KR101157304B1 - 접지형 이온도입전류발생방법과 이를 이용하는피부미용장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은,

접지형 이온도입전류발생방법과 이를 이용하는 피부미용장치에 관한 것으로서,

이온도입전류가 초음파진동자의 피부접촉면 한 면을 통하여 동시에 출력되도록 구성 하는 방법과 피부미용장치를 제공한다. 본 발명에서는 이온도입전류를 피부에 출력시키는 방법에 있어서, 종래의 방법과 달리 피부접촉 부위가 압전소자의 접지전극과 전기적으로 통전(通電) 되어 영(0 volt) 전위로 접지되어 지는 형태의 초음파 진동자 조건에서도 불구하고 어스그립을 통하여 (+)또는,(-)의 이온도입전류를 선택적으로 출력시킴으로서 초음파진동자의 피부접촉면을 통해 이온도입전류를 출력하도록 하는 접지형 이온도입전류 발생방법을 개시함에 따라 종래의 이온도입을 위한 초음파 진동자를 구성하기 위해 압전소자 접지전극을 전기적으로 절연하는 과정이 불필요하게 되며, 상기 절연 과정으로 인한 초음파 진동효율의 감쇄가 적어지고 또한, 제조원가 절감이 가능해 지는 것이다. 따라서 본 발명에서는 이러한 접지형 이온도입전류발생방법을 통하여 다양한 구성의 피부미용장치를 제공한다, 한편 초음파를 구동하는 주파수와 초음파 진동자의 공진 주파수 변동을 보정 하는 수단을 통하여 안정된 초음파 출력이 유지되는 피부미용장치를 개시한다.

(상기 접지(接地)의 의미는 전기회로 배선의 한쪽을 영(0 volt) 전위로 하여 공통전극으로 분리된 회로접지임을 첨언한다)

초음파진동자, 압전소자, 이온도입, 초음파, 피부미용장치, 각질제거, 마사지

Description

접지형 이온도입전류발생방법과 이를 이용하는 피부미용장치{Grounding style Ion transfer current generating method and Skin beauty apparatus using it}

본 발명은

접지형 이온도입전류발생방법과 이를 이용하는 초음파 피부미용장치에 관한 것으로서,

이온도입기능을 병행하는 초음파진동자에 이온도입전류를 출력하기 위한 방법으로,

초음파진동자의 피부접촉 부위를 압전소자의 접지전극과 전기적으로 연결시켜 영(0 volt) 전위로 접지되는 상태로 하고 어스그립을 통하여 (+)또는,(-)의 이온도입전류를 선택적으로 출력하여 피부접촉 부위를 통과하도록 특수한 접지형 이온도입전류를 발생하여 초음파의 작동 여부와 무관하게 이온도입기능을 가능하게 하는 연결구조와 피부미용장치에 관한 것이다.

초음파는 20KHz 이상의 소리진동을 뜻한다. 기술적 응용에 사용되는 초음파의 정의로, 듣는 것을 목적으로 하지 않는 음파를 초음파라고 정의하기도 한다. 이러한 초음파를 물리적인 진동에너지로 변환하고 피부에 접촉하게 함으로써 미용효과를 발생시킨다. 이온도입이란 미세한 직류 또는 맥류 전류를 이용하여 일정량의 수분을 함유하고 있는 피부를 통과시킬 때 성질이 다른 음극(-)과 양극(+)에 의하여 생기는 화학적 반응의 원리를 이용하는 것으로서 피부침투가 어려운 수용성 제재의 유 효성분을 피부에 흡수시키거나 반대로 피부 내의 노폐물을 피부 밖으로 배출시키는 효과가 있다. 이러한 원리가 피부미용장치에 응용되고 있다.

피부미용장치중에는 피부의 각질을 제거하거나 마사지를 하기 위한 수단으로 구성된 초음파 미용장치와, 피부에 유효성분을 침투시키거나 노폐물을 배출하기 위한 수단으로 이온도입장치가 있다. 경우에 따라서는 초음파기능과 이온도입기능을 병행할 수 있도록 구성된 피부미용장치도 피부미용에 널리 이용되고 있다.

이러한 피부미용장치는 물리적인 초음파진동을 발생시키기 위하여 압전소자와 진동판을 결합하는 형태의 초음파진동자를 이용하고 있으며 이러한 초음파진동자는 이용목적에 따라 그 외형은 다양하지만 초음파 진동을 이용하는 원리에 있어서는 동등 하다고 할 수 있다.

초음파기능과 이온도입기능을 병행하는 피부미용장치는 그 구성에 있어서, 일반적으로 초음파진동자의 진동판[피부접촉부]에 내부로부터 이온전류를 인가하도록 전기적인 통로를 형성하는 방법이 보통이다. 이러한 방법을 위하여 압전소자의 접지전극과 진동판 사이에 전기절연기판을 이용하여 전기적으로 독립된 피부접촉부(진동판)를 형성하는 방법이 요구되어 왔다.

이러한 방법은 압전소자로부터 발생하는 진동에너지가 진동판까지 전달되는데 있어서, 금속과 비금속 층을 통과함에 따른 감쇄 영향을 배제할 수 없게 되고 아울러 감쇄된 에너지는 전기절연기판에 스트레스를 일으키게 되어 압전소자로부터 진동판 사이의 부착부위가 파손되는 결과가 흔히 발생하는 것이 사실이다.

일반적으로 이온도입전류를 피부에 출력하는 방법은 직류나 또는 펄스 형태의 전압을 발생시켜 상기 전기적으로 독립된 피부접촉부를(+), 어스그립측은(-), 또는 피부접촉부를(-), 어스그립측은(+) 전류로 교체출력하는 방법으로서, 그 출력전류의 어느 한쪽도 압전소자의 접지전극과 공통으로 연결할 수 없는 방법이다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 전기절연기판이 이용된 초음파진동자는 일본특허 PCT/JP 98/01820에 기술되어 있고 국내특허 10-2005-0023462 및 10-2006-0013476에서는 이를 이용한 각질제거형 피부미용장치가 있다. 이러한 종래의 기술은 초음파진동의 감쇄 량을 보상하기 위하여 다수의 압전소자를 필요로 하기 때문에 제조원가 상승이나 구동 안정성을 고려할 수 없는 현실이다.

또한, 종래의 초음파 마사지 형의 피부미용기에 관한 국내특허 20-2003-0019120과 20-2004-0015333에서도 전기절연기판을 이용하여 이온도입출력을 위한 구성수단을 나타내고 있으며 전기절연기판을 이용하지 않고 초음파출력과 이온도입을 병행할 수 있는 바람직한 방법이 없는 것이다. 상기의 전기절연기판은 대개 에폭시 기판 등을 이용하는 경우가 많다.

초음파진동자의 구성요소인 압전소자는 주변온도의 변화나 사용중 부하변동에 따라 공진 주파수가 변화된다. 또한, 압전소자마다 각기 다른 공진 주파수 오차범위로 인하여 전기적인 구동 임피던스 또한 변화되며 초음파 출력이 저하되는 요소가 된다. 종래의 초음파 미용장치중에는 압전소자의 공진 주파수를 이용하여 정궤환 발진 방법으로 구동전력을 발생시켜 초음파진동자를 구동함에 따라 공진주파수가 다소 변화하더라도 문제가 크지 않았다, 최근에는 미용장치의 구성특성상 PWM 주파수를 발생시켜 초음파진동자의 구동주파수로 이용하는 경우가 있게 됨에 따라 압전소자의 공진주파수 변동은 초음파진동출력의 저하를 초래하고 있으며 이러한 문제를 해결하기 위하여 계속해서 새로운 방법이 요구되고 있다.

특히, BLT형 초음파진동자를 이용하는 각질제거용도의 피부미용장치는 상기 초음파 출력이 저하되는 요소가 다른 초음파 진동자에 비하여 비교적 크기 때문에 원만한 동작을 기대하기는 무리가 있다.

본 발명에 있어서 해결하고자 하는 제1의 과제는,

전기절연기판을 형성하지않는 초음파진동자와 접지형 이온도입전류발생방법을 이용하여 초음파진동자의 구성을 통하여 이온도입기능을 병행할 수 있는 특징적인 피부미용장치를 구성함에 있다.

제2의 과제는 접지형 이온도입전류발생방법을 통하여 전기절연기판을 형성하지않는 동등유형의 초음파진동자를 이용할 수 있는 피부미용장치를 제공함에 있다.

제3의 과제로서 주변온도 또는 부하변동에 따른 초음파진동자의 공진 주파수변화특성이나 공진 주파수 오차에 대응하여 초음파 진동출력의 저하를 최소화하는 피부미용장치를 제공함에 있다.

위와 같은 제1의 과제를 해결하기 위한 수단으로서,

상기 피부미용장치의 전체동작을 제어하는 MCU와,

MCU의 제어에 따라 구동 전원을 공급하는 전원부,

MCU의 제어에 따라 초음파진동자에 초음파 구동전력을 인가하는 초음파 출력부,

압전소자의 접지전극과 진동판[피부접촉부]이 전기적으로 연결되어, 초음파진동과 이온도입전류를 피부에 접촉시키는 초음파진동자,

접지형 이온도입전류발생부에 연결되어 이온도입전류를 인체에 전기적으로 연결시키는 어스그립,

MCU의 제어에 따라, 이온도입전류를 출력하는 한쪽 극이 영(0 volt) 전위로 접지되고 다른 한쪽 극의 이온전류 극성을 선택적으로 교체출력 되게 하는 접지형 이온도입전류발생부,

MCU의 제어에 따라 상기 접지형 이온도입전류발생부에 구형파 전압을 인가하는 구형파전압출력부 및,

MCU에 동작명령을 입력시키는 기능전환스위치, 로 구성한다.

상기 "접지형 이온도입전류발생부"는, 접지형 이온도입전류발생방법을 실시하는 구성 유닛(unit)이며 MCU(Micro Controller Unit)를 이용한 위상제어수단 및, 전류를 단속하기 위하여 스위칭소자(Transistor 또는, FET, Photocoupler, 고속relay, Logic gates, 등)로 구성하는 것이 좋다.

상기 이온도입에 필요한 주파수나, 초음파진동자를 구동하는 주파수는 장치의 이용목적에 따라 각기 달리할 수 있음으로 별도로 제한되지 않는다.

상기"초음파 출력부"는 MCU로 부터 PWM주파수출력을 인가하여 증폭하는 방법 또는

초음파진동자의 공진주파수를 이용하여 초음파 출력부 내에서 정궤환 발진시켜 출력할 수 있다.

또한, 제2의 과제를 해결하기 위한 수단으로서,

블레이드(blade)형 진동판[피부접촉부]이 형성되고 이 진동판과 조합된 보조부재의 표면에 압전소자를 부착하는 초음파진동자, 또는

블레이드(blade)형 진동판[피부접촉부]이 형성된 BLT(Bolt-clamped Langevin-type Transducer) 형 초음파진동자, 또는

원판형 또는 원추형,평면 다각형의 피부접촉면[진동판]이 형성되고 이 진동판의 내측 면에 압전소자를 부착하는 초음파진동자,

와 같이 진동판[피부접촉부]과 압전소자의 접지전극이 전기적으로 연결되도록 전기절연기판을 사용하지 않는 초음파진동자를 이용하여 진동판에 이온전류를 인가할 수 있도록 접지형 이온도입전류발생방법을 통하여 구성된다.

상기 제1~제2 과제의 초음파진동자의 구성을 위한 블레이드(blade)나 진동판 부재 또는 보조부재는 스테인리스(stain-less)나 알루미늄(aluminum) 또는 티타늄(titanium)을 사용하는 것이 좋다, 본 과제들의 해결 수단에 있어서 상기 부재의 종류나 처리공정은 제한되지 않으며 크기나 두께 또한 사용되는 압전소자의 진동주파수에 따라 유동적임으로 제한되지 않는다.

상기 BLT(Bolt-clamped Langevin-type Transducer)형 초음파진동자는 하나 이상의 압전소자와 금속성의 보조부재와 진동판을 볼트(bolt)로 체결하여 일체화한 것으로, 블레이드(blade)를 형성하여 대개는 피부각질 제거수단으로 구성된 것이다.

상기 원판형 또는 원추형 진동판[피부접촉부]이 형성되고 이 진동판의 내측 면에 압전소자를 부착하는 초음파진동자는 피부접촉형태에 따라 진동판의 형태는 다양하게 구성가능함으로 본 과제의 해결 수단에 있어서,진동판[피부접촉부]의 형태는 제한되지 않는다.

제3의 과제를 해결하기 위한 수단으로서,

초음파진동자의 구동주파수를 발생하는 MCU 또는 PWM 등,주파수발진기와,

상기 구동주파수와 동기화되는 PWM(pulse width modulation)주파수동기부,

동기 된 상기 구동주파수를 확산하기 위한 주파수확산제어부,

상기 구동주파수를 초음파진동자에 공급하는 초음파 출력부,

상기 주파수확산제어부와 초음파출력부를 제어하는 MCU및,

전원을 공급하기 위한 전원부, 를 포함하여 구성된다.

상기 초음파진동자 구동주파수의 발생은 MCU의 PWM기능을 이용하는 것이 좋다.

상기 PWM주파수와 동기되고 주파수확산(Sweep)을 하기위한 동기부는 일반적으로 알려진 PLL(Phase Locked Loop = 위상동기루프) 소자를 이용하여 구성하는 것이 좋다.

상기 주파수확산 제어부의 구성은 MCU(10)로부터 출력된 구형파 전압을 적분하여 삼각파의 제어전압을 발생시키며 PLL 소자의 VCO(voltage controlled osillator=전압제어 발진기) 에 입력하여 제어시키는 것이 좋다.
이상과 같은 해결수단은 대개 공진 주파수 변동폭이 큰 BLT(Bolt-clamped Langevin-type Transducer)형 초음파진동자를 이용하는 각질제거형 피부미용장치의 구성에 적용하는 것이 적합하다.

삭제

초음파진동자(Ultrasonic Vibrator)는 압전소자(압전세라믹)와 진동판 부재가 결합 되어 초음파 진동수단을 갖춘 다양한 형태로써 각질제거나 초음파마사지 용도의 피부미용장치에 필요한 것으로 정의한다.
상기 과제의 해결수단에 있어서 각 구성부분의 용어 해설 및 동작원리를 정의하면, PWM(Pulse Width Modulation)은 펄스폭 변조방식을 의미하며 그 전기신호 파형의 On Off 비율을 변화시켜 일정 주파수를 발생하는 방식으로서 본 발명에 있어서 초음파진동자의 구동주파수로 이용하기 위하여 MCU로부터 발생시키고 있다.
PLL(Phase Locked Loop)은 두 전기신호의 위상을 비교하여 위상 차에 비례하는 보상전압을 출력하는 회로방식으로서 본 발명에 있어서 상기 PWM 주파수와 동기 하며 동기된 주파수를 초음파 진동자의 구동주파수로 이용한다.
VCO(voltage controlled oscillator)는 전압 제어 발진기로서 인가되는 전압에 비례하여 발진 주파수가 제어되는 장치이다.본 발명에 있어서 상기 PWM주파수와 동기 된 주파수를 확산시키며 그 주파수 출력으로 초음파진동자가 구동하도록 이용한다.
MCU(Micro Controller Unit)는 프로그램에 의해서 순차적으로 동작하는 디지털 회로가 직접화 된 IC이며 또는 마이컴(MICOM)이라고도 한다. 다양한 기능(이동, 덧셈, 뺄셈, AND, OR, PWM기능, 아날로그 전압 감지,연산 등)을 가지고 있으며 본 발명에 있어서 주 제어 장치로 이용된다.
Tone Decoder는 PLL기능이 포함된 주파수 검출용 IC로서 자체의 VCO 주파수를 설정하면 PLL기능에 따라 입력되는 주파수와 동기 되는 동시에 인지신호를 출력한다.본 발명에 있어서 PWM주파수와 동기하고 상기 PLL 및 VCO 역할을 수행하는 IC이다.

위와 같이 접지형 이온도입전류발생방법을 실시함에 따라 전기절연기판이 제거된 단순한 초음파진동자의 구성이 가능하며, 압전소자의 사용수량 또한 감소하게 되므로 상당한 원가절감 효과 및 효율이 높은 피부미용장치가 실현되는 것이다.

또한, 이러한 접지형 이온도입전류발생방법은 초음파진동의 동등한 원리를 이용하는 피부미용 장치에 있어서 초음파진동자의 구조형태에 관계없이 적용가능하게 되므로 각질제거용 피부미용장치나 초음파 마사지 형 피부미용장치에 이온도입기능을 병행하기 위한 적절한 구성방법이 되는 것이다.

또한, 압전소자의 구동주파수를 확산(Sweep)제어 하여 인가하는 방법에 따라 초음파진동자의 주변온도변화나 사용부하 또는 공진주파수 오차 따른 공진 주파수 변동에 대응하여 안정된 초음파진동 출력을 유지함으로써 특히 BLT형 초음파진동자를 이용하는 피부미용장치를 비롯하여 안정성 있는 피부미용장치를 구현하게 되었다

본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명의 구조적 특징과 관련이 없는 공지기능 또는 공지구성 등 이 분야의 기술자에게 자명한 사실로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하는 것을 원칙으로 한다.
본 실시 내용에서 초음파진동자는, 초음파진동판이 형성된 일정의 구조물에 압전소자(piezo element)가 부착된 유닛의 명칭이며 구조와 형태는 국한되지 않는다.
보조부재는 일부 초음파진동자에 있어서 압전소자와 진동판의 적절한 구조를 유지하기 위한 부재이다.
진동판은 초음파의 진동력을 피부에 전달하며 이용목적에 따라 각기 다른 피부접촉면[진동판] 형태를 갖는다.
어스그립은 이온도입기능을 위한 인체를 어스하기 위하여 대개 손에 접촉시키는 형태의 도전성 구조물이다.
여기서 확산의 의미는 스위프Sweep 와 같다.

이하의 실시 예는 전기절연기판을 형성하지않는 초음파진동자와 접지형 이온도입전류발생방법을 통하여 이온도입기능을 병행할 수 있는 특징적인 피부미용장치 를 구성함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 접지형 이온도입전류발생방법과 이를 이용하는 피부미용장치의 실시예로서 기본구성을 나타내고 있다. 이를 설명하면,

피부미용장치의 전체동작을 제어하는 MCU(10),

MCU(10)의 제어에 따라 피부미용장치의 전체 구동 전기를 공급하는 전원부(16),

MCU(10)의 제어에 따라 초음파 구동전력을 발생하여 초음파진동자에 인가하는 초음파 출력부(18),

압전소자(30)의 접지전극과 진동판[피부접촉부](33)이 전기적으로 연결되어, 초음파진동과 이온도입전류를 피부에 접촉시키는 초음파진동자(19),

MCU(10)의 제어에 따라 구형파 전압을 발생하고 상기 접지형 이온도입전류발생부(14)에 인가하는 구형파전압출력부(12);

MCU(10)의 제어에 따라, 이온도입전류를 출력하는 한쪽 극이 영(0 volt) 전위로 접지되고 다른 한쪽 극의 이온전류 극성을 선택적으로 교체출력 되게 하는 접지형 이온도입전류발생부(14);

접지형 이온도입전류발생부(14)에 연결되어 이온도입전류를 인체에 전기적으로 연결시키는 어스그립(20) 및;
초음파구동주파수를 제어하는 발진제어부(21);

MCU에 동작명령을 입력시키는 기능전환스위치(11);로 구성된다.

도 2는 본 발명에 따른 초음파진동자(19)의 구성을 나타낸다.
평판형 금속성 진동판(33)과 평행으로 일면, 또는 양면의 일정위치에 금속성 보조부재(32)가 부착되고, 그 보조부재(32)의 상측 또는 하측 표면에 하나 이상의 압전소자(30)가 부착 되며(점선의 표기는 선택적으로 접착가능한 위치를 나타낸 것이다), 압전소자(30)의 접지전극(31)과 피부접촉면[진동판](33)은 부착과정을 통하여 전기적으로 연결되어 있다.

좀더 확실한 전기적 연결을 위하여는 상기 접지 전극(31)과 진동판(33)을 전선으로 연결하여 통전(通電) 시키는 것이 더 좋다.

도 3은 본 발명에 따른 접지형 이온도입전류발생 부(14)의 특징을 나타내는 구성도이다.

구체적인 이해를 돕기 위하여 "< 이온도입을 위한 종래의 구성도 >"을 포함하여 도시 하였다.

구형파전압 출력부(12)는 MCU(10)의 제어에 의하여 이온도입에 필요한 대략 1KHz의주파수를 적정전압으로 증폭하여 접지형 이온도입전류발생부(14)에 인가하는 역할로 구성된다. 한편, MCU(10)는 상기 1KHz와 동기된 이온전류 스위칭신호를 발생하여 접지형 이온도입전류발생부(14)의 스위칭소자를 ON,OFF 한다

접지형 이온도입전류발생부(14)는 MCU(10)제어와, 구형파전압출력부(12)와, 반도체 스위칭소자의 조합회로로 구성되며, 입력된 구형파 전압의 위상과 동기하여 정 위상(0°) 또는 반전된 위상(180°)의 스위칭신호를 받아 스위칭소자를 통해 접지 전위 측으로 ON 또는 OFF시키게 된다. 상기 정 위상 또는 반전된 위상의 스위칭 신호는 기능전환스위치(11)의 이온도입 기능선택 명령에 따라 선택된다.
작동의 특징을 설명하면 구형파전압 출력부(12)로 부터 입력된 구형파 전압은 콘덴서를 통하여 교류전압으로 변환되며 접지형 이온도입전류발생부(14)의 스위칭소자를 통해 어스그립 출력으로 연결된다,
이때 기능전환 스위치(11)에 의해 미리 선택된 이온기능에 따라 MCU(10)로 부터 출력되는 이온전류 스위칭신호에 따라 상기 스위칭소자를 제어하는데 있어서,
상기 교류전압의 위상이 (+)로 나타나는 시점에 동기 하여 상기 스위칭소자를 접지 측으로 온(on) 시키면 어스그립(20)측 출력은 접지 전위를 기준 하여 (-)전위의 맥류가 발생 되며,
상기 교류전압의 위상이 (-)로 나타나는 시점에 동기 하여 상기 스위칭소자를 접지 측으로 온(on) 시키면 어스그립(20)측 출력은 접지 전위를 기준 하여 (+)전위의 맥류로 발생 된다.
따라서 전기회로의 영(0 Volt) 전위로 접지된 초음파진동자의 피부접촉면[진동판]을 기준 하여, "(+)출력" 또는 "(-)출력" 또는 "(+)와 (-)가 교차하는 출력"의 이온도입전류가 어스그립(20)에 출력되도록 제어되어 이온도입 시술시 인체를 통과하여 피부접촉면[진동판]으로 흐를 수 있게 된다. 상기의 구형파 전압의 주파수는 본 발명의 내용을 제한하지 않는다.
상기 진동판의 일부분은 이온전류를 국소적으로 피부에 공급하기 위한 피부접촉 부위로써, 진동판{피부접촉부](33)은 압전소자(30)의 접지전극(31)을 과의 부착을 통하여 접지형 이온도입전류발생부(14)의 접지(15)와 통전(通電)되어 영(0 volt) 전위 상태가 유지된다.

본 발명의 위와 같은 접지형 이온도입전류발생방법을 구성함에 따라 압전소자(30)와 진동판(33) 사이를 전기적으로 절연하지 않는 초음파진동자(19)의 구조임에도 불구하고 피부접촉면[진동판](33)와 어스그립(20)을 통하여 선택적으로 이온전류의 위상을 교체하며 출력을 가능하게 하는 것이다.

삭제

삭제

도 3의(B)에 도시된 "< 이온도입을 위한 종래의 구성도 >" 를 간단히 설명하면 압전소자와 진동판의 사이를 전기적으로 절연하도록 전기절연기판을 삽입하고 있다. 따라서 이온전류는 압전소자의 접지전극과 독립적으로 분리된 "진동판"과 "손접촉부"에 출력되는 방식을 나타내고 있다.

또한 이온전류는 진동판과 손접촉부를 통해 통시에 (+,-) 또는 (-,+)로 교차 출력하는 방법으로 구성되어 있다.따라서 전기 절연 부재의 사용으로 인하여 특히 높은 주파수로 진행되는 초음파미용기구 등에 있어서 진동출력이 현저히 떨어지며, 생산비용의 증가, 절연 부재와 압전소자의 접착이 떨어지는 등의 무수한 부적합한 요인이 발생된다

이상의 실시 예는 적용범위에 있어서 피부미용장치의 외형구조나 초음파 진동자의 종류에 제한되지 않는다.

이하의 실시 예는 접지된 영(0 Volt)전위의 초음파소자 진동판(피부접촉부)판의 한 면을 통하여 이온도입기능을 병행구성할 수 있도록 접지형 이온도입전류발생방법이 이용가능한 초음파진동자와 피부미용장치를 제공함에 있다.

도 3(A)에 도시된 것과 같이 접지형 이온도입전류발생부(14)의 구성은 접지(15)의 영(0 volt) 전위를 기준으로 어스그립(20) 측으로 출력된다. 이를 이용하는 피부미용장치는 (도 2)의 초음파진동자(19), 또는 (도 4)의 동등유형의 초음파진동자(19a),(19b),(19c)의 선택과 실시가 가능하다. 상기 초음파진동자의 피부접촉면[진동판]은 압전소자(30,30')는 접지전극(31,31)를 통하여 상기 접지(15)와 통전(通電)되며, 따라서 (0 Volt) 전위인 피부접촉면[진동판](33a), (33b), (33c)을 중심으로 어스그립(20)으로 이온전류가 출력되는 미용장치의 실시가 가능하다.

도 4는, 도 3(A)와 같이 본 발명에 따른 접지형 이온도입전류발생방법을 통하여 피부미용장치의 실시가능한 다수의 초음파진동자를 나타낸다.

< 실시 예 4-1 >은 피부의 삭피를 위한 미용기 용도로 구성된 초음파진동자(19)를 기본으로 일부구성을 변형함에 있어, 하나의 보조부재만을 사용하는 방법으로 단순화하여 그 일부 측면에 수평으로 블레이드(blade)를 부착한 초음파진동자(19a)로서,대개는 20KHz~50KHz 내외의 공진 주파수로 설정되나 본 발명의 실시를 위하여 25±5KHZ 정도의 공진주파수가 바람직하다, 접지전극(31')에 접지형 이온도입발생 부(14)의 접지(15)와 통전(通電)되고 있다. 또한,
< 실시 예 4-2>는 초음파 세척 등에 널리 알려진 BLT형 초음파진동자(19b)를 피부미용에 이용하도록 진동판 일부 측을 피부접촉면으로 가공한 형태로서, 대개는 100KHz 이내의 공진 주파수로 설정된다. 초음파진동자의 공진주파수는 제한되지 않으나, 본 발명의 실시를 위하여 50KHz±8KHz오차범위의 공진주파수를 갖는 BLT형 초음파진동자가 바람직하다.
이 또한 접지전극(31')이 접지형 이온도입부발생 부(14)의 접지(15)와 전기적으로 연결되고 있다,
< 실시 예 4-3>는 일반적으로 초음파미용기에 가장 많이 응용되는 형태로서 외형적으로 원통형이고 평면도로 보아 원형 또는 원추형으로 꼭짓점을 갖는 진동판(피부접촉부)을 가지며, 절개한 단면이 요(凹) 형태로 가공된 진동판 내측에 압전소자(30')가 일체 된 초음파진동자(19c)이며, 본 발명의 실시를 위하여 500KHz~15MHz 내외의 공진 주파수로 설정됨이 바람직하며, 접지전극(31')에 접지형 이온도입부발생 부(14)의 접지(15)와 전기적으로 연결되고 있다.
상기 초음파진동자(19c)는 절개한 단면이 반드시 요(凹) 형태와는 무관하게 절개한 단면이 일(一) 형태의 평판 구조로 변형 가능하며 변이 원형인 것에 국한되지 않는다, 또한 초음파진동자의 공진 주파수는 본 발명의 이온도입발생방법을 이용하는 것과 무관하게 설정할 수 있다.
상기 실시 예< 4-1 ~ 4-3 >의 초음파진동자 구성과 같이 인위적으로 전기절연을 시도하지 않으면 항시 압전소자(30')의 접지전극(31')과 피부접촉면[진동판](33a), (33b), (33c) 사이가 전기적 도통 상태가 되며 회로 적으로 영(0 Volt)전위에 접지되는데 이 경우는 도 3의(B) 종래의 구성과 같이 절연 부재가 요구되나 접지형 이온도입발생 부(14)를 이용하면 도 3의(A)특징과 같이 초음파기능과 이온도입기능이 동시 작동되는 피부미용장치가 가능하게 된다.
간혹, 상기 초음파진동자를 구동하는 초음파출력부(18)의 회로구성상 초음파진동자의 접지전극의 접지는 회로의 영(0 Volt) 전위와는 다른
영(0 Volt) 전위에 준하는 접지(15) 전위로 접지될 수 있으나, 결국 상기 초음파진동자의 피부접촉면을 기준으로 하여 어스그립(20)에 출력되는 이온도입전류형태는 본 발명의 접지형 이온도입발생방법을 제약하지 않는다.
따라서 상기 영(0 Volt) 전위에 준하는 접지(15) 전위도 본 발명의 구성내용에 영(0 Volt) 전위접지와 동일하게 설명된다.
상기 실시 예를 통하여 확인된 본 발명의 특징은 피부접촉면[진동판]이 영(0 Volt)전위로 접지된 방식으로 하여 초음파진동자의 형태에 제한되지 않으며 어스그립(20) 측을 통한 이온도입기능의 병행이 가능한 피부미용장치가 된다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

이하의 실시 예는 초음파진동자의 주변온도 또는 부하변동에 따른 공진 주파수변화특성이나 공진주파수 오차에 대응하여 초음파 진동출력의 저하를 최소화하는 피부미용장치를 제공함에 있다.

도 5는 본 발명에 따른 압전소자의 특성변화를 나타내고 있다.
압전소자(30)는 그 특성에 있어서 주변온도나 사용부하의 영향에 따른 공진주파수 변화에 따라 구동 임피던스 또한 변동되며, 구동 임피던스의 변동은 초음파 출력의 저하를 초래한다. 이러한 문제의 해결을 위하여, 도 1의 구성도에 따라 실시하면, MCU(10)는 PWM 주파수 설정을 통하여 압전소자(30)에 적합한 초음파 구동주파수를 발생하며 PWM주파수동기부(17)에 인가하고 PLL 발진주파수와 동기 시킨다. 동기 된 상태에서의 VCO주파수는 적절한 버퍼를 통해 초음파 출력 부(18)에 인가된다.
(PWM 주파수의 발생은 MCU, PWM IC, TONE DECODER IC를 통하여도 가능하다)
주파수확산제어부(13)는 MCU(10)로부터 발생 된 제어주파수의 구형파 전압을 적분하고 삼각파형의 제어전압이 발생 된다. 발생 된 제어전압은 다시 일정크기로 조절되어 상기 PLL 발진주파수가 확산 되도록 PWM주파수동기부(17)의 VCO에 인가된다. 상기 PLL 발진주파수는 VCO 제어전압의 크기에 따라 확산 주파수의 변화폭이 결정된다. 상기 변화폭 설정은 압전소자(30)의 고유 공진 주파수를 중심으로 하여 상하변동 예상 폭(+, -)이 초과하도록 제어전압의 크기를 조절하여 설정되며 동시에 일정의 변화주기를 갖도록 MCU(10)의 제어주파수를 가변하여 설정된다.
(제어 주파수는 일반적으로 MCU를 이용하나 일반적인 발진 회로로도 가능하다)
따라서, 초음파 출력 부(18)에 인가되는 상기 확산 주파수는 한 번의 변화 주기에 2회씩 압전소자가 갖고 있는 실제의 공진 주파수와 일치하게 되며 초음파소자의 공진주파수 변동에 따른 초음파진동의 출력저하 정도를 최소화할 수 있게 된다.
상기의 PWM주파수동기부(17)와 주파수확산제어부(13)의 실시를 위하여 PLL IC를 이용하는 것이 바람직하며 그 종류는 국한되지 않는다. 본 실시 예에서는 TONE DECODER로 이용되는 LMC567의 PLL기능을 이용하는 것이 좋다.
상기의 실시 예는 주로 BLT(Bolt-clamped Langevin-type Transducer)형 초음파 진동자의 구동시 주파수변화에 대응하는 방법으로 적용되며 이외 다른 초음파진동자가 이용되는 피부미용장치에서는 꼭 필요한 방법은 아니다.

이상의 실시 예는 적용범위에 있어서 초음파진동자의 형태에 제한되지 않는다.

삭제

삭제

삭제

삭제

위의 실시 예들은 특허청구범위의 권리범위를 제한하지 않음을 첨언한다.

초음파기능과 이온도입기능을 이용한 피부미용장치와 구성방법에 있어서는 대체적 으로 동일하다고 할 수 있으나, 산업적으로 볼 때 다양한 외형구조나 특징적인 기 능을 부가한 제품은 그 수가 상당히 많다. 특히 피부미용장치는 국제적으로도 그 수요가 지속적으로 증가하고 있기 때문에 그동안 제조, 판매업을 중심으로 수출시장에 경쟁이 고조에 달한 상태이다. 본 발명의 피부미용장치와 구성방법은 특히 제조원가를 절감할 뿐 아니라 미용효과의 향상, 제품의 안정성을 가져올 수 있는 방법인 동시에 동등의 초음파기능과 이온기능을 포함한 피부미용장치의 종래 구성방법과는 차별화된 방법 통하여 경쟁력 있는 제품을 생산하고 대외 수출경쟁력을 높이는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 접지형 이온도입전류발생방법과 이를 이용하는 피부미용장치의 기본구성도.

도 2는 본 발명에 따른 초음파진동자의 구성을 도시하는 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 접지형 이온도입전류발생방법의 특징을 도시하는 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 접지형 이온도입전류발생방법을 통하여 피부미용장치에 이용할 수 있는 동등의 초음파진동자와의 실시 예를 도시하는 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 압전소자의 특성변화를 도시하는 특성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10: MCU

11: 기능 전환스위치

12: 구형파 전압 출력부

13: 주파수확산제어부

14: 접지형 이온도입전류발생부

15: 접지

16: 전원부

17: PWM주파수 동기부

18: 초음파출력부

19, 19a, 19b, 19c: 초음파진동자
20: 어스그립
21: 발진제어부

삭제

30, 30': 압전소자

31, 31':접지전극

32, 32a: 보조부재

33, 33a, 33b, 33c:진동판[피부접촉부]

Claims (7)

1. 진동판 한 면이 피부접촉 면으로 구성되고 그 진동판의 다른 면에 압전소자를 부착한 유닛형태의 초음파진동자와,

   이온도입전류를 인체에 통전(通電) 시키는 어스그립(20)이 구비되어,

   초음파기능과 이온도입기능을 병행하는 피부미용장치에 있어서,

   상기 이온도입기능은 초음파진동자의 피부 접촉면을 통해 이온도입전류를 동시에 출력하는 수단으로 압전소자(30,30')의 접지전극(31,31')을 통해 간접적으로 회로의 영(0 Volt)전위로 접지된 초음파진동자의 피부접촉면[진동판](33,33a,33b,33c), 또는 회로의 영(0 Volt) 전위를 기준점으로 하여, 어스그립(20) 측으로는 "(+)출력" 또는 "(-)출력" 또는 "(+)와 (-)가 교차하는 출력"의 이온도입 전류를 선택적으로 출력하고, 상기 출력은 어스그립(20)과 접촉된 인체를 통하여 상기 피부접촉면[진동판]으로 통전(通電)되는 방식으로 이루어진

   접지형 이온도입전류발생부(14)로 구성된 특징이 있는 피부미용장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 초음파진동자는,

   블레이드(blade)형인 평판의 피부접촉면[진동판](33)과 그 일부 측에 상기 평판과 평행으로 일면 또는 양면으로 하나 이상의 전도성 보조부재(32)가 부착되며, 상기 보조부재의 표면에는 하나 이상의 압전소자가 부착되며, 상기 부착구성에 전기절연 부재가 배제된 특징이 있으며, 피부접촉면[진동판](33)은 압전소자(30)의 접지전극(31) 간이 통전(通電)되는 초음파진동자(19);

   또는, 한 개의 전도성 보조부재(32a) 중앙부위로부터 일부 측으로 연장된 브레이드(Blade)형인 평판의 피부접촉면[진동판](33a)은 상기 보조부재(32a)와 수평으로 돌출되며, 상기 보조부재(32a)에 하나 이상의 초음파소자(30')가 부착되며, 상기 부착구성에 전기절연 부재가 배제된 특징이 있으며, 상기 피부접촉면[진동판](33a)은 압전소자의 접지전극과 통전(通電) 되는 초음파진동자(19a);

   또는, 중앙부가 원통형인 몸체에 체결된 압전소자(30')의 일면 또는 접지전극(31')으로부터 피부접촉면[진동판](33b)인 종단까지의 길이가 30mm이상 39mm 미만으로 설정되고,상기 피부접촉면[진동판](33b)은 압전소자의 접지전극과 통전(通電)되며, 상기 압전소자(30')는 50KHz±8KHz의 공진 주파수를 갖는 BLT(Bolt-clamped Langevin-type Transducer)형 초음파진동자(19b);

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 피부미용장치.
4. 제 1항에 있어서

   상기 피부미용장치는,

   BLT(Bolt-clamped Langevin-type Transducer)형으로 중앙부가 원통형인 몸체에 체결된 압전소자(30')로부터 피부접촉면[진동판](33b)이 일정길이로 연장된 구조로서 상기 피부접촉면[진동판](33b)은 압전소자(30')의 접지전극(31')과 통전(通電) 되는 초음파진동자(19b);

   또는, 원통형 몸체와 밑면의 피부접촉면[진동판](33c)이 원판형 또는 돌출된 원추형으로 절개 단면이 요(凹) 형태인 내측에 압전소자(30')가 부착되며, 피부접촉면[진동판](33c)과 압전소자(30')의 접지전극(31')이 통전(通電) 되는 초음파진동자(19c);

   또는, 상기 초음파 진동자(19c)가 절개 단면이 일(一) 형태인 원판 또는 다각형 평판으로 변형되고 일면에 하나 이상의 압전소자(30')가 부착되며 다른 일면이 피부접촉면[진동판]인 초음파진동자; 를 이용하는데 있어서,

   이온도입전류를 병행 출력하기 위한 수단으로 접지형 이온도입전류발생부(14) 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부미용장치.
5. 제 1항, 또는 제 3항, 또는 제 4항에 있어서 피부미용장치는,

   초음파기능을 구성하는데 있어서,

   소정의 초음파 구동주파수를 발생하는 방법으로,

   미리 계산된 초음파진동자의 공진 주파수 변동 대역폭에 맞추어 일정주기로 초음파구동주파수를 확산(Sweep)하며, 상기 확산(Sweep) 된 초음파 구동주파수의 출력은 상기 초음파 공진 주파수 변동대역폭 범위를 포괄적으로 드라이브하여 안정된 초음파 진동을 출력하기 위한 구성수단으로 PWM주파수동기부(17) 및;

   주파수확산제어부(13)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부미용장치.
6. 삭제
7. 삭제

Images