KR100970415B1 - 멤스 초음파 트랜스듀서 및 이를 가지는 비만치료장치 - Google Patents

멤스 초음파 트랜스듀서 및 이를 가지는 비만치료장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압전소자에서 발생되는 초음파를 집속하여 초음파 촛점을 형성하도록 반도체제조 공정을 이용하여 제조된 렌즈 어레이를 갖는 집속형 멤스 초음파 트랜스듀서 및 이를 가지는 비만치료장치를 개시한다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 멤스 초음파 트랜스듀서는: 초음파를 발생시키는 압전소자; 그리고 상기 압전소자에서 발생되는 초음파를 집중(Focussing)시키기 위하여, 멤스기반으로 반도체 제조공정을 이용하여 전면에 미세 패턴이 형성된 집속렌즈 어레이(lens array)를 포함하여 구성된다. 이에 따라 미세하고 정밀한 집속렌즈 어레이의 대량생산이 가능하다.
압전소자, 집속렌즈 어레이, 렌즈, 실리콘 웨이퍼, 멤스

Description

멤스 초음파 트랜스듀서 및 이를 가지는 비만치료장치{MEMS Ultrasonic Transducer and Obesity Curing Apparatus having the same}
본 발명은 초음파를 이용한 비만치료장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멤스(MEMS)기반으로 제조된 초음파 트랜스듀서 및 이를 가지는 비만치료장치에 관한 것이다.
일반적으로 초음파는 인체의 질병을 진단하는 초음파 진단기나 초음파를 이용한 초음파 탐지기, 초음파를 이용한 침술치료요법, 기타 기계적 미세가공을 위한 초음파 가공장치 등 그 용도가 다양하게 적용되고 있다.
또한 상기 초음파는 압전효과에 의해 발생되는 불가청 진동음파로서 진동주파수가 17000~20000Hz 이상이며, 인체질환을 치료할 목적으로 비침습적으로 인체에 직접조사될 수 있고, 열효과 및/또는 기계적 효과를 이용하여 통증의 치료나 뼈의 치료 및 마사지 등의 목적으로 사용된다.
상기 초음파를 이용한 초음파 치료기기는, 상기 초음파를 발생시키기 위한 초음파 발생부와 상기 초음파 발생부에 고주파 전류를 입력하기 위하여 상기 고주파 전류를 발생시키는 고주파 발진부 및 상기 고주파 발진부를 제어하기 위한 제어 부를 포함하여 구성되는 것이 일반적이다.
상기 초음파 치료기기는 복부비만치료나 관절을 치료하는 목적으로 사용될 수 있으나, 초음파 치료의 불안정성으로 인해 저주파나 온열발생기와 병용하는 초음파 치료기기가 개발되고 있다.
그러나, 상술한 복부비만 치료 또는 과절 치료를 목적으로 하는 초음파 치료기기에서 초음파는, 도 1에 도시된 바와 같이 초음파 발생기(1)로부터 인체에 직접조사되어 피부조직을 통과하는 과정에서 일반 음파에 비해 낮은 수준이기는 하나 소정의 방사각으로 확산된다.
따라서, 상기 초음파 발생기에서 방사된 초음파가 치료대상부위에 치료에 필요한 강도로 전달되지 못하는 문제점이 발생한다. 그리고, 치료대상부위에 치료에 필요한 강도의 초음파가 전달되는 경우에는, 상기 치료대상부위에 초음파가 도달하기까지 치료대상부위 이외에 인체의 광범위한 다른 영역, 즉 초음파가 투과하는 다른 인체조직에 영향을 미쳐 원치않는 후유증이나 통증 또는 불쾌감을 발생시킬 위험이 있는 등 불안정성을 가지게 된다.
다시 말해서, 상기 초음파에 의한 치료대상부위가 근육부인 경우에, 상기 초음파의 경로상에 위치한 표피층과 진피층 및 피하지방층이 초음파에 노출되어 원치않는 불쾌감이나 통증 또는 후유증을 유발될 수도 있다.
이에 따라 본 발명자는 압전소자에 의해 발생된 초음파를 일정 촛점, 예를 들면 지방층에 집중시켜서 비만을 치료하기 위하여, 상기 압전소자에서 발생되는 작은 초음파 출력강도로도 특정부위의 집중적인 치료(예를 들면 지방층의 분해)를 수행할 수 있는 동시에 다른 영역에 대한 초음파의 영향을 최소화할 수 있으며, 원하는 촛점거리에 따라 정밀하고 미세한 가공을 통해 소형으로 대량생산 가능한 집속형 초음파 트랜스듀서를 개발하게 되었다.
본 발명은 압전소자에서 발생되는 초음파를 집속하여 초음파 촛점을 형성하도록 반도체제조 공정을 이용하여 제조된 렌즈 어레이를 갖는 집속형 멤스 초음파 트랜스듀서 및 이를 가지는 비만치료장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 대량생산과 소형제작이 가능한 집속형 멤스 초음파 트랜스듀서를 제공하기 위한 것이다.
상술한 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은: 초음파를 발생시키는 압전소자; 그리고 상기 압전소자에서 발생되는 초음파를 집중(Focussing)시키기 위하여, 멤스기반으로 반도체 제조공정을 이용하여 전면에 미세 패턴이 형성된 집속렌즈 어레이(lens array)를 포함하여 구성되는 초음파 비만치료장치의 멤스 초음파 트랜스듀서(MEMS Ultrasonic Tansducer)를 제공한다.
상기 미세 패턴은; 상기 초음파의 집중을 위하여 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)에 형성된 오목하게 곡률진 형상의 렌즈를 적어도 하나 이상 포함하여 구성된다.
그리고 상기 압전소자는, 피에죠소자(piezoeletric element)로서 상기 집속렌즈 어레이의 배면에 구비된다.
또한, 상기 압전소자와 상기 집속렌즈 어레이는 일체로 모듈(module)을 이루어 상기 초음파 비만치료장치의 본체유닛에 탈착가능하게 결합되는 것이 바람직하 다.
다른 일 형태로서 본 발명은: 초음파를 발생시키는 압전소자와 상기 압전소자에서 발생되는 초음파를 집중(Focussing)시키기 위하여, 반도체 제조공정을 이용하여 전면에 미세 패턴이 형성된 집속렌즈 어레이(lens array)를 갖는 멤스 초음파 트랜스듀서; 그리고 상기 멤스 초음파 트랜스듀서의 구동을 제어하기 위한 구동제어부를 가지며, 상기 멤스 초음파 트랜스듀서가 결합되는 본체유닛을 포함하여 구성되는 초음파 비만치료장치를 제공한다.
여기서, 상기 미세 패턴은; 상기 초음파의 집중을 위하여 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)에 형성된 오목하게 곡률진 형상의 렌즈를 적어도 하나 이상 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상술한 본 발명에 따른 초음파 비만치료장치의 멤스 초음파 트랜스듀서에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명에 의하면, 압전소자에서 발생된 초음파가 렌즈 어레이에 의해 촛점부위에 집중되므로 상기 압전소자에서의 초음파 출력이 낮더라도 촛점부위에서는 초음파 강도가 증가될 수 있으므로, 낮은 출력으로도 높은 초음파 치료효과를 얻을 수 있으며, 초음파 강도의 감소를 방지할 수 있다.
둘째, 본 발명에 의하면, 상기 압전소자에서 발생된 초음파가 촛점부위에 집중되므로, 초음파가 촛점부위에 도달할 때까지 인체를 통과하는 투과영역이 최소화되어 비치료대상부위에 대한 초음파의 영향을 최소화할 수 있다.
셋째, 본 발명에 의하면, 인체조직의 단위면적당 가해지는 초음파 강도가 촛점부위로 가면서 점차 증가되므로, 촛점부위에 도달하기 전에 초음파 투과경로상에 위치한 인체조직이 받는 초음파의 강도가 인체에 무해한 영역대로 설정될 수 있다.
넷째, 본 발명에 의하면, 렌즈 어레이가 멤스기반에 의해 반도체 제조공정을 이용하여 제조되므로, 원하는 촛점거리에 따라 미세하고 정밀한 패턴가공을 수행하여 소형으로 대량생산이 가능하고 제조비용이 절감될 수 있다.
다섯째, 본 발명에 의하면, 렌즈 어레이와 압전소자을 일체로 모듈화하여 초음파 치료장치에 탈착가능하게 구성함으로써, 압전소자가 고장이나 수명이 다한 경우에 교체/보수가 용이하다.
이하 상기 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명 및 중복되는 설명은 하기에서 생략된다.
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 멤스 초음파 트랜스듀서를 갖는 초음파 비만치료장치의 일 실시예를 설명한다.
여기서, 도 도 2는 본 발명에 따른 멤스 초음파 트랜스듀서를 갖는 초음파 비만치료장치의 구성을 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 멤스 초음파 트랜스듀서를 이용하여 피부조직에 조사된 초음파의 투사도를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 초음파 비만치료장치는 본체유닛(10)과 상기 본체유닛(10)에 구비되는 멤스 초음파 트랜스듀서(20)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 멤스(MEMS)란 극미세 전자기계 시스템을 의미하며, 영문으로는 Micro Electronic Mechanical System으로서 그 약자에 해당된다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 멤스는 미세전자기계시스템, 미세전자제어기술 등으로 불리우는 것으로, 반도체 공정기술을 기반으로 성립되며 실리콘이나 수정 등을 가공하여 마이크론(㎛)이나 ㎜크기의 초소형 정밀기계 제작기술을 말하며, 본 발명은 반도체 공정기술을 이용하여 미세하고 정밀한 형상의 가공을 수행하여 소형화되고 대량생산이 가능한 초음파 트랜스듀서를 제공한다.
그리고 상기 트랜스듀서는 하나 이상의 소스로부터 수신하는 어떤 형태의 에너지를 다른 형태로 바꾸는 장치로서, 예를 들면 스피커는 전기음성신호를 가청공기 압력파로 바꾸고, 픽업은 바늘의 기계적 움직임을 전기적 압력으로 바꾸는 변환기이다. 따라서, 상기 초음파 트랜스듀서란 전기 에너지를 초음파로 변환하는 초음파 변환기에 해당된다.
본 발명은 상술한 바와 같이 멤스기반으로 제조되는 초음파 트랜스듀서를 가지는 초음파 비만치료장치로서, 상기 본체유닛(10)은 상기 멤스 초음파 트랜스듀서(20)의 구동을 제어하기 위한 구동제어부(11)를 가지며, 상기 본체유닛(10)에는 상기 멤스 초음파 트랜스듀서(20)가 결합된다.
이에 따라, 상기 본체유닛(10)으로부터 상기 멤스 초음파 트랜스듀서(20)에 전기 에너지가 인가되면 상기 멤스 초음파 트랜스듀서(20)에 의해 초음파가 발생되고, 상기 초음파는 인체에 투사되어 지방분해나 기타 다른 목적의 치료를 수행하게 된다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 본체유닛(10)에는 상기 구동제어부(11)를 구성하는 마이크로 프로세서 및 상기 트랜스듀서로 전원을 공급하기 위한 전원공급 회로가 구비되고, 상기 마이크로 프로세서(12)에는 초음파 조사조건을 입력받는 입력부(13)와 운전조건을 표시하는 표시부(14) 및 각 전장부품에 전원공급을 위한 전원부(15) 등의 구성이 전기적으로 연결된다.
상기 입력부(13)는 조작부로서 초음파의 출력량과 초음파의 조사시간 등과 같은 초음파 조사조건이 입력된다. 그리고 상기 표시부(14)에는 초음파의 작동시간과 현재 초음파의 출력강도 등이 표시될 수 있다. 또한 상기 전원부(15)는 무선작동을 위해 배터리로 구성되거나 전기 케이블을 통해 유선으로 외부전원을 공급할 수도 있다.
그리고 상기 마이크로 프로세스(12)에는 회로기판(16)이 전기적으로 연결되어 상기 멤스 초음파 트랜스듀서(20)에 연결된다.
상기 멤스 초음파 트랜스듀서(20)는 압전소자(21)와 집속렌즈 어레이(22)를 포함하여 구성되는데, 상기 압전소자(21)의 예로는 이미 공지된 피에죠소자(Piezoeletric element) 등이 있으며, PbTiO3와 PbZrO3의 고용체인 Pb(Zr,Ti)O3 즉 PZT를 기본소재로 하여 후막프로세스로 후막적층화함으로써 압전성이 큰 본 발 명에 따른 멤스 초음파 트랜스듀서의 적층형 액츄에이터로 적용될 수 있다.
상기 압전소자(21)는 초음파를 발생시키는 소형의 소자로서, 보다 상세하게는 상기 압전소자(21)에 전기 에너지가 입력되면 이에 의해 상기 압전소자(21)가 진동하면서 초음파가 발생된다.
이러한 압전소자(21)에 의한 초음파의 발생원리 및 이를 위한 상기 본체유닛(10)의 구성, 즉 공급전압에 의한 초음파출력 조절이나 고주파 전류의 발진 등은 일반적으로 공지된 것으로서, 이에 대해서는 부가적인 설명을 생략한다.
한편, 상기 집속렌즈 어레이(22)는 상기 압전소자(21)에서 발생되어 전방으로 발산되는 초음파를 집중(Focussing)하기 위한 구성으로서, 초음파 집속을 위해 적용된다.
상기 압전소자(21)에서 발생된 후 상기 집속렌즈 어레이(22)에 의해 집속된 초음파가 인체조직의 지방층에 조사된 상태가 도 3에 도시되어 있다. 본 발명에 따르면, 상기 압전소자(21)에서 발생된 초음파의 강도가 약하더라도 촛점영역(k)에서는 그보다 강화된 초음파 강도를 가지게 된다.
예를 들면, 상기 집속렌즈 어레이(22)에 의해 형성되는 초음파의 촛점영역(k)에서의 초음파 강도, 즉 목표깊이에서 원하는 초음파의 강도가 3W/㎠이라고 가정할 때, 상기 촛점영역(피하지방층)에 도달하기 전까지 상기 초음파의 투과경로상에 위치한 인체조직(표피층. 진피층)에서 초음파 세기는 3W/㎠미만이 되므로, 촛점영역 이외의 인체조직에 초음파가 투과되더라도 초음파에 영향을 받지 않거나 그 영향이 최소화될 수 있다.
이는 돋보기를 이용하여 약한 빛을 집광함으로써 촛점영역에 최대 에너지를 형성하는 것과 동일한 원리이다.
본 발명에 따른 초음파 비만치료장치의 일 실시예는, 초음파를 이용하여 지방층을 분해하기 위한 것으로서, 목표깊이는 인체의 피하 지방층이 된다. 여기서, 상기 촛점영역과 상기 집속렌즈 어레이(22) 사이의 촛점거리(f)와 촛점영역에서의 초음파의 강도는 상기 집속렌즈 어레이(22)의 형상 및 재질에 따른 굴절각과 최초 상기 압전소자에서 발생되는 초음파의 강도 등의 요인에 의해 영향을 받는다.
상기 집속렌즈 어레이(22)의 표면에 형성된 패턴(pattern)의 형상이 반구형 또는 반구형에 가까운 곡률형상인 경우, 상기 굴절각은 표면의 곡률(R)에 영향을 받으며 스넬의 법칙(Snell's Law)이 적용되므로, 초음파의 세기를 고려하여 상기 집속렌즈 어레이의 형상을 조절함으로써 설계조건에 따라 용이하게 촛점거리를 설정할 수 있고, 상기 초음파의 강도는 식약청(FDA)이 규정한 의료기기 안전규격 내에서 설정될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면 초음파의 세기가 목표깊이, 즉 지방층에서 최대화되며, 상기 지방층에 촛점영역이 형성되어 국소적으로 짧은 시간에 초음파 지방분해가 수행될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 초음파 비만치료장치에 의해 국소적으로 분해된 지방찌꺼기는 혈관으로 서서히 유입되어 땀 등의 분비물을 통해 자연스럽게 체외로 배출되는 자연배출기전을 이룰 수 있으나, 이와 달리 넓은 지역에서 한꺼번에 다량의 지방이 분해되는 경우에는 혈관유입 저항성으로 인해 자연배출기전이 저해될 수 있다.
상술한 기능을 수행하는 상기 집속렌즈 어레이(22)는, 멤스기반으로 반도체 제조공정을 이용하여 제조됨으로써, 상기 압전소자에서 발생되는 초음파를 집중시켜 촛점을 형성한다. 보다 상세하게는, 상기 집속렌즈 어레이(22)의 전면에는 상기 반도체 제조공정을 이용하여 형성된 미세 패턴이 형성되어, 상기 미세 패턴이 초음파를 집속(focussing)시키는 기능을 한다.
상기 미세 패턴은 상기 압전소자에서 방출되는 초음파를 집중시키기 위한 것으로서, 실리콘 웨이퍼(silicon wafer; 22a)상에 형성된 적어도 하나의 렌즈(22b)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 렌즈(22b)는 오목하게 곡률진 형상으로서 상기 실리콘 웨이퍼(22a)의 전면에 함몰된 형상을 가지게 되어 초음파를 굴절시키게 된다. 상기 렌즈(22b)의 형상은 반구형 또는 반구보다 작은 곡면형상으로 구성된다.
그리고 상기 압전소자(21)는 상기 집속렌즈 어레이(22)의 배면에 구비되어 상기 구동 제어부와 전원공급회로에 의해 공급되는 전류에 의해 초음파를 발생시킨다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 멤스 초음파 트랜스듀서의 집속렌즈 어레이(22)를 제조하는 공정의 일 실시예를 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 집속렌즈 어레이(22)는 반도체 제조공정을 이용하여 제조되는데, 먼저 상기 실리콘 웨이퍼(22a)상에 패턴물질을 증착하는 공정(b)과 상기 패턴물질 위에 PR(포토 레지스터)을 일정한 두께로 증착하는 코팅 공정(c)을 수행한다. 상기 패턴물질의 예로는 나이트라이드(Nitride; 질화물)가 있 다.
그리고, 상기 PR이 도포된 실리콘 웨이퍼(22a) 위에 소정의 패턴이 형성된 마스크(Mask)를 정렬시키고, 정렬된 마스크 위에 광원을 비추어 상기 PR을 감광시키는 노광(Exposure) 공정을 수행한 후, 상기 PR층 중에서 상기 광원에 의해 감광된 부분을 현상액을 이용하여 선택적으로 녹임으로써 PR 패턴을 형성시키는 현상공정(d)을 수행한다.
본 실시예에서 사용되는 상기 마스크에는 원형의 돗트(dot) 형상 패턴이 좌우로 규칙적으로 배열된 형상을 사용함으로써 도 5에 도시된 집속렌즈 어레이가 제조될 수 있다.
다음으로, 상기 실리콘 웨이퍼(22a) 위에 형성된 PR의 패턴대로 상기 패턴 물질을 용해시키는 패턴물질의 식각 공정(e)을 수행한 후 상기 PR을 제거한다. 그리고 상기 실리콘 웨이퍼(22a)의 전면(도 4에서 상측면)에 원하는 미세 패턴을 형성하기 위하여 에칭 공정(f)을 수행함으로써 반구형상의 렌즈를 갖는 집속렌즈 어레이(22)를 형성하게 된다.
여기서 상기 실리콘 웨이퍼(22a)의 표면이 에칭액에 노출된 시간과 현상액의 종류 등의 조건에 따라 렌즈의 곡률과 촛점거리가 달라질 수 있다. 이러한 포토 리소그래피공정에 의한 정밀 패턴 가공방식은 반도체 제조공정을 이용함으로써 가능해 진다.
이 후, 상기 패턴물질(Nitride)을 제거(g)하고, 상기 실리콘 웨이퍼(22a)의 배면에 Ti/Au를 스퍼터링(Sputtering)하여 증착(h)한 후, 상기 Ti/Au 막이 증착된 상기 실리콘 웨이퍼의 배면에 상기 압전소자를 이루는 PZT를 부착함으로써 본 발명에 에 따른 멤스 초음파 트랜스듀서의 일 실시예가 제조될 수 있다.
상기와 같이 제조된 멤스 초음파 트랜스듀서(20)는 회로기판에 전기적으로 연결되며, 공급되는 전류에 의해 상기 압전소자(21)가 초음파를 발생시키면 상기 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 렌즈(22b)가 초음파를 집속하여 촛점을 형성한다.
따라서 상기 압전소자에서 방사되는 초음파의 강도가 낮더라도 촛점영역에서는 높은 강도의 초음파 에너지를 얻을 수 있고, 이에 의해 피부조직의 지방층에 초음파 에너지가 흡수되면 열발생 등과 같은 초음파 작용에 의해 지방층이 분해되어 비만을 치료할 수 있게 된다.
한편, 상기 PZT, 즉 압전소자(21)는 상기 집속렌즈 어레이(22)와 일체로 결합되어 모듈(module)을 이룸으로써 상기 본체유닛(10)에 탈착가능하게 결합되는 것이 바람직하다.
본 실시예에 있어서는, 상기 PZT, 즉 상기 압전소자(21)가 상기 실리콘 웨이퍼(22a)의 배면에 에폭시를 이용하여 일체로 부착되어 모듈을 이룬다. 보다 바람직하게는 상기 압전소자(21)가 상기 실리콘 웨이퍼(22a)가 트랜스듀서 케이스(미도시)의 내측에 일체로 구비되고 상기 케이스에는 상기 압전소자(21)로 전류를 공급하기 위한 단자가 구비되면, 필요에 따라 초음파 트랜스듀서를 용이하게 교체할 수 있다.
이를 위하여, 상기 본체유닛(10)에는 상기 멤스 초음파 트랜스듀서(20)의 장착을 위한 소켓형상의 장착부가 형성되는 것이 바람직하다.
물론, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 회로기판(16)이 상기 멤스 초음파 트랜스듀서(20)에 접착수지(예를 들면 에폭시 수지)를 사용하여 일체로 접착될 수도 있다.
도 5는 상기와 같이 멤스기반으로 제조된 집속렌즈 어레이(22)의 일 실시예를 나타낸 것으로서, 실리콘 웨이퍼(22a)상에 다수개의 렌즈(22b)들이 형성된 것이다.
이에 따라, 각 렌즈에 의해 다수개의 촛점이 형성될 수 있으며, 촛점영역에서 초음파의 강도가 최대화되어 지방층의 국소적으로 분해하게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서는 멤스기반으로 제조된 집속렌즈 어레이를 포함하여 구성되므로, 반도체 제조공정을 이용하여 대량생산이 가능하고 원하는 미세하고 정밀한 형상의 집속렌즈 어레이를 용이하게 제조할 수 있으며, 대량생산에 의한 제품제조가 절감될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
도 1은 종래의 초음파 치료기기에 의한 초음파를 인체의 조직에 투사한 초음파 투사도를 나타낸 피부조직 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 멤스 초음파 트랜스듀서를 갖는 초음파 비만치료장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 멤스 초음파 트랜스듀서를 이용하여 피부조직에 조사된 초음파의 투사도를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 멤스 초음파 트랜스듀서의 제조공정을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 멤스 초음파 트랜스듀서의 렌즈 어레이를 나타낸 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 본체유닛 11: 구동제어부
12: 마이크로 프로세서 13: 입력부
14: 표시부 15: 전원부
20: 멤스 초음파 트랜스듀서 21: 압전소자
22: 집속렌즈 어레이 22a: 실리콘 웨이퍼
22b: 렌즈

Claims (6)

  1. 초음파를 발생시키는 압전소자; 그리고
    상기 압전소자에서 발생되는 초음파를 집중(Focussing)시키기 위하여, 멤스(MEMS)기반으로 반도체 제조공정을 이용하여 전면에 미세 패턴이 형성된 집속렌즈 어레이(lens array)를 포함하여 구성되는 초음파 비만치료장치의 멤스 초음파 트랜스듀서(MEMS Ultrasonic Tansducer).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미세 패턴은;
    상기 초음파의 집중을 위하여 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)에 형성된 오목하게 곡률진 형상의 렌즈를 적어도 하나 이상 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 비만치료장치의 멤스 초음파 트랜스듀서.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 압전소자는, 피에죠소자(piezoeletric element)로서 상기 집속렌즈 어레이의 배면에 구비되는 것을 특징으로 하는 초음파 비만치료장치의 멤스 초음파 트랜스듀서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 압전소자와 상기 집속렌즈 어레이는 일체로 모듈(module)을 이루어 상기 초음파 비만치료장치의 본체유닛에 탈착가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 초음파 비만치료장치의 멤스 초음파 트랜스듀서.
  5. 초음파를 발생시키는 압전소자와, 상기 압전소자에서 발생되는 초음파를 집중(Focussing)시키기 위하여, 반도체 제조공정을 이용하여 전면에 미세 패턴이 형성된 집속렌즈 어레이(lens array)를 갖는 멤스 초음파 트랜스듀서; 그리고
    상기 멤스 초음파 트랜스듀서의 구동을 제어하기 위한 구동제어부를 가지며, 상기 멤스 초음파 트랜스듀서가 결합되는 본체유닛을 포함하여 구성되는 초음파 비만치료장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 초음파의 집중을 위하여 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)에 형성된 오목하게 곡률진 형상의 렌즈를 적어도 하나 이상 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 비만치료장치.
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