JP2002345915A - 超音波美容器 - Google Patents
超音波美容器Info
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Abstract
なる周波数の超音波を簡便に使用可能とする。 【解決手段】 超音波振動子1とホーン2とからなる振
動部10中を伝播する超音波の半波長λ/2が振動部1
0の厚み(TH1+TH2)と略一致する周波数である
第1基本周波数FR1、及び、第1基本周波数の整数倍
の周波数である第1高次周波数の内、少なくともいずれ
か1の周波数を駆動周波数とする。
Description
り付けられてなる振動部を顔等の肌に接触させることに
より肌に超音波刺激を付与するようにした超音波美容器
に関する。
ーンに超音波振動子が接合されてなる振動部を、顔等の
肌に接触させることにより肌に超音波振動(超音波刺
激)を付与するようにした超音波美容器が用いられてい
る。図22は、従来の超音波美容器の構成図である。
(a)は、全体構成図であり、(b)は、後述の振動部
10の拡大図である。超音波美容器は、超音波を発生さ
せる厚みTH1の超音波振動子1と、一方の面を肌に接
触させると共に他方の面が超音波振動子1に接合された
厚みTH2のホーン2とからなる振動部10を備えたプ
ローブ3と、超音波振動子1を駆動する駆動部4とから
構成されている。超音波振動子1は、圧電セラミックス
からなり、ホーン2は、アルミニウムからなる。
0中を伝播する超音波(定在波)の状態を説明する図で
ある。ここでは、縦波である超音波を、便宜上横波とし
て図示する。また、媒質中を伝播する超音波の波長λ
は、超音波が伝播する速度(音速)によって変化する
(波長=音速/周波数)ため、音速の異なる媒質中を伝
播する超音波の波長には差異が生じるが、ここでは、便
宜上、媒質によって超音波の波長λは変化しないものと
する。図23では、振動部10の断面を右側に示し、振
動部10中の超音波の波形を左側に示している。
子1の厚みTH1及びホーン2の厚みTH2は、それぞ
れ半波長λ/2及び半波長λ/2の整数倍(ここでは3
倍)と略一致するように設定されていた。また、超音波
美容器では、周波数が1〜3MHzの超音波が使用され
ていた。従って、超音波振動子1の厚みTH1及びホー
ン2の厚みTH2は、超音波の周波数が1MHzの場合
には、例えば、それぞれ2mm及び6mmであり、超音
波の周波数が3MHzの場合には、例えば、それぞれ
0.7mm及び2mmに設定されていた。
音波の周波数が高い程、超音波振動子1の厚みTH1及
びホーン2の厚みTH2を薄くする必要がある。しかし
ながら、薄い(例えば、0.6mm以下の)超音波振動
子1及び薄い(例えば、1mm以下の)ホーン2は、製
造時の特性のバラツキが発生し易く、また、駆動時(使
用時)の振動による応力に起因した破壊等によって特性
が著しく変化する可能性があり、所望する特性を確保す
ることが困難であった。そのために、従来は、高周波の
(例えば、周波数が6MHz以上の)超音波美容器を実
用化することは困難であった。
合には、振動部10を交換する必要があるため、複数の
振動部10が必要となると共に、振動部10の交換作業
が煩雑であった。
ので、高周波の超音波が使用可能で、且つ、異なる周波
数の超音波の使用が簡便に行なえる超音波美容器を提供
することを目的とする。
は、肌に超音波刺激を付与する超音波美容器であって、
超音波を発生させる超音波振動子と、一方の面を肌に接
触させると共に他方の面が前記超音波振動子に接合され
たホーンとからなる振動部を備えたプローブと、前記超
音波振動子を駆動する駆動手段とを備え、前記駆動手段
が、前記振動部中を伝播する超音波の半波長が前記振動
部の厚みと略一致する周波数である第1基本周波数、及
び、前記第1基本周波数の整数倍の周波数である第1高
次周波数の内、少なくともいずれか1の周波数を駆動周
波数とすることを特徴としている。
動部中を伝播する超音波の半波長が振動部の厚みと略一
致する周波数である第1基本周波数、及び、第1基本周
波数の整数倍の周波数である第1高次周波数の内、少な
くともいずれか1の周波数を駆動周波数とするため、高
い周波数での駆動が可能となると共に、複数の周波数で
の駆動が容易にできる。
が、前記超音波振動子中を伝播する超音波の半波長が前
記超音波振動子の厚みと略一致する周波数である第2基
本周波数、及び、前記第2基本周波数の整数倍の周波数
である第2高次周波数の内、少なくともいずれか1の周
波数を駆動周波数とすることを特徴としている。
振動子中を伝播する超音波の半波長が超音波振動子の厚
みと略一致する周波数である第2基本周波数、及び、第
2基本周波数の整数倍の周波数である第2高次周波数の
内、少なくともいずれか1の周波数を駆動周波数とする
ため、超音波振動子とホーンとの接合面の位置が定在波
の腹の位置と略一致し、接合面に働く振動による応力が
略零(≒0)となる。そのため、接合面での駆動エネル
ギの損失が殆ど無く、駆動効率が良好となると共に、接
合の剥離等の損傷が防止される。
が、前記第2基本周波数及び前記第2基本周波数の奇数
倍の周波数である第3高次周波数の内、少なくともいず
れか1の周波数を駆動周波数とすることを特徴としてい
る。上記の構成によれば、駆動手段が、第2基本周波数
及び第2基本周波数の奇数倍の周波数である第3高次周
波数の内、少なくともいずれか1の周波数を駆動周波数
とするため、超音波振動子のホーン側の面と他方の面と
の変位の向きが逆向きとなる。そのため、超音波振動子
が機械的に共振し、駆動効率が更に良好となる。
が、前記第3高次周波数の内、いずれか1の周波数を駆
動周波数とすることを特徴としている。上記の構成によ
れば、駆動手段が、第3高次周波数の内、いずれか1の
周波数を駆動周波数とするため、駆動手段の構造が簡単
となり、小型化及びコストダウンが可能となる。
が、駆動周波数を決定する他励式発振回路を有すること
を特徴としている。上記の構成によれば、駆動手段が、
駆動周波数を決定する他励式発振回路を有するため、発
振周波数(駆動周波数)の微調整が可能となる。そのた
め、超音波振動子及びホーンの製造時に、特性のバラツ
キがある場合にも、発振周波数の微調整で所望する特性
に調整することが可能となる。
が、駆動周波数を決定する自励式発振回路を有すること
を特徴としている。上記の構成によれば、駆動手段が、
駆動周波数を決定する自励式発振回路を有するため、駆
動効率の良好な駆動手段が得られる。
が、前記第2基本周波数及び前記第3高次周波数の内、
複数の周波数を駆動周波数とし、前記複数の駆動周波数
を切り換える周波数変更手段を備えることを特徴として
いる。上記の構成によれば、駆動手段が、第2基本周波
数及び第3高次周波数の内、複数の周波数を駆動周波数
とし、周波数変更手段によって複数の駆動周波数が切り
換えられるため、複数の周波数での駆動が容易にでき
る。
が、駆動周波数を決定する他励式発振回路を有すること
を特徴としている。上記の構成によれば、駆動手段が、
駆動周波数を決定する他励式発振回路を有するため、発
振周波数(駆動周波数)の微調整が可能となる。そのた
め、超音波振動子及びホーンの製造時に、特性のバラツ
キがある場合にも、発振周波数の微調整で所望する特性
に調整することが可能となる。
が、駆動周波数を決定する自励式発振回路を有すること
を特徴としている。上記の構成によれば、駆動手段が、
駆動周波数を決定する自励式発振回路を有するため、駆
動効率の良好な駆動手段が得られる。
段が、前記複数の駆動周波数毎に駆動電力を設定する電
力設定手段を備えることを特徴としている。上記の構成
によれば、電力設定手段によって複数の駆動周波数毎に
駆動電力が設定されるため、駆動周波数毎の超音波の出
力を設定することが可能となる。また、駆動周波数を切
り換える際に駆動電力を小さくすることによって、駆動
周波数を切り換えた直後に発生する超音波振動子とホー
ンとの接合面に働く過渡的な応力を小さくすることがで
きるため、この応力の影響(接合の剥離等)を小さくす
ることができる。
段が、前記複数の駆動周波数の切り換え順序及び前記複
数の駆動周波数毎の駆動時間とを設定する変更条件設定
手段を備え、前記周波数変更手段が、前記変更条件設定
手段によって設定された条件で駆動周波数を切り換える
ことを特徴としている。上記の構成によれば、変更条件
設定手段によって、複数の駆動周波数の切り換え順序及
び複数の駆動周波数毎の駆動時間とが設定され、周波数
変更手段によって、変更条件設定手段にて設定された条
件で駆動周波数が切り換えられるため、所望する条件で
複数の駆動周波数の使用が可能となる。
段が、駆動周波数の切り換え時に駆動電力を停止する時
間である駆動停止時間を設定する停止時間設定手段を備
え、前記周波数変更手段が、前記変更条件設定手段及び
停止時間設定手段によって設定された条件で駆動周波数
を切り換えることを特徴としている。上記の構成によれ
ば、停止時間設定手段によって、駆動周波数の切り換え
時に駆動電力を停止する時間である駆動停止時間が設定
され、周波数変更手段によって、停止時間設定手段にて
設定された条件で駆動周波数が切り換えられるため、駆
動周波数を切り換えた直後に発生する超音波振動子とホ
ーンとの接合面に働く過渡的な応力を小さくすることが
できる。このため、この応力の影響(接合の剥離等)を
小さくすることができると共に、ホーン表面の発熱を防
止することができる。
段が、前記第2基本周波数及び前記第3高次周波数の
内、複数の周波数の出力を合成した合成波を生成する合
成手段を備え、前記合成波によって駆動することを特徴
としている。上記の構成によれば、合成手段によって、
第2基本周波数及び第3高次周波数の内、複数の周波数
の出力を合成した合成波が生成され、駆動手段によっ
て、合成波を用いて駆動されるため、複数の周波数の効
果が同時に得られる。
段が、前記複数の周波数毎に出力を調整する出力調整手
段を備えることを特徴としている。上記の構成によれ
ば、出力調整手段によって、複数の周波数毎に出力が調
整されるため、周波数毎の超音波の出力を設定すること
が可能となる。
が、1の超音波振動子と1のホーンとからなることを特
徴としている。上記の構成によれば、振動部が1の超音
波振動子と1のホーンとからなるため、構造が簡単で、
コストダウンが可能となる。
が、複数の超音波振動子と1のホーンとからなることを
特徴としている。上記の構成によれば、振動部が複数の
超音波振動子と1のホーンとからなるため、超音波振動
子の個数に比例した数の周波数での使用が可能となり、
多彩な使用方法が適用可能となる。
段が、前記複数の超音波振動子毎に駆動することを特徴
としている。上記の構成によれば、駆動手段によって、
複数の超音波振動子毎に駆動されるため、超音波振動子
の個数に比例した数の周波数での使用が可能となり、多
彩な使用方法が適用可能となる。
段が、前記複数の超音波振動子を同時に駆動することを
特徴としている。上記の構成によれば、駆動手段によっ
て、複数の超音波振動子が同時に駆動されるため、超音
波振動子の個数に比例した数の周波数での効果が同時に
得られる。
段が、前記複数の超音波振動子を順次切り換えて駆動す
ることを特徴としている。上記の構成によれば、駆動手
段によって、複数の超音波振動子が順次切り換えて駆動
されるため、超音波振動子の個数に比例した数の周波数
での使用が可能となり、多彩な使用方法が適用可能とな
る。
の超音波美容器の実施形態の一例)本発明の第1実施形
態に係る超音波美容器の構成は、図22に示す従来の構
成と同様である。図22に示すように、超音波美容器
は、超音波を発生させる厚みTH1の超音波振動子1
と、一方の面を肌に接触させると共に他方の面が超音波
振動子1に接合された厚みTH2のホーン2とからなる
振動部10を備えたプローブ3と、超音波振動子1を駆
動する駆動部4とから構成されている。プローブ3の内
部に駆動部4を配設する形態でもよい。超音波振動子1
は、例えば圧電セラミックスからなり、ホーン2は、例
えばアルミニウムからなる。
波美容器の振動部10中を伝播する超音波(定在波)の
状態を説明する図である。図23と同様に、縦波である
超音波を、便宜上横波として図示する。また、媒質中を
伝播する超音波の波長λは、超音波が伝播する速度(音
速)によって変化する(波長=音速/周波数)ため、音
速の異なる媒質中を伝播する超音波の波長には差異が生
じるが、ここでは、便宜上、媒質によって超音波の波長
λは変化しないものとする。図1では、振動部10の断
面を右側に示し、左側から順に、振動部10中を伝播す
る超音波の半波長λ/2が振動部10の厚み(TH1+
TH2)と略一致する周波数である第1基本周波数FR
1、第1基本周波数の2倍の周波数である2次周波数
(2×FR1)、第1基本周波数の3倍の周波数である
3次周波数(3×FR1)、第1基本周波数の4倍の周
波数である4次周波数(4×FR1)、第1基本周波数
の5倍の周波数である5次周波数(5×FR1)を駆動
周波数とする場合の、振動部10中の超音波の波形を示
している。
及びホーンの厚みTH2を1.5mmとする場合、第1
基本周波数FR1が0.8HMz、2次周波数が1.6
MHz、3次周波数が2.4MHz、4次周波数が3.
2MHz、5次周波数が4.0MHzとなる。従って、
高い周波数(4.0MHz)での駆動が可能になると共
に、複数(ここでは5つ)の周波数での駆動が容易にで
きる。
美容器の実施形態の一例)本発明の第2実施形態に係る
超音波美容器の構成は、第1実施形態の構成と同様であ
る。図2は、本発明の第2実施形態に係る超音波美容器
の振動部10中を伝播する超音波(定在波)の状態を説
明する図である。図1と同様に、縦波である超音波を、
便宜上横波として図示する。また、媒質中を伝播する超
音波の波長λは、超音波が伝播する速度(音速)によっ
て変化する(波長=音速/周波数)ため、音速の異なる
媒質中を伝播する超音波の波長には差異が生じるが、こ
こでは、便宜上、媒質によって超音波の波長λは変化し
ないものとする。図2では、振動部10の断面を右側に
示し、左側から順に、振動部10中を伝播する超音波の
半波長λ/2が超音波振動子1の厚みTH1と略一致す
る周波数である第2基本周波数FR2、第2基本周波数
の2倍の周波数である2次周波数(2×FR2)、第2
基本周波数の3倍の周波数である3次周波数(3×FR
2)、第2基本周波数の4倍の周波数である4次周波数
(4×FR2)を駆動周波数とする場合の、振動部10
中の超音波の波形を示している。
ン2との接合面の位置が定在波の腹の位置と略一致し、
接合面に働く振動による応力が略零(≒0)となる。そ
のため、接合面での駆動エネルギの損失が殆ど無く、駆
動効率が良好となると共に、接合の剥離等の損傷が防止
される。
美容器の実施形態の一例)本発明の第3実施形態に係る
超音波美容器の構成は、第1実施形態の構成と同様であ
る。本発明の第3実施形態に係る超音波美容器の振動部
10中を伝播する超音波(定在波)の状態は、例えば、
図2における第2基本周波数FR2、第2基本周波数の
3倍の周波数である3次周波数(3×FR2)を駆動周
波数とする場合の、振動部10中の超音波の波形であ
る。
倍の周波数である第3高次周波数の内、少なくともいず
れか1の周波数を駆動周波数とするため、超音波振動子
1のホーン2側の面と他方の面との変位の向きが逆向き
となる。そのため、超音波振動子1が機械的に共振し、
駆動効率が更に良好となる。
美容器の実施形態の一例)図3は、本発明の第4実施形
態に係る超音波美容器の構成図である。プローブ3の構
成は、第1実施形態の構成と同様であり、駆動部4は、
駆動周波数を決定する発振回路41と、発振回路41か
らの信号を増幅する増幅回路42とから構成されてい
る。従って、1の駆動周波数で駆動されることとなる。
本発明の第3実施形態に係る超音波美容器の振動部10
中を伝播する超音波(定在波)の状態は、例えば、図2
における第2基本周波数の3倍の周波数である3次周波
数(3×FR2)を駆動周波数とする場合の、振動部1
0中の超音波の波形である。1の駆動周波数で駆動され
るため、駆動部4の構造が簡単となり、小型化及びコス
トダウンが可能となる。
美容器の実施形態の一例)図4は、本発明の第5実施形
態に係る超音波美容器の構成図である。プローブ3の構
成は、第1実施形態の構成と同様であり、駆動部4は、
駆動周波数を決定する他励式発振回路411と、他励式
発振回路411からの信号を増幅する増幅回路421と
から構成されている。従って、1の駆動周波数で駆動さ
れることとなる。
(Phase-Locked Loop)回路によって構成されている。
PLL回路は、例えば、プログラマブル分周器、位相比
較器、VCO(Voltage Controlled Oscillator)、低
域フィルタ等を備えた公知の構成であり、位相比較器か
ら出力される電圧が低域フィルタにより直流信号に変換
されて、VCOに印加されることにより発振周波数が可
変されるようにしたものである。
発振回路411を有するため、発振周波数(駆動周波
数)の微調整が可能となる。そのため、超音波振動子1
及びホーン2の製造時に、特性のバラツキがある場合に
も、発振周波数の微調整で所望する特性に調整すること
が可能となる。
美容器の実施形態の一例)図5は、本発明の第6実施形
態に係る超音波美容器の構成図である。プローブ3の構
成は、第1実施形態の構成と同様であり、駆動部4は、
駆動周波数を決定する自励式発振回路412と、自励式
発振回路412からの信号を増幅する増幅回路422と
から構成されている。従って、1の駆動周波数で駆動さ
れることとなる。自励式発振回路412は、例えば、コ
ルピッツ発振回路で構成される。コルピッツ発振回路
は、帰還回路としてLC共振回路4121を備えてい
る。駆動部4が、駆動周波数を決定する自励式発振回路
412を有するため、駆動効率の良好な駆動部4が得ら
れる。
美容器の実施形態の一例)図6は、本発明の第7実施形
態に係る超音波美容器の構成図である。プローブ3の構
成は、第1実施形態の構成と同様であり、駆動部4は、
駆動周波数を決定する発振回路44と、発振回路44か
らの信号を増幅する増幅回路42と、発振回路44の駆
動周波数を変更する周波数変更部43とを備えている。
駆動部4が、駆動周波数を変更する周波数変更部43を
有するため、周波数変更部43によって複数の駆動周波
数が切り換えられるため、複数の周波数での駆動が容易
にできる。
者等の操作を受け付けて駆動周波数を変更する形態でも
よいし、予め複数の周波数の切り換え順序及びそれぞれ
の駆動時間等の変更条件が設定されており、この変更条
件に基づいて駆動周波数を変更する形態でもよい。
美容器の実施形態の一例)図7は、本発明の第8実施形
態に係る超音波美容器の構成図である。プローブ3の構
成は、第1実施形態の構成と同様であり、駆動部4は、
駆動周波数を決定する他励式発振回路441と、他励式
発振回路441からの信号を増幅する増幅回路421
と、他励式発振回路441の駆動周波数を変更する周波
数変更部431とを備えている。
同様に、例えばPLL回路によって構成されている。周
波数変更部431は、超音波美容器の使用者等の操作を
受けて周波数の切り換え信号を発生する切り換えスイッ
チ4311と、切り換えスイッチ4311からの切り換
え信号に基づいて他励式発振回路441の発振周波数を
変更する制御回路4312とから構成されている。
波美容器の動作の説明図である。図の横軸は時間であ
り、縦軸は、(a)では切り換えスイッチ4311の出
力であり、(b)では制御回路4312の出力であり、
(c)では他励式発振回路441の出力である。ここで
は、図2における第2基本周波数FR2と、第2基本周
波数の3倍の周波数である3次周波数(3×FR2)と
を駆動周波数として切り換える場合について説明する。
選択されている。まず、時間TM1において、切り換え
スイッチ4311に対して超音波美容器の使用者等によ
る操作が行われることによって、切り換えスイッチ43
11の出力が第2基本周波数FR2の状態から3次周波
数の状態に変化される。ついで、制御回路4312によ
って、切り換えスイッチ4311の出力の変化に基づい
て、他励式発振回路441に対して制御信号が出力され
る。そして、他励式発振回路441によって、制御回路
4312からの制御信号に基づいて、駆動周波数が第2
基本周波数FR2から3次周波数(3×FR2)へ切り
換えられる。
ため、超音波美容器の使用者等の操作によって駆動周波
数を切り換えることができる。また、駆動部4が、駆動
周波数を決定する他励式発振回路441を有するため、
発振周波数(駆動周波数)の微調整が可能となる。その
ため、超音波振動子1及びホーン2の製造時に、特性の
バラツキがある場合にも、発振周波数の微調整で所望す
る特性に調整することが可能となる。
美容器の実施形態の一例)図9は、本発明の第9実施形
態に係る超音波美容器の構成図である。プローブ3の構
成は、第1実施形態の構成と同様であり、駆動部4は、
駆動周波数を決定する自励式発振回路443と、自励式
発振回路443からの信号を増幅する増幅回路422
と、自励式発振回路443の駆動周波数を変更する周波
数変更部432とを備えている。自励式発振回路443
は、2つの異なる共振周波数(例えば、図2における第
2基本周波数FR2と、第2基本周波数の3倍の周波数
である3次周波数(3×FR2)と)が生成可能にされ
たLC共振回路4431を備えている。
用者等の操作を受けて周波数の切り換え信号を発生する
切り換えスイッチ4321と、自励式発振回路443の
LC共振回路4431を切り換える内部スイッチ432
3と、切り換えスイッチ4321からの切り換え信号に
基づいて内部スイッチ4323に対して制御信号を出力
する制御回路4322とから構成されている。
波美容器の使用者等の操作を受けつけて、周波数の切り
換え信号が発生し、この切り換え信号に基づいて、制御
回路4322によって内部スイッチ4323に対して制
御信号が出力される。さらに、この制御信号に基づい
て、内部スイッチ4323によって、他励式発振回路4
43のLC共振回路4431が切り換えられ、駆動周波
数が切り換えられる。
ため、超音波美容器の使用者等の操作によって駆動周波
数を切り換えることができる。また、駆動部4が、駆動
周波数を決定する自励式発振回路443を有するため、
駆動効率の良好な駆動部4が得られる。
音波美容器の実施形態の一例)図10の(a)は、本発
明の第10実施形態に係る超音波美容器の構成図であ
る。プローブ3の構成は、第1実施形態の構成と同様で
あり、駆動部4は、駆動周波数を決定する発振回路44
と、発振回路44からの信号を増幅する増幅回路45
と、発振回路44の駆動周波数を変更すると共に電力設
定部46に制御信号を出力する周波数変更部47と、増
幅回路45に対して駆動周波数毎に駆動電力を設定する
電力設定部46とを備えている。
の制御情報(駆動周波数の変更に関する情報)に基づい
て、増幅回路45に対して駆動周波数毎に駆動電力を設
定するものである。図10の(b)は、発振回路が他励
式発振回路である場合の、(c)は、発振回路が自励式
発振回路である場合の、本発明の第10実施形態に係る
超音波美容器の構成図の一例である。
超音波美容器の動作の説明図である。図の横軸は時間で
あり、縦軸は、(a)では周波数変更部47の出力であ
り、(b)では電力設定部46の出力であり、(c)で
は発振回路45の出力であり、(d)では増幅回路45
の出力である。ここでは、図2における第2基本周波数
FR2と、第2基本周波数の3倍の周波数である3次周
波数(3×FR2)とを駆動周波数として切り換える場
合について説明する。
選択されている。まず、時間TM2において、周波数変
更部47に対して超音波美容器の使用者等による操作が
行われることによって、周波数変更部47の出力が第2
基本周波数FR2の状態から3次周波数の状態に変更さ
れる。ついで、周波数変更部47の出力の変更に基づい
て、電力設定部46によって増幅回路45に対しての制
御信号が出力される。そして、周波数変更部47からの
制御信号に基づいて、発振回路45によって駆動周波数
が第2基本周波数FR2から3次周波数(3×FR2)
へ切り換えられると共に、増幅回路45によって駆動電
力が変更される。
定する電力設定部46を有するため、駆動周波数毎の超
音波の出力を設定することが可能となる。また、駆動周
波数を切り換える際に駆動電力を小さくすることによっ
て、駆動周波数を切り換えた直後に発生する超音波振動
子1とホーン2との接合面に働く過渡的な応力を小さく
することができるため、この応力の影響(接合の剥離
等)を小さくすることができる。
音波美容器の実施形態の一例)図12は、本発明の第1
1実施形態に係る超音波美容器の構成図である。プロー
ブ3の構成は、第1実施形態の構成と同様であり、駆動
部4は、駆動周波数を決定する発振回路44と、発振回
路44からの信号を増幅する増幅回路45と、発振回路
44の駆動周波数を変更すると共に電力設定部46に制
御信号を出力する周波数変更部48と、増幅回路45に
対して駆動周波数毎に駆動電力を設定する電力設定部4
6と、周波数変更部48に対して駆動周波数を変更する
条件を設定する変更条件設定部491とを備えている。
8に対して、複数の駆動周波数の切り換え順序及び複数
の駆動周波数毎の駆動時間とを設定するものである。周
波数変更部48は、変更条件設定部491によって設定
された条件に基づいて発振回路44の駆動周波数を変更
するものである。なお、ここでは、増幅回路45での駆
動周波数毎の駆動電力の変更は行わない場合について説
明する。
超音波美容器の動作の説明図である。図の横軸は時間で
あり、縦軸は発振回路44の出力である。ここでは、図
2における第2基本周波数FR2と、第2基本周波数の
3倍の周波数である3次周波数(3×FR2)と、図2
には示されていない第2基本周波数の5倍の周波数であ
る5次周波数(5×FR2)とを、駆動周波数として切
り換える場合について説明する。
音波美容器の使用者等による操作が受け付けられて、駆
動周波数の切り換え順序が、第2基本周波数、3次周波
数、5次周波数の順に設定されており、それぞれの駆動
時間TL1、TL2、TL3の値が設定されているもの
とする。
動周波数の切り換え順序及び駆動周波数毎の駆動時間が
周波数変更部48に出力され、周波数変更部47によっ
て、この情報に基づいて発振回路44の駆動周波数が変
更される。すなわち、まず、駆動時間TL1の間、第2
基本周波数FR2で発振され、ついで、駆動時間TL2
の間、3次周波数で発振され、そして、駆動時間TL3
の間、5次周波数で発振される。その後は、上記の動作
が繰り返される。
び駆動周波数毎の駆動時間とが設定される変更条件設定
部491を備え、周波数変更部47によって、変更条件
設定部491にて設定された条件で駆動周波数が切り換
えられるため、所望する条件で複数の駆動周波数の使用
が可能となる。
音波美容器の実施形態の一例)図14は、本発明の第1
2実施形態に係る超音波美容器の構成図である。プロー
ブ3の構成は、第1実施形態の構成と同様であり、駆動
部4は、駆動周波数を決定する発振回路44と、発振回
路44からの信号を増幅する増幅回路45と、発振回路
44の駆動周波数を変更すると共に電力設定部46に制
御信号を出力する周波数変更部481と、増幅回路45
に対して駆動周波数毎に駆動電力を設定する電力設定部
46と、周波数変更部48に対して駆動周波数を変更す
る条件を設定する変更条件設定部491と、周波数変更
部48に対して駆動電力を停止する時間を設定する停止
時間設定部492とを備えている。
81に対して、複数の駆動周波数の切り換え順序及び複
数の駆動周波数毎の駆動時間とを設定するものである。
停止時間設定部492は、周波数変更部481に対し
て、駆動周波数の切り換え時に駆動電力を停止する駆動
停止時間を設定するものである。周波数変更部481
は、変更条件設定部491によって設定された条件と、
停止時間設定部492によって設定された条件とに基づ
いて発振回路44の駆動周波数を変更するものである。
なお、ここでは、増幅回路45での駆動周波数毎の駆動
電力の変更は行わない場合について説明する。
超音波美容器の動作の説明図である。図の横軸は時間で
あり、縦軸は発振回路44の出力である。ここでは、図
2における第2基本周波数FR2と、第2基本周波数の
3倍の周波数である3次周波数(3×FR2)と、図2
には示されていない第2基本周波数の5倍の周波数であ
る5次周波数(5×FR2)とを、駆動周波数として切
り換える場合について説明する。
音波美容器の使用者等による操作が受け付けられて、駆
動周波数の切り換え順序が、第2基本周波数、3次周波
数、5次周波数の順に設定されており、それぞれの駆動
時間TL1、TL2、TL3の値が設定されているもの
とする。また、停止時間設定部492によって、例え
ば、予め図略の記憶手段に駆動停止時間TL0の値が設
定されているものとする。
動周波数の切り換え順序及び駆動周波数毎の駆動時間が
周波数変更部48に出力されると共に、停止時間設定部
492によって、駆動停止時間TL0が出力され、周波
数変更部47によって、これらの情報に基づいて発振回
路44の駆動周波数が変更される。すなわち、まず、駆
動時間TL1の間、第2基本周波数FR2で発振され、
駆動停止時間TL0の間、発振が停止され、ついで、駆
動時間TL2の間、3次周波数(3×FR2)で発振さ
れ、駆動停止時間TL0の間、発振が停止され、そし
て、駆動時間TL3の間、5次周波数(5×FR2)で
発振され、駆動停止時間TL0の間、発振が停止され
る。その後は、上記の動作が繰り返される。
動電力を停止する時間である駆動停止時間を設定する停
止時間設定部492を備え、周波数変更部47によっ
て、停止時間設定部492にて設定された条件で駆動周
波数が切り換えられるため、駆動周波数を切り換えた直
後に発生する超音波振動子1とホーン2との接合面に働
く過渡的な応力を小さくすることができる。このため、
この応力の影響(接合の剥離等)を小さくすることがで
きると共に、ホーン2表面の発熱を防止することができ
る。
音波美容器の実施形態の一例)図16は、本発明の第1
3実施形態に係る超音波美容器の構成図である。プロー
ブ3の構成は、第1実施形態の構成と同様であり、駆動
部4は、駆動周波数を決定する発振回路444及び44
5と、発振回路444及び445からの信号を合成する
合成部5と、合成部5によって合成された信号を増幅す
る増幅回路42とを備えている。
超音波美容器の動作の説明図である。図の横軸は時間で
あり、縦軸は、(a)では発振回路444の出力であ
り、(b)では発振回路445の出力であり、(c)で
は増幅回路42(または合成部5)の出力である。ここ
では、発振回路444の発振周波数は、図2における第
2基本周波数FR2であって、発振回路445の発振周
波数は、第2基本周波数の3倍の周波数である3次周波
数(3×FR2)である場合について説明する。
出力と発振回路445からの出力とが合成され合成波が
得られ、得られた合成波が、増幅回路42によって増幅
される。駆動部4は、合成波を用いて駆動されるため、
複数の周波数の効果が同時に得られる。
音波美容器の実施形態の一例)図18は、本発明の第1
4実施形態に係る超音波美容器の構成図である。プロー
ブ3の構成は、第1実施形態の構成と同様であり、駆動
部4は、駆動周波数を決定する発振回路444及び44
5と、発振回路444及び445からの信号をそれぞれ
増幅する増幅回路453及び454と、増幅回路453
及び454の出力電力をそれぞれ制御する可変電圧電源
回路61及び62と、増幅回路453及び454からの
信号を合成する合成部51とを備えている。
53によって、可変電圧電源回路61にて設定される出
力電圧に増幅され、発振回路445からの出力は、増幅
回路454によって、可変電圧電源回路62にて設定さ
れる出力電圧に増幅される。そして、合成部51によっ
て、増幅回路453及び454からの信号が合成され
る。
の出力と発振回路445からの出力とが合成され合成波
が得られ、得られた合成波が、増幅回路42によって増
幅される。駆動部4は、合成波を用いて駆動されるた
め、複数の周波数の効果が同時に得られる。
めの可変電圧電源回路61及び62と増幅回路453及
び454と(請求項14に記載の出力調整手段に相当す
る)を有するため、周波数毎の超音波の出力を設定する
ことが可能となる。
音波美容器の実施形態の一例)図19は、本発明の第1
5実施形態に係る超音波美容器の構成図である。プロー
ブ3の構成は、第1実施形態の構成と同様であり、駆動
部4は、(a)の場合は、駆動周波数を決定する発振回
路7と、発振回路7からの信号を増幅する増幅回路81
と、増幅回路81からの信号が入力される所定の帯域透
過特性を有するフィルタ回路91とを備え、(b)の場
合は、駆動周波数を決定する発振回路7と、発振回路7
からの信号が入力される所定の帯域透過特性を有するフ
ィルタ回路91と、フィルタ回路92からの信号を増幅
する増幅回路82とを備えている。本実施形態において
は、発振回路7は、所定の(例えば、図2における第2
基本周波数FR2の)周波数を有する矩形波信号を出力
するものとする。
2)の動作を説明するためのグラフである。(a)は、
第2基本周波数FR2の周波数を有する矩形波の周波数
スペクトラムであり、(b)は、フィルタ回路91(ま
たは92)の周波数特性の一例を示す図であり、(c)
は、フィルタ回路91(または92)の出力の周波数ス
ペクトラムである。グラフの横軸は全て周波数であり、
縦軸は(a)及び(c)では、振幅であり、(b)では
ゲインである。(a)に示すように、第2基本周波数F
R2の周波数を有する矩形波は、FR2及びFR2の奇
数倍の高調波成分を有している。(b)に示すように、
フィルタ回路91(または92)は、周波数がFR2、
3×FR2、5×FR2の成分を通過させ、他の高調波
を遮断する特性を有している。従って、(c)に示すよ
うに、フィルタ回路91(または92)の出力は、FR
2、3×FR2、5×FR2の周波数成分だけを有して
いる。
めのフィルタ回路(請求項14に記載の出力調整手段に
相当する)を有するため、周波数毎の超音波の出力を設
定することが可能となる。
音波美容器の実施形態の一例)図21は、本発明の第1
6実施形態に係る超音波美容器の振動部10の断面図で
ある。振動部10以外の構成は、第1実施形態の構成と
同様である。図に示すように、振動部10は、複数の超
音波振動子11(または12)とホーン2(または2
1)とから構成されている。
超音波振動子11と均一な厚みを有するホーン2とから
構成される場合であり、(b)は、振動部10が異なる
厚みを有する超音波振動子12と均一な厚みを有するホ
ーン2とから構成される場合であり、(c)は、振動部
10が同じ厚みを有する超音波振動子11と、超音波振
動子11に接合される位置で異なる厚みを有するホーン
21とから構成される場合であり、(d)は、振動部1
0が異なる厚みを有する超音波振動子12と、超音波振
動子12に接合される位置で異なる厚みを有するホーン
21とから構成される場合である。
音波振動子11(または12)とホーン2(または2
1)とから構成されているため、超音波振動子11(ま
たは12)の個数に比例した数の周波数での使用が可能
となり、多彩な使用方法が適用可能となる。なお、本実
施形態では、駆動部4による超音波振動子11(または
12)の駆動の方法を変更することによって、以下に述
べるような効果が得られる。
が、それぞれに駆動される形態では、超音波振動子11
(または12)の個数に比例した数の周波数での使用が
可能となり、更に多彩な使用方法が適用可能となる。
同時に駆動される形態では、超音波振動子の個数11
(または12)に比例した数の周波数での効果が同時に
得られる。
順次切り換えて駆動される形態では、超音波振動子11
(または12)の個数に比例した数の周波数での使用が
可能となり、多彩な使用方法が適用可能となる。
段が、前記振動部中を伝播する超音波の半波長が振動部
の厚みと略一致する周波数である第1基本周波数、及
び、第1基本周波数の整数倍の周波数である第1高次周
波数の内、少なくともいずれか1の周波数を駆動周波数
とするため、高い周波数での駆動が可能になると共に、
複数の周波数での駆動が容易にできる。
が、超音波振動子中を伝播する超音波の半波長が超音波
振動子の厚みと略一致する周波数である第2基本周波
数、及び、第2基本周波数の整数倍の周波数である第2
高次周波数の内、少なくともいずれか1の周波数を駆動
周波数とするため、超音波振動子とホーンとの接合面の
位置が定在波の腹の位置と略一致し、接合面に働く振動
による応力が略零(≒0)となる。そのため、接合面で
の駆動エネルギの損失が殆ど無く、駆動効率が良好とな
ると共に、接合の剥離等の損傷が防止される。
が、第2基本周波数及び第2基本周波数の奇数倍の周波
数である第3高次周波数の内、少なくともいずれか1の
周波数を駆動周波数とするため、超音波振動子のホーン
側の面と他方の面との変位の向きが逆向きとなる。その
ため、超音波振動子が機械的に共振し、駆動効率が更に
良好となる。
が、第3高次周波数の内、いずれか1の周波数を駆動周
波数とするため、駆動手段の構造が簡単となり、小型化
及びコストダウンが可能となる。請求項5に記載の発明
によれば、駆動手段が、駆動周波数を決定する他励式発
振回路を有するため、発振周波数(駆動周波数)の微調
整が可能となる。そのため、超音波振動子及びホーンの
製造時に、特性のバラツキがある場合にも、発振周波数
の微調整で所望する特性に調整することが可能となる。
請求項6に記載の発明によれば、駆動手段が、駆動周波
数を決定する自励式発振回路を有するため、駆動効率の
良好な駆動手段が得られる。
が、第2基本周波数及び第3高次周波数の内、複数の周
波数を駆動周波数とし、周波数変更手段によって複数の
駆動周波数が切り換えられるため、複数の周波数での駆
動が容易にできる。請求項8に記載の発明によれば、駆
動手段が、駆動周波数を決定する他励式発振回路を有す
るため、発振周波数(駆動周波数)の微調整が可能とな
る。そのため、超音波振動子及びホーンの製造時に、特
性のバラツキがある場合にも、発振周波数の微調整で所
望する特性に調整することが可能となる。
が、駆動周波数を決定する自励式発振回路を有するた
め、駆動効率の良好な駆動手段が得られる。請求項10
に記載の発明によれば、電力設定手段によって複数の駆
動周波数毎に駆動電力が設定されるため、駆動周波数毎
の超音波の出力を設定することが可能となる。また、駆
動周波数を切り換える際に駆動電力を小さくすることに
よって、駆動周波数を切り換えた直後に発生する超音波
振動子とホーンとの接合面に働く過渡的な応力を小さく
することができるため、この応力の影響(接合の剥離
等)を小さくすることができる。
件設定手段によって、複数の駆動周波数の切り換え順序
及び複数の駆動周波数毎の駆動時間とが設定され、周波
数変更手段によって、変更条件設定手段にて設定された
条件で駆動周波数が切り換えられるため、所望する条件
で複数の駆動周波数の使用が可能となる。請求項12に
記載の発明によれば、停止時間設定手段によって、駆動
周波数の切り換え時に駆動電力を停止する時間である駆
動停止時間が設定され、周波数変更手段によって、停止
時間設定手段にて設定された条件で駆動周波数が切り換
えられるため、駆動周波数を切り換えた直後に発生する
超音波振動子とホーンとの接合面に働く過渡的な応力を
小さくすることができる。このため、この応力の影響
(接合の剥離等)を小さくすることができると共に、ホ
ーン表面の発熱を防止することができる。
段によって、第2基本周波数及び第3高次周波数の内、
複数の周波数の出力を合成した合成波が生成され、駆動
手段によって、合成波を用いて駆動されるため、複数の
周波数の効果が同時に得られる。請求項14に記載の発
明によれば、出力調整手段によって、複数の周波数毎に
出力が調整されるため、周波数毎の超音波の出力を設定
することが可能となる。請求項15に記載の発明によれ
ば、振動部が1の超音波振動子と1のホーンとからなる
ため、構造が簡単で、コストダウンが可能となる。
が複数の超音波振動子と1のホーンとからなるため、超
音波振動子の個数に比例した数の周波数での使用が可能
となり、多彩な使用方法が適用可能となる。請求項17
に記載の発明によれば、駆動手段によって、複数の超音
波振動子毎に駆動されるため、超音波振動子の個数に比
例した数の周波数での使用が可能となり、多彩な使用方
法が適用可能となる。請求項18に記載の発明によれ
ば、駆動手段によって、複数の超音波振動子が同時に駆
動されるため、超音波振動子の個数に比例した数の周波
数での効果が同時に得られる。請求項19に記載の発明
によれば、駆動手段によって、複数の超音波振動子が順
次切り換えて駆動されるため、超音波振動子の個数に比
例した数の周波数での使用が可能となり、多彩な使用方
法が適用可能となる。
振動部中を伝播する超音波(定在波)の状態を説明する
図である。
振動部中を伝播する超音波(定在波)の状態を説明する
図である。
構成図である。
構成図である。
構成図である。
構成図である。
構成図である。
動作の説明図である。
構成図である。
器の構成図である。
器の動作の説明図である。
器の構成図である。
器の動作の説明図である。
器の構成図である。
器の動作の説明図である。
器の構成図である。
器の動作の説明図である。
器の構成図である。
器の構成図である。
フである。
器の振動部の断面図である。
超音波(定在波)の状態を説明する図である。
Claims (19)
- 【請求項1】 肌に超音波刺激を付与する超音波美容器
であって、超音波を発生させる超音波振動子と、一方の
面を肌に接触させると共に他方の面が前記超音波振動子
に接合されたホーンとからなる振動部を備えたプローブ
と、前記超音波振動子を駆動する駆動手段とを備え、前
記駆動手段は、前記振動部中を伝播する超音波の半波長
が、前記振動部の厚みと略一致する周波数である第1基
本周波数、及び、前記第1基本周波数の整数倍の周波数
である第1高次周波数の内、少なくともいずれか1の周
波数を駆動周波数とすることを特徴とする超音波美容
器。 - 【請求項2】 前記駆動手段は、前記超音波振動子中を
伝播する超音波の半波長が、前記超音波振動子の厚みと
略一致する周波数である第2基本周波数、及び、前記第
2基本周波数の整数倍の周波数である第2高次周波数の
内、少なくともいずれか1の周波数を駆動周波数とする
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波美容器。 - 【請求項3】 前記駆動手段は、前記第2基本周波数及
び前記第2基本周波数の奇数倍の周波数である第3高次
周波数の内、少なくともいずれか1の周波数を駆動周波
数とすることを特徴とする請求項2に記載の超音波美容
器。 - 【請求項4】 前記駆動手段は、前記第3高次周波数の
内、いずれか1の周波数を駆動周波数とすることを特徴
とする請求項3に記載の超音波美容器。 - 【請求項5】 前記駆動手段は、駆動周波数を決定する
他励式発振回路を有することを特徴とする請求項1〜4
のいずれかに記載の超音波美容器。 - 【請求項6】 前記駆動手段は、駆動周波数を決定する
自励式発振回路を有することを特徴とする請求項1〜4
のいずれかに記載の超音波美容器。 - 【請求項7】 前記駆動手段は、前記第2基本周波数及
び前記第3高次周波数の内、複数の周波数を駆動周波数
とし、前記複数の駆動周波数を切り換える周波数変更手
段を備えることを特徴とする請求項3に記載の超音波美
容器。 - 【請求項8】 前記駆動手段は、駆動周波数を決定する
他励式発振回路を有することを特徴とする請求項7に記
載の超音波美容器。 - 【請求項9】 前記駆動手段は、駆動周波数を決定する
自励式発振回路を有することを特徴とする請求項7に記
載の超音波美容器。 - 【請求項10】 前記駆動手段は、前記複数の駆動周波
数毎に駆動電力を設定する電力設定手段を備えることを
特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の超音波美容
器。 - 【請求項11】 前記駆動手段は、前記複数の駆動周波
数の切り換え順序及び前記複数の駆動周波数毎の駆動時
間とを設定する変更条件設定手段を備え、前記周波数変
更手段は、前記変更条件設定手段によって設定された条
件で駆動周波数を切り換えることを特徴とする請求項1
0に記載の超音波美容器。 - 【請求項12】 前記駆動手段は、駆動周波数の切り換
え時に駆動電力を停止する時間である駆動停止時間を設
定する停止時間設定手段を備え、前記周波数変更手段
は、前記変更条件設定手段及び停止時間設定手段によっ
て設定された条件で駆動周波数を切り換えることを特徴
とする請求項11に記載の超音波美容器。 - 【請求項13】 前記駆動手段は、前記第2基本周波数
及び前記第3高次周波数の内、複数の周波数の出力を合
成した合成波を生成する合成手段を備え、前記合成波に
よって駆動することを特徴とする請求項3に記載の超音
波美容器。 - 【請求項14】 前記駆動手段は、前記複数の周波数毎
に出力を調整する出力調整手段を備えることを特徴とす
る請求項13に記載の超音波美容器。 - 【請求項15】 前記振動部は、1の超音波振動子と1
のホーンとからなることを特徴とする請求項1〜3のい
ずれかに記載の超音波美容器。 - 【請求項16】 前記振動部は、複数の超音波振動子と
1のホーンとからなることを特徴とする請求項1〜3の
いずれかに記載の超音波美容器。 - 【請求項17】 前記駆動手段は、前記複数の超音波振
動子毎に駆動することを特徴とする請求項16に記載の
超音波美容器。 - 【請求項18】 前記駆動手段は、前記複数の超音波振
動子を同時に駆動することを特徴とする請求項16に記
載の超音波美容器。 - 【請求項19】 前記駆動手段は、前記複数の超音波振
動子を順次切り換えて駆動することを特徴とする請求項
16に記載の超音波美容器。
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