그 때문에 의사 등 시술자의 머리 부분 등 신체에 광원 장치를 장착하고 의료 시술을 실행하는 경우도 알려져[0003]
있고, 조작자가 시술 대상의 국부로 빛을 직접 조사하여 충분한 밝기를 확보한다.
이러한 조작자의 신체에 장착하는 타입의 광원 장치로서는 조작자의 가슴 포켓이나 모자의 챙 등에 장착할 수[0004]
있는 클립을 구비한 배터리 내장형의 휴대용 LED 라이트가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조).
또한, 라이트가 부착된 모자로서, LED 라이트를 챙에 부착하면서 동시에 라이트와는 별도의 배터리도 모자에 수[0005]
납하도록 한 구성이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2 및 3을 참조).
선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 0001) 일본특허공개공보 제2006-185755호 [0006]
(특허문헌 0002) 일본특허공개공보 제2008-210547호
(특허문헌 0003) 일본특허공개공보 제2009-293146호
발명의 내용
해결하려는 과제
그렇지만, 의료 현장의 수술은 장시간에 이르는 경우가 많아, 장시간의 조광시간이 확보되지 않으면 안 된다.[0007]
게다가, 수술시에는 예를 들면, 혈관이나 미세한 개소의 절제나 봉합 등 시술에 따라서는 광원에 전류를 더 공
급해서 국부에 보다 많은 광량으로 조사시키지 않으면 안 되는 시간도 있다. 그러나, 종래의 LED 라이트로는 시
술자가 탑재할 수 있는 중량으로 탑재하는 전원 용량(배터리)에 한도가 있어 장시간의 의료 현장에서의 시술에
는 적합하지 않았다.
상기로부터 본 발명은 의료 현장에서의 수술에 이용하는데 필요한 장시간의 조광시간을 확보할 수 있는 의료용[0008]
광원 장치의 제공을 목적으로 한다.
과제의 해결 수단
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 그 제 1의 형태로서 조작자의 신체에 장착되어서 의료 시술의 대상[0009]
부위에 빛을 조사하는 의료용 광원 장치로서, 광원을 구비한 조광부와, 상기 조광부를 상기 조작자의 신체에 장
착하는 유지구와, 상기 조광부에 대해서 전원을 공급하기 위한 전원부와, 상기 조작자의 움직임을 감지하는 가
속도 센서와, 상기 조광부로의 통전을 제어하는 제어부를 구비하며, 상기 제어부는 상기 가속도 센서가 소정
값 이상의 가속도를 검출했을 때에 상기 조광부의 조도 저하 또는 상기 조광부로의 통전 정지를 제어하는 것을
특징으로 하는 의료용 광원 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 그 제 2의 형태로서 조작자의 신체에 장착되어서 의료 시술의 대상 부위에 빛을 조사하는 의료용 광[0010]
원 장치로서, 광원을 구비한 조광부와, 상기 조광부를 상기 조작자의 신체에 장착하는 유지구와, 상기 조광부에
대해서 전원을 공급하기 위한 배터리 전원부와, 상용 전원에 접속되어 상기 배터리 전원부를 충전하기 위한 AC
어댑터를 가지는 충전기와, 상기 배터리 전원부 및 상기 충전기를 조작자의 신체에 장착하기 위한 배터리 유지
벨트를 가지며, 상기 배터리 유지 벨트는 상기 배터리 전원부의 단자와 전기 접속하는 수단과, 상기 AC 어댑터
를 상기 배터리 전원부에 전기 접속하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치를 제공하는 것이
다.
여기서, 상기 조작자의 움직임을 감지하는 가속도 센서를 마련하고, 해당 가속도 센서에 의해 조작자의 움직임[0011]
을 감지하여서 상기 조광부의 조도 저하 또는 상기 조광부로의 통전 정지를 제어하기 위해 AC 전원 또는 DC 배
터리 전원의 소비를 억제한다.
등록특허 10-1347899
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그리고, 상기 배터리 전원부는, 상기 상용 전원이 정전 또는 상기 AC 어댑터로 접속이 차단되었을 때에, 상기[0012]
조광부로 전원 공급을 순간적으로 공급 차단을 발생시키는 일이 없이 계속되는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 유지구는 조작자의 머리 부분에 장착하는 쌍안 확대경인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 유지구는 조작자[0013]
의 머리 부분에 착용하는 모자 또는 헤드 밴드인 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 배터리 유지 벨트는 조작자
의 허리에 감아 돌리는 벨트인 것을 특징으로 하고 있다.
그리고, 상기 조광부는 상기 유지구에 탈착이 자유롭도록 부착가능하게 하는 장착수단을 구비하는 것을 특징으[0014]
로 한다.
그리고, 상기 배터리 전원부는 복수의 배터리로 구성되고, 상기 배터리 유지 벨트는 상기 배터리가 상기 벨트[0015]
내에 파묻힌 상태로 유지되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조광부의 온/오프 및 조광강도를 조절하는 스위치부와, 상기 조광부의 온/오프와 함께 조광강도의[0016]
지정에 따른 양의 일정한 전류를 상기 조광부에 통전 제어하는 제어부를 마련한 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 조광부의 온/오프와 함께 조광 강도의 지정에 따른 듀티비(duty ratio)에 의한 펄[0017]
스 구동으로 상기 조광부의 점등을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 충전기가 접속된 상태에서, 상기 조광부의 제어와 상기 배터리 전원부로의 충전 제[0018]
어의 양쪽 제어를 행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스위치부 및 상기 제어부를 일체로 해서 컨트롤 유닛을 형성하고, 상기 컨트롤 유닛을 상기 배터리[0019]
유지 벨트로 유지하도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조광부를 냉각하기 위한 팬을 상기 유지구에 설치한 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 팬을 상기[0020]
광원을 냉각하도록 상기 조광부의 케이스 내에 내장시킨 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 그 제 3의 형태로서, 조작자의 신체에 장착되어서 의료 시술의 대상 부위에 빛을 조사하는 의료용[0021]
광원 장치에 있어서, 통전 전류가 정격값을 상회해도 내구성을 가지는 광원을 구비한 조광부와, 상기 조광부를
상기 조작자의 신체에 장착하는 유지구와, 상기 조광부에 대해서 전원을 공급하기 위한 전원부와, 상기 전원부
로부터 상기 조광부로 흐르는 평균 전류 값을 정격값으로부터 그 정격값보다 큰 증대 값으로 하는 전류 제어 회
로를 구비하는 제어부와, 상기 조광부를 점등시키기 위한 제 1의 스위치와, 상기 조광부를 증대 광량으로 점등
시키기 위한 제 2의 스위치를 가지며, 상기 제어부는 상기 제 2의 스위치의 온 조작에 응답해서, 소정 기간만큼
상기 조광부에 상기 증대 값의 전류를 흘리는 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치를 제공하는 것이다.
여기서, 상기 조작자의 움직임을 감지하는 가속도 센서를 더 구비하고, 상기 제어부는 해당 가속도 센서에 의해[0022]
조작자의 움직임을 감지함으로써, 상기 조광부의 조도 저하 또는 상기 조광부로의 통전 정지를 제어한다.
그리고, 상기 소정기간은 상기 증대 값의 전류가 흐르는 것에 의한 상기 광원의 온도 상승 시간 특성에 근거하[0023]
여 설정되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 소정 기간은 상기 광원의 온도 상승 시간 특성을 근거로 하여
해당 광원의 해당 소정 기간 내의 온도가 최대 허용 값을 넘지 않게 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정격값보다 큰 증대 값은 복수 단계로 설정되어 상기 제 2의 스위치 조작에 의해 선택하는 것을 특[0024]
징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 조광부에 상기 증대 값의 전류를 흘린 후, 상기 광원의 온도가 정격 허용 값 이하로[0025]
저하할 때까지의 기간은, 상기 제 2의 스위치의 온 조작이 이루어져도, 상기 조광부에 상기 증대 값의 전류를
흘리는 것을 정지하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 전원부를 상기 조작자의 신체에 장착하기 위한 유지 벨트를 구비하고, 상기 제 1의 스위치 및 제[0026]
2의 스위치와 상기 제어부를 일체로 해서 컨트롤 유닛을 형성하고, 상기 컨트롤 유닛을 상기 유지 벨트에서 유
지하도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 그 제 4의 형태로서 조작자의 신체에 장착되어 의료 시술의 대상 부위에 빛을 조사하는 의료용 광원[0027]
장치로서, 통전 전류가 정격값을 상회하여도 내구성을 가지는 광원을 구비한 조광부와, 상기 조광부를 상기 조
작자의 신체에 장착하는 유지구와, 상기 조광부에 대해서 전원을 공급하기 위한 전원부와, 상기 전원부로부터
상기 조광부에 흐르는 평균 전류값을 정격값으로부터 해당 정격값보다 큰 증대 값으로 하는 전류 제어 회로를
구비하는 제어부와, 상기 조광부를 점등시키기 위한 제 1의 스위치와, 상기 조광부를 증대 광량으로 점등시키기
등록특허 10-1347899
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위한 적어도 하나의 제 2의 스위치와, 상기 광원의 온도를 감지하는 온도 센서를 가지며, 상기 제어부는 상기
제 2의 스위치의 온/오프 조작에 응답해서, 상기 광원의 온도가 미리 설정된 최대 허용값을 넘지 않는 범위에서
상기 조광부에 상기 증대 값의 전류를 흘리는 것을 특징으로 하는 의료용 광원 장치를 제공하는 것이다.
여기서, 상기 조작자의 움직임을 감지하는 가속도 센서를 더 구비하고, 상기 제어부는 해당 가속도 센서에 의해[0028]
조작자의 움직임을 감지함에 따라 상기 조광부의 조도 저하 또는 상기 조광부로의 통전 정지를 제어한다.
그리고, 상기 정격값보다 큰 증대 값은 복수 단계로 설정되어, 상기 제 2의 스위치의 조작에 의해 선택하는 것[0029]
을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 광원의 온도가 미리 설정된 최대 허용 값으로부터 소정값 이상 저하하지 않는 경우[0030]
에는 상기 제 2의 스위치의 온 조작이 이루어져도, 상기 조광부에 상기 증대 값의 전류를 흘리는 것을 정지하는
것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 전원부를 상기 조작자의 신체에 장착하기 위한 유지 벨트를 구비하고, 상기 제 1의 스위치 및 제[0031]
2의 스위치와 상기 제어부를 일체로 해서 컨트롤 유닛을 형성하고, 상기 컨트롤 유닛을 상기 유지 벨트로 유지
하도록 한 것을 특징으로 한다.
발명의 효과
본 발명에 따르면, 가속도 센서에 의해 조작자의 움직임을 감지하여 상기 조광부의 조도의 저하 또는 상기 조광[0032]
부로의 통전 정지를 제어하기 위해서 AC 전원 또는 DC배터리 전원의 소비를 억제할 수 있는 의료용 광원 장치가
제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 조광부에 대해서 전원을 공급하는 전원부를 신체의 일부에 장착할 수 있는 벨트로서[0033]
유지함으로써 필요한 전원부를 조작자의 신체에 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 조작자의 신체에 장착할 수 있는 광원에 따른 광원 장치에 있어서, 광량을 특별히 올[0034]
릴 필요가 생겼을 경우에는 발열의 영향에 의해 광원이 열화(劣化)되지 않는 범위에서 소정 기간에 걸쳐서 최대
값 이하이며 정격값(연속 정격값)을 웃도는 전류를 흘림으로써 복잡한 구성을 이용하지 않고도 광량을 올릴 수
있다. 따라서, 대용량의 배터리 전원부나 특별한 방열 대책이 필요 없고 소형화된 의료용 광원 장치가
제공된다.
도면의 간단한 설명
도 1은, 본 발명의 실시형태에 관한 의료용 광원 장치를 장착한 상태를 나타내는 설명도이고, [0035]
도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 의료용 광원 장치의 전기회로를 나타내는 블럭도이고,
도 3은 본 발명의 실시형태에 관한 의료용 광원 장치의 유지구를 쌍안 확대경로 했을 때의 설명도이고,
도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 의료용 광원 장치의 유지구를 헤드 밴드로 했을 때의 설명도이고,
도 5는 본 발명의 실시형태에 관한 의료용 광원 장치의 유지 벨트의 설명도이고,
도 6은 본 발명의 실시형태에 관한 정전류 구동에 의한 조광 구동부의 구성 설명도이고,
도 7은 본 발명의 실시형태에 관한 펄스 구동 방식에 의한 조광 구동부의 구성의 설명도이고,
도 8은 본 발명의 제 2의 실시형태에 관한 의료용 광원 장치의 전기회로를 나타내는 블럭도이고,
도 9는 본 발명의 제 2의 실시형태에 관한 제어부가 조광부의 점등을 제어하는 처리 순서를 나타내는 플로우 차
트이다.
도 10은 본 발명의 제 3의 실시형태에 관한 의료용 광원 장치의 전기회로를 나타내는 블럭도이고,
도 11은 본 발명의 제 3의 실시형태에 관한 제어부가 조광부의 점등을 제어하는 처리 순서를 나타내는 플로우
차트이고,
도 12는 본 발명의 실시형태에 관한 전류 제어 회로의 일례를 나타내는 구체적인 회로 구성을 나타내고,
도 13은 본 발명의 실시형태에 관한 전류 제어 회로에 펄스 구동 방식을 채용한 회로 구성을 나타내고,
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도 14는 본 발명의 제 4의 실시형태에 관한 의료용 광원 장치의 전기회로를 나타내는 블럭도이고,
도 15는 본 발명의 제 4의 실시형태에 관한 유지구를 쌍안 확대경으로 했을 때의 설명도이고,
도 16은 본 발명의 의료용 광원 장치가 AC 상용 전원으로부터 전원이 공급될 때의 전원부의 회로 구성을 나타내
는 도면이고,
도 17은 냉각용 팬을 내장한 조광부의 구성을 측면도로 나타내는 도면이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.[0036]
도 1에 나타내는 제 1의 실시형태에 관한 의료용 광원 장치는 전원부를 조작자의 신체로 유지할 수 있도록 되어[0037]
있다. 도 1에서 조광부(1)는 조작자(40)가 거는 쌍안 확대경으로 유지되어서 조작자(40)의 머리 부분에 장착된
다. 따라서, 이 예에서는 쌍안 확대경이 유지구(7)로 사용된다. 조광부(1)의 광원으로서는 이 실시예에서는 LED
를 이용하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 조작자(40)의 신체의 일부로서 이 실시예에서는 허리에 전원부의 유지벨트(8)를 감고 있는데, 이 유지[0038]
벨트(8)에는 전원부(3)와 컨트롤 유닛(10)이 설치되어 있다. 전원부(3)는 컨트롤 유닛(10)에 연결되어 있으며,
컨트롤 유닛(10)은 코드(42)를 통해서 조광부(1)로 적정한 구동 전류를 공급해서 조광 동작을 제어한다.
전원부는 AC 전원이라도 DC 전원이라도 좋다. 전원부가 DC 전원인 경우, 배터리 전원부(3)는 여러 개로 한정되[0039]
지 않고, 조광부(1)에 장시간에 걸쳐 안정된 전원을 공급할 수 있다면, 대형의 1개의 배터리 전원부(3)로 끝나
는 경우도 있지만, 이러한 중량이 있는 배터리 전원도 배터리 유지 벨트(8)에 설치함으로써 신체의 일부에 장착
할 수 있다.
그리고, 본 발명에 있어서 조광부(1)가 AC 전원 구동 타입의 광원이라 해도 배터리로부터의 DC 전압을 인버터[0040]
(DC/AC변환기)에 의해서 DC전압에서 AC전압(필요한 주파수의 AC전압)으로 변환함으로써 시술자는 시술 중에 전
원 코드를 끌고 다니지 않으면서 본 발명의 의료용 광원 장치를 장착하여 이용하는 것이 가능하다. 따라서, 본
원에 있어서 전원부(3)란, 배터리에 의한 DC 전원뿐만 아니라 DC에서 AC변환된 AC 전원도 포함하는 것이다. 또
한, 시술자가 고정 위치에서 시술을 하는 경우에는 전원 코드에서의 AC 상용 전원 그 자체를 조광부의 전원으로
서 사용하는 것도 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 컨트롤 유닛(10)은 콘센트(41)에 플러그가 삽입된 충전기(6)가 접속되면 배터리 전원부(3)로의 충전 제어[0041]
를 행하는데, 배터리 전원부(3)로의 충전을 행 하면서 조광부(1)에 의한 조광 동작을 할 수 있다.
이리하여 조작자는 신체의 일부에 설치한 유지벨트(8)로 배터리 전원부(3)를 유지하면서 시술을 행하고, 장시간[0042]
의 시술을 필요로 하는 의료용 광원 장치로서 매우 적합하다. 또한, 필요에 따라서 충전하면서 작업도 가능해진
다. 게다가, 배터리 유지 벨트(8)에 설치한 컨트롤 유닛(10)에 의해 조광부(1)로의 통전을 제어하기 위해서 안
정된 조도를 얻을 수 있으며 이러한 면에서도 의료에 맞는 광원 장치이다.
이와 같이, 제 1의 실시형태에 의한 의료용 광원 장치는 유지 벨트에 전원부를 설치하고, 조작자는 이 전원부를[0043]
유지하는 유지 벨트를 신체의 일부에 장착하도록 한다. 그리고, 전원부가 DC 전원인 경우, 대형의 배터리에 의
해 구성되는 배터리 전원부로서, 또는, 다수의 소형 배터리로 구성되는 배터리 전원부 모두 휴대 가능하다. 그
때문에, 조작자가 시술을 행하는 데 있어서 충분한 조광시간을 얻을 만한 큰 전원 용량을 확보할 수 있다.
다음으로, 도 1에 나타내는 본 의료용 광원 장치의 각 구성에 대해서, 더욱 상세하게 설명한다. 도 2는 전기회[0044]
로를 나타내는 블럭도이며, 광원으로서 LED를 갖춘 조광부(1)와, 조광 구동부(2)와, 서로 직렬 또는 병렬 접속
되는 충전식의 복수의 리튬 이온 배터리 전원부(3)과, 예를 들면 MPU 보드로 구성되는 제어부(4)와, 전원 온/오
프 스위치(5A) 및 조광부(1)의 조광강도를 고·중·저로 조절하기 위한 3방법의 전환 스위치(5B)를 구비한 스위
치부(5)와, 배터리 전원부(3)을 충전하는 충전기(6)으로서의 AC 어댑터로 구성되어 있다.
이 전기회로에서, 조광 구동부(2)와 제어부(4)와 스위치부(5)는 일체가 되어 컨트롤 유닛(10)을 구성하고 있다.[0045]
그리고, 조광부(1)와 배터리 전원부(3)는 컨트롤 유닛(10)과는 별개로 구성되지만, 동작시에는 전기적으로 접속
된다. 또, 충전기(6)에 대해서는, 필요에 따라서 컨트롤 유닛(10)으로 연결할 수 있게 되어 있다.
제어부(4)는, 전원 온/오프 스위치(5A)의 온에 의해 스위치부(5)로부터 전원 온 신호가 입력되면, 조광 구동부[0046]
(2)를 통해, 조광부(1)의 발광 동작을 제어한다.그리고, 전환 스위치(5B)의 조작에 의해 스위치부(5)로부터 조
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광강도의 선택 신호가 입력되면, 제어부(4)는 이때의 지정된 빛의 강도에 응한 정전류가 조광부(1)에 통전 되도
록 조광 구동부(2)를 제어한다.
도 6은, 조광부(1)를 정전류로 구동하는 조광 구동부(2)의 구성을 나타내고 있다. 이 도면에서, 조광 구동부[0047]
(2)는, 조광부(1)의 LED(29)와 그 콜렉터 측에서 접속되는 구동 트랜지스터(23)와, 이 트랜지스터(23)의 에미터
측에 접속되어 타단이 어스되는 저항(24)과, LED(29)와 병렬로 전원 단자(28)에 접속되는 정전압 다이오드(25)
와, 일단이 정전압 다이오드(25)에 접속되어 타단이 어스되는 저항(26)과, 정전압 다이오드(25)와 저항(26)의
가운데 점이 그 ＋ 입력 측에 접속되고, 트랜지스터(23)의 에미터 측과 저항(24)의 가운데 점이 그 ― 입력 측
에 접속됨과 동시에, 그 출력 측이 트랜지스터(23)의 베이스 측에 접속되는 오페앰프(27)로 구성되어 있다. 또,
트랜지스터(23)의 콜렉터 측에 접속되는 조광부(1)의 LED(29)의 타단은, 배터리 전원부(3)의 전원이 공급되는
전원 단자(28)에 접속되고 있다.
이러한 구성의 도 6에 의한 조광 구동부(2)는, 제어부(4)가 전환 스위치(5B)의 조작에 근거하여 지정된 조광강[0048]
도에 따른 전압을 전원 단자(28)에 공급하면, 트랜지스터(23)는 오페앰프(27)에 의해 베이스 전압이 걸려 온
(ON) 하고 있고, LED(29)에 전류가 흐른다. 한편, 정전압 다이오드(25)와 저항(26)의 경로에도 전류가 흐르고,
오페앰프(27)의 ＋ 입력 측에 걸리는 저항(26)의 단자전압은 일정하게 되어 있다.
그런데 LED(29)를 흐르는 전류가 설정치를 넘으면 저항(24)에 흐르는 전류도 상승해, 오페앰프(27)의 입력 측에[0049]
걸리는 저항(24)의 단자전압이 상승하기 때문에, 오페앰프(27)는 트랜지스터(23)를 오프(OFF) 하도록 베이스 전
압을 제어하고, 이것에 의해 LED에 전류는 흐르지 않게 된다. 이것이 항상 반복해지는 것으로 정전류 동작을 할
수 있다.
조광부(1)의 발광 동작을 제어하는데 상기한 정전류 구동 방식으로 한정하지 않고, 회로 상의 스위치 디바이스,[0050]
예를 들면 트랜지스터, MOSFET등에서 조광강도의 지정에 따른 듀티비를 제어하는 것으로 조광부(1)에 흐르는 전
류를 제어하는 펄스 구동 방식이어도 좋다.
도 7은, 펄스 구동 방식에 의한 조광 구동부(2)의 구성을 나타내고 있다. 이 도면에서, 스위치 디바이스(31)에[0051]
는 예를 들면 MOSFET를 사용하고 있고, 그 게이트 측에 펄스 발생기(32)로부터의 PWM(Pulse Width Modulation)
신호가 입력하도록 접속해, PWM 신호가 고레벨이 되면 스위치 디바이스(31)가 온이 되고, 배터리 전원부(3)의
전압이 인가되는 전원 단자(36)와 접속되어 있는 입력 측으로부터 부하 측으로 전류가 흐른다.
스위치 디바이스(31)의 부하 측에는 조광부(1)의 LED(34)와 저항(37)을 접속해 어스하고 있지만, 그 전단에는[0052]
코일(32)과 콘덴서(33)로 이루어지는 평활 회로를 마련하고, 스위칭 동작에 의한 펄스 출력을 평균화해 출력하
게 되어 있다. 코일 (32)의 전단에는, 스위치 디바이스(31)가 오프가 되어도 코일(32)에 전류를 계속 공급하기
위해서 다이오드(35)를 마련하고 있다. 이것에 의해, 스위치 디바이스(31)의 온 시간(오프 시간)을 제어하면,
조광부(1)에 흐르는 전류를 효율적으로 조절할 수 있다. 따라서, 이 경우, 제어부(4)는, 펄스 발생기(32)의 듀
티비를 바꾸는 제어를 하는 것으로 조광부(1)의 밝기를 조절할 수 있다.
도 2에서, 제어부(4)는, 배터리 전원부(3)의 전원 용량을 체크하고 있어, 전압저하를 감지하면 인디케이터[0053]
(indicator)(9)를 점등시켜 경고하고, 충전기(6)가 컨트롤 유닛(10)에 접속되면, 충전기(6)로부터 배터리 전원
부(3)에 충전하기 위한 전류 공급을 제어하고, 배터리 전원부(3)에의 충전을 한다.
전술한 것처럼, 광원으로서는 LED 이외의 다른 광원도 사용 가능하지만, LED를 이용했을 경우에 LED 빛은 발열[0054]
량이 적고, 장시간 조사해도 조사 대상물이 열에 의한 영향을 받기 어려운 이점이 있다. 따라서, 수 시간에 달
하는 의료 수술에 있어서는, 인체의 조직을 손상시키는 것이 없기 때문에, 의료 수술의 광원으로서 우수하다.
조광부(1)를 조작자의 머리 부분에 장착하기 위해서, 도 3의 예에서는, 도 1의 경우와 같이, 쌍안 확대경을 유[0055]
지구(7)로 사용하여 조광부(1)을 달고 있다. 쌍안 확대경은, 주변의 국소적인 시각 대상물을 확대해 눈으로 인
식하는 수단으로서 의료 분야, 정밀 공작, 보석 가공 등의 각 분야에 넓게 사용되고 있고, 안경과 같은 구조의
주경(主鏡) 설치용 프레임(11)과, 작업 대상의 상을 확대하기 위한 쌍안 확대경 본체(12)(주경)와, 쌍안 확대경
본체(12)를 주경 설치용 프레임(11)에 달기 위한 주경 부착부(13)와, 정밀 조작자의 시력의 보상이 가능한 초점
조정부(14)와, 쌍안 확대경 본체를 달기 위한 주경 설치용 캐리어 렌즈(15)와, 정밀 조작자에게 장착하기 위한
프레임 걸이부(16)로 구성되어 있다.
쌍안 확대경에 조광부(1)를 달 때는, 조광부(1)는 장착 수단(18)으로 쌍안 확대경의 브릿지(17)에 조광부(1)를[0056]
단다. 장착 수단(18)은, 쌍안 확대경의 브릿지 (17)를 협지하는 한 벌의 대향판(52)와 대향판(52)에 각각 마련
된 나사구멍(51)과 나사(50)으로 이루어지고, 나사(50)를 쌍안 확대경의 브릿지(17)에 형성되어 있는 구멍과 대
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향판(52)의 나사구멍(51)을 관통해 단단히 조여 조광부(1)를 쌍안 확대경에 단다.
그리고, 컨트롤 유닛(10)으로부터 조광부(1)에의 통전 코드(19)는, 주경 설치용 프레임(11) 및 프레임 걸이부[0057]
(16)에 도시하지 않은 적당한 수단으로 유지하는 것으로, 조작자의 몸 앞으로 늘어지는 것을 방지한다.
이와 같이 하여 쌍안 확대경과 조광부(1)를 조합하는 것으로, 쌍안 확대경에 요구되는 깊은 초점 심도를 보다[0058]
깊게 실현할 수 있다.
유지구(7)는 이러한 쌍안 확대경에 한정되는 것은 아니고, 모자나 헤드 밴드여도 좋다. 도 4는 헤드 밴드를 유[0059]
지구(7)의 한 예로 나타내는 것으로, 조광부(1)를 헤드 밴드에 달고 있다. 이 헤드 밴드는 수지 부재로 되어 있
어 조작자의 머리에 그 탄성에 의해 유지하는 것으로 고정할 수 있다. 헤드 밴드는 이러한 구성에 한정하지 않
고, 또 재질도 옷감이나 고무 등에 의한 다양한 형태가 있다.
또, 도 4에서 예시하는 헤드 밴드는, 조광부(1)와 헤드 밴드를 일체로 구성하고 있지만, 쌍안 확대경의 예와 같[0060]
이, 도 3에 나타내는 나사(50)를 이용한 장착 수단(18)이나 클립 등에 의한 장착 수단으로, 조광부(1)를 적당하
게 헤드 밴드에 착탈 자유자재인 구성으로 하면, 여러 가지로 이용되고 있는 범용의 헤드 밴드도 유지구(7)로
이용할 수 있다.
이렇게, 조광부(1)를 조작자의 머리 부분에 장착하는 것에 의해, 조작자가 작업 위치를 바꾸어도 근처에 충분한[0061]
조도나 조사 범위를 확보할 수 있다.
그런데, 상기와 같이, 조광부(1)를 헤드 밴드에 달도록 해도 좋지만, 조광부(1)을 헤드 밴드와 일체로 구성된[0062]
것이어도 좋다. 또, 조광부(1)로부터의 전기 코드는, 컨트롤 유닛(10)에 접속되지만, 코드를 휘감는 코드 릴을
통해 접속하도록 하면 좋다.
도 5는, 조작자가 배터리 전원부(3)를 신체의 일부에 장착 가능하도록, 배터리 전원부(3)를 유지하는 배터리 유[0063]
지 벨트(8)를 나타내고 있다. 전술한 것처럼 배터리 전원부(3)는 1개의 경우도 있지만, 도 1과 같이, 이 예에서
도 복수의 배터리 전원부(3)를 서로 코드 릴로 접속하고, 배터리 전원부(3)와 컨트롤 유닛(10)도 코드 릴로 접
속하는 것에 의해, 배터리 유지 벨트(8)에 배터리 전원부(3)와 컨트롤 유닛(10)을 고리 모양으로 배치하고
있다. 도시한 것처럼, 배터리 유지 벨트(8)는, 복수의 배터리 전원부(3)가 벨트 내에 파묻힌 상태로 유지하도록
하고 있다. 이것에 의해, 조작자는 배터리 유지 벨트(8)를 허리에 감는 것으로, 시술 중에 배터리 전원부(3)와
컨트롤 유닛(10)도 조광부(1)와 함께 신체에 장착할 수 있어 컨트롤 유닛(10)의 전면에 배치한 전원 온/스위치
(5A) 및 조광강도를 고·중·저의 3 가지로 조절하는 전환 스위치(5B)를 조작하면서 시술을 할 수 있다.
또, 충전기(6)를 컨트롤 유닛(10)에 항상 접속해 둘 수도 있다. 이 경우, 제어부(4)는 조광부(1)의 제어와 배터[0064]
리 전원부(3)에의 충전 제어의 양쪽 모두를 동시에 실시하므로, 충전하면서 조광부(1)로부터 빛이 조사되기 때
문에, 계속해 장시간의 작업에도 대응할 수 있다.
상기의 의료용 광원 장치는, 배터리 전원부(3)를 배터리 유지 벨트에서 조작자의 신체에 장착하는 것으로, 대형[0065]
의 배터리 또는 소형이어도 다수의 배터리를 휴대 가능하게 하는 것으로 의료 현장에서의 시술을 하는데 있어서
충분한 조광시간을 얻을 수 있을 만한 큰 전원 용량을 확보할 수 있다.
한편, 배터리 전원부의 전력 소비를 억제하면서도, 의료 현장에서의 시술을 하는데 있어서 필요한 조광시간을[0066]
얻을 수 있다. 의료 현장에 있어 장시간에 이르는 수술이어도, 특별히 조도를 올리는 것이 필요한 높은 정밀도
가 요구되는 작업시간대는 한정되어 있는 점에 주목하면, LED가 고출력으로 발광하는 기간을 제한하는 것에 의
해, 비교적 소형의 배터리에서도 의료 현장에서 필요한 장시간의 조광시간을 확보할 수 있다.
본 발명의 제 2의 실시 형태와 관련되는 의료용 광원 장치는, 광량을 증대시킬 필요가 생겼을 때, 조작자의 조[0067]
작에서 LED에 정격을 웃도는 전류를 공급해 고출력으로 발광시키는 것이다. 단, 정격을 웃도는 전류를 공급하는
기간을 타이머에서 제한하는 것으로 LED의 파손을 방지하고 있다. 이 경우의 광원으로서는, 통전 전류가 정격값
을 웃돌아도 즉시 파손하는 일 없이, 어느 정도의 내구성을 가지는 것이 조건이며, LED 이외에는, 예를 들면,
할로겐 램프나 크세논램프가 있다. 그러나, 이 제 2의 실시 형태에 대해서는, 광원으로서 통상의 가스가 들어간
백열전구는, 통전 전류가 정격값을 웃돌면 필라멘트의 파손을 일으키기 때문에 바람직하지 않다. 할로겐
램프는, 백열전구와 같이 텅스텐의 필라멘트를 가지지만, 램프가 고온이 되어 텅스텐이 승화해도, 할로겐 사이
클로 불리는 화학반응에 의해 텅스텐이 필라멘트로 돌아오기 때문에, 열로부터의 내구성을 나타내고 있다. 또,
필라멘트를 갖지 않는 크세논램프는, 더욱 높은 내구성을 나타내고 있다.
본 발명의 각 실시의 형태에서, 광원이, LED나 백열 전등과 달리, 예를 들면, 크세논램프, 플라스마 광원 램프,[0068]
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할로겐 램프 등의 방전 타입의 광원의 경우는, 일시적으로 소등한 후 즉시 재 점등하면 조도의 솟아오르기가 늦
기 때문에, 일시적인 발광 정지(소등)의 제어는, 광원에의 전원 공급 정지가 아니고, 발광부 전면에 셔터(도 2
의 부호 1A)를 마련하는 것으로 소등시키도록 한다. 이 경우, 해당 셔터(1A)의 열리는 정도의 조절에 의해서,
조도 조정을 하는 것도 가능하다. 따라서, 이 경우, 본 발명의 각 실시의 형태에 있어서의 제어부(4, 54,
84)는, 일시적인 소등 및 조도 조정을 위해서 셔터(1A)를 제어하게 된다.
도 8은, 이 제 2의 실시 형태에 의한 의료용 광원 장치의 회로 구성을 나타내는 블럭도이며, LED를 가지는 조광[0069]
부(61)와, 마이크로 프로세서 유닛 MPU 및 전류 제어 회로(2)를 갖춘 제어부(54)와, 스위치부(55)와, 충전식의
배터리를 복수 개 접속해서 완성되는 배터리 전원부(60)과, 이 배터리 전원부(60)를 충전하는 충전기(56)로서의
AC어댑터로 구성되어 있다. 그리고, 제어부(54)의 마이크로 프로세서 유닛(이하, 단지 MPU라고 말한다)에는, 이
것들 주변의 장치를 제어하는 처리 순서가 프로그램되고 있다.
스위치부(55)는, 조광부(61)를 점등시키기 위한 제 1의 스위치(55A)와, 조광부(61)를 증대 광량으로 점등시키기[0070]
위한 제 2의 스위치(55B, 55C)로 이루어진다.제어부(54)는, 이들 제 2의 스위치(55B, 55C)가 조작되면, 조광부
(61)에 흐르는 평균 전류 값을 정격값으로부터 해당 정격값보다 큰 증대 값로 하도록 전류 제어 회로(62)를 제
어한다.
실시예에서는, 증대하는 광량을 2가지로 선택 가능하도록 2가지의 스위치 55B와 55C를 마련하고, 조작자에 의해[0071]
증대하는 광량을 적당, 대 또는 소로 선택할 수 있게 되어 있다.
또, 제어부(54)는, 배터리 전원부(60)의 전원 용량을 체크하고 있어, 전압저하를 감지하면 인디케이터[0072]
(indicator)(59)를 점등시켜 경고하고, 충전기(56)가 제어부(54)에 접속되면, 제어부(54)는 충전기(56)로부터
배터리 전원부(60)에 있어서의 배터리를 충전하기 위한 전류 공급을 제어하고 충전을 한다.
도 9는, 제어부(4)의 MPU에 의한 조광부(1)의 점등을 제어하는 처리 순서를 나타내는 플로우 차트(flow chart)[0073]
이다. MPU는, 스위치(55A)가 조작되면 처리 순서를 스타트 하고, 조광부(1)에 정격값의 전류를 공급하도록 전류
제어 회로(62)를 제어한다(스텝 S1). 이때 전류 제어 회로(62)는, 배터리 전원부(60)로부터 조광부(61)에 흐르
는 평균 전류 값이 정격값이 되도록 MPU에 의해서 제어되고 있다.
그리고, MPU는 레지스터(R)에 타이머(T2) 플래그를 세트 하고 있는지를 확인하고(스텝 S2), 세트 하고 있지 않[0074]
으면 스텝 S4로 진행되지만, 세트 하고 있으면 레지스터(R)의 타이머(T2)에 타이머 값을 가산해 타이머 계시(計
時)를 실시한다(스텝 S3). 이 스텝 S2 및 스텝 S3의 처리에 대해서는 후에 분명해지지만, 여기에서는 타이머 플
래그(T2)를 세트하지 않고, MPU는 스텝 S4의 처리가 된다.
스텝 S4에서는, 스위치부(55)로부터의 신호를 취득해 스위치(55A)의 조작을 확인하고, 스타트로부터 2번째의 스[0075]
위치(55A)의 조작이 없으면, 스위치(55B) 또는 스위치(55C)의 조작을 확인한다(스텝 S5). 어느 쪽인가의 스위치
(55B, 55C)의 조작을 확인하면, MPU는 내부에 가지고 있는 레지스터(R)로 계시하고 있는 타이머(T2)가 종료하고
있는지를 확인한다(스텝 S6). 이 경우, 타이머(T2)에 의한 계시 동작은 행해지지 않고, 다음의 스텝 S7로 진행
된다.
스텝 S7에서 MPU는, 증대 광량 플래그(F0)를 레지스터(R)에 세트 하지만, 이때 증대 광량 플래그(F0)에는, 조작[0076]
된 스위치(55B) 또는 스위치(55C)를 식별하는 데이터가 써진다.
그리고, MPU는, 증대 광량 플래그(F0)의 내용에 근거하여, 조광부(61)의 조광량이 조작된 스위치(55B) 또는 스[0077]
위치(55C)에 따라 증대할 수 있도록 , 전류 제어 회로(62)를 제어한다(스텝 S8). 이 광량 증대 제어에 의해, 조
광부(61)에 흐르는 평균 전류 값은 정격값으로부터 해당 정격값보다 큰 증대 값의 전류가 흐른다. 그리고, 스위
치(55B, 55C)의 어느 쪽이 조작되어도, 조광부(61)에 정격값보다 큰 증대 값의 전류가 흐르면, LED는 그 온도
상승 특성에 따라 발열해 불편을 일으키기 때문에, MPU가 조광부(61)에 정격값보다 큰 증대 값의 전류를 흘리는
시간은, LED의 온도 상승 특성에 근거하는 소정 기간으로 정해져 있다.
또한, 이 소정 기간은, LED의 온도 상승 시간 특성에 근거해 해당 LED의 해당 소정 기간 내의 온도가 최대 허용[0078]
값을 넘지 않게 설정되어 있다.
따라서 MPU는, 증대 광량의 제어를 한 후, 레지스터(R)의 타이머(T1)에 타이머 값을 가산해 타이머(T1) 계시를[0079]
한다(스텝 S9). 그리고, 가산의 결과, 타이머 (T1)의 값이 소정의 판정 값에 이르렀는지를 판정하는 것으로, 타
이머 시간이 상기 소정기간 경과했는지를 판정한다(스텝 S10). 이때 증대 광량이 큰 스위치(55B)가 조작되었을
때 쪽이 큰 전류를 흘리므로 상기 소정기간은 짧게 설정해 두고, MPU는 레지스터(R)에 세트 하고 있는 증대 광
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량 플래그(F0)의 내용에 따라, 타이머(T1) 값의 판정 값을 바꾸도록 프로그램되어 있다.
예를 들면, 스위치(55B)가 조작되었을 때의 광량은 통상의 정격 전류 공급시와 비교해서 광량을 40% 증가시키기[0080]
위해서 상기 소정기간으로서 20 분의 타이머 시간을 설정하고 있고, 스위치(55C)가 조작되었을 때는, 조광부
(61)의 광량은 통상의 정격 전류 공급시와 비교해서 광량을 30% 증가시키기 위해서 상기 소정기간으로서 30 분
의 타이머 시간을 설정하고 있다.
스텝 S10에 있어서, 타이머 시간 내에 있다고 판단했을 때는, MPU는 스위치 (55A)가 조작되어 있지 않은 것을[0081]
확인하고(스텝 S13), 스위치(55A)가 조작되어 있지 않으면 다음의 스텝 S14의 처리로 진행하고, 광량 전환을 위
해서 스위치(55B 또는 55 C)가 조작되어 있지 않은가를 확인한다.
그리고, 광량 전환의 스위치 조작이 없는 경우에는 스텝 S9로 돌아와, 스텝 S9로부터의 동작을 반복한다. 따라[0082]
서, 조작자에 의해서 조작된 스위치(55B 또는 55C)에 응한 증대 값의 전류가 계속해 조광부(1)에 흘러 통상보다
밝게 발광하고 있다.
한편, 스텝 S14에서, 광량 전환을 위한 스위치(55B 또는 55C)의 조작이 있는 것을 확인하면, 스텝 S15의 처리로[0083]
진행된다. 예를 들면, 조작자가 스위치(55C)를 조작해 거기에 응한 광량 증대 제어를 하고 있는 상태에서, 조작
자가 스위치(55B)를 조작해 더욱 광량을 증대하는 것을 지시하고 있으면, MPU는, 스텝 S15에서, 증대 광량 플래
그(F0)를 스위치(55B)를 식별하는 데이터로 고쳐 씀과 동시에, 이것에 따라 전기 타이머 시간도 변경한다.
그리고, 다음의 스텝 S16에서 스위치(55B)의 조작에 따라 조광부(1)로부터의 광량을 더욱 올릴 수 있도록 전류[0084]
제어 회로(2)를 제어하고, 스텝 S9의 처리가 된다. 마찬가지로 하여, 조작자가 스위치(55B)를 조작하고, 거기에
응한 광량 증대 제어를 하고 있는 상태로, 조작자가 스위치(55C)를 조작하면, 증대 광량을 저하하도록
변경한다.
스텝 S15의 처리로의 타이머 시간의 변경은, 타이머 T1에 의한 현재의 타이머 값에 근거해, 조광부(1)에 공급하[0085]
는 전류 값을 새로 바꾸었을 때에, 이 전류를 흘릴 수 있는 허용 시간의 보정을 하는 것이다. 예를 들면, 스위
치(55B)가 조작되었을 때 타이머 시간은 20분으로 설정되어 있지만, 이 타이머 시간 내에 스위치( 55C)가 조작
되어 증량 광량의 변경을 지시받으면, 정격 전류 이상이지만 작은 전류를 조광부(1)에 흘리게 되므로, 타이머
시간은 20분보다 긴 시간으로 재설정한다.한편, 스위치(55C)가 조작된 상태로부터 스위치(55B)가 조작되었을 때
는, 30분으로 설정해 있는 타이머 시간을 30분보다 짧은 시간에 재설정한다. 따라서, MPU는, 지금까지 공급하고
있던 정격 전류를 웃도는 전류 값 및 그 공급 시간(타이머(T1)에 의한 현재의 타이머 값과 지금부터 공급하는
전류 값에 근거해, 타이머 시간을 보정한다. 이것에 의해, 다음에 스텝 S10의 처리가 되었을 때는, 타이머(T1)
의 값이 보정한 타이머 시간에 이르고 있는지를 판정하게 된다.
이러한 광량 증대시에 있어서, 스위치(55A)의 조작을 확인하면(스텝 S13), 전류 제어 회로(62)를 제어하여 조광[0086]
부(61)에의 전류 공급을 정지시켜 조광부(1)의 점등을 종료한다(스텝 S12). 동시에 레지스터(R)의 내용을 모두
삭제하여 초기 상태가 된다.
한편, MPU는, 스텝 S10에서 타이머 시간(T1)의 종료를 확인하면, 레지스터(R)에 타이머(T2) 플래그(F1)를 세트[0087]
함과 동시에 증대 광량 플래그(F0)를 삭제 한 후(스텝 S11), 스텝 S1의 처리로 옮겨 조광부(61)에의 공급 전류
를 정격값으로 전환하여 증대 광량의 제어를 종료하고, 스텝 S2로부터의 동작이 된다.
이와 같이 조광부(1)의 광량을 증대시켜, 다시 정격값의 전류를 흘려 통상의 광량에 되돌린 뒤부터의 일정기간[0088]
에 있어서는, MPU는 스위치(55B) 또는 스위치(55 C)가 조작되어도 증대 값의 전류를 흘리는 것을 정지하게 되어
있다. 이 일정기간은, 조광부(1)에 증대 값의 전류를 흘린 후에 LED의 온도가 정격 허용 값 이하로 저하할 때까
지의 시간으로 설정되어 있다.
따라서, 조광부(61)의 광량을 증대시키고, 다시 정격값의 전류를 흘려 통상의 광량에 되돌린 상태로 스텝 S2의[0089]
처리가 되면, MPU는 전의 스텝 S11의 처리에서 레지스터(R)에 타이머(T2) 플래그(F1)를 세트 하고 있기 때문에,
다음의 스텝 S3의 처리에서 레지스터(R)의 타이머(T2)에 타이머 값을 가산해 타이머(T2) 계시를 한다.
이후, MPU는, 스텝 S4에서 스위치(55A)의 조작에 의해 조광부(61)의 구동 정지를 지시받지 않는 이상 타이머[0090]
(T2)의 계시를 하면서 통상 광량으로의 발광을 제어한다.
그리고, 스텝 S5에서 스위치(55B) 또는 스위치(55C)가 조작된 것을 확인하면, 다음의 스텝 S6에서 타이머(T2)의[0091]
값이 소정의 판정 값에 이르렀는지를 판정하는 것으로, 타이머(T2)시간이 소정 기간 경과했는지를 판정한다. 이
때의 소정 기간은, 조광부(61)에 증대 값의 전류를 흘린 나중에 LED의 온도가 정격 허용 값 이하로 저하할 때까
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지의 전술한 시간이다.
따라서, 타이머(T2)가 소정 기간을 지나고 있는 경우에는 타이머(T2)를 원상 복귀하여 스텝 S7로 진행하고, 레[0092]
지스터(R)에 증대 광량 플래그(F0)를 세트 해 증대 광량 제어를 한다. 그렇지만, 타이머(T2)가 소정 기간에 이
르지 않으면, 증대 광량 제어를 하는 일 없이 스텝 S2로부터의 처리가 되어 통상 광량으로의 발광을 제어하면서
타이머(T2)의 계시를 한다.
이러한 처리 순서에 의한 일련의 제어에 의해, MPU는 정격값의 전류를 조광부(61)에 공급하고 있는 상태로 스위[0093]
치(55B 혹은 55C)가 조작되면, 조광부(61)가 발열에 의한 LED의 열화 방지가 보장되고 있는 타이머 시간 내에
정격 전류를 웃도는 증대 값의 전류를 흘려 고광속(증광)을 실현한다.
또, 도 9의 플로우 차트(flow chart)에는 나타나지 않지만, 스텝 S9로부터 스텝 S16까지의 처리를 반복해 광량[0094]
을 증대시키고 있을 때, 스위치(55A)의 조작에 의해, 정격값의 전류를 전류 제어 회로(2)에 공급해 조광부(1)를
통상의 발광 상태에 되돌리는 것도 가능하다. 이 경우, 증대 광량 플래그(F0)를 세트 하고 있는 상태로 스위치
(55A)가 조작되면, MPU는 증대 광량 플래그(F0)를 다시 세트 해 스텝 S1로 진행되고, 조광부(1)에 정격값의 전
류를 공급하도록 전류 제어 회로(2)를 제어하는 것이다.
이상, 도 8에 나타내는 구성에서는, 정격을 웃도는 전류를 공급하는 기간을 타이머에서 제한하고 있지만, 온도[0095]
를 직접 감지해 정격을 웃도는 전류를 공급하는 기간을 제한해도 좋다. 도 10은, 이러한 구성의 전기회로를 나
타내는 블럭도이며, 회로의 각 구성요소에 대해 도 8과 같은 기능을 가지는 것은 동일한 부호를 교부해 설명을
생략한다. 이 회로에 대해서는, 조광부(61)의 LED의 온도를 서미스트 등에 의한 온도 센서(63)를 마련하고
있다. 도 8의 경우와 같이 조광부(61)의 광원은 LED로 한정되지 않고, 통전 전류가 정격값을 웃돌아도 즉시 파
손하는 일 없이, 어느 정도의 내구성을 가지는 할로겐 램프나 크세논 램프 등이어도 좋다.
도 11의 플로우 차트(flow chart)에서, 이 경우의 MPU에 의한 조광부(61)의 점등을 제어하는 처리 순서를 설명[0096]
한다. 스위치(55A)가 조작되면 처리 순서를 스타트해, 조광부(61)에 정격 전류를 공급하도록 전류 제어 회로
(62)를 제어한다(스텝 S21). 전류 제어 회로(62)는, 배터리 전원부(60)로부터 조광부(61)에 흐르는 평균 전류
값이 정격값이 되도록 MPU에 의해서 제어되고 있다.
그리고, MPU는, 스위치부(55)로부터의 신호를 취득해 스위치(55A)의 조작을 확인하고(스텝 S22), 조작되어 있지[0097]
않으면, 스위치(55B) 또는 스위치(55C)의 조작을 확인한다(스텝 S23). 스위치(55B) 또는 스위치(55C)가 조작되
어 있지 않으면 스텝 S22로부터의 처리가 반복이 되지만, 스텝 S22에서 스위치(55A)의 조작을 확인하면, 스텝
S33의 처리가 되어 MPU는 조광부(61)로의 배터리 전원부(60)로부터의 전류 공급을 정지하도록 전류 제어 회로
(62)를 제어해 발광 동작을 정지한다.
한편, MPU는, 어느 쪽이든 스위치(55B) 또는 스위치(55C)의 조작을 확인하면, 온도 센서(54)로부터의 출력을 얻[0098]
어, 감지 온도가 소정 온도(예를 들면, 80 ℃, 또는 여유를 예측한 그 이하의 온도)인지를 판정해(스텝 S24),
소정 온도 이하이면 레지스터(R)에 조작된 스위치(55B) 또는 스위치(55C)에 응한 증대 광량 플래그(F0)를 세트
한다(스텝 S25). 증대 광량 플래그(F0)는, 조작된 스위치(55B) 또는 스위치(55C)를 식별하는 데이터이다.
계속 해서, MPU는, 증대 광량 플래그(F0)의 내용에 응한 광량 증대 제어를 실시해(스텝 S26), 다음의 스텝 S27[0099]
에서 스위치(55A)의 조작에 의해 발광의 정지를 지시받지 않은가를 확인하고, 스위치(55A)가 조작되어 있지 않
으면 스텝 S28의 처리로 진행되고, 스위치(55B) 또는 스위치(55C)가 조작되었는지를 확인한다. 예를 들면, 조작
자가 스위치(55B)를 조작하는 것으로, 거기에 응한 광량 증대 제어를 하고 있는 상태에서, 조작자가 더욱 스위
치(55C)를 조작하면, MPU는 스텝 S29에서 증대 광량 플래그(F0)의 내용을 스위치(55C)의 조작을 식별하는 데이
터로 고쳐 써 다음의 스텝 S30에서, 조광부(1)로부터의 광량을 더욱 올릴 수 있도록 전류 제어 회로(2)를 제어
하고, 스텝 S31의 처리가 된다. 이와 같이 하여, 조작자가 스위치(55 C)를 조작하고, 거기에 응한 광량 증대 제
어를 하고 있는 상태에서, 조작자가 스위치(55B)를 조작하면, 증대 광량을 저하하도록 변경한다.
한편, 스텝 S28에서, 스위치(55B) 또는 스위치(55C)가 조작이 없는 것을 확인했을 때는 스텝 S31의 처리로 진행[0100]
되므로, 증대 광량을 변경하는 일 없이 지금까지의 발광 상태가 계속된다.
스텝 S31에서는, MPU는, 온도 센서(15)로부터의 출력을 얻어 온도를 감지하고, 감지 온도가 소정 온도 미만의[0101]
온도인지를 판정한다. 소정 온도 이상이면, 스텝 S27로부터의 동작을 반복한다. 따라서, 스위치(55B) 또는 스위
치(55C)의 조작에 응한 증대 값의 전류가 계속해 조광부(1)에 흘러 어느 쪽의 경우도 LED는 통상보다 밝게 발광
하고 있다.
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이러한 광량 증대 제어의 처리에서, 스텝 S27에서, MPU가, 스위치(55A)의 조작을 확인하면, 스텝 S33의 처리가[0102]
되어, 전류 제어 회로(2)를 제어해 조광부(1)에의 전류의 공급을 정지시켜 조광부(1)의 점등을 종료한다.
조광부(1)의 LED로부터의 광량의 증대를 하고 있는 상태에서, 온도 센서(15)에 의한 감지 온도가 소정 온도에[0103]
도달하고 있는 것을 스텝 S31에서 감지했을 때는, 레지스터(R)의 증대 광량 플래그(F0)를 다시 세트 해 스텝
S21의 처리가 되고, MPU는 조광부(1)로의 공급 전류를 정격값으로 전환하여 광량 증대 제어를 종료하고, 스텝
S22로부터의 처리가 된다.
그리고, MPU는, 스위치(55A)의 조작을 확인하면, 전류 제어 회로 2를 제어해 조광부(1)로의 전류의 공급을 정지[0104]
시킨다(스텝 S33). 동시에, 제어부(4)는, 레지스터(R)의 내용을 다시 세트해 초기 상태가 된다.
스위치(55A)가 조작되어 있지 않은 경우는, MPU는 조광부(1)에 정격 전류를 공급하도록 전류 제어 회로(2)를 제[0105]
어하고 있어, 조광부(1)는 통상의 광량으로 발광하고 있다. 그리고, MPU는, 스위치(55A)의 조작이 없는 것을 스
텝 S22에서 확인하고, 다음의 스텝 S23에서, 스위치(55B 또는 55C)의 조작을 확인하면 스텝 S24의 처리가 된다.
따라서, MPU는, 온도 센서(15)로부터의 출력을 얻어 온도를 감지하고(스텝 S24), 감지 온도가 소정 온도를 넘고
있는지를 판정해(스텝 S25), 미만일 때는, 레지스터(R)에 스위치(55B 또는 55C)의 조작에 응한 증대 광량 플래
그(F0)를 레지스터(R)에 세트 하고(스텝 S26) 다시 광량 증대 제어를 반복한다. 따라서, LED의 온도가 소정 미
만인 것을 스텝 S25에서 확인하고 있는 동안에는, 광 증량 종료 후라도 광량 증대를 재개할 수 있다.
또, 도 11의 플로우 차트(flow chart)에는 나타나지 않지만, 스텝 S27로부터 스텝 S31까지의 처리를 반복해 광[0106]
량을 증대시키고 있을 때, 스위치(55A)의 조작에 의해, 정격값의 전류를 전류 제어 회로(2)에 공급해 조광부
(1)를 통상의 발광 상태로 되돌리는 것도 가능하다. 이 경우, 증대 광량 플래그(F0)를 세트 하고 있는 상태로
스위치(55A)가 조작되면, MPU는 증대 광량 플래그(F0)를 다시 세트 해 스텝 S21로 진행되고, 조광부(1)에 정격
값의 전류를 공급하도록 전류 제어 회로(2)를 제어하는 것이다.
다음으로, 도 8 및 도 10에 있어서의 전류 제어 회로(62)의 구체적인 회로 구성을 나타내고, 제어부(54)에서의[0107]
MPU에 의한 조광부(61)로의 공급 전류 제어에 대해 설명한다. 또, 전류 제어 회로(62)의 구성을 도 12 및 도 13
에서 두 가지 예시하지만, 도 12 및 도 13의 어느 쪽의 전류 제어 회로(62)를 이용해도 좋다.
도 12에 나타내는 전류 제어 회로(62)는, 전원(Vcc)에 조광부(61)의 LED(65)와 그 콜렉터 측에서 접속되는 구동[0108]
트랜지스터(Q1)와, 이 트랜지스터(Q1)의 에미터 측에 접속되는 저항 회로(66)를 접속해서 완성된다. 그리고,
MPU는 저항(R11)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스를 포트(a)로 접속하고, 그 온/오프를 제어한다.
저항 회로(66)는, 트랜지스터(Q1)의 에미터와 일단에서 접속되고 타단이 접지되고 있는 저항(R1)과, 이 저항[0109]
(R1)과 병렬 접속되는 트랜지스터(Q2) 및 저항(R2)의 직렬 회로와, 역시 저항(R1)과 병렬 접속되는 트랜지스터
(Q3) 및 저항(R3)의 직렬 회로로 이루어진다. 그리고, 트랜지스터(Q2)의 베이스는 저항(R12)를 통해 제어부(5
4)의 MPU의 포트(b), 트랜지스터(Q3)의 베이스는 저항(R13)을 통해 제어부(4)의 포트(c)에 접속되고, 제어부
(54)에 의해 각각 그 온/오프가 제어된다. 여기서, 저항(R11), 저항(R12), 저항(R13)은, 접속되는 각 트랜지스
터에의 베이스 전류를 제한하기 위해서 설치된다.
저항 회로(12)의 저항값은 저항(R1, R2 및 R3)의 합성 저항값에 의해서 정해지고, 트랜지스터(Q2) 및 트랜지스[0110]
터(Q3)가 오프 하고 있는 통상 상태에서 전류 제한 저항값은 R1이고, 트랜지스터(Q2)가 온으로 트랜지스터(Q3)
가 오프 때는 R1·R2/(R1＋R2), 트랜지스터(Q2) 및 트랜지스터(Q3)가 모두 온일 때는 R1·R2·R3/(R1＋R2＋R
3)가 된다.
이때, 저항 R1, R2 및 R3의 저항값을, R1＞R1·R2/(R1＋R2)＞R1·R2·R3/(R1＋R2＋R3)가 되도록 설정해, 저항[0111]
값이 R1일 때 LED(65)에의 공급 전류는 정격값이고, 전류 제한 저항값이 R1·R2/(R1＋R2) 때의 공급 전류는 증
대 값, 전류 제한 저항값이 R1·R2·R3/(R1＋R2＋R3) 때의 공급 전류는 더욱 증대하도록 하고 있다. 이것에 의
해, 제어부(54)가 트랜지스터(Q2) 및 트랜지스터(Q3)의 어느 쪽도 오프 시켰을 때는, LED(65)에는 정격값의 전
류가 공급되어 통상의 발광량이지만, 트랜지스터(Q2)를 온 시키면 증대 값의 전류가 공급되어 발광량이 늘어나
고, 트랜지스터(Q2) 및 트랜지스터(Q3)를 모두 온 시키면, 한층 더 공급 전류가 커져 발광량이 증대한다.
따라서, 제어부(54)에 의한 트랜지스터(Q2) 및 트랜지스터(Q3)의 오프 시키는 제어는 전술한 처리 순서의 「LED[0112]
에 정격 전류 공급」의 처리에 해당하고, 트랜지스터(Q2)를 온 시키는 제어는 스위치(5B)가 조작되었을 때의 「
광량 증대 제어」에 해당하고, 트랜지스터(Q2) 및 트랜지스터(Q3)를 모두 온 시키는 제어는 스위치 (5C)가 조작
되었을 때의 「광량 증대 제어」에 해당한다.
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이러한 구성의 전류 제어 회로(62)는, MPU가 트랜지스터(Q1)를 온 시켜 전원(Vcc)을 전류 제어 회로(2)에 공급[0113]
하면 LED(29)에 전류가 흐른다. 이때 제어부 (54)는 트랜지스터(Q2) 및 트랜지스터(Q3)를 오프시키고 있으므로
정격 전류가 LED(29)에는 흘러 통상의 발광을 하고 있다. 또, MPU는 트랜지스터(Q1)의 온/오프를 소정의 듀티비
로 제어해 소정의 전류가 흐르도록 제어하고 있다. 따라서, LED(29)에의 인가 전압은 직각 파상이 되지만, 직각
파에 한정하지 않고 그 상승과 하강을 계단 모양으로 하는 것으로 대략 반파 형상으로 하면 좋다. 이것에 의해
서, 급격한 조도 변화를 해소할 수 있다.
그리고, 스위치(55B) 또는 스위치(55C)의 조작에 의해, MPU가 트랜지스터(Q2)를 온, 혹은 트랜지스터(Q2) 및 트[0114]
랜지스터(Q3)를 모두 온 시키면, 저항 회로(66)의 전류 제한 저항값에 따른 전류가 LED(65)에 흘러 발광한다.
따라서, 정격 전류에 의한 조광부(61)의 조광 동작 중에 스위치(55B) 또는 스위치(55C)가 조작되면, MPU는 조작
된 스위치의 증광량에 따라 정격 전류를 웃도는 양의 전류가, LED(65)에 흐르도록 조광부(61)을 제어한다. 이와
같이 제어부(54)는, MPU의 포트( a, b, c)로부터 트랜지스터(Q1, Q2 및 Q3)를 제어해 LED(29)의 발광량을 전환
한다.
조광부(61)의 발광 동작을 제어하는데 상기한 회로 구성에 한정하지 않고, 회로상의 스위치 디바이스, 예를 들[0115]
면 트랜지스터, MOSFET등에서 조광강도의 지정에 응한 듀티비를 제어하는 것으로 조광부(1)에 흐르는 전류를 제
어하는 펄스 구동 방식이어도 좋다.
도 13은 펄스 구동 방식에 의한 전류 제어 회로(62)의 구성을 나타내고 있다. 이 도면에서, 스위치 디바이스[0116]
(71)에는 예를 들면 MOSFET를 사용하고 있고, 그 게이트 측에 펄스 발생기(72)로부터의 PWM(Pulse Width
Modulation) 신호가 입력되도록 접속하고, 제어부(4)의 MPU의 포트(a＇)로부터의 제어 신호에서 PWM 신호가 높
은 레벨이 되면 스위치 디바이스(71)가 온이 되어, 배터리 전원부(60)의 전압이 인가되어 입력 측으로부터 부하
측에 전류가 흐른다.
스위치 디바이스(71)의 부하 측에는 조광부(61)의 LED(74)와 보호 저항(R4)를 접속해 어스하고 있지만, 그 앞에[0117]
는 코일(L)와 콘덴서(C)로 이루어지는 평활 회로를 마련하고, 스위칭 동작에 의한 펄스 출력을 평균화해 출력하
게 되어 있다. 코일(L)의 더 앞에는, 스위치 디바이스(71)가 오프 되어도 코일(L)에 전류를 계속 공급하기 위해
서 다이오드(75)를 마련하고 있다. 이것에 의해, 스위치 디바이스(71)의 온 시간(오프 시간)을 제어하면, 조광
부(61)에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.따라서, 이 경우, 제어부(54)는, 펄스 발생기(72)의 듀티비를 바꾸는
제어를 하는 것으로 조광부(61)의 광량을 증대할 수 있다. 또, LED(74)에 인가하는 전압은 직각형 파상이지만,
직각형 파에 한정하지 않고 그 상승과 하강을 계단 모양으로 하는 것으로 대략 반파 형상이어도 좋다.
MPU는 스위치(55B) 또는 스위치(55C)의 조작에 따르고, 조광부(61)에 흐르는 평균 전류 값은 정격값으로부터 해[0118]
당 정격값보다 큰 증대 값의 전류가 흐르도록 듀티비를 바꾸는 제어를 한다. 그리고, 스위치(55B, 55C)의 어느
쪽이 조작되어도, 조광부(61)로의 공급 전류는 정격값을 웃도는 증대 값이 되지만, 스위치(55B)가 조작되었을
때에 흘리는 전류가, 스위치(55C)가 조작되었을 때에 흘리는 전류보다 높게 되어 있다. MPU가 포트(a＇)로부터
펄스 발생기(32)에 제어 신호를 출력하는 제어는 처리 순서의 「LED에 정격 전류 공급」의 처리나, 스위치(5B)
또는 스위치(5 C)가 조작되었을 때의 「광량 증대 제어」에 해당한다.
이러한 구성의 전류 제어 회로(62)는, MPU가 포트(a＇)로부터 출력하는 제어 신호는 조광부(61)에 정격값의 전[0119]
류를 공급하는 듀티비를 지시하고 있지만, 스위치(55B 또는 55C)가 조작되면, MPU는 조작된 스위치의 증대 광량
에 따라 증대 값의 전류를 공급하도록 듀티비를 바꾸는 제어 신호를 출력한다.
상기한 제 2의 실시형태의 의료용 광원 장치는, 조작자의 신체에 장착 가능한 LED에 의한 광원 장치에 있어서,[0120]
광량을 특별히 올릴 필요가 생겼을 경우에만, 발열의 영향에 의해 LED가 열화 하지 않는 범위에서 소정 기간에
걸쳐서 최대치 이하이며 정격값(연속 정격값)을 웃도는 전류를 흘리는 것으로, 복잡한 구성을 이용하지 않고도
광량을 올릴 수 있다. 따라서, 필요 이상으로 전원을 소비하지 않게 되어, 의료 현장에서의 수술에 이용하는데
필요한 장시간의 조광시간을 확보할 수 있다.
또, 예를 들면 가정 내의 조명 용도 등에 이용되는 LED 조명 장치는, LED의 발광량을 다단계로 조광하지만, 어[0121]
느 쪽도 조절된 발광량으로 계속적으로 발광하게 되어 있어, 고출력의 발광 상태로 조절되었을 경우는 상응하게
발열하는 것을 상정하고, 열에 의한 갑작스런 정지나 열화에 의한 극단적인 수명의 저하에 대비하여, 적절한 방
열 대책을 세우는 것이 필요하다. 그런데, 이러한 방열 대책은, 조작자의 몸에 장착 가능하도록 소형화를 전제
로 하는 의료용 광원 장치에 있어서는, 장치의 대형화를 부르게 된다. 그렇지만, 광량을 특별히 올릴 필요가 생
겼을 경우에만, 발열의 영향에 의해 LED가 열화 하지 않는 범위에서 소정 기간에 걸쳐서 최대치 이하이며 정격
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값(연속 정격값)을 웃도는 전류를 흘리므로, 대용량의 배터리나 특별한 방열 대책이 필요 없게 되어, 소형화된
의료용 광원 장치가 제공된다.
조광부(61)는 유지구로 조작자의 신체에 장착되지만, 예를 들면 쌍안 확대경으로 유지되어 조작자의 머리 부분[0122]
에 장착된다. 또, 배터리 전원부(60)도 제 1의 실시형태와 같이, 조작자의 신체의 일부에 장착해도 좋다. 이 경
우, 도 5에 나타나고 있는 배터리 유지 벨트(8)로 조작자의 허리에 장착한다면, 배터리 전원부(60)와 함께, MPU
와 전류 제어 회로(62)를 포함한 제어부(54)와 스위치부(55)를 컨트롤 유닛(10)으로 하여 일체화해 배터리 유지
벨트(8)에 부착하여 컨트롤 유닛(10)은 코드(42)를 통해 조광부(61)에 구동 전류를 공급해 조광동작을 제어하도
록 구성한다.컨트롤 유닛(10)은, 콘센트(41)에 플러그가 삽입된 충전기(6)가 접속되면 배터리 전원부(3)에의 충
전 제어를 하지만, 배터리 전원부(3)에의 충전을 하면서 조광부(1)에 의한 조광 동작을 할 수 있다.
다음에 본 발명의 제 3의 실시형태를 설명한다.이 실시형태에서는, 가속도 센서에 의해 조작자의 움직임을 감지[0123]
하고, 그 움직임에 따라 발광량의 제어를 하는 것이다. 의료 수술에서, 예를 들면 혈관이나 미세한 개소의 절제
나 봉합 등의 시술 등으로 국부에 보다 많은 광량으로 조사시킬 필요가 있는 시간은 전체 중에서 2할 정도로 되
어 있다. 따라서, 이 2할 정도의 시간 이외는 조광부(1)를 어둡게 하도록 제어하면, 배터리 전원의 전력 소비를
억제할 수 있다.
따라서, 도 1로 설명하면, 유지구(7)에 조광부(1)과 함께 가속도 센서를 마련해 조작자의 움직임을 가속도 센서[0124]
에서 감지하고, 가속도 센서가 가속도를 감지하고 있을 때는, 보다 많은 광량으로 조사시킬 필요가 없는 수술기
간이라고 판단해 조광부(1)를 어둡게 하도록 제어하는 것이다. 도 14는 이 전기회로의 구성을 나타내는 블럭도
이며, 조광부(81)와, 조광 구동부(82)와, 배터리 전원부(83)과, 제어부(84)와, 전원 온/오프 스위치(85A) 및 조
광부(81)의 조광강도를 고·중·저로 조절하기 위한 3가지의 전환 스위치(85B)를 구비한 스위치부(85)와, 배터
리 전원부 (83)을 충전하는 충전기(86)으로서의 AC어댑터와 가속도 센서(80)로 구성된다. 조광부(1)의 광원으로
서는, 제 1의 실시형태와 같이, LED 등 여러 가지의 광원이 사용된다.
가속도 센서(80)는, 기계식·광학식·반도체식과 여러 가지 사용 가능하지만, 의료용 광원 장치로서는 소형화의[0125]
점으로 반도체식이 최적이다. 특히, 유지구가 조작자의 머리 부분에 대는 쌍안 확대경이나 모자 또는 헤드 밴드
의 경우는 더욱 더 그러하다.
도 15는 가속도 센서(80)를 유지구(7)인 쌍안 확대경(87)에 장착한 예를 나타내는 것으로, 조작자의 머리 부분[0126]
의 움직임에 의한 진동을 가속도 센서(80)가 검출해 전기신호로 변환해, 신호 케이블(88)에 의해서 제어부(84)
에 전송한다. 가속도 센서(80)는, 점착 테이프 등으로 쌍안 확대경(87)에 붙일 수 있다.
제어부(84)는, 전원 온/오프 스위치(85A)의 온에 의해 스위치부(85)로부터 전원 온 신호가 입력되면, 조광 구동[0127]
부(82)를 통하여, 조광부(81)의 발광 동작을 제어한다. 그리고, 전환 스위치(85B)의 조작에 의해 스위치부(85)
로부터 조광강도의 선택 신호가 입력되면, 제어부(84)는 이때의 지정의 빛의 강도에 따른 정전류가 조광부(81)
에 통전되도록 조광 구동부(82)를 제어한다.
제어부(84)는 조광부(81)에 통전 제어를 하고 있을 때, 가속도 센서(80)가 소정 값 이상의 가속도를 검출하면[0128]
조광부(81)의 조도를 낮추도록 조광 구동부 (82)를 제어한다. 그리고, 가속도가 소정 값 이하가 되면, 제어부
(84)는 전환 스위치(85B)에서 지정된 빛의 강도로 발광하도록 조광 구동부(82)를 제어한다.
상기 구성에서, 수술 중에서의 혈관이나 미세한 개소의 절제나 봉합 등의 시술에서는, 조작자는 조광부(81)를[0129]
고정해 시술 대상 개소에 빛을 집중시키기 때문에, 조광부(81)와 함께 유지구에 유지되고 있는 가속도 센서(8
0)에서 감지되는 가속도는 작고, 제어부(84)는 조작자가 필요로 하는 강도로 발광시킨다. 한편, 수술중이어도
직접 시술을 하지 않은 시간에서는, 조작자는 준비작업 등으로 몸 전체를 이동시키는 큰 움직임을 하기 때문에
머리 부분이 진동해 가속도 센서(80)에서 감지되는 가속도는 커진다. 그리고, 가속도가 소정 값 이상이 되면,
제어부(84)는 조광부(81)의 조도를 낮추도록 조광 구동부(82)를 제어하는 것으로, 배터리 전원부(83)의 유효 이
용을 도모할 수 있다. 이때, 가속도 센서(80)에서 감지되는 가속도가 소정 값 이상이 되면, 조광부(81)의 조광
을 정지시켜도 좋다.
또, 이 실시형태의 구성의 경우도, 배터리 전원부(83)도 제 1의 실시형태와 같게, 조작자의 신체의 일부에 장착[0130]
해도 좋다. 이 경우, 도 5에 나타나고 있는 배터리 유지 벨트(8)로 조작자의 허리에 장착한다면, 배터리 전원부
(83)과 함께, 제어부(84)와 스위치부(85)를 컨트롤 유닛(10)에 일체화해 배터리 유지 벨트(8)에 단다.
이러한 가속도 센서를 이용한 조광부(81)의 조도의 제어는, 전술한 제 2의 실시 형태의 도 8 또는 도 10의 구성[0131]
의 어느 쪽에도 적용할 수 있다. 예를 들면, 도 8 또는 도 10에서, 제 2의 스위치(55B, 55C)가 조작되어 조광부
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(61)에 흐르는 평균 전류 값을 정격값보다 큰 증대 값의 전류가 흘러 고출력의 발광 제어를 개시했을 때, MPU는
타이머 인터럽트에 의해 가속도 센서로부터의 가속도 검출 신호를 정기적으로 감시해, 가속도가 소정 값을 넘었
을 때 조광부(61)에 흐르는 평균 전류 값을 정격값으로 떨어뜨리는 제어를 한다. 이렇게 하는 것으로, 제 2의
스위치(55 B, 55C)가 조작되어도 실제로는 시술 대상 개소에 빛을 집중시키는 시술을 하지 않은 듯한 때는 즉
시 통상의 발광 제어로 돌아올 수 있어 배터리 전원부(11)(도 8 또는 도 10)의 전력의 소모 방지나 LED의 보호
에 유효하다.
이상, 상술한 것처럼, 본 발명은, (1) 배터리를 신체에 장착하는 것으로 대용량의 배터리 전원을 확보하는 것[0132]
(제 1의 실시형태), (2) 스위치 조작에 의해 LED등에 의한 광원을 고출력으로 일정시간 발광시키는 것(제 2의
실시형태), (3) 가속도 센서를 구비해 수술기간 중이어도 조작자의 움직임으로부터 강도의 빛의 조사를 필요가
없다고 판단되는 기간에는 조도를 낮추는(제3의 실시형태), 것에 따라, 장시간의 조광을 가능하게 하는 의료용
광원 장치가 제공된다.
상기(1) 내지 (3)에 의한 3가지의 방법은 각각 단독으로 채용해도 조광시간을 길게 할 수 있지만, 설명한 것처[0133]
럼 적당하게 조합해 채용하는 것으로, 한층 더 장시간의 조광을 도모할 수 있다.
또, 본 발명에 의한 의료용 광원 장치는, AC의 상용 전원에 접속한 채로 사용하는 것도 가능하다. 예를 들면,[0134]
조광부의 광원을 LED로 했을 경우, 상용 전원 AC 100V를 직류화한 12V의 직류 전원으로 LED를 구동하는 것으로,
도 16에서 나타낸 바와 같이, 상용 전원에 트랜스(100)를 통해 전파 정류회로(101)를 접속하고, 발생하는 전파
정류를 평활 회로(102)에서 평활화해 직류화한 것을 LED 구동 회로 (103)에 공급하도록 구성하고 있다.
그리고, 평활 회로(102)에는 역류 방지의 다이오드(D)를 통해 배터리 전원부 (B)를 접속하고 있다. 따라서, 정[0135]
전시 또는 AC전원 코드가 빠지거나 해 전원 공급이 정지가 되는 사태가 발생했을 때는, LED 구동 회로(103)에의
전원 공급은 배터리 전원부(B)로 자동적으로 완전히 교체되므로 LED의 조광이 계속된다.
이와 같이, 상용 전원으로부터 전원을 공급하는 구성에서도, 상기한 스위치 조작에 의해 광원을 고출력으로 일[0136]
정시간 발광시키는 제어나, 가속도 센서를 이용해 수술기간 중이어도 조작자의 움직임으로부터 강도의 빛의 조
사를 필요가 없다고 판단되는 기간에는 조도를 낮추는 제어를 도입하는 것으로, 전원 공급이 배터리 전원(B)으
로 완전히 교체되어도 장시간의 정전에 대처 가능한 의료용 광원 장치가 제공된다.
또, LED 등에 의한 광원의 발열을 억제해 장시간의 조광을 도모하려면 팬으로 광원을 냉각하는 것도[0137]
효과적이다. 현재, 10수 밀리각으로 두께도 수밀리 정도의 초소형 브러쉬리스 DC팬 모터도 존재하고 있고, 게다
가 3 V내지 5 V정도의 소용량으로 충분한, 이러한 소형의 팬을 사용하면, 조광부의 케이스체 내에 내장시켜 조
작자의 신체에 장착하는 것도 가능하다.
도 17은 소형 팬을 내장한 조광부(91)의 구성을 나타내고 있고, 조광부(91)는 원통형의 케이스체(92) 내에 LED[0138]
유닛(93)을 수납하고 있다. LED 유닛(93)은, LED가 장착되는 기판(94)를 가지고, 이 기판(94)을 케이스체(92)
내벽에 다는 것으로 케이스체(92) 내에 고정되어 있다. 그리고, 광원으로부터 발광되는 빛은, 케이스체(92)의
캡부를 형성하는 렌즈(94)를 통해 외부에 투광 되게 되어 있다. 또, 케이스체(92)의 측면의 일부에는, 예를 들
면 상기한 치수의 소형 팬(96)이 들어가는 정도의 오목부 (95)가 형성되고 있다.
이 소형 팬(96)은 축류형(軸流型)의 팬이며, 오목부(95)의 바닥면에 설치되는 흡입구(97)와, 흡입구(97)에 대향[0139]
시켜서 케이스체(92)의 측면에 설치되는 배기구(98)와의 사이에 공기의 흐름을 형성해 LED 유닛(93)을
냉각한다. 그리고, 소형 팬(96)은, 조광부(91)에 전원을 공급하기 위한 배터리 전원부로부터 리드 선(99)을 통
해 전원이 공급된다.
본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지에 근거해 여러 가지의 변형이 가능하고, 이[0140]
것들을 본 발명의 범위로부터 배제하는 것은 아니다.
부호의 설명
1, 61, 81, 91 조광부[0141]
3, 60, 83 배터리 전원부
4, 54, 84 제어부
6, 56, 86 충전기
등록특허 10-1347899
- 18 -
7 유지구
8 배터리 유지 벨트
10 컨트롤 유닛
55A 제 1의 스위치
55B 제 2의 스위치
63 온도 센서
80 가속도 센서
92 조광부의 케이스체
96 팬
도면
도면1
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도면2
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도면3
도면4
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도면5
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도면6
도면7
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도면8
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도면9
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도면10
등록특허 10-1347899
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도면11
등록특허 10-1347899
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도면12
도면13
등록특허 10-1347899
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도면14
도면15
등록특허 10-1347899
- 29 -
도면16
도면17
등록특허 10-1347899
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