JP2021510310A - Hifuスキンケアデバイス及びカートリッジ - Google Patents

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Abstract

本発明は、携帯用HIFUスキンケアデバイスに関し、本発明の該デバイス1は3つの部分に分けられ、本体100には充電可能なバッテリが内蔵され、電源ボタン及び超音波強度の調節ステップボタンが設置され、Shot数を含む機器の動作状態のディスプレイを有し、カートリッジ200は本体のヘッド部分に取り付けられて使用され、HIFUトランスデューサが内蔵され、クレイドル300にはカートリッジとアダプタを連結して充電する受電部が設置され、カートリッジが本体に取り付けられた状態で据え置き溝で本体を収容し、本体収容の際にカートリッジのヘッド部を消毒するUVランプを含み、本体の内部バッテリを充電し、動作状態では、1Shot当りの該トランスデューサが圧電モータによって線形に移動しつつ複数超音波を照射し、物体に複数超音波焦点を形成して皮膚美容の効果が得られ、特にピエゾモータ216カートリッジの内部に設置される。【選択図】図1

Description

本発明は、超音波を利用したスキンケアデバイスに関し、特に、高強度集束型超音波(High Intensity Focused Ultrasonic:HIFU)を利用して皮膚の美容及び治療目的の処置を図るデバイスに関する技術に関する。
HIFUデバイスは、強力な集束超音波を利用して人体に直接熱を加える特性がある。従来のHIFUデバイスは、高強度(集束領域強度1000W/cm以上)の超音波を一つの焦点に集束して腫瘍組織を壊死(necrosis)或いは除去(ablation)することで、肝臓がん、子宮がん、乳がんなどのがんを治療する機器として知られている。HIFU機器を利用した治療方法は非侵襲的方法であり、外科的手術方法に比べ患者の回復速度が速くて安全であるという認識のため、その需要が増えている傾向にある。
超音波は人体組織を通過する際には有害ではないが、焦点を形成する高強度の超音波は組織の種類に関わらず壊死を起こす恐れがあるほど、十分なエネルギーを発生する。HIFUデバイスは電気エネルギーを超音波周波数範囲の機械的振動エネルギーに変換する超音波トランスデューサの線形・回転運動を介し、身体のターゲット焦点に高強度のエネルギーを集束させることが重要であるが、そのためトランスデューサの正確な運動制御が必要となる。焦点距離、焦点位置の正確度、照射時間、焦点領域における温度なども重要な要素である。そして、これらの要素に対する研究と技術は大きく発展している。
上述したHIFU技術は多様に応用されている。腫瘍組織に対する治療の目的だけでなく、しわの改善など、皮膚美容と肥満治療の目的としても使用されている。その例として、下記特許文献1は、機器本体に連結して使用するHIFU施術ハンドピースを開示している。
ところが、下記特許文献1のHIFU施術ハンドピースは病院で使用する高価の機器と連結されて使用されるものであって、高強度の超音波を施術対象者の皮膚に加えるための電力を機器本体から供給されるため、携帯して使用することができない問題点があった。よって、施術者はそのような機器がある病院にまで行かなければならないので不便だった。
また、カートリッジの外部に設置されるモータでカートリッジの内部にあるトランスデューサを駆動する構造であるため消費電力が大きくなり、モータの駆動によって発生する熱のため放熱対策が難しい短所もあった。
本発明の発明者は、このような問題を解決するために非常に長く研究し努力して技術開発を行った末、本発明を完成するに至った。
韓国公開特許 第10−2016−0144755号
本発明の目的は、HIFU技術をユーザの皮膚(以下、「オブジェクト」と称する)をリフティングし、オブジェクトのしわを除去し得る携帯用スキンケアデバイスを提供することにある。本発明の超音波スキンケアデバイスは、220V(日本の場合110Vなど)の商用電源に連結していようとする機器ではなく、個人用に、或いはエステや病院でも使用し得るデバイスである。そのため、内部バッテリを充電して使用することができ、簡単な操作でも便利に使用し得るようにする。
また、本発明の他の目的は、携帯用HIFUスキンケアデバイスのカートリッジの外部(本体の内部)ではなく内部(本体の外部)にトランスデューサの駆動に関する低電力の機械的メカニズムを完成することで精密な性能を保障し、カートリッジを数回切り替えても性能が維持される(逆に更に良くなる)携帯用HIFUスキンケアデバイスを提供することにある。
本発明の他の目的は、HIFUスキンケアデバイスに着脱して使用し得るカートリッジを提供することにある。この際、スキンケアデバイスは必ずしも携帯用でなくてもよい。
一方、本発明の明示されていない他の目的は、下記詳細な説明及びその他の効果から容易に推論し得る範囲内で追加的に考慮されるはずである。
本発明の第1局面は、携帯用HIFUスキンケアデバイスであって、
充電可能なバッテリが内蔵されており、電源ボタン及び超音波強度を調節するステップボタンが設置され、Shot数を含む機器の動作状態を表すディスプレイを有する本体100と、この本体100のヘッド部分に取り付けて使用され、HIFUトランスデューサが内蔵されているカートリッジ200と、アダプタを連結して充電し得る充電部が設置され、前記カートリッジ200が本体100に取り付けられた状態で据え置き溝を介して本体100を収容し、本体100を収容する際にカートリッジ200のヘッド部分を消毒するUVランプを含み、本体100の内部バッテリを充電するクレイドル300と、を含み、
動作状態において、1Shot当たり前記HIFUトランスデューサが前記カートリッジの中に設置されているピエゾモータによって線形に移動しながら複数の超音波を照射し、オブジェクトに複数の超音波焦点領域を形成することを特徴とする。
本発明の好ましいある実施例による携帯用HIFUスキンケアデバイスにおいて、動作状態において前記HIFUトランスデューサが1Shot当たり1mmずつ移動することで、オブジェクトに10mmの焦点領域が形成されることが好ましい。
また、本発明の第2局面は、携帯用HIFUスキンケアデバイスであって、
充電可能なバッテリが内蔵されており、電源ボタン及び超音波強度を調節するステップボタンが設置され、Shot数を含む機器の動作状態を表すディスプレイを有する本体100と、この本体100のヘッド部分に取り付けて使用され、HIFUトランスデューサが内蔵されているカートリッジ200と、アダプタを連結して充電し得る充電部が設置され、前記カートリッジ200が本体100に取り付けられた状態で据え置き溝を介して本体100を収容し、本体100の内部バッテリを充電するクレイドル300と、を含み、
前記携帯用HIFUスキンケアデバイスの内部には3つの制御部が設置されており、
本体100の内部には第1制御部1と第2制御部が設置され、カートリッジ200には第3制御部が設置され、
メイン制御部である前記第1制御部は、前記携帯用HIFUスキンケアデバイスの入出力装置の機能を制御し、前記第3制御部からピエゾモータの位置データ及び皮膚接触有無データを受信して第2制御部に伝達し、第2制御部はカートリッジ200の内部に設置されているピエゾモータ及び前記HIFUトランスデューサの駆動に必要なモータドライバ及びHIFUドライバを制御し、前記第3制御部は前記第2制御部のモータドライバ及びHIFUドライバの駆動によるShot回数を前記第1制御部に伝達する動作を行うことを特徴とする。
また、本発明の第3局面は、携帯用HIFUスキンケアデバイスであって、
充電可能なバッテリが内蔵されており、電源ボタン及び超音波強度を調節するステップボタンが設置され、Shot数を含む機器の動作状態を表すディスプレイを有する本体100と、この本体100のヘッド部分に取り付けて使用され、HIFUトランスデューサが内蔵されているカートリッジ200と、アダプタを連結して充電し得る充電部が設置され、前記カートリッジ200が本体100に取り付けられた状態で据え置き溝を介して本体100を収容し、本体100の内部バッテリを充電するクレイドル300と、を含み、
前記カートリッジ200の制御部が設置されているPCBは、カートリッジ筐体の外部の背面突出部に設置され、前記本体100に取り付けられる際に前記PCBのコネクタ端子部が、前記本体100のヘッド部分に設置されたコネクタに互いに電気的に連結され、
前記カートリッジ200内部の第1チェンバにピエゾモータを含むトランスデューサ移送メカニズム装置が設置され、
前記第1チェンバと連通しながら、前記第1チェンバより幅が狭く正面に向かって突出した第2チェンバであって、この第2チェンバの内部に前記HIFUトランスデューサの筐体が位置し、前記第2チェンバの突出表面がオブジェクトと面接触する作用部からなることを特徴とする。
本発明の好ましいある実施例による携帯用HIFUスキンケアデバイスにおいて、前記第1チェンバ及び前記第2チェンバは、互いに連通して蒸留水を収容するタンクの役割をすることが好ましい。
また、本発明の好ましいある実施例による携帯用HIFUスキンケアデバイスにおいて、前記第1チェンバの前記背面突出部に対応する入口にはシーリング部材が更に設置されていることが好ましい。
また、本発明の好ましいある実施例による携帯用HIFUスキンケアデバイスにおいて、前記作用部の中央には、高強度の超音波がオブジェクトに照射されるウィンドウが設置されていることが好ましい。
本発明の第4局面は、本体のヘッド部分に取り付けて使用され、本体と分離可能なHIFUスキンケアデバイス用カートリッジであって、
前記カートリッジの制御部が設置されているPCBはカートリッジ筐体の外部の背面突出部に設置され、前記本体に取り付けられる際に前記PCBコネクタ端子部が前記本体のヘッド部分に設置されたコネクタが互いに電気的に連結され、前記カートリッジ内部の第1チェンバにはピエゾモータを含む超音波トランスデューサ移送メカニズムが設置され、前記第1チェンバと連通しながら前記第1チェンバより幅が狭く正面に向かって突出する第2チェンバの内部には、前記超音波トランスデューサの筐体が位置し、前記第2チェンバの外部突出表面がオブジェクトと面接触する作用部からなることを特徴とする。
本発明の好ましいある実施例によるHIFUスキンケアデバイス用カートリッジにおいて、前記第1チェンバ及び前記第2チェンバは互いに連通されて蒸留水を収容するタンクの役割をし、前記第1チェンバの前記背面突出部に対応する入口にはシーリング部材が更に設置されていることが好ましい。
本発明の好ましいある実施例による型HIFUスキンケアデバイス用カートリッジにおいて、前記作用部の中央には、高強度の超音波がオブジェクトに照射されるウィンドウが設置される。
また、本発明の好ましいある実施例によるHIFUスキンケアデバイス用カートリッジにおいて、前記超音波トランスデューサ移送メカニズム装置は、前記超音波トランスデューサと結合する移送子モジュールを含み、前記移送子モジュールの上端に設置される移送子の中央孔に前記ピエゾモータと連結されるカーボン軸が貫通し、前記中央孔を基準に2片に分離される一対の移送子片にそれぞれ設置される移送子固定孔と移送子固定ガイドが互いに対向して結合され、移送子の凹部に移送子固定ラバが差し込まれて移送子が前記カーボン軸に設置されることが好ましい。
また、本発明の好ましいある実施例によるHIFUスキンケアデバイス用カートリッジにおいて、前記カートリッジが前記本体に取り付けられる際、前記PCBに設置されるカートリッジ制御部は前記本体に内蔵された本体制御部と電気的に連結され、前記カートリッジ制御部は前記ピエゾモータの位置データ及び皮膚接触データを前記本体制御部に伝送する構成である。
また、本発明の好ましいある実施例によるHIFUスキンケアデバイス用カートリッジにおいて、前記カートリッジが前記本体に取り付けられる際、前記PCBに設置されるカートリッジ制御部は前記本体に内蔵された本体制御部と電気的に連結され、前記本体制御部が前記超音波トランスデューサの駆動に必要なモータドライバ及びHIFUドライバを制御する構成である。
また、本発明の第5局面は、上述したHIFUスキンケアデバイス用カートリッジが取り付けられたHIFUスキンケアデバイスを特徴とする。
本発明によると、携帯用にHIFU機器を使用することができるため、いつどこでも便利に皮膚リフティングをすることができる効果がある。ユーザは個人用に美容機器を使用することができるため、皮膚のしわを改善しながら便利に皮膚を管理することができる。また、病院や専門エステでも使用し得ることはもちろんである。
また、携帯用HIFUスキンケアデバイスのカートリッジの外部(本体の内部)ではなく内部(本体の外部)にトランスデューサの駆動に関する機械的メカニズムを完成することで精密な性能を保障し、カートリッジを数回切り替えても携帯用HIFUスキンケアデバイスの性能が維持されか、カートリッジを切り替えることで改善される。
一方、ここで明示的に言及されていない効果であっても、本発明の技術的特徴によって期待される以下の明細書に記載された効果及びその暫定的な効果は、本発明の明細書に記載されているように取り扱われることを付言する。
本発明の好ましいある実施例による携帯用HIFUスキンケアデバイス1の外部構成を示す図である。 図1の携帯用HIFUスキンケアデバイス1を本体100とカートリッジ200が分離された状態でクレイドル300と共に示す図である。 図2の本体100とカートリッジ200を反対方向から示す図である。 本発明の好ましいある実施例によるカートリッジ200の構成を様々な角度から見た図である。 図4の切断面を示す図である。 図4の切断面を示す図である。 本発明の好ましいある実施例によるピエゾモータ216と移送子202の関係を例示的に示す図である。 本発明の好ましいある実施例によるカートリッジ200の超音波トランスデューサ201の線形動作の原理を示す図である。 本発明の携帯用HIFUスキンケアデバイスの皮膚美容を図る動作の原理を例示する図である。 本発明の好ましいある実施例による携帯用HIFUスキンケアデバイスの内部電子的構成の例を示す図である。 本発明の好ましいある実施例による携帯用HIFUスキンケアデバイスの第1MCU151及び第2MCU152の機能を示すブロック図である。 本発明の好ましいある実施例による携帯用HIFUスキンケアデバイスのクレイドルLEDモジュール30とカートリッジモジュール20の内部構成例を示すブロック図である。
※添付した図面は本発明の技術思想に関する理解のために参照として例示されることを明らかにし、本発明の権利範囲はそれによって制限されない。
以下、図面を参照して、本発明の多様な実施例が案内する本発明の構成と、その構成による効果について説明する。本発明を説明するに当たって、関連する公知機能について、本分野の技術者に自明な事項であって本発明の要旨を不明確にする恐れがあると判断される場合は、その詳細な説明は省略する。
図1は、本発明の好ましいある実施例による携帯用HIFUスキンケアデバイス1の外部構成を示す図である。本体100とカートリッジ200が結合された状態である。ところが、図1の実施例は内部バッテリを充電して使用する携帯用デバイスを示すが、本発明のスキンケアデバイス用カートリッジの場合、必ずしも携帯用本体にのみ使用されると制限して解釈してはならない。スキンケアデバイス用カートリッジは、請求項に記載の機能・構成・構造によって具現されるものであれば、多様な物理的・電子的構成の本体に着脱して使用し得ることを付言する。例えば、商用電源を連結して使用するハンドピースが本体になってもよい。本明細書において、図示されている形態と以下で説明する構成は好ましい一実施例であることを鑑みてほしい。少なくともスキンケアデバイス用カートリッジに関しては、その原理と構成を説明するためにはまず本体の構成と共に説明すべきであるため、本体に関する実施例が必要である。
図示したように、内部に制御器が設置されている本体100の外部は、ユーザが手に取って使用しやすい物理的構造となっている。好ましくは、長さは200〜250mm、幅は60〜80mm、カートリッジ200が取り付けられた状態での厚さは50〜80mmであることが好ましい。ケースの材質はABS、PCなどのプラスチック部材からなり、シーリング部材としてシリコンを使用してもよい。
本体100の表面には電源ボタン101が構成される。電源ボタン101が設置された表面と同じ表面にディスプレイ105が設置されている。そして、側面には超音波の強度を強・中・弱とステップを調節するステップボタン103が設置されている。
電源ボタン101を0.5秒以上押すと、ブザー音と共にディスプレイ105がオン状態になる。ディスプレイ105には、本発明の携帯用HIFUスキンケアデバイス1の多様な状態が数字・文字・記号・アイコン・絵などで表示される。
電源ボタン101及びステップボタン103の操作と、バッテリの状態などによってディスプレイ105がいかに表示されるのかを説明することで、本発明の機能と動作がいかに行われるのかが分かる。そのため、それについて例示的に詳しく説明する。
上述したように、電源ボタン101を0.5秒以上押すとデバイスがブートされ、ブザー音と共にディスプレイ105を介して状態表示が点灯される。好ましくは、電源がONになると、状態表示点灯はユーザが使用し得るShot数を表示する。
本発明において、1Shotとはカートリッジ200に取り付けられた超音波照射動作の間にモータが1mm間隔周期に10mm距離を移動してから更に原点に戻る超音波照射イベントを意味し、「Shot数」とは、このような高強度超音波を照射したイベントの個数を意味する。電源がONになった状態で、電源ボタン101を数秒以上(例えば、3秒)押すと、ブザー音と共に電源オフ状態表示に変更されながら電源がオフになる。
本体100の内部にあるバッテリが放電されたら、ディスプレイ105のバッテリアイコンが放電されていることを示すように表され、数秒間隔にブザー音を発してユーザに充電を警告する。充電用クレイドル300(図2)に本体100を据え置いた後、充電用クレイドルの入力端にアダプタを連結する際には、充電中であることを示すようにディスプレイ105が点灯される。
ユーザが動作モードで使用する方法は以下のようである。図1の本体100を把持した後、カートリッジ200のヘッド部位を使用しようとするオブジェクトに完全に密着させてから電源ボタン101を短く1回押すと、ブザー音と共にSHOTアイコンが表示点灯され、モータの駆動と共に超音波が照射されて、表示ウィンドウに使用した使用回数が数字で表される。このような動作モードにおいて、ユーザは予めステップボタン103を利用して超音波の強度を強・中・弱に調節することができる。このような超音波の強度は、ディスプレイ105を介してアイコンで表される。
カートリッジ200の切り替え周期になれば、ディスプレイ105に「CHANGE」という文字が表されて点灯されることで、ユーザにカートリッジの切り替えを案内する。好ましい実施例において、本発明のカートリッジの最大使用回数は10,000shotである。より少なく、またはより多く使用されてもよい。
図2は、クレイドル300を含み、本発明のHIFUスキンケアデバイス1の構成を分離して示している。
HIFUトランスデューサが内蔵されたカートリッジ200は、図示したように、本体100のヘッド部分の下側の収容部に着脱される。カートリッジ200を本体のヘッド収容部に差し込んで取り付けると、カートリッジ200のコネクタ端子部210が本体コネクタ部と電気的な接触を形成する。カートリッジ200は高強度集束超音波を照射する際の媒質の役割をする蒸留水を保管しており、この蒸留水が発生する可能性がある過熱現象を冷却する機能もする。そのため、カートリッジ200の表面には蒸留水投入口205が設置され、内部の密閉された蒸留水タンク(図示せず)と連結されている。
クレイドル300には、アダプタを連結して充電し得る充電部320が設置される。この充電部320は、好ましくはMicro 5pin USB充電コネクタで構成される。カートリッジ200が本体100のヘッドに取り付けられた状態で、携帯用HIFUスキンケアデバイスの充電と据え置きのためにクレイドル300に結合される。カートリッジ200のヘッドをクレイドル300の据え置き溝310に差し込む。すると据え置き溝310に内蔵されたUVランプ(図示せず)が点灯されてカートリッジ200のヘッド部分をUVで消毒すると共に、クレイドル充電端子307を介して本体100内部のバッテリを充電する(クレイドル充電端子307は、図3の本体充電端子107と電気的に連結される)。この際、本体100のディスプレイ105を介して充電状態が表される。
クレイドル300と本体100が互いに結合した状態から分離される前までは、携帯用HIFUスキンケアデバイス1は動作しない。
図3は、本体100とカートリッジ200を図2とは反対方向から見た図である。本体100のヘッド収容部109の開口を介してカートリッジ200のを取り付ける。すると、図2に示したカートリッジコネクタ端子部210と本体のコネクタ端子部110が電気的コンタクトを形成することで、本体の制御部がカートリッジの内部モジュールを制御し得るようになる。
カートリッジ200から照射される高強度集束超音波は、作用部のカートリッジウィンドウ220を介してオブジェクトに伝達される。
一方、ユーザはカートリッジ交換ボタン212を押してカートリッジ200を本体100から分離する。
図4は、本発明の好ましい一実施例におけるカートリッジ200の構成を5つの方向から立体的に示している。図4(c)が背面となる。
カートリッジ200のPCB250には内部電子要素(図示せず)を含む制御部が設置されており、カートリッジコネクタ端子部210が外部に露出されている。このPCB250は、カートリッジ200の筐体の外部の背面突出部240に設置される。背面突出部240はカートリッジ200の背面の外部表面から突出されて形成されるが、PCB250が差し込まれるようにPCB250の厚さほどの収容溝(図示せず)が設けられている。そして、背面突出部240の収容溝にPCB250を取り付ける。そして、PCB250と電気的に連結されたケーブルが、筐体の内部に位置するトランスデューサ移送メカニズム装置と連結される。
カートリッジ200の背面反対方向に2つのチェンバが設置される。第1チェンバ291と第2チェンバ292は互いに連通しており、蒸留水を収容するタンクの役割をする。第1チェンバ291にはピエゾモータ216を含むトランスデューサ移送メカニズム装置が設置される。トランスデューサ移送メカニズム装置は、後述する移送子と移送子モジュールを含む。
筐体の外部正面が作用部となる第2チェンバ292は、第1チェンバ291より幅が狭く正面に向かって突出する。この外部突出表面が作用部となり、オブジェクトと面接触する。第2チェンバ292の中にはHIFUトランスデューサの筐体が位置する。
前記第1チェンバ291の背面突出部に対応する入口には、前記チェンバ291、292の中に収容されている蒸留水が外に漏洩しないようにシーリングするシーリング部材207が差し込まれている。
図5は図4のカートリッジ200の中央部分を背面から正面方向に切断して示す分離斜視図であり、図6は図5の分離斜視図を結合した断面図である。
図5及び図6を介して、カートリッジ200内部の構成とシート部材207の設置方法及び位置を容易に把握することができる。また、背面突出部204とPCB250の構成も正確に理解することができる。
蒸留水投入口205は、好ましくは注射器を利用して蒸留水の投入が実施されるため小さい孔であっても十分であるが、より正確には、略直径1〜3mmのボルトを利用して開閉し得るナットが設置される。また、この蒸留水投入口205に防水ラバ205aが差し込まれることが好ましい。
また、背面筐体を全面筐体と結合するための締結ナット206が6つ設置されることが好ましい(図5ではカートリッジ200筐体の半分のみ示されているため、締結ナット206が3つしか見えていない)。
超音波トランスデューサ201は、移送子モジュール211と結合されている。よって、移送子モジュール211の動きに伴って超音波トランスデューサ201の位置が変更される。移送子モジュール211の上端には、移送子202が移送子固定ラバ241及び移送子モジュール固定部217によってピエゾモータ216と連結されるカーボン軸に設置される。移送子感知センサ213が移送子の位置を感知する。
ピエゾモータ216が駆動されれば移送子202が決められた位置に変位し、それによって超音波トランスデューサ201の位置が決定される。一方、超音波トランスデューサ201において、オブジェクトに向かって照射される高強度超音波は、作用部の中央に設置されるウィンドウ203を通過するようになるが、このウィンドウ203にはポリイミドまたはポリメチルペンテンなどの超音波透過フィルが使用される。
図7は、本発明の好ましいある実施例によるピエゾモータ216と移送子202の関係を例示的に示している。図7(a)は、一端の先にピエゾモータ216が設置されたカーボン軸215に移送子202が設置された状態を、図7(b)は移送子202の内部構成に関する理解を助けるために各部材が分離されている状態を、図7(c)は各部材が結合された状態の移送子202の平面構成を示す。
本発明の一実施例において、移送子202の中央はピエゾモータ216によって発送される変位を移送子202に線形的に伝達するカーボン軸215が貫通する構造になっている。つまり、移送子202の中央はカーボン軸215が貫通する孔からなる。この孔を基準に、移送子202の本体は図示したように2片に互いに分離され、また互いに差し込まれてカーボン軸215に設置される。
一対の移送子片には、それぞれ膨らんだ移送子固定ガイド202aと窪んだ移送子固定孔202bが設置されている。第1移送子片の移送子固定ガイド202aは、第2移送子片の移送子固定孔202bに差し込まれる。同じく、第1移送子片の移送子固定孔202bには第2移送子片の移送子固定ガイド202aが挿入されることで、それぞれの移送子片が結合して一つの移送子202を構成する。この際、移送子の前後端部の中央に変形の凹部が形成されるように、各移送子片の本体には断面が半円の凹部が設置される。そして、その凹部に移送子固定ラバ214が差し込まれることで、移送子202の一体化した結合が完成される。
前記のような構成を介して、本発明のカートリッジ200の内部で超音波トランスデューサ201が線形に移動するメカニズムが完成される。図8について説明する。
超音波トランスデューサ201が動作を開始すると、図8(a)の初期位置から図8(b)、図8(c)の位置に線形的に移送される。ピエゾモータ216が駆動すると、超音波トランスデューサ201はカーボン軸215を介して1mmずつ移動する。すると、超音波トランスデューサ201を介して作られる超音波焦点Fの位置も変更され、よってオブジェクトに形成される超音波焦点領域も変更される。そのように、高強度集束超音波を照射し、また超音波焦点Fの位置を変えることで、皮膚美容の効果が得られる。
図9に示したように、超音波トランスデューサ201を介して照射される高強度超音波が集束される焦点Fは、オブジェクトの皮膚層Sのうち超音波焦点領域S1にのみ焦点を形成する。本発明では、特に1Shotの間、計10回の超音波を照射するように設定される。1mm当たり1回ずつ照射し、そのたびにモータ駆動を介して1mmずつ移動することで、1Shotの間に10mmの焦点領域が形成される。
つまり、超音波焦点領域S1の皮膚組織にのみ高強度超音波が加えられて、例えば65〜100℃の熱による傷ができる。このように、皮膚組織に刺激を加え、人体がその刺激に自然に反応するようにすることで、しわだけでなく皮膚の弾力向上も図られる。一方、高強度超音波集束の原理上、超音波トランスデューサ201のウィンドウと接触するオブジェクトの表皮にはいかなる傷も残らない。
図10は、本発明の好ましい実施例による携帯用HIFUスキンケアデバイスに内蔵された電子的構成において、電力ラインのブロックダイアグラムを一例として示している。
本発明のカートリッジが取り付けられた携帯用HIFUスキンケアデバイスは、3種のMUC151、152、251を使用する。
USBコネクタ13を介して機器のメインボードの中に入ってくる5V|2ADC電力は、第1MCU151によって充電用電力にステップアップし、第2MCU152の充電制御を受けながらバッテリ14を充電する。本発明のバッテリ14は、DC7.4V/2500mAh規格の充電用リチウムイオンバッテリを使用している。好ましくは、2つのバッテリを連結して使用する。
上述したように、本体をクレイドルの上に据え置いて充電している間には本発明の機器は動作しない。本体をクレイドルから分離した後、スイッチ15がオンになることで、バッテリ14の電源が各電子要素に供給される。
バッテリ14の電力は3つに分配されて電子要素に供給されるが、LDO(Low Drop Output Regulator)16を介して3.3VのDC電力でMCU151、152、251、センサ253、及びOLED PANEL155のシステム電力として供給され、DC/DCコンバータ17で12Vに昇圧されて、OLED PANEL155の状態表示機能を実行するための電力として供給される。また、HIFU−ドライバ19a及びモータドライバ19bの駆動電力として、バッテリ電圧を30Vに昇圧して各ドライバ19a、19bに供給する。
カートリッジモジュール20に分離される構成は、本体と連結されることで本体内にあるバッテリ14の電圧を使用することができる。本体と分離されれば、カートリッジモジュール20の電力供給は遮断される。
以下、上述した3つのMCUの関係と機能を説明する。図10及び図12が好ましい実施例の構成を例示している。第1MCU151と第2MCU152は本体制御部を構成し、第3MCU251はカートリッジ制御部を構成する。
第1MCU151は本発明の携帯用HIFUデバイスの入出力装置の機能を制御し、カートリッジモジュール20とクレイドルLEDモジュール30のUVC−LED311の動作を制御する。
第1MCU151は、UVC−LEDドライバ161、システム電力ON/OFFを供給するレギュレータ163、OLED PANEL155、ブザー157、及びカートリッジモジュール20に制御信号を伝送する。そして、パワースイッチ199、アダプタの電力検知部192a、側面スイッチ193から信号を受信する。また、第1MCU151のADC端子は、バッテリ端子154から電圧を入力される。そして、ISP端子を介してファームウェアをダウンロードする181。
前記第1MCU151と通信する第2MCU152は、カートリッジモジュール20の圧電モータ216a及びHIFUトランスデューサ201がろくに動作するのに必要なHIFUドライバ19aとモータドライバ19bを制御する。
第2MCU152はモータドライバ19bにモータ制御信号を伝送し、HIFUドライバ19aにRFパルス信号を伝送する。また、RF MCU152は入力される電力を感知して192bその信号を受信し、PWM端子は昇圧モジュール18にPWM制御信号を伝送し、充電昇圧モジュール12にPWM信号を伝送する。ADC端子は電流と電圧をフィードバックされる。
また、第2MCU152は、NTCサーミスタ170を介して温度データを入力される。そして、ISP端子を介してファームウェアをダウンロードする182。
図11のA、Bコネクタで表される部分は、図12のA、Bで表される。つまり、第1MCUはAコネクタを介してクレイドルLEDモジュール30と連結される。また、Bコネクタを介して第1MCU151及び第2MCU152がカートリッジモジュール20と連結されて、第3MCU251と通信する。
カートリッジモジュール20に設置される第3MCU251は第1孔センサ211aを介してモータ216aの動きデータを受信し、第2孔センサ211bを介して皮膚との接触データを受信する。そして、第1MCU151にカートリッジモジュール20から受信したデータを伝送し、制御信号を受信する。一方、カートリッジモジュール20に構成されるHIFUトランスデューサ201とモータ216aは、それぞれ第2MCU152のHIFUドライバ19a及びモータドライバ19bから制御信号を受信する。
第1MCU151は、本発明の携帯用HIFUスキンケアデバイスの第1制御部、第2MCU152は第2制御部、第3MCU251は第3制御部の機能と役割をする。上述した説明に基づき、それぞれの制御部を構成要素の観点から繰り返し・追加に説明する。
本発明の好ましいある実施例において、第1制御部はUART通信ハンドラ処理部、タイムハンドラ処理部、OLED Panel駆動制御部、ピエゾブザー駆動制御部、UVC LED駆動制御部、ユーザキー処理部、バッテリ電圧感知部、及び入力電圧感知部を含む。
UART通信ハンドラ処理部は、第2MCU152との通信コマンドで出力強度を設定する制御機能を行う。要するに、ステップ1(強)、ステップ2(中)、ステップ3(弱)の超音波出力を設定する動作である。また、第3MCU251との通信コマンドで以下のような動作を行う。
−総Shotの個数を第3MCU251に要請
−使用回数の伝達及び貯蔵を要請
−ピエゾモータの位置データを第3MCU251から受信
−皮膚接触有無データを第3MCU251から受信
タイムハンドラ処理部は、予め設定した時間が過ぎると自動的に電源をオフするようにし、UVC LED動作時間など、時間に関するタイマー機能を行う。
OLED Panel駆動制御部は、ユーザ機能選択及び動作状況をディスプレイを介して表示する制御機能を行う。
ピエゾブザー駆動制御部は、予め設定されたブザー音が出力されるようにする。
UVC LED駆動制御部は、クレイドル300にカートリッジ200が取り付けられた本体100をドッキングする際、皮膚に接触されたカートリッジヘッドの電極とタッチセンサ部分を消毒し殺菌するようにUVC LED311を駆動する。
ユーザキー処理部は、ユーザのキー入力信号を受信し機能制御を処理する。
バッテリ電圧感知部は、バッテリ電圧を感知してバッテリ充電状態アイコンがディスプレイを介して表示されるように処理し、入力電圧感知部は本体のクレイドルドッキング可否を判別する。
本発明の好ましいある実施例において、第2制御部はUART通信ハンドラ処理部、HIFUトランスデューサ駆動制御部、モータ駆動制御部、バッテリ充電制御部、及びシステム温度感知部を含む。
本発明の好ましいある実施例において、第3制御部はUART通信ハンドラ処理部、モータ動き感知部、及び皮膚接触有無感知部を含む。UART通信ハンドラ処理部は、第1MCU151との通信コマンドで以下のような動作を行う。
−総Shotの個数を第1MCUに伝送
−使用回数を伝達されて貯蔵
−モータ位置データを1MCUに伝送
−皮膚接触有無モータを1MCUに伝送
本発明の保護範囲は、これまで明示的に説明した実施例の記載と表現に限らない。また、本発明の属する技術分野において自明な変更や置換によって本発明の保護範囲が制限されないことも再度付言する。

Claims (14)

  1. 充電可能なバッテリが内蔵されており、電源ボタン及び超音波強度を調節するステップボタンが設置され、Shot数を含む機器の動作状態を表すディスプレイを有する本体100と、この本体100のヘッド部分に取り付けて使用され、HIFUトランスデューサが内蔵されているカートリッジ200と、アダプタを連結して充電し得る充電部が設置され、前記カートリッジ200が本体100に取り付けられた状態で据え置き溝を介して本体100を収容し、本体100を収容する際にカートリッジ200のヘッド部分を消毒するUVランプを含み、本体100の内部バッテリを充電するクレイドル300と、を含み、
    動作状態において、1Shot当たり前記HIFUトランスデューサが前記カートリッジの中に設置されているピエゾモータによって線形に移動しながら複数の超音波を照射し、オブジェクトに複数の超音波焦点領域を形成することを特徴とする携帯用HIFUスキンケアデバイス。
  2. 動作状態において、前記HIFUトランスデューサが1Shotの間に1mmずつ10回移動することで、オブジェクトに10mmの焦点領域が形成されることである、請求項1に記載の携帯用HIFUスキンケアデバイス。
  3. 充電可能なバッテリが内蔵されており、電源ボタン及び超音波強度を調節するステップボタンが設置され、Shot数を含む機器の動作状態を表すディスプレイを有する本体100と、この本体100のヘッド部分に取り付けて使用され、HIFUトランスデューサが内蔵されているカートリッジ200と、アダプタを連結して充電し得る充電部が設置され、前記カートリッジ200が本体100に取り付けられた状態で据え置き溝を介して本体100を収容し、本体100の内部バッテリを充電するクレイドル300と、を含み、
    携帯用HIFUスキンケアデバイスの内部には3つの制御部が設置されており、
    本体100の内部には第1制御部と第2制御部が設置され、
    カートリッジ200には第3制御部が設置され、
    メイン制御部である前記第1制御部は、前記携帯用HIFUスキンケアデバイスの入出力装置の機能を制御し、前記第3制御部からピエゾモータの位置データ及び皮膚接触有無データを受信して第2制御部に伝達し、第2制御部はカートリッジ200の内部に設置されているピエゾモータ及び前記HIFUトランスデューサの駆動に必要なモータドライバ及びHIFUドライバを制御し、前記第3制御部は前記第2制御部のモータドライバ及びHIFUドライバの駆動によるShot回数を前記第1制御部に伝達する動作を行う、携帯用HIFUスキンケアデバイス。
  4. 充電可能なバッテリが内蔵されており、電源ボタン及び超音波強度を調節するステップボタンが設置され、Shot数を含む機器の動作状態を表すディスプレイを有する本体100と、この本体100のヘッド部分に取り付けて使用され、HIFUトランスデューサが内蔵されているカートリッジ200と、アダプタを連結して充電し得る充電部が設置され、前記カートリッジ200が本体100に取り付けられた状態で据え置き溝を介して本体100を収容し、本体100の内部バッテリを充電するクレイドル300と、を含み、
    前記カートリッジ200の制御部が設置されているPCBは、カートリッジ筐体の外部の背面突出部に設置され、前記本体100に取り付けられる際に前記PCBのコネクタ端子部が、前記本体100のヘッド部分に設置されたコネクタに互いに電気的に連結され、
    前記カートリッジ200内部の第1チェンバにピエゾモータを含むトランスデューサ移送メカニズム装置が設置され、
    前記第1チェンバと連通しながら、前記第1チェンバより幅が狭く正面に向かって突出した第2チェンバであって、この第2チェンバの内部に前記HIFUトランスデューサの筐体が位置し、前記第2チェンバの突出表面がオブジェクトと面接触する作用部からなる、携帯用HIFUスキンケアデバイス。
  5. 前記第1チェンバ及び前記第2チェンバは互いに連通されて蒸留水を収容するタンクの役割をする、請求項4に記載の携帯用HIFUスキンケアデバイス。
  6. 前記第1チェンバの前記背面突出部に対応する入口にはシーリング部材が更に設置されている、請求項4に記載の携帯用HIFUスキンケアデバイス。
  7. 前記作用部の中央には高強度超音波がオブジェクトに照射されるウィンドウが設置されている、請求項4に記載の携帯用HIFUスキンケアデバイス。
  8. 本体のヘッド部分に取り付けて使用され、本体と分離可能なHIFUスキンケアデバイス用カートリッジであって、
    前記カートリッジの制御部が設置されているPCBはカートリッジ筐体の外部の背面突出部に設置され、前記本体に取り付けられる際に前記PCBコネクタ端子部が前記本体のヘッド部分に設置されたコネクタが互いに電気的に連結され、前記カートリッジ内部の第1チェンバにはピエゾモータを含む超音波トランスデューサ移送メカニズムが設置され、前記第1チェンバと連通しながら前記第1チェンバより幅が狭く正面に向かって突出する第2チェンバの内部には、前記超音波トランスデューサの筐体が位置し、前記第2チェンバの外部突出表面がオブジェクトと面接触する作用部からなる、HIFUスキンケアデバイス用カートリッジ。
  9. 前記第1チェンバ及び前記第2チェンバは互いに連通されて蒸留水を収容するタンクの役割をし、前記第1チェンバの前記背面突出部に対応する入口にはシーリング部材が更に設置されている、請求項8に記載のHIFUスキンケアデバイス用カートリッジ。
  10. 前記作用部の中央には高強度超音波がオブジェクトに照射されるウィンドウが設置されている、請求項8に記載のHIFUスキンケアデバイス用カートリッジ。
  11. 前記超音波トランスデューサ移送メカニズム装置は、前記超音波トランスデューサと結合する移送子モジュールを含み、前記移送子モジュールの上端に設置される移送子の中央孔に前記ピエゾモータと連結されるカーボン軸が貫通し、前記中央孔を基準に2片に分離される一対の移送子片にそれぞれ設置される移送子固定孔と移送子固定ガイドが互いに対向して結合され、移送子の凹部に移送子固定ラバが差し込まれて移送子が前記カーボン軸に設置される、請求項8に記載のHIFUスキンケアデバイス用カートリッジ。
  12. 前記カートリッジが前記本体に取り付けられる際、前記PCBに設置されるカートリッジ制御部は前記本体に内蔵された本体制御部と電気的に連結され、前記カートリッジ制御部は前記ピエゾモータの位置データ及び皮膚接触データを前記本体制御部に伝送する、請求項8に記載のHIFUスキンケアデバイス用カートリッジ。
  13. 前記カートリッジが前記本体に取り付けられる際、前記PCBに設置されるカートリッジ制御部は前記本体に内蔵された本体制御部と電気的に連結され、前記本体制御部が前記超音波トランスデューサの駆動に必要なモータドライバ及びHIFUドライバを制御する、請求項8に記載のHIFUスキンケアデバイス用カートリッジ。
  14. 請求項8乃至請求項13のいずれか一項に記載のHIFUスキンケアデバイス用カートリッジが取り付けられたHIFUスキンケアデバイス。
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