KR100717705B1 - 초음파 피부 관리 장치 - Google Patents

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다카후미 오바
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마츠시다 덴코 가부시키가이샤
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00—Ultrasound therapy

Abstract

초음파 피부 관리 장치는 사용자의 피부에 초음파 진동을 인가하기 위한 초음파 인가 헤드를 구비한다. 초음파 인가 헤드는 진동 소자와 혼을 포함하며, 진동 소자와 혼이 일체화되어 통합 진동체를 형성하고, 이 진동체가 전기 펄스와 공진하여 초음파 진동을 생성하게 된다. 초음파 피부 관리 장치는 초음파 인가 헤드가 피부와 정상적으로 접촉되어 있지 않다는 것을 검출하면 초음파를 제한하도록 구성되어 있다. 부하 검출 회로는 초음파 인가 헤드가, 통합 진동체의 전기적으로 등가인 임피던스에 기초하여, 정상적인 부하 상태인지 아니면 무부하 상태인지를 검출한다. 통합 진동체는 진동체의 중심 부분에서의 진동을 억제하여 바람직하지 않은 기생 공진을 감소시킴으로써, 임피던스가 정상적인 부하 상태에서 제공된 것인지 아니면 비정상적인 부하 상태에서 제공된 것인지를 구분할 수 있게 된다.

Description

초음파 피부 관리 장치{ULTRASOUND APPLYING SKIN CARE DEVICE}
본 발명은 피부 미용 및 건강을 위해 피부 조직의 신진 대사를 활성화하도록, 사용자의 피부에 초음파를 인가하는 초음파 피부 관리 장치에 관한 것이다.
국제특허 WO98/51255호에는 초음파를 생성하여 사용자의 피부에 전달하기 위한 초음파 인가 헤드를 구비하는 초음파 피부 관리 장치가 개시되어 있다. 이 장치는 초음파 인가 헤드가 피부에 접촉되었다가 분리되었을 때 에너지를 절약할 뿐만 아니라 초음파 인가 헤드가 피부에 접촉할 때 초음파를 안전하게 인가하기 위하여, 초음파 인가 헤드의 피부 접촉에 의한 부하(load)가 가해지는지 여부를 판정하기 위한 부하 검출 회로를 포함한다. 초음파 피부 관리 장치는, 초음파 인가 헤드에 부하가 가해지는지 여부를 판정하기 위하여, 초음파 인가 헤드에 작용하는 부하에 따라 변경되는, 초음파 인가 헤드의 전기적으로 등가인 임피던스에 의존하며, 초음파 인가 헤드에 인가되는 대응 전압을 기준 전압과 비교한다. 그러나, 초음파 인가 헤드가 비교적 높은 주파수, 예컨대 수 메가헤르츠(MHz) 이상의 고주파로 초음파 진동을 전달하는 경우, 초음파 인가 헤드에 생기는 기생 공진(parasitic resonance) 효과가 커지기 때문에, 전기적으로 등가인 임피던스에 기초하여 부하 상태(load condition)와 무부하 상태(unloaded condition)를 구분하는 것이 용이하 지 않을 수 있다.
일본특허공보 제7-59197호에 개시되어 있는 초음파 진동 소자는 이 진동 소자의 외주 부분에 생기는 진동을 감소시키는 것이다. 이 진동 소자는 원형의 디스크의 형태를 가지며, 이 디스크의 대향하는 면상에 원형의 상부 전극 및 하부 전극이 제공된다. 원형의 상부 전극 및 하부 전극은 각각 그 직경이 진동 장치의 직경보다 작게 되어 있어서, 진동 소자의 외주 부분이 개방된 상태가 되어, 직경 방향으로 전달되는 바람직하지 않은 진동을 차단하게 된다. 이에 의하면, 바람직한 초음파 진동이 진동 장치의 두께 방향으로 진행할 수 있게 된다.
기생 공진은 일본특허공보 제7-59197호에 개시된 구조를 이용하여 어느 정도까지 감소시킬 수 있다. 본 발명의 발명자들은, 고주파의 초음파 진동에 대하여 연구한 후, 초음파 인가 헤드의 중심에서 생기는 진동을 억제시키는 것이 효과적이라는 것을 알게 되었다. 초음파 인가 헤드의 중심에서 생기는 진동을 억제시키는 것은 바람직하지 않은 기생 공진을 감소시키기 위한 것이며, 초음파 인가 헤드가 부하 상태와 무부하 상태일 때, 각 상태를 충분히 구분시킬 수 있는 전기적으로 등가인 임피던스를 나타낼 수 있는 정도까지 감소시키게 된다. 이러한 임피던스는 부하 상태와 무부하 상태 간의 구분을 용이하게 하기 위한 것이다.
본 발명은 상기 설명한 바와 같은 점을 고려한 것으로서, 본 발명은 피부 관리를 향상시키기 위하여 초음파를 효과적이고 안전하게 인가할 수 있는 초음파 피부 관리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 피부 관리 장치는 사용자의 피부에 초음파를 인가하는 초음파 인가 헤드가 장착된 하우징과, 초음파 인가 헤드를 구동시켜 초음파를 피부로 전달시키는 전기 펄스를 제공하는 구동 회로를 포함한다. 초음파 인가 헤드는 초음파를 생성하는 진동 소자와, 장착을 위한 장착면과 피부에 접촉되어 사용되는 피부 접촉면을 갖는 혼(horn)을 포함하여 구성된다. 이 혼은 장착면 상에 진동 소자를 설치하여 초음파를 피부에 전달시키게 된다. 진동 소자와 혼은 통합되어 통합 진동체를 형성하며, 이 진동체가 구동 회로로부터의 전기 펄스와 공진하여 초음파를 생성하고, 이에 의하여 생성되는 진동을 피부에 전달하게 된다. 통합 진동체는 사용자의 피부와 접촉하여 정상적으로 부하가 걸리는 부하 상태일 때의 전기적으로 등가인 제1 임피던스와, 진동체가 무부하 상태일 때 전기적으로 등가인 제2 임피던스를 제공한다. 초음파 피부 관리 장치는 통합 진동체가, 전기적으로 등가인 제1 임피던스를 제공하는지 제2 임피던스를 제공하는지를 모니터링하고, 전기적으로 등가인 제1 임피던스가 인지되면 부하 검출 신호를 제공하는 부하 검출 회로를 포함한다. 또한, 초음파 피부 관리 장치는 부하 검출 신호가 미리 정해진 시간 내에 수신되지 않은 경우에 전기 펄스를 제한 또는 중단시키는 제어 회로를 포함한다. 본 발명의 특징은 통합 진동체가 그 중심 부분에서의 진동을 억제하는 구조를 가짐으로써, 기생 공진을 감소시켜, 전기적으로 등가인 제2 임피던스로부터 전기적으로 등가인 제1 임피던스를 구분해낼 수 있는 것에 있다. 따라서, 부하 검출 회로는 초음파 인가 헤드가 피부에 접촉되어 있는지 아니면 접촉되어 있지 않은지를 성공적으로 판정할 수 있으며, 제어 회로는 초음파 인가 헤드에 부하가 걸리지 않을 때 생성되는 초음파 진동을 신뢰성 있게 제한할 수 있다.
진동 소자는 평평한 상부 단면과 평평한 하부 단면을 구비하는 원형의 디스크 형태를 갖는 압전 소자를 포함하고, 상부 단면과 하부 단면에는 각각 상부 전극과 하부 전극이 위치하며, 전기 펄스가 상부 전극과 하부 전극의 양단에 인가되도록 하는 것이 바람직하다. 상부 전극, 하부 전극, 및 압전 소자 중 적어도 하나에는 통합 진동체의 중심에서의 진동을 억제하기 위한 중심 개구가 형성된다.
중심 개구에 더하여, 상부 전극 및 하부 전극 중 적어도 하나는 압전 소자의 직경보다 작은 직경을 가짐으로써, 압전 소자의 외주 부분이 개방된 상태가 되도록 하여, 압전 소자의 외주 부근에서의 바람직하지 않은 진동을 감소시킨다.
다른 구성으로서, 상부 전극 및 하부 전극 중 적어도 하나는 적어도 하나의 슬릿에 의하여 분리되어 복수개의 동일한 세그먼트로 된다. 슬릿은 직경 방향으로 연장하여 압전 소자의 중심과 직경 방향으로 연장하는 밴드 부분이 개방된 상태가 되도록 하여, 진동체의 중심에서의 진동을 억제한다.
직경 방향으로 연장하는 슬릿을 제공하는 대신에, 상부 전극 및 하부 전극 중 적어도 하나가 압전 소자의 중심 부분을 개방시키는 적어도 하나의 슬릿을 포함하여, 진동체의 중심에서 생기는 진동을 억제한다.
상부 전극, 하부 전극, 및 압전 소자 중 적어도 하나에 중심 개구를 형성하는 것과 별개로, 또는 이와 조합하여, 혼이 진동체의 중심에서의 진동을 억제하기 위한, 관통홀 또는 캐비티 형태의 중심 구멍을 포함하도록 구성할 수 있다.
또한, 중심 구멍을 형성하는 대신에, 상부 전극의 중심이 상기 통합 진동체의 중심에서 생기는 진동을 흡수하기 위한 탄성 부재로 덮여 있도록 하여, 기생 공진을 감소시키도록 해도 된다.
또한, 상부 전극의 중심을, 구동 회로로부터 인출되는 리드선에 상부 전극을 전기적으로 접속시키기 위한 땜납 벌크로 덮도록 할 수 있다. 땜납 벌크는 진동체의 중심에서의 진동을 억제하기 위하여 통합 진동체의 중심에 중량을 추가한다.
또한, 혼은 혼을 둘러싸는 림 부분과 통합되어 하나의 부품을 형성하고, 림 부분은 혼이 하우징에 고정되도록 구성된다. 혼과 림 부분의 사이에는 초음파 진동이 림 부분 쪽으로 전파되는 것을 억제하여 초음파가 혼에 집중되도록 함으로써, 초음파가 혼을 통해 피부에 효과적으로 전달되도록 하는 억제부가 형성된다. 이 억제부는 혼과 림 부분 사이의 경계를 따라 형성되는 캐비티에 의해 모양이 정해질 수 있다.
바람직하게는, 제어 회로가 전기적으로 등가인 제1 임피던스의 크기에 따라 진동 소자에서 생기는 초음파의 세기를 변화시키기 위하여 전기적으로 등가인 제1 임피던스를 수신하도록 구성된다. 혼 또는 통합 진동체가 사용자의 피부에 접촉하여 유지되는 압력에 따라 전기적으로 등가인 제1 임피던스가 변화하기 때문에, 초음파 피부 관리 장치는 그 압력에 따라 피부에 인가되는 초음파의 효과 또는 강도를 변화시킬 수 있어, 사용자의 피부에 대하여 초음파를 선택적으로 인가하여 피부 관리를 향상시킬 수 있다.
또한, 초음파 피부 관리 장치는 통합 진동체가 움직이고 있는지 여부를 모니터링하여, 진동체가 움직이고 있을 때에 움직임 검출 신호를 제공하는 움직임 검출 회로를 포함하는 것이 바람직하다. 제어 회로는 움직임 검출 신호를 수신하고, 구동 회로를 제어하여, 부하 검출 신호가 미리 정해진 시간 내에 수신되지 않는 경우 또는 부하 검출 신호가 미리 정해진 시간 내에 검출된 경우라도 움직임 검출 신호가 임계 시간 동안 계속되지 않는 경우에, 전기 펄스를 중단 또는 제한하도록 접속된다.
본 발명의 이러한 목적 및 장점과 그외의 다른 목적이나 장점에 대해서는, 첨부된 도면을 참조하여 이하의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 더 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 초음파 피부 관리 장치의 단면을 나타내는 정면도.
도 2A~2C는 본 발명의 초음파 피부 관리 장치의 적절하지 못한 사용 상태를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 초음파 피부 관리 장치의 전기 회로를 나타내는 블록도.
도 4는 전기 회로의 구동 회로, 부하 검출 회로, 및 움직임 검출 회로를 나타내는 회로도.
도 5A~5F는 부하 검출 회로 및 움직임 검출 회로의 동작을 나타내는 파형도.
도 6은 상기 회로의 온도 감지 회로를 나타내는 회로도.
도 7은 초음파 피부 관리 장치의 동작을 나타내는 흐름도.
도 8은 상기 초음파 피부 관리 장치의 초음파 인가 헤드를 나타내는 평면도.
도 9는 초음파 인가 헤드의 단면도.
도 10~12는 초음파 인가 헤드의 변경 구조예를 나타내는 부분 도면.
도 13은 초음파 인가 헤드의 통합 진동체와 상이한 주파수를 갖는 초음파의 파장 사이의 관계를 개략적으로 나타내는 도면.
도 14는 기생 공진을 감소시키는 구성 없이, 정상적인 부하 상태, 무부하 상태, 및 비정상적인 부하 상태하에서 주어지는 진동체의 전기적으로 등가인 임피던스를, 비교 목적으로 나타낸 그래프.
도 15는 진동 소자의 평면도.
도 16은 진동 소자의 단면도.
도 17은 본 발명의 실시예에 따라 통합 진동체에 대하여 정상적인 부하 상태, 무부하 상태, 및 비정상적인 부하 상태하에서 주어지는 진동체의 전기적으로 등가인 임피던스를 나타내는 그래프.
도 18 및 도 19는 상기 실시예의 변형예에 따라 진동 소자의 평면 및 단면을 나타내는 도면.
도 20 및 도 21은 상기 실시예의 다른 변형예에 따라 진동 소자의 평면 및 단면을 나타내는 도면.
도 22 및 도 23은 상기 실시예의 또 다른 변형예를 나타내는 평면도.
도 24 및 도 25는 상기 실시예의 다른 변형예에 따라 진동 소자의 평면 및 단면을 나타내는 도면.
도 26 및 도 27은 상기 실시예의 다른 변형를 나타내는 평면도.
도 28 및 도 29는 상기 실시예의 다른 변형예에 따라 진동 소자의 평면 및 단면을 나타내는 도면.
도 30 및 도 31은 상기 실시예의 다른 변형예를 나타내는 단면도.
도 32 및 도 33은 상기 실시예의 다른 변형예에 따라 진동 소자의 평면 및 단면을 나타내는 도면.
도 34 및 도 35는 상기 실시예의 다른 변형예에 따라 진동 소자의 평면 및 단면을 나타내는 도면.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시에에 따른 초음파 피부 관리 장치를 나타낸다. 이 피부 관리 장치는 피부 미용 및 건강을 위해 피부 조직의 신진대사를 향상시키는 피부 관리 또는 피부 마사지에 이용된다. 이 피부 관리 장치는 사용자의 피부에 초음파를 인가하기 위하여 사용자의 피부에 접촉하여 사용되는 초음파 인가 헤드(100)가 한쪽 단부에 제공된, 손으로 잡을 수 있도록 된 손잡이형 하우징(10)을 포함한다. 초음파 인가 헤드(100)는 초음파를 생성하는 압전 소자에 해당하는 진동 소자(110)와, 초음파를 사용자의 피부(S)에 전달시키는 진동판에 해당하는 혼(horn)(120)을 포함한다. 압전 소자는 원형 디스크 모양으로서, 상부면과 하부면이 모두 평평하고, 각각 상부 전극(111)과 하부 전극(112)으로 덮여져 있다. 이 상부 전극과 하부 전극의 양단에 초음파 진동을 발생시키기 위한 전기 펄스가 인가된다. 진동 소자(110)와 혼(120)이 결합되어 진동체(M)가 되며, 이 진동체에 의해 전기 펄스가 공진됨으로써, 공진 초음파 진동을 생성하여 피부(S)에 인가하게 된 다. 이 피부 관리 장치는 1 메가헤르츠(MHz) 내지 10 MHz 범위의 주파수를 갖는 초음파를 생성하도록 하고, 0.1 W/cm2 내지 2.0 W/cm2 범위의 강도로 피부에 전달시키는 것이 바람직하다. 또한, 혼과 피부 사이의 경계부분에서 젤 등의 유체(F)를 도포하여 피부(S)에 대한 초음파의 전달력을 촉진시키는 것이 바람직하다.
나중에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 피부 관리 장치는 초음파 인가 헤드(100)가 도 1의 정상적인 부하 상태에 있지 않은 경우, 즉 초음파 인가 헤드(100)가 적절하지 않은 상태에 있는 경우에, 피부로 전달되는 초음파 진동을 제한 또는 중단시키기 위한 보호 수단(세이프가드)을 구비한다. 도 2A 내지 2C에 도시된 바와 같이, 적절하지 않은 상태에는, 초음파 인가 헤드(100)가 피부로부터 이격되어 있는 무부하 상태(도 2A), 초음파 인가 헤드(100)가 피부에 대해 부분적으로만 접촉되어 있는 부분 접촉 상태(도 2B), 및 초음파 인가 헤드(100)가 이 헤드와 피부 사이의 경계부분에서 유체(F)를 사용하지 않고 피부에 접촉된 직접 접촉 상태(도 2C)가 포함된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 피부 관리 장치는 압전 소자(110)의 전극(111, 112) 양단에 전기 펄스를 제공하는 구동 회로(20), 초음파 인가 헤드(100)의 부하 상태를 검출하는 부하 검출 회로(40), 초음파 인가 헤드의 움직임을 검출하는 움직임 검출 회로(50), 압전 소자(110)의 온도를 감지하는 온도 감지 회로(60), 피부 관리 장치의 동작 상태를 나타내는 표시 구동 회로(70), 및 이들 회로를 제어하는 제어 회로(80)를 포함한다. 구동 회로(20)는 상용의 교류(AC) 라인 전압을 직류(DC) 전압으로 변환시키는 개별의 파워팩 내에 수용되는 전원 공급 장치(1)에 의해 전원이 공급된다. 피부 관리 장치는 또한 통합 진동체(combined vibration mass)(M)의 전기적으로 등가인 임피던스에 기초하여 생성되고 사용자의 피부에 인가되는 초음파를 모니터링하는 모니터링 회로(90)를 포함한다.
피부 관리 장치(10)는 혼(120)이 사용자의 피부와 실질적으로 접촉되고 있는 동안 초음파를 생성하도록 구성되어 있다. 이를 위하여, 부하 검출 회로(40)는 혼(120)이 유체(F)를 통해 사용자의 피부와 접촉됨으로써 적절한 부하가 인가되는지 여부를 검출하도록 제공된다. 혼(120)이 피부와 접촉되지 않고 초음파를 성공적으로 전달하지 못하는 경우, 부하 검출 회로(40)는 혼(120) 또는 진동체(M)에 부하가 걸리지 않으며 초음파의 생성을 제한한다고 판정한다. 본 발명에서 구현되는 부하 검출의 상세한 내용에 대해서는 나중에 설명한다. 사용할 때에는, 초음파 인가 헤드(100), 즉 조합체를, 초음파를 인가하면서, 피부를 천천히 가로질러 이동시키는 것이 바람직하다. 그렇지 않고, 초음파 인가 헤드(100)가 오랜 시간 동안 임의의 위치에 머물러 있게 되면, 피부가 냉동 화상(cold burn)을 입을 위험이 있다. 이에 의하여, 초음파 인가 헤드(100)가 적절한 속도로 이동될 때는 초음파를 연속적으로 인가할 수 있도록 하고, 그렇지 않을 때에는 초음파의 생성을 차단 또는 제한하기 위하여 움직임 검출 회로(50)가 제공된다. 또한, 제어 회로(80)는, 피부 관리 장치가 미리 정해진 시간 동안 이용된 후, 초음파의 생성을 중단시키는 타이머를 포함한다. 즉, 이 타이머는 부하 검출 회로(40)로부터 제공되는 부하 검출 신호가, 초음파 인가 헤드(100)가 피부와 정상적으로 접촉되어 있다는 것을 나타낼 때와, 움직임 검출 회로(90)로부터 제공되는 움직임 검출 신호가, 초음파 인가 헤드(100)가 오랜 시간 동안 일정한 위치에 머물러 있지 않을 때만 시간을 카운트(계수)한다. 이 타이머는 미리 정해진 시간 동안 초음파를 계속해서 생성하도록 동작한다. 또한, 미리 정해진 시간이 경과된 후, 제어 회로(80)는 전력이 구동 회로(20)에 공급되는 것을 중단시키는 명령을 제공하여 초음파의 생성을 중단시킨다.
진동체가 구동 회로(20) 등의 고장에 의해 생기는 온도 상승으로 인하여 비정상적으로 진동하게 되는 경우, 혼(120)에 인접하여 위치한 온도 센서(15)로부터의 출력에 응답하여, 비정상적인 온도 상승을 나타내는 출력을 제어 회로(80)에 제공함으로써, 구동 회로(20)를 중단시키게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 구동 회로(20)는 전원 공급 장치(1)로부터의 DC 전압을 AC 전압으로 변환하는 인버터를 포함한다. 인버터의 출력단에는 1차 권선(21)과 2차 권선(22)을 갖는 변압기(T)가 제공된다. 1차 권선(21)은 전원 공급 장치(1)의 양단에 전계 효과 트랜지스터(FET)(23) 및 전류 감지 저항(27)과 직렬로 접속되며, 커패시터(24)와 함께 병렬 공진 회로를 형성하여, FET(23)를 오프로 할 때 1차 권선(21)의 양단에 공진 전압을 제공하게 된다. 압전 소자(110)는 2차 권선(22)의 양단에 접속되어, 2차 권선(22)에서 유도되는 전기 펄스 또는 AC 전압에 의해 초음파 진동이 유효하게 이루어지도록 한다. 구동 회로(20)의 출력을 FET(23)로 피드백(귀환)시키기 위하여 1차 권선(21)에 피드백 권선(25)이 연결된다. FET(23)의 게이트 및 소스 사이에는 바이폴라 트랜지스터(26)가 접속되어, FET(23)를 제어한다. 전원 공급 장치(1)의 양단에는 기동 저항(starting resistor)(28)과 커패시터(29)의 직렬 회로가 접속되고, 기동 저항과 커패시터의 접속점이 피드백 권선(25)을 통하여 FET(23)의 게이트에 접속되어 FET(23)에 바이어스 전압을 부여한다. 커패시터(29)가 전원 공급 장치(1)의 출력에 의해 충전되어 FET(23)의 임계값에 도달할 정도의 전압을 갖게 되면, FET가 도통하여 FET(23)의 드레인 전압을 낮추게 된다. 이 경우, 피드백 권선(25)은 FET(23)의 게이트에 인가되는 피드백 전압을 생성하기 때문에, FET를 통해 흐르는 전류를 증가하게 된다. 이후, FET를 통해 흐르는 전류가 증가하고 이에 수반하여 전류 감지 저항(27)의 전압이 미리 정해진 값에 도달하면, 트랜지스터(26)가 도전성으로 되어(도통되어), FET(23)에 전원이 공급되지 않게 한다(즉, FET를 오프시킨다). 이에 대하여, 1차 권선(21) 및 커패시터(24)의 공진 회로는 활성화되어 공진(resonance)을 형성하게 된다. 공진의 1 주기가 종료되는 시점에서, 피드백 권선(25)에서 유도된 피드백 전압이 FET(23)의 게이트를 온으로 하는 전압에 도달하여, FET를 다시 도통시키게 된다. 이러한 동작은 공진 전압 또는 전기 펄스를 유지하도록 반복되어, 압전 소자(110)를 발진시키게 된다. 공진 회로의 주파수는 1 MHz 내지 10 MHz의 범위에서 가변적으로 정해진다.
트랜지스터(26)와 저항(27) 사이에는 가변 저항(30)이 접속되는데, 이 가변 저항의 값을 변화시킴으로써, 트랜지스터(26)가 온으로 되는 타이밍을 변화시켜 발진 주파수를 조정할 수 있도록 한다. 이러한 접속에서 중요한 것은, 도 5A에 도시된 바와 같이, 공진 회로가 일련의 펄스 중 인접하는 펄스(Vp) 사이에 휴지 기간(rest period)을 갖는 단속적 발진(intermittent oscillation)을 제공하기 위하여, 제어 회로(80)에 의해 제어된다는 것이다.
변압기(T)는 2차 권선(91)을 구비하며, 이 2차 권선(91)과 그 출력을 정류하는 정류 회로에 의해 사용자의 피부에 인가되는 초음파의 상태를 나타내는 모니터링 출력을 제공하는 모니터링 회로(90)가 구성된다. 이 모니터링 출력 Vx는 초음파 인가 헤드(100)를 이동시키는 것에 의해 발생하는 초음파 진동의 주파수보다 낮은 주파수인 저주파 성분을 포함한다. 더 상세하게 말하면, 2차 권선(91)의 양단에 생기는 전압에는, 초음파 진동을 나타내는 고주파 성분에 추가하여, 부하에의 접촉에 의해 통합 진동체(M)의 전기적으로 등가인 임피던스의 변화 및 초음파 인가 헤드(100)가 사용자의 피부에 대해 이동하면서 생기는 마찰음에 기초하여 저주파 성분이 포함된다. 2차 권선(91)의 양단에서 생기는 전압을 정류한 모니터링 출력 Vx가 부하 검출 회로와 움직임 검출 회로에 제공됨으로써 부하 검출 및 움직임 검출이 이루어지게 된다.
부하 검출 회로(40)는 비교기(41)를 구비하여, 모니터링 회로(90)로부터의 모니터링 출력 Vx를 기준 레벨 Vref와 비교한다. 이 모니터링 출력 Vx는 도 5B에 도시된 것과 같은 파형을 갖는다. 모니터링 출력 Vx가 기준 레벨 Vref보다 작으면, 비교기(41)는 초음파 인가 헤드(100)가 사용자의 피부에 적절하게 접촉하고 있다는 것을 나타내는 신호로서, 고레벨(H-레벨)의 부하 검출 신호 SL을 제어 회로(80)에 제공한다. 부하 검출 신호 SL이 미리 정해진 시간 동안 계속해서 인지되지 않은 경우, 제어 회로(80)는 구동 회로(20)의 동작을 정지시키거나 전원 공급 장치 (1)를 정지시킨다. 본 실시예에서, 부하 검출 신호 SL은, 공진 전압이 부하의 존재에 의해 낮아지는 것, 즉 통합 진동체(M)의 임피던스 증가를 고려하여, 모니터링 출력 Vx가 기준 레벨 Vref보다 낮아질 때 생성된다.
또한, 통합 진동체(M)의 임피던스를 나타내는 모니터링 출력 Vx는 제어 회로(80)에도 공급된다. 모니터링 출력 Vx가 기준 레벨 Vref와 같거나 크다면, 제어 회로(80)는 전원 공급 장치(1)의 출력 전압을 모니터링 출력 Vx의 크기에 반비례하도록 변화시킨다. 즉, 통합 진동체(M)가 사용자의 피부에 대하여 큰 압력으로 작용하고 있다면, 제어 회로(80)는 피부에 인가되는 초음파의 세기를 낮추도록 동작한다. 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 그 결과, 통합 진동체(M)가 피부에 대하여 유지하는 압력에 따라 초음파가 조절됨으로써, 피부 관리 효과를 향상시키기 위한 최적의 세기로 초음파를 전달시키게 된다.
구성이 상이한 공진 회로가, 통합 진동체(M)의 임피던스 특성을 변화시켜 공진 회로와의 임피던스 매칭을 차단함으로써, 부하가 존재할 때의 모니터링 출력을 증가시키는 것이 가능하다. 이 경우, 모니터링 출력 Vx가 기준 레벨 Vref를 초과할 때 부하 검출 신호 SL이 제공된다. 또한, 무부하 상태를 검출하면 초음파 에너지를 제한 또는 감소시키는 것이 가능하고, 모니터링 출력의 크기에 따라 초음파 에너지를 변화시키는 것도 가능하다.
또한, 모니터링 출력 Vx는, 도 5D에 도시된 바와 같이, 출력 Vx'의 형태로 커패시터(51)를 통해 움직임 검출 회로(50)에 제공된다. 움직임 검출 회로(50)는 저역통과 필터(52)와 판정 회로(53)를 포함한다. 출력 Vx'에서 필터(52)를 통과하는 고주파 성분을 제거하여, 도 5E에 도시된 바와 같이, 초음파 인가 헤드(100)의 움직임에 기인하지 않는 성분으로부터 배제되는 저주파 출력 VL을 제공하게 된다. 이에 의하여 얻어진 저주파 출력 VL이 판정 회로(53)의 2개의 비교기(55, 56)에 공급되며, 각각의 임계값 TH1 및 TH2(TH1 > TH2)와 각각 비교하여, 출력 VL이 임계값 TH1보다 큰 기간 또는 임계값 TH2보다 작은 기간에 H-레벨의 움직임 검출 신호 SM(도 5F에 도시)을 제어 회로(80)에 제공한다. 이 임계값 TH1 및 TH2는 가변 저항(57, 58)에 의해 조절될 수 있다. 제어 회로(80)는 미리 정해진 시간 TC(예컨대, 15초) 내에 H-레벨의 움직임 검출 신호 SM의 기간을 카운트하고, 카운트한 기간이 시간 TC 내에서 미리 정해진 기준값을 초과한 경우, 초음파 인가 헤드(100)가 적절하게 이동하였다고 판단한다. 그렇지 않은 경우에는, 제어 회로(80)가 적절한 움직임이 없었다고 판정하고, 구동 회로(20)를 제한하는 제어 신호를 제공한다.
구동 회로(20)에는 FET(23)의 게이트 및 소스 사이에 트랜지스터(26)와 병렬로 트랜지스터(84)가 접속되며, 이 트랜지스터(84)가 광커플러(81)를 통해 제어 회로(80)에 접속된다. 따라서, 제어 회로(80)로부터 제한 신호를 수신하게 되면, 트랜지스터(84)는 온으로 되고, 이에 의하여 FET(23)가 오프로 됨으로써, 구동 회로(20)가 정지된다. 본 실시예에서는 제한 신호에 의해 구동 회로(20)를 정지시키는 예를 나타내고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 초음파 진동 에너지를 감소시키기 위하여 구동 회로(20) 또는 전원 공급 장치(1)를 제어하도록 해도 된 다.
도 6에 도시된 바와 같이, 온도 감지 회로(60)는 온도 센서(15)로부터의 출력을 수신하여 온도 검출을 행하는 제1 온도 감지부(61)와 제2 온도 감지부(62)를 포함하여 구성된다. 제1 온도 감지부(61)는 온도 제어부(65)를 구비하며, 온도 센서(15)의 출력이 저항(63)과 커패시터(64)를 통해 온도 제어부(65)에 제공된다. 온도 센서(15)에 의해 검출된 온도가 미리 정해진 기준 온도를 초과하는 것으로 판단되는 경우에, 온도 제어부(65)는 정지 신호를 광커플러(66)를 통해 구동 회로(20)에 제공한다. 광커플러(66)는 트랜지스터(68)를 구비하며, 이 트랜지스터(68)는 트랜지스터(84)의 베이스와 에미터 사이에 접속되어 정지 신호에 의해 트랜지스터(84)를 도통시켜 구동 회로(20)의 발진을 정지시키게 된다. 서비스터(15)에서 검출하는 혼(120)의 온도가 기준 온도 이상으로 된 이후에, 이 온도가 기준 온도보다 낮은 온도까지 낮아지는 경우에만 한 구동 회로(20)에서의 발진을 다시 개시하도록 히스테리시스가 온도 제어에 부여된다. 감지된 온도가 기준 온도보다 낮아지는 경우에, 온도 제어부(65)는 정지 신호를 제공하지 않고, 구동 회로(20)에서의 발진을 다시 개시시킨다. 제2 온도 감지부(62)는 비교기(69)를 구비하며, 온도 센서(15)에서의 감지 온도가 미리 정해진 기준값을 초과하는 경우에, 트랜지스터(160)를 온으로 하고, 광커플러(161)의 트랜지스터(163)를 온으로 하며, 트랜지스터(163)에 접속된 전원 공급 장치(1)를 정지시킨다. 비교기(69)에서의 미리 정해진 기준값은 온도 제어부(65)에서의 기준값보다 높게 설정됨으로써, 마이크로프로세서로 구성되는 온도 제어부(65)가 고장이 나서 혼(120)이 비정상적으로 가열되는 경우, 초음파 발진을 정지시켜 안정성을 확보한다.
다음에, 도 7을 참조하여 초음파 인가 장치의 동작을 설명한다. 전원 스위치를 온으로 한 후, 시작 버튼을 눌러서 구동 회로(20)를 구동시킴으로써, 압전 소자(110)가 초음파 진동이 개시되고, 타이머가 작동한다(타이머 온). 이때, 혼(120)에 대해 온도 감지가 이루어지기 때문에, 제1 온도 감지부(61)에 의해 감지 온도가, 예컨대 45℃ 이상이라고 감지되면, 표시 구동 회로(70)에 의해 혼(120)이 과열되고 있다는 온도 경고 표시를 행하고, 타이머를 정지시키는 것과 동시에 구동 회로(20)를 정지시킨다. 타이머를 작동시킨 후의 단계에서 감지된 온도가 45℃ 미만으로 되면, 부하 검출이 행해지고, 초음파 인가 헤드(100)에 부하가 걸리는 것을 나타내는 부하 검출 신호가 제공되면, 움직임 검출을 이용할 수 있게 된다. 무부하 검출 신호가 제공되면, 사용자에게 초음파 인가 헤드(100)를 피부에 접촉시키라고 알려주는 무부하 경고(no-load warning)를 예컨대 40초의 제한된 시간 동안 표시한다. 40초 경과 후에 부하 검출 신호가 없으면, 동작을 정지시키라는 경고를 표시하고, 타이머와 초음파 발생을 정지시킨다. 움직임 검출은 부하 검출 신호가 존재하는 상태에서 행해지기 때문에, 움직임 검출 신호가 예컨대 15초 내에 제공되면, 정상적인 동작이라는 것을 나타내는 표시가 이루어지고, 카운트다운 명령이 타이머에 주어진다. 미리 정해진 동작 시간, 예컨대 10분이 경과한 후, 구동 회로는 정지된다. 10분 내에 일시정지 버튼이 눌려지면(일시정지 버튼 온(ON)), 구동 회로는 정지되고, 타이머는 카운트다운을 계속한다. 10분 이내에 재시작 버튼이 눌려지면(재시작 버튼 온), 구동 회로는 초음파의 생성을 다시 시작한다.
상기 실시예에서는 부하가 검출되지 않은 경우 또는 움직임이 검출되지 않은 경우에, 제어 회로에 의해 구동 회로를 정지시키도록 구성한 것이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이러한 검출에 따라 초음파 에너지를 감소시키도록 구성해도 된다.
도 8 및 도 9를 참조하여, 초음파 인가 헤드(100), 즉 압전 소자(110)와 혼(120)의 결합체에 대하여 상세히 설명한다. 압전 소자(110)는 세라믹으로 만들어지며, 균일한 두께를 가지며 상부 전극(111) 및 하부 전극(112)이 각각 제공되는 상부면 및 하부면을 갖는 원형의 디스크 형태이다. 혼(120)은 알루미늄으로 만들어지며, 압전 소자(110)보다 약간 더 큰 표면을 가지며 균일한 두께를 갖는 원형의 디스크 형태이다. 구동 회로(20)로부터의 전기 펄스는, 도 9에 도시된 바와 같이, 리드선(101, 102)에 의해 상부 전극(111)과 혼(120)에 각각 납땜된 전극(111, 112)의 양단에 인가된다. 혼(120)은 이 혼(120)을 둘러싸는 관형의 림 부분(130)과 함께 통합되어 하나의 부품을 형성한다. 림 부분(130)은 혼(120)의 외주로부터 위쪽으로 돌출되어 있으며, 그 상단부가 하우징(10)에 고정되어, 초음파 인가 헤드(100)가 하우징에 대하여 지지되도록 한다. 림 부분(130)의 상단부는 하우징(10)의 마우스부(12)에 적절하게 장착되는데, 이 경우 림 부분의 상단부와 하우징 사이에 탄성의 댐퍼 링(132)이 삽입되어 장착을 돕는다. 혼(120)의 평평한 장착면(121)상에는 압전 소자(110)가 밀접하게 접촉하여 설치되며, 혼(120)의 평평한 피부 접촉면(122)은 피부(S)에 도포한 유체(F)를 통해 피부와 접촉하게 된다. 압전 소자(110)는 혼(120)에 고정되어, 통합 진동체(M)를 형성하며, 이 진동체는 구동 회로(20)로부터의 전기 펄스와 공진하여, 피부로 전달되는 초음파를 생성하게 된다. 혼(120)과 림 부분(130)의 사이에서 캐비티(140)의 형태로 연장되는 억제부는 초음파 진동이 림 부분(130) 쪽으로 전파되는 것을 억제하여, 도 9에 화살표로 표시된 바와 같이, 초음파가 사용자의 피부에 효과적으로 집중되도록 한다. 즉, 억제부인 캐비티(140)는 압전 소자(110)와 혼(120)으로 이루어지는 통합 진동체(M)로부터 림 부분(130)을 실질적으로 이격시켜 초음파 진동이 전달되지 않도록 하는 작용을 한다. 캐비티(140)를 형성함으로써, 감소된 두께를 갖는 브리지(142)에 의해 혼(120)과 림 부분(130)의 연결이 유지된다. 이 브리지(142)의 감소된 두께(t)는 초음파 진동이 림 부분(130) 쪽으로 전파되는 것을 효과적으로 제한하기 위한 초음파 파장의 4분의 1의 정수배가 되지 않도록 선택된다(t≠n·λ/4, 여기서 n은 정수). 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 캐비티(140)는 초음파 진동을 차단하기 위한 적절한 재료로 채워지거나, 둥근 모서리(146)로 마무리 처리될 수 있다. 또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 캐비티(140)와 동일한 축을 가지며 상이한 깊이를 갖는 추가의 캐비티(148)가 형성될 수도 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 압전 소자(110)와 혼(120)으로 이루어지는 통합 진동체(M)의 전체 두께(T)는 기본 주파수, 예컨대 1 MHz의 주파수로 진동하는 초음파의 파장의 절반이 되도록(T=λ/2) 선택됨으로써, 통합 진동체(M)가 기본 주파수의 정수배, 예컨대 기본 주파수의 2배, 3배, 4배인 주파수에서 공진할 수 있으며, 도면에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 혼(120)의 피부 접촉면(122)과 전극(111)의 상부면에 안티노드(antinode)를 형성한다.
초음파를 피부에 적은 손실로 효과적으로 전달하고, 통합 진동체(M)가 공진 주파수 부근에서 동작할 때 정상적인 부하 상태와, 비정상적인 부하 상태 또는 무부하 상태를 구분하기 위하여, 압전 소자(110)는 부하 검출 회로(40)가 정상적인 부하 상태와 무부하 상태 또는 비정상적인 부하 상태의 구분을 어렵게 만드는 바람직하지 않은 기생 공진을 감소시키기 위하여, 통합 진동체(M)의 중심에서의 진동을 제한하는 구조를 갖도록 구성된다. 즉, 도 14에 도시된 바와 같이, 기생 공진에 의하여, 진동체(M)가 무부하 상태 또는 비정상적인 부하 상태에 있을 때 주파수를 변경하는 것과 관련하여 점선으로 표시한 것과 같이 전기적으로 등가인 임피던스 곡선에 겹쳐진 변동(fluctuation)이 생기게 된다. 그 결과, 공진 주파수 및 반공진(antiresonant) 주파수의 부근에서 진동체(M)의 임피던스에 기초하여, 정상적인 부하 상태를 무부하 상태 또는 비정상적인 부하 상태를 구분하는 것이 실제로 용이하지 않다. 따라서, 공진 주파수 또는 반공진 주파수 부근에서 도면 중 화살표로 나타낸 바와 같이 허용 가능한 범위 내에서 진동체(M)의 접촉 압력을 나타내는 가변 임피던스를 추출하는 것이 거의 불가능하기 때문에, 진동체(M)는 정상적인 부하 상태에 있는 반면에, 진동체(M)가 사용자의 피부에 접촉하여 유지되는 압력에 따라 초음파의 세기를 변경할 수 없다.
도 15 및 도 16은 바람직하지 않은 기생 공진을, 부하 검출 회로(40)가 통합 진동체(M)의 전기적으로 등가인 임피던스에 기초하여 정상적인 부하 상태와 무부하 상태 또는 비정상적인 부하 상태를 구분해낼 수 있을 정도까지 감소시키기 위한 바람직한 구성을 나타낸다. 이 구성에서, 상부 전극(111), 압전 소자(110), 및 하부 전극(112)의 중심을 연장하도록 중심 개구(114)가 형성되어, 압전 소자(110) 및 진동체(M)의 중심에서의 진동을 억제하게 된다. 그 결과, 통합 진동체(M)는, 도 17 중 점선으로 표시된 바와 같이, 무부하 상태 또는 비정상적인 부하 상태하에서, 도 17에서 실선으로 표시된 바와 같이, 정상적인 부하 상태하에서 진동체가 나타내는 임피던스 곡선으로 용이하게 구분해낼 수 있는, 주파수와 관련하여 명확한 임피던스 특성을 나타낸다.
도 17로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 무부하 상태 또는 비정상적인 부하 상태인 경우, 진동체(M)는 정상적인 부하 상태하에서 주어진 임피던스로부터 용이하게 구분되는 전기적으로 등가인 임피던스를 제공할 수 있다. 이러한 용이하게 구분되는 특징에 의하여, 부하 검출 회로(40)는, 모니터링 회로(90)를 참조하여 앞서 설명한 바와 같이, 진동체(M)의 전기적으로 등가인 임피던스를 반영하는 전압을 모니터링함으로써 비정상적인 부하 상태 또는 무부하 상태를 성공적으로 구분할 수 있게 된다. 결과적으로, 공진 주파수 또는 반공진 주파수의 부근에서 도면 중 화살표로 표시된 허용 가능한 범위 내에서 진동체(M)의 접촉 압력에 따라 변화하는 임피던스를 추출하는 것이 가능하게 된다. 이에 의하여, 진동체(M)가 정상적인 부하 상태에 있는 한, 진동체(M)가 사용자의 피부에 접촉되는 압력에 따라 초음파의 세기를 변화시키는 것이 가능하게 된다.
중심 개구(114)의 결합에 의하여, 상부 전극(111) 및 하부 전극(112) 중 적어도 하나는 압전 소자(110)의 직경보다 작은 직경을 갖는 형태를 가짐으로써, 압전 소자의 외주에서의 진동을 감소시키고, 통합 진동체(M)의 기생 공진을 더욱 감 소시키게 된다. 중심 개구(114)는, 예를 들어 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 전극들과 압전 소자 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
또한, 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이, 전극(111, 112)은 직경 방향으로 연장하는 슬릿(116)에 의해 분할되어 4개의 동일한 세그먼트 또는 섹터(117)가 될 수 있다. 이 슬릿은 전극의 중심을 통해 연장하여, 압전 소자의 직경 방향으로 연장하는 밴드 부분(band portion)과 중심이 덮여 있지 않도록 함으로써, 노출된 중심과 밴드 부분에서의 진동을 제한하고, 바람직하지 않은 기생 공진을 감소시키게 된다.
다른 구성으로서, 전극들(111, 112) 중 하나 또는 모두가 동일한 목적으로 분할되어, 도 22 및 도 23에 도시된 것과 같이 2개 또는 8개의 세그먼트(117)로 형성될 수 있다.
또한, 도 24 및 도 25에 도시된 바와 같이, 압전 소자(110)와 전극(111, 112)에서, 단부가 폐쇄된 슬릿(116A)을 제공할 수 있으며, 또는 도 26 및 도 27에 도시된 것과 같이, 압전 소자와 전극 중 적어도 하나에서, 한쪽 단부가 개방된 슬릿(116B)을 제공하거나, 평행한 슬릿(116C)을 제공할 수 있다.
도 28 및 도 29는 상기 실시예의 변형예로서, 이 예에서는 혼(120)에 중심 개구(114)와 정렬되는 중심 구멍(134)이 형성되어, 통합체(M)의 중심에서의 진동을 추가로 억제하고, 바람직하지 않은 기생 공진을 크게 감소시킨다. 조합체(M)의 경우, 도 30에 도시된 바와 같이, 혼(120)에 중심 구멍(134)만 형성할 수 있다. 이 경우, 중심 구멍(134)은 도 31에 도시된 바와 같이, 캐비티의 형태를 가질 수 있 다.
도 32 및 도 33은 상부 전극(111)의 중심에 고정되어 압전 소자(110)의 중심에서의 진동을 흡수 및 억제하는 탄성 부재(150)가 설치되는 다른 구성을 나타낸다. 이 탄성 부재(150)는 실리콘 고무로 만드는 것이 바람직하다. 탄성 부재(150)를 제공하는 대신에, 전극(111)의 중심에 중량(무게)을 가해서, 압전 소자(110)의 중심에서의 진동을 억제하고, 통합 진동체(M)의 중심에서의 바람직하지 않은 기생 공진을 감소시키는 것도 동일한 효과를 갖는다. 이러한 중량은 구동 회로(20)로부터 리드선(101)까지 전극(111)을 전기적으로 접속하는데 이용되는 땜납 벌크(160) 또는 랜드에 의해 제공된다.
통합 진동체(M)의 중심 부분에서의 진동을 적어도 억제함으로써 바람직하지 않은 기생 공진을 감소시키기 위하여 본 명세서에 개시한 구성 및 구조는 1MHz 내지 10MHz의 주파수 범위에서 진동체(M)의 전기적으로 등가인 임피던스에 의해 부하 상태와 적어도 무부하 상태를 구분하는데 효과적이라는 것을 알 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명의 장치는 도 2C에 도시된 비정상적인 부하 상태들 중 하나에는 반응하지 않도록 구성하여, 유체(F) 없이 사용 가능하도록 할 수 있다.
이와 관련하여, 도 15, 16, 18 내지 35에 도시된 각각의 구성은 바람직하지 않은 기생 공진을 감소시키기 위하여 적절하게 결합시킬 수 있다. 또한, 전극의 경우에, 상기 전극들 중 하나의 전극에 진동체의 중심에서의 진동을 감소시키기 위한 상기 구성이 제공될 수 있으며, 다른 전극은 압전 소자(110)의 대응하는 면을 실질적으로 그 전체를 덮는 구성이 제공될 수 있다.

Claims (16)

  1. 사용자의 피부에 초음파를 인가하는 초음파 인가 헤드가 설치되는 하우징; 및
    상기 초음파 인가 헤드를 구동시켜 초음파를 발생시키는 전기 펄스를 제공하는 구동 회로
    를 포함하며,
    상기 초음파 인가 헤드는,
    초음파를 생성하는 진동 소자;
    장착면과, 사용자의 피부에 접촉시켜서 사용하는데 적합한 피부 접촉면을 갖는 혼(horn)으로서, 상기 혼이 상기 피부 접촉면을 통해 상기 사용자의 피부에 상기 초음파를 전달시키도록 상기 장착면 상에 상기 진동 소자가 설치되고, 상기 진동 소자와 상기 혼이 통합되어 통합 진동체를 형성하며, 이 통합 진동체가 상기 구동 회로로부터의 공진 주파수의 전기 펄스와 공진하여 초음파를 생성하고, 상기 통합 진동체가 상기 사용자의 피부와 접촉하여 정상적으로 부하가 걸리는 부하 상태일 때 전기적으로 등가인 제1 등가 임피던스를 제공하며, 상기 진동체가 무부하 상태일 때 전기적으로 등가인 제2 등가 임피던스를 제공하도록 하는, 혼;
    상기 통합 진동체가 상기 제1 등가 임피던스를 제공하는지 상기 제2 등가 임피던스를 제공하는지를 모니터링하고, 상기 제1 등가 임피던스가 인지되면 부하 검출 신호를 제공하도록 접속되는 부하 검출 회로; 및
    상기 부하 검출 신호가 미리 정해진 시간 내에 수신되지 않은 경우에 상기 전기 펄스를 제한 또는 중단시키는 제어 회로
    를 포함하며,
    상기 통합 진동체는 상기 통합 진동체의 중심 부분에서의 진동을 억제하는 구조를 가짐으로써, 기생 공진을 감소시켜, 상기 제1 등가 임피던스와 상기 제2 등가 임피던스를 구분하는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진동 소자는 평평한 상부 단면과 평평한 하부 단면을 구비하는 원형의 디스크 형태를 갖는 압전 소자를 포함하고, 상기 상부 단면과 상기 하부 단면에는 각각 상부 전극과 하부 전극이 배치되며, 상기 전기 펄스가 상기 상부 전극과 상기 하부 전극의 양단에 인가되는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부 전극, 상기 하부 전극, 및 상기 압전 소자 중 적어도 하나에는 상기 통합 진동체의 중심에서의 진동을 억제하기 위한 중심 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 상부 전극, 상기 하부 전극, 및 상기 압전 소자의 각각에는 상기 통합 진동체의 중심에서의 진동을 억제하기 위한 중심 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 중 적어도 하나는 상기 압전 소자의 직경보다 작은 직경을 가짐으로써, 상기 압전 소자의 대응하는 단부 면의 외주 부분이 개방된 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 중 적어도 하나는 적어도 하나의 슬릿에 의하여 분리되어 복수개의 동일한 세그먼트로 되고, 상기 적어도 하나의 슬릿은 직경 방향으로 연장하여 상기 압전 소자의 중심과 직경 방향으로 연장하는 밴드 부분이 개방된 상태가 되도록 한 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 중 적어도 하나는 상기 압전 소자의 중심 부분을 개방시키는 적어도 하나의 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 혼은 상기 통합 진동체의 중심에서의 진동을 억제하기 위한 중심 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 혼은 상기 통합 진동체의 중심에서의 진동을 억제하기 위한 중심 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 상부 전극의 중심은 상기 통합 진동체의 중심에서 생기는 진동을 흡수하기 위한 탄성 부재로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 압전 소자의 상기 상부 전극의 중심은, 상기 구동 회로로부터 인출되는 리드선에 상기 상부 전극을 전기적으로 접속시키기 위한 땜납 벌크로 덮여 있으며, 상기 땜납 벌크에 의해 상기 압전 소자의 중심에 중량이 증가하는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 혼은 상기 혼을 둘러싸는 림 부분과 통합되어 하나의 부품을 형성하고, 상기 하우징에 접속되며,
    상기 혼과 상기 림 부분의 사이에는 초음파 진동이 상기 림 부분 쪽으로 전파되는 것을 억제하는 억제부가 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 억제부는 상기 혼과 상기 림 부분 사이의 경계에 형성되는 캐비티로 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 통합 진동체가 움직이고 있는지 여부를 모니터링하여, 상기 진동체가 움직이고 있을 때에 움직임 검출 신호를 제공하는 움직임 검출 회로를 추가로 포함하며,
    상기 제어 회로는 상기 구동 회로를 제어하여, 상기 부하 검출 신호가 상기 미리 정해진 시간 내에 수신되지 않는 경우 또는 상기 부하 검출 신호가 상기 미리 정해진 시간 내에 검출된 경우라도 상기 움직임 검출 신호가 임계 시간 동안 계속되지 않는 경우에, 상기 전기 펄스를 중단 또는 제한하도록 하는 것을 특징으로 하 는 초음파 피부 관리 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 제1 등가 임피던스를 수신하여, 상기 제1 등가 임피던스의 크기에 따라 상기 진동 소자에서 생성되는 초음파의 세기를 변화시키는 것을 특징으로 하는 초음파 피부 관리 장치.
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