KR102024073B1 - 휴대용 초음파 자극기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 초음파 자극기에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 초음파 자극기는, 사용자가 쥐는 몸체부와 초음파 트랜스듀서 결합부를 구비하는 하우징; 상기 초음파 트랜스듀서 결합부에 구비되어, 진동을 통해 피부로 초음파를 출력하는 초음파 트랜스듀서; 상기 초음파 트랜스듀서에 특정한 주파수의 전류를 제공함에 따라 출력되는 초음파를 특정한 주파수로 설정하는 제어부; 상기 몸체부 내에 구비된 배터리; 및 상기 하우징의 일측에 구비되는 충전단자;를 포함하고, 상기 제어부는 특정한 전체 출력시간 동안 전류의 주파수를 조절하여 저주파수 초음파와 고주파수 초음파를 번갈아 제공하는 것을 특징으로 하고,상기 전체 출력시간은, 고주파수 초음파를 제공되는 제1출력시간과 저주파수 초음파를 제공하는 제2출력시간을 포함한다.

Description

휴대용 초음파 자극기 {MOBILE ULTRASONIC STIMULATION APPARATUS}

본 발명은 휴대용 초음파 자극기에 관한 것으로, 보다 자세하게는 초음파의 주파수를 조절하여 피부 자극하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 피부의 관리 상태는 외모에 있어서 중요한 요소가 되므로 여성들의 경우 피부 관리에 막대한 관심을 두고 있으며, 최근에는 남성들 사이에서도 피부 관리에 대한 관심이 커지고 있다.

한편, 피부 관리를 위한 수단으로 각종 화장품이 이용되고 있으며, 피부 마사지 또한 피부 관리의 한 수단이 되고 있다. 이때, 피부 관리 마사지는 본인이 직접 수작업으로 행할 수도 있으나 본인이 직접 행할 수 있는 피부 마사지는 기초적인 것에 불과하므로 최근 많은 사람이 다양한 방식의 피부 마사지기 및 피부 치료기를 이용하는 전문 병원이나 전문 업소를 찾아 피부관리 마사지를 받고 있다.

이와 같이 피부 전문 병원이나 피부 마사지 전문 업소를 찾아 마사지를 받는 경우 다양한 피부 마사지 및 피부 치료기기를 통해 여러 종류의 피부 마사지를 받을 수 있어 본인이 직접 수작업으로 피부 마사지를 행하는 것에 비해 만족할 만한 효과를 얻을 수 있게 된다.

그러나 피부 전문 병원이나 피부 마사지 전문 업소를 찾아 피부 마사지를 받는 경우 왕래에 상당한 시간이 소요되는 문제가 있었고, 비용상의 부담이 따르게 되는 문제가 있었다.

상기의 문제를 해소하고자, 최근 사용자 본인이 간편하게 사용할 수 있는 다양한 종류의 피부 마사지기가 제안된 바 있다. 사용자 본인이 간편하게 사용할 수 있는 피부 마사지기는 본인이 수작업으로 피부 마사지를 행하는 것에 비해 효과가 탁월할 뿐만 아니라 피부 전문 병원이나 피부 마사지 전문 업소의 방문에 따른 시간 소요 및 비용 부담을 덜 수 있는 것이어서 빠르게 보급되고 있는 실정이다.

한편, 초음파는 인간이 들을 수 없을 정도로 빠르게 진동하는 음으로서 공학적으로는 1초 동안에 2만회 이상 진동하는 음을 말하는 것이며, 본질적으로는 가청범위의 음파와 성질이 같으나 파장이 짧기 때문에 상당히 강한 진동이 생기고 물질을 흔드는 힘이 강한 특성이 있으며, 이러한 초음파는 소리의 성질 외에 전파나 빛의 성질을 같이 가지고 있다. 상기한 초음파는 초음파 세척기나 초음파 가습기, 어군탐지기, 초음파 용접, 초음파 단층 진단, 초음파 진단기구 등의 다양한 분야에 이용되고 있으며, 특히 초음파를 인체에 전도시키면 수 cm의 깊이(4~5cm)까지 도달하며 그 영향은 마사지와 같은 치료효과를 보이므로 의료용인 물리치료요법의 하나로 관절염, 류마티즘, 요통, 외상후 동통, 신경통 등의 치료에 쓰이는 초음파 치료기에도 응용되며 이러한 초음파의 주파수를 낮추면 피부미용을 위한 소프트한 초음파를 발생하게 되므로 이를 미용에 활용한 것이 초음파 피부 마사지기이다.

상기의 초음파 피부 마사지기의 원리는 피부에 최적의 소프트한 초음파(그 진동을 피부로 느낄 수 없지만 대단히 빠른 진도 100만Hz)를 피부에 조사하면 초음파가 작용하여 피부표면이나 피하 4 ~ 5cm 에 까지 혈관, 세포, 림프관에 순간적인 압력변동을 가하여 고속으로 마사지하는 마사지작용을 하며, 땀구멍 심부의 불순물을 제거하는 세정작용과 동시에 피부 깊은 곳을 데워서 혈액이나 림프의 흐름을 촉진하는 온열작용 등으로 피부조직의 대사촉진에 의하여 피부를 활성화시키는 것으로서, 일반적으로 금속 케이스로 된 프로부 헤드에 세라믹 초음파 진동소자(진동탐촉자)를 직접 부착하고 설정된 일정시간 동안 일정 주파수의 초음파를 인가시켜 발진출력하여 진동으로 변환하여 인체의 전신몸체나 얼굴 피부의 치료나 미용에 적용하도록 되어 있다.

그러나, 한 개의 세라믹 초음파 진동소자를 사용하는 종래의 피부 마사지기 및 피부 치료기는 여러종류의 주파수대 초음파 중에서 하나의 주파수대 초음파만이 방출되므로 다양한 피부 마사지 효과를 얻기 위해서는 여러 종류의 피부 마사지기 및 피부 치료기를 마련해야 하는 문제가 있었다.

또한, 초음파는 주파수에 따라 피부 내부에 침투하는 깊이가 상이하거나 피부에 미치는 영향에 차이가 있을 수 있다. 따라서, 초음파를 이용한 피부 타이트닝 효과를 높이기 위해 여러 주파수의 초음파를 이용할 필요가 있다.

본 발명은 피부 내 온도 상승효과가 높은 저주파수 초음파와 피부 내의 노화방지물질 생성을 유도하는 고주파수 초음파를 번갈아 출력함에 따라, 높은 피부 타이트닝 효과를 제공하는, 휴대용 초음파 자극기를 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 초음파 자극기는, 사용자가 쥐는 몸체부와 초음파 트랜스듀서 결합부를 구비하는 하우징; 상기 초음파 트랜스듀서 결합부에 구비되어, 진동을 통해 피부로 초음파를 출력하는 초음파 트랜스듀서; 상기 초음파 트랜스듀서에 특정한 주파수의 전류를 제공함에 따라 출력되는 초음파를 특정한 주파수로 설정하고, 특정한 전체 출력시간 동안 전류의 주파수를 조절하여 저주파수 초음파와 고주파수 초음파를 번갈아 제공하는 제어부; 상기 몸체부 내에 구비된 배터리; 상기 하우징의 일측에 구비되는 충전단자; 및 초음파 자극기의 움직임을 측정하는 모션센서;를 포함하고, 상기 제어부는 특정한 전체 출력시간 동안 전류의 주파수를 조절하여 저주파수 초음파와 고주파수 초음파를 번갈아 제공하는 것을 특징으로 하고, 상기 전체 출력시간은, 고주파수 초음파로 제공되는 제1출력시간과 저주파수 초음파로 제공되는 제2출력시간을 포함하고, 상기 제어부는, 사용자의 피부 특성 및 사용 목적을 고려하여 제1출력시간과 제2출력시간의 비율을 설정하고, 사용자가 치료 또는 케어하고자 하는 피부 영역을 초음파를 출력하면서 문지르는 경우, 해당 피부 영역의 전체 면적을 특정 온도 이상으로 높일 수 있는 시간길이를 전체 출력시간으로 설정하고, 상기 전체 출력시간 내에 포함된 하나 이상의 제2출력시간 동안의 저주파수 초음파에 의한 온도 상승과 하나 이상의 제1출력시간 동안의 고주파수 초음파에 의한 온도 상승을 함께 고려하여, 타이트닝 효과에 도달할 수 있는 전체 출력시간을 설정하고, 상기 모션센서의 센싱 결과를 토대로 사용자의 해당 피부영역 전체가 골고루 문질러졌는지 판단한다.

또한, 다른 일실시예로, 상기 저주파수 초음파는 1MHz 미만이고, 상기 고주파수 초음파는 1MHz 이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 다른 일실시예로, 상기 고주파수 초음파가 제공됨에 따라 피부 내에 피부 노화 방지 물질의 생성을 촉진하며, 피부 노화 촉진 물질의 생성을 억제하고, 상기 저주파수 초음파가 제공됨에 따라 피부층의 온도 상승 효과를 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 다른 일실시예로, 상기 제어부는, 상기 고주파수 초음파가 진피층까지 침투되는 전류 세기를 상기 초음파 트랜스듀서에 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 다른 일실시예로, 상기 전체 출력시간은 상기 제2출력시간의 총합이 상기 제1출력시간의 총합보다 길게 설정되고, 상기 초음파 트랜스듀서는 저주파수 초음파에서 최대 효율을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 다른 일실시예로, 상기 초음파 트랜스듀서는, 상기 초음파 트랜스듀서 결합부에 교체 결합되어, 피부에 출력되는 초음파 유형이 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 다른 일실시예로, 상기 초음파 트랜스듀서는, 점 집속형, 선 집속형 및 평면형 중에서 선택되는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 하나의 초음파 자극기를 이용하여 다양한 주파수의 초음파를 출력할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 고주파수 초음파와 저주파수 초음파를 번갈아 제공함에 따라 피부 타이트닝 효과를 높일 수 있다. 즉, 피부 온도 상승이 효율이 높은 저주파수 초음파와 피부 노화 관련 물질의 생성을 조절하는 고주파수 초음파를 피부 치료 과정에서 번갈아 제공하여 전체 치료시간 동안 두가지 초음파에 의한 효과를 모두 제공하여 피부 타이트닝 효과를 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 초음파 트랜스듀서의 임피던스에 상관없이 교체하여 사용할 수 있으므로, 특정한 트랜스듀서의 생산 시에 임피던스가 원하는 범위 내에 해당하는 지 확인할 필요가 없으며, 임피던스가 상이한 다양한 유형의 트랜스듀서를 결합하여 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 초음파 자극기의 외형도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 초음파 자극기의 내부 구성도이다.
도 3은 초음파의 주파수에 따른 50%의 에너지가 도달하는 피부 내부 깊이에 대한 예시도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 대한 휴대용 초음파 자극기에 대한 상세한 설명을 기재한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 초음파 자극기(1)의 외형도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 초음파 자극기(1)의 내부 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 휴대용 초음파 자극기(1)는, 본체 하우징(10); 초음파 트랜스듀서(21); 제어부(30); 배터리(40); 및 충전단자(50)의 전부 또는 일부를 포함한다. 이하, 각 구성에 대한 상세한 설명을 기재한다.

본체 하우징(10)(housing)은 내부에 구성을 포함하는 역할을 수행한다. 일실시예로, 본체 하우징(10)은 몸체부와 초음파 트랜스듀서 결합부(11)를 포함한다. 도 1에서와 같이, 상기 몸체부는 사용자가 쥐는 부분으로, 내부에 후술되는 제어부(30), 배터리(40) 등을 포함한다. 상기 초음파 트랜스듀서 결합부(11)는 후술되는 초음파 트랜스듀서(21)가 결합되는 부분이다. 하우징은 이외에도 사용자가 쥐고 피부에 초음파를 제공하기 용이한 형상으로 제작될 수 있다.

상기 초음파 트랜스듀서(21)는 상기 초음파 트랜스듀서 결합부(11)에 구비되어, 진동을 통해 피부로 초음파를 출력하는 역할을 수행한다. 즉, 초음파 트랜스듀서(21)는 후술되는 제어부(30)에 의해 제공되는 전류에 의해 진동하는 세락믹 소재의 소자이다.

또한, 다른 일실시예로, 상기 초음파 트랜스듀서(21)는, 상기 초음파 트랜스듀서 결합부(11)에 교체 결합되어, 피부에 출력되는 초음파 유형이 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 초음파 트랜스듀서(21)는, 점 집속형, 선 집속형 및 평면형 등을 가질 수 있고, 시술 상황에 따라 적절한 유형의 초음파 방식을 피부에 제공할 수 있다.

예를 들어, 평면형 초음파 트랜스듀서(21)는 초음파 발생부(20) 내부에 포함되고, 도 1에서와 같이, 초음파 발생부(20)의 평편한 전체 표면이 피부에 바로 접촉되는 형태가 될 수 있다. 즉, 평면형 초음파 트랜스듀서(21)는 진동하여 집속되지 않는 형태의 초음파를 초음파 발생부(20) 외부로 출력하여, 초음파 발생부(20)에 접촉된 피부 내부로 바로 제공된다.

또한, 예를 들어, 점 집속형 또는 선 집속형 초음파 트랜스듀서(21)는 초음파 발생부(20) 내부에 단면이 특정한 곡률을 가지는 형태로 구비될 수 있다. 즉, 점 집속형 트랜스듀서는 하나의 초점을 향하여 초음파가 조사되도록 형성되고, 선 집속형 트랜스듀서는 하나의 선 상의 각 지점에 초음파가 조사되도록 형성된다. 예를 들어, 점 집속형 트랜스듀서의 단면 구조는 오목한(Concave) 형상(예를 들어, 반구형상)을 가지고 있어, 발생된 초음파는 트랜스듀서의 곡률에 따른 오목한 중심점으로 집속될 수 있다. 또한, 예를 들어, 선 집속형 트랜스듀서는 원통이 절단된 형태로 제작되어, 단면구조가 오목한(Concave) 형상을 가질 수 있다. 이를 통해, 선 집속형 트랜스듀서는 단면의 중심점인 선 상의 특정한 지점에 초음파를 집속시킬 수 있다.

점 집속형 또는 선 집속형 초음파 트랜스듀서(21)는 집속점을 피부의 특정한 깊이 내부에 형성한다. 즉, 점 집속형 또는 선 집속형 초음파 트랜스듀서(21)는 트랜스듀서 단면 곡률에 따른 원의 반지름과 피부면으로부터 트랜스듀서의 가장 원점까지의 거리의 차에 해당하는 깊이에 집속된다. 이에 따라, 점 집속형 또는 선 집속형 초음파 트랜스듀서(21)를 포함하는 초음파발생부는 피부 내부에 집속되는 깊이에 따라 교체 가능한 카트리지 형태로 제작될 수 있다.

또한, 점 집속형 또는 선 집속형 초음파 트랜스듀서(21)는 카트리지 형태로 제작됨에 따라, 카트리지 하우징; 음향액체; 및 음향창을 포함한다.

상기 음향액체는 카트리지 하우징의 내부 공간을 채우는 역할을 한다. 즉, 음향액체는, 초음파 트랜스듀서(21)에서 발생된 초음파가 시술대상자의 피부조직 내부로 전달하는 매질로 작용한다. 음향 액체는 탈기수인 것이 바람직하다.

상기 음향창은 카트리지 하우징 내부에 음향액체가 밀폐되도록 하며, 점 집속형 또는 선 접속형 트랜스듀서에서 제공되는 초음파가 피부로 제공되는 경로로 역할한다. 즉, 상기 음향창은 초음파 트랜스듀서(21)와 정렬된 출력면을 갖도록 형성된다. 또한, 상기 음향창은 피부와 완전히 접촉됨에 따라 초음파 트랜스듀서(21)에서 제공되는 초음파가 음향액체를 진행한 후 바로 피부로 진행할 수 있도록 하는 역할을 한다.

초음파 발생부(20) 내의 초음파 트랜스듀서(21)는 세라믹 특성(즉, 재질), 트랜스듀서 외형, 트랜스듀서 두께, 트랜스듀서에 제공되는 주파수 등에 의해 상이한 임피던스를 가지게 된다. 초음파 트랜스듀서(21)의 종류가 변경되는 경우, 본체 하우징(10)에 결합된 초음파 트랜스듀서(21)는 후술되는 제어부(30)에 의해 자체 임피던스와 무관하게 구동될 수 있다.

또한, 다른 일실시예로, 상기 초음파 트랜스듀서(21)는 저주파수 초음파에서 최대 효율을 가지는 것일 수 있다. 초음파 트랜스듀서(21)는 세라믹 특성에 의해 최대 효율을 가지는 주파수가 다를 수 있다. 즉, 특정한 트랜스듀서는 넓은 주파수 범위 내의 초음파를 출력할 수 있으나, 각 주파수의 초음파를 출력하는 효율에 차이가 있게 된다. 후술되는 바와 같이, 제어부(30)가 초음파 트랜스듀서(21)에서 고주파수 초음파와 저주파수 초음파를 출력하는 고주파 펄스를 제공하는 경우, 피부 내 온도 상승 효과가 좋은 저주파수 초음파가 높은 전력효율로 피부 내에 제공되는 것이 빠른 시간 내에 피부 내부를 원하는 온도까지 상승시킬 수 있으므로, 초음파 자극기(1)는 저주파수 초음파를 출력하기 위한 고주파 펄스에 대해 높은 출력효율을 가지는 트랜스 듀서가 구비될 수 있다. 이를 통해, 휴대용 초음파 자극기(1)는 원하는 온도 상승 효과를 짧은 시간 내에 제공할 수 있다.

상기 제어부(30)는, 상기 초음파 트랜스듀서(21)에 특정한 주파수의 전류를 제공함에 따라 출력되는 초음파를 특정한 주파수로 설정하는 역할을 수행한다. 즉, 제어부(30)는 초음파 트랜스듀서(21)에 특정한 고주파 펄스를 제공하는 역할을 수행한다.

상기 제어부(30)는 고주파수 초음파 또는 저주파수 초음파를 제공하기 위한 고주파 펄스를 초음파 트랜스듀서(21)에 전달한다. 예를 들어, 상기 저주파수 초음파는 1MHz 미만이고, 상기 고주파수 초음파는 1MHz 이상일 수 있다. 특히, 고주파수 초음파는 주파수가 높아질수록 피부 노화 관련 물질의 생성을 제어하는 효과가 높아지므로, 후술되는 바와 같이, 10MHz 이상으로 이용될 수 있다.

저주파수 초음파는 피부의 온도를 상승시키는 역할을 한다. 피부 타이트닝(tightening)과 같은 효과를 내기 위해서는 피부 내부가 특정 온도 이상으로 높아져야 하고, 고주파수 초음파에 비해 온도를 상승시키는 효과가 좋은 저주파수 초음파를 피부 온도 상승을 위해 사용한다. 또한, 저주파수 초음파는 고주파 초음파에 비해 동일한 에너지 조건에서 깊은 위치까지 침투가 가능하므로, 초음파에 의한 효과가 제공되어야 하는 진피층 전반 또는 SMAS(Superficial Musculo-aponeurotic System)층의 온도를 높일 수 있다.

고주파수 초음파는 피부 노화 관련 물질의 생성을 조절하는 역할을 수행한다. 상기 피부 노화 관련 물질은 세포외 기질에 해당하는 물질로서, 피부 노화를 촉진시키는 피부 노화 촉진 물질과 피부 노화를 방지하는 피부 노화 방지 물질이 포함된다. 고주파수 초음파는 피부 세포를 자극함에 따라 피부 노화 촉진 물질을 생성을 낮추고, 피부 노화 방지 물질의 생성을 촉진하는 역할을 수행한다. 고주파수 초음파는 주파수가 높아질수록 피부 세포를 전반적으로 자극함에 따라 피부 노화 촉진 물질을 감소시키고 피부 노화 방지 물질을 증가시키는 효과가 높아진다. 예를 들어, 도 3에서와 같이, 10MHz 이상의 고주파수 초음파는 50%의 에너지만 0.3cm 깊이 이후의 진피층으로 전달되어 진피층 전체 깊이에 에너지를 효율적으로 전달하지는 못하나, 진피층에 제공됨에 따라 피부 노화 방지 물질을 생성한다.구체적으로, 세포외 기질(Extracellular matrix; ECM)은 피부 노화와 관련된 MMPs(Matrix Metalloproteinases: 기질금속단백질가수분해 효소), HSPs(Heat Shock Proteins: 열 충격 단백질)등을 포함한다.

상기 MMPs는 피부 노화 촉진 물질에 해당된다. MMPs는 펩타이드 분해 효소로서, 세포 외의 모든 단백질을 분해하는 역할 등을 한다. MMPs의 지속적인 이상 증식(특히, 젤라틴 분해 효소인 MMP-2의 지속적인 활성)은 기저막(basal membrane)의 주된 구성 성분인 4형 콜라겐(Type IV Collagen)를 파괴시키게 되고, 기저막의 손상 및 콜라겐과 탄력 섬유 등의 섬유질 사이의 공간을 채우고 있는 기질(ground substances)의 감소는 진피의 두께의 축소를 야기하고, 이에 따라 피부 탄력 감소, 피부 늘어짐, 노인 주름 등을 유발한다. 고주파수 초음파는 주파수가 높아질수록 MMPs의 생성을 저하시킨다.

상기 HSPs는 인체의 중요한 면역 기제의 촉매의 역할을 하는 것으로서, 열적인 자극을 포함한 외부의 자극에 반응하여 활성된다. 상기 HSPs는 세포 내의 시토졸 내에 뿐만 아니라 세포 외 공간에 존재하며, 생리적, 병리적 과정에 적극적으로 영향을 미친다. 상기 HSPs는 불안정한 단백질의 분해, 결합을 완성하지 못한 단백질의 폴딩(folding), 잘못 폴딩된 단백질의 재 폴딩, 조정 역할을 하는 단백질의 조절, 단백질 폴딩의 억제, 세포외의 단백질을 세포 내의 요소로 들여 오는 역할, 신호 전달 체계 등의 다양한 역할을 수행한다. 이에 따라, HSPs는 활성됨에 따라 피부 노화를 방지하게 된다. 고주파수 초음파는 주파수가 높아질수록 MMPs의 생성을 유도시킨다.

상기 제어부(30)는 하나의 트랜스듀서에서 저주파수 초음파와 고주파수 초음파를 조합하여 피부 노화를 방지하는 효과를 높인다. 저주파수 초음파가 제공됨에 따라 피부표면부터 진피층까지 전체적으로 온도를 높이게 되고, 고주파수 초음파는 피부 내부로 깊이 침투하지 못하여 진피층 전반에 에너지를 전달하지 못하여 피부층의 온도를 높이는 효율은 낮으나, 피부 노화 관련 물질을 조절(즉, 피부 노화 촉진 물질의 생성을 억제하고 피부 노화 방지 물질의 생성을 촉진)시킨다. 이를 통해, 초음파 자극기는 저주파수 초음파와 고주파수 초음파에 의해 피부층 온도가 상승되어 조직 열화에 따라 콜라겐 손상 및 재생하게 되고, 고주파수 초음파에 의해 피부 노화 관련 물질을 제어하여 세포외 기질에 의한 피부 노화를 방지하게 된다.

일실시예로, 상기 제어부(30)는 특정한 전체 출력시간 동안 전류의 주파수를 조절하여 저주파수 초음파와 고주파수 초음파를 번갈아 제공한다. 즉, 초음파 자극기는 온도 상승에 의한 피부 타이트닝 효과와 피부 노화 관련 물질을 제어함에 따른 노화 방지 효과가 동시에 발생할 수 있도록 저주파수 초음파와 고주파수 초음파를 번갈아 제공한다. 상기 전체 출력시간은, 고주파수 초음파를 제공되는 제1출력시간과 저주파수 초음파를 제공하는 제2출력시간을 포함한다. 즉, 전체 출력시간이 특정한 피부 위치에 고주파수 초음파와 저주파수 초음파를 출력하여 치료 또는 케어(Care)를 수행하는 시간이므로, 상기 제어부(30)는 전체 출력시간을 제1출력시간과 제2출력시간으로 나누어서 고주파수 초음파와 저주파수 초음파를 제공한다.

예를 들어, 상기 제어부(30)는 전체 출력시간을 N(N은 2보다 큰 자연수)개로 나누어서 고주파수 초음파와 저주파수 초음파가 제공되는 제1출력시간과 제2출력시간가 연속된 하나의 조합을 N회 수행될 수 있다. 이를 통해, 휴대용 초음파 자극기(1)는 피부 내부의 온도를 특정 값까지 상승시키는 효과와 피부 노화 방지 물질을 생성하는 효과를 동시에 제공할 수 있다.

상기 제어부(30)는 하나의 조합 내에서 제1출력시간과 제2출력시간의 길이 비율을 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1출력시간과 제2출력시간의 비율은 0.1:0.9, 0.2:0.8, 0.3:0.7, 0.4:0.6, 0.5:0.5, 0.6:0.4, 0.7:0.3, 0.8:0.2, 0.9:0.1 등으로 다양하게 가질 수 있다. 초음파 자극기는 사용자의 피부 특성(예를 들어, 피부의 두께, 온도 상승에 따른 피부 민감도 등)과 사용 목적 등을 고려하여 제1출력시간과 제2출력시간의 비율을 설정할 수 있다.

또한, 상기 제어부(30)는, 사용자의 피부조건이나 사용되는 부위에 따라, 전체 출력시간에 포함되는 하나의 조합(즉, 제1출력시간과 제2출력시간의 조합)의 시간길이를 조절하여, 고주파수 초음파와 저주파수 초음파가 번갈아 제공되는 횟수를 높일 수 있다.

예를 들어, 상기 전체 출력시간은 상기 제2출력시간의 총합이 상기 제1출력시간의 총합보다 길게 설정될 수 있다. 즉, 피부 내부의 온도 상승에 의한 피부 타이트닝이 주요 목적으로 사용되면서 부수적으로 피부 노화 방지 물질 제공에 따른 효과를 얻는 것이므로, 전체 출력시간에서 상기 제2출력시간의 총합이 상기 제1출력시간의 총합보다 크도록 할 수 있다. 구체적으로, 고주파수 초음파는 피부 내부의 온도를 향상시키는 효과를 제공하지만 저주파수 초음파에 비해 전달이 깊은 위치까지 잘 되지 않아 효율이 떨어지므로, 상기 제어부(30)는 저주파수 초음파가 제공되는 시간을 길게 하여 타이트닝 효과를 제공하기 위한 피부 온도 상승이 빠르게 이루어지록 한다.

또한, 다른 일실시예로, 고주파수 초음파도 진피층의 온도 상승 효과를 제공하므로, 제어부(30)는 전체 출력시간 내에 포함된 하나 이상의 제2출력시간 동안의 저주파수 초음파에 의한 온도 상승과 전체 출력시간 내에 포함된 하나 이상의 제1출력시간 동안의 고주파수 초음파에 의한 온도 상승을 함께 고려하여, 타이트닝 효과에 도달할 수 있는 전체 출력시간을 설정한다. 즉, 하나의 치료부위에서 치료 시간이 짧을수록 피부 전체에 대한 치료 시간이 짧아지게 되며, 치료시간이 길어지면 사용자가 시간을 할애하여 사용할 가능성이 낮아지게 된다.

예를 들어, 사용자가 특정 피부 위치에 전체 출력시간 동안 고정적으로 접촉시킨 후에 이동시키는 방식(즉, 초음파 치료기를 피부의 각 위치에 특정시간동안 배치하여 초음파를 출력한 후 다음 위치로 이동하여 초음파를 출력하는 과정을 반복하는 방식)을 이용하는 경우, 제어부(30)는 특정 위치에서 피부 타이트닝 효과가 발생할 수 있는 최단시간을 산출하기 위해 고주파수 초음파 출력조건(즉, 고주파수 초음파의 주파수, 세기, 제1출력시간 등)과 저주파수 초음파 출력조건(즉, 저주파수 초음파의 주파수, 세기, 제2출력시간 등)을 고려하여 전체 출력시간을 설정한다.

또한, 다른 일실시예로, 사용자가 치료 또는 케어하고자 하는 피부 영역을 초음파를 출력하면서 문지르는 경우, 제어부(30)는 해당 피부 영역의 전체 면적을 특정한 온도 이상으로 높일 수 있는 시간길이를 전체 출력시간으로 설정한다. 예를 들어, 사용자의 한쪽 볼 영역을 치료하고자 하며, 볼 영역의 대략적인 면적을 파악하고 있으며, 볼 영역 전체를 균등하게 문지르는 경우, 제어부(30)는 저주파수 초음파와 고주파수 초음파에 의해 전체적으로 특정온도 이상에 도달할 수 있는 최단시간을 산출할 수 있다. 따라서, 제어부(30)는 최단시간 이상의 시간길이를 전체 출력시간으로 설정하여, 사용자가 골고루 피부 영역 전체를 문지를 때 피부 타이트닝이 발생할 수 있는 온도 이상이 되도록 할 수 있다.

또한, 다른 일실시예로, 초음파 자극기는 모션센서를 포함한다. 상기 모션센서는 사용자 피부영역 전체를 골고루 문지르는지 여부를 센싱하는 역할을 수행한다. 사용자가 볼을 문지르는 경우, 상기 모션센서는 초음파 자극기의 움직임을 측정하고, 상기 제어부는 전체적으로 골고루 문질러졌는지를 판단한다. 예를 들어, 초음파자극기는 사용자 볼의 특정한 지점에서 문지르는 동작을 시작하도록 사용자에게 안내하고, 모션센서가 사용자 조작에 따른 초음파 자극기의 움직임을 센싱하고, 제어부는 사용자가 초음파자극기로 볼을 문지름에 따라 초음파가 볼 전체에 골고루 제공되는지 판단한다.

또한, 다른 일실시예로, 상기 제어부(30)는, 상기 고주파수 초음파가 진피층까지 침투되는 전류 세기를 상기 초음파 트랜스듀서(21)에 제공한다.

또한, 다른 일실시예로, 제어부(30)는 트랜스듀서가 연결되는 입출력단의 저항이 0에 가깝게 하면서 전류가 트랜스듀서에 흐르도록 하는 회로로 구성될 수 있다.

초음파 출력부가 카트리지 형태로 제작되어 교체 가능한 경우, 다른 유형의 초음파 출력부는 상이한 임피던스를 가지게 된다. 즉, 트랜스듀서의 형태가 반구, 평면, 원통 형태를 각각 가짐에 따라, 각 트랜스듀서는 상이한 임피던스 값을 가지게 된다. 또한, 동일한 형태의 트랜스듀서도 세라믹 특성 등에 의해 상이한 임피던스 값을 가지게 된다. 따라서, 휴대용 초음파 자극기(1)는 연결 또는 결합되는 트랜스듀서의 임피던스 값에 상관없이 구동이 될 수 있어야 한다. 이를 위해, 초음파 자극기는, 트랜스듀서가 연결되는 입출력단의 저항을 0에 가깝게 하여, 카트리지 교체 시에 임피던스 매칭을 수행할 필요 없고, 카트리지 제작 시에 이용 가능한 트랜스듀서의 소자 특성이 제한되지 않을 수 있다.

상기 배터리(40)는 본체 하우징(10)의 몸체부 내에 구비되어, 제어부(30) 및 트랜스듀서 구동을 위한 전류를 제공하는 역할을 한다. 즉, 휴대용으로 초음파 자극기(1)를 구현하기 위해, 상기 배터리(40)는 하우징 내부에 구비된다. 또한, 상기 배터리(40)는, 후술되는 충전단자(50)에 외부 전원이 연결되어 충전 가능할 수 있다.

상기 충전단자(50)는 상기 하우징의 일측에 구비되어 외부 전원과 상기 배터리(40) 충전을 위해 연결되는 역할을 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 제공할 수 있다.

첫째, 하나의 초음파 자극기(1)를 이용하여 다양한 주파수의 초음파를 출력할 수 있다.

둘째, 고주파수 초음파와 저주파수 초음파를 번갈아 제공함에 따라 피부 타이트닝 효과를 높일 수 있다. 즉, 피부 온도 상승이 효율이 높은 저주파수 초음파와 피부 노화 관련 물질의 생성을 조절하는 고주파수 초음파를 피부 치료 과정에서 번갈아 제공하여 전체 치료시간 동안 두가지 초음파에 의한 효과를 모두 제공하여 피부 타이트닝 효과를 극대화할 수 있다.

셋째, 초음파 트랜스듀서(21)의 임피던스에 상관없이 교체하여 사용할 수 있으므로, 특정한 트랜스듀서의 생산 시에 임피던스가 원하는 범위 내에 해당하는 지 확인할 필요가 없으며, 임피던스가 상이한 다양한 유형의 트랜스듀서를 결합하여 사용할 수 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (7)

1. 사용자가 쥐는 몸체부와 초음파 트랜스듀서 결합부를 구비하는 하우징;
   상기 초음파 트랜스듀서 결합부에 구비되어, 진동을 통해 피부로 초음파를 출력하는 초음파 트랜스듀서;
   상기 초음파 트랜스듀서에 특정한 주파수의 전류를 제공함에 따라 출력되는 초음파를 특정한 주파수로 설정하고, 특정한 전체 출력시간 동안 전류의 주파수를 조절하여 저주파수 초음파와 고주파수 초음파를 번갈아 제공하는 제어부;
   상기 몸체부 내에 구비된 배터리;
   상기 하우징의 일측에 구비되는 충전단자; 및
   초음파 자극기의 움직임을 측정하는 모션센서;를 포함하고,
   상기 제어부는 특정한 전체 출력시간 동안 전류의 주파수를 조절하여 저주파수 초음파와 고주파수 초음파를 번갈아 제공하는 것을 특징으로 하고,
   상기 전체 출력시간은, 고주파수 초음파로 제공되는 제1출력시간과 저주파수 초음파로 제공되는 제2출력시간을 포함하고,
   상기 제어부는,
   사용자의 피부 특성 및 사용 목적을 고려하여 제1출력시간과 제2출력시간의 비율을 설정하고,
   사용자가 치료 또는 케어하고자 하는 피부 영역을 초음파를 출력하면서 문지르는 경우, 해당 피부 영역의 전체 면적을 특정 온도 이상으로 높일 수 있는 시간길이를 전체 출력시간으로 설정하고,
   상기 전체 출력시간 내에 포함된 하나 이상의 제2출력시간 동안의 저주파수 초음파에 의한 온도 상승과 하나 이상의 제1출력시간 동안의 고주파수 초음파에 의한 온도 상승을 함께 고려하여, 타이트닝 효과에 도달할 수 있는 전체 출력시간을 설정하고,
   상기 모션센서의 센싱 결과를 토대로 사용자의 해당 피부영역 전체가 골고루 문질러졌는지 판단하는, 휴대용 초음파 자극기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 저주파수 초음파는 1MHz 미만이고,
   상기 고주파수 초음파는 1MHz 이상인 것을 특징으로 하는, 휴대용 초음파 자극기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 고주파수 초음파가 제공됨에 따라 피부 내에 피부 노화 방지 물질의 생성을 촉진하며, 피부 노화 촉진 물질의 생성을 억제하고,
   상기 저주파수 초음파가 제공됨에 따라 피부층의 온도 상승 효과를 제공하는 것을 특징으로 하는, 휴대용 초음파 자극기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 고주파수 초음파가 진피층까지 침투되는 전류 세기를 상기 초음파 트랜스듀서에 제공하는 것을 특징으로 하는, 휴대용 초음파 자극기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 전체 출력시간은
   상기 제2출력시간의 총합이 상기 제1출력시간의 총합보다 길게 설정되고,
   상기 초음파 트랜스듀서는 저주파수 초음파에서 최대 효율을 가지는 것을 특징으로 하는, 휴대용 초음파 자극기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 초음파 트랜스듀서는,
   상기 초음파 트랜스듀서 결합부에 교체 결합되어, 피부에 출력되는 초음파 유형이 설정되는 것을 특징으로 하는, 휴대용 초음파 자극기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 초음파 트랜스듀서는,
   점 집속형, 선 집속형 및 평면형 중에서 선택되는 것인, 휴대용 초음파 자극기.

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