KR101660388B1

KR101660388B1 - Ｌｅｄ 패드 및 이 ｌｅｄ 패드를 포함하는 개인용 치료기

Info

Publication number: KR101660388B1
Application number: KR1020140112250A
Authority: KR
Inventors: 박해성
Original assignee: 주식회사 피치텍
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2016-09-27
Also published as: KR20160025257A

Abstract

본 발명은 하부 실리콘 케이스, 하부 실리콘 케이스에 결합되는 상부 실리콘 케이스 및 복수의 LED와 복수의 LED를 탑재한 연성 기판을 포함하여 하부 실리콘 케이스와 상부 실리콘 케이스의 결합으로 구성되는 실리콘 케이스 내에 위치하는 LED 모듈을 포함하며, 상부 실리콘 케이스는 하나의 LED와 하나의 LED에 인접하는 다른 LED 사이에 위치하는 홈을 포함하는 LED 패드 및 이 LED 패드를 포함하는 개인용 치료기에 관한 것이다.
본 발명을 이용함으로써, 제공되는 LED 패드의 유연성으로 인해 신체에 밀착가능하고 외부로부터 노출되는 오염으로부터 격리가능하고 LED 광의 효율적인 사용과 효율적인 발열이 가능하도록 하는 효과가 있다.

Description

ＬＥＤ 패드 및 이 ＬＥＤ 패드를 포함하는 개인용 치료기{LED PAD AND PERSONAL THERAPY APPARATUS COMPRISING THE LED PAD}

본 발명은 LED 패드 및 이 LED 패드를 포함하는 개인용 치료기에 관한 것으로서, 구체적으로는 제공되는 LED 패드의 유연성으로 인해 신체에 밀착가능하고 밀착에 따른 신체에 방출되는 열을 최소화하는 열 방출 구조를 채용하여 LED 광의 효율적인 사용과 광 치료 효과를 극대화할 수 있도록 하는, LED 패드 및 이 LED 패드를 포함하는 개인용 치료기에 관한 것이다.

적외선 중 근적외선(Near Infrared Ray)(예를 들어 700nm ~ 3000nm의 파장 범위의 광)은 다양한 효능이 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 근적외선이 피부와 같은 신체에 노출되는 경우 신체 내에 산화질소를 형성하여 이에 따라 혈관을 확장하거나 혈관을 생성하거나 콜라겐을 생성하거나 통증을 완화할 수 있다는 것이 알려져 있다.

이러한 효과에 착안하여 이 근적외선을 방출하는 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 개인용 치료기가 알려져 있다. 이러한 개인용 치료기는 복수의 근적외선 LED와 이 복수의 근적외선 LED를 탑재한 기판을 포함하고 이 기판과 근적외선 LED를 수용하고 외부와 격리시키기 위한 케이스로 구성된다.

기존의 개인용 치료기는 일반 개인용으로 이용되기에는 다양한 문제점이 존재한다.

먼저 기존 개인용 치료기는 복수의 근적외선 LED와 이 복수의 근적외선 LED를 탑재한 기판을 외부 노출로부터 보호하기 위해 하드(hard) 타입의 케이스를 이용하여 이 내부 구성 부품을 보호하도록 구성되고 이에 따라 신체의 특정 부위(예를 들어 팔뚝이나 무릎 등)에 밀착이 되지 않아 근적외선에 의한 효과를 극대화할 수 없다.

또한 기존 개인용 치료기는 근적외선 LED의 광을 투과시키기 위한 투명 실리콘을 이용하는 경우가 존재하나, 이 투명 실리콘은 기판이나 근적외선 LED를 보호하기 위한 충진재로서 이용되어, 외부 오염이나 외부의 수분으로부터 내부 구성 부품이 완전하게 격리될 수 없어 불량을 야기하거나 외부 오염원의 노출로 인해 개인용 치료기 자체의 기능을 제대로 이용할 수 없는 문제가 존재한다.

또한 투명 실리콘을 개인용 치료기에 이용하는 경우에, 근적외선 LED에서 발생하는 열을 고려할 필요가 있다. 일반적으로 근적외선 LED를 이용하는 개인용 치료기는 전력의 약 30 % 정도를 LED의 광을 통해 소비되고 나머지 약 70 % 정도의 전력은 열로 방출된다.

특히 신체에 밀착 가능하도록 투명 실리콘 등을 활용한 개인용 치료기는 방출되는 열에 대한 효과적인 방출 구조가 필요하다. 신체에 밀착되는 실리콘 자체가 LED에 의해 방출된 열을 축적하기에 피부 또는 피부 내는 과도한 열감을 느끼거나 화상이 발생할 수 있다. 이에 따라 근적외선의 LED 광량을 늘릴 수 없고 광 치료 효과가 떨어지게 되는 문제가 발생한다.

이와 같이 기존 개인용 치료기에서 야기되는 여러 문제점을 해소할 수 있도록 하는, LED 패드 및 이 LED 패드를 포함하는 개인용 치료기가 필요하다.

본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, LED 패드 자체에 유연성을 제공하여 용이하게 신체 부위에 밀착가능하도록 하며 외부 오염이나 외부 수분 등의 노출로부터 격리가능하고 나아가 LED 패드 내의 기판이나 기판 내에서의 회로의 단락(short circuit) 등의 문제를 해소할 수 있도록 하는, LED 패드 및 이 LED 패드를 포함하는 개인용 치료기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 근적외선 LED를 수용하는 케이스가 실리콘을 이용하여 일체로 결합되어 쉽게 분해되지 않고 LED 패드에 높은 유연성을 제공할 수 있도록 하는, LED 패드 및 이 LED 패드를 포함하는 개인용 치료기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 근적외선 LED로부터 발산되는 열을 분산하여 LED 패드의 온도가 균일하게 유지되도록 하여 밀착된 신체 부위의 화상을 방지하고 근적외선 LED의 광 출력을 높일 수 있도록 하는, LED 패드 및 이 LED 패드를 포함하는 개인용 치료기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 근적외선 LED로부터 발산되는 열을 밀착되는 피부 측에서도 제거할 수 있도록 하여 피부 측에서 느끼는 열감을 낮추고 광량을 높여 광치료 효과를 높일 수 있도록 하는, LED 패드 및 이 LED 패드를 포함하는 개인용 치료기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한, LED 패드는 하부 실리콘 케이스, 하부 실리콘 케이스에 결합되는 상부 실리콘 케이스 및 복수의 LED와 복수의 LED를 탑재한 연성 기판을 포함하여 하부 실리콘 케이스와 상부 실리콘 케이스의 결합으로 구성되는 실리콘 케이스 내에 위치하는 LED 모듈을 포함하며, 상부 실리콘 케이스는 하나의 LED와 하나의 LED에 인접하는 다른 LED 사이에 위치하는 홈을 포함한다.

또한 복수의 LED 각각은 한 방향으로 인접하는 LED와 지정된 간격을 가지고 다른 방향으로 인접하는 LED와 지정된 간격을 가지도록 연성 기판상에 위치하고, 상부 실리콘 케이스의 홈은 한 방향에만 위치하는 홈이거나 한 방향과 다른 방향에 위치하는 홈이다.

또한 LED 모듈의 연성 기판은 복수의 LED에 의해서 발산되는 열을 분산하고 복수의 LED가 탑재된 면과 반대되는 면에 형성되는 열전도층을 포함한다.

또한 연성 기판으로부터 상부 실리콘 케이스의 표면까지의 간격이 연성 기판으로부터 하부 실리콘 케이스의 표면까지의 간격보다 길도록 구성되고, LED 패드는 열전도층을 통해 하부 실리콘 케이스로 복수의 LED에 의해서 발산되는 열을 방출한다.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한, LED 패드를 포함하는 개인용 치료기는 LED 패드 및 LED 패드의 복수의 LED에 공급되는 전원을 제어하기 위한 제어기를 포함하고 LED 패드는 하부 실리콘 케이스, 하부 실리콘 케이스에 결합되는 상부 실리콘 케이스 및 복수의 LED와 복수의 LED를 탑재한 연성 기판을 포함하여 하부 실리콘 케이스와 상부 실리콘 케이스의 결합으로 구성되는 실리콘 케이스 내에 위치하는 LED 모듈을 포함하며, 상부 실리콘 케이스는 하나의 LED와 하나의 LED에 인접하는 다른 LED 사이에 위치하는 홈을 포함한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 LED 패드 및 이 LED 패드를 포함하는 개인용 치료기는 LED 패드 자체에 유연성을 제공하여 용이하게 신체 부위에 밀착가능하도록 하며 외부 오염이나 외부 수분 등의 노출로부터 격리가능하고 나아가 LED 패드 내의 기판이나 기판 내에서의 회로의 단락(short circuit) 등의 문제를 해소할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 상기와 같은 본 발명에 따른 LED 패드 및 이 LED 패드를 포함하는 개인용 치료기는 근적외선 LED를 수용하는 케이스가 실리콘을 이용하여 일체로 결합되어 쉽게 분해되지 않고 LED 패드에 높은 유연성을 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 상기와 같은 본 발명에 따른 LED 패드 및 이 LED 패드를 포함하는 개인용 치료기는 근적외선 LED로부터 발산되는 열을 분산하여 LED 패드의 온도가 균일하게 유지되도록 하여 밀착된 신체 부위의 화상을 방지하고 근적외선 LED의 광 출력을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 상기와 같은 본 발명에 따른 LED 패드 및 이 LED 패드를 포함하는 개인용 치료기는 근적외선 LED로부터 발산되는 열을 밀착되는 피부 측에서도 제거할 수 있도록 하여 피부 측에서 느끼는 열감을 낮추고 광량을 높여 광치료 효과를 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 개인용 치료기의 예시적인 구성도를 도시한 도면이다.
도 2는 LED 패드의 외관을 도시한 도면이다.
도 3은 LED 패드를 구성하는 구성 요소를 분해하여 도시한 도면이다.
도 4는 상부 실리콘 케이스의 예시적인 형태를 도시한 도면이다.
도 5는 LED 패드의 제조 공정 흐름을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 LED 패드의 일부 단면도를 도시한 도면이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술 되어 있는 상세한 설명을 통하여 더욱 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 개인용 치료기의 예시적인 구성도를 도시한 도면이다.

도 1에 따른 개인용 치료기는 LED 패드(100)와 제어기(200)(controller)를 포함하고 나아가 제어기(200)나 LED 패드(100)에 직류 전원을 공급하기 위한 전원 어댑터(300)를 더 포함할 수 있다.

개인용 치료기의 각 구성 요소를 간단히 살펴보면, LED 패드(100)는 제어기(200)에 연결되어 제어기(200)로부터 공급되는 직류 전원을 이용하여 LED 패드(100)에 포함되는 LED(122)를 발광할 수 있도록 구성된다.

LED 패드(100)는 복수의 LED(122)를 포함하여 LED(122)의 광을 출력하도록 구성되는 LED 모듈(120)과 LED 모듈(120)을 보호하고 외부로부터 격리시키기 위한 실리콘(Silicone) 재질로 구성된 실리콘 케이스(110)를 포함하여 구성된다.

그리고 LED 패드(100)는 주요 부품이 휘어질 수 있는 재질로 구성되어 개인용 치료기를 이용하는 사용자의 피부에 용이하게 밀착할 수 있고 이에 따라 다양한 피부 부위에 밀착하여 치료나 미용을 위해 이용될 수 있다.

LED 패드(100)에 대한 상세한 설명은 도 2 내지 도 4 및 도 6을 통해서 살펴보도록 한다.

제어기(200)는 LED 패드(100)를 제어할 수 있다. 이러한 제어기(200)는 케이스와 케이스 내에 포함된 보드에 탑재되는 마이컴(또는 프로세서, 이하 '마이컴'이라 한다)을 포함하여, LED 패드(100)에 공급되는 전원을 제어할 수 있다. 공급되는 전원은 LED 패드(100)와 제어기(200) 사이에 연결되는 전원 케이블을 통해 LED 패드(100)로 전달되고, 이에 따라 LED 패드(100)의 LED(122)를 구동할 수 있도록 한다.

이를 위해 마이컴은 케이스 상에 부착되는 버튼(예를 들어 On/Off 버튼)이나 볼륨 스위치의 입력을 수신하여 이 입력에 따라 전원 어댑터(300)를 통해 수신된 직류 전원 또는 이 직류 전원으로부터 변환된 직류 전원을 LED 패드(100)로 공급하거나 볼륨 스위치의 조절에 따라 LED(122)의 광량을 증감시킬 수 있다.

또한 마이컴은 LED(122) 광의 피부로의 과다 노출을 방지하기 위해서 내부 타이머를 하드웨어적으로 또는 소프트웨어적으로 구비하여, 직류 전원의 전송 시작 후에 이 타이머를 구동하여 미리 지정된 시간의 경과시에 공급되고 있는 직류 전원의 공급을 중단하도록 구성된다. 그리고 이 지정된 시간은 마이컴에 의해서 항상 고정(예를 들어 30분 등)되거나 케이스 상에 부착된 버튼 또는 딥 스위치 등에 의해서 변경될 수 있다.

이러한 직류 전원의 공급과 중단은 제어기(200)에 포함된 보드에 탑재되는 트랜지스터 등과 같은 스위치를 이용하여 구성될 수 있다.

전원 어댑터(300)는 전원 콘센트에 연결되어 교류 전원을 제어기(200) 또는 LED 패드(100)에 이용될 직류 전원으로 변환하고 변환된 직류 전원을 전원 케이블을 통해 제어기(200)로 공급한다.

이와 같이 변환되는 직류 전원은 LED 패드(100)의 LED(122)를 구동하거나 제어기(200)의 마이컴을 구동하기 위해서 이용되고 예를 들어 12 볼트에서 24 볼트 사이의 특정 전원 레벨의 전원일 수 있다.

그리고 LED 패드(100)는 독립적으로 이용되어 직접 신체의 피부 등에 밀착하여 이용될 수 있다. 또는 LED 패드(100)는 특정 신체 부위에 고정되도록 구성된 벨트에 고정(예를 들어 일명 찍찍이(화스너, Fastner) 등을 이용하여)될 수도 있다. 이러한 벨트는 예를 들어 허리, 발목, 팔목, 허벅지 등에 고정될 수 있고, 벨트에 고정되는 LED 패드(100)는 특정 신체 부위에 직접 밀착되어 해당 신체 부위에 근적외선 광을 방출할 수 있도록 구성된다.

도 2는 LED 패드(100)의 외관을 도시한 도면이다.

도 2를 통해 LED 패드(100)를 간단히 살펴보면, LED 패드(100)는 내부 부품을 보호하고 외부의 오염 물질이나 수분 등으로부터 격리하고 LED 패드(100)의 형상을 구성하기 위해 실리콘으로 된 케이스(110)로 형성된다.

이와 같은 LED 패드(100)의 신체 부위에 직접 밀착되는 전면(도 2의 (a) 참조) 케이스는 유색 또는 투명한 실리콘(도 2의 (a)에서는 유색으로 표현됨)으로 구성된다. 바람직하게는 광의 투과율을 높이기 위해서 전면 케이스는 투명 실리콘으로 구성된다. 만일 투명 실리콘으로 전면 케이스가 구성된 경우 LED 패드(100) 내의 LED(122)가 케이스 외부로 보여질 수 있다. 그리고 후면(도 2의 (b) 참조)의 케이스는 투명 또는 유색의 실리콘으로 구성된다.

한편 LED 패드(100)의 후면의 케이스(도 2의 (b) 참조)에는 둘 이상의 접착성 패드(130)가 이 후면의 케이스에 결합되어 있다. 접착성 패드(130)는 소위 찍찍이(화스너, Fastner) 테이프일 수 있다. 이러한 접착성 패드(130)의 개수와 LED 패드(100) 후면에서의 접착성 패드(130)의 결합 위치는 LED 패드(100)의 크기에 따라서 또는 LED 패드(100)가 고정되는 벨트의 형태에 따라서 1 개이거나 2 개를 초과할 수 있고 다양한 위치에 놓일 수 있다.

LED 패드(100)는 실리콘 케이스(110) 내에 복수의 LED(122)를 포함하는 LED 모듈(120)을 포함하고 LED 모듈(120)은 LED 모듈(120) 외부에 일체로 결합 된 실리콘 케이스(110)에 의해서 외부와는 완전히 차단되며 실리콘 케이스(110) 내부에서 보호되도록 구성된다. 이에 따라 외부 오염원의 유입으로부터 원천적으로 보호된다.

그리고 후면의 케이스(도 2의 (b) 참조)는 전원 커넥터 홈(112-1)이 형성되어 있는 데 전원 커넥터 홈(112-1)은 외부의 전원 케이블의 플러그에 연결되기 위한 전원 커넥터(123)를 수용할 수 있도록 한다.

도 3은, LED 패드(100)를 구성하는 구성 요소를 분해하여 도시한 도면이다. 도 3을 통해서 이 LED 패드(100)의 구성 요소를 살펴보면, LED 패드(100)는 실리콘 케이스(110)를 구성하는 하부 실리콘 케이스(112)(도 3의 (a) 참조)와 하부 실리콘 케이스(112)에 결합되는 상부 실리콘 케이스(111)(도 3의 (c) 참조) 및 상부 실리콘 케이스(111)와 하부 실리콘 케이스(112)의 결합으로 구성된 실리콘 케이스(110) 내부에 위치하는 LED 모듈(120)을 포함한다.

상부 실리콘 케이스(111)는 바람직하게는 투명하고 하부 실리콘 케이스(112)와 상부 실리콘 케이스(111)는 바람직하게는 화학적으로 결합된다.

하부 실리콘 케이스(112)는 투명하거나 또는 유색(예를 들어 흰색) 성분이 첨가된 실리콘을 그 재질(예를 들어 실리콘 고무)로 구성되고 사출 성형 등으로 전원 커넥터 홈(112-1)과 상부 실리콘 케이스(111)와 결합하여 LED 모듈(120)을 수용할 수 있도록 하부 실리콘 케이스(112)의 외곽을 통해 돌출되는 경계면(112-2)과 이 경계면(112-2)과 하부 실리콘 케이스(112)의 내부 바닥면으로 형성되는 LED 모듈 수용 공간(112-3)을 포함한다. 이러한 하부 실리콘 케이스(112)는 미리 성형(成形)될 수 있다.

LED 모듈(120)은 연성 기판(121)(Flexible PCB)과 연성 기판(121)에 탑재되거나 실장되는 복수의 LED(122)와 연성 기판(121)에 또한 탑재되거나 실장되는 전원 커넥터(123)를 포함하여 구성되고 상부 실리콘 케이스(111)와 하부 실리콘 케이스(112)의 결합으로(바람직하게는 동일한 구성 분자에 의한 화학적 결합)으로 구성되는 실리콘 케이스(110) 내에 위치하도록 구성된다.

여기서 본 발명에 따른 LED 모듈(120)의 각 구성요소에 대해서 좀 더 상세히 살펴보면, 연성 기판(121)은 하부 실리콘 케이스(112)의 내부 바닥면과 대면하는 열전도층(121-2)과 열전도층(121-2)과는 반대되는 연성 기판(121)상의 면에 위치하여 상부 실리콘 케이스(111)와 대면하는 반사층(121-1)을 포함하고, 연성 기판(121)은 복수의 LED(122)가 SMT(Surface Mounting Technology) 등을 통해 실장될 수 있다. 이에 따라 열전도층(121-2)은 복수의 LED(122)가 실장되는 면(즉 상부 실리콘 케이스(111) 측)과는 반대되는 면(즉 하부 실리콘 케이스(112) 측) 에 형성된다.

여기서 열전도층(121-2)은 복수의 LED(122) 각각이 전원 입력에 따라 발광함에 따라 발산되는 열을 분산할 수 있도록 구성되는 데, 이러한 열전도층(121-2)은 전도성을 가진 은, 동, 알루미늄 등과 같은 금속 물질일 수 있다. 열전도층(121-2)는 바람직하게는 연성 기판(121)의 PCB 패터닝시에 이용되는 동박일 수 있다. 혹은 이 열전도층(121-2)은 기존 제작되는 연성 기판(121)에 별도로 부착될 수 있고, 이때에는 이 열전도층(121-2)은 연성 기판(121)의 PCB 패터닝에 따른 동박 등과 절연되도록 구성될 수 있다.

그리고 이러한 동박은 전기적 신호를 전달할 수 있고, 이 동박 상에 전기적 신호를 전달하기 위한 PCB 패턴(Pattern)이 또한 형성될 수 있다. 이에 따라 열전도층(121-2)은 전원 커넥터(123)로부터 공급되는 전원 신호를 복수의 LED(122) 각각 또는 하나의 LED(122)로 전달하기 위한 PCB 패턴을 또한 포함할 수 있다.

그리고 전기적 신호의 전달을 위한 이 PCB 패턴을 제외한 동박(연성 기판(121)에서 제거되지 않고 남은 동박 부분) 또는 별도로 부착되는 동박은 본 발명에 따라, 열을 분산하기 위한 용도로 이용되어 진다. 그리고 연성 기판(121)에서 제거되지 않고 남아 열의 분산을 위한 전용의 동박 부분(또는 별도로 부착된 동박)과 PCB 패턴의 동박 부분(물론 이 부분 또한 열 분산 역할을 할 수 있음)은 절연되도록 구성된다.

이러한 열전도층(121-2)은 금속 특성으로 인해 LED(122) 각각에 의한 광 방출로 인해 야기되는 열을 LED(122)의 위치 주변으로 분산시키고 LED(122)에서의 온도를 낮추고 LED 패드(100)가 균일한 온도를 유지될 수 있도록 한다.

LED 패드(100)의 연성 기판(121)에 열전도층(121-2)을 형성함으로써, 기존의 LED 패드에 비해, LED(122)의 광 방출에 따른 LED(122) 위치에서의 온도를 낮추고 LED(122) 주변의 온도를 일정하게 유지하도록 하여, 밀착되는 피부에 더욱더 많은 광(예를 들어 전원 커넥터(123)로부터 입력되는 전원 레벨을 높이거나 전류를 높게 설정하는 등)을 방출할 수 있도록 하고 나아가 피부에 국지적인 화상을 미연에 방지할 수 있도록 하여 근적외선 등에 따르는 효과를 극대화할 수 있다.

그리고 열전도층(121-2)의 열의 분산을 위한 전용의 금속(동박) 부분은, 적어도 연성 기판(121)에 탑재되는 둘 이상의 LED(122)로 구성되는 영역 면적 이상의 크기로 이 둘 이상의 LED(122)에 대응하는 영역 상에 구성된다. 예를 들어 두 개의 LED(122)가 1 cm 간격으로 배치되고, 각 LED(122) 의 크기가 0.5cm * 0.5cm 인 경우에, 열의 분산을 위한 열전도층(121-2)은 적어도 1.5cm * 0.5 cm 이상으로 구성되어 LED(122) 간의 열을 주변으로 분산하고 온도가 일정하게 유지되도록 한다.

이러한 열전도층(121-2)의 열의 분산을 위한 전용의 금속 부분은, 바람직하게는 열전도층(121-2)에 포함될 수 있는 PCB 패턴과 이 PCB 패턴의 절연 부분을 제외한 연성 기판(121)의 모든 영역 상에 배치될 수 있다.

반사층(121-1)은 연성 기판(121) 상에서 열전도층(121-2)과는 반대되는 면에 형성되는 데, 반사층(121-1)은 예를 들어 투명한 상부 실리콘 케이스(111)를 통해 입사되는 광을 반사하고 상부 실리콘 케이스(111) 측의 연성 기판(121)의 표면상에 위치한다.

이러한 반사층(121-1)은 예를 들어 광의 반사도가 높은 백색 필름이거나 백색 페인트(또는 잉크)일 수 있다. 백색 필름은 연성 기판(121)의 표면에 접착되거나 백색 페인트(또는 잉크)가 연성 기판(121)의 표면에 도포될 수 있다. 그리고 반사층(121-1)은 적어도 LED(122)가 실장되는 위치들 외의 연성 기판(121)의 표면에 형성된다.

이와 같은 반사층(121-1)으로 인해서, LED(122)를 통해 방출되어 되반사된 근적외선 광을 소실없이 재반사하여 근적외선의 광이 매우 효율적으로 이용될 수 있도록 한다.

이상과 같은 연성 기판(121)에 형성되는 열전도층(121-2)과 반사층(121-1)으로 근적외선 광의 출력을 높일 수 있고 광을 효율적으로 활용될 수 있도록 한다. 이에 따라 동일한 전력 소비로 근적외선 광의 이용을 극대화하고 더 높은 근적외선 광 출력이 가능하여 근적외선에 따른 치료나 미용 효과를 극대화할 수 있다.

LED 모듈(120)에 포함되어 연성 기판(121)에 실장되는 복수의 LED(122)는 지정된 파장 대역의 광을 방출(또는 출력)하는 LED(122)로서 예를 들어 LED 생산 업체 등에서 제공되는 LED 패키지일 수 있다.

이러한 LED(122)는 근적외선, 가시광선, 자외선 등과 같은 파장 대역의 광을 방출하며 바람직하게는 근적외선을 방출하는 LED 패키지이다.

그리고 복수의 LED(122)는, 도 3의 (b)에서 알 수 있는 바와 같이, 일정한(지정된) 간격을 두고 연성 기판(121) 상에 탑재된다. 복수의 LED(122)는 연성 기판의 한 방향과 이 방향에 수직한 방향으로 일정한(지정된) 간격을 가지고 위치한다. 예를 들어 복수의 LED(122)는 연성 기판의 수직 방향으로 일정한 간격('제1 간격'이라고도 함)으로 복수 개가 위치하고 수평 방향으로 일정한 간격('제2 간격'이라고도 함)으로 복수 개가 위치한다. 제1 간격과 제2 간격은 동일하거나 설계 변형에 따라 다를 수 있다.

LED 모듈(120)에 포함되는 전원 커넥터(123)는 연성 기판(121)에 탑재되어 복수의 LED(122)로 전원을 공급한다. 전원 커넥터(123)는 전원 케이블의 플러그를 수용하기 위해 외부로 개방되는(또는 오픈되어 있는) 전원 연결구와, 이 전원 연결구를 통해 플러그와 결합되기 위한 접점(contact point)을 포함하여 접점을 통해서 공급되는 전원을 예를 들어 열전도층(121-2)이나 별도로 형성되는 PCB 패턴을 통해서 복수의 LED(122)로 전원을 공급한다.

이와 같은 전원 커넥터(123)는 표준화된 규격의 커넥터(connector)일 수 있고 예를 들어 전원과 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 USB(Universal Serial Bus)에서 정의된 커넥터일 수 있고 미니(mini) USB 커넥터 일 수 있다.

그리고 전원 커넥터(123)는 연성 기판(121)의 경계로부터 돌출되어 탑재되고 바람직하게는 하부 실리콘 케이스(112)에 형성되어 있는 경계면(112-2)의 두께만큼(예를 들어 2mm) 돌출되어 탑재된다. 이에 따라 전원 커넥터(123)와 실리콘 케이스(110)는 일체로서 결합될 수 있고 전원 커넥터(123)를 포함하는 LED 모듈(120)과 하부 실리콘 케이스(112)의 결합을 용이하게 할 수 있도록 한다.

다시 도 3을 살펴보면 도 3의 (c)는 상부 실리콘 케이스(111)를 도시한 도면이다.

상부 실리콘 케이스(111)는 액상 실리콘을 이용하여 사출 성형 등을 통해 성형되고 하부 실리콘 케이스(112)와 화학적으로 결합된다. 또한 상부 실리콘 케이스(111)는 LED 패드(100)의 휘어짐 등으로 인한 외부 충격으로부터 LED 모듈(120)의 구성 부품(예를 들어 LED(122)나 연성 기판(121))을 보호하도록 구성 부품의 경계를 따라 액상 실리콘이 채워지도록 성형된다.

이와 같은 상부 실리콘 케이스(111)는 동일한 구성 분자를 포함하는 하부 실리콘 케이스(112)와 경계면(112-2)을 따라 하부 실리콘 케이스(112)의 구성 분자와 화학적으로 결합되어 일체로 실리콘 케이스(110)를 형성한다. 그리고 상부 실리콘 케이스(111)는 광의 투과를 위해 바람직하게는 투명하게 구성된다.

이와 같이 상부 실리콘 케이스(111)와 하부 실리콘 케이스(112)는 일체로 결합되고 내부의 LED 모듈(120)의 연성 기판(121)과 함께 LED 패드(100)의 유연성을 극대화할 수 있고 LED 모듈(120) 자체가 실리콘 케이스(110)에 의해서 격리되어 각종 오염이나 수분으로부터 LED 모듈(120)이 보호되고 나아가 외부 충격 등을 통한 LED 모듈(120)의 단락이나 오픈 등의 문제를 줄일 수 있다.

그리고 상부 실리콘 케이스(111)는 LED 모듈(120)을 탑재한 하부 실리콘 케이스(112)에 금형기를 이용한 사출 성형 등을 통해서 형태가 성형되는 데 그 제조 공정에 대해서는 아래 도 5의 설명을 통해서 더욱더 상세히 살펴보도록 한다.

또한 상부 실리콘 케이스(111)는 신체에 밀착 가능하도록 구성되고 상부 실리콘 케이스(111)를 통해 LED 광이 신체의 피부에 출력된다. 상부 실리콘 케이스(111)는 도 3의 (c)에서 알 수 있는 바와 같이, 홈을 구비하고 있다. 이러한 홈은 적어도 복수의 LED(122) 중 하나의 LED(122)와 이 LED(122)에 인접하는 LED(122) 사이에 위치한다.

상부 실리콘 케이스(111)에 포함되는 홈은 다양한 형태로 성형될 수 있다. 도 4는 상부 실리콘 케이스의 예시적인 형태들을 도시한 도면이다. 도 4의 (a)는 홈의 전체 형태가 격자 모양으로 구성된 예를 도시한 도면이고 도 4의 (b)는 홈의 전체 형태가 한 방향으로 구성된 도랑 모양으로 구성된 예를 도시한 도면이다.

도 4의 (a)에서 알 수 있는 바와 같이, 복수의 LED(122)가 각각 위치하는 영역 사이사이에는 홈이 존재한다. 도 4의 (a)의 상부 실리콘 케이스(111)는 연성 기판(121)(또는 LED 패드(100))의 수직 방향 및 수평 방향으로 복수의 LED(122) 각각과 인접하는 LED(122) 사이에 홈이 구성되어 있는 예시적인 형태를 나타낸다. 또한 도 4의 (b)의 상부 실리콘 케이스(111)는 연성 기판(121)의 한 방향(수평 방향)으로 복수의 LED(122) 각각과 인접하는 LED(122) 사이에 홈이 구성되어 있는 예시적인 형태를 나타낸다.

도 4의 (a) 및 (b)에서 알 수 있는 바와 같이 상부 실리콘 케이스(111)는 신체 즉 피부에 직접 밀착되고 LED 패드(100)는 상부 실리콘 케이스(111)에 포함된 홈을 통해서 LED(122)의 발광에 따라 야기되는 열을 방출할 수 있는 통로를 제공한다. 이와 같은 상부 실리콘 케이스(111)의 구조에 따라 신체 즉 피부에 밀착 가능하면서도 피부 측으로 직접 전달될 수 있는 LED(122)의 열이 빠져나갈 수 있는 통로를 제공한다. 이로 인해 피부에서 느끼는 열감을 낮출 수 있고 기존 알려진 개인용 치료기에 비해 상대적으로 더 많은 광량을 방출할 수 있다.

도 5는 LED 패드(100)의 제조 공정 흐름을 도시한 도면이다.

LED 패드(100)를 제작하기 위해 먼저 단계 S110에서 LED 모듈(120)을 준비한다. 이러한 LED 모듈(120)의 준비 단계는, 열전도층(121-2)과 반사층(121-1)을 포함하고 회로가 구성된 연성 기판(121)을 제작하고 이 연성 기판(121)상에 복수의 LED(122)와 전원 커넥터(123)를 실장하여 이루어질 수 있다.

LED 모듈(120)에 포함되는 전원 커넥터(123)는 전원 케이블의 플러그를 수용하기 위해 외부로 개방되는 전원 연결구나 전원 커넥터(123)의 형태나 구조 등에 따른 각종 홀(hole) 등을 포함할 수 있는 데, 이 전원 연결구나 각종 홀들은 사출 성형 등을 통한 액상 실리콘의 유입을 방지될 필요가 있다. 만일 이 실리콘이 전원 연결구나 홀 등에 유입되는 경우 전원 커넥터(123)의 기능이 발휘될 수 없고 제품 품질의 저하를 야기할 수 있다.

이를 위해, 단계 120에서, 액상 실리콘(예를 들어 투명한 액상 실리콘, 이하 액상 실리콘이 투명한 것으로 가정하여 설명함.)이 전원 커넥터(123) 내로 유입되거나 스며드는 것을 방지하기 위해 전원 연결구나 전원 커넥터(123)의 그 외 개방된 부분(홀 등)에 특정 물질을 부가한다.

예를 들어 고 점성의 실리콘이나 접착 테이프 또는 유입 방지 용도의 특정 물질을 이 홀 등에 삽입하거나 접착하여 이 홀 등으로 성형시 투명한 액상 실리콘의 유입을 방지하고, 전원 연결구에 플러그의 형상으로 된 물질(전원 케이블의 플러그 형상으로 미리 사출된 금속 물질(예를 들어 황동계열의 신주)이나 투명한 액상 실리콘의 성형시 변형되지 않는 물질)을 삽입하여 이 전원 연결구로 투명한 액상 실리콘의 유입을 방지할 수 있다.

이후 단계 S130에서, 미리 성형되어 제작된 투명 또는 유색(예를 들어 흰색이나 오렌지 색 등)의 하부 실리콘 케이스(112)에 전원 커넥터 홈(112-1)과 LED 모듈 수용 공간(112-3)을 이용하여 LED 모듈(120)을 탑재한다. 이러한 LED 모듈(120)은 복수의 LED(122)와 전원 커넥터(123)와 이 복수의 LED(122)와 전원 커넥터(123)를 탑재한 연성 기판(121)을 포함한다. 이러한 탑재 과정은 연성 기판(121)의 경계로부터 하부 실리콘 케이스(112)의 경계면(112-2)의 두께만큼 돌출된 전원 커넥터(123)를 이용하여 용이하게 탑재될 수 있다.

이러한 단계 S130은 사출 성형 등을 위한 금형기 상에서 이루어질 수 있다.

이후 단계 140에서, LED 모듈(120)이 탑재된 하부 실리콘 케이스(112)에 투명한 액상 실리콘을 투입하여 상부 실리콘 케이스(111)를 성형한다.

하부 실리콘 케이스(112)도 실리콘 재질로 구성되어 있고, 상부 실리콘 케이스(111) 또한 실리콘 재질로 구성된다. 이 단계 S140에서, 투명한 액상 실리콘에 노출되는 하부 실리콘 케이스(112)의 부분들(예를 들어 경계면(112-2) 등)은 투명한 액상 실리콘과 동일한 구성 분자를 이용하여 화학적으로 결합되어 결합력이 높고 쉽게 분리되지 않는 일체의 실리콘 케이스(110)를 형성하도록 한다.

이에 따라, 단계 S140은, 적외도 하부 실리콘 케이스(112)의 경계면(112-2)을 따라 투명한 액상 실리콘과 화학적으로 결합될 수 있도록 하고, 그 외 LED 모듈(120)의 연성 기판(121)과 복수의 LED(122)로 투명한 액상 실리콘이 투입되어 충진제(filler) 또는 외부 충격을 완화시킬 수 있는 완충제로서의 역할을 수행할 수 있도록 한다.

그리고 단계 S140에서 투명한 액상 실리콘은 경화 작용 등을 통해서 성형이 완성되고 내부의 LED 모듈(120)은 외부와 완전히 격리되어 밀봉된다. 그리고 상부 실리콘 케이스(111)는 도 4의 (a)나 (b)와 같은 홈을 포함하도록 성형된다.

이후 단계 S150에서, 금형기를 통해 경화 작용의 완료로 성형이 완료되면 전원 연결부에 부가된 물질을 제거하여, LED 패드(100)의 제조를 완료할 수 있다.

여기서, 전원 커넥터의 홀들에 부가된 물질은 이 부가된 물질의 특성에 따라서 제거되지 않을 수도 있다.

이와 같이 제조되는 LED 패드(100)는 실리콘 케이스(110)가 LED 모듈(120) 전체를 완전히 외부로부터 보호할 수 있도록 구성되고 화학적 결합 작용에 의해서 실리콘 케이스(110)를 형성할 수 있도록 구성되어 앞서 살펴본 여러 장점을 가진 LED 패드(100)를 사용자에게 제공할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 LED 패드(100)의 일부 단면도를 도시한 도면이다. 도 6의 LED 패드(100)는 도 5의 제조 공정에 따라 생산될 수 있다. 이러한 단면도는 도 2의 A-A선 단면도로서, 상부 실리콘 케이스(111)의 전면에서 하부 실리콘 케이스(112)의 후면 방향으로 절단하여 형성된 도면이다.

도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 하부 실리콘 케이스(112)의 경계면(112-2)과 이 경계면(112-2)에서 확장되어 LED 모듈 수용 공간(112-3)을 형성하는 하부 실리콘 케이스(112)의 면은 금형기를 통한 성형시에 투명한 액상 실리콘에 노출되고 액상 실리콘과 화학적으로 결합하여 LED 모듈(120)의 외곽의 실리콘이 하나의 케이스를 형성한다.

또한 연성 기판(121)상의 LED(122)와 LED(122) 사이 또는 경계면(112-2) 사이의 공간은 상부 실리콘 케이스(111)의 액상 실리콘으로 채워져서 충진제 또는 완충제로 기능을 발휘할 수 있도록 구성된다.

이에 따라 LED 패드(100)의 유연성을 극대화하고 외부 오염을 방지하고 충격을 완화할 수 있고 견고한 개인용 치료기를 제공할 수 있도록 한다.

또한 도 6에서 알 수 있는 바와 같이 LED 패드(100)의 상부 실리콘 케이스(111)는 LED(122) 사이에 홈을 가지도록 성형된다.

보다 효율적인 열 방출 구조를 제공하기 위해 LED 패드(100)의 연성 기판(121)으로부터 상부 실리콘 케이스(111)의 표면까지의 간격(두께)은 연성 기판(121)으로부터 하부 실리콘 케이스(112)의 표면까지의 간격보다 길(두껍)도록 구성된다.

예를 들어 연성 기판(121)으로부터 상부 실리콘 케이스(111)까지의 두께는 3 mm에서 4 mm 사이로 구성될 수 있고 연성 기판(121)으로부터 하부 실리콘 케이스(112)까지의 두께는 1mm에서 2 mm 사이로 구성될 수 있다.

이러한 LED 패드(100)의 구성 형태로 인해서, 피부로 방출되는 열의 양보다 피부 반대편으로 방출되는 열의 양을 증대시킬 수 있어 효율적인 LED 광의 방출과 열의 발산이 가능하다. 더욱이 LED 패드(100)는 연성 기판(121)의 열전도층(121-2)을 통해 하부 실리콘 케이스(112)로 복수의 LED에 의해서 발산되는 열을 상부 실리콘 케이스(111)로 방출되는 열보다 더 많이 방출할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

100 : LED 패드
110 : 실리콘 케이스
111 : 상부 실리콘 케이스 112 : 하부 실리콘 케이스
112-1 : 전원 커넥터 홈 112-2 : 경계면
112-3 : LED 모듈 수용 공간
120 : LED 모듈
121 : 연성 기판
121-1 : 반사층 121-2 : 열전도층
122 : LED 123 : 전원 커넥터
130 : 접착성 패드
200 : 제어기 300 : 전원 어댑터

Claims

하부 실리콘 케이스;
상기 하부 실리콘 케이스에 결합되는 상부 실리콘 케이스; 및
복수의 LED 그룹과 상기 복수의 LED 그룹을 탑재한 연성 기판을 포함하여 상기 하부 실리콘 케이스와 상기 상부 실리콘 케이스의 결합으로 구성되는 실리콘 케이스 내에 위치하는 LED 모듈;을 포함하며,
상기 복수의 LED 그룹 각각은 상기 LED 모듈에서 한 방향으로 위치하는 복수 개의 근적외선 LED를 포함하고,
상기 복수의 LED 그룹은 제1 그룹, 제2 그룹 및 제3 그룹을 포함하고,
상기 상부 실리콘 케이스는 상기 제1 그룹과 인접하는 상기 제2 그룹 사이와 상기 제2 그룹과 상기 제2 그룹에 인접하는 제3 그룹 사이의 위치에 홈을 포함하는,
LED 패드.
제1항에 있어서,
상기 상부 실리콘 케이스는 투명한 실리콘 재질로 구성되고 상기 하부 실리콘 케이스는 유색의 실리콘 재질로 구성되고, 상기 상부 실리콘 케이스는 상기 하부 실리콘 케이스의 경계면을 따라 상기 하부 실리콘 케이스의 실리콘 재질의 구성 분자와 화학적으로 결합되고,
상기 상부 실리콘 케이스는 상기 제1 그룹, 제2 그룹 및 제3 그룹 각각의 하나의 근적외선 LED와 인접하는 다른 하나의 근적외선 LED 사이의 위치에 홈을 더 포함하는,
LED 패드.
제1항에 있어서,
상기 LED 모듈의 연성 기판은 상기 복수의 LED 그룹에 의해서 발산되는 열을 분산하고 상기 복수의 LED 그룹이 탑재된 면과 반대되는 면에 형성되는 열전도층을 포함하는,
LED 패드.
제3항에 있어서,
상기 연성 기판으로부터 상기 상부 실리콘 케이스의 표면까지의 간격이 상기 연성 기판으로부터 상기 하부 실리콘 케이스의 표면까지의 간격보다 길도록 구성되고,
상기 LED 패드는 상기 열전도층을 통해 상기 하부 실리콘 케이스로 상기 복수의 LED 그룹에 의해서 발산되는 열을 방출하는,
LED 패드.
LED 패드를 포함하는 개인용 치료기로서,
제1항에 따른, LED 패드; 및
상기 LED 패드의 복수의 LED 그룹에 공급되는 전원을 제어하기 위한 제어기;를 포함하는,
개인용 치료기.